Различают 2 вида регуляции: нервную и гуморальную.
Нервная регуляция чрезвычайно сложна и замечательно продумана. Симпатическая нервная система ускоряет сокращения сердца , увеличивает силу, повышает возбудимость миокарда и усиливает проводимость по нему импульса, а парасимпатическая - урежает, уменьшает, снижает, ослабляет.
Самый первый и элементарный уровень регуляции – внутрисердечный . Отростки нейронов, залегающие в толще сердечной стенки, образуют внутрисердечные сплетения, окончаниями которых «нашпигован» каждый кубический миллиметр ткани. Существуют даже...внутрисердечные рефлексы с собственными чувствительными, вставочными и двигательными нейронами. Именно на этом уровне решаются два важнейших условия нормальной работы сердца. Первое, открытое немцем О. Франком и англичанином Е.Старлингом. получило название «Закона сердца» и заключается в том, что сила сокращения волокон миокарда прямо пропорциональна величине их растяжения. Это значит, что чем больше к сердцу за диастолу притечет крови, тем сильнее оно сократится, чем больший ее объем растягивает сердечные камеры. Тем активнее, напряженнее будет их систола. Второй уровень регуляции – эффект Анрепа – обеспечивает усиление сердечного сокращения в ответ на повышение периферического сопротивления сосудов, иначе говоря, на скачок артериального давления. Т.е. и в том и в другом случае сердце ведет себя адекватно гемодинамической нагрузке. Это первый уровень нервной регуляции. Второй – спинной мозг. Здесь заложены двигательные (эфферентный или центробежные) нейроны, аксонами своими иннервирующие сердце
Третий уровень – продолговатый мозг. Из него берет начало главный парасимпатический нерв – блуждающий с его " минусовыми " влияниями на сердце. Во-вторых, в нем заложен симпатический по природе сосудодвигательный центр. Одна часть которого (прессорная зона) стимулирует симпатическое действие нейронов спинного мозга, а другая (депрессорная) – подавляет его.
Продолговатый мозг курируется четвертым уровнем – ядрами гипоталамуса . На этом этапе осуществляется нечто очень важное: координация сердечной деятельности с другими процессами жизнедеятельности.
Пятым уровнем регуляции является кора больших полушарий , но при ее удалении сбоев в работе сердца не происходит. Вот тебе и наивысшее звено!
Гуморальная регуляция связана с влиянием некоторых веществ, таких как гормоны , электролиты, растворенные газы, гормон стресса адреналин. Такие гормоны как глюкагон, тироксин, глюкокортикоиды , ангиотензин, серотонин, соли кальция вызывают учащение и усиление сердцебиений, а также сужение сосудов. Напротив. Ацетилхолин, ионы калия, недостаток кислорода, закисление внутренней среды приводят к снижению сократимости миокарда, а простагландины , брадикинин, гистамин, АТФ имеют обратный эффект.
Упрощенно схему нервной регуляции функционирования сердца можно представить так: кора больших полушарий - гипоталамические ядра – сосудодвигательный центр и ядра блуждающего нерва в продолговатом мозге – спинной мозг – внутрисердечные сплетения. Благодаря такой системе сердце испытывает безусловнорефлекторные симпатические и парасимпатические. А также условнорефлекторные влияния. Посредством гормонов, электролитов и т.д. осуществляется гуморальная регуляция сердечной деятельности.

Сердечный цикл. Наше сердце постоянно в работе. Ученые подсчитали, что за сутки оно расходует количество энергии, достаточное для поднятия груза в 900 кг на высоту 14 м. А ведь оно работает непрерывно 70-80 лет и более! В чем же секрет его неутомимости?

Во многом это объясняется особенностями работы сердца. Она состоит в последовательном сокращении и расслаблении с короткими промежутками для отдыха. В одном сердечном цикле можно выделить три фазы. Во время первой фазы, которая у взрослого человека длится 0,1с. сокращаются предсердия, а желудочки находятся в расслабленном состоянии. За ней следует вторая фаза (она более продолжительная - 0.3 с): желудочки сокращаются, а предсердия расслаблены. После этого наступает третья, заключительная фаза - пауза, во время которой происходит общее расслабление сердца. Ее продолжительность 0,4 с. Весь сердечный цикл занимает 0,8 с. Вы видите, что в течение одного сердечного цикла предсердия тратят на работу примерно 12,5% времени сердечного цикла, а желудочки - 37,5%. Остальное время, а это 50%, сердце отдыхает. В этом секрет долголетия сердца, удивительной его работоспособности. Небольшие промежутки отдыха, следующие за каждым сокращением, дают возможность сердечной мышце отдохнуть и восстановить силы.

Еще одна причина высокой работоспособности сердца - обильное его кровоснабжение: в состоянии покоя в него подается 250-300 см 3 крови в минуту, а при тяжелой физической работе - до 2 тыс. см 3 .

Регуляция работы сердца. Сердце сокращается (работает) на протяжении всей жизни человека - во время работы, отдыха, сна. Обычно мы не думаем о нем, оно сокращается помимо нашего сознания. Мы не можем управлять функциями сердца. В сердечной мышце есть особые клетки, в которых возникает возбуждение. Оно передается предсердиям и желудочкам, вызывая их ритмические сокращения. Эти клетки, их отростки и образованные ими узлы образуют проводящую систему сердца. Самопроизвольные сокращения сердца называют автоматией сердца.

Но сердце работает не всегда одинаково. При волнении, физической работе, занятиях спортом частота сердечных сокращений увеличивается, а во время сна - уменьшается.

