Урок биологии в 8 классе.

Тема: Работа сердца, ее регуляция.

Цель : систематизировать знания о строении сердца; сформировать понятие о сердечном цикле и автоматизме работы сердца; раскрыть особенности регуляции сердечных сокращений, активизировать познавательную деятельность учащихся путем решения проблемных вопросов; воспитание добра, чуткого, взаимного уважения к окружающим.

Оборудование: таблица «Работа сердца», компьютер, мультимедиа, схема «Регуляция работы сердца».

Ход урока:

Актуализация знаний

Продолжаем знакомиться с органами кровообращения. Давайте вспомним, что мы уже знаем:

А) Блиц - опрос

Система кровообращения состоит из … (сердца и сосудов)

Сосуды бывают трех типов: … (артерии, вены и капилляры)

Сосуды, которые несут кровь от сердца, называются … (артерии)

Самая крупная артерия называется … (аорта), располагается в … круге кровообращения.

Сосуды, которые несут кровь к сердцу, называются … (вены)

Сосуды, в которых происходит газообмен, называются … (капилляры)

В каких сосудах самые толстые стенки? (артерии)

В каких сосудах есть полулунные клапаны? (вены)

Сколько кругов кровообращения в организме человека? Какие?

Как называется кровь алого цвета, насыщенная кислородом? (артериальная)

Как называется кровь бордового цвета, насыщенная углекислым газом? (венозная)

Всегда ли по артериям течет артериальная кровь?

Когда по венам течет артериальная кровь?

Какова последовательность движения крови по кругам кровообращения? (желудочек – артерия – капилляр – вена – предсердие)

Где располагается сердце? Чем защищено?

Каков его размер? Форма?

(отрывок стихотворения Э.Межелайтиса “Сердце”)

Что такое сердце?

Камень твердый?
Яблоко с багрово – красной кожей?
Может быть, меж ребер и аортой,
Бьется шар, на шар земной похожий?
Так или иначе, все земное
Умещается в его пределы,
Потому что нет ему покоя,
До всего есть дело.

Много произведений посвящено “сердцу”:

М. Горький – “смелое сердце Данко”.

Вильгем Гауф – “Холодное сердце”.

Какими только эпитетами не награждено сердце в литературных произведениях: горячее и холодное, бескорыстное и жадное, умное и глупое, отзывчивое, доброе и жестокое, смелое, гордое и злое, каменное, чуткое и щедрое, открытое и черствое, глухое, черное сердце и золотое, раненое, разбитое, сердце матери и сердце друга.

Какое же оно - сердце?

Б) работа с рисунком «Строение сердца» - р/т с. 82 упр.124

( Самопроверка: 1 – вены, 2 – аорта, 3 – легочная артерия, 4 – легочные вены, 5- левое предсердие, 6 – створчатые клапаны, 7 – левый желудочек, 8 – правый желудочек, 9 – полулунные клапаны,10 – правое предсердие)

Мотивационный этап

Какую работу совершает сердце, статическую или динамическую?

При какой работе быстрее развивается утомление? За какой период времени?

Почему, выполняя статическую? работу сердце может работать в среднем 70-80 лет?

Сердце способно ритмически сокращаться и в покое за сутки сокращается 100 000 раз, при этом расходует столько энергии, которой хватило бы, чтобы поднять груз в 900 кг на высоту 14 м.

(Дополнительно - с.152)

Формирование нового знания

Так почему же сердц обладает такой работоспособностью?

Функция работоспособности падает на саму сердечную мышцу.

Каково ее строение? (ткань - с. 37 рис.; с. 38 текст, вверху)

Стенка сердца имеет три слоя:

*эпикард – наружный серозный слой, покрывает сердце (срастается с перикардом);

*миокард – средний мышечный слой, образованный поперечнополосатой сердечной мышцей (каждое мышечное волокно содержит 1-2 ядра, множество митохондрий);

*эндокард – внутренний слой (из эпителия).

Чтобы мышца длительно и активно работала, она систематически должна получать питание, как это происходит? (внутрисердечный круг кровообращения). В околосердечной сумке содержится серозная жидкость, увлажняющая сердце и уменьшающая трение при его сокращениях.

(нервные узлы – с. 151 рис.)

В нервных узлах сердца возникает возбуждение, которое передается во все камеры сердца, сначала в предсердия, затем в желудочки, следовательно сокращаются последовательно.

Способность сердца ритмически сокращаться, под влиянием импульсов, возникающих в самой сердечной мышце, называется автоматией сердца.

Если перерезать нервы и кровеносные сосуды, удалить сердце из организм, то некоторое время сердце будет ритмично сокращаться;

Изолированное сердце лягушки «гоняет» 6% раствор поваренной соли;

Сердце человека можно оживить, если пропустить через него раствор Рингера (температура тела, глюкоза с кислородом);

Опыт оживления изолированного сердца впервые в 1903 г. провел русский ученый А.А.Кулябко (сердце ребенка после 20 часов смерти, умершего от воспаления легких).

