Как регулируется работа сердца. Частота сердечных сокращений – нормальная и максимальная в покое или во время тренировки. Dеятельность сердца остается неизменной

Регуляция работы сердца.

Регуляция работы сердца – это изменение его деятельности в соответствии с потребностями организма. Результатом изменения работы сердца является МОК.

МОК = ЧСС СВ. Регулирующие механизмы могут обеспечить изменение МОК через каждую из этих величин.

МОК при различных условиях у здорового человека.

Изменение МОК наблюдается при ортостатике, гиподинамии, физической работе, эмоциональном напряжении, в экстремальных ситуациях.

Классификация механизмов, регулирующих деятельность сердца.

Различают клеточный, интраорганный и экстракардиальный уровень регуляции.

Регулирующие влияния распространяются на все физиологические свойства: возбудимость, проводимость, сократимость и автоматию.

1) Изменение автоматии отражается в изменение частоты – хронотропный эффект.

2) Изменение сократимости в силе сокращения – инотропный эффект.

3) Изменение возбудимости – батмотропный.

4) Изменение проводимости – дромотропный.

Клеточные механизмы регуляции.

Речь идет о клетках водителях ритма. Клеточный уровень регуляции обеспечивает хронотропный эффект – изменение ЧСС.

Причины, вызывающие изменение хронотропного эффекта.

1) Смена водителя ритма.

2) Изменение крутизны медленной диастолической деполяризации.

3) Изменение ПП.

4) Изменение величины КУМП.

Механизм . В основе лежит изменение скорости диастолической деполяризации.

Механизм клеточного уровня регуляции сокращения и расслабления (инотропный эффект).

Регулируемыми показателями являются сила и скорость сокращения; степень и скорость расслабления.

Сила и скорость сокращения зависят:

1) от количества актина и миозина;

2) скорости образования акто – миозинового комплекса;

3) количество Са 2+ , поступающего внутрь волокна во время генерации ПД.

Степень и скорость расслабления зависят от активности Са 2+ насоса в кардиоците.

Интраорганные механизмы. На интраорганном уровне регулируется сила сокращений в зависимости → от венозного возврата (закон Старлинга).

↓ → от ЧСС (закон Боудича).

от сопротивления кровотоку (закон Анрепа – Хилла).

1) В ответ на увеличение венозного возврата.

Это гетерометрическая регуляция силы сокращения – закон Старлинга или закон сердца.

Увеличение длины миокарда при возрастании венозного возврата вызывает увеличение силы сокращения венозный возврат → длины миокарда → силы сокращения → СВ.

Механизм Растяжение мышцы способствует образованию большого количества акто – миозиновых мостиков и увеличивает силу сокращения.

2) В ответ на увеличение сопротивления кровотоку.

В этом случае венозный возврат не изменяется, но меняется сопротивление кровотоку – например, повышается АД в большом круге кровообращения.

Это гомеометрическая регуляция силы сокращения (закон Анрепа – Хилла).

Проявление. Повышение АД сопровождается увеличением силы сокращения.

Следствием этого закона является развитие гипертрофии миокарда при стойком повышении АД.

3) В ответ на увеличение частоты СС (закон Боудича).

Повышение частоты СС до 170 ударов в минуту сопровождается увеличением силы сокращения. Это связано с тем, что в кардиомиоците накапливается Са, который и увеличивает силу сокращения.

Экстракардиальный уровень. Подчиняет себе клеточный и органный (нервный, гуморальный).

Нервные влияния через симпатическую и парасимпатическую нервную систему.

Блуждающий нерв – ядро в продолговатом мозге. Преганглионарное волокно прерывается в интрамуральном ганглии сердца. Постганглионарное волокно выделяет АХ, рецептор к нему на сердце – М – ХР.

Раздражение блуждающего нерва вызывает отрицательные ино – хроно – дромо и батмотропные эффекты, т. е. тормозящий эффект.

Механизм – снижение скорости медленной диастолической деполяризации в синоатриальном узле, гиперполяризация.

Эффект ускользания.

Ядра блуждающего нерва обладают тонусом. У новорожденных этот тонус не выражен. Колебания тонуса блуждающего нерва проявляются в виде тахикардии и брадикардии, дыхательно – сердечной аритмии.

Поддержание тонуса блуждающего нерва осуществляется афферентными импульсами с дуги аорты и каротидных синусов. При его перерезке ЧСС увеличивается.

Симпатическая иннервация осуществляется из 5 верхних грудных сегментов. Иннервирует желудочки. Преганглионарные волокна прерываются в звездчатом ганглии, постганглионарные выделяют норадреналин, β - адренорецепторы.

Влияние – возбуждающее, положительные ино – хроно – дромо эффекты. Влияние осуществляется при поступлении к симпатическим центрам сигналов из надсегментарного отдела и с периферии.

Симпатическая система оказывает адаптационно – трофическое влияние, т. е. обеспечивает приспособление ССС к возросшим нагрузкам (физическим, психическим, эмоциональным).

Рефлекторные влияния на сердце.