Регулирует работу сердца вегетативная нервная система. К сердцу подходят парасимпатические и симпатические спинномозговые нервы. По парасимпатическим нервам поступают импульсы, замедляющие и ослабляющие сокращения сердца, а по симпатическим - учащающие и усиливающие их. Все изменения в работе сердца носят рефлекторный характер.

Но не только нервная система влияет на работу сердца. На нее влияют и некоторые гормоны надпочечников. Например, адреналин усиливает частоту сердцебиения.

• Сердечный ритм меняется с возрастом. У новорожденного частота сердечных сокращений достигает 125 ударов в минуту. К трем годам сердечный ритм снижается до 100 ударов, к 5 годам - до 90 ударов и, наконец, к 16 годам - до 75 ударов в минуту. Тренированные сердца спортсменов отличаются повышенным выбросом крови, и поэтому в спокойном состоянии они бьются реже, чем у нетренированных людей. Например, у бегунов на короткие дистанции (спринтеров) частота сердечных сокращений в покое составляет 66 ударов в минуту, а у марафонцев и вовсе - 44 удара в минуту.

• В течение жизни человека сердце, не останавливаясь ни на мгновение, совершает колоссальную работу. За день сердце человека сокращается не менее 100 тыс. раз. Если прожить 70 лет, то за эти годы сердце сократится 3 млрд раз! И ведь это без «ремонта, замены частей, смазки» и т. п. Назовите какой-либо механизм, созданный человеком, который способен так же работать! А ведь сердце не работает вхолостую. Оно качает кровь: через него проходит 700 литров крови за час, а за 70 лет - 175 млн литров! Чтобы так интенсивно трудиться, сердечная мышца должна получать с кровью много кислорода и питательных веществ.

Проверьте свои знания

1. В чем причины огромной трудоспособности сердца?
2. Какие фазы можно выделить в работе сердца?
3. Что происходит с предсердиями и желудочками в первую фазу?
4. В какую фазу желудочки сокращаются, а предсердия расслаблены?
5. Сколько времени длится пауза?
6. Сколько процентов времени в сердечном цикле сердце отдыхает?
7. В чем суть автоматизма сердца?
8. Как регулируется работа сердца?

Подумайте

Какое значение для работоспособности сердца имеет его обильное кровоснабжение?

В одном сердечном цикле выделяют три фазы: сокращение предсердий, сокращение желудочков и общее расслабление сердца. Ритмичность работы (чередование работы и отдыха) и обильное кровоснабжение обеспечивают высокую работоспособность сердца.

Как работает сердце
Сердце перекачивает кровь по всему организму, насыщая клетки кислородом и питательными веществами. в нем сходятся вены и артерии, и оно непрерывно действует как насос - за одно сокращение оно выталкивает в сосуды 60-75 мл крови (до 130 мл). Нормальный пульс в спокойном состоянии - 60-80 ударов в минуту, причем у женщин сердце бьется на 6-8 ударов в минуту чаще, чем у мужчин. При тяжелой физической нагрузке пульс может ускоряться до 200 и более ударов в минуту. За сутки сердце сокращается около 100 000 раз, перекачивая от 6000 до 7500 литров крови или 30-37 полных ванн емкостью 200 литров.
Пульс образуется при выталкивании крови из левого желудочка в аорту и в виде волны распространяется по артериям со скоростью 11 м/с, то есть 40 км/ч.

Кровь движется в сердце по восьмерке: из вен притекает в правое предсердие, затем правый желудочек выталкивает ее в легкие, где она насыщается кислородом и через легочные вены возвращается в левое предсердие. Затем в левый желудочек и из него через аорту и ответвляющиеся от нее артериальные сосуды разносится по всему телу.
Отдав кислород, кровь собирается в полые вены, а через них - в правое предсердие и правый желудочек. Оттуда через легочную артерию кровь попадает в легкие, где вновь обогащается кислородом.

Сердце образовано из разновидности поперечно-полосатой мышцы - миокарда, покрытого снаружи серозной двухслойной оболочкой: слой, прилегающий к мышце, - эпикард; и внешний слой, прикрепляющий сердце к соседним структурам, но позволяющий ему сокращаться, - перикард.

Мышечная перегородка делит сердце продольно на левую и правую половины. Клапаны разделяют каждую половину на две камеры: верхнюю (предсердие) и нижнюю (желудочек). Таким образом, сердце, как четырехкамерный мышечный насос, состоит из четырех камер, разделенных попарно волокнистыми клапанами, которые позволяют крови проходить только в одном направлении. В эти камеры входит и из них выходит ряд кровеносных сосудов, по которым кровь совершает кругооборот.
Четыре сердечные камеры, выстланные слоем эластичной ткани - эндокардом, - образуют два предсердия и дважелудочка. Левое предсердие сообщается с левым желудочком с помощью митрального клапана, а правое предсердие сообщается с правым желудочком при помощи трехстворчатого клапана.
В правое предсердие впадают две полые вены, а в левое - четыре легочные вены. От правого желудочка отходит легочная артерия, а от левого - аорта. Поступление крови в сердце идет постоянно и беспрепятственно, в то время как выход крови из желудочков в артерии регулируется полулунными клапанами, которые открываются лишь тогда, когда кровь в желудочке достигает определенного давления.