Так возникает - сердечный цикл -70-75 раз в минуту

Фазы сердечного цикла:

Сокращение предсердий (0,1 сек) – кровь в желудочки

Сокращение желудочков (0,3 сек) – кровь выбрасывается в аорту и легочную артерию

Пауза общее расслабление (0,4 сек)

Период, охватывающий 1 сокращение и расслабление сердца, называется сердечным циклом.

Сокращение - систола

Расслабление – диастола

Просмотр видеофрагментов

Таким образом, один сердечный цикл длиться – 0,8 секунды.

Так какую работу выполняет сердце статическую или динамическую?

Сколько времени сердце отдыхает? (половину жизни человека)

Регуляция работы сердца

Всегда ли сердце работает одинаково? Приведите примеры.

Не зря когда изображают любовь - рисуют сердце. Почему сердце – символ любви выглядит по-другому. Это изображение символа целующихся лебедей.

(работа со схемами «Регуляция работы сердца»)

Нервная регуляция – с.56 учебника

Гуморальная регуляция – с.47 учебника

Просмотр видеофрагментов 343, 344, 348, 346 электронного приложения.

Применение новых знаний

А) Выполнение лабораторной работы - 345 видеофрагмент

Б) Выполнение тестов 349 «Фазы сердечного цикла», 350 «Тесты с пропущенными терминами»

Итог урока. Рефлексия

Проанализируйте нужны ли знания, изученные сегодня вам в будущей жизни? Зачем?

Среди многочисленных факторов окружающей среды очень плохо влияют на сердце никотин и алкоголь.

Отрицательно влияют на сердце не только эти вещества, но больно ранят сердце грубые слова, зло, несправедливость. И как положительно сказывается на сердце доброе слово, улыбка, хорошее настроение, чуткое внимательное отношение, т.е. положительные эмоции.
Сердце – это особенный орган. Во все века оно было в почете у поэтов, сколько стихов и песен сложено о нем. И уж совсем на особом пьедестале находится сердце матери – безгранично доброе и любящее, всепрощяющее, как в стихотворении Дмитрия Кедрина “Сердце”.

Девчину пытает казак у плетня:
“Когда ж ты, Оксана, полюбишь меня?
Я саблей добуду для крали своей
И светлых цехинов, и звонких рублей!”

Девчина в ответ, заплетая косу:
“Про то мне ворожка гадала в лесу.
Пророчит она: мне полюбится тот,
Кто матери сердца мне в дар принесет,

Не надо цехинов, не надо рублей,
Дай сердце мне матери старой твоей.
Я пепел его настою на хмелю,
Настоя напьюсь – и тебя полюблю!”

Казак с того дня замолчал, захмурел,
Борща не хлебал, саламаты не ел.
Клинком разрубил он у матери грудь
И с ношей заветной отправился в путь:

Он сердце ее на цветном рушнике
Коханой приносит в косматой руке.
В пути у него помутилось в глазах,
Всходя на крылечко, споткнулся казак.

И матери сердце, упав на порог,
Спросило его: “Не ушибся, сынок?”

После таких слов хочется всех призвать беречь свое сердце, сердца друг друга, чутко относиться к окружающим, щадить сердца от излишней нагрузки, беречь друг друга.

Д/з

Именно этот орган является незаменимым и важным для человеческого организма. Именно при его полноценной работе происходит обеспечение постоянной и полноценной деятельности всех органов, систем, клеток. Сердце подает к ним питательные вещества и кислород, гарантирует очистку организма от веществ, образующихся в результате обмена веществ.

В некоторых ситуациях нарушается регуляция работы сердца. Рассмотрим вопросы, связанные с осуществлением деятельности главного органа человеческого организма.

Особенности функционирования

Как осуществляется регуляция работы сердца и кровеносных сосудов? Данный орган является сложным насосом. В его составе есть четыре различных отдела, называемых камерами. Два именуют левым и правым предсердиями, а два называют желудочками. Сверху располагаются довольно тонкостенные предсердия, основная масса сердца распределена на мышечные желудочки.

Регуляция работы сердца связана с перекачиванием крови при ритмичных сокращениях и расслаблениями мышц этого органа. Время сокращения называют систолами, промежуток, соответствующий расслаблениям, называют диастолами.

Кровообращение

Сначала осуществляется сокращение предсердий в систолу, потом функционируют предсердия. Венозная кровь собирается по организму, поступает в правое предсердие. Здесь жидкость выталкивается, проходит в правый желудочек. Участок будет нагнетать кровь, направляя ее в Именно так именуют сосудистую сеть, пронизывающую легкие. На данном этапе происходит газообмен. Кислород воздуха поступает в кровь, насыщает ее, из крови выделяется углекислый газ. Обогащенная кислородом кровь направляется к левому предсердию, затем она поступает внутрь левого желудочка. Именно эта часть сердца является самой сильной и крупной. В ее обязанности входит выталкивание крови через аорту в большой круг кровообращения. Она поступает по организму, выводя из него углекислый газ.