Различают вагальные и симпатические рефлексы.

Вагальные рефлексы связаны с повышением тонуса ядра блуждающего нерва и усилением его тормозящего влияния на сердце при раздражении различных рефлексогенных зон.

Локализация зон.

1) В сердечно – сосудистой системе.

Пример: АД → барорецепторы дуги аорты, легочной артерии, сосудов внутренних органов, эндо – мио – и перикарда → повышение тонуса Х пары → замедление сокращений сердца.

2) За пределами ССС.

а) С рецепторов желудочков и кишечника – рефлекс Гольца. При ударе по животу урежение сердцебиений до остановки сердца (чревный нерв → блуждающий нерв → частота сердцебиений).

б) При надавливании на глазное яблоко – рефлекс Ашнера (глазо-сердечный).

в) Повышение тонуса блуждающего нерва наблюдается при выдохе, проявляется в виде дыхательно – сердечной аритмии.

Симпатические рефлексы связаны со снижением тормозного влияния блуждающего нерва и усиления тонуса симпатических центров.

1) С рефлексогенных зон ССС. Например: повышение давления в устье полых вен при большом венозном возврате возбуждает рецепторы устья полых вен и правого сердца → повышение симпатических влияний на сердце → увеличение ЧСС (разгрузочный рефлекс Бейнбриджа).

2) ↓ АД → барорецепторы сосудистой системы → ↓ тонуса блуждающего нерва→ЧСС.

3) С хеморецепторов ССС.

С других рецепторов.

1) С болевых.

2) С тепловых терморецепторов.

3) При эмоциональных состояниях.

Условнорефлекторная регуляция работы сердца.

Пример: предстартовое учащение сердцебиений (на 22 35 удара).

Роль различных отделов ЦНС:

2) гипоталямус;

3) лимбикоретикулярный комплекс;

3) продолговатый мозг;

4) спинной мозг.

Гуморальная регуляция работы сердца.

Осуществляется веществами, переносимыми кровью. Различают 1) непосредственное и 2) опосредованное действие.

Непосредственное действие.

1) Гормоны: катехоламины увеличивают частоту сокращений, активируют β – адренорецепторы → АИ → АТФ → ц АМФ → фосфорилаза → расщепление гликогена → сокращение. ↓

Са 2+ - увеличивает сопряжение возбуждения и сокращения.

Катехоламины , кроме того увеличивают проницаемость для Са 2+ - клеточных мембран.

Хронотропное действие уменьшает время медленной деполяризации.

2) Глюкогон действует непосредственно через симпатоадреналовую систему.

3) Глюкокортикоиды – увеличивают силу сердечных сокращений.

4) Тироксин – увеличивает частоту.

Электролиты.

Са 2+ увеличивает силу сокращений. Передозировка – остановка в систолу.

К + - на возбудимость, передозировка остановка в диастолу.

Опосредованное влияние осуществляется через нервные центры.

Н + - повышает влияние симпатической системы. АХ - тонус блуждающего нерва.

ЧСС в покое. ЧСС - один из самых информативных показателей состояния не только сердечно-сосудистой системы, но и всего организма в целом. Начиная с рождения и до 20-30 лет ЧСС в покое снижается со 100-110 до 70 уд/мин у молодых нетренированных мужчин и до 75 уд/мин у женщин. В дальнейшем, с увеличением возраста, ЧСС незначительно возрастает: у 60-76-летних в покое по сравнению с молодыми на 5-8 уд/мин.

ЧСС при мышечной работе. Единственной возможностью повысить доставку кислорода к работающим мышцам является увеличение объема крови, поступающей к ним в единицу времени. Для этого должен возрасти МОК. Поскольку ЧСС прямо влияет на величину МОК, то повышение ЧСС при мышечной работе является обязательным механизмом, направленным на удовлетворение значительно возрастающих нужд метаболизма. Изменения ЧСС при работе показаны на рис. 7.6.

Если мощность циклической работы выразить через величину потребляемого кислорода (в процентах от величины максимального потребления кислорода - МПК), то ЧСС возрастает в линейной зависимости от мощности работы (потребления Ог, рис. 7.7). У женщин при условии равного с мужчинами потребления Ог ЧСС обычно на 10-12 уд/мин выше.

Наличие прямо пропорциональной зависимости между мощностью работы и величиной ЧСС делает частоту пульса важным информативным показателем в практической деятельности тренера и педагога. При многих видах мышечной деятельности ЧСС - точный и легкоопределяемый показатель интенсивности выполняемых физических нагрузок, физиологической стоимости работы, особенностей протекания периодов восстановления.

Для практических нужд необходимо знать величину максимальной ЧСС у лиц разного пола и возраста. С возрастом максимальные величины ЧСС как у мужчин, так и у женщин снижаются (рис. 7.8.). Точную величину ЧСС у каждого конкретного человека можно определить лишь опытным путем, регистрируя частоту пульса во время работы возрастающей мощности на велоэргометре. Практически для ориентировочного суждения о максимальной ЧСС человека (независимо от пола) используют формулу: ЧССмаКс = 220 - возраст (в годах).

