Строение и работа сердца. Анализ сердечного цикла

Сердце - полый мышечный орган, состоящий из 4 камер: двух предсердий (правого и левого), разделенных межпредсердной перегородкой, и двух желудочков (правого и левого) с межжелудочковой перегородкой. Сообщение предсердий и желудочков осуществляется через трехстворчатый (правая половина) и двустворчатый (левая половина) клапаны. Стенка сердца состоит из трех слоев: внутреннего (эндокарда), мышечного (миокарда) и наружного (эпикарда). Снаружи сердце покрыто околосердечной сумкой (перикардом).

Миокард способен ритмично автоматически сокращаться благодаря импульсам, возникающим в самом сердце (автоматия сердца). Сердце сокращается 70-75 раз в мин (1 раз за 0,8 с). В его работе различают 3 фазы: сокращение предсердий, сокращение желудочков (систола) и одновременное расслабление предсердий и желудочков (диастола, или пауза). Систола предсердий длится 0,1 с; желудочков - 0,3; диастола - 0,4. Таким образом, при постоянном сокращении мышцы предсердий и желудочков отдыхают соответственно 0,7 и 0,5 с. Этим объясняется способность миокарда работать в течение всей жизни. Высокая работоспособность сердца обусловлена усиленным его кровоснабжением (до 10 % крови, выбрасываемой в аорту, поступает в сосуды, питающие сердце). Регуляторы работы сердца: 1. Вегетативная нервная система. Симпатические нервы учащают ритм и усиливают силу сокращений. Парасимпатические - оказывают обратный эффект. 2. Гуморальная регуляция осуществляется гормонами эндокринных органов (тироксин, адреналин, ацетилхолин). Кроме того, в стенках крупных сосудов имеются специальные хеморецепторы, которые реагируют на изменение состава крови и рефлекторно усиливают работу сердца. Кровь движется по кровеносным сосудам (артериям, капиллярам, венам), образующим замкнутую сердечно-сосудистую систему. Артерии - это сосуды, отводящие кровь от сердца к органам; по венам кровь от тканей и органов поступает к сердцу. Между этими двумя категориями сосудов рас­полагаются капилляры (мельчайшие сосуды, диаметр около 7 мкм), пронизывающие органы и ткани. Именно здесь (вследствие того, что стенка состоит из одного слоя эндотелиальных клеток) осуществляется обмен веществ между кровью и тканями. Сердце расположено в грудной полости почти по средней линии тела, позади грудины и несколько влево от нее. Верхняя часть сердца, от которой отходят сосуды, называются основанием, а нижняя, несколько суженная часть-верхушкой.

Основную массу стенки сердца составляет сердечная мышца; изнутри и снаружи она покрыта оболочками. Сердце со всех сторон окружено плотной околосердечной сумкой.

Между наружной поверхностью сердца и околосердечной сумкой находится замкнутая полость, стенки которой всегда влажны, что предохраняет сердце от трения и тем самым значительно облегчает его работу.

Сердечная мышца, в отличие от мышц других внутренних органов, обладает поперечной исчерченностью, Волокна сердечной мышцы соединены друг с другом при помощи отростков, благодаря которым возбуждение, возникшее в одном волокне, быстро распространяется на другие, захватывая всю мышцу. Замечательное свойство сердечной мышцы - ее неспособность давать длительное сокращение. Любая скелетная мышца может оставаться в состоянии непрерывного сокращения в течение многих секунд и даже минут, а сердечная мышца после каждого сокращения, длящегося лишь доли секунды, обязательно приходит в расслабленное состояние.

Стенки желудочков значительно толще предсердий, что объясняется неодинаковой работой этих отделов сердца. Мышца предсердия проталкивает кровь только в желудочек. Мышца желудочка, сокращаясь, прогоняет кровь через длинную и разветвленную сеть сосудов.

Особенно велика работа левого желудочка, который прогоняет кровь через большой круг кровообращения, а, следовательно, через капилляры всех органов и тканей тела. Поэтому мышца левого желудочка значительно толще, чем мышца правого.