Особенности функционирования сосудов и сердца

Регуляция работы сердца и сосудов связана с электрической системой. Именно она обеспечивает ритмичное биение сердца, его периодичное сокращение, расслабление. Поверхность этого органа покрыта многочисленными волокнами, способными генерировать, передавать разные электрические импульсы.

Сигналы зарождаются внутри синусового узла, называемого «водителем ритма». Данный участок находится на поверхности правого основного предсердия. Вырабатываясь в нем, сигнал проходит через предсердия, являясь причиной сокращений. Затем импульс подразделяется на желудочки, создавая ритмичное сокращение волокон мышц.

Колебания сокращений сердечной мышцы составляют у взрослого человека диапазон от шестидесяти до восьмидесяти сокращений за минуту. Именно их и называют сердечным импульсом. Для фиксации активности электрической системы сердца периодически проводят электрокардиограммы. С помощью таких исследований можно увидеть формирование импульса, а также его передвижение по сердцу, выявить нарушения в подобных процессах.

Нервно-гуморальная регуляция работы сердца связана с внешними и внутренними факторами. Например, учащенные сердцебиения наблюдаются при серьезном эмоциональном напряжении. В процессе работы происходит регулировка гормона адреналина. Именно он способен увеличивать частоту сердечных сокращений. работы сердца позволяет выявлять различные проблемы с нормальным сердцебиением, своевременно их устранять.

Нарушения в работе

Медицинские работники под такими сбоями подразумевают разнообразные нарушения полноценного сокращения ритма сердца. Подобные проблемы могут быть вызваны разнообразными факторами. Например, регуляция работы сердца происходит при электролитических и эндокринных недугах, вегетативных заболеваниях. Кроме того, проблемы появляются и при интоксикации некоторыми медикаментами.

Распространенные виды нарушений

Нервная регуляция работы сердца связана с сокращениями мышцы. Синусная тахикардия вызывает учащения сокращений сердца. Кроме того, возможны такие ситуации, при которых количество сокращений сердца уменьшается. Такое заболевание в медицине называют синусовой брадикардией. Среди опасных нарушений, связанных с деятельностью сердца, отметим параксизамальную тахикардию. При ее наличии происходит внезапный рост количества биений сердца до ста в минуту. Пациента необходимо поместить в горизонтальном положение, срочно вызвать врача.

Регуляция работы сердца связана с мерцательной аритмией, экстрасистолией. Любые нарушения в нормальном сердечном ритме должны стать сигналом для обращения к кардиологу.

Автоматика функционирования

В состоянии покоя сердечная мышца сокращается за одни сутки примерно сто тысяч раз. Оно за этот временной промежуток перекачивает порядка десяти тонн крови. Сократительная обеспечивается сердечной мышцей. Она относится к поперечнополосатой мышце, то есть имеет специфическое строение. В ней присутствуют определенные клетки, в которых появляется возбуждение, оно передается на стенки мышц желудочков и предсердий. Сокращения отделов сердца происходят поэтапно. Сначала осуществляется сокращение предсердий, потом желудочков.

Автоматией называют способность сердца сокращаться ритмично под воздействием импульсов. Именно эта функция гарантирует независимость между нервной системой и функционированием сердца.

Цикличность работы

Зная, что среднее количество сокращений в минуту составляет 75 раз, можно вычислить продолжительность одного сокращения. В среднем оно длится около 0,8 секунды. Полный цикл состоит из трех фаз:

• в течение 0,1 секунды осуществляется сокращение обоих предсердий;
• 0,3 секунды длится сокращение левого и правого желудочков;
• около 0,4 секунды идет общее расслабление.

Расслабление желудочков происходит примерно за 0,4 секунды, для предсердий такой временной промежуток составляет 0,7 секунды. Этого времени вполне достаточно для того, чтобы в полной мере восстановить работоспособность мышцы.

Факторы, влияющие на работу сердца

Сила и частота сердечных сокращений связаны с внешней и внутренней средой человеческого организма. При резком увеличении количества сокращений наблюдается выработка сосудистой системой огромного количества крови за единицу времени. При уменьшении силы и частоты сердцебиений снижается выброс крови. В обоих случаях возникает изменение снабжения кровью человеческого организма, что негативно отражается на его состоянии.

Регулировка работы сердца осуществляется рефлекторно, в ней участвует автономная нервная система. Импульсы, которые приходят к сердцу по парасимпатическим нервным клеткам, будут замедлять, ослаблять сокращения. Усиление и учащение сердцебиений обеспечивается симпатическими нервами.

