Сердечный цикл его фазы, функциональное значение.
Сердечный цикл. Сердце здорового человека сокращается ритмически, в условиях покоя с частотой 60 - 70 в минуту. Во время мышечной работы, при повышении температуры тела или окружающей среды частота сокращений может увеличиваться, достигая в крайних случаях 200 и более в минуту. Частота сокращений выше 90 носит название тахикардии, а ниже 60 - брадикардии.
Минутный объем сердца, т. е. количество крови, выбрасываемой сердцем за 1 мин, в покое составляет около 5 л. С началом физической работы наблюдается усиление и учащение сердечной деятельности, что ведет к увеличению минутного объема сердца до 8 - 10 л. С увеличением частоты сердцебиений общая пауза укорачивается и, если сердце сокращается более 200 раз в минуту, становится настолько короткой, что сердце не успевает заполняться кровью. Это ведет к уменьшению и систолического, и минутного объема крови. Это наблюдается у нетренированных людей. У спортсменов при физической нагрузке увеличивается минутный объем сердца за счет возрастания силы сокращений, т. е. более полного опорожнения сердца. Минутный объем сердца у них может достигать 25 - 40 л.
При частоте сокращений сердца 70 в минуту полный цикл сердечной деятельности продолжается 0,8 с. Предсердия и желудочки сердца сокращаются не одновременно, а последовательно. Сокращение мышц сердца называют систолой, а расслабление - диастолой.
Цикл деятельности сердца складывается из трех фаз: первая фаза - систола предсердий (0,1 с), вторая - систола желудочков (0,3 с) и третья - общая пауза (0,4 с).
Во время общей паузы расслаблены и предсердия, и желудочки. В течение сердечного цикла предсердия сокращаются 0,1 с и 0,7 с находятся в состоянии диастолического расслабления; желудочки сокращаются 0,3 с, их диастола длится 0,5 с. И. М. Сеченов рассчитал, что желудочки работают 8 ч в сутки. При учащении сердцебиений, например во время мышечной работы, укорочение сердечного цикла происходит за счет сокращения отдыха, т. е. общей паузы. Длительность систолы предсердий и желудочков почти не меняется. Во время общей паузы сердца мускулатура предсердий и желудочков расслаблена, створчатые клапаны открыты, а полулунные закрыты. Кровь вследствие разности давления притекает из вен в предсердия и, так как клапаны между предсердием и желудочками открыты, свободно протекает в желудочки. Следовательно, во время общей паузы сердце постепенно заполняется кровью и к концу паузы желудочки заполнены уже на 70%.
Систола предсердий начинается с сокращения круговой мускулатуры, окружающей устья вен, впадающих в сердце. Тем самым, прежде всего, создаётся препятствие для обратного тока крови из предсердий в вены. Во время систолы предсердий давление в них повышается до 4 - 5 мм рт. ст. и кровь выталкивается только в одном направлении - в желудочки.
Тотчас после окончания систолы предсердий начинается систола желудочков. Уже в самом начале её захлопываются предсердно-желудочковые клапаны. Этому способствует то обстоятельство, что их створки по мере заполнения желудочков кровью оттесняются в сторону предсердий и приходят в состояние готовности закрыться. Как только давление в желудочках становится чуть больше, чем в предсердиях, клапаны захлопываются. Систола желудочков состоит из двух фаз: фазы напряжения (0,05 с) и фазы изгнания крови (0,25 с).
Первая фаза систолы желудочков - фаза напряжения - протекает при закрытых створчатых и полулунных клапанах. В это время мышца сердца напрягается вокруг несжимаемого содержимого - крови. Длина мышечных волокон миокарда не меняется, но по мере увеличения их напряжения растёт давление в желудочках. В момент, когда давление крови в желудочках превысит давление в артериях, полулунные клапаны открываются и кровь выбрасывается из желудочков в аорту и легочный ствол. Начинается вторая фаза систолы желудочков - фаза изгнания крови. Систолическое давление в левом желудочке достигает 120 мм рт. ст., в правом 25 - 30 мм рт. ст.
После фазы изгнания начинается диастола желудочков, и давление в них понижается. В тот момент, когда давление в аорте и легочном стволе становится выше, чем в желудочках, полулунные клапаны захлопываются. В это же время предсердно-желудочковые клапаны под давлением крови, скопившейся в предсердиях, открываются. Наступает период общей паузы - фаза отдыха и заполнения сердца кровью. Затем цикл сердечной деятельности повторяется.
Опытным путём доказано, что сердечной мышце присуща долгая рефракторная фаза: если сердце раздражать частыми ударами электрического тока, то оно в отличие от скелетных мышц не приходит в состояние непрерывного сокращения: наблюдаются отдельные более или менее ритмичные сокращения. Рефрактерной фазой называется период невозбудимости, когда сердце утрачивает способность отвечать возбуждением и сокращением на новое раздражение. Эта фаза длится весь период систолы желудочка. Если в это время раздражать сердце, то никакого ответа не последует. На раздражение, нанесенное в период диастолы, сердце, не успев расслабиться, отвечает новым внеочередным сокращением - экстрасистолой, после которой следует длительная пауза, называемая компенсаторной.