35. Нервная и гуморальная регуляция работы сердца в покое…

Главную роль в регуляции деятельности сердца играют нервные и гуморальные влияния. Сердце сокращается благодаря импульсам, по­ступающим от главного водителя ритма, деятельность которого кон­тролируется центральной нервной системой.

Нервная регуляция деятельности сердца осуществляется эфферентными ветвями блуждающего и симпатического нервов. лишь благодаря опытам И. П. Пав­лова (1883) было показано, что различные волокна этих нервов по-разному влияют на работу сердца. Так, раздражение одних волокон блуждающего нерва вызывает урежение сердцебиений, а раздражение других - их ослабление. Некоторые волокна симпатического нерва учащают ритм сердечных сокращений, другие - усиливают их. Усиливоющие нервные волокна являются трофическими, т. е. действующими на сердце путем повышения обмена веществ в миокарде.

На основе анализа всех влияний блуждающего и симпатического нервов на сердце создана современная классификация их эффектов. Хронотропный эффект характеризует изменение частоты сердечных сокращений, батмотропный -изменение возбуди­мости, д ром отро п н ы й - изменение проводимости и ино-тропный - изменение сократимости. Все эти процессы блуждаю­щие нервы замедляют и ослабляют, а симпатические - ускоряют и усиливают.

Центры блуждающих нервов находятся в продолговатом мозге. Вторые их нейроны расположены непосредственно в нервных узлах сердца. Отростки этих нейронов иннервируют синоатриальный и атриовентрикулярный узлы и мышцы предсердий; миокард желу­дочков блуждающими нервами не иннервируется. Нейроны симпа­тических нервов расположены в верхних сегментах грудного отдела спинного мозга, отсюда возбуждение передается в шейные и верхние грудные симпатические узлы и далее к сердцу. Импульсы с нервных окончаний передаются на сердце посредством медиаторов. Для блуждающих нервов медиатором служит ацетилхолин, для си м пати -ческих - норадреналин.

Центры блуждающих нервов постоянно находятся в состоянии некоторого возбуждения (тонуса), степень, которого изменяется под влиянием центростремительных импульсов от разных рецепторов тела. При стойком повышении тонуса этих нервов сердцебиения ста­новятся реже, возникает синусовая брадикардия. Тонус центров симпатических нервов выражен слабее. Возбуждение в этих центрах усиливается при эмоциях и мышечной деятельности, что ве­дет к учащению и усилению сердечных сокращений.

В рефлекторной регуляции работы сердца участвуют центры продолговатого и спинного мозга, гипоталамуса, мозжечка и коры больших полушарий, а также рецепторы некоторых сенсорных сис­тем (зрительной, слуховой, двигательной, вестибулярной). Большое значение в регуляции сердца и кровеносных сосудов имеют импуль­сы от сосудистых рецепторов, расположенных в рефлексоген­ных зонах (дуга аорты, бифуркация сонных артерий и др.).Такие же рецепторы имеются и в самом сердце. Часть этих рецепторов вос­принимает изменения давления в сосудах (барорецепторы).

Гуморальная регуляция деятельности сердца осуществляется путем воздействия на него химических веществ, на­ходящихся в крови, было установлено, что вышеназванные вещества - это ацетилхолин и норадреналин.

Гуморальные влияния на сердце могут оказываться гормонами, продуктами распада углеводов и белков, изменениями рН, ионов ка­лия и кальция. Адреналин, норадреналин и тироксин усиливают ра­боту сердца, ацетилхолин - ослабляет. Снижение рН, увеличение уровня мочевины и молочной кислоты повышают сердечную дея­тельность. При избытке ионов калия урежается ритм и уменьшает­ся сила сокращений сердца, его возбудимость и проводимость. Вы­сокая концентрация калия приводит к расслоению миокарда и ос­тановке сердца в диастоле. Ионы кальция учащаютритм и усилива­ют сердечные сокращения, повышают возбудимость и проводи­мость миокарда; при избытке кальция сердце останавливается в систоле.

Функциональное состояние сосудистой системы, как и сердца, регулируется нервными и гуморальными влияниями. Не­рвы, регулирующие тонус сосудов, называются сосудодвигательными и состоят из двух частей - сосудосуживающих и сосудорас­ширяющих Симпатические нервные волокна, выходящие в составе передних корешков спинного мозга, оказывают суживающее действие на сосуды кожи, органов брюшной полости, почек, легкихи мозговых оболочек, но расширяют сосуды сердца. Сосудорасширяю­щие влияния оказываются парасимпатическими волокнами, которые выходят из спинного мозга в составе задних корешков.