Гуморальная работа «человеческого мотора» связана с функционированием биологически активных веществ и ферментов. К примеру, адреналин (гормон надпочечников), соединения кальция способствуют учащению и усилению сердечных сокращений.

Соли калия, напротив, способствуют снижению числа сокращений. Для приспособления сердечно-сосудистой системы к внешним условиям применяют гуморальные факторы и функционирование нервной системы.

Во время выполнения физической работы наблюдается поступление импульсов от рецепторов сухожилий и мышц в центральную нервную систему, регулирующую работу сердца. В итоге наблюдается усиление притока к сердцу импульсов по симпатическим нервам, в кровь выбрасывается адреналин. Из-за роста числа сердечных сокращений организм нуждается в дополнительном количестве питательных веществ и кислороде.

Движение крови в организме называют кровообращением. К орга­нам кровообращения относятся сердце и кровеносные сосуды, поэто­му и система называется сердечно-сосудистой.

Строение сердца. Сердце - полый мышечный орган, расположен­ный в левой части грудной полости (рис. 96). Его стенка состоит из трех слоев. Снаружи сердце покрыто околосердечной сумкой , состоя­щей из плотной соединительной ткани. Это перикард. Он защищает сердце и уменьшает его трение во время сокращений путем выделе­ния особой жидкости-смазки. Средний слой стенки сердца наиболее толстый. Он состоит из поперечнополосатой мышечной ткани. Это сердечная мышца , м и о к а р д. Внутренний слой - эндокард- состоит из особых тонких и плоских клеток эпителиальной ткани.

Масса сердца взрослого человека - примерно 300 г (рис. 97). Сплош­ной вертикальной перегородкой оно делится на правую и левую час­ти, которые не сообщаются между собой (рис. 98). Левая половина сер­дца качает кровь, богатую кислородом. Правая половина - наполнен­ную углекислым газом. Артериальная и венозная кровь, благодаря перегородке, не смешиваются. Каждая из частей делится поперечной перегородкой на два отдела - камеры: предсердие и желудочек. Таким образом, сердце у человека четырехкамерное. Оно состоит из двух пред­сердий и двух желудочков. Верхние отделы сердца - правое и левое предсердия, нижние отделы - правый и левый желудочки.

Разделение предсердий и желудочков обеспечивают створчатые клапаны (правый трехстворчатый и левый двухстворчатый, или мит ралышй). Клапаны прикреплены к стенкам желудочков сухожиль­ными нитями. Они открываются только в одну сторону в сторону

Рис. 96. Грудная полость: I - сердце; 2 ребра;

3 - диафрагма

Рис. 97. Строение сердца (внешний вил):

I - дуга аорты; 2 - легочная артерия; 3 - левое предсердие; / - венечные, или коронарные, сосуды; 5 - левый желудо­чек; 6 - правый желудочек; 7 - нижняя полая вена; 8 - правое предсердие;9 - верхняя полая вена

желудочков. Мышцы предсердий более тонкие, так как они только проталкивают кровь, пришедшую к ним по венам, в желудочки серд­ца. А мышечные стенки желудочков (особенно левого) толстые, так как кровь из них выталкивается с большой силой, чтобы достичь даже самых удаленных участков организма. При сокращении предсердий створчатые клапаны открываются в сторону желудочков, и кровь попадает из предсердий в желудочки. При сокращении желудочков под давлением крови створки этих клапанов приподнимаются и закрываются, кровь из желудочков выгоняется в сосуды (артерии). Натяжение сухожильных нитей препятствует выворачиванию

клапанов в сторону предсердий. Створчатые клапаны сердца спо­собствуют току крови только в одном направлении.

Между сердцем и сосудами имеются полулунные клапаны. Они пре­пятствуют обратному току крови. Таким образом, кровь течет из пред­сердий в желудочки, из желудочков - в артерии.

Работа сердца состоит из ритмично чередующихся сердечных циклов. Каждый цикл состоит из 3 фаз: сокращение предсердий (0,1 с); сокращение желудочков (0,3 с); общее расслабление сердца (0,4 с).

То есть, один цикл сокращения длится меньше секунды, при­мерно 0,8 с. Fi норме сердце сокращается 70-75 раз в минуту. При нагрузке сердечные сокращения учащаются до 200 уд/мин.

Способность сердца сокращаться без устали в течение всей жизни связана с наличием фазы расслабления - паузы. В отличие от скелет­ных мышц в сердечной мышце мышечные волокна расположены не раздельно, а соединены между собой и образуют как бы сеть. Особые эпителиальные плоские клетки внутреннего слоя оболочки сердца выстилают и внутреннюю поверхность стенок кровеносных и лим­фатических сосудов. Эти клетки препятствуют свертыванию крови внутри сосуда и уменьшают трение крови о сердце и сосуды.

