6170

НАГНЕТАТЕЛЬНАЯ ФУНКЦИЯ СЕРДЦА. ФАЗОВЫЙ АНАЛИЗ СЕРДЕЧНОГО ЦИКЛА. ЯВЛЕНИЯ, СОПРОВОЖДАЮЩИЕ РАБОТУ СЕРДЦА

Лекция

Биология и генетика

Нагнетательная функция сердца. Роль клапанного аппарата в ее реализации. Закон Франка-Старлинга (закон «сердца»). Причины наполнения сердца кровью. Фазовый анализ сердечного цикла. Звуковые и механические явления, сопровождающие работу сердца (тоны сердца, верхушечный толчок), их диагностическое значение.

Русский

2014-11-16

164.23 KB

71 чел.

Методическая разработка лекции

«НАГНЕТАТЕЛЬНАЯ ФУНКЦИЯ СЕРДЦА.

ФАЗОВЫЙ АНАЛИЗ СЕРДЕЧНОГО ЦИКЛА.

ЯВЛЕНИЯ, СОПРОВОЖДАЮЩИЕ РАБОТУ СЕРДЦА»

Вопросы лекции:

  1.  Нагнетательная функция сердца. Роль клапанного аппарата в ее реализации.
  2.  Закон Франка-Старлинга (закон «сердца»). Причины наполнения сердца кровью.
  3.  Фазовый анализ сердечного цикла.
  4.  Звуковые и механические явления, сопровождающие работу сердца (тоны сердца, верхушечный толчок), их диагностическое значение.
  5.  
    Нагнетательная функция сердца. Роль клапанного аппарата в ее реализации.

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

Сокращение обоих предсердий, а затем обоих желудочков происходит одновременно вследствие:

  1.  наличия общих слоев миокарда у обоих предсердий и обоих желудочков;
  2.  одновременного возбуждения клеток миокарда обоих предсердий и обоих желудочков, что достигается работой проводящей системы сердца.

Работа сердца как целого органа начинается с сокращения миокарда предсердий (систола), расслабление которого (диастола) происходит на фоне систолы желудочков и последующей их диастолы. Совокупность систолы и диастолы предсердий, систолы и диастолы желудочков называется сердечным циклом. Именно сердечный цикл является той временной структурой, которая обеспечивает нагнетательную функцию сердца.

Общая характеристика нагнетательной функции сердца.

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

При сокращении желудочков кровь устремляется в сторону предсердий и захлопывает створки атриовентрикулярных клапанов. Открыванию створок клапанов в сторону предсердий препятствуют сухожильные нити, при помощи которых края створок прикрепляются к сосочковым мышцам, которые представляют собой пальцеобразные выросты внутреннего мышечного слоя стенки желудочков. Являясь частью миокарда желудочков, сосочковые мышцы сокращаются вместе с ними, натягивая сухожильные нити, которые удерживают створки клапанов.

Повышение давления в желудочках не только закрывает створчатые клапаны, но и обеспечивает открытие полулунных клапанов, которые расположены в устьях аорты и легочного ствола. Каждый из них состоит из трех лепестков, прикрепленных наподобие накладных карманов к внутренней поверхности указанных артериальных сосудов. Во время систолы желудочков выбрасываемая ими кровь прижимает эти лепестки к краям аорты и легочной артерии, что обеспечивает изгнание крови только в артериальные сосуды: из правого желудочкав легочную артерию, из левогов аорту. Во время диастолы желудочков в результате наличия разности давлений в указанных артериях и полостях желудочков кровь устремляется обратно в полости последних, наполняет лепестки полулунных клапанов и захлопывает их. Эти клапаны могут выдержать большое давление и не пропускают кровь из аорты и легочной артерии в желудочки.

Во время диастолы предсердий и желудочков кровь притекает из вен в предсердия и далее через атриовентрикулярные отверстияв желудочки, происходит наполнение сердца кровью.

Причины диастолического наполнения полостей сердца кровью.

