79. Физиологические свойства миокарда. Автоматия сердца. Современные представления о субстрате, природе и градиенте автоматии.
Сердечной мышце свойственны возбудимость, проводимость, сократимость и автоматия. Возбудимость это способность миокарда возбуждаться при действии раздражителя, проводимость -проводить возбуждение, сократимость — укорачиваться при возбуждении. Автоматия — это способность сердца к самопроизвольным сокращениям. В различных участках миокарда предсердий и желудочков обнаружены своеобразные скопления мышечных клеток, которые назвали атипическими. Скопления образованы Р-клетками (клетками Пуркинье). Кроме того, в них имеются также переходные клетки. Они занимают промежуточное положение между сократительными и пейсмекерными кардиомиоцитами и служат для передачи возбуждения. Такие 2 типа клеток образуют проводящую систему сердца. В ней выделяют следующие узлы и пути:
- 1.Синоатриальный узел (Кейс-Флека). Он расположен в устье полых вен, т.е. венозных синусах.
- 2.Межузловые и межпредсердные проводящие пути Бахмана, Венкенбаха и Торелла. Проходят по миокарду предсердий и межпредсердной перегородке.
- 3.Атриовентрикулярный узел (Ашофф-Тавара). Находится в нижней части межпредсердной перегородки под эндокардом правого предсердия.
- 4.Атриовентрикулярный пучок(Гиса). Идет от атриовентрикулярного узла по верхней части межжелуд. перегородке. Затем делится на две ножки — правую и левую. Они образуют ветви в миокарде желудочков.
- 5.Волокна Пуркинье. Это концевые разветвления ветвей ножек пучка Гиса.
Роль различных отделов проводящей системы в автоматии сердца впервые была установлена Станниусом и Гаскеллом. Станниус накладывал лигатуры на различные участки сердца. 1 лигатура накладывается между венозным синусом, где расположен синоатр. узел, и правым предсерд. После этого синус продолжает сокращаться в обычном ритме,(60-80 вмин), а предсердия и желудочки останавливаются. 2 лигатура на границе предсердий и желудочков. Это вызывает возникновение сокращений желудочков с частотой 30-40 в минуту. Желудочки начинают сокращаться из-за механического раздражения клеток атриовентрикулярного узла. 3 лигатура накладывается на середину желудочков. После этого их верхняя часть сокращается в атриовентрикулярном ритме, а нижняя с частотой 15-20 в минуту. Гаскелл установил, что ведущим водителем ритма сердца является синоатриальный. На основании опытов Станниуса и Гаскелла был сформулирован принцип убывающего градиента автоматии. Он гласит, что чем дальше центр автоматии сердца расположен от его венозного конца и ближе к артериальному, тем меньше его способность к автоматии.
80. Механизмы возбудимости, автоматии и сокращений кардиомиоцитов.
Возникновение мембранного потенциала кардиомиоцитов обусловлено избирательной проницаемостью мембраны для ионов калия. Его величина у сократит. кардиомиоцитов составляет 80-90 мВ, а у клеток синоатриального узла 60-65 мВ. Возбуждение кардиомиоцитов проявляется генерацией потенциалов действия, которые имеют своеобразную форму. В них выделяются следующие фазы:
- 1.Фаза деполяризации
- 2.быстрой начальной реполяр.
- 3.замедленной реполяр
- 4.быстрой конечной реполяр.
Автоматия обусловлена тем, что их мембранный потенциал не остается постоянным. В период диастолы в Р-клетках синоатриального узла происходит его медленное уменьшение. Это называется медленной диастолической деполяризацией МДД . Когда ее величина достигает критического уровня, генерир. ПД, который по проводящей системе распростр. на все сердце. Возникает систола предсердий, а затем желудочков. Медленная диастолическая деполяризация связана с постепенным ↑ натриевой проницаемости мембраны атипических кардиомиоцитов. Истинными пейсмекерами является лишь небольшая группа Р-клеток синоатриального узла. Остальные Р-клетки проводящей системы являются латентными водителями ритма. Пока спонтанные ПД поступают из синоатриального узла, латентные пейсмекеры подчиняются его ритму. Это называется усвоением ритма. Сокращение кардиомиоцитов является следствием генерации ПД. В них имеется система трубочек саркоплазматического ретикулума, содержащих ионы кальция. При возникновении ПД эти ионы выходят из трубочек в саркоплазму. Начинается скольжение миофибрилл. Но в сокращении кардиомиоцитов принимают участие и ионы кальция, входящие в них в период генерации ПД. Они увеличивают длительность сокращения и обеспечивают пополнение запасов кальция в трубочках. В норме частота сердцебиений в покое зависит от возраста, пола, тренированности. У детей их частота больше, чем у взрослых. У женщин выше, чем у мужчин, а физически слабых людей больше, чем у тренированных. При определенных состояниях наблюдаются изменения ритма работы сердца -аритмии.
Источник
1. Автоматия сердца.