Определенные взаимоотношения сосудосуживающих и сосудо­расширяющих нервов поддерживаются сосудодвигательным цент­ром, расположенным в продолговатом мозге и открытым в 1871 г. В.Ф.Овсянниковым. Сосудодвигательный центр состоит из прессорного (сосудосуживающего)и депрессорного (сосудорасширяющего) отделов. Главная роль в регуляции тонуса со­судов принадлежит прессорному отделу. Кроме того, существуют высшие сосудодвигательные центры, расположенные в коре го­ловного мозга и гипоталамусе, и низшие-в спинном мозге. Нервная регуляция тонуса сосудов осуществляется и рефлекторным путем. На основе безусловных рефлексов (оборонительных, пищевых,половых) вырабатываются сосудистые условные реакции на слова, вид объектов, эмоции и др.

Основными естествеными рецептивными полями, где возникают рефлексы на сосуды, являются кожа и слизистые оболочки (экстероцептивные зоны) и сердечно-сосудистая система (интероцептивные зоны). Главнейшими интерорецептивными зонами являются синокаротидная и аортальная; в дальнейшем подобные зоны были открыты в устье полых вен, в сосудах легких и желудочно-кишечно­го тракта.

Гуморальная регуляция тонуса сосудов осуществляется как сосудосуживающими, так и сосудорасширяющи­ми веществами. К первой группе относят гормоны мозгового слоя надпочечников - адреналин и норадреналин, а также задней доли ги­пофиза - вазопрессин. К числу гуморальных сосудосуживающих факторов относят серотонин, образующийся в слизистой оболочке кишечника, в некоторых участках головного мозга и при распаде тромбоцитов. Аналогичный эффект оказывает образующееся в поч­ках вещество ренин, который активирует находящийся в плазме гло­булин - гипертензиноген, превращая его в в активный гипертензин (ангиотонин).

В настоящее время во многих тканях тела обнаружено значитель­ное количество сосудорасширяющих веществ. Таким эффектом обла­дает медуллин, вырабатываемый мозговым слоем почек, и простогландины, обнаруженные в секрете предстательной железы. В подче­люстной и поджелудочной железах, в легких и коже установлено на­личие весьма активного полипептида - брадикинина, который вызывает расслабление гладкой мускулатуры артериол и понижает кровяное давление. К сосудорасширяющим веществам также отно­сятся ацетилхолин, образующийся в окончаниях парасимпатических нервов, и гистамин, находящийся в стенках желудка, кишечника, а также в коже и скелетных мышцах (при их работе).

Все сосудорасширяющие вещества, как правило, действуют местно, вызывая дилятацию капилляров и артериол. Сосудосуживающие вещества преимущественно оказывают общее действие на крупные кровеносные сосуды.

Какова нормальная частота пульса? Как рассчитать и какой максимальный порог в покое? Как варьируется пульс во время тренировки? Как и когда контролировать собственную частоту биения сердца, какие изменения считаются нормальными, а какие патологическими.

Что такое частота пульса

Частота сердечных сокращений является жизненно важным показателем и представляет собой количество ударов сердца в единицу времени, обычно в минуту .

Частота сердечных сокращений определяется группой клеток, которые находятся в самом сердце на уровне синусового узла, и которые обладают способностью деполяризации и самопроизвольного сокращения. Такие клетки управляют сокращениями сердца и частотой.

Однако, работа сердца контролируется не только этими клетками, но также зависит от некоторых гормонов (которые ускоряют или замедляют его работу) и от вегетативной нервной системы.

Нормальный пульс – под нагрузкой и в покое

Частота сердечных сокращений в состоянии покоя или физиологическая , когда организм не подвергается стрессу или физическим нагрузкам, должна находится в пределах:

• минимум – 60 ударов в минуту
• максимум – 80/90 ударов в минуту
• среднее значение в период отдыха – 70-75 ударов в минуту

На самом деле, частота сердечных сокращений зависит от многих параметров , наиболее важным из которых является возраст.

В зависимости от возраста мы имеем:

• Эмбрион : в полости матки эмбрион, т.е. ребёнок на стадии раннего развития, имеет пульс на уровне 70-80 ударов в минуту. Частота увеличивается по мере развития плода в утробе матери и достигает значений в интервале между 140 и 160 ударами в минуту.
• Новорожденные : у новорожденных частота сердечных колеблется в пределах от 80 до 180 ударов в минуту.
• Дети : у детей частота составляет 70-110 ударов в минуту.
• Подростки : у подростков частота сердечных сокращений варьируется от 70 до 120 ударов в минуту.
• Взрослые : для взрослого человека нормальное значение, в среднем, составляет 70 ударов в минуту для мужчин и 75 ударов в минуту для женщин.
• Пожилые люди : у пожилых людей частота сердечных сокращений находится в пределах от 70 до 90 ударов в минуту, или немного выше, но с возрастом часто появляются нарушения в сердечном ритме.

Как измерить частоту сердечных сокращений

Измерение частоты сердечных сокращений может быть выполнено с помощью простых инструментов, таких как пальцы собственной руки, или сложных, таких как электрокардиограмма. Существуют также специальные инструменты для измерения частоты сокращений сердца во время спортивных тренировок.

