2 курс / Нормальная физиология / Практикум_по_нормальной_физиологии_Часть_1_Зинчук_В_В_ред_

Для заметок:

91

Для заметок:

92

Для заметок:

93

ЗАНЯТИЕ №1: ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СЕРДЕЧНОЙ МЫШЦЫ. ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАФИЯ И ЕЕ ЗНАЧЕНИЕ.

НАГНЕТАТЕЛЬНАЯ ФУНКЦИЯ СЕРДЦА

ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ: усвоить основные данные об особенностях физиологических свойств мышцы сердца, электрокардиографии, нагнетательной функции сердца и уметь применять их для объяснения сердечной деятельности.

Физиология сердца изучает общие принципы функционирования сердца, закономерности процессов возбуждения, сокращения, автоматизма и насосную функцию миокарда. Сердечная мышца состоит из двух типов мышечных клеток: типичных кардимиоцитов, которые обеспечивают сократительную функцию сердца, и атипичных, образующих проводящую систему сердца, и обеспечивающих возникновение возбуждения в сердце и проведение его от места возникновения к миокарду предсердий и желудочков. Проводящая система сердца состоит из двух узлов: синоатриального и атриовентрикулярного, межузловых трактов Бахмана, Венкенбаха и Тореля, пучка Гисса и волокон Пуркинье. Возбудимость – это способность кардиомиоцитов реагировать на действие раздражителя и характеризую-

щаяся возникновением потенциала действия (ПД).

В типичных кардиомиоцитах потенциал покоя формируется в основном градиентом K+ и их выходом из клетки. ПД имеет более сложный генез, чем в клетках скелетной мускулатуры. Фаза деполяризации осуществляется за счет входа Na+ в клетку. Фаза реполяризации начинается после инактивации быстрых Na-каналов. Начальная быстрая реполяризация обу-

словлена входом ионов Cl- внутрь клетки. При медленной реполяризации (фаза плато) возникают потоки Na+ и Ca2+ в клетку и медленный поток K+ из клетки, которые взаимно уравновешиваются. После инактивации медленных Na/Ca-каналов лавинообразно возрастает поток K+ из клетки и воз-

никает фаза конечной быстрой реполяризации. В процессе реполяризации существенную роль выполняет Na+/ K+ насос, который восстанавливает иные градиенты. В атипичных кардиомиоцитах фаза деполяризации ПД обусловлена входом Na+ и Са2+ в клетку, а фаза реполяризации – выходом K+ из клетки. Главной отличительной чертой ПД атипичных кардиомиоцитов (пейсмеккерных клеток) является наличие фазы спонтанной медленной диастолической деполяризации. После завершения очередного ПД в этих клетках не возникает устойчивого потенциала покоя, так как открываются f-каналы (проницаемые для Na+ и K+), а затем медленные Na/Ca-каналы и входящие внутрь клетки Ca2+ и Na+ приводят к достижению критического уровня деполяризации и началу нового цикла возбуждения. Автоматизм – способность атипичных кардиомиоцитов самопроизвольно, без внешних

94

воздействий генерировать электрические импульсы, вызывающие ритмические возбуждения сердца. Градиент автоматизма – уменьшение частоты самопроизвольно возникающих электрических импульсов в различных участках проводящей системы сердца в направлении от основания сердца к его верхушке. Водитель ритма сердца – участок проводящей системы сердца, генерирующий автоматические импульсы, вызывающие сокращение сердца. В норме – синоатриальный узел.

Сердечный цикл – это период времени, включающий одно сокращение и одно расслабление предсердий и желудочков. При 75 сокращениях сердца в минуту общая продолжительность сердечного цикла равна 0,8 с. Систола – фаза сердечного цикла, включающая сокращение миокарда и изгнание крови из сердца в сосудистую систему. Систолический объем (СО) или ударный объем (УО) – количество крови, поступающее в аорту при каждом сокращении сердца. В норме у здорового молодого человека: 60-100 мл, среднее значение: 70-80 мл. Минутный объем крови (МОК) –

количество крови, выбрасываемое левым (правым) желудочком сердца в сосудистую систему за 1 минуту. В норме: 5-6 л/мин.

Диастола – фаза сердечного цикла, включающая расслабление миокарда и наполнение полостей сердца кровью.