Еще одной особенностью сердечной мышцы является ее независи­мость от нервных импульсов. Сердце ритмично сокращается иод вли­янием импульсов, возникающих в нем самом. Это явление называет­ся автоматной сердца. Автоматия сердца обусловлена специфиче­скими (особыми) мышечными клетками, в которых возникают им­пульсы. Частота сердечных сокращений зависит от возраста. Сердце годовалого ребенка сокращается 120-150 раз в минуту, с 1 года до 5 лет 100 раз, у взрослого человека - 60-80 |>аз.

Регуляция работы сердца осуществляется нервным и гуморальным путями. Нервная регуляция работы сердца обеспечивается нервными центрами, расположенными в продолговатом исшошом мозге. Импуль­сы, ослабляющие работу" сердца, передаются по парасимпатическим нервам, а усиливающие его работу по симпатическим нервам. Гумо­ральная регуляция осуществляется с помощью гормонов (через кровь и лимфу-). Гормон надпочечников адреналин вызывает учащение сокра­щений сердца. Подобно адреналину" действует и гормон щитовидной железы тироксин. Тормозит работу сердца вещество ацетилхолин.

О Кровообращение, око.юсердечная сумка (перикард), миокард, зндо ка/х), предсердие, желудочек. ство/)чатые клапаны, полулунные кла- паны, (/хиа расслабления (пауза). автоматия сердца, ацетилхолин.

1. Что понимают под кровообращением? Какие органы относятся к системе кровообращения?

2. Сколько камер в сердце? Назовите их. Какие из них и почему луч­ше развиты?

3. Как регулируется работа сердца?

1. Из каких слоев состоит сердце? Какими тканями они образованы?

2. Каковы особенности перегородок, делящих сердце вертикально и горизонтально?

3. Где расположены полулунные клапаны? Какую роль они выпол­няют?

1. В чем особенности околосердечной сумки? В чем отличие сердеч­ной мышцы от скелетных мышц?

2. Какое явление называется автоматной сердца?

3. К какому виду регуляции относится влияние адреналина на сердце?

Строение сердца

У человека и других млекопитающих, а также у птиц сердце четырехкамерное, имеющее форму конуса. Располагается сердце в левой половине грудной полости, в нижнем отделе переднего средостения на сухожильном центре диафрагмы, между правой и левой плевральной полостью, фиксировано на крупных кровеносных сосудах и заключено в околосердечную сумку из соединительной ткани, где постоянно присутствует жидкость, увлажняющая поверхность сердца и обеспечивающая его свободное сокращение. Сплошной перегородкой сердце делится на правую и левую половины и состоит из правого и левого предсердий и правого и левого желудочков. Таким образом различают правое сердце и левое сердце.

Каждое предсердие сообщается с соответствующим желудочком при помощи предсердно-желудочкового устья. В каждом устье имеется створчатый клапан, регулирующий направление тока крови из предсердия в желудочек. Створчатый клапан - это соединительно-тканный лепесток, который одним краем прикреплен к стенкам отверстия, соединяющего желудочек и предсердие, а другим свободно свисает в полость желудочка. К свободному краю створок присоединяются сухожильные нити, которые другим концом врастают в стенки желудочка.

При сокращении предсердий кровь свободно поступает в желудочки. А когда сокращаются желудочки, кровь своим давлением поднимает свободные края створок, они соприкасаются между собой и закрывают отверстие. Сухожильные нити не позволяют створкам выворачиваться в сторону от предсердий. Кровь при сокращении желудочков в предсердия не поступает, а направляется в артериальные сосуды.

В предсердно-желудочковом устье правого сердца располагается трехстворчатый (трикуспидальный) клапан, в левом - двустворчатый (митральный) клапан.

Кроме этого в местах выхода аорты и легочной артерии из желудочков сердца на внутренней поверхности этих сосудов расположены полулунные, или карманные (в виде карманов), клапаны. Каждый клапан состоит из трех карманов. Кровь, движущаяся из желудочка, прижимает карманы к стенкам сосудов и свободно проходит через клапан. Вовремя расслабления желудочков кровь из аорты и легочной артерии начинает течь в желудочки и своим обратным движением закрывает карманные клапаны. Благодаря клапанам кровь в сердце движется только в одном направлении: из предсердий в желудочки, из желудочков в артерии.

В правое предсердие кровь поступает из верхней и нижней полых вен и венечных вен самого сердца (венечного синуса), в левое предсердие впадают четыре легочные вены. Желудочки дают начало сосудам: правый - легочной артерии, которая делится на две ветви и несет венозную кровь в правое и левое легкое, т.е. в малый круг кровообращения; левый желудочек дает начало дуге аорты, по которой артериальная кровь поступает в большой круг кровообращения.

