Министерство образования и науки Хабаровского края
Краевое государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение
"Хабаровский автомеханический колледж"

РЕФЕРАТ
ФИЗИОЛОГИЯ СЕРДЦА

Выполнил:
 студент Саенко И.А
Проворил: 
Преподаватель Калашникова А.Ю

Хабаровск
2020

Введение

В процессе эволюции у высших животных возникает проблема транспорта питательных веществ и кислорода к тканям и отвода от них продуктов метаболизма. Данная проблема была решена развитием системы кровообращения.
С помощью сердца, а также широкой и развернутой сети сосудов (вен, артерий, капилляров), которые разветвляясь проникают в каждую малую точку организма кровь доставляет все необходимое к тканям и относит от них, все токсичные отходы, и продукты жизнедеятельности.
В организме позвоночных животных кровь циркулирует по замкнутой системе сосудов и полостей, названных кровеносной системой, или системой кровообращения.
Сам принцип работы системы кровообращения интересовал ученых с давней древности, но из за невозможности прямого наблюдения (in vita) и появления ошибочных, тупиковых теорий его открытие сильно затянулось во времени.
Долгий срок считалось, что центр кровообращения – это печень, кровь течет по сосудам, а по артериям кислород.
Во II веке д.н.э ученый Гален выдвинул предположение о существовании отверстия в предсердной перегородке, через которое кровь поступает из правого предсердия в левый желудочек. Попытку опровергнуть это мнение предпринял М. Сервет в XVI веке, он открыл малый круг кровообращения, и показал, что весь объем крови проходит через легкие, где и подвергается переработке (а не в печени по бытующему мнению), но Сервет был объявлен инквизиторов и вместе со своими трудами был сожжен, а его учение объявлено ересью.
Повторил его исследования, ученик Фабриция, В. Гарвей (1578-1657), который эмпирическим путем установил замкнутость системы кровообращения, доказал наличие большого и малого кругов кровообращения. Продолжил, доказал и расширил учение Гарвея М. Мальпиги. Он в 1661 году обнаружил капилляры.
Впоследствии огромнейший вклад в развитие изучения системы кровообращения вложили такие ученые как: И. П. Павлов, Э. Г. Старлинг, М.
Г. Удельнова, В. Ф. Овсянников.

Сердце

Сердце центральный орган кровообращения, благодаря его работе кровы беспрерывно циркулирует внутри организма. Сердце начинает свою работу с первым вздохом новорожденного животного и заканчивает лишь с его смертью. кровообращение сердце волокно мышца
Сердце представляет собой мышечный мешок разбитый двумя перегородками на четыре части. Правую (содержащую венозную кровь) и левую (содержащую артериальную кровь), и на предсердия, к которым кровь подтекает из соответствующих магистралей; и желудочков, которые выталкивают кровь. Между предсердиями и желудочками в левой и правой половинах сердца находятся атриовентрикулярные отверстия снабженные Двух- и трехстворчатым клапанами, предназначенными для свободного перехода крови из предсердий в желудочки и препятствующих оттоку крови в обратную сторону. Для тех же целей (односторонняя направленность кровотока) у артерий начинающихся от желудочков (аорта и легочная артерия) имеются полулунные клапаны.

Круги кровообращения

В процессе эволюции у животных появляется два круга кровообращения, которые разделяют на большой и малый круги.
Большой круг начинается в левом желудочке, при его сокращении кровь из сердца попадает в аорту из которой кровь переходит в различной величины артерии, которые впоследствии распадаются на артериолы и капилляры в тканях организма. В капиллярах происходит обмен между кровью и прилегающими тканями. Затем крови собирается в венулы, откуда сливается в вены, и по венам попадает в полую вену и в правое предсердие, на чем путь большого круга кровообращения заканчивается.
Из правого предсердия кровь переливается в правый желудочек, с которого начинается малый круг кровообращения. Правый желудочек выталкивает кровь в легочную артерию, которая делясь на более мелкие сосуды разветвляется сетью капилляров в легких, где кровь насыщается кислородом и отдает связанный углекислый газ. После газообмена кровь собирается в легочных венах и стекает в левое предсердие, где и заканчивается малый круг кровообращения.
Разделение кругов кровообращения способствовало повышению давления в артериях и как следствие более интенсивному обмену веществ.