Нагнетательная функция обеспечивается сокращениями сердца, которые сопровождаются циклическим изменением давления и объема крови в полостях сердца в различные фазы его цикла. Сокращения сердца являются ауксотоническими – одновременно изменяются длина и напряжение кардиомиоцитов, так как, в отличие от скелетных мышц, сердце не имеет жестких точек фиксации. При систоле предсердий давление в правом предсердии повышается до 3-8 мм рт.ст., в левом – до 8-15 мм рт.ст. и в каждый из желудочков поступает по 15-20 мл крови. В конце диастолы в желудочках содержится максимальное количество крови. Конечный диа- столический объём – количество крови в каждом из желудочков в конце диастолы. В условиях покоя его значение составляет 110-120 мл. Систола желудочков начинается с фазы асинхронного сокращения. Волна возбуждения распространяется по миокарду желудочков, но одновременное сокращение кардиомиоцитов отсутствует и давление близко к нулю. В фазе изометрического сокращения закрываются атриовентрикулярные клапаны и давление в желудочках быстро нарастает до 10-15 мм рт.ст. в правом и до 70-80 мм рт.ст. в левом. В фазе быстрого изгнания давление в желудочках достигает максимальных значений: 20-25 мм рт.ст. в правом и 120-130 мм рт.ст. в левом и затем кровь поступает в сосудистую систему. При физической нагрузке сердце может увеличивать насосную функцию за счёт увеличения ЧСС (менее эффективно) и увеличения выброса крови (более эффективно).

Тоны сердца – звуковые проявления механической деятельности сердца, которые находятся в определенной связи с фазами сердечного цикла. Различают тоны четырёх типов. I тон (систолический) – возникает в систолу, в фазу изометрического сокращения и связан с закрытием атрио-

95

вентрикулярных клапанов. II тон (диастолический) – возникает в диастолу, в протодиастолический период и связан с закрытием полулунных клапанов. III тон – возникает в диастолу, в фазу быстрого наполнения и связан с ударом крови о стенки желудочков и их последующей вибрацией. IV тон – возникает в диастолу, в пресистолический период и связан с напряжением мускулатуры предсердий при их сокращении. III и IV тоны не имеют клапанного компонента, не слышны при аускультации и непостоянно регистрируются на фонокардиограмме.

Имеется ряд специальных методов исследования для оценки функционального состояния миокарда, среди которых ведущее положение занимает электрокардиография – метод регистрации разности потенциалов электрического диполя сердца в определенных участках тела человека. При возбуждении сердца возникает электрическое поле, которое можно зарегистрировать на поверхности тела.

Механизм возникновения ЭКГ объясняет дипольная теория. Элек- трический диполь – это совокупность двух электрических зарядов, равных по величине и противоположных по знаку, находящихся на бесконечно малом расстоянии друг от друга. Основной характеристикой электрического диполя является дипольный момент – вектор, направленный от отрицательного заряда к положительному. Процесс распространения волны деполяризации и волны реполяризации по одиночному мышечному волокну можно условно представить как перемещение двойного слоя зарядов, расположенных на границе возбужденного (-) и невозбужденного (+) участков волокна. Положительный полюс диполя (+) всегда обращен в сторону невозбужденного, а отрицательный полюс (-) – в сторону возбужденного участка кардиомиоцита. Поэтому волокно миокарда можно представить как элементарный электрический диполь. За один цикл возбуждения/расслабления волокна образуется два диполя: деполяризационный и реполяризационный, векторы которых противоположно направлены. В процессе возбуждения сердца возникающие диполи суммируются и образуют интегральный диполь сердца, который характеризуется интегральным вектором.

Так как в процесс возбуждения сердца последовательно вовлекаются правое и левое предсердия, атриовентрикулярный узел, левая и правая части межжелудочковой перегородки, миокард желудочков, начиная от верхушки вверх к базальным отделам, то величина и направление вектора интегрального диполя постоянно изменяется. Внутри стенки сердца большая часть векторов (до 90%) действует во взаимопротивоположных направлениях и, суммируясь, нейтрализует друг друга. Величина потенциала, измеряемого в точке тела, зависит, главным образом, от величины интегрального вектора и от угла между направлением этого вектора и осью отведения. Если в процессе распространения возбуждения вектор диполя направлен в сторону положительного электрода отведения, то на ЭКГ регистрируется отклонение вверх от изолинии – положительный зубец. Если вектор диполя направлен в сторону отрицательного электрода отведения, то на ЭКГ

96

регистрируется отрицательное отклонение, вниз от изолинии – отрицательный зубец. Если вектор диполя расположен перпендикулярно к оси отведения, то на ЭКГ записывается изолиния.

