Состояние полулунных клапанов при сокращении предсердий. Экстрасистолия. Преждевременное сокращение желудочков сердца. Сокращение

Вариант 1.

1. Какую функцию не выполняет кровеносная система? а) опоры и движения б) транспортную в) дыхательную г) регуляторную.

2. В каких кровеносных сосудах происходит газообмен? а) в венах б) в артериях в) в капиллярах.

3.В каких сосудах кровь течет медленнее всего? а) в артериях б) в венах в) в капиллярах.

4.Где начинается малый круг кровообращения? а) в правом желудочке б) в левом желудочке в) в правом предсердии г) в левом предсердии.

5.Отдел сердца с самой толстой мышечной стенкой а) правое предсердие б) левое предсердие в) левый желудочек г) правый желудочек.

6.В каком состояния находятся клапаны сердца при сокращении предсердий? а) все открыты б) все закрыты в) полулунные открыты, а створчатые закрыты г) полулунные закрыты, а створчатые открыты.

7.Отделы сердца, в которых происходит расслабление при выталкивании крови из сердца: а) левое предсердие б) правое предсердие в) левый желудочек г) правый желудочек.

8.В каком кровеносном сосуде течет венозная кровь? а) в венах малого круга б) в венах большого круга в) в аорте г) в артериях большого круга.

9.Какую кровь называют артериальной? а) бедную кислородом б) богатую кислородом в) ту, что течет по артериям.

10.Как изменяется сила и частота сердечных сокращений при физической нагрузке? а) замедляется и ослабляется б) усиливается и замедляется в) усиливается и учащается г) ослабляется и учащается.

Вариант 2.

1.Что такое кровообращение? а) поступление кислорода в организм человека б) непрерывное течение крови по замкнутой системе сосудов в) перенос эритроцитов из легких к тканям г) ритмические колебания стенок кровеносных сосудов.

2.Какую кровь называют венозной? а) бедную кислородом б) богатую кислородом в) ту, что течет по венам.

3.Что такое пульс? а) ритмичные колебания стенок артерий б) давление крови на стенки сосудов в) сокращение предсердий г) сокращение желудочков.

4.Как называются сосуды, в которых есть клапаны? а) капилляры б) лимфатические в) артерии г) вены.

5.Где начинается большой круг кровообращения? а) в правом желудочке б) в левом желудочке в) в правом предсердии г) в левом предсердии.

6.Где заканчивается малый круг кровообращения? а) в правом предсердии б) в правом желудочке в) в левом предсердии г) в левом желудочке.

7.В каком кровеносном сосуде течет артериальная кровь? а) в артериях малого круга б) в венах малого круга в) в венах большого круга г) в легочной артерии.

8.0тделы сердца, в которых происходит сокращение при выталкивании крови из сердца. а) правое предсердие б) левое предсердие в) левый желудочек г) правый желудочек.

9.В каком состоянии находятся клапаны сердца при его расслаблении? а) все открыты б) все закрыты в) полулунные открыты, а створчатые закрыты г) полулунные закрыты, а створчатые открыты.

10.Как изменяется сила и частота сердечных сокращений при воздействии адреналина ? а) замедляется и ослабляется б) усиливается и замедляется в) усиливается и учащается г) ослабляется и учащается.

Вариант 3.

1.Сосуды, в которых венозная кровь становится артериальной? а) в венах б) в артериях в) в капиллярах.

2.В каких кровеносных сосудах самое низкое давление крови? а) в артериях б) в капиллярах в) в венах.

3.В каких кровеносных сосудах самое высокое давление крови? а) в артериях б) в капиллярах в) в венах.

4.Где заканчивается большой круг? а) левое предсердие б) правое предсердие в) левый желудочек г) правый желудочек.

5.Где находятся капилляры малого круга? а) в пищеварительной системе б) в почках в) в легких г) в сердце.

6.В каких венах течет артериальная кровь? а) в легочных венах б) в полых венах в) в венах конечностей г) в воротной вене печени.

7.Какая камера сердца принимает кровь из малого круга кровообращения? а) левое предсердие б) правое предсердие в) левый желудочек г) правый желудочек.

8.Какие клапаны находятся между предсердиями и желудочками сердца? а) полулунные б) створчатые в) венозные.

9.В каком состоянии находятся клапаны сердца при сокращении желудочков? а) все открыты б) все закрыты в) полулунные открыты, а створчатые закрыты г) полулунные закрыты, а створчатые открыты.

10.Как изменяется сила и частота сердечных сокращений при воздействии ацетилхолина? а) замедляется и ослабляется б) усиливается и замедляется в) усиливается и учащается г) ослабляется и учащается.

Вариант 4.

1. Где начинается большой круг кровообращения: а) правое предсердие б) левое предсердие в) левый желудочек г) правый желудочек?