Стенка сердца включает три слоя:

• внутренний - эндокард, покрыт клетками эндотелия
• средний - миокард - мышечный
• наружный - эпикард, состоящий из соединительной ткани и покрытый серозным эпителием

Снаружи сердце покрыто соединительно-тканной оболочкой - околосердечной сумкой, или перикардом, также выстланным с внутренней стороны серозным эпителием. Между эпикардом и сердечной сумкой находится полость, заполненная жидкостью.

Толщина мышечной стенки наибольшая в левом желудочке (10-15 мм) и наименьшая в предсердиях (2-3 мм). Толщина стенки правого желудочка составляет 5-8 мм. Это связано с неодинаковой интенсивностью работы разных отделов сердца по выталкиванию крови. Левый желудочек выбрасывает кровь в большой круг под высоким давлением и поэтому имеет толстые, мышечные стенки.

Свойства сердечной мышцы

Сердечная мышца - миокард, как по строению, так и по свойствам отличается от других мышц тела. Она состоит из поперечнополосатых волокон, но в отличие от волокон скелетных мышц, которые также являются поперечнополосатыми, волокна сердечной мышцы соединяются между собой отростками, поэтому возбуждение с любого участка сердца может распространяться на все мышечные волокна. Такая структура называется синцитием.

Сокращения сердечной мышцы непроизвольны. Человек не может по собственному желанию остановить сердце или изменить частоту его сокращений.

Сердце, удаленное из тела животного и помещенное в определенные условия, может длительное время ритмически сокращаться. Это его свойство называется автоматией. Автоматия сердца обусловлена периодическим возникновением возбуждения в особых клетках сердца, скопление которых расположено в стенке правого предсердия и называется центром автоматии сердца. Возбуждение, возникающее в клетках центра, передается ко всем мышечным клеткам сердца и вызывает их сокращение. Иногда центр автоматии выходит из строя, тогда сердце останавливается. В настоящее время в таких случаях к сердцу приживляют миниатюрный электронный стимулятор, который периодически посылает к сердцу электрические импульсы, и оно каждый раз сокращается.

Работа сердца

Сердечная мышца величиной с кулак и весом около 300 г, непрерывно работает на протяжении всей жизни, сокращается около 100 тыс. раз в сутки и перекачивает при этом более 10 тыс. литров крови. Такая высокая работоспособность обусловлена усиленным кровоснабжением сердца, высоким уровнем происходящих в нем процессов обмена веществ и ритмическим характером его сокращений.

Сердце человека сокращается ритмически с частотой 60-70 раз в 1 мин. После каждого сокращения (систолы) наступает расслабление (диастола), а затем пауза, в течение которой сердце отдыхает, и снова сокращение. Сердечный цикл длится 0,8 с и состоит из трех фаз:

1. сокращение предсердий (0,1 с)
2. сокращение желудочков (0,3 с)
3. расслабление сердца с паузой (0,4 с).

Если частота сердечных сокращений увеличивается, время каждого цикла уменьшается. Это происходит в основном за счет укорочения общей паузы сердца.

Кроме того, через венечные сосуды, сердечная мышца при нормальной работе сердца получает около 200 мл крови в 1 мин, а при максимальной нагрузке коронарный кровоток может достигать 1,5-2 л/мин. В пересчете на 100 г массы ткани это намного больше, чем для любого другого органа, кроме мозга. Это также усиливает работоспособность и неутомляемость сердца.

Во время сокращения предсердий кровь из них выбрасывается в желудочки, а затем под влиянием сокращения желудочков выталкивается в аорту и легочную артерию. В это время предсердия расслаблены и заполняются кровью, притекающей к ним по венам. После расслабления желудочков во время паузы происходит заполнение их кровью.

Каждая половина сердца взрослого человека за одно сокращение выталкивает в артерии примерно 70 мл крови, которое называется ударным объемом крови. За 1 мин сердце выбрасывает около 5 л крови. Работу, выполняемую при этом сердцем, можно подсчитать, умножив объем крови, выталкиваемой сердцем, на давление, под которым кровь выбрасывается в артериальные сосуды (это 15 000 - 20 000 кгм/сут). А если человек выполняет очень напряженную физическую работу, то минутный объем крови возрастает до 30 л, соответственно увеличивается и работа сердца.

Работа сердца сопровождается различными проявлениями. Так, если к грудной клетке человека приложить ухо или фонендоскоп, то можно услышать ритмические звуки - тоны сердца. Их три:

• первый тон возникает при систоле желудочков и обусловлен колебаниями сухожильных нитей и закрытием створчатых клапанов;
• второй тон возникает в начале диастолы в результате закрытия клапанов;
• третий тон - очень слабый, его удается уловить только с помощью чувствительного микрофона - возникает во время заполнения желудочков кровью.