Электрическая ось сердца – направление в пространстве суммарного вектора интегрального диполя сердца, спроецированного на горизонтальную плоскость в момент его наибольшего значения. В норме положение электрической оси сердца близко к его анатомической оси, т.е. ориентировано справа налево и сверху вниз. У здоровых людей положение электрической оси сердца может варьировать в определенных пределах в зависимости от положения сердца в грудной клетке. Направление электрической оси сердца выражается величиной угла ( α), образованного горизонтальной линией (параллельной оси I стандартного отведения) и электрической осью. Левый конец горизонтальной линии (по отношению к исследуемому) обозначают 0°, правый ± 180°. Углы, образуемые книзу от этой линии, условно обозначаются как положительные, кверху от нее – как отрицательные. Если величина α колеблется от +30° до 69°, то направление электрической оси обозначается как нормальное. Направление электрической оси сердца считается горизонтальным, когда α колеблется от +29° до 0°; электрическая ось отклонена влево при α от 0° до -90. Направление электрической оси сердца называется вертикальным, если α колеблется от +70° до +90°; ось отклонена вправо при величине α от +90° до 180°.

Векторкардиография – метод исследования проеции величины и направления интегрального электрического вектора сердца на плоскости в течение сердечного цикла, значение которого непрерывно меняется. Начало интегрального вектора сердца практически неподвижно и размещается вблизи атрио-вентрикулярного узла на межжелудочковой перегородке. Конец интегрального вектора описывает за сердечный цикл достаточно сложную кривую, состоящую в общем случае из трех петель: возбуждение предсердий (P-петля), возбуждение желудочков (QRS-петля) и реполяризация желудочков (T-петля). Однако данный метод весьма сложен для оценки. Ещё в 1906 г. В. Эйнтховен предложил регистрировать ЭКГ в стандартных отведениях, которые представляют собой проекцию интегрального диполя сердца на стороны равнобедренного треугольника.

97

ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ:

1.Функции кровообращения. Кровообращение как компонент различных функциональных систем. *История открытия и изучения кровообращения. Эволюция кровообращения.

2.Физиологические свойства и особенности сердечной мышцы. Особенности возбуждения и распространения его по миокарду. Особенности сокращения сердца. Соотношение возбудимости и сократимости, электромеханическое сопряжение сердечной мышцы.

3.Потенциал действия атипичного кардиомиоцита. Автоматия сердца. Градиент автоматии (опыт Станниуса). Субстрат и природа автоматии.

4.Электрокардиография. Дипольная теория генеза ЭКГ. Волокно миокарда как диполь.

5.Отведения ЭКГ. Анализ нормальной ЭКГ человека (форма и величина зубцов ЭКГ, длительность интервалов, электрическая ось сердца). Значение электрокардиографии для клиники.

6.Цикл работы сердца и его фазы. Фазовый анализ сердечного цикла. Клапанный аппарат сердца и его значение.

7.*Нагнетательная функция сердца. Изменение объема и давления крови в полостях сердца в разные фазы сердечного цикла.

8.Тоны сердца и их происхождение. Фонокардиография.

ЛИТЕРАТУРА:

1.Физиология человека / Под ред. В.М. Покровского, Г.Ф. Коротько. – М.:

Медицина, 2007. – С. 274-288.

2.Физиология человека / Под ред. В.М. Смирнова. – М.: Медицина, 2001.

– С. 335-337.

3.Нормальная физиология: учеб. пособие. Часть I // В.В. Зинчук, О.А. Балбатун, Ю.М. Емельянчик / под ред. В.В. Зинчука. – Гродно: ГрГМУ, 2007. (см. соответствующий раздел).

4.Основы физиологии человека / Под ред. Б.И. Ткаченко в 2-х томах. – СПб.: Международный фонд истории науки, 1994. Т. 1. – С. 246 – 262.

5.Чеснокова С.А., Шастун С.А., Агаджанян Н.А. Атлас по нормальной физиологии / Под ред. Н.А. Агаджаняна. – М.: Медицинское информационное агентство, 2007. (см. соответствующий раздел).

6.Лекции по теме занятия.

98

ОФОРМИТЬ В ПРОТОКОЛЕ:

Выявление степени автоматии различных отделов сердца (опыт Станниуса) (Нормальная физиология: учеб. пособие. Часть I // В.В. Зинчук, О.А. Балбатун, Ю.М. Емельянчик / под ред. В.В. Зинчука. – Гродно: ГрГМУ, 2007, см. соответствующий раздел).

мВ

20

0

-20

-40

-60

300 мсек

-80

Потенциал действия атипичного кардиомиоцита (клетки водителя ритма) (Нормальная физиология: учеб. пособие. Часть I // В.В. Зинчук, О.А. Балбатун, Ю.М. Емельянчик / под ред. В.В. Зинчука. – Гродно: ГрГМУ, 2007, см. соответствующий раздел).

99