Давайте посмотрим, каковы основные методы оценки:

• Вручную : ручное измерение частоты сердечных сокращений может быть выполнено на запястье (лучевая артерия) или шее (сонная артерия). Для выполнения измерения нужно разместить два пальца над артерией и слегка надавить на неё, чтобы почувствовать биение сердца. Затем достаточно посчитать количество ударов за единицу времени.
• Стетоскоп : другой способ измерения частоты сердечных сокращений предполагает использование стетоскопа. В этом случае сердцебиения прослушивают с помощью стетоскопа.
• Монитор сердечного ритма : этот инструмент измеряет частоту сердечных сокращений через оголовье с электродами. Используется в основном в спорте для измерения частоты сердечных сокращений под нагрузкой.
• ЭКГ : позволяет вести запись электрической активности сердца и легко посчитать число сокращений сердца за минуту.
• Кардиотокография : специфический инструмент для оценки частоты сердечных сокращений плода, который используется во время беременности.

Причины изменения сердечного ритма

Частота сердечных сокращений человека подвергается нескольким изменениям в течение дня , которые определяются физиологическими процессами. Однако, изменения частоты сердечных сокращений также могут быть связаны с патологическими состояниями.

Изменения пульса обусловленные физиологическими причинами

Физиологические изменения частоты сердечных сокращений происходят в различные моменты дня или как реакция на определенные физические состояния.

Прежде всего:

• После еды : приём пищи приводит к увеличению частоты сердечных сокращений, что связано с увеличением объема желудка, который находится чуть ниже сердца. Увеличение желудка оказывает давление на мышцы диафрагмы, что приводит к увеличению частоты сердечных сокращений. Эту проблему можно решить, избегая обильных приёмов пищи и перекусов перед сном.
• Температура тела : увеличение или уменьшение температуры тела влияют на частоту сердечных сокращений. Повышение температуры тела , например, общая лихорадка, определяет увеличение частоты сердечных сокращений, примерно, на 10 ударов в минуту на каждый градус температуры выше 37°C. По этой причине у детей с лихорадкой часто отмечается значительное повышение пульса. В противном случае, значительное снижение температуры тела, т.е. в случаях гипотермии , приводит к заметному уменьшению частоты сердечных сокращений.
• Во время сна : ночью частота сердечных сокращений понижается, примерно, на 8%, так как организм находится в полном покое и не требует чрезмерного труда со стороны сердечной мышцы.
• Беременность : во время беременности частоты сердечных сокращений увеличивается, так как необходимо обеспечить больший приток крови к плаценте для правильного роста плода.
• Во время спортивной тренировки или когда вы догоняете автобус, частота сердечных сокращений увеличивается, чтобы повысить приток крови к мышцам, которым под нагрузкой нужно больше кислорода.

Патологические причины увеличения пульса

Патологические изменения частоты сердечных сокращений называются аритмиями . Они представлены, главным образом, тахикардией, в случае очень высокой частоты сердечных сокращений , и брадикардией, если частота сердечных сокращений очень низкая .

Давайте посмотрим подробнее:

• Тахикардия : это увеличение частоты сердечных сокращений выше 100 ударов в минуту. Проявляется с такими симптомами, как учащенное сердцебиение, повышение давления, боли в груди, ощущение «сердца в горле», тошнота и холодный пот. Может возникнуть из-за таких причин, как стресс, беспокойство, неправильные привычки (курение, алкоголь или чрезмерное потребление кофеина), а также вследствие патологии щитовидной железы, такой как гипертиреоз .

Если частота сердечных сокращений очень высокая, т.е. значение в диапазоне между 300 и 600 ударами в минуту, это говорит о мерцательной аритмии , то есть чрезмерном сокращения предсердий, что определяет сердечную недостаточность . Это заболевание характерно для пожилых людей, поскольку с возрастом накапливаются нарушения в работе миокарда и повышается артериальное давление, но может быть также связано с гипертрофией предсердий.

• Брадикардия : уменьшение частоты сердечных сокращений ниже 60 ударов в минуту. Характеризуется одышкой, усталостью, слабостью, головокружением и обмороками, потерей сознания, в тяжелых случаях судорогах.

Как регулируется работа сердца?

Проводящая система вашего сердца регулирует всю его работу, управляя:

• Частотой сердечных сокращений - число ударов сердца в минуту.
• Ритмом сердечных сокращений, согласовывая сокращение четырех камер сердца.

Проводящая система сердца должна обеспечивать:

• Устойчивую частоту сердечных сокращений от 60 до 100 ударов в минуту в покое. Проводящая система сердца может увеличивать частоту сокращений сердца при физических нагрузках и снижать ее во время сна и покоя.
• Согласованные сокращения предсердий и желудочков (это называется синусовый ритм ).

Как работает проводящая система сердца?

Как и любая часть организма, ваша сердечная мышца состоит из крошечных клеток. Проводящая система сердца управляет сокращениями сердца, посылая электрические сигналы этим клеткам.

В сердце два различных вида клеток участвуют в работе по его сокращению:

• Клетки проводящей системы проводят электрические сигналы.
• Мышечные клетки сокращают камеры сердца, это сокращение вызывается воздействием электрических импульсов.