Сердце работает в двух типах движений: систолическом, или движении сокращения, и диастолическом, или движении расслабления. Сокращение, регулируемое вегетативной нервной системой, не поддается произвольному контролю, так как перекачивание и циркуляция крови в организме должны быть непрерывными.

Сердечный цикл (cycluscardiacus) - обычно называют ударом - совокупность электрофизиологических, биохимических и биофизических процессов, происходящих в сердце на протяжении одного сокращения.
Цикл деятельности сердца складывается из трех фаз:
1. Систола предсердий и диастола желудочков. При сокращении предсердий митральный и трехстворчатый клапаны открываются, и кровь поступает в желудочки.
2. Систола желудочков. Желудочки сокращаются, вызывая повышение кровяного давления. Полулунные клапаны аорты и легочной артерии открываются, и происходит опорожнение желудков через артерии.
3. Общая диастола. После опорожнения желудочки расслабляются, и сердце остается в фазе покоя до тех пор, пока кровь, заполняющая предсердие, не надавит на атриовентрикулярные клапаны.

Нервно гуморальная регуляция работы сердца играет подчиненную роль, так как сдвиги в обмене веществ вызываются посредством нервной системы. Сдвиги содержания различных веществ в крови, в свою очередь, оказывают влияние на рефлекторную регуляцию сердечнососудистой системы.

Модель нервно-гуморального управления строится по принципу двухслойной нейронной сети. Роль формальных нейронов первого слоя в нашей модели играют рецепторы. Второй слой состоит из одного формального нейрона - сердечного центра. Его входными сигналами являются выходные сигналы рецепторов. По единственному аксону формального нейрона второго слоя передается выходная величина нервно-гуморального фактора

1нервная регуляция осуществляется за счёт вегетативной нервной
системы (парасимпатическая система замедляет и ослабляет
сокращение сердца, а симпатическая усиливает и учащает
сокращение сердца) ;
2) гуморальная регуляция осуществляется через кровь: адреналин,
соли кальция усиливают и учащают сердечные сокращения, а
соли калия оказывают противоположное действие;
3) нервная и эндокринная системы обеспечивают саморегуляцию
всех физиологических процессов в организме

Большой (системный) круг кровообращения

Начинается из левого желудочка, выбрасывающего во время систолы кровь в аорту. От аорты отходят многочисленные артерии, в результате кровоток распределяется согласно сегментарному строению по сосудистым сетям, обеспечивая подачу кислорода и питательных веществ всем органам и тканям. Дальнейшее деление артерий происходит на артериолы и капилляры. Через тонкие стенки капилляров артериальная кровь отдаёт клеткам тела питательные вещества и кислород, а забирает от них углекислый газ и продукты метаболизма, попадает в венулы, становясь венозной. Венулы собираются ввены. К правому предсердию подходят две полые вены: верхняя и нижняя, которыми заканчивается большой круг кровообращения. Время прохождения крови по большому кругу кровообращения составляет 23-27 секунд. Функции Кровоснабжение всех органов организма человека, в том числе лёгких.

Малый (лёгочный) круг кровообращения

Начинается в правом желудочке, выбрасывающем венозную кровь в лёгочный ствол. Лёгочный ствол делится на правую и левую лёгочные артерии. Лёгочные артерии ветвятся на долевые, сегментарные и субсегментарные артерии. Субсегментарные артерии делятся на артериолы, распадающиеся на капилляры. Отток крови идет по венам, которые собираются в обратном порядке и в количестве четырёх штук впадают в левое предсердие, где заканчивается малый круг кровообращения. Кругооборот крови в малом круге кровообращения происходит за 4-5 секунд.

Малый круг кровообращения впервые был описан Мигелем Серветом в XVI веке в книге «Восстановление христианства.

Основная задача малого круга - газообмен в лёгочных альвеолах и теплоотдача.

· по артериям кровь идет по направлению от сердца, кровь артериальная содержит кислород, она ярко-алого цвета;

· по венам она идет по направлению к сердцу, кровь венозная содержит углекислый газ, у нее насыщенный темный цвет.

Движение крови по сосудам (гемодинамика)
Движение крови по сосудам обусловлено градиентом давления в артериях и венах. Оно подчинено законам гидродинамики и определяется двумя силами: давлением, влияющим на движение крови, и сопротивлением, которое она испытывает при трении о стенки сосудов.

Силой, создающей давление в сосудистой системе, является работа сердца, его сократительная способность. Сопротивление кровотоку зависит прежде всего от диаметра сосудов, их длины и тонуса, а также от объема циркулирующей крови и ее вязкости. Приуменьшении диаметра сосуда в два раза сопротивление в нем возрастает в 16 раз. Сопротивление кровотоку в артериолах в 106 раз превышает сопротивление ему в аорте.

Различают объемную и линейную скорости движения крови.

Объемной скоростью кровотока называют количество крови, которое протекает за 1 минуту через всю кровеносную систему. Эта величина соответствует МОК и измеряется в миллилитрах в 1 мин. Как общая, так и местная объемные скорости кровотока непостоянны и существенно меняются при физических нагрузках (табл. 1).

Линейной скоростью кровотока называют скорость движения частиц крови вдоль сосудов. Эта величина, измеренная в сантиметрах в 1 с, прямо пропорциональна объемной скорости кровотока, и обратно пропорциональна площади сечения кровеносного русла. Линейная скорость неодинакова: она больше в центре сосуда и меньше около его стенок, выше в аорте и крупных артериях и ниже в венах. Самая низкая скорость кровотока в капиллярах, общая площадь сечения которых в 600-800 раз больше площади сечения аорты. О средней линейной скорости кровотока можно судить по времени полного кругооборота крови. В состоянии покоя оно составляет 21 -23 с, при тяжелой работе снижается до 8-10 с.