2. Где заканчивается большой круг кровообращения: а) правый желудочек б) правое предсердие в) левое предсердие г) левый желудочек?

3. Где начинается малый круг кровообращения: а) правое предсердие б) левое предсердие в) левый желудочек г) правый желудочек?

4. Где заканчивается малый круг кровообращения: а) левое предсердие б) правое предсердие в) левый желудочек г) правый желудочек?

5. Где происходит газообмен в малом круге: а) головной мозг б) легкие в) кожа г) сердце?

6. Какими особенностями характеризуются артерии: а) толстые стенки б) наличие клапанов в) высокое давление г) ветвление на капилляры?

7. Какая кровь движется по легочной вене: а) артериальная б) венозная в) смешанная?

8. Какие мышцы входят в состав сердечной мышцы: а) гладкие б) поперечнополосатые в) поперечнополосатые сердечные?

9. Какая камера сердца принимает кровь из большого круга кровообращения? а) правое предсердие б) левое предсердие в) левый желудочек г) правый желудочек.

10. Какие клапаны находятся в основании крупных артерий сердца? а) полулунные б) створчатые в) венозные.

Ответы: 1 вар: а; в; в; а; в; г; а, б; б; б; в. 2 вар: б; а а; г; б; в; б; в, г; г; в. 3 вар: в; в; а; б; в; а; а; б; в; а. 4 вар: в; б; г; а; б; а, в; а; в; а; а.

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:

сокращение предсердий (0,1 с)
сокращение желудочков (0,3 с)
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

Фактор	Сердце	Сосуды	Уровень кровяного давления
Симпатическая нервная система		суживает	повышает
Парасимпатическая нервная система		расширяет	понижает
Адреналин	учащает ритм и усиливает сокращения	суживает (кроме сосудов сердца)	повышает
Ацетилхолин	замедляет ритм и ослабляет сокращения	расширяет	понижает
Тироксин	учащает ритм	суживает	повышает
Ионы кальция	учащают ритм и ослабляют сокращения	суживают	понижают
Ионы калия	замедляют ритм и ослабляют сокращения	расширяют	понижают

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.

Работа сердца

Работа сердца состоит в ритмическом нагнетании крови в сосуды кругов кровообращения. Желудочки выталкивают кровь в круги кровообращения с большой силой, чтобы она могла достичь самых удалённых от сердца участков тела. Поэтому они имеют хорошо развитые мышечные стенки, особенно левый желудочек.

При каждом сокращении левого желудочка кровь с силой ударяется об упругие стенки аорты и растягивает их. Волна упругих колебаний, возникающая при этом, быстро распространяется по стенкам артерий. Такие ритмические колебания стенок сосудов называются пульсом . Каждый удар пульса соответствует одному сердечному сокращению. Путём подсчета пульса можно определить количество сокращений сердца в 1 мин. Средняя частота сердечных сокращений (ЧСС) у человека в состоянии покоя составляет около 75 ударов в минуту.

Пульс можно прощупывать на поверхности тела в тех местах, где крупные сосуды лежат близко к поверхности тела: на висках, на внутренней стороне запястья, по бокам шеи.

Работа сердца по перекачиванию крови протекает циклически. Сокращение сердца называется систолой , а расслабление - диастолой .

Один сердечный цикл (последовательность процессов, происходящих за одно сокращение сердца (систола ), и его последующее расслабление (диастола ), длится 0,8 с (три фазы):

0,1 с занимает сокращение (систола) предсердий (I фаза),
0,3 с - сокращение (систола) желудочков (II фаза),
0,4 с - общее расслабление (диастола) всего сердца - общая пауза (III фаза).

Посмотри видео о работе сердца

При каждом сокращении предсердий кровь из них переходит в желудочки, после чего начинается сокращение желудочков. По окончании сокращения предсердий створчатые клапаны захлопываются, и при сокращении желудочков кровь не может вернуться в предсердия. Она выталкивается через открытые полулунные клапаны из левого желудочка (по аорте) в большой круг, а из правого (по лёгочной артерии) в малый круг кровообращения. Затем наступает расслабление желудочков, полулунные клапаны закрываются и не дают крови вытекать обратно из аорты и лёгочной артерии в желудочки сердца.

Работа сердца сопровождается шумами, которые получили название тонов сердца . В случае нарушений в работе сердца эти тоны меняются, и, прослушивая их, врач может поставить диагноз.

Автоматия сердца

Сердечная мышца обладает особым свойством - автоматией . Если сердце удалить из грудной клетки, оно некоторое время продолжает сокращаться, не имея никакой связи с организмом. Импульсы, заставляющие сердце биться, ритмически возникают в небольших группах мышечных клеток, которые называют узлами автоматии .

Главный узел автоматии находится в мышце правого предсердия, именно он задаёт ритм сердцебиение у здорового человека.