Электрический сигнал идет по сети клеток, образующей проводящие пути, стимулируя сокращение предсердий и желудочков. Прохождение сигнала по проводящим путям возможно благодаря сложной реакции, каждая клетка активирует следующую, таким образом импульс течет по клеткам в определенном порядке. Каждая клетка передает электрический заряд последовательно, что и приводит к скоординированным сокращениям и правильному сердцебиению.

Как проводящая система регулирует ритм сердечных сокращений?

Электрический импульс формируется в верхней части сердца, в группе клеток, называемой синусовый узел (СУ). Затем сигнал спускается, вызывая сокращение сначала двух предсердий, а после двух желудочков. В здоровом сердце электрический импульс распространяется очень быстро, что создает четкие и правильные сокращения.

В следующих разделах мы подробно расскажем о том, как сигнал распространяется по проводящей системе .

Как электрический импульс вызывает сокращение предсердий?

Когда СУ «включается», запускается следующий процесс:

• Электрический импульс идет от СУ по мышечным клеткам к правому и левому предсердию.
• Это заставляет мышечные клетки предсердий сокращаться.
• Предсердия сокращаются, перекачивая кровь в правый и левый желудочек.

После того, как электрический сигнал вызовет сокращение предсердий и перекачивание крови в желудочки, он идет к группе клеток в основании правого предсердия, называемой атриовентрикулярный узел (АВ-узел). АВ-узел задерживает электрический сигнал, давая желудочкам получить кровь из предсердий, затем уже происходит сокращение желудочков.

Как электрический импульс вызывает сокращение желудочков?

Когда электрический сигнал покидает АВ-узел, начинается следующий процесс:

• Сигнал спускается к группе клеток, называемой пучок Гиса , который разделяется на две ножки , правую и левую. Они проводят электрический импульс к правому и левому желудочку соответственно.
• Сигнал, разделенный на две эти ветви, вызывает сокращение обоих желудочков.
• Во время сокращения желудочков правый перекачивает кровь к легким, а левый - по всему телу.

После того, как произойдет сокращение предсердий и желудочков, все части проводящей системы самостоятельно восстанавливаются.

Как проводящая система регулирует частоту сердечных сокращений?

Клетки СУ, расположенные в верхней части сердца, называют естественным водителем ритма , так как частота создаваемых ими импульсов задает частоту сокращений всего сердца (частота сердечных сокращений - ЧСС). Нормальная ЧСС в покое колеблется между 60 и 100 ударами в минуту, но может увеличиваться и уменьшаться в зависимости от потребностей организма. Значение ЧСС в действительности отображает частоту сокращений желудочков. При возникновении различных видов аритмий предсердия и желудочки начинают сокращаться с разной частотой, об этом следует помнить при употреблении термина ЧСС.

Что заставляет сердце биться чаще или медленнее?

Наш мозг и другие органы посылают сигналы, вызывающие замедление или сокращение частоты сокращений сердца.

Хотя в основе этого процесса и лежит сложный комплекс химических реакций, в итоге все они приводят к изменению частоты «включения» СУ. Именно СУ начинает работать чаще или реже, что и вызывает изменение частоты сердечных сокращений.

Например, во время физических нагрузок, когда организму для функционирования требуется больше кислорода, тело сигнализирует о необходимости увеличить частоту сердечных сокращений для увеличения скорости кровообращения, и, следовательно, притока кислорода к тканям. ЧСС может увеличиться более чем на 100 ударов в минуту для обеспечения растущих потребностей организма в крови, обогащенной кислородом.

Аналогично этому, во время покоя или сна, когда телу нужно меньше кислорода, частота сердечных сокращений снижается.

У некоторых спортсменов нормальная ЧСС может быть меньше 60 ударов в минуту в покое, их сердца очень тренированы и не должны часто сокращаться. Изменения ЧСС являются частью нормального функционирования вашего организма , связанной с изменениями его потребностей. ЧСС может считаться ненормальной, только если ваше сердце бьется слишком быстро или слишком медленно.

Строение сердца

У человека и других млекопитающих, а также у птиц сердце четырехкамерное, имеющее форму конуса. Располагается сердце в левой половине грудной полости, в нижнем отделе переднего средостения на сухожильном центре диафрагмы, между правой и левой плевральной полостью, фиксировано на крупных кровеносных сосудах и заключено в околосердечную сумку из соединительной ткани, где постоянно присутствует жидкость, увлажняющая поверхность сердца и обеспечивающая его свободное сокращение. Сплошной перегородкой сердце делится на правую и левую половины и состоит из правого и левого предсердий и правого и левого желудочков. Таким образом различают правое сердце и левое сердце.

Каждое предсердие сообщается с соответствующим желудочком при помощи предсердно-желудочкового устья. В каждом устье имеется створчатый клапан, регулирующий направление тока крови из предсердия в желудочек. Створчатый клапан - это соединительно-тканный лепесток, который одним краем прикреплен к стенкам отверстия, соединяющего желудочек и предсердие, а другим свободно свисает в полость желудочка. К свободному краю створок присоединяются сухожильные нити, которые другим концом врастают в стенки желудочка.

