Физиологические свойства сердечной мышцы. Нагнетательная функция сердца. Фазовый анализ сердечного цикла

1. Кафедра физиологии

ЛЕКЦИЯ №17
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
СЕРДЕЧНОЙ МЫШЦЫ.
НАГНЕТАТЕЛЬНАЯ ФУНКЦИЯ СЕРДЦА.
ФАЗОВЫЙ АНАЛИЗ СЕРДЕЧНОГО ЦИКЛА.
ЯВЛЕНИЯ, СОПРОВОЖДАЮЩИЕ РАБОТУ
1
СЕРДЦА.

2. План лекции

1. Структурно-функциональная характеристика
сердечно-сосудистой системы.
2. Физиологические свойства сердечной
мышцы: возбудимость, автоматия,
проводимость, сократимость.
3. Нагнетательная функция сердца. Роль
клапанного аппарата в ее реализации.
4. Закон Франка-Старлинга (закон «сердца»).
Причины наполнения сердца кровью.
5. Фазовый анализ сердечного цикла.
6. Звуковые и механические явления,
сопровождающие работу сердца (тоны
сердца, верхушечный толчок), их
диагностическое значение.
2

3.

3

4. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СИСТЕМА КРОВООБРАЩЕНИЯ

4

5. Анатомическая структура сердца

5

6. Гистологическая структура сердечной мышцы (миокарда)

6

7.

7

8. Проводящая система сердца (

8

9.

9

10. Регистрация ПД в элементах ПСС

10

11.

ГЕНЕРАЦИЯ ПД В КЛЕТКАХ
СИНУСНО-ПРЕДСЕРДНОГО УЗЛА
11

12.

Потенциал действия
(А) и фазовые изменения
возбудимости (Б)
клетки рабочего
миокарда в процессе
ее возбуждения.
12

13. ПРОВОДИМОСТЬ

Проводимость – способность сердца проводить
импульсы от
места их возникновения до сократительного
миокарда.
Скорость распространения возбуждения:
по сократительному миокарду ~ 1 м/с;
по проводящей системы желудочков (Пучок Гиса,
волокна Пуркинье) ~ 4-5 м/с;
по атриовентрикулярному узлу ~ 0,02-0,03 м/с
(атриовентрикулярная задержка).
Значение
атриовентрикулярной
задержки:
обеспечивает
строго
определенную
последовательность
сокращения
камер сердца; препятствует наслаиванию систолы
13
предсердий на систолу желудочков.

14. СОКРАТИМОСТЬ

Сократимость – способность сердца сокращаться
под влиянием импульсов.
Сократимостью в сердце обладают сократительные
(рабочие) миокардиоциты, которые образуют
основную массу стенки камер сердца (предсердий и
желудочков).
Функциональные особенности
сердечной мышцы
Несмотря на то, что миокард состоит из большого
числа мышечных элементов, он всегда
функционирует как единое целое – функциональный
синцитий.
14

15. СОКРАТИМОСТЬ

В отличие от скелетной мышцы миокард
не обнаруживает зависимости между силой
раздражения и величиной ответной реакции: на
подпороговое раздражение сердце вообще не
отвечает, но как только сила раздражения
достигает порогового уровня, возникает
максимальное сокращение миокарда. Дальнейшее
увеличение силы раздражения не изменяет
величину сокращения. Т.о., пороговое раздражение
является одновременно и максимальным. Эта
особенность сокращения сердечной мышцы
получила название закона «все или ничего»
(закон Боудича).
15

16. МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ СЕРДЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

16
электрокардиография,
фонокардиография,
УЗИ исследование,
аускультация,
эхокардиография,
баллистокардиография,
электрокимография,
пальпация,
перкуссия и др.

17. Сердце нагнетает кровь в сосудистую систему благодаря синхронному сокращению миокарда предсердий и желудочков.

1.
2.
Сокращение обоих предсердий, а затем обоих
желудочков происходит одновременно
вследствие:
наличия общих слоев миокарда у обоих
предсердий и обоих желудочков;
одновременного возбуждения клеток
миокарда обоих предсердий и обоих
желудочков, что достигается работой
17
проводящей
системы сердца.

18. Общая характеристика нагнетательной функции сердца

Сокращение предсердий
18
начинается в области устья полых
вен, вследствие чего устья
сжимаются. Поэтому кровь может
двигаться только в одном
направлении – в желудочки через
предсердно-желудочковые
отверстия. В этих отверстиях
расположены
атриовентрикулярные клапаны: в
левом желудочке находится
двустворчатый (бикуспидальный)
митральный клапан, в правом –
трехстворчатый
(трикуспидальный).
В момент диастолы предсердий и
последующей их систолы створки
клапанов расходятся и пропускают
кровь из предсердий в желудочки.