При каждом сокращении сердца кровь выбрасывается в артерии под большим давлением. Вследствие сопротивления кровеносных сосудов ее передвижению в них создается давление, которое называют кровяным давлением. Величина его неодинакова в разных отделах сосудистого русла. Наибольшее давление в аорте и крупных артериях. В мелких артериях, артериолах, капиллярах и венах оно постепенно снижается; в полых венах давление крови меньше атмосферного.

Артериальная под давлением идет сверху вниз

А венозная снизу вверх за счет сокращения стенок сосуда

Движению крови по венам способствует ряд факторов:

Работа сердца;

Клапанный аппарат вен;

Сокращение скелетных мышц;

Присасывающая функция грудной клетки.

Скорость тока крови в периферических венах составляет 5-14 см/с, полых венах -20 см/с.

Давление крови создается за счет сокращения желудочков сердца, под действием этого давления кровь течет по сосудам. Энергия давления расходуется на трение крови о саму себя и стенки сосудов, так что по ходу кровяного русла давление постоянно уменьшается:

в дуге аорты систолическое давление составляет 140 мм рт. ст. (это самое высокое давление в кровеносной системе),

в плечевой артерии – 120,

в капиллярах 30,

в полых венах -10 (ниже атмосферного).

Скорость крови зависит от общего просвета сосуда: чем больше общий просвет, тем ниже скорость.

Самое узкое место кровеносной системы – аорта, ее просвет составляет 8 кв. см, поэтому здесь самая высокая скорость крови – 0,5 м/с.

Общий просвет всех капилляров в 1000 раз больше, поэтому скорость крови в них в 1000 раз меньше – 0,5 мм/с.

Общий просвет полых вен – 15 кв. см, скорость – 0,25 м/с.

Давление крови зависит от близости к месту выброса крови из желудочка в сердце
ад-120(систолическое)/80(диалистолическое) ртст

сердечно-сосудистая система тренированного человека

Вес и объем сердца человека, привыкшего к систематическим физическим нагрузкам, на 50-70 % больше. Это повышает его регуляторные возможности.

Ударный объем крови на 40-50 % больше, что снижает частоту работы кровеносной системы.

Частота биения его сердца в покое на 20-50 % меньше. Соответственно, и артериальное давление в среднем на 20 % ниже.

Объем крови в питании сердца (коронарный поток) увеличивается на 50-80 %. Риск инфаркта резко сокращается.

Сосуды человека, привыкшего к постоянным физическим нагрузкам, отличаются эластичностью.

Большое количество капилляров способствует лучшему кровообращению. Современная медицина признает факт участия мышц и капилляров в перекачке крови, называя их «вторым сердцем».

Параметры сердечно-сосудистой системы человека, любящего физические нагрузки, указывают на экономную ее работу и адекватное перераспределение крови по организму.

Сигаретный дым содержит миллионы свободных радикалов - агрессивных молекул, разрушающих клетки наших кровеносных сосудов и других органов, и уско-ряющих биологическую коррозию. Свободные радикалы из сигаретного дыма через легкие попадают в кровоток и спо-собны повредить стенки сосудов на всем их протяжении в 60 000 миль (около 100 000 км). Это объясняет, почему у большинства курящих людей наблю- дается атеросклероз не только в коронарных артериях, но и в артериях и капиллярах конечностей (периферийный атеро- склероз), что вызывает нарушения циркуляции крови в ногах или ступнях.

Во время физического или эмоционального стресса организм синтезирует большие количества гормона стресса – адрена-лина. Для каждой синтезируемой молекулы адреналина организм расходует одну молекулу витамина С в качестве катализатора. В стрессовых ситуациях, таким образом, повыша-ется потребность в витамине С. Долговременный физический или эмоциональный стресс может привести к серьезному истощению запасов витамина С в организме. Если витамин С не поступает в достаточных количествах с пищей, то это приводит к повреждению сосудистых стенок и развитию атеросклероза.

Общепризнанно, что никотин и оксид углерода влияют на функции сердечно-сосудистой системы и вызывают изменения обмена веществ, повышения артериального давления, частоты пульса, потребления кислорода, содержания в плазме катехоламинов и карбоксигемоглобина, атерогенеза и пр. Все это способствует развитию и ускорении появления заболеваний сердечно-сосудистой системы Важную роль в развитии поражения сердечно - сосудистой системы при курении играет оксид углерода, который вдыхается в виде газа с табачным дымом. Оксид углерода способствует развитию атеросклероза, влияет на мышечную ткань (частичный или тотальный некроз), на функцию сердца у больных стенокардией, включая негативное изотропное действие на миокард

Важное значение имеет тот факт, что у курильщиков повышен уровень холестерина в крови по сравнению с некурящими, что вызывает закупорку коронарных сосудов.

К органам дыхания относятся: носовая полость, глотка.гортань, трахея, бронхи и легкие.

В верхних дыхательных путях воздух согревается, очищается от различных частиц и увлажняется. В альвеолах легких происходит газообмен.

Полость носа выстлана слизистой оболочкой, в которой выделяют две, отличающиеся по строению и функциям, части: дыхательную и обонятельную.

