ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ФЕДЕРАЛЬНОГО АГЕНТСТВА ПО ЗДРАВООХРАНЕНИЮ И СОЦИАЛЬНОМУ РАЗВИТИЮ ФИЗИОЛОГИЯ СЕРДЦА И СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ Уфа 2006 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕНННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ФЕДЕРАЛЬНОГО АГЕНТСТВА ПО ЗДРАВООХРАНЕНИЮ И СОЦИАЛЬНОМУ РАЗВИТИЮ А.Ф.Каюмова, Г.Е.Инсарова, А.Г.Элентух, Г.С.Тупиневич, А.Ф.Гайсина ФИЗИОЛОГИЯ СЕРДЦА И СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ Учебно-методическое пособие к аудиторной и внеаудиторной работе студентов Уфа 2006 2 УДК ББК 612.13/17 28.707 Ф 50 Физиология сердца и сосудистой системы: Учебно-методическое пособие к аудиторной и внеаудиторной работе студентов. Авторы: зав. кафедрой нормальной физиологии профессор Каюмова А.Ф., доцент Инсарова Г.Е., старший преподаватель Элентух А.Г., доцент Тупиневич Г.С., доцент Гайсина А.Ф. – Уфа: Изд-во ГОУ ВПО БГМУ Росздрава, 2006.- 81с. Составлено в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего медицинского образования (М.,2000 г.) и действующей типовой программы по предмету «Нормальная физиология». В пособии кратко представлен теоретический материал по разделу «Физиология сердечно-сосудистой системы», подробно изложены практические работы, дан перечень вопросов для подготовки к практическим занятиям. В учебное пособие включены материалы элективного курса «Региональное кровообращение, микроциркуляция. Электрофизиологические методы исследования деятельности сердца». Предназначена для студентов, обучающихся по специальностям: лечебное дело (060101), педиатрия (060102), стоматология (060103), медикопрофилактическое дело (060104), фармация (060108) и высшее сестринское образование (060109). Рецензенты: Шамратова В.Г. – профессор кафедры морфологии и физиологии человека и животных БГУ, д.б.н.; Муталова Э.Г. – зав. кафедрой госпитальной терапии №1, д.м.н., профессор Рекомендовано в печать Координационным научно-методическим советом по оптимизации учебного процесса и утверждено редакционноиздательским советом Башкирского государственного медицинского университета. 3 Содержание 1. Введение 2. Гемодинамическая функция сердца и физиологические свойства сердечной мышцы 3. Регуляция сердечной деятельности 4. Современные методы исследования деятельности сердца 5. Физиология сосудистой системы. Законы гемодинамики. Артериальное давление 6. Системные принципы регуляции кровообращения. Артериальный и венный пульс. 7. Кровоток в органах и тканях. Микроциркуляция. 8. Ситуационные задачи по разделу «Физиология сердца и сосудистой системы» 9. Приложение 10.Список литературы 5 6 19 30 46 54 63 74 76 79 4 ВВЕДЕНИЕ Система кровообращения как часть системы транспорта веществ в организме обеспечивает доставку адекватного объѐма крови к клеткам организма и отток соответственно уровню их метаболизма. Этот важнейший раздел в курсе физиологии необходим для понимания условий жизнедеятельности целостного организма и отдельных его органов и тканей, так как нарушение транспорта веществ ведет к нарушениям жизнедеятельности клеток. Подготовка специалистов любого профиля в терапевтических и хирургических клиниках базируется на обязательном знании физиологии кровообращения. Будущий специалист должен чѐтко знать физиологию кровообращения и механизмы его регуляции, необходимые для решения профессиональных задач, связанных с пониманием и оценкой роли кровообращения в обеспечении приспособительных реакций организма. 5 Тема: ГЕМОДИНАМИЧЕСКАЯ ФУНКЦИЯ СЕРДЦА И ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СЕРДЕЧНОЙ МЫШЦЫ. Общая цель занятия: изучить роль основных физиологических свойств миокарда в выполнении сердцем его гемодинамической функции. По своим свойствам сердце представляет гемодинамическую систему, в которой энергия химических соединений мышц превращается в механическую энергию движения крови. Сердце является насосом, обеспечивающим: а) ритмическое нагнетание крови в сосуды (объем крови, выбрасываемый за одно сокращение, называют систолическим объемом СО, количество сокращений за 1 мин – частотой сердечных сокращений ЧСС); б) присасывание крови в предсердия из венозной системы, увеличивающее наполнение сердца. Гемодинамическая функция сердца. Сердце является генератором давления в сосудистой системе, то есть создает движущую силу для движения крови в большом и малом круге кровообращения (рис.1). Рис.1. Ток крови через сердце. 6 Нагнетательная функция обеспечивается в процессе сердечного цикла, под которым понимают одно полное сокращение и расслабление предсердий и желудочков сердца. Различают 3 фазы цикла: систола предсердий, систола желудочков, общая диастола (рис.2). Рис. 2. Давление в полостях сердца в разные фазы сердечного цикла. А – правая половина сердца; Б – левая половина сердца Фазы сердечного цикла Фаза асинхронного сокращения - 0,05 с Систола желудочков 0,33 с Период напряжения - 0,08. Фаза изометрического сокращения 0,03 с Фаза быстрого изгнания - 0,12 с Период изгнания - 0,25 с Фаза медленного изгнания - 0,13 с Протодиастолический период - 0,04 с Диастола желудочков 0,47 с Период расслабления - 0,12 с Фаза изометрического расслабления 0,08 с Период наполнения желудочков - 0,25 с Фаза быстрого наполнения - 0,09 с Фаза медленного наполнения - 0,16 с Фаза наполнения желудочков, обусловленная систолой предсердий, - 0,1 с. 7 Показателями гемодинамической функции сердца являются: ударный, или систолический объем (СО), минутный объем (МО). Минутный объем определяется по следующей формуле: МО = СО (60-70 мл) · ЧСС (60-80 ударов/мин) = 4,5-5 л Производительность сердца как насоса и генератора давления зависит от состояния и изменения физиологических свойств сердечной мышцы. Физиологические свойства сердечной мышцы. Автоматия сердца (специфическое свойство сердечной мышцы) – способность сердца возбуждаться под влиянием импульсов, возникающих в нем без внешних раздражителей. Ритмическая деятельность сердца происходит благодаря наличию в области ушка правого предсердия ведущего центра автоматии – синусно-предсердного (синусного) узла. От него возбуждение по проводящим волокнам предсердий достигает атриовентрикулярного узла, расположенного в стенке правого предсердия вблизи перегородки между предсердиями и желудочками. Здесь возбуждение переходит на миокард желудочков по волокнам пучка Гиса (предсердножелудочкового пучка), ножкам Гиса и достигает волокон Пуркинье (рис.3). Рис. 3. Проводящая система сердца. В норме водителем ритма сердца является синоатриальный узел. Он обладает всеми качествами истинного пейсмекера (pacemaker – задающий ритм), а именно спонтанной ритмической медленной деполяризацией. Клетки синоатриального узла, обладающие автоматией, не способны длительно 8 удерживать потенциал покоя. На наружной поверхности мембраны этих клеток происходит постепенное уменьшение мембранного потенциала, называемое медленной диастолической деполяризацией (МДД). Существует несколько причин МДД: - Во время диастолы происходит постепенное уменьшение проницаемости мембран для ионов калия. - В период между циклами возбуждения имеется довольно высокий медленный постоянный входящий ток ионов натрия и в меньшей степени ионов кальция. Поэтому величина мембранного потенциала клеток синоатриального узла составляет 60 мВ. - Во время диастолы постепенно снижается активность Na+–K+– АТФазы, что уменьшает градиент концентрации этих ионов и постепенно снижает потенциал покоя. Когда уровень потенциала покоя уменьшается до критического уровня деполяризации (КУД), наступает резкое увеличение проницаемости мембраны вначале для Na+, а позднее для Ca2+, возникает потенциал действия (ПД) – истинный пейсмекерный потенциал (рис.4). Рис. 4. Развитие потенциала действия истинного (сплошная линия) и латентного (пунктирная линия) водителей ритма. Скорость медленной диастолической деполяризации истинного водителя ритма больше, чем латентного. В норме ритм сердечных сокращений задается клетками синоатриального узла, которые называются истинными водителями ритма, скорость МДД у них наибольшая (60-80 имп./мин). Скорость МДД в клетках атриовентрикулярного узла меньше (40-50 имп./мин), еще меньше автоматизм других отделов проводящей системы сердца, т.е. латентных 9 водителей ритма. ПД к ним поступает раньше, чем их собственная МДД, и достигает КУД. Автоматизм атриовентрикулярного узла проявится лишь в тех случаях, когда к нему не поступят импульсы от синусного узла. Гаскелл установил закон градиента автоматии сердца, согласно которому у всех позвоночных способность к автоматии тем меньше, чем ближе водитель ритма к верхушке сердца. Особенности проводимости: 1. Наличие проводящей системы. Возбуждение распространяется со скоростью 4 м/с. 2. Наличие атриовентрикулярной задержки, длительность которой 0,1 с. 3. Более медленное проведение возбуждения по рабочему миокарду – до 1 м/с. Особенности возбуждения и возбудимости. Потенциал действия (ПД) миокарда (длительность 0,33 с) состоит из 4 фаз: быстрой деполяризации, начальной быстрой реполяризации, плато, конечной быстрой реполяризации (рис.5). Рис.5. Потенциал действия кардиомиоцита. Быстрое развитие деполяризации и продолжительная реполяризация: замедленная реполяризация (плато) переходит в быструю реполяризацию Во время ПД меняется возбудимость клеточной мембраны, проходя следующие фазы: абсолютной рефрактерности – 0,27с, относительной рефрактерности – 0,03с, супернормальной возбудимости – 0,03с (рис.6). 10 Рис. 6. Сопоставление потенциала действия и сокращения миокарда с фазами изменения возбудимости при возбуждении: 1 — фаза деполяризации; 2 — фаза начальной быстрой репопяризации; 3 —фаза плато; 4 — фаза конечной быстрой реполяризации; 5 — фаза абсолютной рефрактерности; 6 — фаза относительной рефрактерности; 7 — фаза супернормальной возбудимости. Рефрактерность миокарда совпадает с периодом сокращения. Наличие длительной фазы абсолютной рефрактерности делает невозможным возникновение в сердце тетанического сокращения, обеспечивая нормальную последовательность сердечного цикла. Сердечная мышца может ответить внеочередным сокращением – экстрасистолой - лишь на то раздражение, которое действует во время диастолы. После каждого сокращения обязательно наступает расслабление, во время которого происходит наполнение сердца кровью. Таким путем гарантируется режим одиночных ритмических сокращений сердечной мышцы. Особенности сократимости сердечной мышцы. Сокращение сердечной мышцы более продолжительно (0,8 с), чем скелетной (0,1с). Сократимость изменяется при определѐнных воздействиях: 11 1. В ответ на пороговый или сверхпороговый стимул сердце отвечает одинаковым (максимальным) по силе сокращением, то есть подчиняется закону «все или ничего». 2. В ответ на увеличение притока крови увеличивается сила сокращения по закону сердца (Франка-Старлинга). 3. В ответ на увеличение сопротивления изгнанию крови увеличивается сила сокращения желудочков (эффект Анрепа). 4. В ответ на увеличение частоты сердечных сокращений ступенчато повышается сила сокращения желудочков (феномен лестницы Боудича). Учебные вопросы: 1. Роль и место системы кровообращения в поддержании жизнедеятельности организма. Круги кровообращения. 2. Общий план строения сердечно-сосудистой системы. Анатомия сердца. Строение стенки сердца (фармацевтический факультет). 12 3. Сердце, его гемодинамическая функция. Изменение давления и объема крови в полостях сердца в различные фазы кардиоцикла. Сердечный цикл и его фазовая структура. Систолический и минутный объемы крови, сердечный индекс. 4. Физиологические свойства сердечной мышцы: а) возбудимость и возбуждение (потенциал действия) в типичных и атипичных кардиомиоцитах; б) соотношение возбудимости, возбуждения и сокращения в разные фазы сердечного цикла; в) реакция сердечной мышцы на дополнительные раздражения. Экстрасистолы: предсердная, желудочковая, понятие компенсаторной паузы; г) особенности сократимости сердечной мышцы. Правило «все или ничего», «закон сердца» Старлинга, феномен лестницы Боудича, эффект Анрепа; д) особенности проводимости в миокраде. 5. Механизм сокращения миокарда. 6. Сроки формирования сердечно-сосудистой системы плода, схема кровообращения плода, перестройка кровообращения плода после рождения (педиатрический факультет). 7. Высокая частота сердечных сокращений и ее причины. Расположение сердца новорожденных (педиатрический факультет). 8. Сила сокращений левого и правого желудочков сердца плода и детей первого года жизни, систолический и минутный объемы крови (педиатрический факультета.) САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА Работа 1 Тема: Изучение фаз сердечного цикла лягушки. Цель работы: записать механокардиограмму, рассчитать длительность сердечного цикла лягушки. Рекомендации к проведению работы: обездвиживают лягушку путем разрушения головного и спинного мозга. Вскрывают грудную полость. 13 Осторожно срезают перикард. Затем, приподняв сердце за верхушку, перерезают уздечку. Подсчитывают частоту сокращений сердца лягушки за 1 минуту и определяют продолжительность сердечного цикла (Т) по формуле: Т=60/ЧСС. Собирают установку по схеме (рис.7). Рис. 7. Установка для графической регистрации сокращений сердца лягушки Захватывают серфинкой верхушку сердца и устанавливают рычажок Энгельмана в горизонтальном положении, опуская или поднимая дощечку с лягушкой. Прижимают писчик рычажка Энгельмана к бумаге кимографа, включают кимограф и проводят запись сокращений сердца (рис.8). Рис. 8. Кривая сокращений сердца лягушки: 1 – систола предсердий; 2 – систола желудочков; 3 – период расслабления миокарда желудочков; 4 – общая диастола. В процессе работы необходимо часто орошать сердце раствором Рингера, чтобы предохранить его от высыхания. Рекомендации к оформлению работы: результаты работы оформить в виде кардиограммы, наклеенной или нарисованной от руки в тетрадь, обозначить на ней фазы сердечного цикла. Сделать вывод. 