Работа сердца и физиологическая роль его работы

Федеральное государственное  образовательное учреждение высшего  профессионального образования  московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологий  имени К. И. Скрябина.

 

Кафедра физиологии животных

 

Реферат на тему:

 

Работа сердца и физиологическая  роль его работы.

 

 

 

 

 

 

Выполнила:

Михайлова Анастасия

Проверила:

 

 

2012г.

Введение.

Се́рдце (лат. соr, греч. καρδιά) — фиброзно-мышечный орган, обеспечивающий ток крови по кровеносным сосудам. Сердце является исполнительным органом системы кровообращения. Она, в свою очередь, является одной из важнейших систем органов, поддерживающих метаболизм. Метаболизм-основа жизнедеятельности микроорганизма. Он связан с извлечением из крови питательных веществ. Для поддержания метаболизма необходимо поступление к тканям всё новых и новых порций крови. Движение крови обеспечивает система кровообращения, которая включает в себя следующие структуры:

1. Прессорецепторы, хеморецепторы, расположенные в дуге аорты, в области разветвления сонной артерии на внутреннюю и наружную, в устье полых вен, в сосудах органов, околосердечной сумке, сердце. Афферентные проводники, идущие в составе нерва-депрессора от рецепторов дуги аорты, каротидного синуса, блуждающих, внутренностных, соматических нервов от сердца и сосудов.
2. Нервный центр, представляющий совокупность нейронов в продолговатом мозге, гипоталамусе, и спинном мозге. Он имеет представительство в ретикулярной формации, лимбической системе, подкорковых ядрах и в коре больших полушарий.
3. Парасимпатические волокна блуждающих нервов, симпатические нервные волокна, идущие от грудных сегментов спинного мозга и грудных симпатических и звездчатых узлов к сердцу, в виде симпатических волокон в составе всех внутренностных нервов и симпатических нервов ко всем сосудам.
4. Гормоны и другие биологически активные вещества: адреналин и норадреналин, антидиурестический гормон, серотонин, ренин, альдостерон, медуллин, простагландины, брадиктинин, гистамин.
5. Исполнительные органы: сердце и сосуды. Система обеспечивает нагнетание сердцем в сосуды такого количества крови в единицу времени и такой уровень кровяного давления, тока крови, перераспределение объёма его между органами, которые необходимы для поддержания потребного уровня метаболизма, деятельности органов.

Рассмотрим исполнительные органы, в частности наибольшее внимание уделим сердцу.

 

 

Сердце.

Сердце-полый мышечный орган конусообразной формы. Полость сердца разделена на правую и левую половину перегородкой. Каждую половину разграничивают створчатые клапаны на предсердие и желудочек. Предсердие и желудочек сообщаются  общирным атриовентикулярным отверстием. Атриовентикулярное отверстие между левым предсердием и левым желудочком  закрывает двустворчатый клапан, между правым предсердием и правым желудочком-трёхстворчатый клапан. Клапаны удерживаются сухожильными струнами, связанными с сосцевидными мышцами.

От левого желудочка начинается аорта, которая переходит в артерии, артериолы и капилляры всех органов  и тканей. Капилляры переходят  в венулы. Венулы объединяются в вены, впадающие в виде двух полых вен в правое предсердие. Устье краниальной полой вены называют венозным синусом. Эта система сосудов и сердце составляет большой круг кровообращения.

От правого желудочка  начинается лёгочная артерия, которая  делится на ряд  артерий, переходящий  в артериолы, капилляры лёгких. Капилляры  переходят в венулы и лёгочные вены, впадающие в левое предсердие. Эта система сосудов и сердце называется малым кругом кровообращения.

-Большой круг кровообращения  обеспечивает кровью все органы  и ткани.

- Малый круг кровообращения ограничен циркуляцией крови в лёгких, здесь происходит обогащение крови кислородом и выведение углекислого газа.

 

Работа сердца.

Оттекающая  от тканей венозная кровь поступает  в правое предсердие, а оттуда через атриовентрикулярное отверстие — в правый желудочек. При сокращении правого желудочка кровь нагнетается в легочную артерию, протекает через легкие, отдает диоксид углерода, насыщается кислородом и поступает в левое предсердие. Обогащенная кислородом кровь из левого предсердия поступает в левый желудочек. При сокращении левого желудочка она нагнетается в аорту, проходит весь большой круг кровообращения и притекает в правое предсердие. В тканях кровь отдает кислород, связывает диоксид углерода. Например, сердце крупного рогатого скота, составляющее около 0,5 % массы тела, т. е. приблизительно 2,5 кг (масса тела животного 500 кг), перекачивает в сутки около 60 000 л крови.

