Лекция 1 второй семестр. Кровообращение человека: морфология кровеносной системы и

Фармацевтический факультет.
Лекция 1 второй семестр.
Кровообращение человека: морфология кровеносной системы и
принципы её функционирования. Строение сердца, свойства сердечной
мышцы и регуляция сердечной деятельности.
Внутренняя среда организма – кровь, лимфа и межклеточная жидкость –
это движущиеся, хотя и с разной скоростью, жидкости, разделенные
гистогематическими барьерами. Кровь – циркулирующая жидкость, поскольку
движется по замкнутой кровеносной системе.
Благодаря движению жидкостей, особенно циркуляции:
 Приносятся к клеткам необходимые им вещества и уносятся от клеток
продукты их жизнедеятельности – как конечные, так и необходимые для
организма, напр., гормоны
 Происходит перераспределение тепла, след., поддержание постоянной
температуры.
 Переносятся факторы иммунитета.
Следовательно, в основе поддержания гомеостаза, т.е. относительного
постоянства внутренней среды организма заключается циркуляция.
Сила, которая заставляет жидкости циркулировать - давление крови. Действие
механизмов основано на принципе саморегуляции; а сами они организованы в
функциональные системы./ФУС/
Определение ФУС: динамическая саморегулирующаяся организация,
составные компоненты которой взаимосодействуют для достижения жизненного
важного для организма результата – поддержания гомеостатического показателя.
В данном случае речь пойдёт о ФУС поддержания давления крови.
Движущая сила кровотока: кровь течет от области высокого давления к более
низкому. Давление – в конечном итоге это энергия сокращения сердца. На
протяжении сосудистого русла давление падает, поскольку энергия растрачивается
на преодоление сопротивления. Сопротивление связано с трением, а трение – с
вязкостью крови.
Терминология
Артерии - сосуды, по которым кровь течет от сердца.
Вены - по ним кровь течет к сердцу.
Сердце.
Сердечная мышца является поперечно-полосатой, но имеет особенности по
сравнению со скелетными мышцами.
В сердечной мышцы мышечные клетки (кардиомиоциты) различаются по
строению и функциям: рабочие (или сократительные) и атипические
кардиомиоциты.
Рабочие кардиомиоциты – одно-двухъядерные клетки. Область контакта
клеток – вставочный диск. В составе вставочных дисков адгезионные
межклеточные контакты десмосомы и проводящие контакты – щелевые (нексусы).
Благодаря нексусам сердечная мышца образует функциональный синцитий, т.е.
клетки отделены друг от друга, но работают как единое целое.
Свойства сердечной мышцы:
1. Возбудимость
2. Сократимость
3. Проводимость
4. Автоматия
Особенности свойств:
1. Возбудимость
Особенности возбудимости - это, в первую очередь особенности потенциала
действия (ПД). В данном случае речь идёт о ПД рабочего кардиомиоцита.




0 - деполяризация;
1 - начальная быстрая
реполяризация
2 - медленная
реполяризация (фаза
плато);
3 - быстрая реполяризация;
4 - возвращение к
потенциалу покоя.
Стрелки, направленные
вниз, соответствуют входу
ионов в кардиомиоцит,
направленные вверх –
выходу.
Продолжительность и
интенсивность ионных
потоков показана под
графиком ПД
Потенциал покоя рабочего кардиомиоцита равен –90 мВ, как у скелетной
мышцы.
Быстрая деполяризация связана с входом натрия, но когда трансмембранная
разность потенциалов достигает –50 мВ, открываются электроуправляемые
кальциевые каналы, и вход натрия в кардиомиоцит дополняется входом
кальция.
Когда деполяризация достигает уровня +20 мВ, натриевые каналы
закрываются, начальная быстрая реполяризация обусловлена кратковременным
входом ионов хлора.
Медленная реполяризация, или фаза плато возникает вследствие того, что на
фоне продолжающегося входа кальция происходит выход ионов калия, причём
на один вошедший ион кальция выходят 3 иона калия, т.е. выход
положительных зарядов преобладает, поэтому, хотя и медленно, идёт
деполяризация.
 Для быстрой деполяризации достаточно закрытия кальциевых каналов на фоне
продолжающегося выхода калия.
Продолжительность ПД рабочего кардиомиоцита желудочков от 200 до 400
мс (в зависимости от частоты сердечных сокращений (ЧСС), в среднем 300 мс, и в
течение всего ПД кардиомиоцит не отвечает на другие раздражения - находится в
состоянии абсолютной рефрактерности.
2. Особенности сократимости
Длительность сокращения рабочего кардиомиоцита в общем соответствует
длительности ПД, поскольку необходимый для сокращения кальций в основном
внеклеточный, следовательно, сокращение начинается вслед за началом входа
кальция при развитии ПД, и заканчивается с окончанием ПД, поскольку
прекращается вход кальция.