Тоны сердца. Во время работы сердца возникают звуки, называемые тонами сердца. Их можно прослушать, если приложить ухо или фонендоскоп к грудной стенке. Различают два тона сердца: I тон, или систолический, и II тон, или диастолический. Первый тон более низкий, глухой и продолжительный, II тон короткий и более высокий.
Причинами образования I тона - систолического, возникающего в начале систолы желудочков, являются: 1) колебания створок захлопывающихся предсердно-желудочных клапанов; 2) колебания мускулатуры изометрически сокращающихся желудочков; 3) колебания натягивающихся сухожильных нитей. Диастолический - II тон возникает в начале диастолы, в момент захлопывания полулунных клапанов аорты и легочного ствола.
На грудной стенке обнаружены точки, где тоны слышны более отчётливо. Тоны митрального клапана выслушиваются в области верхушки сердца в пятом межреберье, на 1,0 - 1,5 см медиальнее среднеключичной линии; аортальный - во втором межреберье справа, у края грудины; клапан легочного ствола - во втором межреберье слева, у края грудины; трёхстворчатый клапан - в месте соединения мечевидного отростка с телом грудины.
В настоящее время тоны сердца не только выслушивают, но и записывают на ленте электрокардиографа при помощи микрофонной приставки, преобразующей звуковые колебания в электрические. Записанная кривая носит название фонокардиограммы (ФКГ). На ней, кроме двух основных тонов - I и II, нередко можно видеть III и IV тоны. Они возникают при заполнении желудочков кровью.
Выслушивание тонов сердца является важным методом клинического исследования работы сердца. При недостаточности клапанов или сужении отверстий сердца (например, аорты) слышны не тоны, а шумы. Глухие тоны свидетельствуют о слабости сердечной мышцы.
СИСТЕМА КРОВИ
34.Кровь – универсальная внутренняя среда организма.
Кровь как ткань. Кровь и лимфа это соединительные ткани с особыми свойствами. Их называют тканями внутренней среды. Благодаря постоянной циркуляции крови обеспечивается:
обмен веществ в тканях и органах;
связь органов и систем в единое целое.
Кровь, тканевая жидкость и лимфа образуют внутреннюю среду организма.
Состояние крови и лимфы при котором они оказывают наилучшие условия для жизнедеятельности организма называются гомеостаз. Сохранение гомеостаза является результатом нервно-гуморальной саморегуляции.
Гуморальный механизм регуляции - координация физиологических и биохимических процессов в организме, осуществляемая через жидкие среды (кровь, лимфа, тканевая жидкость) с помощью гормонов и различных продуктов обмена веществ.
Нервная регуляция – это регуляция функций организма посредством рефлексов, осуществляемых нервной системой.
Каждая клетка нуждается в постоянном притоке кислорода и питательных веществ, в удалении продуктов обмена веществ. И то и другое происходит через кровь. Клетки организма с кровью непосредственно не соприкасаются, так как кровь движется по сосудам замкнутой кровеносной системы. Каждую клетку омывает жидкость, в которой содержатся необходимые для неё вещества. Это межклеточная или тканевая жидкость.
Между тканевой жидкостью и жидкой частью крови - плазмой через стенки капилляров осуществляется обмен веществ путём диффузии. Лимфа образуется из тканевой жидкости, поступающей в лимфатические капилляры, которые берут начало между клетками тканей и переходят в лимфатические сосуды, впадающие в крупные вены груди. Кровь - жидкая соединительная ткань. Она состоит из жидкой части - плазмы и отдельных форменных элементов: красных кровяных клеток - эритроцитов, белых кровяных клеток - лейкоцитов и кровяных пластинок - тромбоцитов. Форменные элементы крови образуются в кроветворных органах: в красном костном мозге, печени, селезёнке, лимфатических узлах. 1 мм3 крови содержит 4,5-5 млн. эритроцитов, 5-8 тыс. лейкоцитов, 200-400 тыс. тромбоцитов.
Клиническое значение крови:
количественные и качественные изменения крови вызывают заболевания. Кровь является индикатором всего организма;
качественная кровь используется для переливания;
кровь это средство для транспортировки газов, питательных веществ, микроорганизмов и онкоклеток.
Состав и свойство крови.
Физиология системы крови.
Состав крови. Основные физиологические константы крови
В организме взрослого человека около 4-6 литров крови, что составляет 6-8% от массы тела.
Основными функциями системы крови являются:
1. Транспортная, она включает:
Дыхательную – транспорт дыхательных газов О2 и СО2 от легких к тканям и наоборот;
Трофическую – перенос питательных веществ, витаминов, микроэлементов;
Выделительную – транспорт продуктов обмена к органам выделения;
Терморегуляторную – удаление избытка тепла от внутренних органов и мозга к коже;
Регуляторную – перенос гормонов и других веществ, входящих в гуморальную систему регуляции организма.