Сокращения сердца сопровождаются также электрическими процессами, которые можно обнаружить как переменную разность потенциалов между симметричными точками поверхности тела (например, на руках) и записать специальными приборами. Запись тонов сердца - фонокардиограмма и электрических потенциалов - электрокардиограмма приведена на рис. Эти показатели используются в клинике для диагностики заболеваний сердца.

Регуляция работы сердца

Работа сердца регулируется нервной системой в зависимости от воздействия внутренней и внешней среды: концентрации ионов калия и кальция, гормона щитовидной железы, состояния покоя или физической работы, эмоционального напряжения.

Нервная и гуморальная регуляция деятельности сердца согласует его работу с потребностями организма в каждый данный момент независимо от нашей воли.

• Вегетативная нервная система иннервирует сердце, как и все внутренние органы. Нервы симпатического отдела увеличивают частоту и силу сокращений сердечной мышцы (например, при физической работе). В условиях покоя (во время сна) сердечные сокращения становятся слабее под влиянием парасимпатических (блуждающих) нервов.
• Гуморальная регуляция деятельности сердца осуществляется с помощью имеющихся в крупных сосудах специальных хеморецепторов, которые возбуждаются под влиянием изменений состава крови. Повышение концентрации углекислого газа в крови раздражает эти рецепторы и рефлекторно усиливает работу сердца.

  Особенно важное значение в этом смысле имеет адреналин, поступающий в кровь из надпочечников и вызывающий эффекты, подобные тем, которые наблюдаются при раздражении симпатической нервной системы. Адреналин вызывает учащение ритма и увеличение амплитуды сердечных сокращений.

  Важная роль в нормальной жизнедеятельности сердца принадлежит электролитам. Изменения концентрации в крови солей калия и кальция оказывают весьма значительное влияние на автоматию и процессы возбуждения и сокращения сердца.

  Избыток ионов калия угнетает все стороны сердечной деятельности, действуя отрицательно хронотропно (урежает ритм сердца), инотропно (уменьшает амплитуду сердечных сокращений), дромотропно (ухудшает проведение возбуждения в сердце), батмотропно (уменьшает возбудимость сердечной мышцы). При избытке ионов К + сердце останавливается в диастоле. Резкие нарушения сердечной деятельности наступают и при уменьшении содержания ионов К + в крови (при гипокалиемии).

  Избыток ионов кальция действует в обратном направлении: положительно хронотропно, инотропно, дромотропно и батмотропно. При избытке ионов Са 2+ сердце останавливается в систоле. При уменьшении содержания ионов Са 2+ в крови сердечные сокращения ослабляются.

Таблица. Нейрогуморальная регуляция деятельности сердечно-сосудистой системы

Работа сердца связана и с деятельностью других органов. Если возбуждение в центральную нервную систему передается от работающих органов, то из центральной нервной системы оно передается на нервы, усиливающие функцию сердца. Так рефлекторным путем устанавливается соответствие между деятельностью различных органов и работой сердца.

Сердце представляет собой полый, мышечный орган, имеющий форму конуса. Расположено сердце в грудной клетке, позади грудины. Расширенная часть его - основание - обращено кверху, взад и вправо, а узкая верхушка - вниз, вперед, влево. Две трети сердца находятся в левой половине грудной клетки, одна треть лежит в правой ее половине.

Строение сердца человека

Стенки сердца имеют три слоя:

• Наружный слой, покрывающий поверхность сердца, представлен серозными клетками и называется эпикард ;
• cредний слой образован особой поперечно-полосатой мышечной тканью. Сокращение мышцы сердца, хотя она является поперечно-полосатой, происходит непроизвольно. Толщина мышечной стенки предсердий менее выражена, чем мышечной стенки желудочков. Средний слой называется миокард ;
• внутренний слой - эндокард - представлен эндотелиальными клетками. Он выстилает камеры сердца изнутри и образует сердечные клапаны.

Сердце расположено в околосердечной сумке - перикарде , которая выделяет жидкость, уменьшающую трение сердца во время сокращений.

Сплошной продольной перегородкой сердце разделено на две, несообщающиеся между собой половины - правую и левую (камеры сердца):

• В верхней части обеих половин находятся правое и левое предсердия;
• в нижней части - правый и левый желудочки.

Таким образом, сердце человека четырехкамерное.

За счет большего развития миокарда (большая нагрузка) стенки левого желудочка значительно толще стенок правого.

В правое предсердие по верхней и нижней полой венам поступает кровь из всех частей тела. Из правого желудочка выходит легочный ствол, по которому венозная кровь поступает в легкие.

В левое предсердие впадают четыре легочные вены, несущие артериальную кровь от легких. Из левого желудочка выходит аорта, несущая артериальную кровь в большой круг кровообращения.

• В правой его половине находится венозная кровь;
• в левой - артериальная.

