Физиологические свойства сердечной мышцы

Ритм сердца и факторы, влияющие на него.

Показатели сердечной деятельности.

Сосуды сердца и особенности коронарного кровообращения.

Сердце получает артериальную кровь через 2 венечные (коронарные) артерии. Обе они начинаются у основания аорты на уровне полулунных клапанов. Во всех слоях стенки сердца артерии делятся на более мелкие и, наконец, образуется капиллярная сеть. Капилляры объединяются в венулы, а затем в собственные вены сердца, которые собираются в венозный синус на задней поверхности сердца, и уже оттуда венозная кровь попадает в правое предсердие.

В состоянии покоя у человека через коронарные сосуды протекает - 200-250 мл крови в мин., т.е. 4-5% всей крови, выбрасываемой сердцем. При интенсивной мышечной работе это количество может возрастать до 4,5-25 л/мин.

К особенностям коронарного кровотока относится и его высокая приспособляемость к различным функциональным состояниям сердечной мышцы. Между артериями сердца есть анастомозы. Они могут дополнительно раскрываться при возросшей работе, длительно выполняемой сердцем или при нарушениях кровоснабжения миокарда.

Сердечная мышца обладает максимальной потребностью в О₂. В среднем она в 2 раза превышает потребность всех других тканей.

В сердечной мышце образуется густая капиллярная сеть (в среднем на 1 мм² приходится 2500 капилляров).

Кровоток в коронарных сосудах зависит от фазы сердечного цикла, он увеличивается в период диастолы.

Систолический объем кровотока (СОК) – количество крови, выбрасываемое желудочком при каждом сокращении, составляет в покое 65-70 мл.

Минутный объем кровотока (МОК) - количество крови, выбрасываемое сердцем за 1 мин. В покое равен 4,5-5 л. Зависит от СОК и частоты сердечных сокращений.

Частота сердечных сокращений (ЧСС) в покое равна 60-80 в минуту. Уменьшение частоты – брадикардия. Увеличение частоты - тахикардия. Зависит от интенсивности мышечной работы, эмоционального напряжения, активности вегетативной нервной системы, изменения положения тела, времени суток, пола и возраста.

Сокращения сердца возникают вследствие периодически возникающих процессов возбуждения в сердечной мышце. Миокард обладает рядом свойств, которые обеспечивают его непрерывную ритмическую деятельность:

автоматия

возбудимость

проводимость

проводимость

Автоматия – способность сердца возбуждаться под влиянием импульсов, возникающих в нем самом, без каких–либо внешних воздействий. Это свойство связано с функциями атипичной мышечной ткани существующей в миокарде. Клетки этой ткани способны возбуждаться и проводить возбуждение. Атипичные клетки образуют скопления в определенных участках миокарда и их совокупность называется проводящая система сердца.

Она состоит из следующих элементов:

1. Синоатриальный узел расположен в стенке правого предсердия около устьев полых вен.
2. Атриовентрикулярный узел расположен в нижней части межпредсердной перегородки на границе с предсердно-желудочковой перегородкой.
3. Пучок Гиса находится в межжелудочковой перегородке.
4. Ножки пучка Гиса идут к правому и левому желудочкам вдоль перегородки между ними.
5. В области верхушки сердца ножки пучка Гиса загибаются вверх и переходят в сеть сердечных проводящих миоцитов (волокон Пуркинье), охватывающих рабочий миокард желудочков.

Особенностью проводящей системы является способность каждой клетки самостоятельно генерировать возбуждение, т.е. любая ее клетка обладает автоматией.

Синоатриальный узел является ведущим в деятельности сердца, в нем возникают импульсы, определяющие частоту сокращений сердечной мышцы, поэтому данный отдел проводящей системы называют водителем ритма сердца 1 порядка.

Автоматия отделов проводящей системы, расположенных ниже синоатриального узла, постепенно убывает по мере удаления их от него, т.е. наблюдается градиент автоматии. Поэтому в нормальных условиях существования организма автоматия этих участков проводящей системы подавляется более частыми импульсами, идущими из синоатриального узла.

Степень автоматии атриовентрикулярного узла составляет 40-50 импульсов в мин, пучка Гиса – 30-40 импульсов в мин., волокон Пуркинье – около 20 импульсов в мин.

Проводимость.

Возникшее в синоатриальном узле возбуждение распространяется сначала на миокард предсердий и достигает атриовентрикулярного узла. Скорость распространения возбуждения в предсердиях равна 1 м/сек. При переходе на атриовентрикулярный узел происходит атриовентрикулярная задержка проведения, составляющая 0,04-0,06 сек. В результате возбуждение доходит до пучка Гиса и волокон Пуркинье лишь после того, как миокард предсердий успевает сократиться. Следовательно, атриовентрикулярная задержка обеспечивает очередность сокращений желудков и предсердий.

От пучка Гиса по его ножкам и волокнам Пуркинье возбуждение далее передается на миокард желудочков. Скорость распространения возбуждения по проводящей системе составляет 4,5-5 м/с, что в 5 раз больше скорости распространения возбуждения по миокарду.

Таким образом, волна возбуждения последовательно охватывают разные отделы сердца в направлении от правого предсердия к верхушке.

Возбудимость сердечной мышцы.

Клетки миокарда обладают возбудимостью, но у них нет автоматии. В период диастолы мембранный потенциал этих клеток стабилен, и его величина выше, чем в клетках проводящей системы, она равна -80-90 мВ. ПД в них возникает под влиянием возбуждения атипичных клеток.

ПД клеток рабочего миокарда состоит из фазы быстрой деполяризации, фазы медленной реполяризации и фазы быстрой реполяризации. Фаза быстрой деполяризации создается резким повышением мембранной проницаемости для Nа+, что приводит к переходу Nа+ внутрь клетки. Заряд мембраны изменяется. Деполяризации мембраны приводит к активации кальциевых каналов, в результате возникает дополнительный поток Са2+ внутрь клетки, что замедляет наступление реполяризации – развивается фаза медленной реполяризации. Быстрая реполяризация в клетках миокарда обусловлена постепенным уменьшением проницаемости мембраны для Са2+ и повышением проницаемости для К+. В результате поток К+ из клетки возрастает и восстанавливается ПП. Продолжительность ПД клеток миокарда равна 0,3-0,4 сек.

Во время ПД мембрана клетки становится невосприимчивой к действию других раздражителей, т.е. рефрактерной. Различают период абсолютной рефрактерности продолжительностью 0,27 с.; период относительной рефрактерности, во время которого сердечная мышца может ответить сокращением лишь на очень сильные раздражения, его продолжительность соствляет 0,03 с и короткий период супернормальной возбудимости, когда сердечная мышца может реагировать и на подпороговые раздражители.

Длительный рефрактерный период имеет для сердца важное биологическое значение, т.к. он защищает миокард от быстрого или повторного возбуждения и сокращения, т.к. известно, что систола миокарда тоже продолжается 0,3 с., что по времени совпадает с рефрактерной фазой. Следовательно, в период сокращения сердце неспособно реагировать на другие раздражители. В результате исключается развитие тетануса, а значит, миокард совершает свою работу по типу одиночного мышечного сокращения.

Это особенность следующего свойства сердечной мышцы – сократимости.

Сила каждого сокращения сердца определяется законом “все или ничего”, согласно которому при действии на сердце порогового или любого надпорогового раздражителя волокна миокарда развивают одинаковую максимальную силу сокращений. Кроме того, сила сокращений зависит от исходной длины мышечных волокон, чем больше растянуты волокна миокарда во время диастолы, тем сильнее они сокращаются. Эта закономерность получила название “закона Старлинга”.