Первой причиной притока крови к сердцу является 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 близко к нулю. Таким образом, градиент давления, обеспечивающий приток венозной крови к сердцу (венозный возврат), составляет всего 7 мм рт.ст. Это давление настолько мало, что любое препятствие току венозной крови может полностью прекратить доступ крови к сердцу. Так как сердце не имеет депо крови, то в систолу оно выбрасывает в артерии лишь ту кровь, которая притекает к нему в диастолу из вен. Поэтому прекращение венозного кровотока немедленно приводит к прекращению выброса крови в артериальную систему, а следовательно к падению артериального давления до нуля.

Вторая причина поступления крови в сердцеприсасывание её грудной клеткой, особенно во время вдоха. Грудная клетка представляет собой герметически замкнутую полость, в которой вследствие эластической тяги лёгких существует отрицательное давление. В момент вдоха сокращение межрёберных и диафрагмальной мышц увеличивает объем этой полости: органы грудной полости, в частности полые вены, подвергаются растяжению, и давление в полых венах и предсердиях становится отрицательным. Это и обеспечивает присасывающий эффект.

Третья причина притока крови к сердцуэто сокращение скелетных мышц и наблюдающееся при этом наружное сдавливание вен конечностей и туловища. В венах имеются клапаны, пропускающие кровь только в одном направлениик сердцу. Периодическое сдавливание вен вызывает систематическую подкачку крови к сердцу. Это, так называемая, венозная помпа обеспечивает значительное увеличение венозного притока к сердцу, а следовательно, и увеличение сердечного выброса при физической нагрузке.

Четвёртая причина обеспечивается существованием механизма, непосредственно присасывающего кровь к сердцу. Он заключается в том, что во время систолы желудочков, когда уменьшается их продольный размер, предсердно-желудочковая перегородка оттягивается книзу. Это вызывает увеличение объема предсердий и, как результат, увеличение притока крови к ним из полых вен. Во время диастолы в желудочки притекает 70 % крови, при систоле предсердий подкачивается ещё около 30 %.

  1.  
    Закон Франка-Старлинга (закон «сердца).

Наполнение полостей сердца кровью в диастолу вызывает растяжение их стенок и влияет на силу сердечных сокращений в систолу. Эту закономерность в опытах in vivo с сердечно-легочным препаратом установил Старлинг, а затем И.П. Павлов. Выявленная закономерность получила название закона Франка- Старлинга, или закона «сердца».

Согласно этому закону, 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.

  1.  
    Фазовый анализ сердечного цикла.

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 цикласистолы, диастолы и общей сердечной паузыпри частоте сердечных сокращений 75 ударов в минуту равна 0,8 секунды. 

При изменении частоты сердечных сокращений в структуре сердечного цикла может изменяться лишь длительность диастолы и общей сердечной паузы. Продолжительность же систолы как предсердий, так и желудочков, остаётся постоянной.

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).

Таким образом, значение нагнетательной функции предсердий для кровообращения сравнительно невелико. Предсердия являются резервуаром для притекающей крови, легко изменяющим свою вместимость благодаря небольшой толщине стенок. Объем этого резервуара может возрастать за счет дополнительных емкостейушек предсердий, напоминающих карманы, способные при растягивании вместить значительный объемы крови.

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 предсердий кровью.

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

0,33 с

Период напряжения 

0,08 с

Фаза асинхронного сокращения0,05 с

Фаза изометрического сокращения0,03 с

Период изгнания крови

0,25 с

Фаза быстрого изгнания крови0,12 с

Фаза медленного изгнания крови0,13 с

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 обеспечивает захлопывание атриовентрикулярных клапанов, что формирует звуковую волнуI систолический тон сердца.

С захлопывания предсердно-желудочковых клапанов начинается следующая фаза периода напряжения систолы желудочковфаза 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 клапановвход» и «выход» из желудочков). При этом объем крови желудочков остается постоянным, длина волокон миокарда не изменяется, увеличивается только их напряжение. Это 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 пятом межреберье слева на 1 см кнутри от среднеключичной линиисердечный толчок.