I. Сердечная мышца подчиняется закону "Всё или ничего", поскольку рабочие
кардиомиоциты связаны щелевыми контактами, и если возникает возбуждение,
оно охватывает все мышечные клетки.
II. Сердечная мышца даёт только одиночные сокращения, но не слитные – тетанус,
потому что в течение ПД кардиомиоцит находится в состоянии полной
невозбудимости, ответ на новое раздражение может возникнуть только по
окончании ПД. Но длительность сокращения соответствует длительности ПД,
след., следующее сокращение возникает только по окончании предыдущего.
III. При растяжении сердечной мышцы сила сокращения увеличивается (закон
сердца или закон Старлинга). В целом организме сердце растягивается
притекающей кровью – если венозный возврат к сердцу увеличивается, сердце
должно сокращаться сильнее, перекачивая притекающую кровь. Сила
сокращения сердца увеличивается также при увеличении частоты сердечных
сокращений (ЧСС), когда увеличиваются симпатические влияния на него.
Возникает вопрос, за счёт чего увеличивается сила сокращений, если в
соответствии с законом "Всё или ничего" все кардиомиоциты участвуют в
сокращении. Ресурс – увеличение силы сокращения каждого отдельного
кардиомиоцита, что достигается благодаря увеличению входа кальция.
3. Особенности проводимости
Возбуждение может передаваться от одного кардиомиоцита к другому
благодаря щелевым контактам. Тем не менее в сердце есть специальная
проводящая система сердца. Она включает синоатриальный (С-А) узел,
расположенный в правом предсердии в области впадения верхней и нижной полой
вен (венозный синус), атриовентрикулярный (А-В) узел, пучок Гиса, волокна
Пуркинье. Проводящую систему образуют атипические кардиомиоциты.
 Возбуждение проводится быстрее, чем через рабочие кардиомиоциты,
след., возрастает синхронность сокращения.
 Возбуждение проводится от предсердий к желудочкам через фиброзное
кольцо, в которое встроены створчатые предсердно-желудочковые
клапаны.
 Атипичные кардиомиоциты проводящей системы сердца являются
источником ритмически возникающих возбуждений, т.е. обеспечивают
автоматию сердца.
4. Автоматия
Атипичные кардиомиоциты
 Водители ритма (пейсмекеры) в которых, собственно, и возникают ПД
 Проводящие обеспечивают распространение возбуждения по проводящей
системе
 Секреторные, выделяющие пептидный гормон, принимающий участие в
поддержании водно-солевого баланса организма.
Атипичные кардиомиоциты – водители ритма не имеют потенциала покоя.
Между
потенциалами
действия
происходит
медленное
уменьшение
трансмембранной разности потенциалов с уровня –60 мВ: медленная
диастолическая деполяризация (МДД). МДД связана с входом Na+ и Ca+2 , когда
трансмембранная разность потенциалов достигает уровня –50 мВ, вход кальция
увеличивается вследствие открытия кальциевых каналов другого типа, происходит
быстрая деполяризация. Реполяризация обусловлена выходом ионов калия.
Обладают ли они автоматией отделы проводящей системы сердца,
нижележащие по отношению к С-А узлу., т.е. идет ли в них МДД? Идет, но
скорость ее меньше, поэтому частота генерируемых ПД ниже (убывающий
градиент автоматии).
Тем не менее, иногда могут возникать возбуждения в эктопических очагах.
Сокращения, источником которых являются эти возбуждения - экстрасистолы.
Предсердные и желудочковые.
Повышение возбудимости обычно связано с недостатком калия
(гипокалиемия), который обеспечивает потенциал покоя.
Особенности метаболизма сердечной мышцы - аэробные процессы, окисление
жирных кислот и молочной кислоты.
Особенности кровоснабжения - коронарные артерии.
Сердечный цикл.
Продолжительность – 0,8 секунды, но длительность неодинакова:
дыхательная аритмия, изменения в зависимости от нагрузки и пр. Недостатки
кардиостимуляторов.
Сокращение – систола, расслабление – диастола. Поскольку давление крови
в конечном итоге определяется энергией сокращающейся сердечной мышцы, то
давление в полостях сердца во время диастолы около ноля, и отличается от ноля во
время сокращения – систолы.
На систолу предсердий при общей продолжительности сердечного цикла
приходится 0,1 сек., на диастолу около 0,3 сек., соответственно диастола
предсердий 0, 7 сек., желудочков 0, 5 сек., и 0, 4 секунды – общая пауза, когда
расслаблена вся сердечная мышца.
Во время систолы предсердий в желудочки переходит дополнительная порция
крови – около 10% того, что поступает в желудочки во время их расслабления.