Дыхательная часть покрыта ресничным эпителием, выделяющим слизь. Слизь увлажняет вдыхаемый воздух, обволакивает твердые частички. Слизистая оболочка согревает воздух, так как она обильно снабжается кровеносными сосудами. Три носовые раковины увеличивают общую поверхность полости носа. Под раковинами находятся нижний, средний и верхний носовые ходы.

Воздух из носовых ходов поступает через хоаны в носовую, а затем в ротовую часть глотки и в гортань.

Гортань выполняет две функции - дыхательную и образование голоса. Сложность ее строения связана с образованием голоса. Гортань расположена на уровне IV-VI шейных позвонков и соединяется связками с подъязычной костью. Образована гортань хрящами. Снаружи (у мужчин это особенно заметно) выступает «кадык», «адамово яблоко» - щитовидный хрящ. В основании гортани находится перстневидный хрящ, который соединяется суставами с щитовидным и двумячерпаловидными хрящами. От черпал овидных хрящей отходит хрящевой голосовой отросток. Вход в гортань прикрыт эластичным хрящевым надгортанником, прикрепленным к щитовидному хрящу и подъязычной кости связками.

Между черпаловидными и внутренней поверхностью щитовидного хряща находятся голосовые связки, состоящие из эластических волокон соединительной ткани. Звук возникает в результате колебания голосовых связок. Гортань принимает участие только в образовании звука. В членораздельной речи принимают участие губы, язык, мягкое небо, околоносовые пазухи. Гортань изменяется с возрастом. Ее рост и функция связаны с развитием половых желез. Размеры гортани у мальчиков в период полового созревания увеличиваются. Голос меняется (мутирует).

Из гортани воздух поступает в трахею.

Трахея - трубка, длиной 10-11 см, состоящая из 16-20 хрящевых, не замкнутых сзади колец. Кольца соединены связками. Задняя стенка трахеи образована плотной волокнистой соединительной тканью. Пищевой комок, проходящий по пищеводу, прилегающему к задней стенке трахеи, не испытывает сопротивления с ее стороны.

Трахея делится на два упругих главных бронха. Правый бронх короче и шире левого. Главные бронхи ветвятся на более

мелкие бронхи - бронхиолы. Бронхи и бронхиолы выстланы реснитчатым эпителием. В бронхиолах есть секреторные клетки, которые продуцируют ферменты, расщепляющие сурфактант - секрет, способствующий поддержанию поверхностного натяжения альвеол, препятствующий их спадению при выдохе. Он также обладает бактерицидным действием.

Легкие, парные органы, расположенные в грудной полости. Правое легкое состоит из трех долей, левое из двух. Доли легкого в определенной степени - анатомически изолированные участки с вентилирующим их бронхом и собственными сосудами и нервами.

Функциональной единицей легкого является ацинус - система разветвлений одной концевой бронхиолы. Эта бронхиола делится на 14-16 дыхательных бронхиол, образующих до 1500 альвеолярных ходов, несущих на себе до 20 ООО альвеол. Легочная долька состоит из 16-18 ацинусов. Из долек слагаются сегменты, из сегментов - доли, из долей - легкое.

Снаружи легкое покрыто внутренним листком плевры. Ее наружный листок (пристеночная плевра) выстилает грудную полость и образует мешок, в котором находится легкое. Между наружным и внутренним листками находится плевральная полость, заполненная небольшим количеством жидкости, облегчающей движения легких при дыхании. Давление в плевральной полости меньше атмосферного и составляет около 751 мм рт. ст.

При вдохе грудная полость расширяется, диафрагма опускается, легкие растягиваются. При выдохе объем грудной полости уменьшается, диафрагма расслабляется и поднимается. В дыхательных движениях участвуют наружные межреберные мышцы, мышцы диафрагмы, внутренние межреберные мышцы. При усиленном дыхании участвуют все мышцы груди, поднимающие ребра и грудину, мышцы брюшной стенки.

Газообмен в легких и тканях происходит путем диффузии газов из одной среды в другую. Парциальное давление кислорода в атмосферном воздухе выше, чем в альвеолярном, и он диффундирует в альвеолы. Из альвеол по тем же причинам кислород проникает в венозную кровь, насыщая ее, а из крови - в ткани.

У детей раннего возраста ребра имеют малый изгиб и занимают почти горизонтальное положение. Верхние ребра и весь плечевой пояс расположены высоко, межреберные мышцы слабые. Поэтому у новорожденных преобладает диафрагмальное дыхание с незначительным участием межреберных мышц. Такой тип дыхания сохраняется до второй половины первого года жизни. По мере развития межреберных мышц и роста ребенка грудная клетка опускается вниз и ребра принимают косое положение. Дыхание грудных детей теперь становится грудобрюшным с преобладанием диафрагмального.

В возрасте от 3 до 7 лет в связи с развитием плечевого пояса начинает преобладать грудной тип дыхания, и к 7 годам он становится выраженным.

В 7–8 лет начинаются половые отличия в типе дыхания: у мальчиков преобладающим становится брюшной тип дыхания, у девочек – грудной. Заканчивается половая дифференцировка дыхания к 14–17 годам.

Своеобразие строения грудной клетки и малая выносливость дыхательных мышц делают дыхательные движения у детей менее глубокими и частыми.

Глубина дыхания характеризуется объемом воздуха, поступающим в легкие за один вдох, – дыхательным воздухом. Дыхание новорожденного частое и поверхностное, при этом его частота подвержена значительным колебания. У детей школьного возраста происходит дальнейшее урежение дыхания.