К концу этого периода напряжения быстро нарастающее давление в левом и правом желудочках становится выше давлении в аорте и легочной артерии. Кровь прижимает лепестки полулунных клапанов к внутренним стенкам этих сосудов и с силой выбрасывается в аорту и легочную артерию.

С открытия полулунных клапанов начинается второй период систолы желудочковпериод 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 левомдо 120-130 мм рт. ст., а в правомдо 25 мм рт. ст. 

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.

Диастола желудочков начинается с протодиастолического периода,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 волнаII диастолический тон. Таким образом, протодиастолический периодэто 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 полулунныеуже закрыты. В результате возникает второй период закрытых клапановпериод изометрического расслабления (0,08 с), 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 в полостях желудочков, что создает условия для открытия атриовентрикулярных клапанов и заполнение желудочков кровью.

В результате возникает следующий период диастолыпериод 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 волныIII тона сердца. К концу фазы медленного наполнения происходит систола предсердий, что обуславливает последний период диастолы желудочковпериод дополнительного наполнения желудочков кровью, обусловленный систолой предсердий, или пресистолу (0,1 с). Колебания стенок сердца, вызванные сокращением предсердий и дополнительным поступлением крови в желудочки, вызывают звуковую волнуIV тон сердца.

В структуре сердечного цикла выделяют период, в течение которого миокард предсердий и желудочков одновременно находится в расслабленном состоянии. Этот период называется общей сердечной паузой, которая длится 0, 37 с, т. е. почти 50 % сердечного цикла. Это время «отдыха» рабочего миокарда, в течение которого в нем полностью восстанавливаются запасы кислорода, энергии, питательных веществ и удаляются продукты метаболизма (СО2, молочная кислота и т.д.). Существование общей сердечной паузы предохраняет сердце как мышечный орган от развития в нем процесса утомления.

Механические и звуковые явления, сопровождающие работу сердца.

 Сердечные сокращения сопровождаются рядом механических и звуковых проявлений, регистрируя которые можно получить представление о динамике сокращений и состоянии клапанного аппарата сердца. 

 Звуковые явления, сопровождающие работу сердца,тоны сердцаможно выслушивать (аускультация тонов сердца) или регистрировать в условиях метода графической их регистрациифонокардиографии. 

 Аускультациявыслушивание тонов сердца на поверхности грудной клетки. Различают четыре тона различной высоты (15-400 Гц) и громкости: I, II, III, IV. Выслушивают обычно 2 тона: I и ІІ. Тоны ІІІ и IV более тихие, чем I и ІІ, потому при обычной аускультации не слышны, но обычно регистрируются на фонокардиограмме. 

I тонглухой, низкий, протяжныйсистолический, продолжается около 0,12 с и состоит из 3-х компонентов: низкочастотный компонент создается сокращением миокарда желудочков; высокочастотный возникает в результате «захлопывания» атриовентрикулярных клапанов и вибрации при этом соединительнотканных нитей, удерживающих створки клапанов и предотвращая их выворачивание в сторону предсердий и открытие этих клапанов; конечная звуковая часть первого тона обусловлена открытием полулунных клапанов аорты и легочной артерии, вибрацией этих сосудов и крови в них. I тон, отражающий работу митрального клапана, выслушивается в пятом межреберье слева от среднеключичной линии. I тон, отражающий работу трехстворчатого клапана, выслушивается в пятом межреберье слева у края грудины.   

II тонвысокий, звонкий, короткийдиастолический, возникает в протодиастолическом периоде диастолы желудочков в результате закрытия полулунных клапанов аорты и легочной артерии, вибрации их стенок и крови. II тон, отражающий работу аортального клапана, выслушивается во II межреберье справа у края грудины. II тон, отражающий работу пульмонального клапана, выслушивается во II межреберье слева у края грудины.

Фонокардиографияметод регистрации тонов сердца с поверхности грудной клетки. Метод позволяет преобразовывать звуковые колебания в электрические и регистрировать их на ленте фонокардиографа. Обычно фонокардиограмму (ФКГ) регистрируют параллельно с ЭКГ. Тогда I тон (центральная его часть) совпадает по времени с S-зубцом ЭКГ, он содержит 4-8 осцилляций (волн).  

