Значение кровообращения

Движение крови по сосудам называют кровообращением. Система органов кровообращения состоит из сердца и кровеносных сосудов (рис. 4.1).

Рис. 4.1.

Свои функции (транспортную, регуляторную и защитную) кровь выполняет благодаря постоянному движению по кровеносным сосудам. Это движение обеспечивается ритмическими сокращениями сердца, которое работает как насос, перекачивая по кровеносной системе кровь. Прекращение движения крови даже на короткое время является смертельно опасным для организма. Клетки организма, особенно нервные, не могут функционировать даже несколько минут без кислорода и питательных веществ, которые переносятся кровью. Продукты распада питательных веществ, которые не выводятся из клеток кровью, отравляют их .

Сердце человека находится в левой части грудной полости. Оно является полым мышечным органом. Верхушка его направлена вниз и влево (рис. 4.2).

Рис. 4.2. Размещение сердца в грудной полости (І). Внешний вид сердца (ІІ). Вид сердца в разрезе (ІІІ).

Стенки сердца образованы тремя оболочками: внутренней (эндокардом), средней мышечной (миокардом) и наружной соединительнотканной (эпикардом). Снаружи сердце окружено эластичной околосердечной сумкой (перикардом), оберегающей его от перерастяжения при наполнении кровью. Между околосердечной сумкой и сердцем находится жидкость, увлажняющая сердце и уменьшающая его трение во время сокращений. Масса сердца человека колеблется в пределах 250-360 граммов. Cердце человека четырехкамерное: состоит из двух предсердий (верхняя часть сердца) и двух желудочков (нижняя часть сердца). Левая и правая его части разделены сплошной перегородкой. Между предсердиями и желудочками имеются отверстия, закрытые соединительнотканными клапанами, прикрепляющимися с помощью нитей к внутренней оболочке сердца. При сокращении предсердий клапаны открываются и пропускают кровь в желудочки. При сокращении желудочков клапаны закрываются, не пропуская кровь назад в предсердия . Таким образом, кровь в сердце движется только в одном направлении -- от предсердий к желудочкам. Клапаны имеют форму створок, поэтому их называют створчатыми. В левой части клапан имеет две створки (двустворчатый), в правой - три створки (трехстворчатый). На выходе аорты из левого желудочка и легочной артерии из правого желудочка расположены полулунные (карманные) клапаны, не пропускающие после сокращения желудочков кровь назад из сосудов к желудочкам.

Свойства сердечной мышцы

Сердечная мышца имеет такие физиологические свойства: возбудимость, проводимость, сократимость, автоматизм. Возбудимость - это способность сердца переходить из состояния покоя к рабочему состоянию под влиянием разных раздражителей (механических, химических, электрических). Например, после остановки сердца его функцию можно снова восстановить, ритмически нажимая руками на грудную клетку. Возбуждение, возникающее в любом участке сердца, распространяется по всему сердцу. Это свойство называют проводимостью. При распространении возбуждения по сердцу в нем возникают электрические токи, которые могут быть зарегистрированы с помощью специального прибора - электрокардиографа. Запись электрических токов сердца называют электрокардиограммой. Возбуждение сердечной мышцы сопровождается сокращением благодаря ее способности, как и скелетных мышц, сокращаться.

Автоматизм сердца -- это способность сердца сокращаться под влиянием импульсов, возникающих в самом сердце. Еще в 1902 году русский ученый А. А. Кулябко доказал возможность поддержания жизнедеятельности изолированного сердца человека .

В сердечной мышце находятся специальные клетки, в которых автоматически возникают ритмические импульсы. Эти импульсы распространяются по сердечной мышце и задают ритм ее сокращению. Благодаря автоматизму сердце сокращается независимо от нервных и гуморальных влияний. Автоматизм сердца дает возможность поддерживать жизнедеятельность организма даже при нарушении деятельности нервной системы.

Движение крови по сосудам является необходимым условием для поддержания жизнедеятельности организма.

Сердечный цикл. Работа сердца

Сердечный цикл

Сердце работает ритмично. Сокращение сердца (систола) чередуется с его расслаблением (диастолой). Сокращение и расслабление предсердий и желудочков в нормальных условиях строго взаимосогласованы и составляют единый цикл работы сердца. Частота сердечных сокращений в состоянии покоя индивидуальна и колеблется от 60 до 80 ударов в минуту (уд/мин). Сердечный цикл (рис. 4.3) начинается сокращением предсердий, длящимся 0,1 секунды. За это время кровь из предсердий через клапаны выталкивается в расслабленные желудочки. После окончания сокращения предсердий сокращаются желудочки. Венозная кровь из правого желудочка выталкивается в легочную артерию, а артериальная кровь из левого желудочка - в аорту. Сокращение желудочков длится приблизительно 0,3 секунды. После этого они расслабляются и на протяжении следующих 0,4 секунды вся сердечная мышца находится в состоянии покоя или общего расслабления .

