Работа сердца

Сердечный цикл. Деятельность сердца представляет собой ритмичную смену сердечных циклов. Во время каждого цик­ла предсердия и желудочки находятся то в состоянии сокра­щения — систолы, то в состоянии расслабления — диастолы. Сердечный цикл состоит из трех фаз. У взрослого человека он длится 0,8 секунд. Первая фаза — систола обоих предсердий — про­должается 0,1 с. Желудочки в это время находятся в состоя­нии диастолы. Вторая фаза — это систола желудочков, длящая­ся 0,3 с, во время которой наблюдается диастола предсердий. Третья фаза, продолжающаяся 0,4 с, называется сердеч­ной паузой. В это время и предсердия и желудочки находятся в состоянии диастолы.

При систоле предсердий кровь через открытые предсердно-желудочковые отверстия свободно проникает в желудочки, которые в это время находятся в состоянии диастолы. По мере заполнения желудочков кровью створки клапанов поднима­ются, отходя от стенок желудочков. При этом края их смыка­ются и закрывают отверстия между предсердиями и желудоч­ками. Полулунные клапаны в это время еще сомкнуты. В этот момент начинается систола желудочков, т. е. сокраще­ние их мышечных стенок. Давление крови внутри желудочков увеличивается настолько, что становится гораздо большим, чем в крупных сосудах (легочной артерии и аорте). Поэтому полулунные клапаны прижимаются к стенкам артерий и кровь с силой выбрасывается в эти сосуды. Затем давление в желудочках падает, и полулунные клапаны смыкаются за­полняющей их кровью, которая стремится обратно в желу­дочки.

После этого наступает третья фаза сердечного цикла — пауза, т. е. полное расслабление всех отделов сердца. Во время паузы кровь поступает из вен в предсердия, а оттуда сво­бодно стекает в желудочки через открытые предсердно-желудочковые отверстия. Затем наступает следующий сердечный цикл — систола предсердий, систола желудочков, пауза.

В течение всей жизни человека сердце, действуя наподобие насоса, проталкивает кровь по сосудистой системе. При одном сокращении каждый желудочек выбрасывает примерно 70—80 мл крови. Это ударный объем сердца. В 1 мин сердце человека сокращается примерно 70 раз. Количество крови, выбрасывае­мой желудочками за 1 мин, называется минутным объемом сердца. У взрослого человека он равен примерно 5 л, а у семи­летнего ребенка — несколько больше 2 л. Сердце человека, прожившего 70 лет (средняя продолжительность жизни), пере­качивает за все эти годы 155 000 000 л крови. Такую большую работу сердце может выполнять благодаря тому, что за время диастолы отделов сердца и общей паузы в каждом цикле сердечная мышца успевает восстанавливать работоспособность. Это связано с тем, что сердце обильно снабжается кровью.

Сердечная мышца ребенка потребляет большое количество кислорода: ребенок грудного возраста использует на 1 кг массы тела в два-три раза больше кислорода, чем взрослый человек. Вот почему для ребенка любого возраста важно длительное пребывание на свежем воздухе.

Даже у спокойно сидящего ребенка наблюдается сердечная аритмия: сначала кратковременное учащение сердцебиений, патом одиночные редкие удары, совпадающие с выдохом. Это так называемая дыхательная аритмия. Она исчезает к 13—15 годам и опять проявляется в возрасте 16—18 лет, после чего у здоровых людей уже не обнаруживается.

Ритм сердечных сокращений у детей несколько иной, чем у взрослых. У детей сердечный цикл короче: у семилетнего ребенка он продолжается 0,63 с, а у взрослого человека — 0,8 с.

На частоту сердечных сокращений ребенка оказывают влияние все психические, и эмоциональные переживания (беспокойство, радость, испуг и т. п.).

Изменения частоты сердечных сокращений. В детском возрасте частота сердечных сокращений у девочек и мальчиков неодинакова. Например, при физической нагрузке у маль­чик с в 7—9 лет частота сердечных сокращений может увеличиваться до 184, в 12—13 лет — до 206, а у юношей 16—18 лет — до 196 ударов в 1 мин. У девочек в возрасте 8—9 лет при выполнении мышечной работы частота пульса может уве­личиваться до 187, в 14—15 лет — до 206, а у девушек 16—18 лет — до 200 ударов в 1 мин.