Цель урока: углубить и обобщить знания о строении сердца, причинах неутомимости сердца; стадиях сердечного цикла; особенности регуляции работы сердца.

Задачи:

• образовательная: рассмотреть строение сердца, познакомить с автоматией сердца, регуляцией его работы;
• воспитательная: продолжить работу по формированию биологического языка через систему понятий: эндокард, миокард, эпикард;
• развивающая: продолжить формирование самостоятельной формулировки выводов, а также постановки вопросов для решения проблем.

Оборудование: таблицы «Строение сердца», «Работа сердца»; модель «Сердце».

Тип урока: Урок усвоения новых знаний с использованием технологии проблемного обучения.

План урока

1. Организационный момент
2. Актуализация знаний
3. Изучение нового материала
4. Закрепление
5. Домашнее задание

Ход урока

I. Организационный момент

II. Актуализация знаний

Все вы неоднократно слышали такие образные выражения как «Камень на сердце», «Найти дорогу к сердцу», «От чистого сердца», «Положа руку на сердце», «Сердце тоскует» и др. А задумывались ли вы когда-нибудь, что из себя представляет сердце, как оно выглядит и сколько весит?

Сердце – самый мощный в мире мотор. В течение жизни человека сердце совершает от 2 до 3 миллиардов сокращений! Полученной при этом силы достаточно, чтобы поднять поезд на высочайшую гору Европы.

Сегодня мы посвятим урок именно этому жизненно важному органу. Рассмотрим его строение и попытаемся разобраться, как оно работает.

III. Изучение нового материала

1. Строение сердца

Вопрос: Ребята, где располагается сердце?

Слово «сердце» происходит от слова «середина». Сердце находится между правым и левым легкими и лишь слегка смещено в левую сторону. Верхушка сердца направлена вниз, вперед и немного влево, поэтому удары сердца максимально ощущаются слева от грудины.

Ребята, для того чтобы представить размеры своего сердца, сожмите руку в кулак. Размеры вашего сердца примерно равны размерам вашего кулака.

Несмотря на свой небольшой вес, сердце человека является самой важной мышцей в организме человека. Оно может биться более чем 100 000 раз в день и перекачивать более 760 литров крови через 60 000 сосудов.

Сердце не случайно называют полым мускульным мешком. Наружный слой стенки сердца – эпикард – состоит из соединительной ткани. Средний – миокард – мощный мышечный слой. Внутренний слой – эндокард – состоит из эпителиальной ткани. Сердце имеет те же слои, что и сосуды.

Сердце находится в соединительнотканном «мешке» , который называется околосердечной сумкой. Она неплотно прилегает к сердцу и не мешает ему работать. Кроме того, внутренние стенки околосердечной сумки выделяют жидкость, которая снижает трение сердца о стенки сердечной сумки.

Сердце человека состоит из четырёх камер: правое предсердие, правый желудочек, левое предсердие, левый желудочек. Правая половина сердца получает кровь с меньшим содержанием кислорода, которая идёт по венам. Сердце выталкивает эту кровь через лёгочную артерию в лёгкие, где она может вновь насыщаться кислородом. Левая половина сердца получает от лёгких эту насыщенную кислородом кровь. И затем сердце через аорту выталкивает кровь, которая распространяется по всему организму с помощью сложной системы артерий и капилляров.

Циркулируя по всему организму, кровь через капилляры даёт тканям кислород и питательные вещества, а уносит углекислый газ и другие продукты обмена. По венам кровь с углекислым газом вновь поступает в правые отделы сердца, и цикл начинается снова.

Вопрос: Вы наверняка заметили, что стенки желудочков значительно толще стенок предсердий, с чем это связано?

Мышечная стенка желудочков значительно толще стенки предсердий. Это объясняется тем, что желудочки выполняют большую работу по перекачиванию крови по сравнению с предсердиями. Особенной толщиной отличается мышечная стенка левого желудочка, который сокращаясь, проталкивает кровь по сосудам большого круга кровообращения.

Вопрос: Почему кровь движется только в одном направлении?

В сердце есть 4 клапана. Каждый клапан – это как дверь, которая пропускает кровь только в одном определённом направлении. Клапан состоит из двух-трёх лоскутов ткани, которые называются створками. Створки открываются, чтобы пропустить кровь через клапан и закрываются, чтобы она не прошла назад. Открытие и закрытие клапанов контролируется уровнем давления в каждом из отделов сердца.

Правый клапан сердца расположен между правым предсердием и правым желудочком сердца. Он состоит из трех «парусов» – створок сердечного клапана, поэтому и называется трехстворчатым клапаном сердца .

Левый клапан сердца находится между левым предсердием и левым желудочком сердца. Он состоит лишь из двух подобных створок, напоминающих в закрытом положении митру – головной убор епископа, отсюда и название этого весьма важного, испытывающего сильную нагрузку клапана – митральный .

Клапан легочной артерия (пульмональный ; пульмо – легкое) расположен на выходе большой артерии из правого сердца, по которой кровь с малым содержанием кислорода поступает в легкие. Он состоит из трех кармашков, торчащих в кровеносном сосуде наподобие ракушек, либо наподобие перевернутого раскрытого зонтика. Также как зонтик на ветру, эти полулунные клапаны сдерживают поток крови, идущий из легких в правое сердце.

Аортальный клапан также состоит из трех кармашков. Он находится непосредственно на выходе аорты из сердца или на корне аорты.