Рис. 4.3.

Продолжительность сердечного цикла при частоте сердечных сокращений 72 уд/мин составляет 0,8 секунды. Период отдыха в 0,4 секунды достаточен для того, чтобы сердце полностью восстановило свою работоспособность. При увеличении частоты сердечных сокращений продолжительность сердечного цикла сокращается, в основном, за счет периода отдыха.

Работа сердца

Количество крови, выбрасываемой сердцем за одно сокращение, называют систолическим объемом. За каждое сокращение сердце выбрасывает в аорту 70 мл крови. Зная систолический объем крови (СО) и частоту сердечных сокращений (ЧСС), можно определить, сколько крови сердце перекачивает за тот или иной промежуток времени (например, за одну минуту) и какую работу при этом оно выполняет .

При частоте сердечных сокращений 72 уд/мин минутный объем крови (МОК) составляет МОК = СО * ЧСС = 70 * 72 = 5000 мл/мин, или 5 л за одну минуту. При физической нагрузке во время спортивных соревнований у спортсменов минутный объем крови может достичь 40 л/мин, а за час -- около 2,5 тонны.

Сердце – как оно работает?

Спасибо

Первые сердечные сокращения появляются у нас еще в период раннего внутриутробного развития. И прекращается сердечная деятельность лишь после нашей смерти. На протяжении жизни мы спим, бодрствует, ведем активный или не очень образ жизни, испытываем эмоции и ощущаем, что все это отражается на работе сердца . Во время сна ритм упорядочивается, становится боле ритмичным, в период эмоциональных потрясений и трудовых подвигов сердце бьется чаще, работает с большей отдачей. А часто ли вы задумывались, как сердце на самом деле выглядит, какова его анатомия, каково устройство самого надежного и долговечного насоса?

Немного фактов о работе сердца

Камеры сердца

Клапанный аппарат

• 2 предсердно-желудочковых клапана (по логике названия понятно, что эти клапаны отделяют предсердия от желудочков )
• один клапан легочного ствола (через который кровь продвигается от сердца в кровеносную систему легкого )
• один аортальный клапан (этот клапан отделяет полость аорты от полости левого желудочка ).

Клапанный аппарат сердца не универсален – клапаны имеют различное строение, размер и предназначение.
Подробнее о каждом из них:

Аортальный и легочной клапаны схожи – имеют вид трехстворчатых смыкающихся карманов. Данные кармашки прижимаются к стенкам сосудов при движении крови из желудочков и расправляются, смыкаясь при обратном токе крови.

Клапан между правым предсердием и правым желудочком (трехстворчатый / трикуспидальный клапан ) имеет вид трех смыкающихся массивных пластин. При сокращении предсердий клапан открывается, и кровь поступает из правого предсердия в правый желудочек. При обратном токе крови и расслаблении папиллярных мышц створки смыкаются.

Клапан между левым предсердием и левым желудочком (митральный клапан ). Это наиболее массивный клапан. По всей видимости, эта массивность связана с тем, что в левом желудочке создается максимальное давление, которое передается и на створки клапана. Митральный клапан представлен двумя смыкающимися пластинами.

Крепление клапанов к стенкам желудочков осуществляется посредством плотной соединительной ткани (фиброзной ). Предсердно-желудочковые клапаны дополнительно соединяются с внутренними стенками желудочков, посредством похожих на стропы хорд соединенных с, так называемыми, папиллярными мышцами. Данное соединение обеспечивает синхронное открывание клапанов при сокращении папиллярных мышц. Последние тянут хорды соединенные со створками клапанов. В результате этого действия происходит одностороннее открывание клапанов, а так же создается препятствие для открывания клапана в обратную сторону при резком повышении давления внутри желудочков.

Слои сердечной стенки

2. Мышечный слой (миокард) – это наиболее массивный слой, представленный, в основном, мышечной тканью. Эта ткань осуществляет упорядоченное сокращение сердца, обеспечивая непрерывный ток крови.

3. Внутренний слой (эндокард) – данный слой по структуре схож с внутренним слоем сосудов. Эта оболочка изолирует изнутри стенки сердца и клапанный аппарат, благодаря этому не происходит тромбообразования и затруднения движений пристеночных слоев крови.