Одностороннему движению крови способствуют клапаны. Между предсердиями и желудочками находятся створчатые клапаны, имеющие вид пластинок, состоящих из плотной соединительной ткани. При захлопнутых створках клапан совершенно закрывает отверстие между предсердием и желудочком. Снизу от мышечных выступов внутренней поверхности желудочка к створкам клапана идут сухожильные нити. Створчатый клапан может открываться только в одну сторону - в сторону желудочка. При расслабленных желудочках клапаны открыты, и кровь свободно проходит из предсердий в желудочки. При сокращении желудочков кровь не может попасть обратно в предсердия, так как створки клапана под давлением крови захлопываются, а натягивающиеся сухожильные нити не позволяют им вывернуться в сторону предсердий.

В аорте и в легочной артерии, у самого выхода этих сосудов из сердца, находятся полулунные клапаны, имеющие вид кармашков. При токе крови из желудочков в артерии кармашки клапанов прижимаются к стенкам сосудов, и кровь проходит свободно. При обратном токе кровь наполняет кармашки; оттопыриваясь, они полностью заслоняют просвет сосуда, и препятствует возвращению крови из артерий в желудочки.

Для работы сердца характерна ритмичность, правильная повторяемость трех основных фаз, сердечного цикла, т. е. последовательного сокращения и расслабления сердца. Если взрослый человек лежит, его сердце сокращается 60-70 раз в минуту.

Сначала наступает первая фаза-систола, или сокращение, предсердий; она продолжается чуть больше, 0,1 секунды; в это время желудочки находятся в состоянии расслабления, или диастолы. Затем начинается вторая фаза-систола обоих желудочков, которая длится примерно 0,3-0,4 секунду; в это время предсердия расслаблены.

Последняя, третья фаза- пауза, или общее расслабление всего сердца.

Во время паузы сердце наполняется кровью, притекающей из вен. Длительность паузы в значительной мере зависит от частоты сердечных сокращений; при60-70 сокращениях в минуту она длится около 0,4 секунды.

Скелетные мышцы сокращаются под влиянием импульсов, идущих из центральной нервной системы. Будучи вырезаны из тела, они самостоятельно сокращаться не могут. Иначе ведет себя сердечная мышца: волны возбуждения возникают в ней самостоятельно, при участии нервных узлов, находящихся в самом сердце.

Работа сердечной мышцы очень велика. Желудочки сердца человека при своем сокращении выбрасывают в артериальное русло примерно по 60-80 куб. см крови каждый. Левый желудочек при одном сокращении в среднем выполняет работу, равную 0,08-0,09 кГм. Работа правого желудочка, прогоняющего кровь только через легкие, менее значительна и не превышает 0,02 кГм. Можно считать, что оба желудочка сердца при каждом сокращении выполняют работу примерно в 0,1 кГм.

Сердце, весящее всего лишь 300г, за одну минуту выполняет работу равную 6-8 кГм. В течение суток, перегоняя тысячи литров крови, сердце выполняет огромную работу, превышающую 10000 кГм. Такую работу выполняет подъемный кран, поднимающий 2 т груза на высоту 5 м. Причина неутомимости сердечной мышцы заключается в ритмичности ее работы в правильном чередовании сокращения, т.е. работы, и расслабления, или отдыха. При 75 сокращениях в минуту каждый полный период сокращения длится 0,8 секунды. Из этого времени на сокращение предсердий приходится 0,1 секунды, на сокращение желудочков-0,3 секунды; пауза длится 0,4секунды. Таким образом, желудочки отдыхают почти вдвое больше времени, чем работают. Отдых предсердий длится еще больше. Небольшие промежутки отдыха, следующие за каждым сокращением, вполне достаточны для того, чтобы сердечная мышца могла снова сократиться с той же силой.

Практическая работа по теме: «Определение частоты сердечных сокращений».

ЦЕЛЬ: Формирование навыка подсчета пульса в разных условиях.

МАТЕРИАЛЫ И ОБОРУДОВАНИЕ: Отсутствуют.

ХОД РАБОТЫ: Измерьте пульс в состоянии покоя (проделайте это 5-6 раз и найдите среднее арифметическое значение). Результат зафиксируйте. Сделайте 20 приседаний в среднем ритме. Быстро сядьте на стул и подсчитайте число пульсовых ударов за 10 секунд сразу после нагрузки, затем спустя 30, 60, 90, 120, 150, 180 секунд. Все результаты занесите в таблицу.

Задания: