Залежність електричної та нагнітальної функції серця від фізичних та хімічних факторів.

Різні механізми та фізичні фактори	ПП	ПД	Швидкість проведення	Сила скорочення
Підвищення частоти скорочення серця				+ Сходи
Зниження частоти скорочень серця				−
Підвищення температури			+	−
Зниження температури			−	+
Ацидоз			−	−
Гіпоксемія			−	−
Підвищення К+	−		(+)→(−)	−
Зниження К+
Підвищення Са+		-		+
Зниження Са+				-
НА(А)		+	+ (А/ВНЗ)	+
АХ	+		-(А/ВНЗ)	-

Позначення: 0 - відсутність впливу, "+" - посилення, "-" - гальмування

(за Р.Шмідтом, Г. Тевсу, 1983, Фізіологія людини, т.3)

ОСНОВНІ ПРИНЦИПИ ГЕМОДИНАМІКИ»

1. Функціональна класифікація кровоносних та лімфатичних судин (структурно-функціональна характеристика судинної системи).

2. Основні закони гемодинаміки.

3. Кров'яний тиск, його види (систолічний, діастолічний, пульсовий, середній, центральний та периферичний, артеріальний та венозний). Чинники, що визначають кров'яний тиск.

4. Методи вимірювання кров'яного тиску в експерименті та в клініці (прямий, Н.С. Короткова, Ріва-Роччі, артеріальна осцилографія, вимірювання венозного тиску за Вельдманом).

Серцево-судинна система складається з серця та судин – артерій, капілярів, вен. Судинна система являє собою систему трубок, якими через посередництво циркулюючих в них рідин (кров і лімфа), здійснюється доставка до клітин і тканин організму необхідних для них поживних речовин, а також відбувається видалення продуктів життєдіяльності клітинних елементів і перенесення цих продуктів до екскреторних органів (нирок) .

За характером циркулюючої рідини судинну систему людини можна розділити на два відділи: 1) кровоносну систему – систему трубок, якими циркулює кров (артерії, вени, відділи мікроциркуляторного русла і серце); 2) лімфатичну систему – систему трубок, якими рухається безбарвна рідина – лімфа. В артеріях кров тече від серця на периферію, до органів та тканин, у венах – до серця. Рух рідини у лімфатичних судинах відбувається так само, як і у венах – у напрямку від тканин – до центру. Проте: 1) розчинені речовини всмоктуються переважно кровоносними судинами, тверді – лімфатичними; 2) всмоктування через кров відбувається значно швидше. У клініці всю систему судин називають серцево-судинною, у якій виділяють серце та судини.

Судинна система.

Артерії- кровоносні судини, що йдуть від серця до органів і несуть до них кров (aer - повітря, tereo - утримую; на трупах артерії порожні, чому за старих часів їх вважали повітроносними шляхами). Стінка артерій складається із трьох оболонок. Внутрішня оболонка вистелена з боку просвіту судини ендотелієм, під яким лежать субендотеліальний шарі внутрішня еластична мембрана. Середня оболонка побудована з гладком'язовихволокон, що чергуються з еластичнимиволокнами. Зовнішня оболонка містить сполучнотканинніволокна. Еластичні елементи артеріальної стінки утворюють єдиний еластичний каскад, що працює як пружина і зумовлює еластичність артерій.

У міру віддалення від серця артерії діляться на гілки і стають все дрібнішими і дрібнішими, відбувається і їх функціональне диференціювання.

Артерії, найближчі до серця – аорта та її великі гілки – виконують функцію проведення крові. У тому стіні щодо більш розвинені структури механічного характеру, тобто. еластичні волокна, тому що їх стінка постійно протидіє розтягуванню масою крові, яка викидається серцевим поштовхом – це артерії еластичного типу . Вони рух крові обумовлено кінетичною енергією серцевого викиду.

Середні та дрібні артерії – артерії м'язового типу, що з необхідністю свого скорочення судинної стінки, оскільки у цих судинах інерція судинного поштовху слабшає і м'язове скорочення їх стінки необхідно подальшого просування крові.

Останні розгалуження артерій стають тонкими та дрібними – це артеріоли. Вони відрізняються від артерій тим, що стінка артеріоли має лише один шар м'язовихклітин, тому вони відносяться до резистивних артерій, що беруть активну участь у регуляції периферичного опору і, отже, у регуляції артеріального тиску.

Артеріоли тривають до капілярів через стадію. прекапілярів . Від прекапілярів відходять капіляри.

Капіляри – це найтонші судини, у яких відбувається обмінна функція. У зв'язку з цим їх стінка складається з одного шару плоских ендотеліальних клітин, проникних для розчинених у рідині речовин та газів. Капіляри широко анастамозують між собою (капілярні мережі), переходять у посткапіляри (побудовані так само, як і прекапіляри). Посткапіляр продовжується у венулу.

Венули супроводжують артеріоли, утворюють тонкі початкові відрізки венозного русла, що становлять корені вен і переходять у вени.

Відня – (лат. vena, грець phlebos) несуть кров у протилежному до артерій напрямку, від органів – до серця. Стінки мають загальний план будови з артеріями, але значно тонше і в них менше еластичної та м'язової тканини, завдяки чому порожні вени спадаються, просвіт артерій – ні. Відня, зливаючись один з одним, утворюють великі венозні стовбури - вени, що впадають у серце. Відня утворюють між собою венозні сплетення.

Рух крові за венами здійснюється внаслідок дії наступних факторів.

1) Присмоктувальну дію серця та грудної порожнини (у ній під час вдиху створюється негативний тиск).

2) Завдяки скороченню скелетної та вісцеральної мускулатури.

3) Скорочення м'язової оболонки вен, яка у венах нижньої половини тіла, де умови для венозного відтоку складніші, розвинена сильніше, ніж у венах верхньої частини тіла.

4) Зворотному відтоку венозної крові перешкоджають спеціальні клапани вен - це складка ендотелію, що містить шар сполучної тканини. Вони звернені вільним краєм у бік серця і тому перешкоджають току крові в цьому напрямку, але утримують її від повернення назад. Артерії та вени зазвичай йдуть разом, причому дрібні та середні артерії супроводжуються двома венами, а великі – однією.

Серцево-судинна система людини складається з двох послідовно з'єднаних відділів:

1. Велике (системне) коло кровообігу починається з лівого шлуночка, що викидає кров в аорту. Від аорти відходять численні артерії, і в результаті кровотік розподіляється по кількох паралельних регіонарних судинних мережах (регіонарний, або органний кровообіг): коронарний, мозковий, легеневий, нирковий, печінковий і т.д. Артерії розгалужуються дихотомічно, і тому в міру зменшення діаметра окремих судин загальна їх кількість зростає. В результаті утворюється капілярна мережа, загальна площа поверхні якої – близько 1000 м 2 . При злитті капілярів утворюються венули (див. вище) тощо. Такому загальному правилу будови венозного русла великого кола кровообігу не підпорядковується кровообіг у деяких органах черевної порожнини: кров, що відтікає від капілярних мереж брижових та селезінкових судин (тобто від кишечника та селезінки), у печінці відбувається ще через одну систему капілярів. потім надходить до серця. Це русло називається портальнимкровообігом.

2. Мале коло кровообігу починається з правого шлуночка, що викидає кров у легеневий стовбур. Потім кров надходить у судинну систему легень, мають загальну схему будови, як і велике коло кровообігу. Кров по чотирьох великих легеневих венах відтікає до лівого передсердя, а потім надходить у лівий шлуночок. В результаті обидва кола кровообігу замикаються.

Історична довідка. Відкриття замкнутої кровоносної системи належить англійському лікарю Вільям Гарві (1578-1657). У своїй знаменитій праці «Про рух серця і крові у тварин», опублікованій в 1628 р., він з бездоганною логікою спростував доктрину свого часу, що панувала, що належить Галену, який вважав, що кров утворюється з харчових речовин у печінці, притікає до серця по порожнистій вене і потім за венами надходить до органів та використовується ними.

Існує важлива функціональна відмінність між обома колами кровообігу. Воно полягає в тому, що об'єм крові, що викидається у велике коло кровообігу, повинен бути розподілений по всіх органах та тканинах; потреби різних органів у кровопостачанні різні навіть стану спокою і постійно змінюються залежно від діяльності органів. Всі ці зміни контролюються, і кровопостачання органів кола кровообігу має складні механізми регуляції. Мале коло кровообігу: судини легень (через них проходить та кількість крові) пред'являють до роботи серця постійні вимоги і виконують в основному функцію газообміну і тепловіддачі. Тому для регуляції легеневого кровотоку потрібна менш складна система регуляції.

ФУНКЦІОНАЛЬНЕ ДИФЕРЕНЦІЮВАННЯ СУДИННОГО РУСЛА І ОСОБЛИВОСТІ ГЕМОДИНАМІКИ.

Усі судини залежно від виконуваної ними функції можна поділити на шість функціональних груп:

1) амортизуючі судини,

2) резистивні судини,

3) судини-сфінктери,

4) обмінні судини,

5) ємнісні судини,

6) шунтуючі судини.

Амортизуючі судини: артерії еластичного типу із відносно великим вмістом еластичних волокон. Це аорта, легенева артерія, прилеглі до них ділянки артерій. Виражені еластичні властивості таких судин обумовлюють амортизуючий ефект компресійної камери. Цей ефект полягає в амортизації (згладжуванні) періодичних систолічних хвиль кровотоку.

резистивні судини. До судин цього типу належать кінцеві артерії, артеріоли, меншою мірою – капіляри та венули. Артерії кінцеві і артеріоли – це прекапілярні судини, що мають відносно малий просвіт і товсті стінки, з розвиненою гладком'язовою мускулатурою, чинять найбільший опір кровотоку: зміна ступеня скорочення м'язових стінок цих судин супроводжується чіткими змінами їх діаметра і, Ця обставина є основною в механізмі регуляції об'ємної швидкості кровотоку в різних областях судинного русла, а також перерозподіл серцевого викиду по різних органах. Описані судини є прекапілярними судинами опору. Посткапілярні судини опору - це венули і меншою мірою - вени. Співвідношення між прекапілярним і посткапілярним опором впливає величину гідростатичного тиску в капілярах – і, отже, на швидкість фільтрації.

Судини-сфінктери - Це останні відділи прекапілярних артеріол. Від звуження та розширення сфінктерів залежить кількість функціонуючих капілярів, тобто. площу обмінних поверхонь.

Обмінні судини - Капіляри. У них відбувається дифузія та фільтрація. Капіляри не здатні до скорочень: їх просвіт змінюється пасивно слідом за коливаннями тиску в пре-і посткапілярах (резистивних судин).

Ємнісні судини - Це головним чином вени. Завдяки своїй високій розтяжності вени здатні вміщувати або викидати великі об'єми крові без істотних змін будь-яких параметрів кровотоку. У зв'язку з цим вони можуть відігравати роль як депо крові . У замкнутій судинній системі зміна ємності будь-якого відділу обов'язково супроводжується перерозподілом об'єму крові. Тому зміна ємності вен, що настають при скороченні гладких м'язів, впливають на розподіл крові у всій кровоносній системі і тим самим – прямо чи опосередковано – на загальні параметри кровообігу . Крім того, деякі вени (поверхневі) при низькому внутрішньосудинному тиску сплощені (тобто мають овальний просвіт), і тому вони можуть вміщати деякий додатковий об'єм, не розтягуючись, а лише набуваючи циліндричної форми. Це головний фактор, що зумовлює високу ефективну розтяжність вен. Основні депо крові : 1) вени печінки; 2) великі вени черевної області; 3) вени підсосочкового сплетення шкіри (загальний обсяг цих вен може збільшуватися на 1 л порівняно з мінімальним); викид досить високих кількостей крові.

У людини, На відміну від інших видів тварин, немає справжнього депо, в якому кров могла б затриматися у спеціальних утвореннях і при необхідності викидатися (як, наприклад, у собаки, селезінка).

ФІЗИЧНІ ОСНОВИ ГЕМОДИНАМІКИ.

Основними показниками гідродинаміки є:

1. Об'ємна швидкість руху рідини – Q.

2. Тиск у судинній системі – Р.

3. Гідродинамічний опір - R.

Співвідношення між цими величинами описується рівнянням:

Тобто. кількість рідини Q, що протікає через будь-яку трубу, прямо пропорційно різниці тисків на початку (Р 1) і в кінці (Р 2) труби і назад пропорційно опору (R) струму рідини.

ОСНОВНІ ЗАКОНИ ГЕМОДИНАМІКИ

Наука, що вивчає рух крові в судинах, отримала назву гемодинаміки. Вона є частиною гідродинаміки, що вивчає рух рідин.

Периферичний опір R судинної системи пересування крові в ній складається з безлічі факторів кожної судини. Звідси доречна формула Пуазеля:

де l – довжина судини, η – в'язкість рідини, що протікає в ній, r – радіус судини.

Однак судинна система складається з безлічі судин, з'єднаних і послідовно, і паралельно, звідси сумарний опір можна обчислити з урахуванням цих факторів:

При паралельному розгалуженні судин (капілярне русло)

При послідовному з'єднанні судин (артеріальному та венозному)

Тому R сумарне завжди менше у капілярному руслі, ніж у артеріальному чи венозному. З іншого боку, в'язкість крові також величина непостійна. Наприклад, якщо кров протікає через судини діаметром менше 1 мм, в'язкість крові зменшується. Чим менший діаметр судини, тим менша в'язкість крові. Це з тим, що у крові поруч із еритроцитами та інші форменими елементами є плазма. Пристінковий шар є плазмою, в'язкість якої набагато менше в'язкості цільної крові. Чим тонша судина, тим більшу частину його поперечного перерізу займає шар з мінімальною в'язкістю, що зменшує загальну величину в'язкості крові. Крім цього, в нормі відкрита лише частина капілярного русла, решта капілярів є резервними і відкриваються в міру посилення обміну речовин у тканинах.

Розподіл периферичного опору.

Опір в аорті, великих артеріях та відносно довгих артеріальних відгалуженнях становить лише близько 19% загального судинного опору. На частку кінцевих артерій і артеріол припадає майже 50% цього опору. Таким чином, майже половина периферичного опору припадає на судини, довжиною близько всього міліметрів. Цей колосальний опір пов'язаний з тим, що діаметр кінцевих артерій та артеріол відносно малий, і це зменшення просвіту повністю не компенсується зростанням кількості паралельних судин. Опір у капілярному руслі – 25 %, у венозному руслі та у венулах – 4 % та у всіх інших венозних судинах – 2 %.

Отже, артеріоли грають двояку роль: по-перше, беруть участь у підтримці периферичного опору і через нього у формуванні необхідного системного артеріального тиску; по-друге, за рахунок зміни опору забезпечують перерозподіл крові в організмі - в працюючому органі опір артеріол знижується, приплив крові до органу збільшується, але величина загального периферичного тиску залишається постійною за рахунок звуження артеріол інших судинних областей. Це забезпечує стабільний рівень системного артеріального тиску.

Лінійна швидкість кровотоку виявляється у см/с. Її можна розрахувати, знаючи кількість крові, вигнане серцем за хвилину (об'ємна швидкість кровотоку) і прощання перетину кровоносної судини.

Лінійна швидкість Vвідображає швидкість просування частинок крові вздовж судини і дорівнює об'ємній швидкості, поділеній на сумарну площу перерізу судинного русла:

Лінійна швидкість, обчислена за цією формулою є середня швидкість. Насправді ж лінійна швидкість величина непостійна, тому що відображає рух частинок крові в центрі потоку вздовж судинної осі та у судинної стінки (ламінарний рух – шаруватий: у центрі рухаються частинки – формені елементи крові, а у стінки – шар плазми). У центрі судини швидкість максимальна, а біля стінки судини вона мінімальна у зв'язку з тим, що тут особливо велике тертя частинок крові об стінку.

Зміна лінійної швидкості струму крові у різних частинах судинної системи.

Найвужче місце в судинній системі – аорта. Її діаметр становить 4 см 2(мається на увазі сумарний просвіт судин), тут мінімальний периферичний опір і найбільша лінійна швидкість - 50 см/с.

У міру розширення русла швидкість знижується. У артеріолах «неблагополучне» відношення довжини і діаметра, тому тут найбільший опір і найбільше падіння швидкості. Але за рахунок цього при вході у капілярне русло кров має найменшу швидкість, необхідну для обмінних процесів (0,3-0,5 мм/с). Цьому сприяє і чинник розширення (максимального) судинного русла лише на рівні капілярів (загальна площа їх перетину – 3200 див 2). Сумарний просвіт судинного русла є визначальним фактором у формуванні швидкості системного кровообігу .

Кров, що відтікає від органів, надходить через венули у вени. Відбувається укрупнення судин, паралельно сумарний просвіт судин зменшується. Тому лінійна швидкість кровотоку у венах знову збільшується (порівняно з капілярами). Лінійна швидкість - 10-15 см/с, а площа поперечного перерізу цієї частини судинного русла - 6-8 см2. У порожнистих венах швидкість кровотоку – 20 див/с.

Таким чином, в аорті створюється найбільша лінійна швидкість руху артеріальної крові до тканин, де при мінімальній лінійній швидкості в мікроциркуляторному руслі відбуваються всі обмінні процеси, після чого по венах з лінійною швидкістю, що збільшується, вже венозна кров надходить через «праве серце» в малий круг кровообігу, де відбуваються процес газообміну та оксигенації крові.

Механізм зміни лінійної швидкості кровотоку.

Об'єм крові, що протікає в 1 хв через аорту та порожнисті вени і через легеневу артерію або легеневі вени, однаковий. Відтік крові від серця відповідає її притоку. З цього випливає, що об'єм крові, що протікає за 1 хв через всю артеріальну систему або всі артеріоли, через усі капіляри або всю венозну систему як великого, так і малого кола кровообігу, однаковий. При постійному обсязі крові, що протікає через будь-який загальний переріз судинної системи, лінійна швидкість кровотоку не може бути постійною. Вона залежить від загальної ширини даного відділу судинного русла. Це випливає з рівняння, що виражає співвідношення лінійної та об'ємної швидкості: ЧИМ БІЛЬШ ЗАГАЛЬНА ПЛОЩА ПЕРЕЧЕННЯ СУДИН, ТИМ МЕНШЕ ЛІНІЙНА ШВИДКІСТЬ КРОВОТОКУ. У кровоносній системі найвужчим місцем є аорта. При розгалуженні артерій, незважаючи на те, що кожна гілка судини 'вже тієї, від якої вона походить, спостерігається збільшення сумарного русла, оскільки сума просвітів артеріальних гілок більша за просвіт розгалуженої артерії. Найбільше розширення русла відзначається в капілярах великого кола кровообігу: сума просвітів усіх капілярів приблизно 500-600 разів більше просвіту аорти. Відповідно до цього кров у капілярах рухається в 500-600 разів повільніше, ніж в аорті.

У венах лінійна швидкість кровотоку знову зростає, тому що при злитті вен один з одним сумарний просвіт кров'яного русла звужується. У порожнистих венах лінійна швидкість кровотоку досягає половини швидкості в аорті.

Вплив роботи серця на характер кровотоку та його швидкість.

У зв'язку з тим, що кров викидається серцем окремими порціями

1. Кровоток в артеріях має пульсуючий характер . Тому, лінійна та об'ємна швидкості безперервно змінюються: вони максимальні в аорті та легеневій артерії в момент систоли шлуночків та зменшуються під час діастоли.

2. У капілярах та венах кровотік постійний , тобто. лінійна швидкість його стала. У перетворенні пульсуючого кровотоку на постійний мають значення властивості артеріальної стінки: у серцево-судинній системі частина кінетичної енергії, що розвивається серцем під час систоли, витрачається на розтягнення аорти і великих артерій, що відходять від неї. В результаті в цих судинах утворюється еластична або компресійна камера, в яку надходить значний об'єм крові, що розтягує її. У цьому кінетична енергія, розвинена серцем, перетворюється на енергію еластичного напруги артеріальних стінок. Коли систола закінчується, розтягнуті стінки артерій прагнуть спадатися і проштовхують кров у капіляри, підтримуючи кровотік під час діастоли.

Методика дослідження лінійної та об'ємної швидкості кротоку.

1. Ультразвуковий метод дослідження - до артерії на невеликій відстані один від одного прикладають дві п'єзоелектричні пластинки, які здатні перетворювати механічні коливання в електричні та назад. Воно перетворюється на ультразвукові коливання, які передаються з кров'ю на другу платівку, сприймаються нею і перетворюються на високочастотні коливання. Визначивши, як швидко поширюються ультразвукові коливання по струму крові від першої пластинки до другої та проти струму крові у зворотному напрямку, розраховують швидкість кровотоку: чим швидше струм крові, тим швидше поширюватимуться ультразвукові коливання в одному напрямку і повільніше – у протилежному.

Оклюзійна плетизмографія (оклюзія – закупорка, затискання) – метод, що дозволяє визначити об'ємну швидкість регіонарного кровотоку. Метока полягає у реєстрації змін обсягу органу чи частини тіла, які від їх кровонаповнення, тобто. від різниці між припливом крові за артеріями та відпливом її за венами. Під час плетизмографії кінцівку або її частину поміщають у посудину, що герметично закривається, з'єднаний з манометром для вимірювання малих коливань тиску. При зміні кровонаповнення кінцівки змінюється її об'єм, що викликає збільшення чи зменшення тиску повітря чи води у посудині, куди поміщають кінцівку: тиск реєструється манометром і записується як кривої – плетизмограммы. Для визначення об'ємної швидкості кровотоку на кінці секунд стискають вени і переривають венозний відтік. Оскільки приплив крові артеріями триває, а венозного відтоку немає, збільшення обсягу кінцівки відповідає кількості припливає крові.

Розмір кровотоку в органах на 100 г маси

Фізіологія серцево-судинної системи

Виконуючи одну з головних функцій – транспортну – серцево-судинна система забезпечує ритмічний перебіг фізіологічних та біохімічних процесів в організмі людини. До тканин і органів кровоносних судин доставляються всі необхідні речовини (білки, вуглеводи, кисень, вітаміни, мінеральні солі) і відводяться продукти обміну речовин і вуглекислий газ. Крім того, зі струмом крові судинами розносяться до органів і тканин, вироблених ендокринними залозами гормональні речовини, які є специфічними регуляторами обмінних процесів, антитіла, необхідні для захисних реакцій організму проти інфекційних захворювань. Таким чином, судинна система виконує ще й регуляторну та захисну функції. У співдружності з нервовою та гуморальною системами судинна система відіграє важливу роль у забезпеченні цілісності організму.

Судинна система ділиться на кровоносну та лімфатичну. Ці системи анатомічно та функціонально тісно пов'язані, доповнюють одна одну, але між ними є певні відмінності. Кров в організмі рухається кровоносною системою. Кровоносна система складається з центрального органу кровообігу - серця, ритмічні скорочення якого дають рух крові судинами.

Судини малого кола кровообігу

Мале коло кровообігупочинається у правому шлуночку, з якого виходить легеневий стовбур, і закінчується в лівому передсерді, куди впадають легеневі вени. Мале коло кровообігу ще називають легеневим,він забезпечує газообмін між кров'ю легеневих капілярів та повітрям легеневих альвеол. До його складу входять легеневий стовбур, права та ліва легеневі артерії з їхніми гілками, судини легень, які збираються у дві праві та дві ліві легеневі вени, впадаючи в ліве передсердя.

Легеневий стовбур(truncus pulmonalis) бере початок від правого шлуночка серця, діаметр 30 мм, йде косо вгору, вліво і на рівні IV грудного хребця ділиться на праву та ліву легеневі артерії, які прямують до відповідної легені.

Права легенева артеріядіаметром 21 мм йде вправо до воріт легені, де ділиться на три пайові гілки, кожна з яких у свою чергу ділиться на сегментарні гілки.

Ліва легенева артеріякоротше і тонше за праву, проходить від біфуркації легеневого стовбура до воріт лівої легені в поперечному напрямку. На своєму шляху артерія перехрещується з головним лівим бронхом. У воротах відповідно до двох частин легені вона поділяється на дві гілки. Кожна з них розпадається на сегментарні гілки: одна - у межах верхньої частки, інша - базальна частина - своїми гілками забезпечує кров'ю сегменти нижньої частки лівої легені.

Легеневі вени.З капілярів легень починаються венули, які зливаються у більші вени і утворюють у кожній легені по дві легеневі вени: праву верхню і праву нижню легеневі вени; ліву верхню та ліву нижню легеневі вени.

Права верхня легенева веназбирає кров від верхньої та середньої частки правої легені, а права нижня - від нижньої частки правої легені. Загальна базальна вена та верхня вена нижньої частки формують праву нижню легеневу вену.

Ліва верхня легенева веназбирає кров з верхньої частки лівої легені. Вона має три гілки: верхівково-задню, передню та язичкову.

Ліва нижня легеневавена виносить кров з нижньої частки лівої легені; вона більша за верхню, складається з верхньої вени і загальної базальної вени.

Судини великого кола кровообігу

Велике коло кровообігупочинається у лівому шлуночку, звідки виходить аорта, і закінчується у правому передсерді.

Основне призначення судин великого кола кровообігу - доставка до органів та тканин кисню та харчових речовин, гормонів. Обмін речовин між кров'ю та тканинами органів відбувається на рівні капілярів, виведення з органів продуктів обміну речовин – за венозною системою.

До кровоносних судин великого кола кровообігу відносяться аорта з артеріями голови, шиї, тулуба і кінцівок, що відходять від неї, гілки цих артерій, дрібні судини органів, включаючи капіляри, дрібні і великі вени, які потім утворюють верхню і нижню порожнисті вени.

Аорта(aorta) - найбільша непарна артеріальна судина тіла людини. Вона ділиться на висхідну частину, дугу аорти та низхідну частину. Остання у свою чергу ділиться на грудну та черевну частини.

Висхідна частина аортипочинається розширенням - цибулиною, виходить із лівого шлуночка серця лише на рівні III межреберья зліва, позаду грудини йде нагору і лише на рівні II реберного хряща перетворюється на дугу аорти. Довжина висхідної аорти становить близько 6 см. Від неї відходять права і ліва вінцеві артерії, які постачають кров'ю серце.

Дуга аортипочинається від II реберного хряща, повертає вліво і назад до тіла IV грудного хребця, де проходить у низхідну частину аорти. У цьому місці знаходиться невелике звуження - перешийок аорти.Від дуги аорти відходять великі судини (плечеголовний стовбур, ліва загальна сонна та ліва підключична артерії), які забезпечують кров'ю шию, голову, верхню частину тулуба та верхні кінцівки.

Низхідна частина аорти - найбільш довга частина аорти, починається від рівня IV грудного хребця і йде до IV поперекового, де ділиться на праву та ліву клубові артерії; це місце називається біфуркацією аорти.У низхідній частині аорти розрізняють грудну та черевну аорту.

Фізіологічні особливості серцевого м'яза. До основних особливостей серцевого м'яза належать автоматія, збудливість, провідність, скоротливість, рефрактерність.

Автоматія серця - здатність до ритмічного скорочення міокарда під впливом імпульсів, що виникають у самому органі.

До складу серцевої поперечносмугастої м'язової тканини входять типові скорочувальні м'язові клітини. кардіоміоцитита атипові серцеві міоцити (пейсмекери),формують провідну систему серця, яка забезпечує автоматизм серцевих скорочень та координацію скорочувальної функції міокарда передсердь та шлуночків серця. Перший синусно-передсердний вузол провідної системи є головним центром автоматизму серця – пейсмекер першого порядку. Від цього вузла збудження поширюється на робочі клітини міокарда передсердь і по спеціальних внутрішньосерцевих провідних пучках досягає другого вузла. передсердно-шлуночкового (атріовентрикулярного), який також здатний генерувати імпульси. Цей вузол є пейсмекер другого порядку. Порушення через передсердно-шлунково-ковий вузол в нормальних умовах можливе тільки в одному напрямку. Ретроградне проведення імпульсів неможливе.

Третій рівень, який забезпечує ритмічну діяльність серця, розташований у пучку Гіса та волокнах Пуркіне.

Центри автоматики, розташовані у провідній системі шлуночків, називаються пейсмекерами третього порядку. У звичайних умовах частоту активності міокарда щирого серця в цілому визначає синусно-передсердний вузол. Він підпорядковує собі все нижчележачі освіти провідної системи, нав'язує свій ритм.

Необхідною умовою забезпечення роботи серця є анатомічна цілісність його провідної системи. Якщо в пейсмекер першого порядку збудливість не виникає або блокується його передача, роль водія ритму бере на себе пейсмекер другого порядку. Якщо передача збудливості до шлуночків неможлива, вони починають скорочуватися в ритмі пейсмекерів третього порядку. При поперечній блокаді передсердя та шлуночки скорочуються кожен у своєму ритмі, а пошкодження водіїв ритму призводить до повної зупинки серця.

Збудливість серцевого м'язавиникає під впливом електричних, хімічних, термічних та інших подразників м'яза серця, який здатний переходити в стан збудження. В основі цього явища лежить негативний електричний потенціал у початковій збудженій ділянці. Як і в будь-якій збудливій тканині, мембрана робочих клітин серця поляризована. Зовні вона заряджена позитивно, а всередині – негативно. Цей стан виникає внаслідок різної концентрації Na + і К + по обидві сторони мембрани, а також внаслідок різної проникності мембрани для цих іонів. У стані спокою через мембрану кардіоміоцитів не проникають іони Na+, а лише частково проникають іони К+. Внаслідок дифузії іони К+, виходячи із клітини, збільшують позитивний заряд на її поверхні. Внутрішня сторона мембрани стає негативною. Під впливом подразника будь-якої природи в клітину надходить Na +. У цей момент на поверхні мембрани виникає негативний електричний заряд та розвивається реверсія потенціалу. Амплітуда потенціалу дії для серцевих м'язових волокон становить близько 100 мВ та більше. Потенційний потенціал деполяризує мембрани сусідніх клітин, в них з'являються власні потенціали дії - відбувається поширення збудження по клітинах міокарда.

Потенціал дії клітини робочого міокарда в багато разів триваліший, ніж у скелетному м'язі. Під час розвитку потенціалу дії клітина не порушується чергові стимули. Ця особливість важлива функції серця як органу, оскільки міокард може відповідати лише одним потенціалом дії і одним скороченням на повторні його подразнення. Усе це створює умови ритмічного скорочення органу.

Отже відбувається поширення порушення у цілому органі. Цей процес однаковий у робочому міокарді та у водіях ритму. Можливість викликати збудження серця електричним струмом знайшла практичне застосування у медицині. Під впливом електричних імпульсів, джерелом яких є електростимулятор, серце починає збуджуватися і скорочуватися в заданому ритмі. При нанесенні електричних подразнень незалежно від величини і сили роздратування працююче серце не відповість, якщо це роздратування буде завдано в період систоли, що відповідає часу абсолютного періоду рефрактора. А в період діастоли серце відповідає новим позачерговим скороченням – екстрасистолою, після якої виникає тривала пауза, яка називається компенсаторною.

Провідність серцевого м'язаполягає в тому, що хвилі збудження проходять по її волокнах з неоднаковою швидкістю. Порушення по волокнам м'язів передсердь поширюється зі швидкістю 0,8-1,0 м/с, по волокнам м'язів шлуночків - 0,8-0,9 м/с, а спеціальної тканини серця - 2,0-4,2 м/с с. По волокнах скелетного м'яза збудження поширюється зі швидкістю 4,7-5,0 м/с.

Скоротимість серцевого м'язамає свої особливості внаслідок будови органу. Першими скорочуються м'язи передсердь, потім сосочкові м'язи та субендокардіальний шар м'язів шлуночків. Далі скорочення охоплює і внутрішній шар шлуночків, який забезпечує цим рух крові з порожнин шлуночків в аорту і легеневий стовбур.

Зміни скорочувальної сили м'яза серця, що виникають періодично, здійснюються за допомогою двох механізмів саморегуляції: гетерометричного та гомеометричного.

В основі гетерометричного механізмулежить зміна вихідних розмірів довжини волокон міокарда, що виникає при зміні припливу венозної крові: що сильніше серце розширено під час діастоли, то воно сильніше скорочується під час систоли (закон Франка-Старлінга). Пояснюється цей закон в такий спосіб. Серцеве волокно складається з двох частин: скорочувальної та еластичної. Під час порушення перша скорочується, а друга розтягується залежно від навантаження.

Гомеометричний механізмзаснований на безпосередній дії біологічно активних речовин (таких як адреналін) на метаболізм м'язових волокон, вироблення в них енергії. Адреналін і норадреналін збільшують вхід Са в клітину в момент розвитку потенціалу дії, викликаючи тим самим посилення серцевих скорочень.

Рефрактерність серцевого м'язахарактеризується різким зниженням збудливості тканин протягом її активності. Розрізняють абсолютний та відносний рефракторний період. В абсолютному рефракторному періоді, при нанесенні електричних подразнень, серце не відповість на них роздратуванням та скороченням. Період рефрактерності триває стільки, скільки триває систола. Під час відносного рефракторного періоду збудливість серцевого м'яза поступово повертається до початкового рівня. У цей період серцевий м'яз може відповісти на подразник скороченням сильнішим за пороговий. Відносний рефракторний період виявляється під час діастоли передсердь та шлуночків серця. Після фази відносної рефрактерності настає період підвищеної збудливості, який за часом збігається з діастолічним розслабленням і характеризується тим, що м'яз серця відповідає спалахом збудження та на імпульси невеликої сили.

Серцевий цикл. Серце здорової людини скорочується ритмічно у стані спокою із частотою 60-70 ударів на хвилину.

Період, який включає одне скорочення та подальше розслаблення, становить серцевий циклЧастота скорочень вище 90 ударів називається тахікардією, а нижче 60 – брадикардією. При частоті скорочення серця 70 ударів за хвилину повний цикл серцевої діяльності продовжується 0,8-0,86 с.

Скорочення серцевого м'яза називається систолою,розслаблення - діастоли.Серцевий цикл має три фази: систоли передсердь, систоли шлуночків та загальну паузу Початком кожного циклу вважається систола передсердь,тривалість якої 0,1-0,16 с. Під час систоли у передсердях підвищується тиск, що веде до викидання крові у шлуночки. Останні в цей момент розслаблені, стулки атріовентрикулярних клапанів звисають і кров вільно переходить із передсердь у шлуночки.

Після закінчення систоли передсердь починається систола шлуночківтривалістю 0,3 с. Під час систоли шлуночків передсердя вже розслаблено. Як і передсердя, обидва шлуночки – правий та лівий – скорочуються одночасно.

Систола шлуночків починається зі скорочень їх волокон, що виникло внаслідок поширення збудження по міокарду. Цей період короткий. На даний момент тиск у порожнинах шлуночків ще не підвищується. Воно починає різко зростати, коли збудливістю охоплюються всі волокна, і сягає лівому передсерді 70-90 мм рт. ст., а правому - 15-20 мм рт. ст. Внаслідок підвищення внутрішньошлуночкового тиску атріовентрикулярні клапани швидко закриваються. У цей момент напівмісячні клапани теж закриті і порожнину шлуночка залишається замкненою; обсяг крові у ньому постійний. Порушення м'язових волокон міокарда призводить до зростання тиску крові в шлуночках та збільшення в них напруги. Поява серцевого поштовху в V лівому міжребер'ї обумовлена ​​тим, що при підвищенні напруги міокарда лівий шлуночок (серця) приймає округлу форму і робить удар про внутрішню поверхню грудної клітки.

Якщо тиск крові в шлуночках перевищує тиск в аорті та легеневій артерії, напівмісячні клапани відкриваються, їх стулки притискаються до внутрішніх стінок і настає період вигнання(0,25 с). На початку періоду вигнання тиск крові в порожнині шлуночків продовжує збільшуватися та досягає приблизно 130 мм рт. ст. у лівому та 25 мм рт. ст. у правому. Внаслідок цього кров швидко витікає в аорту та легеневий стовбур, обсяг шлуночків швидко зменшується. Це фаза швидкого вигнання.Після відкриття напівмісячних клапанів викид крові з порожнини серця сповільнюється, скорочення міокарда шлуночків слабшає та настає. фаза повільного вигнання.З падінням тиску напівмісячні клапани закриваються, ускладнюючи зворотний струм крові з аорти та легеневої артерії, міокард шлуночків починає розслаблятися. Знову настає короткий період, під час якого ще закриті клапани аорти та не відкриті атріовентрикулярні. Якщо ж тиск у шлуночках буде трохи меншим, ніж у передсердях, тоді розкриваються атріовентрикулярні клапани і відбувається наповнення кров'ю шлуночків, яка знову буде викинута в черговому циклі, і настає діастола всього серця. Діастола продовжується до чергової систоли передсердь. Ця фаза називається спільною паузою(0,4 с). Потім цикл серцевої діяльності повторюється.

У статті буде розкрита вся тема нормальної фізіології серця та судин, а саме як працює серце, що змушує приводити кров у рух, а також врахуються особливості васкулярної системи. Розберемо зміни, що виникають у системі з віком, за деяких найбільш поширених серед населення патологій, а також у маленьких представників – у дітей.

Анатомія та фізіологія серцево-судинної системи – дві нерозривно пов'язані між собою науки, між якими є прямий зв'язок. Порушення анатомічних параметрів кардіоваскулярної системи беззастережно веде до змін у її роботі, звідки вже надалі випливає характерна симптоматика. Симптоми, пов'язані одним патофізіологічним механізмом, формують синдроми, а синдроми – захворювання.

Знання нормальної фізіології серця дуже важливе для лікаря будь-якої спеціальності. Не кожен має заглиблюватися у деталі роботи людського насоса, але фундаментальні знання потрібні всім.

Ознайомлення населення з особливостями роботи кардіоваскулярної системи дозволить розширити знання про серце, а також дозволить зрозуміти деякі симптоми, що виникають при залученні серцевого м'яза до патології, а також розібратися з профілактичними заходами, що дозволяють зміцнити її та запобігти виникненню безлічі патологій. Серце - як двигун автомобіля, вимагає дбайливого ставлення до себе.

Анатомічні особливості

В одній із статей докладно розглядається. В даному випадку ми торкнемося цієї теми лише побіжно для нагадування про анатомію та загального уявлення, необхідного, перш ніж торкнутися теми нормальної фізіології.

Отже, серце – порожнистий м'язовий орган, сформований чотирма камерами – двома передсердями та двома шлуночками. Крім м'язової основи в ньому є фіброзний каркас, на якому закріплений клапанний апарат, а саме стулки лівого та правого атріовентрикулярних клапанів (мітрального та трикуспідального).

У цей апарат також входять сосочкові м'язи та сухожильні хорди, що натягуються від папілярних м'язів до вільних країв стулок клапанів.

Серце складається із трьох шарів.

• ендокард- внутрішній шар, що вистилає зсередини як камери, так і сам клапанний апарат, що покриває (представлений ендотелією);
• міокард- Власне м'язова маса серця (вид тканини є специфічним тільки для серця, і не відноситься ні до поперечносмугастої, ні до гладкої мускулатури);
• епікард- Зовнішній шар, що покриває серце ззовні, і бере участь у формуванні перикардіальної сумки, в яку укладено серце.

Серце – це не лише його камери, а й його судини, які впадають у передсердя та виходять із шлуночків. Розглянемо, чим вони представлені.

Важливо! Єдино важлива інструкція, спрямована на підтримання здорового серцевого м'яза, полягає в щоденній фізичній активності людини та правильному харчуванні, що покриває всі потреби організму у нутрієнтах, вітамінах.

1. Аорта.Великий еластичний посуд, що виходить з лівого шлуночка. Поділяється на торакальний та абдомінальний відділи. У грудному відділі виділяють висхідну частину аорти і дугу, яка дає три основні гілки, що забезпечують верхню частину тіла - плечеголовний стовбур, ліва загальна сонна і ліва підключична артерії. порожнин, а також нижні кінцівки.
2. Легковий стовбур.Головна судина правого шлуночка - легенева артерія є початком малого кола кровообігу. Поділяючись на праву та ліву пульмональні артерії, а надалі три праві та дві ліві артерії, що йдуть у легені, вона відіграє основну роль у процесі оксигенації крові.
3. Порожнисті вени.Верхня та нижня порожнисті вени (англ., IVC and SVC), впадаючи у праве передсердя, закінчують, таким чином, велике коло кровообігу. Верхня збирає венозну кров, багату на продукти метаболізму тканин і вуглекислий газ з голови шиї, верхніх кінцівок і верхньої частини тулуба, а нижня, відповідно, з частин тулуба, що залишилися.
4. Легеневі вени.Чотири легеневі вени, впадаючи в ліве передсердя, і переносячи артеріальну кров, є частиною малого кола кровообігу. Оксигенована кров надалі розноситься по всіх органах та тканинах організму, живлячи їх киснем і збагачуючи поживними речовинами.
5. Коронарні артерії.Вінцеві артерії, своєю чергою є власними судинами серця. Серце, як м'язовий насос, також вимагає живлення, яке надходить з коронарних судин, що виходять з аорти, в безпосередній близькості до напівмісячних аортальних клапанів.

Важливо! Анатомія та фізіологія серця та судин – дві взаємопов'язані між собою науки.

Внутрішні секрети серцевого м'яза

Три основні шари м'язової тканини формують серце - передсердний і шлуночковий (англ., atrial and ventricular) міокард, і спеціалізовані збуджуючі та провідні м'язові волокна. Атріальний та вентрикулярний міокард скорочуються подібно до скелетного м'яза за винятком тривалості скорочень.

Збудливі та провідні волокна у свою чергу скорочуються слабо, навіть безсило за рахунок того, що у своєму складі маю лише кілька скорочувальних міофібрил.

Замість звичайних скорочень останній вид міокарда генерує електричний розряд з однаковою ритмічністю та автоматизмом, проводить його через серце, забезпечуючи збуджуючу систему, яка контролює ритмічні скорочення міокарда.

Також як і в скелетній мускулатурі, серцевий м'яз формують актинові та міозинові волокна, які під час скорочень ковзають одне відносного іншого. У чому ж різниця?

1. Іннервація.До скелетних м'язів підходять гілочки соматичної нервової системи, тоді як робота міокарда автоматизована. Звичайно, до серця підходять нервові закінчення, наприклад, гілочки блукаючого нерва, однак вони не відіграють ключової ролі в генерації потенціалу дії і подальших скорочень серця.
2. Будова.Серцева мускулатура складається з безлічі індивідуальних клітин із одним-двома ядрами, з'єднаних у паралельні тяжі між собою. Міоцити скелетного м'яза – мультиядерні.
3. Енергія.Мітохондрії – так звані «енергетичні станції» клітин у більшій кількості містяться у серцевій мускулатурі, ніж у скелетній. Для наочного прикладу – 25% всього клітинного простору кардіоміоцитів займають мітохондрії, і, навпаки, лише 2% – у клітинах скелетної м'язової тканини.
4. Тривалість скорочень.Потенціал дії скелетної мускулатури викликаний переважно раптовим відкриттям великої кількості швидких натрієвих каналів. Це призводить до устремління величезної кількості іонів натрію всередину міоцитів із позаклітинного простору. Триває цей процес всього кілька тисячних секунд, після чого канали раптово закриваються, і настає період реполяризації.
   У міокарді, своєю чергою, потенціал дії обумовлений відкриттям відразу двох типів каналів у клітинах – тих самих швидких натрієвих, і навіть повільних кальцієвих каналів. Особливість останніх у тому, що вони лише повільніше відкриваються, а й довше залишаються відкритими.

Протягом цього часу більше іонів натрію і кальцію входять у клітину, приводячи до більш тривалого періоду деполяризації, за яким слідує фаза плато в потенціалі дії. Більш детально про відмінності та подібності між міокардом та скелетною мускулатурою розказано у відео у цій статті. Обов'язково дочитайте до кінця цю статтю, щоб дізнатися, як влаштована фізіологія серцево-судинної системи.

Головний генератор імпульсу у серці

Синоатріальний вузол, що знаходиться в стінці правого передсердя поблизу гирла верхньої порожнистої вени, є основою роботи збуджуючої системи серця. Це група клітин, здатних спонтанно генерувати електричний імпульс, який надалі передається по всій системі серця, продукуючи скорочення міокарда.

Синусовий вузол здатний продукувати ритмічні імпульси, задаючи цим нормальну частоту скорочень серця – від 60 до 100 ударів на хвилину у дорослих. Його також називають природним водієм ритму.

Після синоатріального вузла імпульс поширюється волокнами від правого передсердя до лівого, після – передається на атріовентрикулярний вузол, розташований у межпредсердной перегородці. Він є «перехідним» етапом від передсердь до шлуночків.

По лівій та правій ніжці пучків Гіса електричний імпульс переходить до волокон Пуркіньє, які закінчуються у шлуночках серця.

Увага! Ціна повноцінної роботи серця залежить багато в чому від нормальної роботи його провідної системи.

Особливості проведення серцевого імпульсу:

• суттєва затримка у проведенні імпульсу від передсердь до шлуночків дозволяє першим повністю спорожніти та наповнити кров'ю шлуночки;
• скоординовані скорочення вентрикулярних кардіоміоцитів зумовлюють продукцію максимального систолічного тиску в шлуночках, завдяки чому можна виштовхнути кров у судини великого та малого кіл кровообігу;
• обов'язковий період релаксації серцевого м'яза.

Серцевий цикл

Кожен цикл ініціюється потенціалом дії, що згенерований у синоатріальному вузлі. Складається із періоду релаксації – діастоли, протягом якого шлуночки наповнюються кров'ю, після якого настає систола – період скорочення.

Загальна тривалість серцевого циклу, що включає систолу та діастолу, обернено пропорційна частоті серцевих скорочень. Так при прискоренні частоти скорочення серця значно коротшає час як релаксації, так і скорочення шлуночків. Це зумовлює неповноцінне наповнення та спустошення камер серця перед наступним скороченням.

ЕКГ та серцевий цикл

Зубці P, Q, R, S, T є електрокардіографічним записом з поверхні тіла електричного вольтажу, згенерованого серцем. Зубець Р є поширенням процесу деполяризації за передсердями, за яким відбувається їх скорочення і виштовхування крові в шлуночки в діастолічну фазу.

Комплекс QRS – графічне зображення електричної деполяризації, в результаті якої починається скорочення шлуночків, зростає тиск усередині порожнини, що сприяє виштовхуванню крові зі шлуночків у судини великого та малого кіл кровообігу. Зубець Т, своєю чергою, представляє стадію реполяризації шлуночків, коли починається розслаблення м'язових волокон.

Насосна функція серця

Близько 80% крові, що з легеневих вен в ліве передсердя і з порожнистих вен у праве – пасивно перетікає в порожнину шлуночків. 20%, що залишилися, потрапляють у шлуночки шляхом активної фази діастоли – під час скорочення передсердь.

Таким чином, первинна насосна функція передсердь збільшує ефективність насосної шлуночків приблизно на 20%. У стані спокою вимикання цієї функції передсердь не позначається на діяльності організму симптоматично, доти поки не виникає фізична активність. У такому разі нестача 20% від ударного об'єму призводить до ознак серцевої недостатності, особливо задишки.

Наприклад, при фібриляції передсердь немає повноцінних їх скорочень, лише трепетоподобное рух їх стінок. Внаслідок активної фази наповнення шлуночків також не відбувається. Патофізіологія серцево-судинної системи в даному випадку спрямована максимально на компенсацію нестачі цих 20% роботою шлуночкового апарату, проте небезпечна розвитком низки ускладнень.

Як тільки починається скорочення шлуночків, тобто настає фаза систоли, тиск у їхній порожнині різко зростає, і через різницю тисків у передсердях та шлуночках мітральний та трикуспідальний клапани закриваються, що перешкоджає у свою чергу регургітації крові у зворотному напрямку.

Вентрикулярні м'язові волокна не скорочуються одномоментно – спочатку зростає їх напруга, і лише після – скорочення міофібрил і, власне, скорочення. Зростання внутрішньопорожнинного тиску в лівому шлуночку вище 80 мм.рт.ст призводить до відкриття напівмісячних клапанів аорти.

Викид крові в судини також підрозділяється на швидку фазу, коли викидається близько 70% всього ударного об'єму крові, а також повільну фазу, з викидом 30%, що залишилися. Вікові анатомофізіологічні полягають в основному впливом коморбідних патологій, що впливають як на роботи провідної системи, так і його скорочувальної здатності.

Фізіологічні показники серцево-судинної системи включають наступні параметри:

• об'єм кінцево-діастолічний – об'єм крові, що накопичилася у шлуночку наприкінці діастоли (приблизно 120 мл);
• ударний об'єм - об'єм крові, що викидається шлуночком в одну систолу (близько 70 мл);
• кінцево-систолічний об'єм – об'єм крові, що залишається у шлуночку після закінчення систолічної фази (близько 40-50 мл);
• фракція викиду – величина, що розраховується як відношення ударного обсягу до обсягу, що залишився в шлуночку наприкінці діастоли (у нормі має бути вищим за 55%).

Важливо! Анатомічні та фізіологічні особливості серцево-судинної системи у дітей зумовлюють інші нормальні показники перерахованих вище параметрів.

Клапанний апарат

Атріовентрикулярні клапани (мітральний і тристулковий) попереджають зворотний потік крові в передсердя у фазу систоли. Те ж завдання у напівмісячних клапанів аорти та легеневої артерії, тільки вони обмежують регургітацію назад у шлуночки. Це один із найбільш яскравих прикладів, де фізіологія та анатомія серцево-судинної системи тісно пов'язані між собою.

Клапанний апарат складається із стулок, фіброзного кільця, сухожильних хорд та папілярних м'язів. Порушення роботи однієї з цих компонентів досить обмеження роботи всього апарату.

Прикладом може служити інфаркт міокарда із залученням у процес сосочкового м'яза лівого шлуночка, від якого тягнеться хорда до вільного краю мітрального клапана. Її некроз призводить до відриву стулки та розвиток гострої лівошлуночкової недостатності на тлі інфаркту.

Відкриття та закриття клапанів залежить від градієнта тиску між передсердями та шлуночками, а також шлуночками та аортою або легеневим стовбуром.

Клапани аорти та легеневого стовбура, у свою чергу, побудовані інакше. Вони мають напівмісячну форму і здатні винести більше пошкодження, ніж двостулковий і трикуспідальний клапани, за рахунок щільнішої фіброзної тканини. Це постійно високою швидкістю потоку крові через просвіт аорти і легеневої артерії.

Анатомія фізіологія та гігієна серцево-судинної системи – фундаментальні науки, якими володіє не тільки кардіолог, а й лікарі інших спеціальностей, оскільки здоров'я кардіоваскулярної системи впливає на нормальну роботу всіх органів та систем.

Маса крові переміщається по замкнутій судинній системі, що складається з великого та малого кіл кровообігу, у суворій відповідності до основних фізичних принципів, у тому числі з принципом нерозривності потоку. Відповідно до цього принципу розрив потоку при раптових травмах та пораненнях, що супроводжуються порушенням цілісності судинного русла, призводить до втрати як частини об'єму циркулюючої крові, так і великої кількості кінетичної енергії серцевого скорочення. У системі кровообігу, що нормально функціонує, згідно з принципом нерозривності потоку через будь-який поперечний переріз замкнутої судинної системи в одиницю часу переміщується один і той же об'єм крові.

Подальше вивчення функцій кровообігу як в експерименті, так і в клініці, привело до розуміння того, що кровообіг поряд з диханням належить до найбільш важливих життєзабезпечувальних систем, або до так званих «вітальних» функцій організму, припинення функціонування яких призводить до смерті протягом декількох секунд чи хвилин. Між загальним станом організму хворого та станом кровообігу існує пряма залежність, тому стан гемодинаміки є одним із визначальних критеріїв тяжкості захворювання. Розвиток будь-якого тяжкого захворювання завжди супроводжується змінами функції кровообігу, що виявляються або в його патологічній активації (напруга), або депресії тієї чи іншої ступеня вираженості (недостатність, неспроможність). Первинне поразка циркуляції притаманно шоків різної етіології.

Оцінка та підтримання адекватності гемодинаміки є найважливішим компонентом діяльності лікаря під час проведення анестезії, інтенсивної терапії та реанімації.

Система кровообігу здійснює транспортний зв'язок між органами та тканинами організму. Кровообіг виконує безліч взаємопов'язаних функцій і зумовлює інтенсивність сполучених процесів, що в свою чергу впливають на кровообіг. Всі функції, що реалізуються кровообігом, характеризуються біологічною та фізіологічною специфічністю та орієнтовані на здійснення феномену перенесення мас, клітин та молекул, що виконують захисні, пластичні, енергетичні та інформаційні завдання. У найбільш загальній формі функції кровообігу зводяться до масопереносу за судинною системою і масообміну з внутрішнім і зовнішнім середовищем. Це явище, що найбільш чітко простежується на прикладі газообміну, лежить в основі зростання, розвитку та гнучкого забезпечення різних режимів функціональної активності організму, поєднуючи його в динамічне ціле.

До основних функцій кровообігу належать:

1. Транспорт кисню з легких до тканин та вуглекислого газу з тканин до легких.

2. Доставка пластичних та енергетичних субстратів до місць їх споживання.

3. Перенесення продуктів метаболізму до органів, де відбувається їхнє подальше перетворення та екскреція.

4. Здійснення гуморального взаємозв'язку між органами та системами.

Крім цього, кров грає роль буфера між зовнішнім та внутрішнім середовищем і є найбільш активною ланкою в гідрообміні організму.

Система кровообігу утворена серцем та судинами. Вінозна кров, що відтікає від тканин, надходить у праве передсердя, а звідти - в правий шлуночок серця. При скороченні останнього кров нагнітається у легеневу артерію. Протікаючи через легені, кров піддається повної чи часткової еквілібрації з альвеолярним газом, у результаті вона віддає надлишок вуглекислого газу та насичується киснем. Система легеневих судин (легеневі артерії, капіляри та вени) утворює мале (легеневе) коло кровообігу. Артеріалізована кров з легень по легеневих венах надходить у ліве передсердя, а звідти – у лівий шлуночок. При його скороченні кров нагнітається в аорту і далі - в артерії, артеріоли і капіляри всіх органів і тканин, звідки по венула і вен відтікає в праве передсердя. Система перелічених судин утворює велике коло кровообігу.Будь-який елементарний обсяг циркулюючої крові послідовно проходить усі перелічені відділи системи кровообігу (крім порцій крові, які піддаються фізіологічному чи патологічному шунтування).

Виходячи з цілей клінічної фізіології, кровообіг доцільно розглядати як систему, що складається з наступних функціональних відділів:

1. Серце(Серцевий насос) - головний двигун циркуляції.

2. Судини-буфери,або артерії,виконують переважно пасивну транспортну функцію між насосом та системою мікроциркуляції.

3. Судини-ємності,або вени,виконують транспортну функцію повернення крові до серця. Це більш активна, ніж артерії, частина системи кровообігу, оскільки вени здатні змінювати свій обсяг у 200 разів, беручи активну участь у регуляції венозного повернення та циркулюючого об'єму крові.

4. Судини розподілу(опір) - артеріоли,регулюючі кровотік через капіляри та є головним фізіологічним засобом регіонарного розподілу серцевого викиду, а також венули.

5. Судини обміну- капіляри,що інтегрують систему кровообігу в загальний рух рідини та хімічних речовин в організмі.

6. Судини-шунти- артеріо-венозні анастомози, що регулюють периферичний опір при спазмі артеріол, що скорочує кровотік через капіляри.

Три перші відділи кровообігу (серце, судини-буфери та судини-ємності) є системою макроциркуляції, інші - утворюють систему мікроциркуляції.

Залежно від рівня тиску крові виділяють такі анатомо-функціональні фрагменти системи кровообігу:

1. Система високого тиску (від лівого шлуночка до капілярів великого кола) кровообігу.

2. Система низького тиску (від капілярів великого кола до лівого передсердя включно).

Хоча серцево-судинна система є цілісною морфофункціональною освітою, для розуміння процесів циркуляції доцільно розглядати основні аспекти діяльності серця, судинного апарату та регуляторних механізмів окремо.

Серце

Цей орган масою близько 300 г забезпечує кров'ю «ідеальної людини» масою 70 кг протягом приблизно 70 років. У спокої кожен шлуночок серця дорослої людини викидає 5 -5,5 л крові на хвилину; отже, за 70 років продуктивність обох шлуночків становить приблизно 400 млн. л, навіть якщо людина перебуває у стані спокою.

Обмінні потреби організму залежать від його функціонального стану (спокій, фізична активність, тяжкі захворювання, що супроводжуються гіперметаболічним синдромом). Під час важкого навантаження хвилинний об'єм може зростати до 25 л і більше через збільшення сили і частоти серцевих скорочень. Деякі з цих змін обумовлені нервовими та гуморальними впливами на міокард та рецепторний апарат серця, інші є фізичним наслідком впливу «розтягуючої сили» венозного повернення на скорочувальну силу волокон серцевого м'яза.

Процеси, що відбуваються в серці, умовно поділяють на електрохімічні (автоматія, збудливість, провідність) та механічні, що забезпечують скорочувальну активність міокарда.

Електрохімічна діяльність серця.Скорочення серця відбуваються внаслідок процесів збудження, що періодично виникають у серцевому м'язі. Серцевий м'яз - міокард - має низку властивостей, що забезпечують його безперервну ритмічну діяльність, - автоматією, збудливістю, провідністю та скоротливістю.

Порушення у серці виникає періодично під впливом процесів, які у ньому. Це явище отримало назву автоматії.Здатність до автоматії мають певні ділянки серця, що складаються з особливої ​​м'язової тканини. Ця специфічна мускулатура утворює в серці провідну систему, що складається з синусового (синусно-передсердного, синоатріального) вузла - головного водія ритму серця, розташованого в стінці передсердя біля усть порожнистих вен, і передсердно-шлуночкового (атріовентрикулярного) вузла, знаходячи та міжшлуночкової перегородки. Від атріовентрикулярного вузла бере початок передсердно-шлуночковий пучок (пучок Гіса), що прободає передсердно-шлуночкову перегородку і поділяється на ліву та праву ніжки, що йдуть у міжшлуночкову перегородку. В області верхівки серця ніжки передсердно-шлуночкового пучка загинаються вгору і переходять в мережу серцевих міоцитів, що проводять (волокна Пуркіньє), занурених у скорочувальний міокард шлуночків. У фізіологічних умовах клітини міокарда перебувають у стані ритмічної активності (збудження), що забезпечується ефективною роботою іонних насосів цих клітин.

Особливістю провідної системи серця є здатність кожної клітини самостійно генерувати збудження. У звичайних умовах автоматія всіх розташованих нижче ділянок провідної системи пригнічується більш частими імпульсами, що надходять із синусно-передсердного вузла. У разі ураження цього вузла (що генерує імпульси з частотою 60 - 80 ударів на хвилину) водієм ритму може стати передсердно-шлуночковий вузол, що забезпечує частоту 40 - 50 ударів на хвилину, а якщо виявляється вимкненим і цей вузол - волокна пучка Гіса (частота 30 - 40 ударів за хвилину). При виході з ладу та цього водія ритму процес збудження може виникнути у волокнах Пуркіньє з дуже рідкісним ритмом – приблизно 20/хв.

Виникнувши в синусовому вузлі, збудження поширюється на передсердя, досягаючи атріовентрикулярного вузла, де завдяки невеликій товщині м'язових волокон і особливому способу їх з'єднання виникає деяка затримка проведення збудження. Внаслідок цього збудження досягає передсердно-желу-дочкового пучка і волокон Пуркіньє лише після того, як мускулатура передсердь встигає скоротитися і перекачати кров із передсердь у шлуночки. Таким чином, атріовентрикулярна затримка забезпечує необхідну послідовність скорочень передсердь та шлуночків.

Наявність провідної системи забезпечує низку важливих фізіологічних функцій серця: 1) ритмічну генерацію імпульсів; 2) необхідну послідовність (координацію) скорочень передсердь та шлуночків; 3) синхронне залучення до процесу скорочення клітин міокарда шлуночків.

Як екстракардіальні впливи, так і фактори, що безпосередньо вражають структури серця, можуть порушувати ці сполучені процеси і призводити до розвитку різних патологій серцевого ритму.

Механічна діяльність серця.Серце нагнітає кров у судинну систему завдяки періодичному скороченню м'язових клітин, що становлять міокард передсердь та шлуночків. Скорочення міокарда викликає підвищення тиску крові та вигнання її з камер серця. Внаслідок наявності загальних шарів міокарда в обох передсердь та обох шлуночків збудження одночасно досягає їх клітин та скорочення обох передсердь, а потім і обох шлуночків здійснюється практично синхронно. Скорочення передсердь починається області усть порожнистих вен, у результаті гирла стискаються. Тому кров може рухатися через передсердно-шлуночкові клапани лише в одному напрямку – у шлуночки. У момент діастоли шлуночків клапани розкриваються і пропускають кров із передсердь у шлуночки. У лівому шлуночку знаходиться двостулковий, або мітральний клапан, у правому - тристулковий клапан. Обсяг шлуночків поступово зростає доти, доки тиск у них не перевищить тиск у передсерді та клапан не закриється. У цей момент об'єм у шлуночку є кінцевим діастолічним об'ємом. У гирлах аорти та легеневої артерії є напівмісячні клапани, що складаються з трьох пелюсток. При скороченні шлуночків кров спрямовується у бік передсердь і стулки передсердно-шлуночкових клапанів закриваються, тим часом напівмісячні клапани теж поки що залишаються закритими. Початок скорочення шлуночка при повністю закритих клапанах, що перетворюють шлуночок на тимчасово ізольовану камеру, відповідає фазі ізометричного скорочення.

Підвищення тиску в шлуночках при їх ізометричному скороченні відбувається доти, доки воно не перевищить тиск у великих судинах. Наслідком цього є вигнання крові з правого шлуночка в легеневу артерію та з лівого шлуночка в аорту. При систолі шлуночків пелюстки клапана під тиском крові притискаються до стінок судин, і вона безперешкодно виганяється зі шлуночків. Під час діастоли тиск у шлуночках стає нижчим, ніж у великих судинах, кров спрямовується з аорти та легеневої артерії у напрямку шлуночків і закриває напівмісячні клапани. Внаслідок падіння тиску в камерах серця під час діастоли, тиск у венозній системі, що приносить, починає перевищувати тиск у передсердях, куди кров притікає з вен.

Наповнення серця кров'ю обумовлено низкою причин. Перша – наявність залишку рушійної сили, викликаної скороченням серця. Середній тиск крові у венах великого кола – 7 мм рт. ст., а в порожнинах серця під час діастоли прагне нуля. Таким чином, градієнт тиску становить близько 7 мм рт. ст. Це треба враховувати під час хірургічних втручань – будь-яке випадкове здавлювання порожнистих вен може повністю припинити доступ крові до серця.

Друга причина припливу крові до серця - скорочення скелетних м'язів і при цьому здавлювання вен кінцівок і тулуба. У венах є клапани, що пропускають кров тільки в одному напрямку – до серця. Ця так звана венозна помпазабезпечує значне збільшення припливу венозної крові до серця та серцевого викиду при фізичній роботі.

Третя причина збільшення венозного повернення - присмоктувальний ефект крові грудною клітиною, яка є герметично закритою порожниною з негативним тиском. У момент вдиху ця порожнина збільшується, органи, розташовані в ній (зокрема, порожнисті вени), розтягуються, і тиск у порожнистих венах та передсердях стає негативним. Певне значення має також присмоктуюча сила шлуночків, що розслабляються подібно до гумової груші.

Під серцевим цикломрозуміють період, що складається з одного скорочення (систола) та одного розслаблення (діастола).

Скорочення серця починається із систоли передсердь, що триває 0,1 с. При цьому тиск у передсердях підвищується до 5 – 8 мм рт. ст. Систола шлуночків триває близько 0,33 с і складається з кількох фаз. Фаза асинхронного скорочення міокарда триває з початку скорочення до закриття атріовентрикулярних клапанів (0,05 з). Фаза ізометричного скорочення міокарда починається із захлопування атріовентрикулярних клапанів і закінчується відкриттям напівмісячних (0,05 с).

Період вигнання становить близько 0,25 с. За цей час частина крові, що міститься у шлуночках, виганяється у великі судини. Залишковий систолічний обсяг залежить від величини опору роботи серця та від сили його скорочення.

Під час діастоли тиск у шлуночках падає, кров з аорти та легеневої артерії спрямовується назад і закриває напівмісячні клапани, потім кров притікає до передсердя.

Особливістю кровопостачання міокарда є те, що кровотік у ньому здійснюється у фазу діастоли. У міокарді є дві системи судин. Постачання лівого шлуночка відбувається по судинах, що відходять від коронарних артерій під гострим кутом і проходять поверхнею міокарда, їх гілки постачають кров'ю 2/3 зовнішньої поверхні міокарда. Інша система судин проходить під тупим кутом, прободає всю товщу міокарда та здійснює кровопостачання 1/3 внутрішньої поверхні міокарда, розгалужуючись ендокардіально. У період діастоли кровопостачання цих судин залежить від величини внутрішньосерцевого тиску та тиску ззовні на судини. На суб-ендокардіальну мережу впливає середній диференціальний діастолічний тиск. Чим воно вище, тим гірше наповнення судин, тобто порушується коронарний кровотік. У хворих з дилатацією частіше виникають вогнища некрозу у субендокардіальному шарі, ніж інтрамурально.

Правий шлуночок теж має дві системи судин: перша проходить через усю товщу міокарда; друга утворює субендокардіальне сплетення (1/3). Судини перекривають один одного в субендокардіальному шарі, тому інфарктів у ділянці правого шлуночка практично не буває. Дилатоване серце має поганий коронарний кровотік, але споживає кисню більше, ніж нормальне.

Будова та функції серцево-судинної системи

Серцево-судинна система- фізіологічна система, що включає серце, кровоносні судини, лімфатичні судини, лімфатичні вузли, лімфу, механізми регуляції (місцеві механізми: периферичні нерви та нервові центри, зокрема судинно-руховий центр і центр регуляції діяльності серця).

Таким чином, серцево-судинна система – це сукупність 2-х підсистем: системи кровообігу та системи лімфообігу. Серце – основний компонент обох підсистем.

Кровоносні судини утворюють 2 кола кровообігу: малий та великий.

Мале коло кровообігу – 1553 р. Сервет – починається у правому шлуночку легеневим стовбуром, який несе венозну кров. Ця кров надходить у легені, де відбувається регенерація газового складу. Кінець малого кола кроообігу - у лівому передсерді чотирма легеневими венами, якими серце йде артеріальна кров.

Велике коло кровообігу - 1628 р. Гарві - починається в лівому шлуночку аортою і закінчується в правому передсерді венами: v.v.cava superior et interior. Функції серцево-судинної системи: рух крові по судині, тому кров і лімфа виконують свої функції при русі.

Чинники, що забезпечують рух крові судинами

• Основний фактор, що забезпечує рух крові судинами: робота серця як насоса.


• Допоміжні фактори:


• замкнутість серцево-судинної системи;


• різницю тиску в аорті та порожнистих венах;


• еластичність судинної стінки (перетворення пульсуючого викиду рогів із серця на безперервний кровотік);


• клапанний апарат серця та судин, що забезпечує односпрямований рух крові;


• наявність внутрішньогрудного тиску - "присмоктуюча" дія, що забезпечує венозне повернення крові до серця.


• Робота м'язів - проштовхування крові та рефлекторне збільшення активності серця та судин у результаті активації симпатичної нервової системи.


• Активність дихальної системи: чим частіше і глибше дихання, тим більше виражена дія грудної клітки, що присмоктує.

Морфологічні особливості серця. Фази діяльності серця

1. Основні морфологічні особливості серця

У людини 4-х камерне серце, але з фізіологічного погляду 6-ти камерне: додаткові камери - вушка передсердь, тому що вони скорочуються на 0,03-0,04 з раніше передсердь. За рахунок їх скорочень відбувається повне заповнення передсердь кров'ю. Розміри та маса серця пропорційні загальним розмірам тіла.

У дорослого об'єм порожнини дорівнює 05-07 л; маса серця дорівнює 0,4% маси тіла.

Стінка серця складається з 3 шарів.

Ендокард - тонкий сполучнотканинний шар, що переходить у tunica intima судин. Забезпечує незмочування стінки серця, полегшуючи внутрішньосудинну гемодинаміку.

Міокард – міокард передсердя відокремлюється від міокарда шлуночків фіброзним кільцем.

Епікард – складається з 2-х шарів – фіброзний (зовнішній) та серцевий (внутрішній). Фіброзний листок оточує серце зовні – виконує захисну функцію та оберігає серце від розтягування. Серцевий листок складається з 2-х частин:

Вісцеральний (епікард);

Парієтальний, що зростається з фіброзним листком.

Між вісцеральним та парієтальним листками є порожнина, заповнена рідиною (зменшує травми).

Значення перикарду:

Захист від механічних ушкоджень;

Захист від перетягування.

Оптимальний рівень серцевого скорочення досягається зі збільшенням довжини м'язових волокон лише на 30-40 % від вихідної величини. Забезпечує оптимальний рівень роботи клітин синсатріального вузла. При перерозтягуванні серця порушується процес генерації нервових імпульсів. Опора для великих судин (перешкоджає спаду порожнистих вен).

Фази діяльності серця та робота клапанного апарату серця у різних фазах серцевого циклу

Весь серцевий цикл триває 08-086 с.

Дві основні фази серцевого циклу:

Систола – викид крові з порожнин серця внаслідок скорочення;

Діастола - розслаблення відпочинок та харчування міокарда, наповнення порожнин кров'ю.

Ці основні фази поділяються на:

Систола передсердь – 0,1 с – кров надходить у шлуночки;

Діастола передсердь – 0,7 с;

Систола шлуночків - 0,3 с - кров надходить в аорту та легеневий стовбур;

Діастола шлуночків – 0,5 с;

Загальна пауза серця – 0,4 с. Шлуночки та передсердя у діастолі. Серце відпочиває, харчується, передсердя наповнюються кров'ю та на 2/3 напонляються шлуночки.

Серцевий цикл починається у систолі передсердя. Систола шлуночка починається одночасне діастоли передсердь.

Цикл роботи шлуночків (Шово та Морелі (1861 р.)) – складається з систоли та діастоли шлуночків.

Систола шлуночків: період скорочення та період вигнання.

Період скорочення здійснюється у 2 фази:

1) асинхронне скорочення (0,04 с) – нерівномірне скорочення шлуночків. Скорочення м'язи міжшлуночкової перегородки та папілярних м'язів. Ця фаза закінчується повним закриттям атріовентрикулярного клапана.

2) фаза ізометричного скорочення – починається з моменту закриття атріовентрикулярного клапана та протікає при закритті всіх клапанів. Т. до. кров несжимаема, в цю фазу довжина м'язових волокон не змінюється, а збільшується їхня напруга. В результаті збільшується тиск у шлуночках. У результаті – відкриття напівмісячних клапанів.

Період вигнання (0,25 с) – складається з 2-х фаз:

1) фаза швидкого вигнання (0,12 с);

2) фаза повільного вигнання (0,13 с);

Основний фактор – різниця тисків, яка сприяє викиду крові. У цей час відбувається ізотонічне скорочення міокарда.

Діастола шлуночків.

Складається із наступних фаз.

Протодіастолічний період – інтервал часу від закінчення систоли до закриття напівмісячних клапанів (0,04 с). Кров рахунок різниця тиску повертається в шлуночки, але наповнюючи кишеньки напівмісячних клапанів закриває їх.

Фаза ізометричного розслаблення (0,25 с) здійснюється при повністю закритих клапанах. Довжина м'язового волокна стала, змінюється їх напруга і тиск у шлуночках зменшується. В результаті відкриваються атріовентрикулярні клапани.

Фаза наповнення здійснюється в загальну паузу серця. Спочатку швидке наповнення, потім повільне – серце наповнюється на 2/3.

Пресистола – наповнення шлуночків кров'ю за рахунок системи передсердь (на 1/3 об'єму). За рахунок зміни тиску в різних порожнинах серця забезпечується різниця тиску з обох боків клапанів, що забезпечує роботу клапанного апарату серця.