2. Гомеостатическая. Кровь обеспечивает следующие процессы гомеостаза:
Поддержание pH внутренней среды организма;
Сохранение постоянства ионного и водно-солевого баланса, как следствие осмотического давления.
3. Защитная функция. Обеспечивается содержащимися в крови иммунными антителами, неспецифическими противовирусными и антибактериальными веществами, фагоцитарной активностью лейкоцитов.
4. Гемостатическая функция. В крови имеется ферментная система свертывания, препятствующая кровотечению.
Кровь состоит из плазмы и взвешенных в ней форменных элементов – эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов.
Соотношение объема форменных элементов и плазмы называется гематокритом.
В норме форменные элементы занимают 42-45% объема крови, а плазма – 55-58%. У мужчин объем форменных элементов на 2-3% больше, чем у женщин. Гематокрит определяется путем центрифугирования крови, содержащей цитрат натрия, в капиллярах со 100 делениями.
Сыворотка крови — плазма крови, лишённая фибриногена.
Сыворотки получают либо путём естественного свёртывания плазмы (нативные сыворотки), либо осаждением фибриногена ионами кальция. В сыворотках сохранена большая часть антител, а за счёт отсутствия фибриногена резко увеличивается стабильность.
Сыворотку выделяют при анализе крови на инфекционные заболевания, при оценке эффективности вакцинации (титр антител), а также при биохимическом анализе крови.
Удельный вес целостной крови 1,052-1,061 г/см3.
Ее вязкость равна 4,4-4,7 пуаз, а осмотическое давление 7,6 атм.
Большая часть осмотического давления обусловлена находящимися в плазме катионами натрия и калия, а также анионами хлора.
Растворы, осмотическое давление которых выше осмотического давления крови, называютсягипертоническими. Это, например, 10% раствор хлорида натрия или 40% глюкозы.
Если осмотическое давление раствора ниже, чем крови он называется гипотоническим (0,3%NaCl).
В клинике для переливания больших количеств кровезамещающих растворов используют изотонические растворы. Их осмотическое давление такое же, как у крови. Таким является физиологический раствор, содержащий 0,85% хлорида натрия.
Белки крови, являясь коллоидами, также создают небольшое давление, называемое онкотическим. Его величина 0,03атм. или 25-30 мм рт ст.
Состав, свойства и значение компонентов плазмы
Удельный вес плазмы 1,025-1,029 г/см3, вязкость 1,9-2,6 пуаз.
Плазма содержит 90-92% воды и 8-10% сухого остатка. В состав сухого остатка входят минеральные вещества (около 0,9%), в основном хлорид натрия, катионы калия, магния, кальция, анионы хлора, гидрокарбонат, фосфатанионы. Кроме того, в нем имеются глюкоза, а также продукты гидролиза белков – мочевина, креатинин, аминокислоты и т.д. Они называются остаточным азотом.
Содержание глюкозы в плазме 3,6-6,9 ммоль/л, остаточного азота 14,3-28,6 ммоль/л.
Особое значение имеют белки плазмы. Их общее количество 7-8%.
Белки состоят из нескольких фракций, но наибольшее значение имеют альбумины, глобулины и фибриноген.
Альбуминов содержится 3,5-5%, глобулинов 2-3%, фибриногена 0,3-0,4%.
При нормальном питании в организме человека ежесуточно вырабатывается около 17 г альбуминов и 5 г глобулинов.
Функции альбуминов плазмы:
1. Создают большую часть онкотического давления, обеспечивая нормальное распределение воды и ионов между кровью и тканевой жидкостью, мочеобразование.
2. Служат белковым резервом крови, который составляет около 200 г белка. Он используется организмом при белковом голодании.
3. Благодаря отрицательному заряду способствует стабилизации крови как коллоидной системы, препятствуя оседанию форменных элементов крови.
4. Поддерживают кислотно-щелочное равновесие, являясь буферной системой.
5. Переносит половые гормоны, желчные пигменты и ионы кальция.
Эти же функции выполняют и другие фракции белков, но в значительно меньшей мере. Им свойственны особые функции.
Глобулины включают четыре субфракции – альфа-1-, альфа-2-, бета-, гамма-глобулины.
Функции глобулинов:
1. Альфа-глобулины участвуют в регуляции эритропоэза, т.к. один из них является эритропоэтином.
2. Необходимы для свертывания крови, т.к. к ним относится один из факторов свертывания – протромбин.
3. Участвуют в растворении тромба, т.к. содержат фермент фибринолитической системы – плазминоген.
4. Альфа-2-глобулин – церулоплазмин переносит 90% ионов меди, необходимых организму.
5. Переносят гормоны тироксин и кортизол.
6. Бета-глобулин трансферин переносит основную массу железа.
7. Несколько бета-глобулинов являются факторами свертывания крови.
8. Фибриноген является растворимым предшественником белка фибрина, из которого образуется сгусток крови – тромб.
9. Гамма-глобулины выполняют защитную функцию, являясь иммуноглобулинами.