Автоматия сердца – это его способность к ритмическому сокращению без всяких видимых раздражений под влиянием импульсов, возникающих в самом органе. Автоматия сердечной мышцы бывает миогенной – когда импульсы появляются в самих мышечных волокнах, и нейрогенной – когда импульсы возникают в клетках нервных ганглиев. Миогенная автоматия обеспечивает сокращения сердца на ранних стадиях эмбрионального развития, а также некоторое время (несколько часов и даже суток) после перерезки всех идущих к сердцу нервов. В постэмбриональный период ритмическая деятельность сердца происходит благодаря наличию проводящей системы сердца. Так, в области ушка правого предсердия находится ведущий центр автоматизма — синусно-предсердного (синатриального) узла. Он является главным центром автоматии сердца – пейсмекером первого порядка. От него по рабочим клеткам миокарда и проводящим волокнам предсердий возбуждение достигает предсердно-желудочкового (атриовентрикулярного) узла, расположенного в стенке правого предсердия вблизи перегородки между предсердиями и желудочками. Этот узел является пейсмекером второго порядка. Далее возбуждение переходит на миокард желудочков по волокнам пучка Гиса (предсердно-желудочкового пучка) и достигает волокон Пуркинье (сердечных проводящих миоцитов). В обычных условиях частоту активности миокарда всего сердца в целом определяет синусно-предсердный узел. При нарушении автоматизма синусно-предсердного узла ритмические сокращения сердца могут продолжаться благодаря импульсам, возникающим в атриовентрикулярном узле. Однако частота и сила сокращений при этом вдвое меньше, чем до нарушений в области синусно-предсердного узла. В случае невозможности передачи возбуждения к желудочкам они начинают сокращаться в ритме пейсмекеров третьего порядка – клеток пучка Гиса и волокон Пуркинье. При повреждении всех водителей ритма сердце останавливается (искусственные кардиостимуляторы). Синусно-предсердный узел подчиняет себе все нижележащие образования проводящей системы, навязывая им свой ритм. Поэтому все отдельные части проводящей системы, хотя и имеют собственную активность, начинают работать в едином ритме. Явление, при котором структуры с замедленным ритмом генерации потенциалов усваивают более частый ритм других пейсмекерных участков называют усвоением ритма. Исходя из этого Гаскелл установил Закон градиента автоматизма сердца – у всех позвоночных степень автоматии тем выше, чем ближе расположен участок проводящей системы к синоатриальному узлу. Теории автоматизма. Существует несколько теорий, объясняющих происхождение автоматизма (нейрогенная, эндогенная и др.). Наиболее популярна теория диастолического поля, в соответствии с которой в начальную фазу диастолы в проводящих миоцитах регистрируется мембранный потенциал, равный -90 мВ. В диастолу метаболизм сердечной мышцы изменяется и МП постепенно уменьшается, постепенно достигая критического уровня деполяризации. Когда уровень потенциала покоя уменьшается по сравнению с исходным приблизительно на 2 мВ, наступает резкое увеличение проницаемости мембраны вначале для Na + , а позднее для Са 2+ . В результате этих процессов МП приближается к критическому уровню деполяризации, при достижении которого в клетках синусно-предсердного узла возникает ПД. Все остальные отделы сердца подчиняются возникшему ПД — возбуждению, генерируемому в водителе ритма.
Источник
2. Работа сердца
Функция сердца заключается в перекачивании крови по кровеносным сосудам. Сердце сокращается ритмически. Стенки сердца образованы мышечной тканью, особенно хорошо развиты мышечные стенки желудочков. Сокращаясь, желудочки выталкивают кровь с большой силой в сосуды кругов кровообращения. Из левого желудочка кровь попадает в аорту, затем поступает в сосуды большого круга кровообращения и разносится по всему телу. Поэтому стенки левого желудочка более толстые по сравнению со стенками правого желудочка.
Когда сокращается левый желудочек, порция крови ударяется о стенки аорты и вызывает их растяжение. Возникает волна колебаний стенок аорты, и эта волна передаётся стенкам артерий. Такие толчкообразные колебания стенок кровеносных сосудов называют пульсом.
Подсчитывая пульс можно определить частоту сердечных сокращений. Средняя частота сердечных сокращений (ЧСС) у человека в состоянии покоя составляет около \(75\) ударов в минуту.
Работа сердца по перекачиванию крови протекает циклически. Сокращение сердца называется систолой, а расслабление — диастолой.
Один сердечный цикл (последовательность процессов, происходящих за одно сокращение сердца (систола) и его последующее расслабление (диастола)) длится \(0,8\) с (три фазы):
- \(0,1\) с занимает сокращение (систола) предсердий (\(I\) фаза),
- \(0,3\) с — сокращение (систола) желудочков (\(II\) фаза),
- \(0,4\) с — общее расслабление (диастола) всего сердца — общая пауза (\(III\) фаза).
Во время систолы предсердий давление в них увеличиваются и кровь поступает через расслабленные створчатые клапаны в желудочки.
Далее следует сокращение желудочков. Створчатые клапаны закрываются и препятствуют обратному движению крови в предсердия. Поэтому кровь из желудочков поступает через открытые полулунные клапаны в сосуды кругов кровообращения. Из левого желудочка кровь поступает через аорту в большой круг кровообращения, а из правого — через лёгочную артерию в лёгочный (малый) круг кровообращения.
Затем желудочки расслабляются, полулунные клапаны закрываются и перекрывают ток крови обратно из сосудов в желудочки.
Нарушение работы сердца приводит к изменению этих тонов. Врачи прослушивают сердце и по его тонам могут определить диагноз.
Автоматия — это способность сердца сокращаться независимо от внешних условий под влиянием импульсов, возникающих в нём самом.
Сердце сокращается под действием импульсов, которые возникают в узлах автоматии — в группах особых мышечных клеток. Главный узел автоматии расположен в правом предсердии. Именно здесь возникают импульсы, определяющие ритм сердечных сокращений.
Существует два способа регуляции работа сердца и сосудов: нервный и гуморальный.
Гуморальная регуляция осуществляется веществами, поступающими в кровь. Так, работа сердца ускоряется под действием гормона адреналин и избытка ионов кальция, а избыток ионов калия, наоборот, замедляет его работу.
Источник