2. Сердечный цикл

Наше сердце работает круглосуточно, всю жизнь. Проталкивая около 5 литров крови в минуту, оно обеспечивает кислородом каждую клетку в организме. Мы с вами узнали, что сердце – это мышечный орган, а любая мышца, сокращаясь, постепенно утомляется, и ей необходим отдых, чтобы восстановить работоспособность.

Возникает проблемный вопрос: Почему сердце может сокращаться в течение всей жизни без заметного утомления? Когда оно отдыхает?

Учащиеся самостоятельно читают текст учебника на с. 130-131 и находят ответ на поставленный вопрос. Заполняют таблицу «Сердечный цикл».

Вопрос: Какой можно сделать вывод?

Учащиеся делают вывод: в особенностях сердечного цикла (сокращение, расслабление, пауза) заключена способность сохранения рабочей активности сердца в течении жизни. Интервала в 0,4 с. достаточно для полного восстановления работоспособности сердца.

3. Автоматизм сердца

Вопрос: А что способствует чередованию ритма?

Биение сердца, которое является ритмом, регулируется электрическими импульсами, которые генерируются самой сердечной мышцей. Эти импульсы заставляют сердце сокращаться.

Способность сердца ритмически сокращаться без внешних раздражителей под влиянием импульсов, возникающих в нём самом, называется автоматизмом сердца .

4. Регуляция сердца

Мы уже говорили, что сердце обладает автоматизмом – сокращается под влиянием раздражений, возникающих в нём самом. Благодаря этому последовательность работы камер сердца сохраняется при любых условиях. Но под влиянием внешних и внутренних причин интенсивность работы сердца может изменяться.

Ребята, наверняка, каждый из вас обращал внимание на то, как сильно бьется сердце, когда волнуешься, или чего-то испугался. В голове сразу всплывают образные выражения «сердце бешено бьётся», «сердце в пятки убежало» и др.

Проблемный вопрос: Что происходит с сердцем? Почему оно ведет себя по-разному?

Вопрос: Для того чтобы ответить на этот вопрос, давай вспомним, какие способы регуляции мы изучили? (Нервная и гуморальная регуляция.)

Нервная и гуморальная регуляция оказывают влияние и на работу сердца. Изменение частоты и силы сердечных сокращений происходит под влиянием импульсов центральной нервной системы и поступающих с кровью биологически активных веществ.

Учитель записывает схему на доске, а ребята в тетрадях:

Регуляция работы сердца

Вывод урока:(делают учащиеся)

Сердце – полый четырёхкамерный мышечный орган, который обеспечивает непрерывный ток крови по сосудам. Ритмичность работы сердца, чередование работы и отдыха, его обильное кровоснабжение, интенсивный обмен веществ и автоматизм обеспечивают его неутомимость и отличную работоспособность.

IV. Закрепление знаний (решение логических задач).

Впервые изолированное сердце человека оживил спустя 20 часов после смерти пациента в 1902 г. российский физиолог А.А. Кулябко (1866-1930). Сердце находилось в специальной

установке. К аорте подключили шланг, через который А.А. Кулябко пропускал питательный раствор, обогащенный кислородом и содержащий адреналин.

Логические задачи.

1. Попал ли этот раствор в левый желудочек? (Не попал, ибо закрылись полулунные клапаны, а раствор проник в венечную артерию, питающую сердце.)

2. Для чего в питательный раствор был включен адреналин? (Адреналин раздражает проводящую систему сердца, он заставил ее работать.)

3. Почему сердце стало ритмически сокращаться? (Сердце обладает автоматизмом, и когда под влиянием адреналина нервно-мышечные структуры сердца ожили, они обеспечили нормальный порядок сокращений.)

V. Домашнее задание:

с. 130 – 131; ответы на вопросы с. 132 – 133; решить задачу: Известно, что сердце человека сокращается в среднем 70 раз в 1 мин, при каждом сокращении выбрасывая около 150 см3 крови. Какой объем крови перекачивает ваше сердце за время шести уроков в школе?

Литература:

1. Биология: Человек. А.С. Батцев и др. – М.: Дрофа. – 240с.
2. Биология: Человек. Д.В. Колесов и др. – М.: Дрофа. – 336с.
3. Биология: Человек. Н.И. Сонин, М.Р. Сапин. – М.: Дрофа. – 272с.

?
2. Каковы функции сердечной сумки?
3. Как работают клапаны сердца?
4. Из чего слагается сердечный цикл?
5. Как регуляция со стороны центральной нервной
6. системы сочетается с автоматизмом сердечной
7. деятельности?

Положение сердца в грудной полости.

Слово «сердце» происходит от слова «середина». Сердце находится в середине между правым и левым легкими и лишь слегка смещено в левую сторону. Верхушка сердца направлена вниз, вперед и немного влево, поэтому удары сердца максимально ощущаются слева от грудины.

Размеры сердца человека примерно равны размерам его кулака. Сердце не случайно называют полым мускульным мешком. Наружный слой стенки сердца состоит из соединительной ткани. Средний - миокард - мощный мышечный слой. Внутренний слой состоит из эпителиальной ткани. Сердце имеет те же слои, что и сосуды.