II тон совпадает с окончанием зубца Т, он имеет 2-3 осцилляции.

 III тон регистрируется в виде слабых низкоамплитудных и низкочастотных осцилляций, следующих через 0,1 сек после II тона.

 IV тон регистрируется сразу после зубца Р.

Фонокардиография позволяет уточнить диагноз в случае поражения клапанов сердца, определить продолжительность фаз сердечной деятельности. 

 Механические явления, сопровождающие работу сердца, представлены верхушечным (сердечным) толчком: в период диастолы сердце напоминает эллипсоид, ось которого направлена сверху вниз и справа налево. 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 колебанияверхушечный или сердечный толчок. Его можно зарегистрировать в виде апекс-кардиограммы в пятом межреберье слева на 1 см кнутри от среднеключичной линии. Большого диагностического значения апекс-кардиография не имеет, но ее значение возрастает, если она осуществляется вместе с динамо- и баллистокардиографией (подробное описание методики дано в учебнике «Физиология человека» под ред. Г.И. Косицкого, М., Медицина, 1985 г., стр. 256).     


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

7792. Педагогическая технология Руссо 31.5 KB
  Педагогическая технология Руссо Основу педагогических взглядов Руссо составляет теория естественного воспитания, которая тесно связана с его социальными взглядами, с его учением о естественном праве Руссо утверждал, что человек родится совершенным, ...
7793. Педагогическая деятельность и теория Яна Амоса Коменского 36 KB
  Педагогическая деятельность и теория Яна Амоса Коменского О роли воспитания, его целях и задачах Взгляды Коменского на ребенка, его развитие и воспитание коренным образом отличались от средневековых представлений. Вслед за гуманистами эпохи Возрожде...
7794. Педагогическая мысль и школа в период Французской буржуазной революции XVIII века 43 KB
  Педагогическая мысль и школа в период Французской буржуазной революции XVIII века В 70-х годах XVIII века во Франции создалась революционная ситуация. В недрах феодального общества выросли и созрели формы нового, капиталистического уклада. О...
7795. Педагогическая мысль эпохи Возрождения 37.5 KB
  Педагогическая мысль эпохи Возрождения Наиболее ярко педагогическая мысль эпохи Возрождения представлена трудами итальянских, немецких и французских ученых-гуманистов. Среди итальянских гуманистов эпохи Возрождения особенно выделяется Витторино да Ф...
7796. Педагогическое сознание Гербарта (цели, средства) 43 KB
  Педагогическое сознание Гербарта (цели, средства) Педагогическое сознание Гербарта впитало и переработало многие передовые идеи той эпохи французских мыслителей 18 века, немецкой классической философии, филантропистов, Песталоцци, что и позволило ем...
7797. Послереформенные изменения в России (вторая половина 19 века) 27.5 KB
  Послереформенные изменения в России (вторая половина 19 века) Новые условия хозяйственной и общественной жизни пореформенной России настоятельно требовали подготовлённых и грамотных людей. Необходимо было значительно расширить базу народного образов...
7798. Просвещение абсолютизма 41 KB
  Просвещение абсолютизма Просвещённый абсолютизм - политика, проводимая во второй половине XVIII века рядом монархических стран Европы и направленная на устранение остатков средневекового строя в пользу капиталистических отношений. Основы просве...
7799. Развитие системы образования в России в начале 20 века 32 KB
  Развитие системы образования в России в начале 20 века Основным типом школы в России к началу ХХ века, как и раньше, была начальная школа, отличавшаяся пестротой не только по ведомственной принадлежности, но и по срокам и содержанию обучения. Самыми...
7800. Реформы Петра 1 29.5 KB
  Реформы Петра 1. Преобразования в сфере культуры Пётр I изменил начало летосчисления с так называемой византийской эры (от сотворения Адама) на от Рождества Христова. 7208 год по византийской эре стал 1700 годом от Рождества Христова. Однако...