19. Причины диастолического наполнения полостей сердца кровью

1.
2.
3.
4.
Наличие остатка движущей силы, вызванной предыдущим
сокращением сердца. Эта сила обуславливает наличие среднего
давления в венах большого круга кровообращения около 7 мм рт. ст. В
полостях сердца во время диастолы оно около 0 мм рт. ст.
Присасывание крови грудной клеткой, особенно во время вдоха
(грудная клетка представляет собой герметически замкнутую полость,
в которой вследствие эластической тяги лёгких существует
отрицательное давление).
Сокращение скелетных мышц и наблюдающееся при этом наружное
сдавливание вен конечностей и туловища, в которых клапаны
пропускают кровь только в одном направлении – к сердцу.
Периодическое сдавливание вен вызывает систематическую подкачку
крови к сердцу (венозная помпа).
Во время систолы желудочков, когда уменьшается их продольный
размер, предсердно-желудочковая перегородка оттягивается книзу.
Это вызывает увеличение объема предсердий и, как результат,
19
увеличение
притока крови к ним из полых вен.

20. Закон Франка-Старлинга (закон «сердца»)

При повышении кровенаполнения сердца в
диастолу, а следовательно, при увеличении
растяжении мышцы сердца сила сердечных
сокращений возрастает.
Здесь проявляется, так называемый, гетерометрический
механизм саморегуляции работы сердца: сила сердечных
сокращений в этом случае определяется изменением
исходной длины мышечных волокон миокарда,
возникающем при изменении величины притока венозной
крови к сердцу. В условиях целостного организма действие
закона Франка-Старлинга ограничено влиянием других
механизмов
регуляции.
20

21. Фазовый анализ сердечного цикла

21
• Сокращение и расслабление
миокарда предсердий и
желудочков сопровождается
изменением давления в их
полостях и артериальных
сосудах, обеспечивающим
открытие и захлопывание
сердечных клапанов, что в
свою очередь регулирует
движение крови через сердце,
его насосную функцию.
• Общая длительность
сердечного цикла – систолы,
диастолы и общей сердечной
паузы – при частоте сердечных
сокращений 75 ударов в минуту
равна 0,8 секунды:
60 сек / 75 = 0,8 сек

22.

Сердечный цикл
Сердечный цикл начинается с систолы предсердий. Её
длительность составляет 0,1 с. За это время давление в
полости предсердий увеличивается от 0 (в диастолу) до 5-8
мм рт.ст. (в систолу) и через открытые
атриовентрикулярные клапаны происходит дополнительное
наполнение кровью полостей желудочков (около 30 % их
объёма, 70 % объёма желудочков было заполнено кровью в
предшествующую диастолу предсердий).
После окончания систолы предсердий одновременно
начинается систола желудочков и диастола предсердий,
которая длится 0,7 с. Расслабление миокарда предсердий в
диастолу приводит к снижению давления в их полостях до
0. Это обеспечивает диастолическое наполнение
22
предсердий кровью.

23. Систола желудочков длится 0,33 с. Она состоит из периодов и фаз. Сложная структура систолы желудочков обусловлена строением их проводящей си

Систола желудочков длится 0,33 с. Она состоит из
периодов и фаз. Сложная структура систолы
желудочков обусловлена строением их проводящей
системы и большей, чем в предсердиях толщиной
миокарда
Систола желудочков начинается периодом напряжения, длительностью 0,08
с, состоящим из двух фаз.
Фаза асинхронного сокращения волокон миокарда желудочков длится 0,05 с.
В течение этой фазы процесс возбуждения и следующий за ним процесс
сокращения распространяются по миокарду желудочков. Давление в полости
желудочков ещё близко к нулю. Однако к концу фазы сокращение охватывает
все волокна миокарда, поэтому давление в желудочках начинает быстро
нарастать до 70-80 мм рт. ст. в левом желудочке и до 15-20 мм рт. ст. – в
правом. Это
23обеспечивает захлопывание атриовентрикулярных клапанов, что
формирует звуковую волну – I систолический тон сердца.

24. С захлопывания предсердно-желудочковых клапанов начинается следующая фаза периода напряжения систолы желудочков – фаза изометрического

сокращения (0,03 с).
Эта фаза называется также первой фазой закрытых
клапанов, так как сокращение волокон миокарда
происходит на фоне закрытых как атриовентрикулярных,
так и полулунных клапанов («вход» и «выход» из
желудочков). При этом объем крови желудочков остается
постоянным, длина волокон миокарда не изменяется,
увеличивается только их напряжение, что приводит к
стремительному увеличению давления в желудочках.
Левый желудочек быстро приобретает округлую форму и с
силой ударяется о внутреннюю поверхность грудной стенки.
Возникает её колебание в 5-м межреберье слева на 1 см
кнутри от среднеключичной линии – сердечный толчок.
24

25. С открытия полулунных клапанов начинается второй период систолы желудочков – период изгнания крови (0,25 с), который состоит из фазы быстрог

• С открытия полулунных клапанов
начинается второй период систолы
желудочков – период изгнания крови
(0,25 с), который состоит из фазы
быстрого (0,12 с) и фазы медленного
изгнания (0,13 с) крови из желудочков.
Давление в желудочках при этом
нарастает: в левом – до 120-130 мм рт. ст.,
а в правом – до 25 мм рт. ст.
25
В конце фазы медленного изгнания
миокард желудочков начинает
расслабляться, наступает его диастола.
Диастола желудочков при частоте
сердечных сокращений 75 уд/мин длится
0,47 с. при увеличении частоты
сокращений сердца продолжительность
сердечного цикла уменьшается за счет
укорочения диастолы, а также общей
сердечной паузы.

26.

Диастола желудочков начинается с протодиастолического периода –
0,04 с. В течение этого времени начинающееся расслабление миокарда
вызывает падение давления в его полостях, кровь из аорты и легочной
артерии устремляется обратно в полости желудочков и захлопывает
полулунные клапаны. При этом возникает звуковая волна – II
диастолический тон. Таким образом, протодиастолический период –
это время от начала расслабления желудочков до захлопывания
полулунных клапанов.
После захлопывания полулунных клапанов давление в желудочках
падает до 0. в это время атриовентрикулярные клапаны ещё закрыты, а
полулунные – уже закрыты. В результате возникает второй период
закрытых клапанов – период изометрического расслабления
(0,08с), названный так потому, что в условиях двух закрытых клапанов
объем крови в желудочках остается постоянным, а, следовательно, и
длина волокон миокарда не изменяется, но уменьшается их
напряжение. Именно это вызывает такое стремительное падение
давления 26
в полостях желудочков, что создает условия для открытия
атриовентрикулярных клапанов и заполнение желудочков кровью.

27.

В результате возникает следующий период диастолы –
период наполнения желудочков кровью (0,25 с),
состоящий из фазы быстрого с(0,09 с) и фазы
медленного (0,16 с) наполнения желудочков кровью.
Колебания стенок желудочков вследствие быстрого притока
крови к ним вызывает появление звуковой волны – III тона
сердца.
К концу фазы медленного наполнения происходит систола
предсердий, что обуславливает последний период
диастолы желудочков – период дополнительного
наполнения желудочков кровью, обусловленный
систолой предсердий, или пресистолу (0,1с). Колебания
стенок сердца, вызванные сокращением предсердий и
дополнительным
поступлением крови в желудочки,
27
вызывают звуковую волну – IV тон сердца.

28. Механические явления, сопровождающие деятельность сердца

(исследуются методами пальпации,
баллистокардиографии, электрокимографии)
В период систолы желудочки приобретают
более округлую форму, верхушка с силой
ударяет о внутреннюю поверхность грудной
клетки. У человека при этом в 5-ом
межреберье на 0,5см кнутри от
среднеключичной линии пальпаторно можно
определить верхушечный толчок.
28

29. Механические явления, сопровождающие работу сердца, представлены верхушечным (сердечным) толчком

Регистрируется в виде апекс-кардиограммы в
5-м межреберье
слева на 1 см кнутри от
29
среднеключичной линии.
При сокращении
желудочков сердце по
форме приближается к
шару, при этом
продольный диаметр
уменьшается, а
поперечный возрастает.
Уплотненные желудочки
касаются внутренней
поверхности грудной
стенки: верхушка сердца,
опущенная к диафрагме
во время диастолы,
приподнимается в
момент систолы и
прижимается к передней
грудной стенке, вызывая
ее колебания –
верхушечный или
сердечный толчок.

30. Звуковые явления, сопровождающие деятельность сердца

(исследуются: аускультативно; с помощью ФКГ (фонокардиографии))
Оценивается: сердечный ритм; количество и звучность тонов сердца;
сердечные шумы и сосудистые шумы; шумы трения перикарда.
Обычно у здоровых лиц выслушивается два сердечных тона – т.н.
двучленный ритм (I и II тоны сердца).
I тон – систолический;
Протяжный, низкий, глухой. Имеет сложную природу. Образуется в результате:
захлопывания створчатых клапанов;
вибрации сухожильных нитей;
вибрации стенок напрягающихся желудочков;
вибрации столба крови.
II тон – диастолический;
Короткий, высокий, звонкий. Образуется при захлопывании полулунных
клапанов.
III тон – более слабый, чем I и II – регистрируются фонокардиографически.
Образуется при колебании стенок сердца в следствие быстрого притока
крови в желудочки в начале диастолы.
IV тон – непостоянный – образуется при колебании стенок сердца,
вызванном сокращением предсердий.
30

31.

31

32. Электрокардиограмма (ЭКГ) и ее анализ

32

33. Происхождение элементов ЭКГ

33

34. Нормальная электрокардиограмма (ЭКГ)

34

35. Анализ электрокардиограммы

35

36.

36