Клапаны сердца

Предсердия и желудочки сообщаются между собой предсердно-желудочковыми отверстиями, снабженными створчатыми клапанами.

• Между правым предсердием и правым желудочком клапан имеет три створки (трехстворчатый ) - трикуспидальный клапан .
• между левым предсердием и левым желудочком - две створки (двухстворчатый ) - митральный клапан .

К свободным краям створок, обращенным в желудочек, прикреплены сухожильные нити. Другим своим концом они прикреплены к стенке желудочка. Это не позволяет им выворачиваться в сторону предсердий и не допускает обратного тока крови из желудочков в предсердия.

В аорте, на границе ее с левым желудочком и в легочном стволе, на границе его с правым желудочком имеются клапаны в виде трех карманов, открывающихся по направлению тока крови в этих сосудах. Из-за своей формы клапаны получили название полулунных . При уменьшении давления в желудочках они заполняются кровью, края их смыкаются, закрывая просвет аорты и легочного ствола, и препятствуют обратному проникновению крови в сердце.

В процессе сердечной деятельности сердечная мышца выполняет огромную работу. Поэтому она нуждается в постоянном притоке питательных веществ, кислорода и выведении продуктов распада. Сердце получает артериальную кровь из двух артерий - правой и левой, которые начинаются от аорты под створками полулунных клапанов. Располагаясь на границе между предсердиями и желудочками в форме короны, или венка, эти артерии получили название коронарных (венечных) . От мышцы сердца кровь собирается в собственные вены сердца, которые впадают в правое предсердие.

Причиной движения крови по кровеносным сосудам является разность давлений в артериях и венах. Эта разность давлений создается и поддерживается ритмическими сокращениями сердца. Сердце человека, находящееся в покое, делает около 70 ритмичных сокращений в минуту, перекачивая около 5л крови. За 70 лет жизни человека сердце его перекачивает около 150 тыс. тонн крови - работоспособность удивительная для органа массой в 300г! Причиной такой работоспособности является ритмический характер сердечных сокращений.

Цикл сердечной деятельности складывается из трех фаз: сокращение предсердий, сокращение желудочков, общая пауза. Первая фаза длится 0,1с, вторая - 0,3 и третья - 0,4с. Во время общей паузы расслаблены и предсердия, и желудочки.

В течение сердечного цикла предсердия сокращаются 0,1с и 0,7с находятся в расслабленном состоянии; желудочки сокращаются 0,3с и 0,5с отдыхают. Этим и объясняется способность сердечной мышцы работать, не утомляясь в течение всей жизни.

Автоматия сердца

В отличие от поперечно-полосатой скелетной мускулатуры волокна сердечной мышцы соединяются между собой отростками, и поэтому возбуждение с одного участка сердца может распространиться на другие мышечные волокна.

Сердечные сокращения являются непроизвольными. Человек не может усиливать или изменять частоту сокращений сердца. В то же время сердце обладает автоматией. Это значит, что импульсы, приводящие к сокращению, возникают в нем самом, тогда как к скелетным мышцам они приходят по центробежным волокнам из центральной нервной системы.

Сердце лягушки, помещенное в раствор, заменяющий кровь, продолжает длительно ритмически сокращаться. Причину автоматии сердца до конца выяснить не удалось. Однако электрофизиологические исследования показали, что в клетках проводящей системы сердца ритмически возникают изменения потенциала клеточной мембраны, обусловливающие появление возбуждения, которое вызывает сокращение сердечной мышцы.

Нервная и гуморальная регуляция деятельности сердца человека

Частота и сила сердечных сокращений в организме регулируются нервной и эндокринной системами. Сердце иннервируется блуждающим и симпатическими нервами. Блуждающий нерв замедляет частоту сокращений и уменьшает их силу. Симпатические нервы, наоборот, увеличивают частоту и силу сокращений.

На сердечную деятельность оказывают влияние некоторые вещества, выделяемые различными органами в кровь. Гормон надпочечников - адреналин, подобно симпатическим нервам, увеличивает частоту и силу сердечных сокращений. Следовательно, нейрогуморальная регуляция обеспечивает приспособление деятельности сердца, а следовательно, и интенсивность кровообращения к потребностям организма и условиям внешней среды.

Пульс и его определение

В момент сокращений сердца кровь выбрасывается в аорту и давление в последней повышается. Волна повышенного давления распространяется по артериям до капилляров, вызывая волнообразные колебания стенок артерий. Эти ритмические колебания стенки артериальных сосудов, вызываемых работой сердца, называются пульсом.

Пульс легко можно прощупать на артериях, лежащих на кости (лучевая, височная и др.); чаще всего - на лучевой артерии. По пульсу можно определить частоту и силу сердечных сокращений, что в некоторых случаях может служить диагностическим признаком. У здорового человека пульс ритмичен. При заболеваниях сердца могут наблюдаться нарушения ритма - аритмия.