Чем более тренировано сердце, тем относительно больше возрастают сила его сокращения и ударный объем, Во время мышечной работы улучшается кровоснабжение сердечной мышцы, но не следует забывать о некоторых функциональных изменениях, наступающих при этом в сердечно-сосудистой системе. Так, во время физической работы происходит расширение кровеносных сосудов мышц и к ним притекает больше крови. В то же время в органах брюшной полости сосуды суживаются, и кровоснабжение этих органов уменьшается. Если интенсивную мышечную деятельность, например, бег или прыжки, внезапно прекратить, то возможен дефицит крови в сердце. Кровяное давление падает, пульс становится замедленным, ребенок чувствует тошноту, головокружение, возможна потеря сознания.

По этой же причине детям противопоказаны упражнения и работа, связанные с большим мышечным напряжением (под­нятие тяжестей, борьба), так как задержка дыхания при закрытой голосовой щели и натуживание влекут за собой повы­шение давления в грудной полости и дефицит крови в сердце. В то же время затруднен и отток крови из сердца, что вредно отражается на здоровье ребенка.

Регуляция сердечной деятельности. Почему же сердце изменяет частоту и силу сокращений в зависимости от нагрузки организма и его состояния? Это происходит благодаря взаимодействию нервных и гуморальных влияний на сер­дечную мышцу. К сердцу подходят вегетативные нервы двух родов: парасимпатические (ветви блуждающего нерва) и сим­патические. Влияние этих нервов на частоту и силу сердечных сокращений противоположно. Под влиянием парасимпатических нервов деятельность сердца замедляется и ослабляется, а под влиянием симпатических нервов учащается и усиливается. Нервные влияния сказываются на изменениях характера работы сердца очень быстро, почти мгновенно.

Но наряду с нервным существует и другой механизм регу­ляции сердечной деятельности — гуморальный. Под действием веществ, выделяемых в кровь некоторыми органами, сердце изменяет характер деятельности. Так, под влиянием адрена­лина, образующегося в клетках надпочечников, сердечные сокращения учащаются и усиливаются. Перестройка деятельности сердца под влиянием гуморальных факторов осуществляется значительно медленнее, чем под воздействием нервных им­пульсов. Но зато влияние гуморальных факторов длительно: работа сердца в определенном ритме и с той или иной интенсивностью может поддерживаться значительно дольше, чем под влиянием нервных импульсов.

Таким образом, взаимодействие нервных и гуморальных влияний на работу сердца обеспечивает постоянное его прис­пособление к изменяющимся потребностям организма в зави­симости от характера его деятельности и состояния.

Автомататия сердца. Сердце сокращается ритмически. Даже после удаления из организма оно продолжает сокращаться Свойственная сердцу способность к ритмическим сокращениям, вне зависимости от воздействий извне получила название автоматии. Если сердце лягушки вырезать, то оно будет продолжать сокращаться и остановится только потому, что к нему прекратится доступ питательных веществ и перестанут удаляться продукты обмена, образующиеся во время работы сердечной мышцы. Пропуская подогретый питательный раствор, насыщенный кислородом, через коронарную систему сердца ребенка, умершего за 20 ч до этого, русский физиолог А. Кулябко в 1902 г. заставил это сердце возобновить ритмические сокращения, затем, С. В. Андрееву удалось оживить сердце, вырезанное из трупа через двое суток после смерти. Сердце продолжало ритмично сокращаться вне организма в течение 13 ч.

Способностью к автоматии, т. е. к самопроизвольно возникающим ритмическим сокращениям, обладают некоторые мышечные волокна сердца. В опытах их удается отделять друг от друга когда такие отдельные клетки помещают в питательную среду — кровяную сыворотку, некоторые из них че­рез несколько часов начинают ритмически сокращаться.

В стенке правого предсердия близ места впадения в него верхней полой вены находится синусно-предсёрдный узел, образованный мышечными элементами сердца. Его клетки обладают наибольшей способностью к автоматии. Синусно-предсердный узел называют водителем ритма сердца. Под влиянием возникающих в нем ритмических возбуждений происходит сокращение предсердий. Далее возбуждение передается в д ругой узел — предсердно-желудочковый, расположенныйв правой части сердца. По особым мышечным волокнам, отходит от этого узла, возбуждение передается на стенки обоих желудочков, и они сокращаются.

Автоматические импульсы в узлах сердечной мышцы возникают только при условии ее непрерывного снабжения кислородом и питательными веществами