Морфофункциональные особенности сердца

Сердце является четырехкамерным органом, состоящим из двух предсердий, двух желудочков и двух ушек предсердий. Именно с сокращения предсердий и начинается работа сердца. Масса сердца у взрослого человека составляет 0,04% от веса тела. Его стенка образована тремя слоями – эндокардом, миокардом и эпикардом. Эндокард состоит из соединительной ткани и обеспечивает органу несмачиваемость стенки, что облегчает гемодинамику. Миокард образован поперечно-полосатым мышечным волокном, наибольшая толщина которого в области левого желудочка, а наименьшая – в предсердии. Эпикард является висцеральным листком серозного перикарда, под которым располагаются кровеносные сосуды и нервные волокна. Снаружи сердца располагается перикард – околосердечная сумка. Он состоит из двух слоев – серозного и фиброзного. Серозный слой образован висцеральным и париетальным листками. Париетальный слой соединяется с фиброзным слоем и образует околосердечную сумку. Между эпикардом и париетальным листком имеется полость, которая в норме должна быть заполнена серозной жидкостью для уменьшения трения. Функции перикарда: 1) защита от механических воздействий; 2) предотвращение перерастяжения; 3) основа для крупных кровеносных сосудов.
Сердце вертикальной перегородкой делится на правую и левую половины, которые у взрослого человека в норме не сообщаются между собой. Горизонтальная перегородка образована фиброзными волокнами и делит сердце на предсердие и желудочки, которые соединяются за счет атриовентрикулярной пластинки, В сердце находится два вида клапанов – створчатые и полулунные. Клапан – дубликатура эндокарда, в слоях которого находятся соединительная ткань, мышечные элементы, кровеносные сосуды и нервные волокна.
Створчатые клапаны располагаются между предсердием и желудочком, причем в левой половине – три створки, а в правой – две. Полулунные клапаны находятся в месте выхода из желудочков кровеносных сосудов – аорты и легочного ствола. Они снабжены кармашками, которые при заполнении кровью закрываются. Работа клапанов пассивная, находится под влиянием разности давления.
Цикл сердечной деятельности состоит из систолы и диастолы. Систола – сокращение, которое длится 0,1-0,16 с в предсердии и 0,3-0,36 с в желудочке. Систола предсердий слабее, чем систола желудочков. Диастола – расслабление, у предсердий занимает 0,7-0,76 с, у желудочков – 0,47-0,56 с.
Продолжительность сердечного цикла составляет 0,8-0,86 с и зависит от частоты сокращений. Время, в течение которого предсердия и желудочки находятся в состоянии покоя, называется общей паузой в деятельности сердца. Она длится примерно 0,4 с. В течение этого времени сердце отдыхает, а его камеры частично наполняются кровью. Систола и диастола – сложные фазы и состоят из нескольких периодов. В систоле различают два периода – напряжения и изгнания крови, включающие в себя: 1) фазу асинхронного сокращения – 0,05 с; 2) фазу изометрического сокращения – 0,03 с; 3) фазу быстрого изгнания крови – 0,12 с; 4) фазу медленного изгнания крови – 0,13 с. Диастола продолжается около 0,47 с и состоит из трех периодов: 1) протодиастолического – 0,04 с; 2) изометрического – 0,08 с; 3) периода наполнения, в котором выделяют фазу быстрого изгнания крови – 0,08 с, фазу медленного изгнания крови – 0,17 с, время пресистолы – наполнение желудочков кровью – 0,1 с.
На продолжительность сердечного цикла влияют частота сердечных сокращений, возраст и пол.

Строение миокарда сердца

Сердце как орган состоит из трех оболочек: эндокарда, самой глубокой оболочки представленной соединительно-тканной оболочкой, покрытой эндотелием, миокарда -– мышечной оболочки сердца и эпикарда – наружной серозной- оболочки сердца.
Миокард построен из сердечной поперечно – полосатой мышечной ткани и имеет ряд особенностей связанных с самой функцией сердца, как в целом, так и его отделов:
- В различных отделах толщина сердечной мышцы неодинакова, например в левом желудочке стенка толще чем в правом.
- Мышцы предсердия обособлены от мышц желудочков.
- В желудочках и предсердиях существуют общие мышечные пласты.
- В области венозных устьев преддверий располагаются сфинктеры.
- Наличие в миокарде двух морфофункциональных типов мышечных волокон.
Сердечная мышца при микроскопии выглядит подобно скелетной поперечно- полосатой мускулатуре. Наблюдается четко выраженная поперечная исчерченость и саркомерное строение.
Различают два типа сердечных волокон:
1) типичные волокна – рабочего миокарда,
2) нетипичные волокна проводящей системы.

Типические волокна

Саркомеры состоят из чередующихся темных (миозиновых) – А, и светлых (актиновых) - I полос. В центра полосы А расположена зона Н имеющая центральную Т-линию. Саркомеры соединяются между собой с помощью вставочных дисков – нексусов, которые и являются истинными границами клеток.
Миозин содержащийся в полосе А, способен расщеплять АТФ до АДФ, то есть представляет собой аденозинтрифосфатазу, а так же способен образовывать с миозином обратимый комплекс актомиозин (в присутствии Са++ и образованием АДФ), чем и обусловлена сократимость сердечной мышцы.

Нетипические волокна

Благодаря атипическим нервным волокнам реализуется автоматия сердца.
Автоматия сердца – это способность сердца ритмически сокращаться под влиянием импульсов, зарождающихся в нем самом.
Морфологическим субстратом автоматии служат атипические сердечные волокна. – пейсмекеры, способные к периодической самогенерации мембранного потенциала.
Атипические миоциты более крупные, нежели рабочие, в них содержится больше саркоплазмы с высоким содержанием гликогена, но мало миофибрилл и митохондрий. В атипических клетках преобладают ферменты, способствующие анаэробному гликолизу.
Сами атипические клетки располагаются в строго определенных областях и образуют синатриальный (Кейт-Флерка) и атриовентрикулярный (Ашоффа-Тавара) узлы и пучек Гисса делящийся на ножки, которые разветвляются как волокна Пуркинье.
Автоматия сердца

Автоматия — это способность сердца сокращаться под влиянием импульсов, возникающих в нем самом. Обнаружено, что в клетках атипического миокарда могут генерироваться нервные импульсы. У здорового человека это происходит в области сино-агриального узла, так как эти клетки отличаются от других структур по строению и свойствам. Они имеют веретеновидную форму, расположены группами и окружены общей базальной мембраной. Эти клетки называются водителями ритма первого порядка, или пейсмекерами. В них с высокой скоростью идут обменные процессы, поэтому метаболиты не успевают выноситься и накапливаются в межклеточной жидкости. Также характерными свойствами являются низкая величина мембранного потенциала и высокая проницаемость для ионов Na и Са. Отмечена довольно низкая активность работы натрий-калиевого насоса, что обусловлено разностью концентрации Na и К.
Автоматия возникает в фазу диастолы и проявляется движением ионов Na внутрь клетки. При этом величина мембранного потенциала уменьшается и стремится к критическому уровню деполяризации — наступает медленная спонтанная диастоличе-ская деполяризация, сопровождающаяся уменьшением заряда мембраны. В фазу быстрой деполяризации возникает открытие каналов для ионов Na и Са, и они начинают свое движение внутрь клетки. В результате заряд мембраны уменьшается до нуля и изменяется на противоположный, достигая +20-30 мВ. Движение Na происходит до достижения электрохимического равновесия по ионам Na, затем начинается фаза плато. В фазу плато продолжается поступление в клетку ионов Са. В это время сердечная ткань невозбудима. По достижении электрохимического равновесия по ионам Са заканчивается фаза плато и наступает период реполяризации – возвращения заряда мембраны к исходному уровню.
Потенциал действия синоатриального узла отличается меньшей амплитудой и составляет ±70-90 мВ, а обычный потенциал ровняется ± 120-130 мВ.
В норме потенциалы возникают в синоатриальном узле за счет наличия клеток – водителей ритма первого порядка. Но другие отделы сердца в определенных условиях также способны генерировать нервный импульс. Это происходит при выключении синоатриального узла и при включении дополнительного раздражения
При выключении из работы синоатриального узла наблюдается генерация нервных импульсов с частотой 50-60 раз в минуту в атриовентрикулярном узле – водителе ритма второго порядка При нарушении в атриовентрикулярном узле при дополнительном раздражении возникает возбуждение в клетках пучка Гиса с частотой 30-40 раз в минуту – водитель ритма третьего порядка.
Градиент автоматии – это уменьшение способности к автоматии по мере удаления от синоатриального узла

Схема работы проводящей системы сердца

Типические миоциты во время сокращения поддерживают стабильный мембранный потенциал, в то время как потенциал нетипических миоцитов синатриального узла медленно понижается в связи с повышением проницаемости мембран для ионов натрия входящих внутрь волокон и ионов калия выходящих из них. При открытии натриевых ворот ионы Na+ лавинообразно устремляются внутрь волокон вызывая распространение нового потенциала. («дрейф» потенциала). После чего процесс повторяется.
Способность к автоматии в различных участках сердца неодинакова и у атриовентрикулярного узла она уже ниже, а у пучка Гисса настолько мала, что соответствующая частота возникновения мембранного потенциала не совместима с жизнью.

Физиологические особенности строения сердечной мышцы

Для обеспечения нормального существования организма в различных условиях сердце может работать в достаточно широком диапазоне частот
(например у лошади в процессе бега частота сердечных толчков может увеличиваться в 4 – 5 раз). Такое возможно благодаря некоторым свойствам, таким как:
1 - Автоматия сердца, это способность сердца ритмически сокращаться под влиянием импульсов, зарождающихся в нем самом. Описана выше.
2 – Возбудимость сердца, это способность сердечной мышцы возбуждаться от различных раздражителей физической или химической природы, сопровождающееся изменениями физико – химических свойств ткани.
3 – Проводимость сердца, осуществляется в сердце электрическим путем вследствие образования потенциала действия в клетках пейс-мейкерах. Местом перехода возбуждения с одной клетки на другую, служат нексусы.
4 – Сократимость сердца – Сила сокращения сердечной мышцы прямо пропорциональна начальной длине мышечных волокон.
5 – Рефрактерность миокарда – такое временое состояние не возбудимости тканей.
При сбое сердечного ритма происходит мерцание, фибриляция – быстрые асинхронные сокращения сердца, что может привести к летальному исходу.

Сердечный цикл

Работу сердца можно разделить на несколько фаз (периодов):
Напряжения – систола,
Изгнания крови,
Расслабление – диастола.
Сердечным циклом называют согласованное чередование систолы и диастолы сердца.
Началом сердечного цикла принято считать систолу предсердий (причем левое сокращается незначительно раньше правого), при сокращении предсердий давление в них повышается, и кровь перетекает в желудочки сердца. Кровь не оттекает в вены, так как в момент систолы предсердий просвет вен сужен, а в желудочки кровь перетекает свободно, так как желудочки расслаблены, и атриовентрикулярные клапаны свободны. Время цикла 0,1 с.
Следующий этап цикла – систола желудочков. При их сокращение давление возрастает и кровь стремясь оттечь захлопывает атриовентрикулярные клапаны и устремляется в просвет артерий раскрывая полулунные клапаны. Время цикла 0,4 с.
После открытия полулунных клапанов давление в желудочках падает, а в артериях резко возрастает, полулунные клапаны захлопываются наступает диастола желудочков.

Дополнительные определение

Звуковые явления, которыми сопровождается работа сердца, называют тонами сердца.
Количество крови выброшенное сердцем в течении единицы времени названо минутным объемом кровотока.
Отношение минутного объема крови к количеству сокращений серца называют систолическим объемом крови.
При работе сердца возникают биоэлектрические потенциалы, которые можно уловить с помощью специальной фиксирующей аппаратуры ЭКГ.
В связи с постоянной нагрузкой сердце очень чувствительно к недостатку кислорода и питательных веществ, поэтому более 10% крови проходящей через аорту, попадает в коронарные сосуды питающие сердечную мышцу.
Регуляция работы сердца проходит как на гуморальном, так и на нервном уровне. В гуморальной регуляции участвуют гормоны адреналин и норадреналин, а нервная – симпатической и парасимпатической нервной системой.
Важную роль в движении крови выполняют так называемые периферические сердца, то есть скелетная мускулатура. При сокращении мышц (ходьба, работа) суживаются просветы сосудов в них возрастает давление и кровь проталкивается к сердцу.

Заключение

Сердце важнейший орган организма идеально приспособленное для поддержания жизнедеятельности организма. Сложно устроенное, имеющие собственную систему генерации сигнала и контроля частоты сокращений оно способно работать в течении всей жизни животного не утомляясь.
Являясь важнейшим звеном в кровообращении, а следовательно всех обменных процессов организма, работа сердца мгновенно отражает любые физические либо химические отклонения организма от нормы. Поэтому знание принципов работы и физиологических свойств сердца необходимо для нормального контроля за здоровьем животного и обеспечения помощи при каких либо нарушениях в работе этого органа.
Систолу желудочков принято делить на два периода — период напряжения и период изгнания крови, а диастолу — на три периода — протодиастолический период, период изометрического расслабления и период наполнения.
Цикл систола—диастола желудочков представлен в следующем виде.
Систола желудочков — 0,33 с.
Период напряжения — 0,08 с: фаза асинхронного сокращения — 0,05 с; фаза изометрического сокращения — 0,03 с.
Период изгнания крови — 0,25 с: фаза быстрого изгнания — 0,12 с; фаза медленного изгнания — 0,13 с.
Диастола желудочков — 0,47 с.
Протодиастолический период — 0,04 с.
Период изометрического расслабления — 0,08 с. Период наполнения кровью — 0,35 с: фаза быстрого наполнения — 0,08 с; фаза медленного наполнения — 0,26 с; фаза наполнения, обусловленная систолой предсердия, — 0,1 с.
Систола желудочков занимает 0,33 с.