Немного информации о гидродинамике сердца

Фазы сокращения сердца

2. Расслабление предсердий и желудочков . Этот процесс сопровождается расправлением полостей этих камер сердца. Естественно, что этот процесс приводит к понижению давления в желудочках, что вызывает обратный ток крови, однако аортальный и легочной клапан захлопываются, препятствуя этому обратному движению. При расслаблении камер сердца происходит их кровенаполнение – в желудочки кровь поступает из предсердий, а в предсердия из малого и большого круга кровообращения.

3. Сокращение предсердий – благодаря этому процессу кровь, заполняющая полость предсердий, дополнительно поступает в желудочки через открытые предсердно-желудочковые клапаны.

Как кровоснабжается сердце?

Что руководит работой сердца?

Работа сердца является одним из многих до конца не изученных феноменов нашего организма. Однако уже установленные механизмы работы данного органа приводят в восторг не только медиков и биологов, но и физиков, лиц технических специальностей. Ведь до сих пор изобрести механизмы, столь же надежные в работе и эффективные как сердце, не удалось.

Сердечным циклом, или циклом работы сердца называют последо­вательность событий, происходящих во время одного сокращения сердца. Продолжительность его при 75 сокращениях сердца в минуту равна 0,8 секунды. Сердечный цикл состоит из трех фаз:

Систола предсердий, которая продолжается 0,1с. Во время систолы я предсердий давление в них становится больше, чем в желудочках, и, -| т.к. желудочки в это время находятся в расслабленном состоянии (в состоянии диастолы) кровь выталкивается в них.

Затем наступает диастола предсердий (0,7 с) и одновременно. Систола желудочков, которая продолжается примерно 0,3 секун­ды. Давление в желудочках повышается, и кровь поступает в аорту и легочную артерию. Затем наступает диастола желудочков, продол­жающаяся 0,5 секунды.

Время совпадения состояния диастолы предсердий и желудочков (примерно 0,4 с) называется общей паузой.

В настоящее время полагают, что систола желудочков не только спо­собствует выбросу крови. При сокращении желудочков происходит смещение предсердно-желудочковой перегородки к верхушке сердца, что ведет к заса­сыванию крови из крупных вен в предсердия. При этом предсердия, находя­щиеся в этот момент в расслабленном состоянии, растягиваются. Этот эффект более выражен при сокращении правого желудочка.

Однонаправленному току крови из предсердий в желудочки спо­собствует строение клапанов. Во время систолы предсердий, давление в них становится более высоким, чем давление в желудочках, поэтому открывают­ся створчатые клапаны в правом и левом предсердно-желудочковых отвер­стиях. В это время желудочки находятся в состоянии диастолы, и давление в них меньше, чем в давление в аорте и легочной артерии. Это ведет к закры­тию полулунных клапанов.

Далее начинается диастола предсердий и систола желудочков. Давле­ние в желудочках становится большим, чем давление в предсердиях, в аорте и легочной артерии. В связи с этим створчатые клапаны закрываются, препят­ствуя обратному току крови из желудочков в предсердия, а полулунные кла­паны открываются, способствуя выбрасыванию крови. Повреждения клапа­нов могут привести к тому, что они не смогут полностью открываться (и воз­никает стеноз), либо плотно смыкаться (и формируется недостаточность кла­дов). В результате миокард вынужден развивать большую силу и выбрасывать больший объем крови, что приводит к гипертрофии миокарда и/или к расширению полостей сердца - дилатации.

Левый и правый желудочки за каждое сокращение выталкивают соответственно в аорту и легочный ствол примерно по 60 - 80 мл крови. Объем одинаков для левого и правого желудочков, если организм находится в состоянии покоя. Этот объем называется систолическим или ударным. Умно­жив систолический объем на число сокращений за 1 минуту, можно вычис­лить минутный объем. Он составляет в среднем 4,5 - 5 литров.

Систолический и минутный объемы сердца не постоянны. Их вели­чина, а также ЧСС (частота сердечных сокращений) зависит от возрастных половых и индивидуальных особенностей человека. Например, у физически тренированного человека в покое систолический и минутный объемы больше, чем у нетренированного, а ЧСС - меньше. У спортсменов ЧСС часто нахо­дится в пределах 50 - 60 уд/мин. При напряженной работе сердца параметры его функционирования резко меняются. Минутный объем может достигать у взрослого человека 20 - 30 литров. У нетренированных людей это увеличение объема происходит в основном за счет частоты сердечных сокращений (что очень неэкономично), у тренированных - главным образом в результате уве­личения систолического объема сердца.