При сокращении предсердий кровь свободно поступает в желудочки. А когда сокращаются желудочки, кровь своим давлением поднимает свободные края створок, они соприкасаются между собой и закрывают отверстие. Сухожильные нити не позволяют створкам выворачиваться в сторону от предсердий. Кровь при сокращении желудочков в предсердия не поступает, а направляется в артериальные сосуды.

В предсердно-желудочковом устье правого сердца располагается трехстворчатый (трикуспидальный) клапан, в левом - двустворчатый (митральный) клапан.

Кроме этого в местах выхода аорты и легочной артерии из желудочков сердца на внутренней поверхности этих сосудов расположены полулунные, или карманные (в виде карманов), клапаны. Каждый клапан состоит из трех карманов. Кровь, движущаяся из желудочка, прижимает карманы к стенкам сосудов и свободно проходит через клапан. Вовремя расслабления желудочков кровь из аорты и легочной артерии начинает течь в желудочки и своим обратным движением закрывает карманные клапаны. Благодаря клапанам кровь в сердце движется только в одном направлении: из предсердий в желудочки, из желудочков в артерии.

В правое предсердие кровь поступает из верхней и нижней полых вен и венечных вен самого сердца (венечного синуса), в левое предсердие впадают четыре легочные вены. Желудочки дают начало сосудам: правый - легочной артерии, которая делится на две ветви и несет венозную кровь в правое и левое легкое, т.е. в малый круг кровообращения; левый желудочек дает начало дуге аорты, по которой артериальная кровь поступает в большой круг кровообращения.

Стенка сердца включает три слоя:

• внутренний - эндокард, покрыт клетками эндотелия
• средний - миокард - мышечный
• наружный - эпикард, состоящий из соединительной ткани и покрытый серозным эпителием

Снаружи сердце покрыто соединительно-тканной оболочкой - околосердечной сумкой, или перикардом, также выстланным с внутренней стороны серозным эпителием. Между эпикардом и сердечной сумкой находится полость, заполненная жидкостью.

Толщина мышечной стенки наибольшая в левом желудочке (10-15 мм) и наименьшая в предсердиях (2-3 мм). Толщина стенки правого желудочка составляет 5-8 мм. Это связано с неодинаковой интенсивностью работы разных отделов сердца по выталкиванию крови. Левый желудочек выбрасывает кровь в большой круг под высоким давлением и поэтому имеет толстые, мышечные стенки.

Свойства сердечной мышцы

Сердечная мышца - миокард, как по строению, так и по свойствам отличается от других мышц тела. Она состоит из поперечнополосатых волокон, но в отличие от волокон скелетных мышц, которые также являются поперечнополосатыми, волокна сердечной мышцы соединяются между собой отростками, поэтому возбуждение с любого участка сердца может распространяться на все мышечные волокна. Такая структура называется синцитием.

Сокращения сердечной мышцы непроизвольны. Человек не может по собственному желанию остановить сердце или изменить частоту его сокращений.

Сердце, удаленное из тела животного и помещенное в определенные условия, может длительное время ритмически сокращаться. Это его свойство называется автоматией. Автоматия сердца обусловлена периодическим возникновением возбуждения в особых клетках сердца, скопление которых расположено в стенке правого предсердия и называется центром автоматии сердца. Возбуждение, возникающее в клетках центра, передается ко всем мышечным клеткам сердца и вызывает их сокращение. Иногда центр автоматии выходит из строя, тогда сердце останавливается. В настоящее время в таких случаях к сердцу приживляют миниатюрный электронный стимулятор, который периодически посылает к сердцу электрические импульсы, и оно каждый раз сокращается.

Работа сердца

Сердечная мышца величиной с кулак и весом около 300 г, непрерывно работает на протяжении всей жизни, сокращается около 100 тыс. раз в сутки и перекачивает при этом более 10 тыс. литров крови. Такая высокая работоспособность обусловлена усиленным кровоснабжением сердца, высоким уровнем происходящих в нем процессов обмена веществ и ритмическим характером его сокращений.

Сердце человека сокращается ритмически с частотой 60-70 раз в 1 мин. После каждого сокращения (систолы) наступает расслабление (диастола), а затем пауза, в течение которой сердце отдыхает, и снова сокращение. Сердечный цикл длится 0,8 с и состоит из трех фаз:

1. сокращение предсердий (0,1 с)
2. сокращение желудочков (0,3 с)
3. расслабление сердца с паузой (0,4 с).

Если частота сердечных сокращений увеличивается, время каждого цикла уменьшается. Это происходит в основном за счет укорочения общей паузы сердца.

Кроме того, через венечные сосуды, сердечная мышца при нормальной работе сердца получает около 200 мл крови в 1 мин, а при максимальной нагрузке коронарный кровоток может достигать 1,5-2 л/мин. В пересчете на 100 г массы ткани это намного больше, чем для любого другого органа, кроме мозга. Это также усиливает работоспособность и неутомляемость сердца.