В основании аорты и легочной артерии находятся по три полулунных, или кармашковых, клапана. Клапаны сердца, аорты, легочной артерии открываются только в одну сторону, пропускают кровь из предсердий в желудочки, из желудочков в аорту и легочную артерию, не давая крови течь в обратном направлении.

Кровь движется по сосудам благодаря нагнетательной деятельности сердца — генерации давления и поддержания разницы давления крови в начальных и конечных отделах большого и малого кругов кровообращения.

Сердце нагнетает кровь  в сосудистую систему благодаря  периодическому синхронному сокращению мышечных клеток, составляющих миокард предсердия и желудочков. Миокард построен из столбиков поперечно-полосатой мышечной ткани. В отличие от скелетных поперечно-полосатых мышц сердечные мышечные волокна ветвятся и окружены большой капиллярной сетью. Кровь (более 5 % систолического объема) поступает в сердце по двум сердечным артериям, отходящим от аорты, больше по левой коронарной артерии. Из капилляров кровь поступает через отверстия (в правое предсердие и через венозный синус) в предсердия и желудочки. Мышечные волокна миокарда имеют клеточное строение. Клетки отделены друг от друга вставочными дисками. Диски образованы плазматическими мембранами двух соседних клеток, разделенных межклеточной щелью шириной более 20 нм. Они имеют очень низкое сопротивление, и возбуждение с одного волокна легко передается на другое. Сердце функционирует как синцитий, но не имеет синцитиального строения. Важнейшими структурами миокардиальных клеток являются миофибриллы. Они короткие, прерываются на уровне вставочных дисков. Мышечные волокна сердца содержат многочисленные митохондрии. Большое число митохондрий обеспечивает способность сердечной мышцы непрерывно работать в течение всей жизни. Клетки предсердий меньше размером. В клетках предсердий Т-система развита слабее, чем в желудочках.

Предсердия и желудочки  попеременно ритмически сокращаются и расслабляются. Сокращения, или систола, и расслабления, или диастола, предсердий и желудочков осуществляются последовательно, циклически. Началом каждого цикла является сокращение предсердий, вслед за ним следует сокращение желудочков и расслабление предсердий, а затем и желудочков. Взаимосвязанное, последовательное сокращение предсердий и желудочков, включающее в себя сокращение предсердий, вслед за ним сокращение желудочков и расслабление предсердий, а затем и желудочков, называется сердечным циклом. Работа сердца состоит из сердечных циклов. Время сердечного цикла зависит от числа сердечных сокращений в 1 мин. В состоянии относительного покоя сердце крупного рогатого скота сокращается примерно 75 раз в 1- мин. Это значит, что весь сердечный цикл продолжается около 0,8 с (60 : 75), где систола предсердий длится 0,1...0,18 с, а 0,7 с — расслабление предсердий; 0,3 с — сокращение желудочков, а 0,5 с — расслабление желудочков. За 0,1...0,18 с до окончания диастолы желудочков наступает новая систола предсердий, новый цикл сердечной деятельности.

Сокращение сердечной  мышцы связано с взаимодействием  четырех белков: миозина, актина, тропомиозина и тропонина. Миозин и актин являются собственно сократительными белками. Тропомиозина в сердечной мышце содержится в два-три раза меньше, чем в скелетной. Тропомиозин связывается с актином и приобретает способность модулировать взаимодействие актина с миозином. Тропонин как в скелетной, так и в сердечной мышце обладает высокой способностью связывать кальций. Он тормозит активируемое магнием взаимодействие между актином и миозином, образует комплекс с тропомиозином. Сокращения предсердий похожи на перистальтическую волну.

 

Движение крови  по сердцу.

Возбуждение волокон миокарда распространяется от верхушки к основанию  сердца и от эндокарда к эпикарду. Последовательное сокращение мышечных волокон обеспечивает как бы перистальтическое сокращение желудочков. Расслабление волокон также начинается у верхушки и распространяется к основанию желудочков.

Сокращение предсердий начинается в области устьев полых вен, вследствие чего устья сжимаются. Поэтому кровь  вытесняется в желудочки, створки  атриовентрикулярных клапанов расходятся (рис. 55). При сокращении желудочков кровь устремляется в сторону предсердий и захлопывает створки клапанов. Повышение давления в желудочках при этом приводит к изгнанию крови из желудочков только в аорту и легочную артерию, створки клапанов аорты и легочной артерии открываются, как только давление крови в желудочках становится выше, чем в аорте и легочной артерии, прижимаются кровью к внутренним стенкам этих сосудов. Во время диастолы желудочков кровь из аорты и легочной артерии устремляется обратно в желудочки, поступает в кармашки клапанов и смещает их в сторону полости желудочков. При этом лепестки клапанов закрывают отверстия между желудочками и аортой и легочной артерией. Во время расслабления (диастолы) предсердий и желудочков кровь из вен притекает в предсердия и через атрио- вентрикулярные отверстия — в желудочки (70 % объема, 30 % подкачивается при систоле предсердий).