Регуляция работы сердца и кровообращения

Работа сердца и сосудов регулируется двумя путями: нервным и гуморальным .

Нервная регуляция сердца осуществляется вегетативной нервной системой.
Гуморальная регуляция происходит при воздействии различных химических веществ, приносимых к сердцу током крови.

Сердце работает в периодическом режиме - фаза сокращения (систола) сменяется фазой расслабления (диастолой). Сумма систолического и диастолического интервалов времени образуют период сокращения Т = t с + t д. Величина, обратная периоду называется частотой сердечных сокращений. В нормальных условиях частота в среднем составляет f = 75 1/мин. Поэтому период работы сердца:

Т = 1/f = 1 мин/75 = 60 с/75 = 0,8 с

На систолу приходится 0,3 с, на диастолу - 0,5 с.

Систола сердца начинается с сокращения предсердий. В результате уменьшения объема этих камер повышается давление и кровь поступает через предсердно-желудочковые (атрио-вентрикулярные) клапаны в полости желудочков. При сокращении миокарда желудочков, когда давление становится больше, чем в предсердиях, эти клапаны закрываются и давление в желудочках быстро повышается. Когда оно превысит давление в артериальной системе, открываются клапаны аорты и легочной артерии, через которые кровь поступает в большой и малый круги кровообращения. Время, в течение которого напряжение желудочков развивается при закрытых клапанах, называется фазой изометрического напряжения сердца. В этом случае объем камер желудочков не изменяется.

За одно сокращение каждый желудочек выбрасывает в артерии 70-100 мл (70-100 см 3) крови. Эта порция Vc называется систолическим объемом сердца. Поскольку частота сокращения f = 75 1/мин минутный объем сердца (интенсивность кровотока, объемная скорость) определится как произведение систолического объема на частоту:

Q = V с f = 7075 = 5250 мл/мин = 5,25 л/мин

Когда возникает необходимость в увеличении интенсивности кровоснабжения организма (например при выполнении тяжелой физической работы), минутный объем может возрастать в 3-4 раз у нетренированных лиц и в 5-7 раз у спортсменов. Как следует из приведенной формулы, это возможно за счет увеличения частоты сокращений сердца f и систолического объема Vc. Определяющую роль при этом играет первый механизм - частота сокращений может возрастать в 3-3,5 раза, минутный объем в экстремальных ситуациях достигает 200 мл. Сила, которую развивает миокард, зависит от размеров и формы сердца. С некоторым приближением можно считать, что желудочки имеют сферическую форму. Несомненно такое допущение вносит ошибку в результаты дальнейших расчетов. В полостях желудочков на кровь действует полная сила: F = =PS, где S - площадь поверхности. Поскольку предположено, что эта поверхность сферическая, то S = 4пr 2 , а объем полости V = 4пr 3 /3 (r - радиус полости желудочка). В нормальных условиях объем желудочков изменяется от V 1 = 95 cм 3 в начале систолы до 25 см 3 в ее конце. Радиус желудочка до сокращения будет равен:

r 1 == 2,83 см

В конце систолы:

r 2 == 1,81 см

Соответствующие площади поверхностей равны:

S 1 = 4пr 1 2 = 43,148 = 100 cм 2 ; S 2 = 4пr 2 2 = 43,143,3 = 41 см 2

Величина силы в начале систолы (при давлении 70 мм. рт. ст. = 9,3 кПа) равна F 1 = 93,3 Н, а в конце (при давлении 120 мм. рт. ст. = 16 кПа) F 2 = 66 Н. Изменение геометрических размеров камер сердца таково, что в начале сокращения развивается большая сила.

Сердце совершает механическую работу, которая расходуется на увеличение механической энергии крови, протекающей через левое и правое сердце (см. рис. 73).

После прохождения крови через правое сердца (правое предсердие и желудочек) механическая энергия увеличилась на Е 1 = Е 1 " - Е 1 " , а после левого - наЕ 2 = Е 2 " - Е 2 " . Работа сердца расходуется на общее изменение энергии А =Е 1 +Е 2 . Расчеты показывают, что работа правого сердца А П приблизительно в 6 раз меньше, чем левого Ал, и поэтому вся работа: А = А П + А Л = А Л + А Л = 7А Л /6 = 7(E 2)/6.

Изменение механической энергии можно представить как увеличение потенциальной и кинетической: Е 2 =Е П2 +Е К2 . Возрастание потенциальной энергии обусловлено воздействием механических сил на кровь со стороны стенок камер сердца:Е П2 = Р"V - P"V, где Р" и Р"-давления крови соответственно в аорте и в легочных венах, V - объем крови, которую перекачивает левый желудочек.