Во время сокращения предсердий кровь из них выбрасывается в желудочки, а затем под влиянием сокращения желудочков выталкивается в аорту и легочную артерию. В это время предсердия расслаблены и заполняются кровью, притекающей к ним по венам. После расслабления желудочков во время паузы происходит заполнение их кровью.

Каждая половина сердца взрослого человека за одно сокращение выталкивает в артерии примерно 70 мл крови, которое называется ударным объемом крови. За 1 мин сердце выбрасывает около 5 л крови. Работу, выполняемую при этом сердцем, можно подсчитать, умножив объем крови, выталкиваемой сердцем, на давление, под которым кровь выбрасывается в артериальные сосуды (это 15 000 - 20 000 кгм/сут). А если человек выполняет очень напряженную физическую работу, то минутный объем крови возрастает до 30 л, соответственно увеличивается и работа сердца.

Работа сердца сопровождается различными проявлениями. Так, если к грудной клетке человека приложить ухо или фонендоскоп, то можно услышать ритмические звуки - тоны сердца. Их три:

• первый тон возникает при систоле желудочков и обусловлен колебаниями сухожильных нитей и закрытием створчатых клапанов;
• второй тон возникает в начале диастолы в результате закрытия клапанов;
• третий тон - очень слабый, его удается уловить только с помощью чувствительного микрофона - возникает во время заполнения желудочков кровью.

Сокращения сердца сопровождаются также электрическими процессами, которые можно обнаружить как переменную разность потенциалов между симметричными точками поверхности тела (например, на руках) и записать специальными приборами. Запись тонов сердца - фонокардиограмма и электрических потенциалов - электрокардиограмма приведена на рис. Эти показатели используются в клинике для диагностики заболеваний сердца.

Регуляция работы сердца

Работа сердца регулируется нервной системой в зависимости от воздействия внутренней и внешней среды: концентрации ионов калия и кальция, гормона щитовидной железы, состояния покоя или физической работы, эмоционального напряжения.

Нервная и гуморальная регуляция деятельности сердца согласует его работу с потребностями организма в каждый данный момент независимо от нашей воли.

• Вегетативная нервная система иннервирует сердце, как и все внутренние органы. Нервы симпатического отдела увеличивают частоту и силу сокращений сердечной мышцы (например, при физической работе). В условиях покоя (во время сна) сердечные сокращения становятся слабее под влиянием парасимпатических (блуждающих) нервов.
• Гуморальная регуляция деятельности сердца осуществляется с помощью имеющихся в крупных сосудах специальных хеморецепторов, которые возбуждаются под влиянием изменений состава крови. Повышение концентрации углекислого газа в крови раздражает эти рецепторы и рефлекторно усиливает работу сердца.

  Особенно важное значение в этом смысле имеет адреналин, поступающий в кровь из надпочечников и вызывающий эффекты, подобные тем, которые наблюдаются при раздражении симпатической нервной системы. Адреналин вызывает учащение ритма и увеличение амплитуды сердечных сокращений.

  Важная роль в нормальной жизнедеятельности сердца принадлежит электролитам. Изменения концентрации в крови солей калия и кальция оказывают весьма значительное влияние на автоматию и процессы возбуждения и сокращения сердца.

  Избыток ионов калия угнетает все стороны сердечной деятельности, действуя отрицательно хронотропно (урежает ритм сердца), инотропно (уменьшает амплитуду сердечных сокращений), дромотропно (ухудшает проведение возбуждения в сердце), батмотропно (уменьшает возбудимость сердечной мышцы). При избытке ионов К + сердце останавливается в диастоле. Резкие нарушения сердечной деятельности наступают и при уменьшении содержания ионов К + в крови (при гипокалиемии).

  Избыток ионов кальция действует в обратном направлении: положительно хронотропно, инотропно, дромотропно и батмотропно. При избытке ионов Са 2+ сердце останавливается в систоле. При уменьшении содержания ионов Са 2+ в крови сердечные сокращения ослабляются.

Таблица. Нейрогуморальная регуляция деятельности сердечно-сосудистой системы

Фактор	Сердце	Сосуды	Уровень кровяного давления
Симпатическая нервная система		суживает	повышает
Парасимпатическая нервная система		расширяет	понижает
Адреналин	учащает ритм и усиливает сокращения	суживает (кроме сосудов сердца)	повышает
Ацетилхолин	замедляет ритм и ослабляет сокращения	расширяет	понижает
Тироксин	учащает ритм	суживает	повышает
Ионы кальция	учащают ритм и ослабляют сокращения	суживают	повышают
Ионы калия	замедляют ритм и ослабляют сокращения	расширяют	понижают

Работа сердца связана и с деятельностью других органов. Если возбуждение в центральную нервную систему передается от работающих органов, то из центральной нервной системы оно передается на нервы, усиливающие функцию сердца. Так рефлекторным путем устанавливается соответствие между деятельностью различных органов и работой сердца.