14 Работа 2 Тема: Продолжительность кардиоцикла у человека. Цель работы: рассчитать продолжительность кардиоцикла у человека. Рекомендации к проведению работы: у испытуемого находят место пульсации лучевой артерии и подсчитывают частоту пульса в минуту, соответствующую частоте сердечных сокращений. Длительность кардиоцикла определяют по соответствующей формуле - Т= 60:ЧСС. Рекомендации к оформлению работы: результат работы записать в тетрадь. Работа 3 Тема: Особенности возбудимости сердца. Экстрасистола. Цель работы: исследовать возбудимость желудочков сердца в различные фазы его деятельности. Рекомендации к проведению работы: обездвиживают лягушку и подготавливают еѐ для кардиографии. Присоединяют один из электродов стимулятора к серфину, второй — под спинку лягушки. Записывают исходные сокращения сердца. Подбирают оптимальное для электростимуляции напряжение тока. Ведя запись сокращений сердца, наносят одиночные раздражения в следующие фазы сердечного цикла: в середине сокращения желудочка, на высоте сокращения желудочка, в середине его расслабления и в период диастолы. Наблюдают появление экстрасистолы. При этом обращают внимание на увеличение паузы после экстрасистолы (компенсаторная пауза). Рис. 9. Экстрасистола и компенсаторная пауза: А – схематическое изображение: I – сокращение (стрелками показаны раздражения, наносимые в разные фазы сердечного цикла, треугольниками – импульсы, исходящие из синусного узла); II – возбудимость. Б – кривая сокращений. 15 Рекомендации к оформлению работы: результаты работы оформить в виде кардиограммы, наклеенной или нарисованной от руки в тетрадь, обозначить на ней все необходимые компоненты: фазы сердечного цикла, экстрасистолу и компенсаторную паузу. Сделать вывод. Работа 4 Тема: Автоматия различных отделов сердца лягушки (опыт с наложением лигатур Станниуса). Цель работы: повторить опыт Станниуса, доказывающий локализацию основных центров автоматии, наличие градиента автоматии, ведущую роль синусного узла. В сердце лягушки имеется особый отдел, примыкающий к правому предсердию, называющийся венозным синусом. В него впадают две верхние и одна нижняя полые вены. Кроме того, сердце лягушки, в отличие от сердца млекопитающих, имеет только один желудочек. Система, проводящая возбуждение, представлена двумя образованиями: скоплением атипической мышечной ткани в венозном синусе и в межпредсердной перегородке на границе с желудочком; в области верхушки сердца атипической мышечной ткани нет. Рис. 10. Вид сердца с вентральной (а) и дорсальной (б) стороны: 1 —луковица аорты; 2 —левая и правая дуга аорты; 3 — граница венозного синуса. Рекомендации к проведению работы: обездвиживают лягушку и прикалывают еѐ брюшком вверх на препаровальной доске. Обнажают сердце, рассматривают отделы сердца с вентральной стороны, затем запрокидывают его и рассматривают с дорсальной стороны (рис.10). Находят границу венозного синуса. Опознавательным пунктом служит беловатая линия, отделяющая синус от предсердий. Прослеживают последовательность сокращений синуса, предсердий и желудочка. Подсчитывают число сокращений сердца, а затем накладывают лигатуры (рис.11). 16 1. Наложение первой лигатуры Станниуса. При помощи тонкого пинцета с изогнутыми браншами продевают лигатуру под аортой, делают свободную петлю, запрокидывают сердце и затягивают петлю (с дорсальной стороны) точно по границе между синусом и предсердиями (рис.11Б). Нарушится передача импульсов от венозного синуса к предсердиям и желудочку; прекратится ритмическая деятельность предсердий и желудочка. Наносят механическое раздражение на желудочек, а затем на предсердия – в обоих случаях оба отдела сердца сокращаются одновременно. 2. Наложение второй лигатуры Станниуса. Подводят нитку под желудочек, делают петлю и туго затягивают еѐ точно по атриовентрикулярной границе (рис.11В). При правильном наложении лигатуры сейчас же восстанавливаются сокращения желудочка. Подсчитывают их число. Как правило, автоматия атриовентрикулярного узла вдвое меньше, чем синусного. Это явление носит название градиента автоматии. Если лигатура окажется наложенной ниже атриовентрикулярной борозды, то автоматический центр может отойти к предсердиям, и после наложения второй лигатуры они начнут сокращаться, а желудочек останется в покое. 3. Наложение третьей лигатуры Станниуса. Ее накладывают по границе нижней трети желудочка (рис.11Г). Она лишает верхушку связи с автоматическими центрами и доказывает, что верхушка сердца неспособна к автоматии. Рис. 11. Выявление степени автоматии различных отделов сердца (по Станниусу): А – отделы сердца лягушки; Б – наложение I лигатуры; В – наложение II лигатуры; Г – наложение III лигатуры. 17 Для большей наглядности третью лигатуру лучше заменить перерезкой сердца, что по существу не меняет условий опыта. Убедившись, что после наложения второй лигатуры восстановилась деятельность желудочка, отрезают верхушку сердца. Желудочек продолжает ритмически сокращаться, а отделѐнная верхушка не сокращается. На верхушку наносят механическое раздражение (укол булавкой). Верхушка сердца отвечает одиночным сокращением, т.е. она обладает возбудимостью, но ей не свойственна автоматия. Рекомендации к оформлению работы: результаты работы оформить в виде таблицы. Сделать вывод. Последовательность выполнения опыта Частота сокращений в 1 минуту венозный синус предсердие желудочек Исходное После I лигатуры После II лигатуры После Ш лигатуры 18 Тема: РЕГУЛЯЦИЯ СЕРДЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ Общая цель занятия: изучение рефлекторной и гуморальной регуляций деятельности сердца, что необходимо в профессиональной деятельности для понимания механизмов нарушения этих процессов в клинической практике. Регуляция работы сердца. При переходе от состояния функционального покоя к деятельному (например, ортостатика, психоэмоциональное напряжение, физическая работа, экстремальные ситуации) насосная функция сердца изменяется. Эти изменения осуществляются за счет трѐх механизмов регуляции деятельности сердца: 1. Внутриклеточных. 2. Внутрисердечных, т.е. интракардиальных. 3. Внесердечных, т.е. экстракардиальных. Внутриклеточные механизмы. Они обусловлены свойствами самой сердечной мышцы, поэтому называются миогенными механизмами. Различают два вида такой регуляции: 1. Гетерометрическая саморегуляция деятельности сердца, при которой сила сокращений сердца зависит от длины волокон миокарда. Этот механизм получил название ―закон сердца‖ Франка-Старлинга. Сила сокращения сердца прямо пропорциональна степени его кровенаполнения в диастолу, т.е. степени растяжения миокарда. 2. Гомеометрическая саморегуляция деятельности сердца, при которой изменение силы сокращений сердца происходит при неизменяющейся длине волокон миокарда. По этому механизму сила сокращения миокарда возрастает: а) в ответ на увеличение частоты возбуждающих влияний – феномен лестницы Боудича; б) в ответ на увеличение сопротивления выбросу крови из левого желудочка в аорту при увеличения в ней давления – эффект Анрепа. 19 Внутрисердечные механизмы. Осуществляются за счет так называемых периферических рефлексов, дуга которых замыкается в интрамуральных ганглиях миокарда. Эти рефлексы обеспечивают стабильность кровенаполнения артериальной системы (рис.12). Рис. 12. Структура внутрисердечной нервной системы (по Г.И. Косицкому). Внесердечные (экстракардиальные) механизмы: Рефлекторные (нервные) механизмы обусловлены влиянием вегетативной нервной системы (по симпатическим и парасимпатическим нервам). Выражаются в изменении частоты сокращений (хронотропное действие), возбудимости (батмотропное действие), скорости проведения возбуждения (дромотропное действие) и силы сокращений сердца (инотропное действие). Парасимпатические влияния осуществляются блуждающим нервом, для которого характерно постоянное тормозное влияние (ядро блуждающего нерва находится в тонусе, который поддерживается афферентными импульсами из дуги аорты и каротидного синуса). Механизм тормозного влияния обусловлен тем, что при взаимодействии ацетилхолина (АХ), выделяющегося в окончаниях постганглионарных волокон, с Мхолинорецепторами постсинаптической мембраны миокарда возрастает проницаемость клеточной мембраны для К+, в результате возникает 20 гиперполяризация клеточной мембраны. При этом уменьшаются возбудимость и проводимость миокарда (за счет увеличения порога деполяризации). Уменьшается скорость МДД в водителях ритма, что приводит к уменьшению ЧСС, кроме того, увеличение проницаемости мембраны для К+ препятствует поступлению в клетку Са2+, что приводит к уменьшению силы сердечных сокращений (рис.13). Рис. 13. Симпатическая и парасимпатическая иннервации сердца: К – кора больших полушарий; Гт – гипоталамус; Цсд – сосудодвигательный центр; Пм – продолговатый мозг; См – спинной мозг; Гл – симпатический ганглий. Симпатические влияния осуществляются симпатическими постганглионарными волокнами. Выделяющийся в их окончаниях норадреналин (НА) взаимодействует с β-адренорецепторами постсинаптической мембраны кардиомиоцитов (рис.13). При этом увеличивается еѐ проницаемость для Nа+ и Са++, что приводит к увеличению возбудимости и проводимости мембраны миокарда за счет ее деполяризации и к увеличению силы сокращения миокарда. Увеличение скорости МДД под влиянием НА приводит к увеличению ЧСС. Различают два вида сердечных рефлексов: 1) Вагальные (рефлекс Данини-Ашнера, рефлекс Гольца и др.) выражаются в уменьшении частоты и силы сокращений сердца. 2) Симпатические – выражаются в развитии тахикардии и увеличении силы сокращения. Обычно вагальные и симпатические рефлексы сочетаются с изменением тонуса сосудов и дыхания. 21 Гуморальные влияния. Такое влияние оказывают на сердце вещества, переносимые кровью – кальций, калий, гормоны (рис.14). Рис.14. Характер влияния избытка некоторых гуморальных факторов на деятельность сердца (стрелками показано начало раздражения). Ионы Са++ необходимы для электромеханического сопряжения. Под влиянием ПД они выходят из саркоплазматической сети и соединяются с регуляторным кальций-реактивным белком тропонином. В результате этого открываются активные центры актина, что обеспечивает образование актомиозинового комплекса и сокращение мышцы. Поэтому повышение концентрации Са++ в крови вызывает увеличение силы и частоты сердечных сокращений. Избыток К+ приводит к ослаблению сердечной деятельности вплоть до остановки в стадии диастолы. Это обусловлено тем, что избыток К + окружающей клетки вызывает уменьшение или даже исчезновение концентрационного градиента. Это приводит к уменьшению или прекращению калиевого оттока из клетки и уменьшению величины МП и возбудимости вплоть до полной невозбудимости. Специфическое действие на сердце оказывает гормон надпочечников – адреналин. Он вызывает увеличение силы и частоты сердечных сокращений. Увеличение силы сокращения сердца вызывают глюкагон и кортикостероиды. Йодсодержащие гормоны щитовидной железы увеличивают частоту сердечных сокращений. Тормозящее влияние на деятельность сердца оказывает ацетилхолин. 22 Учебные вопросы: 1. Иннервация сердца блуждающим и симпатическим нервами. 2. Влияние на сердце блуждающего нерва. Тонус блуждающего нерва в регуляции деятельности сердца. 3. Влияние на сердце симпатических нервов. Усиливающий нерв Павлова. Трофический характер его действия. 4. Рефлекторная регуляция деятельности сердца. Вагальные и симпатические рефлексы. 5. Механизм передачи нервных импульсов на сердце (опыт Леви). Медиаторы. Холин- и адренореактивные структуры сердца. 6. Влияние коры больших полушарий головного мозга на работу сердца. 7. Гетеро- и гомеометрическая саморегуляции работы сердца. «Закон сердца» Старлинга. Феномен лестницы Боудича. Эффект Анрепа. 8. Интракардиальный механизм регуляции сердечной деятельности. 9. Влияние на деятельность изолированного сердца лягушки температуры, электролитов, медиаторов, гормонов и других веществ. 10. Регуляция деятельности сердца плода и новорожденного (педиатрический факультет). 11. Становление функционирования рефлексогенных зон сердечнососудистой системы у детей (педиатрический факультет). 12. Развитие нервных и гуморальных механизмов регуляции сердца у детей (педиатрический факультет). 13. Рефлекторные изменения работы сердца при раздражении рецепторов полости рта, зубов, пародонта (стоматологический факультет). САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА Работа 1 Тема: Влияние раздражения вагосимпатического нерва лягушки на деятельность сердца. Цель работы: познакомиться с топографией вагосимпатического пучка лягушки, изучить особенности влияния раздражения вагосимпатического нерва на сердечную деятельность. Рекомендации к проведению работы: обездвиживают лягушку бескровным способом, разрушая головной и спинной мозг, и фиксируют еѐ 23 на препаровальной доске. Обнажают обычным способом сердце и затем отыскивают сосудисто-нервный пучок (в него входят блуждающий, симпатический, гортанный нервы, а также кожная артерия). Ориентиром для нахождения вагосимпатического нерва служат языкоглоточный, подъязычный и плечевой нервы. Первые два нерва спускаются вниз, причем верхний из нервов – языкоглоточный – делает петлю над сосудисто-нервным пучком, а подъязычный нерв пересекает поперек сосудисто-нервный пучок. Пучок располагается выше отчетливо видимого плечевого нерва, он значительно толще языкоглоточного и подъязычного нервов (рис.15). Таким образом, сосудисто-нервный пучок идет снаружи косо и вниз. Рис. 15. Топография вагосимпатического нерва лягушки: 1 — языкоглоточный нерв, 2 — подъязычный нерв; 3 — лигатура; 4—сосудисто-нервный пучок; 5—плечевой нерв. При помощи стеклянного крючка отпрепаровывают сосудистонервный пучок и накладывают лигатуру возможно дальше от сердца. Сосудисто-нервный пучок перерезают таким образом, чтобы его периферический конец остался на лигатуре. Подъязычный и языкоглоточный нервы перерезают. Затем дощечку с лягушкой укрепляют в штативе. Серфином, привязанным к рычажку, захватывают верхушку сердца. Осторожно приподнимая сосудисто-нервный пучок за нитку, подводят под 24 него электроды. Для раздражения используют электростимулятор. Раздражают импульсами различной интенсивности (частота 50 Гц, амплитуда – 20-30 В) в течение 5—10 с. Записывают на кимографе сокращения сердца до раздражения, во время и после раздражения. При раздражении вагосимпатического нерва вначале происходит замедление и ослабление сердечной деятельности вплоть до остановки сердца, что обусловлено действием блуждающего нерва. После прекращения раздражения сила и частота сокращений сердца возвращаются к норме, а затем на некоторое время увеличиваются (рис.16а). Это связано с возбуждением симпатических нервов, которые раздражались вместе с парасимпатическими, но поскольку они имеют более длинный латентный период и длительное последствие, эффект от их раздражения возникает позже и длится дольше. Предварительная атропинизация сердца «выключает» влияние блуждающего нерва (рис.16б). Рис. 16. Изменение сердечной деятельности лягушки при одновременном раздражении вагосимпатического ствола: а- вагусное торможение и последующее симпатическое последействие; б- кимограмма через 10 с после аппликации атропина. Рекомендации к оформлению работы: зарисовать полученные кардиограммы при раздражении вагосимпатического нерва и после воздействия атропином. Сделать вывод. Работа 2 Тема: Рефлексы сердца (опыт Гольца). Цель работы: наблюдать рефлекс Гольца на сердце лягушки. 25 Рекомендации к проведению работы: у лягушки удаляют большие полушария, отрезая ей голову позади глаз. Прикалывают лягушку к препаровальной доске брюшком кверху. Обнажают сердце, делая небольшое окошко в грудной стенке. Выждав 10—15 минут, ручкой пинцета энергично наносят несколько ударов по животу. Сердце на некоторое время останавливается. После того как сокращения сердца восстановятся, разрушают спинной мозг и снова повторяют опыт. Остановки сердца не происходит. Рефлекторная дуга данного рефлекса изображена на рис.17. Рис.17. Рефлекторная дуга рефлекса Гольца: 1- рецепторы кишечника; 2 – афферентный путь; 3 – спинной мозг; 4 – продолговатый мозг; 5 – блуждающий нерв; 6 – орган-эффектор (сердце) Рекомендации к оформлению работы: зарисовать рефлекторную дугу данного рефлекса и сделать вывод. в тетради Работа 3 Тема: Глазосердечный рефлекс Данини-Ашнера. Цель работы: исследовать рефлекс Данини-Ашнера у человека. Рекомендации к проведению работы: наблюдение проводят на человеке. У обследуемого определяют пульс. Затем просят его закрыть 26 глаза. Прикладывают четыре пальца рук к височной поверхности головы обследуемого и большими пальцами медленно в течение 10-20 сек. не очень сильно надавливают на оба закрытых глаза, затем быстро прекращают надавливание. Вновь подсчитывают частоту сердечных сокращений и сравнивают с исходной величиной. Пульс подсчитывают сразу после надавливания на глазные яблоки и через 5 мин после прекращения воздействия. Рис. 18. Рефлекс Данини – Ашнера. К – кора больших полушарий, Гт – гипоталамус, Пм – продолговатый мозг. Сц – сердце. Рекомендации к оформлению работы: зарисовать в тетради рефлекторную дугу данного рефлекса. Отметить изменения частоты пульса, сделать вывод. Работа 4 Тема: Влияние некоторых факторов (температура, электролиты, гормоны, медиаторы) на работу изолированного сердца лягушки. Цель работы: проверить в опыте влияние температуры, электролитов, адреналина и ацетилхолина на работу изолированного сердца лягушки. 27 Рекомендации к проведению работы: обездвиживают лягушку обычным способом, обнажают сердце. Перевязывают обе дуги аорты; лигатуру не обрезают, так как за нее удобно придерживать сердце при введении канюли. Ниже места перевязки левой дуги аорты пропускают лигатуру и делают небольшую петлю. Затем надрезают левую дугу аорты тонкими ножницами, через отверстие с помощью зонда продвигают конец канюли Штрауба в желудочек. Затягивают петлю, наложенную на левую дугу аорты, укрепляют сердце на канюле. После этого быстро заполняют канюлю раствором Рингера. Приподняв канюлю вместе с сердцем, перерезают обе дуги аорты и затем вторым разрезом, проходящим ниже полых вен, вырезают сердце из тела лягушки, не повреждая венозного синуса. Канюлю с изолированным сердцем соединяют резиновой трубочкой с сосудом Мариотта, в котором находится раствор Рингера комнатной температуры. Перфузируя сердце раствором Рингера, определяют исходное число сокращений сердца за минуту, затем поочередно исследуют влияние на изолированное сердце холодного (t = 8-10°) и теплого (t = 36-37°) растворов Рингера, избытка ионов калия и кальция, адреналина и ацетилхолина, каждый раз добиваясь восстановления работы сердца после действия указанных факторов. Факторы 1. 2. 3. 4. 5. 6. Эффекты воздействия на сердечную мышцу Теплый раствор Рингера Холодный раствор Рингера Избыток Са2+ Избыток К+ Адреналин Ацетилхолин Рекомендации к оформлению работы: результаты работы записать в таблицу. Сделать выводы. 28 Работа 5 (для стоматологического факультета) Тема: Влияние электрической стимуляции языка лягушки на сердечную деятельность Слизистая оболочки полости рта представляет собой рефлексогенную зону, раздражение которой может привести к изменению деятельности сердца. Характер этих изменений зависит от включения в рефлекторную регуляцию центробежных нервов (парасимпатического и симпатического) сердца. Цель работы: проследить за изменением сердечной деятельности при механическом или электрическом раздражении языка лягушки. Рекомендации к проведению работы: бульбарную лягушку закрепляют на препаровальной дощечке брюшком вверх, вскрывают грудную клетку и обнажают сердце. Удаляют перикард, подсекают уздечку. Серфином фиксируют сердце за верхушку и подсоединяют к рычажку Энгельмана. Орошая сердце раствором Рингера, записывают на кимографе кардиограмму. Пинцетом извлекают язык из полости рта, подводят к нему элетроды и наносят раздражение электрическим током (амплитуда 20В, частота 10Гц), записывая сокращения сердца до появления изменений в кардиограмме. Можно нанести механическое повреждение, растягивая язык пинцетом. Изменения в работе сердца определяют по частоте сокращений за 1 мин. до и после нанесения раздражений. Рекомендации к оформлению работы: зарисовать полученные кардиограммы сердца (до и после нанесения раздражения); сделать вывод, объяснив механизм изменений деятельности сердца при электрическом или механическом раздражении языка. 29 Тема: СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ СЕРДЦА. Общая цель занятия: Познакомить студентов с наиболее распространенными современными методами исследования деятельности сердца: электрокардиографией, баллистокардиографией, фонокардиографией; дать навыки анализа полученных кривых в условиях нормы, помочь студентам осмыслить теоретические основы по генезу зубцов, интервалов и других параметров кривых ЭКГ, БКГ и ФКГ. В настоящее время в практической кардиологии наиболее частое применение находят такие методы исследования, как электрокардиография, баллистокардиография и фонокардиография. Эти методы позволяют дать объективную информацию о тонких изменениях возбудимости и проводимости в сердце, механических колебаниях, обусловленных сократительной деятельностью сердца и звуковыми явлениями. Все эти методы доступны, наглядны, удобны для оперативного обследования широкого круга пациентов. Электрокардиография В клинической электрокардиографии разность потенциалов регистрируют не непосредственно от сердца, а от поверхности тела, куда распространяются биотоки сердца вследствие хорошей электропроводности (рис.19). Рис. 19. Распространение по телу силовых линий биотоков сердца. 30 Понятие «отведение ЭКГ» означает регистрацию ЭКГ при наложении электродов на определенные участки тела, обладающие разными потенциалами. Все применяемые отведения различаются по 2-м основным принципам: по месту расположения электродов - отведения от конечностей и грудные; по физическому принципу - двухполюсные и однополюсные. Необходимость регистрации ЭКГ в разных отведениях обусловлена тем, что биопотенциалы отдельных волокон миокарда как и их суммарный биопотенциал (векторные величины) претерпевают непрерывные изменения в пространстве, т.е. имеют разные величину и направление в различных плоскостях. Чтобы уловить эти пространственные изменения, прибегают к регистрации ЭКГ в различных отведениях, которые также расположены в различных плоскостях. Стандартные отведения - это двухполюсные отведения, т.е. каждый из двух электродов - активный. Электроды располагаются приблизительно на одинаковом расстоянии от сердца, конечности являются проводниками. Данные отведения предложены Эйнтховеном и обозначаются римскими цифрами I, II, III: I отведение: правая рука - левая рука. II отведение: правая рука - левая нога. III отведение: левая рука - левая нога. Принято обозначать электроды, наложенные на левую руку, буквой L, на правую руку - R, на левую ногу - F. При соединении этих точек образуется равносторонний треугольник, в центре которого находится сердце (рис.20). Рис. 20. Схема, поясняющая различную амплитуду зубца R ЭКГ (треугольник Эйнтховена) в трех стандартных отведениях (I, II, III). 31 Однополюсные (униполярные) отведения от конечностей. Они осуществляются с использованием индифферентного электрода. Однополюсные отведения от конечностей очень малы по амплитуде, поэтому их приходится усиливать. Отведения этого варианта маркируются таким образом: aVR, aVL, aVF («a» - augmented– усиленное; «V» - вольтаж; «R» – right– с правой руки – отражает активность правого сердца; «L» - left– с левой руки – отражает активность левого сердца; «F» - foot – с левой ноги – отражает активность участков, расположенных в области верхушки сердца). Отведения от конечностей отражают динамику возбуждения во фронтальной плоскости (рис.21). Рис. 21. Отведения от конечностей и вид электрокардиограммы Грудные однополюсные отведения по Вильсону (1946), которые обозначают буквами V1, V2, V3, V4, V5, V6 (цифра характеризирует местоположение грудного электрода). Активный электрод располагается на грудной клетке, а индеферентный электрод – это все электроды конечностей, соединенные с «землей». Различают 6 позиций грудного электрода: 1. Правый край грудины в 4-м межреберье. 2. Левый край грудины в 4-м межреберье. 32 3. По средней линии между левым краем грудины в 4-м межреберье и верхушечным толчком сердца. 4. Левая срединно-ключичная линия в 5-м межреберье. 5. Левая передняя подмышечная линия в 5-м межреберье. 6. Левая средняя подмышечная линия в 5-м межреберье. Грудные отведения отражают динамику возбуждения сердца в горизонтальной плоскости. При первых двух позициях грудного электрода регистрируют преимущественно потенциалы правого желудочка; в 3-й позиции - потенциалы межжелудочковой перегородки; в 4-й - позиции верхушки сердца; в 5-й и 6-й позициях - потенциалы левого желудочка (рис.22). Рис. 22. Грудные отведения Генез зубцов электрокардиограммы. При возбуждении сердечной мышцы на ее поверхности возникают электрические потенциалы, которые создают в окружающих тканях динамическое электрическое поле. Это поле может быть зарегистрировано. Регистрация биоэлектрических явлений, возникающих при возбуждении сердца, получила название электрокардиография, а еѐ графическое выражение, отражающее возникновение и распространение возбуждения в сердце, - электрокардиограмма (ЭКГ). 33 На ЭКГ различают три положительных зубца Р, R, Т, направленных вверх, и два отрицательных зубца Q и S, направленных вниз. Кроме того, выделяют интервалы, отражающие проведение возбуждения (рис.23). Рис. 23. Схема ЭКГ Зубец Р отражает возбуждение предсердий. Он является алгебраической суммой потенциалов, возникающих в предсердиях при возбуждении. Амплитуда - 0,25 мВ, длительность - 0,06 - 0,1 с. Зубец Q отражает возбуждение межжелудочковой перегородки, правой сосочковой мышцы, основания правого желудочка, верхушки сердца. Продолжительность зубца составляет 0,03 с, величина до 0,25 мВ. Нередко зубец бывает невыраженным. Зубец R отражает распространение возбуждения по боковым стенкам поверхности обоих желудочков. Состоит из восходящих и нисходящих колен. Высота зубца R во втором отведении колеблется от 0,6 до 1,6 мВ. Зубец S соответствует периоду возбуждения обоих желудочков или основания левого желудочка и обычно направлен книзу (иногда может быть не выражен). Величина колеблется от 0 до 0,6 мВ. В момент полной деполяризации миокарда разность потенциалов отсутствует, на ЭКГ записывается прямая линия - сегмент (расстояние между зубцами) S-T, длительность его широко варьирует в зависимости от ЧСС. Смещение сегмента S-Т от изоэлектрической линии в норме не превышает 1 мм. Зубец Т. Появление этого зубца связано с процессом быстрой реполяризации обоих желудочков. Амплитуда зубца Т колеблется в пределах 0,25-0,6 мВ, длительность - от 0,06 до 0,25 с. Зубец U. Иногда после зубца Т через 0,02-0,04 регистрируется зубец U, высота не превышает 0,1 мВ, длительность - 0,09-0,16 с. О происхождении 34 зубца U до сих пор нет единого мнения. Он встречается только на некоторых ЭКГ. Интервал P-Q есть время, которое необходимо для проведения импульса из предсердий через атриовентрикулярный узел, пучок Гиса и его ножки, через волокна Пуркинье к сократительной мускулатуре желудочков. Измеряется от начала зубца Р до начала зубца Q. Его продолжительность составляет 0,12-0,18 с и зависит, в основном, от проводящей способности атриовентрикулярного узла. Комплекс QRS – желудочковый, ширина его определяется временем последовательного распространения возбуждения по миокарду желудочков. Длительность - 0,06-0,1 с. Интервал Q-T (комплекс QRST) соответствует всему периоду возбуждения желудочков сердца от начала до конца, т.е. электрической систоле. При частоте ритма 60-80 в 1 мин длительность Q-T y мужчин составляет 0,32-0,37 с, а у женщин - 0,35-0,40 с. Интервал Т-Р (от конца зубца Т до начала зубца Р) отражает электрическую диастолу сердца. Продолжительность интервала определяется частотой сердечного ритма: чем реже ритм, тем интервал Т-Р длиннее. Интервал R-R представляет собой расстояние между вершинами двух соседних зубцов R. Он соответствует времени одного сердечного цикла. Длительность - 0,7-1,0 с. Анализ электрокардиограммы 1. Определяют правильность сердечного ритма. Так как в норме водителем ритма является синусный узел и возбуждение предсердий предшествует возбуждению желудочков, зубец Р должен располагаться перед желудочковым комплексом (ритм - синусовый). Продолжительность интервала R-R должна быть одинаковой; в норме встречаются незначительные колебания длительности интервалов, не превышающие 0,1 с. Более выраженные различия интервалов R-R свидетельствуют о нарушениях сердечного ритма. 2. Определяют частоту сердечного ритма. Для этого нужно установить продолжительность одного сердечного цикла, подсчитав в миллиметрах 35 интервал R-R. Определяют его в секундах (учитывая скорость движения лентопротяжного устройства). Вычисляют частоту сердечных сокращений (ЧСС). ЧСС = 60 с/(R-R). 3. Определяют вольтаж зубцов ЭКГ. Для этого измеряют амплитуду зубцов в стандартных отведениях в миллиметрах и делают перерасчет, учитывая калибровку прибора (1 мВ = 10 мм). 4. Проводят измерения продолжительности и величины отдельных элементов ЭКГ: зубца Р, интервала P-Q, комплексов QRS и QRST. При этом учитывают, что при скорости 25 мм/с 1мм соответствует 0,04с; при скорости 50 мм/с - 0,02 с. Измерения проводят обычно во II стандартном отведении. Кроме того, определяют направления зубцов Р и Т, которые могут быть положительными и отрицательными. Отмечают зазубренность, расщепление зубцов ЭКГ, появление добавочных зубцов. Отмечают изоэлектричность сегмента S-T. Продолжительность комплекса QRST (интервала Q-T) зависит от частоты сердечного ритма: чем чаще сердечный ритм, тем этот интервал короче. Для каждой частоты сердечного ритма существует должная величина продолжительности интервала Q-T, с которой необходимо сравнить найденную величину интервала Q-T анализируемой ЭКГ. 5. Определяют расположение электрической оси сердца по форме желудочковых комплексов в стандартных отведениях. Взаимосвязь между ними отражается в так называемом треугольнике Эйнтховена (рис.24). Рис. 24. Определение положения электрической оси сердца 36 Он построен на основании предположения, что сердце находится в центре равностороннего треугольника, на вершинах которого находятся электроды, идущие от конечностей (рис.24). Электрическая ось сердца - условная линия, соединяющая две точки с наибольшей разницей потенциалов. Для определения положения электрической оси сердца измеряют величину комплекса QRS в I и III отведениях. При этом величину зубцов Q и S берут со знаком «-», а зубцов R - со знаком «+». Вычисляют арифметическую сумму. Высоту зубцов измеряют по величине вектора, проведенного из вершины зубца к его основанию. Величину суммарного вектора комплекса QRS I стандартного отведения откладывают на верхней стороне треугольника. Если эта величина положительная, то еѐ откладывают влево от средней точки (к левой руке), если отрицательная - то вправо (к правой руке) (в мм). Так же поступают с вектором комплекса QRS III стандартного отведения. Если он положительный, его откладывают вниз от средней точки, если отрицательный - вверх. К вершинам этих векторов проводят перпендикуляры так, чтобы они пересеклись. Точку пересечения соединяют с центром треугольника и получают величину суммарного вектора I и III отведений и направление электрической оси сердца. Для определения еѐ направления в градусах вокруг треугольника описывают круг через вершины. Через центр, параллельно верхнему основанию, проводят диаметр этого круга. От точки пересечения диаметра с кругом начинается отсчет градусов: вниз со знаком «+» и вверх со знаком «-». Если суммарный вектор расположен в секторе от +30° до +70 о, говорят о нормальном положении электрической оси; от 0° до -90° - об отклонении влево; от +90° до 180° - об отклонении вправо. Значение ЭКГ. Электрокардиограмма позволяет судить: о частоте сокращений сердца в покое (60-90 уд/мин), тахикардии (более 90 уд/мин) или брадикардии (менее 60 уд/мин); о локализации очага возбуждения - расположен ли ведущий пейсмекер в синусном узле или атриовентрикулярном узле; о нарушениях ритма сердца - можно распознать различные виды 37 аритмий (синусовая, предсердная и желудочковая экстрасистолы), трепетание и фибрилляцию и выявить их источник; о нарушении проведения - можно определить степень и локализацию блокады или задержки проведения; о направлении электрической оси сердца – направление электрической оси сердца отражает его анатомическое расположение; о влиянии различных внешних факторов на сердце - ЭКГ отражает влияние вегетативной нервной системы, гормональные и обменные нарушения; о поражении сердца. Существуют электрокардиографические симптомы недостаточности коронарного кровоснабжения, снабжения сердца кислородом, воспалительных заболеваний сердца и т.д.; об инфаркте миокарда (полном нарушении кровоснабжения какоголибо участка сердца) - по ЭКГ можно судить о локализации, обширности и динамике инфаркта. Следует помнить, что отклонения ЭКГ от нормы, за исключением некоторых типичных признаков, позволяют только предположить наличие патологии. БАЛЛИСТОКАРДИОГРАФИЯ. Подобно тому, как выстрел снаряда из орудия вызывает отдачу, изгнание крови сердцем в аорту и легочную артерию вызывает смещение тела в результате «отдачи», и хотя эта «отдача» невелика, она может быть зарегистрирована чувствительными приборами. Не только отдача при выбросе крови левым желудочком, но и изменения в направлении движения крови при прохождении еѐ через дугу аорты, удары крови о бифуркацию брюшной аорты и т.д. вызывают соответствующие смещения тела. Баллистокардиограмма (БКГ) представляет собой ряд зубцов, форма которых дает возможность судить о механической деятельности сердца, то есть о сократительной функции миокарда. Для записи баллистокардиограммы применяются любые системы датчиков, преобразующих механические колебания в электрические. Приборы для регистрации БКГ можно разделить по принципу работы на две 38 группы: непрямые и прямые. В непрямом методе регистрируются движения стола, на котором лежит испытуемый, или платформы, на которой он стоит или сидит. Верхняя часть стола соединена с его рамой плоскими стальными пружинами, которые возвращают стол в исходное положение. Движения стола трансформируются специальными датчиками в электрические импульсы, регистрируемые на электрокардиографе. Наиболее распространенным прибором этого типа является высокочастотный (с собственной частотой стола 10—20 кол/с) баллистокардиограф Старра. При обследовании больных непосредственно в постели (при инфаркте миокарда) хорошие результаты получаются при использовании электромагнитной БКГ системы Р. М. Баевского (рис.25А). Запись БКГ проводится при положении пациента в позе лежа (рис.25 А). Его ноги находятся на баллистокардиографической приставке (индукционная катушка). Смещение тела в краниальном направлении вызывает перемещение пера электрокардиографа вверх, а смещение тела в каудальном направлении – вниз. Рис. 25. Баллистокардиография (БКГ). А- схема регистрации; Б – БКГ (схема); В – одновременная регистрация БКГ (а) и ЭКГ (б) 39 Баллистокардиограмма здорового человека отличается большим однообразием общей конфигурации. В БКГ различают ряд волн, повторяющихся при каждом сердечном цикле. Волны (или зубцы) обозначают латинскими буквами (рис.25Б). На БКГ выделяют зубцы, отражающие систолу предсердия (зубцы F и G), систолу желудочков (зубцы H,I,J,K) и зубцы, отражающие диастолу желудочков (L,M,N) (рис.25,Б). Волна I начинается через 0, 12—0, 15 с после появления зубца R и вызвана отдачей, возникающей при изгнании крови из желудочков сердца. Наибольшая по своей амплитуде волна J БКГ начинается через 0,2 с после появления зубца R на ЭКГ. Эта волна вызвана ударом струи крови о дугу аорты и в бифуркацию легочной артерии. Волна К направлена вниз и отражает движение крови по нисходящей аорте. Диастолические волны L, М, N в значительной степени зависят от быстроты тока крови, возникающего, когда давление в желудочках падает ниже давления в крупных венах. В нормальной баллистокардиограмме они выражены слабо и возникают нерегулярно. На БКГ наибольшая амплитуда характерна для систолических зубцов I,J,K. Чем ниже сила сердечных сокращения, тем меньше амплитуда зубцов БКГ. При гиперфункции сердечной мышцы амплитуда зубцов БКГ возрастает. Амплитуда сегмента I-J зависит от величины систолического объема, скорости изгнания крови, силы сердечного сокращения и амплитуды перемещения сердца. Наиболее важным признаком нормального состояния сократительной функции сердца является соотношение амплитуды сегмента I-J на вдохе и на выдохе. В норме на вдохе она намного больше, чем на выдохе (при задержке дыхания). При патологии или при снижении сократительной деятельности сердца эти дыхательные колебания исчезают. Абсолютная величина зубцов БКГ зависит от степени чувствительности прибора. Поэтому важна не абсолютная величина зубцов, а соотношение амплитуды отдельных зубцов и изменения интервалов между ними. В настоящее время создана общепринятая классификация таких изменений, причем выявлено, что сдвиги БКГ являются весьма тонким 40 индикатором даже самых незначительных расстройств деятельности сердца, т.е. сократительной функции миокарда. БКГ имеет большое значение в диагностике различных заболеваний сердца – при инфарктах миокарда, миокардитах, ишемической болезни сердца (ИБС), а также для прогноза состояния сократительной функции сердца у пациента. Фонокардиография. Фонокардиография (ФКГ) позволяет исследовать звуковые явления, сопровождающие сердечную деятельность в частотных диапазонах, недоступных слуховому восприятию, проводить их качественный и количественный анализ, объективно фиксировать изменения: шумы, дополнительные звуки, оттенки и прочее, имеющие большое значение в диагностике пороков сердца. Деятельность сердца сопровождают тоны: I тон возникает в результате колебаний атриовентрикулярных клапанов, вибрации сухожильных нитей и напряжения мышц желудочков; II тон возникает при захлопывании створок полулунных клапанов. Оба тона – I и II – принято классифицировать как облигатные клапанные тоны, так как они выслушиваются постоянно. III и IY тоны называют факультативными мышечными тонами, они не всегда выявляются (даже при ФКГ). Обусловлены реакцией желудочка (в основном левого) на быстрое наполнение кровью (III ток) во время фазы быстрого пассивного наполнения и во время фазы активного наполнения кровью, обусловленного систолой предсердия (IY тон). В анализе ФКГ особое значение имеют интервалы, измеряемые с опорой на зубцы ЭКГ, поэтому запись ФКГ сопровождают параллельной регистрацией ЭКГ (рис.27). Для регистрации ФКГ используется микрофон, который прикладывается в точки, где лучше прослушиваются соответствующие тоны. Сигнал регистрируется на любом электрокардиографе или на фонокардиографе. I тон на ФКГ представлен 8 осцилляциями или колебаниями (обычно выражены 4-5 колебаний). Они достаточно большие по амплитуде. Начало I 41 тона соответствует второй половине комплекса QRS на ЭКГ. II тон представлен 2-3 колебаниями, первый из которых самый высокий по амплитуде на ФКГ. Начало II тона совпадает с концом зубца Т на ЭКГ. III и IY тоны – это низкоамплитудные колебания (1-2 осцилляции). У здорового человека тоны и пауза сердца при 75 сокращениях в минуту имеют следующую продолжительность: первый тон 0,11 с, первая пауза 0,2с; второй тон – 0,07 с, вторая пауза – 0,42 с (рис.26). Рис. 26. Схема ФКГ Рис. 27. Фонокардиограмма (а) и электрокардиограмма (б) человека Шумы, которые возникают при дефектах клапанного аппарата, регистрируются на ФКГ в виде дополнительных мелкоамплитудных осцилляций, которые наслаиваются на имеющиеся тоны сердца или появляются в промежутках между тонами (это определяется конкретной патологией). Наличие шумов – один из симптомов заболевания. Учебные вопросы: 1. Современные методы исследования сердца: электрокардиография (ЭКГ), баллистокардиография (БКГ), фонокардиография (ФКГ). Общий анализ их возможностей. 2. Электрокардиография, методика регистрации. 42 3. Анализ кривой ЭКГ, генеза отдельных зубцов и интервалов. Значение для клиники. 4. Векторная теория формирования ЭКГ. Электрическая ось сердца и значение его определения. 5. Баллистокардиография, методика регистрации. 6. Анализ кривой БКГ, генеза отдельных зубцов и интервалов. 7. Тоны сердца, их происхождение. 8. Фонокардиография, методика регистрации, анализ кривой ФКГ. 9. Методы исследования деятельности сердца плода и детей различного возраста (педиатрический факультет). 10. Особенности электрокардиографии и фонокардиографии у детей (педиатрический факультет). САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА. Работа 1 Тема: Электрокардиография. Цель работы: познакомиться с принципами и техникой электрокардиографии, освоить методику расшифровки электрокардиограммы Рекомендации к проведению работы: Сетевой кабель включить в розетку. Наложить электроды на конечности и грудную клетку согласно общепринятой методике. Для улучшения контакта положить под электроды прокладки марли, смоченные 5-10 % раствором поваренной соли. Закрепить электроды в соответствии с их цветом: красный - правая рука, желтый - левая рука, зеленый - левая нога, черный - правая нога, белый - грудная клетка. Включить прибор и при нулевом положении переключателя отведений установить необходимую скорость лентопротяжного механизма, отрегулировать усиление таким образом, чтобы калибровочному сигналу в 1 мВ соответствовало отклонение писчика на 10 мм. Предложить испытуемому максимально расслабиться. Установить переключатель отведений в положение «I», включить лентопротяжный механизм и записать электрокардиограмму. Аналогичным образом провести запись во II и III стандартных отведениях, в однополюсных отведениях от конечностей и в грудных отведениях. 43 Рекомендации к оформлению работы: провести анализ зарегистрированной электрокардиограммы, полученные данные занести в протокол и сравнить их с нормой. Работа 2 Баллистокардиография Цель работы: познакомиться с методикой баллистокардиографии, сделать анализ интервалов в сопоставлении с ЭКГ. Рекомендации к проведению работы: Испытуемого укладывают на прочную жѐсткую кушетку. Под ахилловы сухожилия помещают плотно набитый песком валик или деревянный брусок для уменьшения трения между конечностями и кушеткой и исключения сгибания ног в суставах. Датчик фиксируется на передней поверхности голеней. Запись производится на двухканальном электрокардиографе, на одном канале регистрируется БКГ, на другом - ЭКГ во II стандартном отведении. Для получения неискажѐнной баллистокардиограммы необходимо строгое соблюдение правил: 1. Помещение, где регистрируется БКГ, не должно подвергаться сотрясениям. 2. БКГ регистрируется после 15-20-минутного отдыха и не ранее двух часов после еды, так как физическая нагрузка и прием пищи могут изменить БКГ. 3. При регистрации БКГ исследуемый должен лежать с расслабленней мускулатурой. 4. БКГ регистрируется при спокойном дыхании, на вдохе и выдохе. 5. Чтобы установить соотношение во времени между компонентами БКГ и фазами сердечной деятельности, БКГ записывается одновременно с ЭКГ (рис.25В). Рекомендации к оформлению работы: вклейте в тетрадь кривую БКГ; обозначьте основные зубцы; сопоставьте интервалы времени появления зубцов БКГ с ЭКГ исследуемого с нормой и сделайте соответствующее заключение. 44 Работа 3 Тема: Фонокардиография. Цель работы: ознакомиться с принципами регистрации ФКГ и провести запись с анализом кривой фонокардиограммы. Рекомендации к выполнению работы: подключение электродов к приборам и пациенту производится в соответствии с прилагаемыми инструкциями. Над областью сердца укрепляют резиновой лентой микрофон и производят запись фоно- и электрокардиограммы, регулируя усиление поворотом ручки усилителя ФКГ. Рекомендации к оформлению работы: полученные фоно- и электрокардиограммы вклейте в тетрадь. Обозначьте первый и второй тоны сердца на фонограмме и зубцы на электрокардиограмме по общепринятой схеме. Подсчитайте продолжительность первого тона и первой паузы, второго тона и второй паузы сердца. Определите, какой фазе сердечной деятельности соответствуют первый и второй тоны. Оформите протокол работы, сделайте выводы. 45 Тема: ФИЗИОЛОГИЯ СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ. ЗАКОНЫ ГЕМОДИНАМИКИ. АРТЕРИАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ Общая цель занятия: изучить физиологические функции системы кровообращения. Овладеть навыками измерения артериального давления. Научиться оценивать показатели гемодинамики у человека для последующего использования этих знаний и умений в клинической практике. Функции сосудистой системы. Сердце обеспечивает продвижение крови по замкнутой цепи сосудов. Основное назначение постоянной циркуляции крови в организме заключается в доставке к тканям и удалении от них различных веществ. Сердечно-сосудистая система последовательно соединенных отделов: человека состоит из двух 1. Большой (системный) круг кровообращения. Насосом для него служит левый желудочек. 2. Малый (легочный) круг кровообращения. Движение крови по нему обеспечивается правым желудочком Вследствие такого последовательного соединения обоих отделов выбросы правого и левого желудочков должны быть строго одинаковыми. Большой круг начинается аортой, от которой отходят артерии, и в результате кровоток распределяется по нескольким параллельным региональным сосудистым сетям, каждая из которых снабжает кровью отдельный орган. В зависимости от выполняемых функций все кровеносные сосуды делятся на следующие 5 групп: 1. Магистральные сосуды (аорта и крупные артерии), их называют компрессионными. Они обеспечивают постоянный кровоток за счет эластичности стенки. В диастолу их эластическое напряжение обеспечивает непрерывность тока крови и диастолическое давление. 2. Сосуды сопротивления - резистивные сосуды – средние и мелкие артерии и артериолы. Это сосуды мышечного типа, которые, меняя просвет, изменяют сопротивление кровотоку. 46 Выделяют: a) прекапиллярные сосуды сопротивления, которые за счет изменения тонуса стабилизируют давление всей сосудистой системы, осуществляют распределение кровотока в микрорегионе. Включение в кровообращение одной артериолы обеспечивает кровоток по 100 капиллярам; b) посткапиллярные сосуды сопротивления (венулы, мелкие вены). Итогом изменения их просвета является изменение внутрикапиллярного и фильтрационного давлений, которое зависит от соотношения тонуса преи посткапилляров. 3. Обменные сосуды (капилляры). Через их стенки осуществляется перенос веществ и газов. 4. Шунтирующие сосуды (артерио-венозные анастомозы). Они обеспечивают сохранение тепла. 5. Емкостные сосуды – это вены разного калибра. Они обеспечивают возврат крови к сердцу, депонирование крови (временное и длительное). Законы гемодинамики. Движущей силой кровотока является разница давления между различными отделами сосудистого русла: кровь течет от области высокого давления к области низкого давления. Этот градиент давления служит источником силы, преодолевающей гидродинамическое сопротивление, которое зависит от размеров сосудов и вязкости крови. Q = P1- P2 / R, где Р1 и Р2 – давление в начале и в конце данного участка сосудистого русла; R – сопротивление току крови; Q – объемная скорость кровотока, которая равна объему крови, протекающей через поперечные сечения сосудов в единицу времени. Объемная скорость кровотока постоянна во всех сосудах одного калибра, т.к. количество крови, протекающей через разные участки сосудистого русла, одинаково в единицу времени. Линейная скорость кровотока является важным показателем гемодинамики; определяется по формуле V = Q/ πr2 . Поскольку объемная 47 скорость кровотока не меняется по ходу сосудов, линейная скорость зависит только от суммарного поперечного сечения сосудов. Чем оно больше, тем меньше скорость. Во время выброса крови из сердца линейная скорость в аорте равна 5060 см/с. В артериях максимальная скорость кровотока 25-40 см/с. Самая низкая скорость кровотока в капиллярах – 0,5 мм/с. В венах линейная скорость кровотока возрастает до 15-20 см/с. Графики динамики суммарного просвета сосудов и линейной скорости кровотока представлены на рис. 28. Рис. 28. Изменение суммарного просвета сосудов и линейной скорости кровотока в различных участках сосудистого русла. 48 Типы течения крови. 1. Ламинарное или слоистое течение крови. Отдельные слои жидкости передвигаются относительно друг друга, причем слой, непосредственно прилегающий к стенке сосуда, «прилипает» к ней и остается неподвижным, по нему скользит второй слой и т. д. Поэтому линейная скорость максимальна в центре сосуда и минимальна у его стенок в связи с наличием трения между кровью и стенкой сосуда. 2. Турбулентное течение крови. Для него характерно наличие завихрений. Эти завихрения увеличивают внутреннее трение крови, при этом значительно увеличивается нагрузка на сердце. При возрастании скорости кровотока (например при мышечной работе) или снижении вязкости крови (например при резко выраженной анемии) течение крови может стать турбулентным во всех крупных артериях. Кровяное давление. Это давление крови на стенки кровеносных сосудов. Различают артериальное, венозное, капиллярное и внутрисердечное давление. Кровяное давление создается работой сердца и расходуется на преодоление сопротивления кровотоку. Изменения давления по ходу сосудистого русла представлены на рис. 29. Рис. 29. Изменение давления крови в различных отделах кровеносного русла. 49 Артериальное давление Это давление крови на стенки артерий. Различают максимальное или систолическое (100-140 мм рт.ст.) и минимальное или диастолическое (70-80 мм рт.ст.) артериальное давление. Зная их показатели, можно подсчитать пульсовое и среднее давление: Рп = Рс – Рд; Рср=1/3Рп +Рд, где Рс – систолическое давление; Рд – диастолическое давление, Рп – пульсовое давление; Рср- среднее давление. Давление крови в аорте и крупных артериях постоянно колеблется. На кривой артериального давления, зарегистрированной прямым методом, различают волны первого, второго и третьего порядка (рис. 30). Рис. 30. Артериальное давление: А- схема регистрации АД в остром опыте: Д-датчик, ЭИД-электронный измеритель давления, РУрегистрирующее устройство. Б- схема кривой кровяного давления: I - волны первого порядка (пульсовые), II – волны второго порядка (дыхательные), III – волны третьего порядка. Данные волны представляют собой колебания различной амплитуды. 1-й тип волн – это колебания артериального давления, обусловленные систолой и 50 диастолой сердца. Это волны первого порядка или пульсовые. В период диастолы артериальное давление падает (до 60-80 мм рт.ст.), а в период систолы, наоборот, возрастает (до 110-130 мм рт.ст.). Волны 2-го порядка – это колебания артериального давления, связанные с актом вдоха и выдоха – дыхательные волны. Волны 3-го порядка - это медленные колебания, возникающие в результате изменения тонуса сосудодвигательного центра – сосудистые волны. Учебные вопросы. 1. Функциональная классификация различных отделов сосудистого русла. 2. Основные законы гемодинамики. 3. Общее и периферическое сопротивление сосудов. Механизм формирования сосудистого тонуса. Факторы, обеспечивающие движение крови по сосудам высокого и низкого давления. 4. Изменения сопротивления кровотоку и кровяного давления в различных участках сосудистого русла. 5. Линейная и объемная скорости движения крови в различных участках сосудистого русла, факторы, их обуславливающие. Время полного кругооборота крови. Методы определения скорости движения крови. 6. Артериальное давление: систолическое, диастолическое, пульсовое, среднее, центральное, периферическое. Венозное давление. Факторы, определяющие величину кровяного давления. Понятие о гипо- и гипертензии. 7. Методы измерения кровяного давления. Кривая артериального давления (волны первого, второго и третьего порядка), их происхождение. 8. Сосудистая система детей различного возраста: структурная характеристика,показатели кровяного давления. Интенсивность кровотока в органах и тканях ребенка (педиатрический факультет). 9. Особенности артериального давления у детей разного возраста и их причины (педиатрический факультет). 51 САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ Работа 1 Тема: Измерение артериального давления у человека. Цель работы: овладеть методикой определения артериального давления по способу Рива-Роччи и по способу Короткова. Рекомендации к проведению работы: а) Аускультативный метод Короткова. Обычно артериальное давление измеряют в плечевой артерии. Наложите на плечо манжету, в локтевом сгибе установите, не сильно надавливая, фонендоскоп (рис.31). Рис.31. Регистрация артериального давления неинвазивным методом (по Короткову). С помощью резиновой груши нагнетайте воздух в манжету, повышая в ней давление до исчезновения пульса, т.е. до того момента, когда давление в манжете превысит давление в плечевой артерии. Затем, открыв винтовой клапан, медленно выпускайте воздух и внимательно выслушивайте звуки (тоны) в плечевой артерии. В момент, когда давление в манжете станет чуть ниже давления в артерии, небольшая порция крови на высоте систолы преодолевает место сужения и, ударившись о расслабленную стенку сосуда, вызывает ее колебание. В результате вибрации расслабленной артериальной стенки ниже места пережатия появляются кратковременные звуки (тоны). Давление воздуха в манжете в момент появления первого тона соответствует систолическому давлению. Тоны вначале слышны слабо, но при дальнейшем медленном снижении давления в манжете они 52 усиливаются, а затем, достигнув максимума, уменьшаются. Когда давление в манжете станет ниже диастолического давления в сосуде, кровь свободно проходит через сосуд, и тоны исчезают. Момент исчезновения последнего тона указывает величину диастолического давления. Измерьте АД два раза с перерывом в несколько минут и отметьте наименьшие величины. При первом измерении давления вследствие некоторого нервного возбуждения иногда получают завышенные цифры. Время, в течение которого производят измерение давления, не должно превышать 1 мин; в противном случае нарушается кровообращение в руке вследствие затруднения венозного оттока. б) Пальпаторный метод Рива-Роччи. Этот метод позволяет определить только систолическое давление. Используют только манометр. Воздух нагнетают в манжету до исчезновения пульсации; при снижении давления в манжете пальпируют лучевую артерию. Показание манометра в момент появления первой пульсовой волны соответствует систолическому давлению. При дальнейшем снижении давления в манжете характер пульсации не меняется, поэтому диастолическое давление определить невозможно. в) Расчет пульсового, среднего давления и объемного кровотока у человека в состоянии покоя. У испытуемого аускультативным способом в состоянии относительного физиологического покоя измеряют систолическое (Рс) и диастолическое (Рд) давление, подсчитывают частоту сердечных сокращений. Далее производят следующие расчеты: 1. Расчет пульсового давления: Рп= Рс – Рд 2. Расчет среднего давления: Рср.= Рд+1/3Рп 3. Расчет объемного кровотока (Q) по формуле: Q=СО · ЧСС, где СО – систолический объем крови в мл (определяется: 100 + 0,5Рп – 0,6 возраста испытуемого); ЧСС – частота сокращений сердца в 1 минуту. Рекомендации к оформлению работы: сравните уровень измеренного артериального давления с нормой. Сделайте вывод. 53 Тема: СИСТЕМНЫЕ ПРИНЦИПЫ РЕГУЛЯЦИИ КРОВООБРАЩЕНИЯ. АРТЕРИАЛЬНЫЙ И ВЕННЫЙ ПУЛЬС. Общая цель занятия: изучить механизмы регуляции кровообращения при различных приспособительных реакциях организма. Познакомить студентов с методами исследования артериального пульса (пальпаторный, с помощью прибора пульсотахометра) и дать навыки исследования пульса указанными методами у здорового человека. Помочь осмыслить значение изучаемых методов для клиники. Регуляция кровообращения. Приспособление кровообращения в отдельных органах и в организме в целом к текущим условиям жизнедеятельности – есть регуляция кровообращения. При этом можно выделить следующие механизмы регуляции: 1. Местные – в интересах органа (региона): а) метаболические – в работающей мышце усиливается обмен веществ, накапливаются метаболиты, под их влиянием расширяются артериолы и прекапилляры, кислород и питательные вещества устремляются к клеткам; б) миогенные – при повышении АД в ответ на растяжение стенок сосудов гладкомышечные клетки сокращаются, что приводит к сохранению просвета сосудов. Это ведет к поддержанию постоянства кровотока в регионе. 2. Центральные – в интересах целого организма: а) нервные – рефлекторные; б) гуморальные. Центральные механизмы регулируют системный кровоток, главными показателями которого являются: кровяное давление, объемная и линейная скорости кровотока, объем циркулирующей крови и т.д. Существующие механизмы регуляции обеспечивают независимость кровотока в регионах от системной гемодинамики. 54 Рефлекторные механизмы регуляции тонуса сосудов. Все кровеносные сосуды иннервируются нервами. Различают сосудосуживающие и сосудорасширяющие нервы. Импульсы по ним идут к сосудам от сосудодвигательного центра. Сосудодвигательный центр. В 1871 году Ф.В.Овсянников методом послойной перерезки мозга открыл сосудодвигательный центр. Методом точечного раздражения было установлено, что он находится на дне четвертого желудочка вблизи ядер лицевого нерва. Данный центр состоит из прессорного и депрессорного отделов, которые представлены прессорными и депрессорными нейронами ретикулярной формации. Влияние прессорного отдела передается через симпатические центры спинного мозга. Депрессорный отдел участвует в регуляции тонуса сосудов путем угнетения деятельности прессорного отдела, обладающего тонусом. К сосудодвигательному центру относятся также нейроны, расположенные в других отделах ЦНС. Симпатические центры спинного мозга – это низшие вазомоторные центры. Они обладают активностью и осуществляют внутриорганную и регионарную регуляции кровотока в ответ на раздражения тканевых рецепторов. Гипоталамус обеспечивает изменения в системе кровообращения в связи с изменением дыхания, обмена веществ и энергии, выделения и т.д.,то есть изменяет целостную поведенческую реакцию к определенным условиям жизнедеятельности. Кора больших полушарий изменяет сосудистый тонус в организме в связи с двигательными реакциями. Локальные сосудистые реакции корой не управляются. Кора условно-рефлекторно осуществляет упреждающее регулирование функций как через продолговатый мозг, так и непосредственно через сосудодвигательные центры спинного мозга. Рефлекторная регуляция осуществляется с различных рецепторов. Рефлекторные реакции системы кровообращения делят на системные (центральные) и регионарные (органные). Регионарные механизмы перераспределяют сосудистый тонус в ограниченной области (сердце, легкие, мозг и др.). Как правило, при этом не возникают изменения в деятельности сердца и уровня АД. Регионарные механизмы осуществляются сегментарным аппаратом спинного мозга, они 55 приспосабливают кровообращение к нуждам органа, то есть к уровню его функционирования и метаболизма вне зависимости от системной гемодинамики. Системные, или центральные механизмы возникают как результат изменения сопротивления и емкости сосудистого русла в различных областях тела. Они обычно сопровождаются изменениями деятельности сердца и артериального давления. Осуществляются с участием продолговатого мозга и высших отделов (гипоталамуса, коры больших полушарий). При этом выделяют собственные и сопряженные рефлексы сердечнососудистой системы. Сопряженные рефлексы осуществляются с рецепторов, расположенных вне сердечно-сосудистой системы. Это экстерои интерорецепторы. Данные рефлексы нарушают стабильность артериального давления, повышая его. Собственные рефлексы осуществляются с рецепторов, расположенных в самой сердечно-сосудистой системе. Так, раздражение механорецепторов (барорецепторов) сосудистых рефлексогенных зон может вызвать как прессорные, так и депрессорные сосудистые рефлексы. Эти рефлексы направлены на стабилизацию артериального давления. Раздражение хеморецепторов независимо от характера раздражителя и принадлежности органа к той или иной физиологической системе в большинстве случаев вызывает прессорные рефлексы. Хеморецепторы реагируют на изменения метаболического и ионного состава тканевой жидкости и сигнализируют об изменении обмена веществ в органе. Гуморальная регуляция сосудистого тонуса также согласует интересы отдельных органов в кровоснабжении с интересами всего организма как целого. Адреналин, норадреналин, вазопрессин, ренин-ангиотензин II и другие гормоны, образующиеся в железах внутренней секреции, суживают сосуды. Местные, или тканевые гормоны (гистамин, ацетилхолин, простагландины, брадикинин и т.д.), воздействуя на сосуды, расширяют их. Метаболиты (ионы калия, водорода, углекислый газ и т.д.) расширяют сосуды. 56 Артериальный пульс. Основные методы его исследования. Исследование артериального пульса дает возможность получить важные сведения о работе сердца и состоянии кровообращения. Это исследование проводится в определенном порядке. Вначале нужно убедиться, что пульс одинаково прощупывается на обеих руках. Для этого пальпируют одновременно обе лучевые артерии и сравнивают величину пульсовых волн на правой и левой руке (в норме они одинаковы). Величина пульсовых волн на одной руке может оказаться меньше, чем на другой, и тогда говорят о различном пульсе (Pulsus differens). При различном пульсе дальнейшее его исследование проводится на той руке, где пульсовые волны прощупываются лучше. Определяют следующие свойства пульса: ритм, частота, напряжение, наполнение, величина и скорость. 57 Ритм. У здорового человека сокращение сердца и пульсовые волны следуют друг за другом через равные промежутки времени, то есть пульс ритмичен (Pulsus regularis). При расстройствах сердечного ритма пульсовые волны следуют через неодинаковые промежутки времени, и пульс становится неритмичным (Pulsus irregularis). Частота. Частота пульса в норме соответствует частоте сердечных сокращений и равна 60-80 сокр./мин. При тахикардии увеличивается число пульсовых волн в минуту - частый пульс (Pulsus freguens); при брадикардии пульс становится редким (Pulsus rarus). Напряжение. Напряжение пульса определяется той силой, которую нужно приложить для полного сдавления пульсирующей артерии. Это свойство пульса зависит от величины систолического артериального давления. Чем выше давление, тем труднее сжать артерию, такой пульс называется напряженным, или твердым (Pulsus durus). При низком давлении артерия сжимается легко – пульс мягкий (Pulsus mollis). Наполнение. Это свойство отражает наполнение исследуемой артерии кровью, обусловленное величиной ударного объема крови. Наполнение зависит как от величины ударного объѐма, так и от общего количества крови в организме и еѐ распределения. При нормальном ударном объѐме крови и достаточном кровенаполнении артерии ощущается полный пульс (Pulsus plenus). При нарушении кровообращения, кровопотере наполнение пульса уменьшается - такой пульс называется пустым (Pulsus vacuus). Величина (амплитуда) пульса. Это понятие, объединяющее такие свойства, как наполнение и напряжение. Она зависит от степени расширения артерии во время систолы и от еѐ спадения в момент диастолы. При увеличении ударного объѐма крови, большом колебании давления в артерии, а также при снижении тонуса артериальной стенки величина пульсовых волн возрастает. Такой пульс называется большим (Pulsus magnus), или высоким пульсом (Pulsus altus). Уменьшение ударного объѐма, малая амплитуда колебания давления в систолу и диастолу, повышение тонуса стенки артерии приводят к уменьшению величины пульсовых волн - пульс становится малым (Pulsus parvus). Скорость (форма) пульса зависит от скорости изменения давления в артериальной системе в течение систолы и диастолы. Если во время систолы в аорту выбрасывается много крови и давление в ней быстро возрастает, а в 58 диастолу оно также быстро падает, наблюдается быстрое расширение и спадение стенки артерии. Такой пульс называется скорым (Pulsus celer). Медленный пульс (Pulsus tardus) связан с медленным повышением давления в артериальной системе и малым его колебанием в течение сердечного цикла. О форме пульса судят по сфигмограмме. При необходимости можно провести исследование пульса и на других сосудах: височных, сонных, бедренных, подколенных артериях, артериях стопы и т.д. Учебные вопросы: 1. Иннервация сосудов: сосудорасширяющие и сосудосуживающие нервы 2. Сосудодвигательный центр, его локализация. Тонус сосудодвигательного центра, эфферентные влияния на него. 3. Афферентные влияния на сосудодвигательный центр (собственные и сопряженные рефлексы). 4. Функциональная характеристика барорецепторов сосудистого русла, роль каротидной и аортальной рефлексогенной зоны в регуляции тонуса сосудов. 5. Влияние вышележащих отделов ЦНС на регуляцию тонуса сосудов (гипоталамус, кора больших полушарий). 6. Гуморальные влияния на сосудистый тонус (адреналин, вазопрессин, ренин, гистамин, кинины, простагландины). 7. Артериальный пульс, его происхождение. Основные свойства пульса. Методы исследования. Анализ сфигмограммы. 8. Движение крови по венам. Венный пульс, его происхождение. Анализ флебограммы. 9. Коронарное и легочное кровообращения, их особенности. Механизмы саморегуляции кровяного давления. Перераспределение количества циркулирующей крови в сосудах большого круга кровообращения. 10.Капиллярный кровоток и его особенности. Микроциркуляция и ее роль в обмене жидкости и различных веществ между кровью и тканями. 11.Лимфа, ее состав, значение, образование, передвижение. Роль лимфатической системы в кровообращении. 59 12.Развитие нервных и гуморальных механизмов регуляции сосудистой системы у детей (педиатрический факультет). 13.Регуляторные механизмы кровоснабжения тканей челюстно-лицевой области и полости рта. Нервная и гуморальная регуляция тонуса сосудов полости рта. Роль миогенного механизмы в регуляции кровоснабжения пульпы зуба (стоматологический факультет). 14.Реография (реоплетизмография) как метод оценки кровоснабжения тканей челюстно-лицевой области. Методы реографии в стоматологической практике: реодонтография, реопародонтография (стоматологический факультет). САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА Работа 1 Тема: Пальпаторный метод исследования артериального пульса. Цель работы: ознакомление студентов с пальпаторным методом исследования артериального пульса, самостоятельное исследование основных его свойств у здорового человека. Рекомендации к проведению работы: метод пальпации предлагает исследование пульса на лучевой артерии посредством прощупывания еѐ. При пальпации пульса кисть исследуемого охватывают правой рукой в области лучезапястного сустава так, чтобы 1-й палец располагался на тыльной стороне предплечья, а остальные на передней его поверхности. Нащупав артерию, прижимают еѐ к подлежащей кости. Пульсовая волна ощущается в виде расширения артерии. 2-й и 3-й пальцы, лежащие выше, также участвуют в прощупывании артерии. При необходимости исследования некоторых свойств пульса вышележащий палец участвует в пережатии артерии. Частота пульса определяется по секундомеру подсчетом за 1 минуту. Ритм пульса устанавливают по восприятию следования каждого удара друг за другом через равные промежутки времени. Напряжение пульса определяется той силой, которую нужно приложить до полного сдавливания пульсирующей артерии. Наполнение пульса отражает степень заполнения исследуемой артерии кровью, выбрасываемой за систолу в артериальную систему. 60 Исследуйте все свойства пульса у здорового испытуемого в положении сидя, стоя и после 25—30 приседаний. Рекомендации к оформлению работы: полученные данные занесите в протокол. Проанализируйте, как меняются свойства пульса после физической нагрузки. Сделайте вывод. Работа 2 Тема: Непрерывная регистрация пульса при разных функциональных состояниях организма человека с помощью пульсотахометра. Метод пульсотахометрии относится к современным методам исследования деятельности сердца, позволяющим оперативно исследовать частоту и ритм его работы. Он удобен для наблюдения за данными показателями в условиях операционной, а также при массовом обследовании пациентов. Принцип работы пульсотахометра основан на изменении количества света, проходящего через ткань при изменении объѐма от поступающей порции крови. Пульсотахометр работает от пальцевого датчика, состоящего из осветительной лампочки и фотосопротивления, между которыми помещают палец. Если объем его увеличивается, количество света, проходящего через него, уменьшается, что приводит к колебаниям фототока в фотодатчике. Колебания фототока сопровождаются световым и звуковым сигналами в приборе. Цель работы: освоить методику пульсотахометрии и определить частоту пульса при разных функциональных состояниях организма. Рекомендации к выполнению работы: прибор заземляется. Пальцевой датчик укрепляется на первой фаланге пальца испытуемого так, чтобы ноготь был обращен к лампочке, а подушечка пальца к фотосопротивлению. Пациент при проведении опыта должен сидеть неподвижно, рука должна находиться ниже уровня сердца. Тумблером «сеть» необходимо включить прибор, при этом загорается сигнальная лампочка. После 15-минутного прогрева прибора, ручкой «уст.О» установить на «0» указатель частоты пульса. Повернуть ручку «усиление» против часовой стрелки до упора. Поставить переключатель шкалы (под индикатором) в положение «I» (соответствует красной шкале). Затем, постепенно поворачи61 вая ручку «усиления» по часовой стрелке, добиться четкого звукового сигнала. При этом указатель частоты пульса покажет частоту пульса в уд/мин. Если частота пульса в пределах 30— 110 уд/мин, пользоваться шкалой 1, в пределах 90—250 уд/мин — шкалой 2. Определите в течение 5 минут частоту пульса у испытуемого. Повторите исследование после 25 приседаний. Определите восстановление частоты пульса после физической нагрузки (в течение 3-5 минут). Наблюдайте характер изменения частоты пульса при эмоционально значимых словесных воздействиях на испытуемого. Рекомендации к оформлению работы: занесите полученные данные. Проанализируйте влияние физической и эмоциональной нагрузки на состояние пульса у испытуемого. Сделайте вывод. 62 Тема: КРОВОТОК В ОРГАНАХ И ТКАНЯХ. МИКРОЦИРКУЛЯЦИЯ (элективный курс) Понятие микроциркуляция включает в себя кровоток в сосудах микроциркуляторного русла и процессы обмена между плазмой, лимфой и межтканевой жидкостью. Микроциркуляторное русло составляют: - сосуды-распределители капиллярного кровотока (терминальные артериолы, метартериолы, артерио-венозные анастомозы, прекапиллярные сфинктеры); - обменные сосуды (капилляры и посткапиллярные венулы). Принцип строения микроциркуляторного русла состоит в следующем: от артериолы по направлению к венуле отходит магистральный капилляр. От него под углом отходят истинные капилляры, несущие кровь к другому магистральному капилляру. Число таких истинных капилляров огромно. Именно через эти капилляры осуществляется транскапиллярный обмен. В месте ответвления истинного капилляра от магистрального располагается прекапиллярный сфинктер – несколько гладкомышечных клеток, которые, сокращаясь, вызывают прекращение тока крови по истинному капилляру. Средний капилляр имеет радиус от 6 до 2-3 мкм и длину до 750 мкм. При площади поперечного сечения 30 мкм2 обменная площадь капилляра составляет около 14000 мкм2. Скорость кровотока в капилляре самая малая – 0,3 мм/с, что позволяет частице крови проходить по капилляру в течение 2-3 секунд. Проходимость или функционирование капилляра определяется многими факторами, в том числе состоянием прекапиллярных сфинктеров, уровнем гидростатического давления в артериоле, уровнем венозного оттока. В капиллярах имеются наиболее благоприятные условия для обмена между кровью и тканевой жидкостью (транскапиллярный обмен): медленное движение крови (0,5 мм/с), обеспечивающее достаточный контакт крови с обменной поверхностью капилляров; большая обменная поверхность капилляров; 63 высокая проницаемость стенки капилляров для воды и растворенных в плазме веществ; различное давление в артериальном и венозном концах капилляров, что способствует процессам фильтрации на артериальном и реабсорбции на венозном концах капилляров. Стенки капилляров образованы слоем эндотелиальных клеток, базальным слоем, состоящим из перицитов и сплетенных между собой фибрилл и адвентициальным слоем. Мышечные элементы в капиллярах отсутствуют. Эндотелиоциты в капиллярах, как и в других отделах сосудистого русла, являются активными элементами сосудистой стенки. В них синтезируются различные ферменты и биологически активные соединения (эндотелиальный фактор расслабления – ЭФР, антитромбин ΙΙΙ), которые активируют или тормозят действие гормонов, медиаторов, факторов тромбообразования на сосудистую стенку. Ультраструктура стенки капилляра в различных органах имеет свою специфику (соотношение слоев между собой, характер эндотелиальных клеток и т.д.), что лежит в основе общей классификации капилляров (табл.1). Поэтому выделяют три типа капилляров (табл.1, рис.32): Первый тип – сплошные капилляры (соматические). Стенка капилляров образована сплошным слоем эндотелиальных клеток, в мембране которых имеются мельчайшие поры. Такие капилляры мало проницаемы для крупных молекул белка, но легко пропускают воду и растворенные в ней минеральные вещества; Второй тип – окончатые капилляры (висцеральные). В стенке имеются «окна» (фенестры), которые могут занимать до 30% площади поверхности клетки. Такие капилляры характерны для органов, которые секретируют и всасывают большое количество воды и растворенных в ней веществ, или участвуют в быстром транспорте макромолекул; 64 Третий тип – межклеточно-окончатые, несплошные капилляры (синусоидные). Эти капилляры имеют прерывистую эндотелиальную оболочку,между соседними эндотелиальные клетками имеются щели, через которые свободно могут проходить крупные макромолекулы и форменные элементы крови. Наличие таких капилляров в органе обеспечивает свободный выход форменных элементов из сосуда в ткань и обратно. Рис.32. Типы кровеносных капилляров. 65 Таблица 1 Механизм транскапиллярного обмена. Транскапиллярный обмен осуществляется за счет пассивного транспорта (диффузия, фильтрация, реабсорбция), активного транспорта (транспортные системы) и микропиноцитоза. Диффузия происходит за счет наличия градиента концентрации вещества в капилляре и межклеточной жидкости. Это обеспечивает движение веществ по концентрационному градиенту. Лимитирующим фактором в этом процессе является способность вещества проходить через фосфолипидные участки мембраны и размеры вещества. Диффузия воды и ионов происходит через межклеточные соединения и поры мембраны. Жирорастворимые вещества проходят мембрану независимо от величины пор и щелей, растворяясь в ее липидном слое. Процессы диффузии в капиллярах очень активны. 66 Процесс фильтрации жидкой части крови и обратная реабсорбция жидкости обеспечивается за счет действия следующих сил - гидростатического давления крови (в среднем составляет 33 мм рт.ст.), гидростатического давления межклеточной жидкости (3 мм рт.ст.), онкотического давления плазмы (25 мм рт.ст.) и онкотического давления межклеточной жидкости (4 мм рт.ст.). Способствуют процессу фильтрации гидростатическое давление плазмы и онкотическое давление межклеточной жидкости, а препятствуют – онкотическое давление плазмы и гидростатическое давление межклеточной жидкости. Результирующая этих сил, действующих в артериальном отделе капилляра, составляет 9 мм рт.ст., что способствует процессу фильтрации. В силу этого рост уровня гидростатического давления на артериальном конце капилляра и/или снижение онкотического давления плазмы (например, при гипопротеинемии) будет способствовать росту объема фильтрации, а противоположные процессы, наоборот, препятствовать этому. В венозном отделе капилляра (в посткапиллярной венуле) гидростатическое давление крови равно 18 мм рт.ст. Поэтому результирущая всех сил здесь будет равна -6 мм рт.ст., она вызовет процесс реабсорбции, то есть обратного входа воды и растворенных в ней веществ в венозную часть капилляра. Так как фильтрационное давление на артериальном конце капилляра выше (9 мм рт.ст.), чем реабсорбционное давление на венозном конце капилляра (6,5 мм рт.ст.), поэтому объем фильтрации выше, чем объем реабсорбции. Возникающий избыток жидкости из межтканевого пространства оттекает через лимфатические капилляры в лимфатическую систему. Активный механизм обмена осуществляется эндотелиальными клетками капилляров, которые при помощи транспортных мембранных систем переносят молекулярные вещества (пептиды, аминокислоты, глюкозу) и ионы. 67 Пиноцитозный механизм обеспечивает транспорт через стенку капилляра крупных молекул и фрагментов частей клеток опосредованно через процессы эндо- и экзопиноцитоза. Регуляция микроциркуляторной системы. Эфферентные нервные волокна заканчиваются на гладких мышечных волокнах артериол и прекапиллярных сфинктеров, а в капиллярах – на перицитах (клетках Руже), которые передают возбуждение на эндотелиальные клетки. В ответ на это эндотелиальные клетки могут либо набухать и закрывать капилляр, либо уплощаться и открывать его. Набухание эндотелиальных клеток приводит к закрытию просвета капилляра в артериальном его отделе, в венозном отделе происходит только его сужение. Набухание наступает в результате накопления жидкости в клетках под влиянием возбуждения, поступающего к эндотелиальной клетке через перициты. Уплощение эндотелиальной клетки происходит в результате потери ею жидкости также под влиянием перицитов. В области микроциркуляторного русла основной (базальный) тонус характерен для артериол, прекапиллярных артериол и прекапиллярных сфинктеров. Данный тонус имеет миогеную природу и контролируется местными регуляторными механизмами, связанными с активностью гладкомышечных клеток самих сосудов. Растяжение сосуда при возрастании внутрисосудистого давления приводит к увеличению базального тонуса, происходит сокращение гладкомышечных клеток, уменьшается просвет сосуда (вазоконстрикция). Это приводит к уменьшению давление крови и снижению кровотока в данном Вазоконстрикторным эффектом полиненасыщенных жирных участке обладают кислот, и сосудистого некоторые образующихся простагландины группы F , тромбоксан А2. русла. производные в тканях - В условиях уменьшения кровоснабжения тканей продукты метаболизма (угольная и молочная кислоты, АМФ, ионы калия, избыток ионов водорода, оксид азота), накапливаясь в межклеточной среде, снижают базальный тонус мышечных 68 волокон сосудистой стенки, что выражается в расширении (вазодилятации) сосуда. Сосудорасширяющим эффектом обладают и другие продукты метаболизма: простагландины групп А, Е, J, аденозин, АТФ, АДФ, гистамин, лейкотриены. Вследствие этого увеличивается просвет сосуда, возрастает кровоток, продукты метаболизма удаляются, сосудистый тонус повышается, и кровоток снова уменьшается. В регуляции тонуса микрососудов принимают участие и системные гуморальные механизмы, связанные с воздействием биологически активных веществ, циркулирующих в крови - адреналин, норадреналин, серотонин, ангиотензин, АДГ, гистамин, натрийуретический пептид и т.д. Местная (органная) регуляция сосудистого тонуса, а, следовательно, и кровотока, является кровотока(85% основным регулирующих нейрогуморальных механизмом влияний). механизмов в регуляции На условиях долю органного системных относительного физиологического покоя приходится не более 15% регулирующих влияний. В условиях активной деятельности организма местная регуляция сосудистого тонуса играет вспомогательную роль, а ведущая принадлежит нервным и гуморальным механизмам. Учебные вопросы 1. Морфо-функциональная характеристика основных компонентов микроциркуляторного русла. 2. Капиллярный кровоток и его особенности. Пре- и посткапиллярное сопротивление, кровяное давление в капиллярах разных органов. 3. Транскапиллярная фильтрация и факторы, влияющие на нее. 4. Микроциркуляция, ее роль в механизме обмена жидкости и различных веществ между кровью и тканями. 5. Соотношение между микроциркуляцией и системным органным кровотоком. 69 6. Интенсивность кровотока в органах и тканях ребенка (педиатрический факультет). САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА Работа 1 Тема: Наблюдение микроциркуляторного кровотока в плавательной перепонке, языке и брыжейке лягушки Цель работы: изучить особенности капиллярного кровотока микроциркуляторного русла в различных органах у лягушки. Ход работы. При выполнении данной работы необходимо в целости сохранить у животного кровеносную и нервную системы. Для того чтобы обездвижить лягушку, используют либо алкогольный наркоз, помещая лягушку в эксикатор с 10% раствором спирта, либо вводят под кожу спины 12 мл 0,5% раствор миорелаксина. Как только лягушка перестанет двигаться, приступают к выполнению основной работы – наблюдению микроциркуляторного кровотока под микроскопом (рис.33). Рис.33 Фиксация органов лягушки для наблюдения кровотока под микроскопом. 1- растянутая плавательная перепонка; 2- язык; 3- брыжейка. 1. Наблюдение кровотока в плавательной перепонке. Уложите обездвиженную лягушку на препаровальную дощечку спинкой кверху. Над 70 отверстием дощечки при помощи булавок растяните плавательную перепонку задней лапки, лучше всего между 2 и 3 пальцами (рис.34). Рис.34. Растянутая плавательная перепонка лягушки для наблюдения кровообращения под микроскопом Следует избегать сильного натяжения перепонки для предупреждения механического перекрытия кровотока. Дощечку с лягушкой закрепите в лапке штатива и установите под микроскопом, добиваясь хорошего фокуса и освещения (рис.35). Во время эксперимента лягушку смачивают водой, а ее плавательную перепонку – раствором Рингера. Рис. 35. Схема установки для наблюдения кровообращения в плавательной перепонке лягушки. Исследуйте кровоток в артериях, капиллярах и венах под малым и большим увеличением. рассматривают при Вначале малом сосуды увеличении, плавательной находят перепонки артериовенозные анастомозы; отмечают различную скорость и направление движения крови в артериолах и венулах. Затем при большом увеличении рассматривают капилляры плавательной перепонки, отмечая замедленное движение форменных элементов крови в данном отделе сосудистого русла. 71 Отметьте следующие особенности микроциркуляторного кровотока: Непрерывность кровотока по сосудам; определите под малым увеличением микроскопа принадлежность сосуда к артериальной или венозной системе по направлению кровотока: в артериях у места деления сосуда кровоток расходится, в венах – собирается из двух сосудов в один; под большим увеличением найдите капилляры по особенностям их калибра: диаметр капилляров равен или чуть меньше диаметра эритроцитов, поэтому эритроциты движутся здесь цепочкой, а при прохождении изгибов капилляров деформируются; отметьте скорость течения крови в разных отделах кровяного русла; убедитесь, что в крупных сосудах скорость тока крови по центральной оси и у стенок различна. После исследования интактного кровотока рассмотрите, как он изменяется при различных воздействиях: при нанесении адреналина на поверхность кожи, механическом раздражении и высыхании. 2.Наблюдение кровотока в языке. Лягушку, находящуюся под наркозом, .положите на дощечку спинкой кверху. Свободный задний конец языка осторожно захватите анатомическим пинцетом, извлеките из полости рта и при помощи булавок растяните и закрепите над отверстием препаровальной дощечки. Язык поддерживайте во влажном состоянии, смачивая его водой. В языке сосуды более крупные, хорошо виден осевой и пристеночный токи крови. 3.Наблюдение кровотока в брыжейке. Обездвиженную с помощью наркоза лягушку уложите на препаровальную дощечку спинкой кверху. Через разрез боковой стенки живота извлеките петли кишки вместе с брыжейкой и при помощи булавок, вкалываемых в кишку, растяните брыжейку над отверстием дощечки. Поскольку брыжейка быстро высыхает, постоянно смачивайте ее 72 теплым изотоническим раствором хлорида натрия. При высыхании брыжейки сосуды резко расширяются, в них останавливается кровоток, возникает стаз. Рекомендации к оформлению работы: зарисуйте наблюдаемую микроциркуляторную сеть в разных тканях. Укажите артериолы, венулы, капилляры. Отметьте особенности и различия скорости движения крови в разных сосудах, обратите внимание на феномены осевого и пристеночного кровотока, изменение формы эритроцитов при прохождении их через капилляры. Стрелками отметьте направление кровотока. Опишите изменения кровотока, возникающие при использовании различных воздействий на рассматриваемую поверхность. 73 СИТУАЦИОННЫЕ ЗАДАЧИ ПО РАЗДЕЛУ «ФИЗИОЛОГИЯ СЕРДЦА И СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ» 1. Определите, что изменится в работе сердца как насоса при повреждении левой ножки пучка Гиса? Почему? 2. Под влиянием ацетилхолина увеличилась проницаемость клеток проводящей системы сердца для ионов калия. Почему и как изменится скорость проведения возбуждения от предсердия к желудочкам? 3. Как и почему изменится деятельность сердца при уменьшении концентрации внутриклеточного кальция в миокарде желудочков? 4. Проницаемость клеточных мембран для ионов калия увеличилась. Повлияет ли это на деятельность сердца? Какие физиологические свойства сердечной мышцы изменятся и почему? 5. В чем физиологический смысл того, что стенки левого желудочка значительно толще, чем правого? 6. У больного приступ тахикардии. Под рукой у врача нет необходимых лекарственных средств. Однако он снял приступ, надавив больному на глазные яблоки. На чем основан данный эффект воздействия? 7. Под влиянием адреналина частота сокращений сердца увеличилась с 60 до 120 ударов в минуту. Назовите возможные механизмы влияния этого гормона на данный показатель. 8. У человека частота сокращений сердца уменьшилась с 80 до 45 ударов в минуту. Каковы возможные причины данного изменения? Сможет ли сердце при такой частоте обеспечить прежнюю величину минутного объема кровотока? 9. Частота сокращений сердца человека 150 уд./мин, систолическое давление 80 мм рт.ст., диастолическое – 60 мм рт.ст. Соответствуют ли эти показатели норме и если нет, то о чем это свидетельствует? 74 10. У человека частота сокращений сердца увеличилась до 150 ударов в минуту, артериальное давление повысилось до 180/90 мм рт.ст. Как изменится сила сокращения миокарда? Почему? 11. После выполнения физической работы у испытуемого в течение первой минуты артериальное давление в плечевой артерии составило 160/100 мм рт.ст., пульс – 90 уд./мин. Нормальны ли эти показатели и о чем они могут свидетельствовать? 12. После введения норадреналина повысилось АД до 160/100 мм рт.ст., а частота пульса уменьшилась до 54 ударов в минуту. Каковы механизмы изменения показателей гемодинамики? 13. Какое количество крови будет протекать через капилляры за 1 минуту, если левый желудочек за 1 минуту выбрасывает в аорту 5 л крови? 14. Человеку ввели препарат, расширяющий прекапиллярные сосуды сопротивления. Какие показатели гемодинамики изменятся? Почему? 15. У больного при анализе электрокардиограммы обнаружено замедление атриовентрикулярной проводимости. Как это установили? 75 ПРИЛОЖЕНИЕ Ответы на ситуационные задачи: 1. Нарушится синхронность работы левого и правого желудочков сердца, так как скорость проведения возбуждения к миокарду желудочков станет разной. 2. Скорость проведения возбуждения уменьшается за счет развития гиперполяризации в области атриовентрикулярного узла. 3. Ионы кальция, связываясь с тропонином, приводят к смещению тропомиозина на актиновой протофибрилле, в результате чего открываются актиновые центры и происходит их взаимодействие с поперечными мостиками миозина. При отсутствии кальция данные центры закрыты концентрации молекулой тропомиозина. внутриклеточного кальция При уменьшении образуется меньше актомиозиновых мостиков между сократительными белками, поэтому сила сокращения миокарда желудочков уменьшается. 4. Вследствие гиперполяризации мембраны и уменьшения скорости МДД в клетках водителей ритма сердца уменьшится ЧСС, произойдет уменьшение возбудимости и скорости проведения возбуждения по проводящей системе сердца; уменьшится сила сокращения миокарда. 5. С левого желудочка начинается большой круг кровообращения. Он длиннее, чем малый круг, в нем выше сопротивление кровотоку, выше артериальное давление, поэтому миокард левого желудочка при сокращении выполняет большую работу, чем миокард правого желудочка. 6. Врач использовал рефлекторный механизм регуляции деятельности сердца. Данный рефлекс называется рефлексом Данини-Ашнера и 76 основан на рефлекторном повышении тонуса ядер блуждающего нерва, который оказывает тормозное действие на сердце, понижая ЧСС. 7. Адреналин увеличивает частоту генерации потенциала действия в синоатриальном узле за счет увеличения натриевой проницаемости, что приводит к увеличению скорости медленной диастолической деполяризации. 8. Уменьшение ЧСС может быть результатом: а) повышения тонуса блуждающего нерва и его влиянием на синоатриальный узел; б) полной блокады сердца, при которой водителем ритма становится атриовентрикулярный узел. Сердце при меньшей частоте сокращений может обеспечить прежнюю величину минутного объема кровотока только за счет увеличения силы сокращения при большем наполнении камер сердца кровью. 9. Данные показатели ЧСС и АД не соответствуют норме. Частота сердечных сокращений увеличена, артериальное давление понижено. Это обусловлено либо уменьшением периферического сопротивления сосудов при их расширении, либо уменьшением объема циркулирующей крови. 10.Сила сокращений увеличивается в результате реализации механизмов гомеометрической регуляции: лестницы Боудича и закона Анрепа. 11.Увеличение артериального давления и частоты пульса при физической работе является нормальным явлением и свидетельствует о приспособительной реакции, направленной на обеспечение адекватного кровотока за счет увеличения систолического выброса. 12.Повышение артериального давления является следствием сужения сосудов под влиянием норадреналина, а брадикардия – результат депрессорного рефлекса с барорецепторов дуги аорты и каротидного синуса. 13.Через капилляры за 1 минуту будет протекать 5 литров крови. 77 14.Понизится АД, так как уменьшатся периферическое сопротивление сосудов и линейная скорость кровотока, возрастет ЧСС как результат компенсаторной приспособительной реакции. 15.Анализ электрокардиограммы показал увеличение продолжительности интервала PQ, что свидетельствует о замедлении атриовентрикулярной проводимости процесса возбуждения. 78 Литература: Основная: 1. Физиология человека / Под ред. В. М. Покровского и Г. Ф. Коротько. – М.: Медицина, 2003. 2. Основы физиологии человека / Под ред. Б. И. Ткаченко. – СПб., 2005. 3. Физиология человека / Под ред. Г. И. Косицкого. – М.: Медицина, 1985. 4. Физиология человека: В 3 т.: Пер. с англ. / Под ред. Р. Шмидта, Г. Тевса. – М.: Мир, 1996. 5. Нормальная физиология. Курс физиологии функциональных систем /Под ред. К. В. Судакова. – М., 1999. -717с. 6. Физиология. Основы и функциональные системы: Курс лекций /Под ред. К В. Судакова. – М.: Медицина, 2000. 7. Физиология человека /Под ред. Н. А. Агаджаняна, В. И. Циркина.- М., 2003. Дополнительная: 1. Д. Е. Морман, Л. Хеллер Физиология сердечно – сосудистой системы: Пер. с англ.– СПб.: Питер, 2000. – 250с. 2. Физиология сердца: Учебное пособие /Под ред. Б. И. Ткаченко. – СПб.: 2001. – 143с. 3. Физиологические основы здоровья человека /Под ред. Б И. Ткаченко. – СПб., Архангельск: издательский центр Северного государственного медицинского университета, 2001. – 728с. 4. Руководство к практическим занятиям по нормальной физиологии: Учебное пособие /Под ред. К. В. Судакова, А. В. Котова, Т. Н. Лосевой. – М.: Медина, 2002. – 704с. 5. Е. М. Нифонтов, Т. Л. Рудакова, А. Г. Салимьянова Клинический анализ электрокардиограммы. 2-е изд. – СПб.: СПбГМУ, 2000. – 88с. 6. Словарь физиологических терминов /Под ред. О. Г. Газенко. – М.: Наука, 1987. 79 7. Гершел Рафф Секреты физиологии: Пер. с англ.- М.-СПб.: Изд-во «Бином»; 2001.-448с. 8. Нормальная физиология: Учебное пособие /Под ред. В.П.Дегтярева.М.,2002,-302с. 9. Физиология человека. Compendium /Под ред. Б.И.Ткаченко. 2-е изд. – СПб.- Самара, 2002.-415с. 10.Физиологические основы здоровья человека /Под ред. Б.И.Ткаченко.СПб.-Архангельск, 2001. Гл.4, - С.165-212 80 Учебно - методическая литература Физиология сердца и сосудистой системы Учебно-методическое пособие к аудиторной и внеаудиторной работе студентов лечебного, педиатрического, стоматологического, медикопрофилактического, фармацевтического и ВСО факультетов, а также элективного курса на тему «Регионарное кровообращение, микроциркуляция. Электрофизиологические методы исследования деятельности сердца». Составители: Каюмова Алия Фаритовна - заведующая кафедрой нормальной физиологии, профессор, д.м.н. Инсарова Галина Ефремовна - доцент, к.б.н. Элентух Алла Григорьевна - старший преподаватель Тупиневич Галина Сергеевна – доцент, к.б.н. Гайсина Ануза Фанузовна – доцент, к.м.н. Редактор Н.А.Брагина Подписано к печати 2006г. Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Формат 60х84 1/16. Усл.печ.л.-2,92.п.л. Уч.-изд. Тираж экз. Заказ № 450000, г.Уфа, ул.Ленина, 3 Башкирский государственный медицинский университет 81