В систоле и диастоле желудочков различают 4 периода и 11 фаз.

Систола желудочков.

 Выделяют период напряжения  и период изгнания.

В периоде напряжения различают фазы: асинхронного сокращения (начальная часть систолы, когда совершается последовательный охват сократительным процессом миокарда желудочков), изометрического сокращения (сопровождается повышением давления в желудочках до уровня давления в аорте и легочной артерии).

В периоде изгнания различают фазы: протосфигмического интервала (открытие полулунных клапанов), максимального (быстрого) и редуцированного (медленного) изгнания.

Диастола желудочков.

Выделяют период расслабления и период наполнения.

В периоде расслабления различают фазы: протодиастолического интервала (закрытие полулунных клапанов), изометрического расслабления (понижается давление в желудочках, но не изменяется существенно длина волокон, открываются створчатые клапаны).

В периоде наполнения различают фазы: быстрого наполнения, медленного наполнения, систолу предсердий, интерсистолический интервал.

Максимальное давление в  правом предсердии во время его систолы достигает 3...8 мм рт. ст., а в левом — 8... 15 мм рт. ст. К началу систолы в левом желудочке давление составляет 5...7 мм рт. ст., а в правом — 2...3 мм рт. ст. Максимальное давление в правом желудочке во время его систолы достигает 55...60 мм рт. ст., а в левом — 130...200 мм рт. ст.

Емкость правого предсердия у взрослого крупного рогатого скота  составляет 600...900 мл, левого предсердия — 550...800, правого желудочка — 1000... 1450, левого желудочка — 900... 1400 мл.

 Схема сердца (продольный разрез) и движения крови в камерах сердца (направление показано стрелками):

/—аорта; 2— левая легочная артерия; 3 — левое предсердие; 4 — левые легочные вены; 5— левое атриовентрикулярное отверстие; 6—левый желудочек; 7—клапан аорты; 8— правый желудочек; 9— клапан легочного ствола; 10— нижняя полая вена; 11 — правое атриовентрикулярное отверстие; 12— правое предсердие; 13— правые легочные вены; 14— правая легочная артерия; 15 — верхняя полая вена

 

Проводящая система  сердца.

Согласованные последовательные сокращения и расслабления предсердий и желудочков обеспечивает проводящая система сердца. Она представлена синоатриальным узлом (водитель ритма — пейсмекер сердца, расположен в стенке предсердия у устьев полых вен); атриовентрикулярным узлом в стенке правого предсердия; предсердно-желудочковым пучком (пучок Гиса), который проходит через предсердно-желудочковую перегородку, разветвляется на правую и левую ножки, идущие вдоль перегородки между желудочками справа и слева и переходящие в сеть сердечных волокон (волокон Пуркинье), направляющихся к мышечным волокнам желудочков (рис. 56). Клетки проводящей системы являются особыми мышечными клетками.

Особенность проводящей системы  сердца заключается в способности  генерировать возбуждение. В обычных  условиях в более частом ритме и)утульсы генерируются в синоатриальном узле, распространяются на предсердия, атриовентрикулярный узел, предсердно-желудочковый пучок, сердечные волокна, мышцу желудочков, обеспечивая последовательное сокращение предсердий и желудочков. !

В клетках синусно-предсердного узла ритмично зарождается возбуждение. Эти клетки задают естественный ритм сердечных сокращений, поэтому они  названы пейсмекерными (водителями ритма). Возникшее возбуждение широким фронтом распространяется по предсердиям. Из правого предсердия в левое возбуждение распространяется по специальному связывающему предсердия пучку. Синусно-предсердный узел связан с предсердно-желу- дочковым узлом специальным межузловым проводящим трактом. В предсердно-желудочковом узле возбуждение проводится с задержкой, связанной со спецификой контакта связей и структурой сети. Возбуждение из предсердно-желудочкового узла переходит на общий пучок (пучок Гиса) и его ножки, волокна Пуркинье, клетки миокарда. Клетки предсердно- желудочкового узла, пучка Гиса, волокон Пуркинье обладают так же, как и синусо-предсердного узла, автоматической активностью, но в условиях нормальной деятельности сердца она не выявляется, так как частота их естественного спонтанного ритма заметно ниже, чем синусно-предсердного, последний представляет их собственную активность.