Физиологические закономерности кровообращения (Лекция 2)

Физиология сердца (Лекция 1)

Сердечная мышца обладает следующими свойствами:

1. автоматией – способностью сердца ритмически сокращаться под влиянием импульсов, возникающих в нем самом;

2. возбудимостью – способностью сердца приходить в состояние возбуждения под действием раздражителя;

3. проводимостью – способностью сердечной мышцы проводить возбуждение;

4. сократимостью – способностью изменять свою форму и величину под действием раздражителя.

Автоматия

Субстратом автоматии в сердце является специфическая мышечная ткань, или проводящая система сердца, которая состоит из:

- синусно-предсердного (синоатриального) узла, расположенного в стенке правого предсердия у места впадения в него верхней полой вены,

- предсердно-желудочкового (атриовентрикулярного) узла, расположенного в межпредсердной перегородке на границе предсердий и желудочков,

- пучка Гисса, который начинается от атриовентрикулярного узла. Пройдя в толщу межжелудочковой перегородки, он делится на правую и левую ножки, заканчивающиеся конечными разветвлениями – волокнами Пуркинье.

Верхушка сердца не обладает автоматией, а лишь сократимостью, так как в ней отсутствуют элементы проводящей системы сердца.

В нормальных условиях водителем ритма, или пейсмекером, является синоатриальный узел. Частота разрядов синоатриального узла в покое составляет 60-80 в 1 минуту. Атриовентрикулярный узел – это водитель ритма второго порядка – заставляет сердце сокращаться с частотой 40 -60 в 1 минуту. Он берет на себя роль водителя ритма, если по каким-либо причинам возбуждение от СА не может перейти на предсердия при атриовентрикулярной блокаде или при нарушении проводящей системы желудочков. Если поражены все основные водители ритма, то очень редкие импульсы (5-10 в 1 минуту) могут возникать в волокнах Пуркинье – это водитель ритма 3-го порядка.

Возбудимость

 Сердечная мышца менее возбудима, чем скелетная. Для возникновения возбуждения в ней необходимо применить более сильный раздражитель, чем для скелетной. Установлено, что величина реакции сердечной мышцы не зависит от силы наносимых раздражений (электрических, механических, химических и т.д.). Сердечная мышца максимально сокращается и на пороговое, и на более сильное по величине раздражение.

Проводимость

Волны возбуждения проводятся по волокнам сердечной мышцы и так называемой специальной ткани сердца с неодинаковой скоростью. Возбуждение по волокнам мышц предсердий распространяется со скоростью 0,8-1,0 м/с, по волокнам мышц желудочков - 0,8-0,9 м/с, по специальной ткани сердца - 2,0-4,2 м/с.

Сократимость

Сократимость сердечной мышцы имеет свои особенности. Первыми сокращаются мышцы предсердии, затем -- папиллярные мышцы и субэндокардиальный слой мышц желудочков. В дальнейшем сокращение охватывает и внутренний слой желудочков, обеспечивая тем самым движение крови из полостей желудочков в аорту и легочный ствол.

Цикл сердечной деятельности состоит из систолы и диастолы. Систола – это 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 – это расслабление, в предсердиях = 0,7–0,76 с, в желудочках = 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 - это общая пауза. Она длится примерно 0,4 с. В течение этого времени сердце отдыхает.

Длительность различных фаз сердечного цикла зависит от частоты сердечных сокращений. При более частых сердечных сокращениях деятельность каждой фазы уменьшается, особенно диастолы.

Общая длительность сердечного цикла при частоте сердечных сокращений 75 уд/мин равна 0,8 с.

Периоды и фазы сердечного цикла

Фазы сердечного цикла

У человека количество сердечных сокращений в минуту может значительно колебаться и зависит от различных внешних воздействий. При выполнении физической работы или спортивной нагрузке сердце может сокращаться до 200 раз в минуту. При этом длительность одного сердечного цикла составит 0,3 с. Увеличение числа сердечных сокращений называют тахикардией, при этом сердечный цикл уменьшается. Во время сна число сердечных сокращений уменьшается до 60-40 ударов в минуту. В этом случае продолжительность одного цикла составляет 1,5 с. Уменьшение числа сердечных сокращений называют брадикардией, при этом сердечный цикл увеличивается.

Во время кратковременной, но очень напряженной мышечной работы нарушается связь между ее мощностью и ЧСС. При нарастании мощности работы ЧСС может не увеличиваться. При беге на короткие и средние дистанции ЧСС примерно одинакова. Поэтому подсчет частоты пульса можно использовать для приблизительной характеристики мощности выполняемой работы учетом индивидуальных особенностей. У разных людей учащение пульса может быть одинаковым при выполнении разной мышечной работы или различным при выполнении одной и той же работы.

Интегральным показателем, характеризующим механическую насосную функцию сердца, является объем крови, перекачиваемый сердцем за минуту - минутный объем крови (МОК):

МОК = ЧСС • УО,

где ЧСС — частота сокращений сердца за минуту; УО — ударный объем сердца.

В норме, в состоянии покоя, МОК для молодого мужчины составляет около 5 л. Регуляция МОК осуществляется различными механизмами через изменение ЧСС и (или) УО.

Влияние на ЧСС может быть оказано через изменение свойств клеток водителя ритма сердца. Влияние на УО достигается через воздействие на сократимость кардиомиоцитов миокарда и синхронизацию его сокращения.

Электрокардиография (ЭКГ) – один из электрофизиологических методов регистрации биопотенциалов сердца. Электрические импульсы сердечной ткани передаются на накожные электроды, расположенные на руках, ногах и грудной клетке. Затем эти данные выводятся либо в графическом виде на бумаге, либо отображаются на дисплее.

Физиологические закономерности кровообращения (Лекция 2)

ЧСС обычно подсчитывают на запястье, на шее, на виске или на левой стороне грудной клетки.

Примерные нормы ЧСС:

Мужчинам: 210 - «возраст» - (0,11 х персональный вес kg) + 4

Женщинам: 210 - «возраст» - (0,11 х персональный вес kg)

Для расчета тренировочной интенсивности, а также контроля за функциональным состоянием спортсмена используют основные показатели:

1. ЧСС в покое

У хорошо подготовленных спортсменов ЧСС в покое очень низкая. У нетренированных людей ЧСС покоя составляет 70-80 уд/мин. По мере увеличения аэробных способностей ЧСС покоя значительно снижается. У хорошо подготовленных спортсменов на выносливость (велосипедистов, бегунов-марафонцев, лыжников и др.) ЧСС покоя может составлять 40-50 уд/мин, а в некоторых случаях этот показатель может быть еще ниже.

У женщин ЧСС покоя примерно на 10 ударов выше, чем у мужчин того же возраста. Утром ЧСС покоя у большинства людей примерно на 10 ударов ниже, чем вечером.

ЧСС покоя обычно подсчитывают утром перед подъемом с постели, чтобы гарантировать точность ежедневных измерений. Измеряя утренний пульс, можно отследить перетренированность на ранней стадии, как и все виды вирусных инфекций (простуда, грипп). Утренний пульс повышается в случае перетренированности или инфекционного заболевания и заметно снижается по мере улучшения физического состояния спортсмена.

2. Максимальная ЧСС

Максимальная частота сердечных сокращений (ЧСС макс) - это максимальное количество сокращений, которое сердце может совершить в течение 1 мин. После 20 лет ЧСС макс начинает постепенно снижаться - примерно на 1 удар в год. Поэтому иногда ЧСС макс высчитывают по следующей формуле:

ЧСС макс = 220 – возраст