Затем, по мере того, как возбуждение распространяется по пучку Гиса,
кардиомиоциты желудочков начинают сокращаться, но не одновременно. Тем не
менее начинается повышение давления, и створчатые клапаны
Во время систолы желудочков должно произойти повышение давление до
значений, больших чем давление в сосудах, выходящих из сердца, тогда откроются
полулунные клапаны и кровь будет переходить в сосуды. Соответственно, в
систоле желудочков есть два периода:
 Период напряжения – повышается давление. Давление соответствует
диастолическому при открытии полулунных клапанов.
 Период изгнания. После открытия клапанов кровь выбрасывается из
желудочков, давление повышается до систолического. Вначале идёт
быстрое изгнание, по мере того, как кровь переходит в сосуды, изгнание
замедляется.
Сердечный выброс - из 130 мл 70 выбрасывается, 60 остается в желудочках.
Диастола желудочков соответствует окончанию возбуждение. Начинается
расслабление, давление падает, полулунные клапаны закрываются. Полное
расслабление сердечной мышцы – давление падает до ноля, кровь из предсердий
наполняет желудочки.
Тоны сердца
Сокращения сердца сопровождаются колебательными движениями его
структур и крови, что приводит к возникновению звуков. Различают тоны сердца –
кратковременные «всплески» высокоамплитудных колебаний небольшой частоты и
шумы сердца – как правило, более длительные звуки, составленные из
низкоамплитудных, но высокочастотных колебаний. Эти звуки можно услышать
при аускультации.
 I тон систолический. Его происхождение – закрытие предсердножелудочковых створчатых клапанов, колебание сухожильных нитей,
которые удерживают свободные края створок, открытие полулунных
клапанов и колебание стенок аорты и лёгочного ствола в начале быстрого
изгнания крови.
 II тон диастолический. Он связан с закрытием полулунных клапанов в
начале расслабления миокарда желудочков.
При записи звуков, возникающих при работе сердца – фонокардиограмме,
можно увидеть III и IV тоны, возникающие вследствие колебаний расслабленной
стенки желудочков при наполнении их кровью.
В отличие от тонов шумы сердца почти всегда являются признаками
гемодинамических нарушений. Причиной возникновения шумов является переход
от ламинарного течения крови к турбулентному. В основном шумы возникают
либо при неполном смыкании створок клапанов (недостаточность), либо неполном
открытии клапанов (стеноз), и некоторые другие причины, например, вибрации
сердечных структур и стенок крупных сосудов под действием ударяющейся о них
крови. Шумы, связанные с. нарушением анатомической структуры сердца и
крупных сосудов, называются органическими, а шумы, имеющие другое
происхождение – функциональными.
Другие инструментальные методы исследования сердца
Методы исследования сердца можно сгруппировать:
1. Методы изучения электрического поля сердца.
2. Методы измерения насосной функции сердца.
3. Методы изучения сократительной функции сердца.
4. Методы измерения физической работоспособности человека.
1. Электрокардиография – метод графической регистрации электрической
активности
сердца.
Получаемая
при
этом
кривая
называется
электрокардиограммой (ЭКГ). С помощью электрокардиографии можно
оценить такие свойства сердечной мышцы как возбудимость, проводимость и
автоматию. При распространении возбуждения по сердцу возникает разность
потенциалов между участками миокарда. Электрическое поле довольно
мощное, поэтому разность потенциалов можно зарегистрировать при помощи
электродов, помещаемых на различные участки поверхности тела. Отведение
ЭКГ – это два электрода, между которыми регистрируется разность
потенциалов. Для снятия ЭКГ в настоящее время применяются 12 отведений
(может быть и больше): I II и III стандартные (треугольник Эйнтховена);
усиленные aVR, aVL, aVF и грудные V1–V6.
2. Все клинические методы измерения количества крови, протекающей через
сердце косвенные основаны на концепции быстрого разведения веществиндикаторов
3. Механика сокращения сердца может быть оценена с помощью
фонокардиографии и ультразвукового исследования эхокардиографии.
Регуляция деятельности сердца.
 Интракардиальная регуляция – закон Старлинга, собственные нервные
сплетения сердца.
 Экстракардиальная регуляция:
Нервная:
Симпатическая часть АНС увеличивает частоту и силу сердечных
сокращений. Нейроны лежат в 5 верхних грудных сегментах спинного
мозга, переключаются в звездчатом ганглии, медиатор второго нейрона
норадреналин, в сердце β1-адренорецепторы. Механизм – увеличение
проницаемости мембран пейсмекеров для кальция, увеличение скорости
МДД.
Парасимпатическую иннервацию сердце получает в составе
блуждающего нерва. Медиатор ацетилхолин, М-холинорецепторы.
Уменьшаются частота и сила сокращений сердца. Механизм – снижение
проницаемости для кальция, увеличение выхода калия, что приводит к
гиперполяризации, снижение скорости МДД.