Подробности

Сердце выполняет функцию насоса. Предсердия - емкости, принимающие кровь, которая непрерывно притекает к сердцу; в них расположены важные рефлексогенные зоны, где расположены волюморецепторы (для оценки объема притекающей крови), осморецепторы (для оценки осмотического давления крови) и др.; кроме того, они выполняют эндокринную функцию (секреция в кровь предсердного натрийуретического гормона и других предсердных пептидов); также характерна насосная функция.
Желудочки выполняют, главным образом, насосную функцию.
Клапаны сердца и крупных сосудов: атрио-вентрикулярные створчатые клапаны (левый и правый) между предсердиями и желудочками; полулунные клапаны аорты и легочной артерии.
Клапаны препятствуют обратному току крови. Для этой же цели у места впадения полых и легочных вен в предсердия имеются мышечные сфинктеры.

ЦИКЛ СЕРДЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ.

Электрические, механические, биохимические процессы, которые происходят во время одного полного сокращения (систола) и расслабления (диастола) сердца называются циклом сердечной деятельности. Цикл состоит из 3-х основных фаз:
(1) систола предсердий (0.1 сек),
(2) систола желудочков (0.3 сек),
(3) общая пауза или общая диастола сердца (0.4 сек).

Общая диастола сердца: предсердия расслаблены, желудочки расслаблены. Давление = 0. Клапаны: атриовентрикулярные открыты, полулунные закрыты. Происходит наполнение желудочков кровью, объем крови в желудочках увеличивается на 70%.
Систола предсердий: давление крови 5-7 мм рт.ст. Клапаны: атриовентрикулярные открыты, полулунные закрыты. Происходит дополнительное наполнение желудочков кровью, объем крови в желудочках увеличивается на 30%.
Систола желудочков состоит из 2-х периодов: (1) период напряжения и (2) период изгнания.

Систола желудочков:

Непосредственно систола желудочков

1) период напряжения

• фаза асинхронного сокращения
• фаза изометрического сокращения

2) период изгнания

• фаза быстрого изгнания
• фаза медленного изгнания

Фаза асинхронного сокращения : возбуждение распространяется по миокарду желудочков. Отдельные мышечные волокна начинают сокращаться. Давление в желудочках около 0.

Фаза изометрического сокращения : сокращаются все волокна миокарда желудочков. Давление в желудочках увеличивается. Закрываются атриоветрикулярные клапаны (т.к.давление в желудочках становится больше, чем в предскрдиях). Полулунные клапаны еще закрыты (т.к.давление в желудочках пока еще меньше, чем в аорте и легочной артерии). Объем крови в желудочках не меняется (в это время нет ни притока крови из предсердий, ни оттока крови в сосуды). Изометрический режим сокращения (длина мышечных волокон не меняется, напряжение растет).

Период изгнания : продолжают сокращаться все волокна миокарда желудочков. Давление крови в желудочках становится больше, чем диастолическое давление в аорте (70 мм Hg) и легочной артерии (15 мм Hg). Полулунные клапаны открываются. Кровь поступает из левого желудочка в аорту, из правого желудочка - в легочную артерию. Изотонический режим сокращения (мышечные волокна укорачиваются, их напряжение не меняется). Давление растет до 120 мм Hg в аорте и до 30 мм Hg в легочной артерии.

ДИАСТОЛИЧЕСКИЕ ФАЗЫ ЖЕЛУДОЧКОВ.

ДИАСТОЛА ЖЕЛУДОЧКОВ

• фаза изометрического расслабления
• фаза быстрого пассивного наполнения
• фаза медленного пассивного наполнения
• фаза быстрого активного наполнения (за счет систолы предсердий)

Электрическая активность в разные фазы сердечного цика.

Левое предсердие: Зубец P =>систола предсердий (волна а) =>дополн.наполнение желудочков (играет сущ.роль только при возр.физ.нагрузке) =>предсерд.диастола =>приток вен.крови из лег.вен в лев.atrium =>атриальн.давления (волна v) =>волна с (Р за счет закрытия митр.клапана – в сторону предсердия).
Левый желудочек: QRS =>желуд.систола =>жел.давление >атриальное Р =>закрытие митр.клапана. Аорт.клапан все еще закрыт =>изоволюметрич.сокращение =>желуд.Р >аортальн.Р (80 мм Hg) =>открытие аорт.клапана =>выброс крови, уменьшение V желудочка =>инерционн.ток крови через клапан =>↓Р в аорте
и желудочке.

Желудочковая диастола. Р в желуд. <Р в предсерд. =>открытие митр.клапана =>пассивное наполнение желудочков еще до систолы предсердий.
КДО = 135 мл (когда открывается аортальнвй клапан)
КСО = 65 мл (когда открывается митральный клапан)
УО = КДО – КСО = 70 мл
ФВ = УО/КДО = в норме 40-50%