Сердце находится в соединительнотканном «мешке», который называется околосердечной сумкой. Она неплотно прилегает к сердцу и не мешает ему работать . Кроме того, внутренние стенки околосердечной сумки выделяют жидкость, которая снижает трение сердца о стенки сердечной сумки. Сердце человека разделено сплошной перегородкой на левую и правую части. Каждая из них состоит из предсердия и желудочка. Между ними находится по створчатому клапану. Сухожильные нити, прикрепленные к сосочковым мышцам , связывают клапаны с дном желудочков и не дают им вывернуться в сторону предсердий (рис. 53, Г). При сокращении желудочков створчатые клапаны закрываются, и кровь в предсердия попасть не может. Из левого желудочка кровь поступает в аорту, из правого желудочка - в легочную артерию. Между желудочками и этими артериями имеются полулунные клапаны. Они препятствуют возвращению крови из артерий в желудочки. Поэтому кровь движется только в одном направлении.

Особенности сердечной мышцы.

Сердечная мышца, как и скелетная, состоит из поперечнополосатых мышечных волокон. В стенке сердца имеются особые мышечные волокна, способные самовозбуждаться. Скелетная мышца может сокращаться лишь в ответ на приходящий нервный импульс, а сердечная мышца сокращается под влиянием импульсов, возникающих в ней самой. Способность органа работать без сигнальных раздражений извне называется автоматизмом. Сердечная мышца тоже обладает этой способностью.

Сердце ритмически сокращается и расслабляется. При сокращении кровь выталкивается из камеры, при расслаблении заполняет ее (рис. 54).

1. Сердечный цикл начинается с сокращения предсердий. При этом кровь через открытые створчатые клапаны проталкивается в желудочки сердца. Сокращение предсердий начинается с места впадения в него вен, поэтому устья их сжаты и попасть назад в вены кровь не может.

2. Вслед за предсердиями сокращаются желудочки. Створчатые клапаны, отделяющие предсердия от желудочков, поднимаются, захлопываются и препятствуют возврату крови в предсердия. Удерживающие их нити и сосочковые мышцы напряжены. Благодаря этому кровь не может попасть в предсердия. Под ее напором открываются полулунные клапаны на границе между желудочками и выносящими сосудами, и кровь направляется из левого желудочка в аорту (большой круг кровообращения ), а из правого желудочка в легочные артерии (малый круг кровообращения).

3. Пауза. После окончания сокращения желудочков артерии растягиваются под напором вытолкнутой крови, а полулунные клапаны захлопываются, и кровь устремляется по артериям. Попасть обратно в желудочки сердца кровотоку не дают полулунные клапаны. Во время паузы сердечные камеры заполняются кровью. Створчатые клапаны открыты. Из вен кровь попадает в предсердия и частично стекает в желудочки. Когда начнется новый цикл, оставшаяся в предсердиях кровь будет вытолкнута в желудочки - цикл повторится. Сердечный цикл имеет определенную продолжительность: 0,1 с сокращаются предсердия; 0,3 с сокращаются желудочки и 0,4 с длится пауза. Когда сердце учащает свою работу, пауза становится короче.

Регуляция сердечных сокращений.

Мы уже говорили, что сердце обладает автоматизмом - сокращается под влиянием раздражений, возникающих в нем самом. Благодаря этому последовательность работы камер сердца сохраняется при любых условиях. Но под влиянием внешних и внутренних причин интенсивность работы сердца может изменяться. Изменение частоты и силы сердечных сокращений происходит под влиянием импульсов центральной нервной системы и поступающих с кровью биологически активных веществ. Но последовательность фаз сердечного цикла при этом не меняется.

От центральной нервной системы к сердцу подходят два нерва: парасимпатический, (блуждающий) и симпатический. Блуждающий нерв замедляет работу сердца, а симпатический ее ускоряет. На интенсивность работы сердца влияют гормоны и другие органические и минеральные вещества. Так, ион К+ замедляет и ослабляет сердечную деятельность, а ион Са+ + ее ускоряет и усиливает, как гормон надпочечников (адреналин).
В организме работа сердца всегда находится под регулирующим влиянием центральной нервной системы и гуморальных факторов. Физическая работа, эмоциональное состояние, умственное напряжение сказываются на работе сердца.

Околосердечная сумка, створчатые клапаны, сосочковые мышцы, полулунные клапаны, автоматизм, сердечный цикл, фазы сердечного цикла; сокращение предсердий, желудочков, пауза; симпатический и блуждающий нервы, адреналин.

1. 1. Где находится сердце? Каковы его размеры?
2. Из каких слоев состоит стенка сердца?
3. Почему стенка левого желудочка более мощная, чем правого желудочка? Почему стенки предсердий тоньше стенок желудочков?
4. Что происходит в каждой фазе сердечного цикла?
5. Что такое автоматизм сердца и как он сочетается с нервной и гуморальной регуляцией?

Прокомментируйте следующие факты, ответьте на вопросы.

А. Впервые сердце человека было оживлено спустя 20 ч после смерти пациента в 1902 г. русским ученым Алексеем Александровичем Кулябко (1866-1930). Ученый направил питательный раствор, обогащенный кислородом и содержащий адреналин, в сердце через аорту.

1. Мог ли раствор попасть в левый желудочек?
2. Куда он мог проникнуть, если известно, что вход в венечную артерию находится в стенке аорты и во время выброса крови прикрывается полу лунными клапанами?
3. Почему помимо питательных веществ и кислорода в раствор был включен адреналин?
4. Какая особенность сердечной мышцы позволила оживить сердце вне организма?

Б. Впервые вывел пациента из состояния клинической смерти советский военный врач Владимир Александрович Неговский, который применил переливание крови пациенту в аорту, против естественного тока крови. На чем был основан этот прием?

Колосов Д. В. Маш Р. Д., Беляев И. Н. Биология 8 класс
Отправлено читателями с интернет-сайта