Если рассматривать одно сокращение, то V = V С (V С - систолический объем). Поскольку давление крови в аорте (среднее 100 мм. рт. ст) существенно больше, чем в легочных венах (2-4 мм. рт. ст.), можно пренебречь величиной P"V С и тогда изменение потенциальной энергииЕ П2 = Р"V С. Увеличение кинетической энергии:

Е К2 =(mW") 2 / 2 - (mW") 2 / 2 = (m/2)[(W") 2 - (W") 2 ]

Здесь W", W" - соответственно скорости крови в аорте и легочных венах. Результирующее изменение механической энергии крови, прошедшей через левое сердце будет равно:

Е 2 = Р"V С + (m/2)[(W") 2 - (W") 2 ]

Выражая массу через ее плотность и систолический объем: m = V С, всю работу, совершенную сердцем при одном сокращении можно представить:

Приведем соответствующие значение величин, входящих в формулу для работы: среднее давление крови Р" = 13 кПа, V = 70 мл, плотность крови = 10 кг/м 3 , скорость крови в аорте W" = 0,5 м/с, в венах порядка 0,2 м/с. Подставляя все приведенные значения найдем, что за одно сокращение сердце совершает работу А порядка 1,1 Дж. За сутки работа сердца будет равна: А ст = NA, где N число сокращений сердца в течение суток равное отношение длительности суток к периоду сокращений N= 243600: 0,8 = 1,110 5 . Поэтому А ст = 1,110 5 1,1 = 1,2110 5 Дж. Несложный расчет показывает, что за среднюю продолжительность жизни человека в 75 лет сердце совершает работу приблизительно равную 3,310 9 Дж. Поскольку длительность систолы составляет t с = 00,3 с, мощность развиваемая сердцем будет равна: N = A/ t с = = 1,1: 0,3 =3.7 Вт.

Отметим еще одно важное обстоятельство. Работа сердца расходуется на увеличение кинетической энергии (увеличение скорости) и потенциальной энергии крови (ее объемное сжатие). Расчет показывает, что энергетические затраты на движение крови составляют порядка 1% от общего изменения всей энергии, а 99% расходуется на повышение потенциальной энергии. Это значит, что основная работа сердца тратится не на движение, а на объемное сжатие крови.

При работе сердца, когда кровь из желудочков поступает в артерии происходит колебание клапанов сердца и стенок сосудов. В этом случае возникают звуки, которые называются тоны сердца. На самом деле спектр этих звуков по выше приведенной классификации относится к шумам. Если происходит сужение отверстий, через которые кровь поступает в аорту и легочную артерию, скорость прохождения крови возрастает, превышает критическую и появляются турбулентные шумы. Подобное явление также наблюдается в том случае, если во время диастолы клапаны сердца закрываются неплотно и при расслаблении желудочков кровь поступает из артерий обратно в сердце. Такое состояние называется недостаточностью клапанного аппарата. Обратный поток крови через неплотно закрытые клапаны имеет турбулентный характер, что также приводит к возникновению шумов. Поэтому выслушивание звуков над сердцем (аускультация) позволяет обнаружить патоморфологические изменения в сердце.

ЦИКЛ СЕРДЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Основными составляющими цикла сердечной деятельности являются систола (сокращение) и диастола (расширение) предсердий и желудочков. До настоящего времени нет единого мнения о фазах цикла и смысле термина «диастола». Некоторые авторы диастолой называют только процесс расслабления миокарда. Большинство авторов включают в диастолу как период расслабления мускулатуры, так и период покоя (пауза), для желу-

дочков это период наполнения. Очевидно, следует выделять систолу, диастолу и покой (паузу) предсердий и желудочков, поскольку диастола, как и систола, - динамический процесс.

Цикл сердечной деятельности разделяют на три основные фазы, каждая из которых имеет периоды.

Систола предсердий - 0,1 с (дополнительное наполнение желудочков кровью).

Систола желудочков - 0,33 с. Период напряжения - 0,08 с (фаза асинхронного сокращения - 0,05 с и фаза изометрического сокращения - 0,03 с).

Период изгнания крови - 0,25 с (фаза быстрого изгнания - 0,12 с и фаза медленного изгнания - 0,13 с).

Общая пауза сердца - 0,37 с (период расслабления - диастола желудочков и их покоя, совпадающий с окончанием покоя предсердий).

Период расслабления желудочков - 0,12 с (протодиастола - 0,04 с и фаза изометрического расслабления - 0,08 с).

Период основного наполнения желудочков кровью - 0,25 с (фаза быстрого наполнения - 0,08 с и фаза медленного наполнения - 0,17 с).

Весь цикл сердечной деятельности длится 0,8 с при частоте сокращений 75 в 1 мин. Диастола желудочков и их пауза при такой частоте сердечных сокращений составляют 0,47 с (0,8 с - 0,33 с = 0,47 с), последние 0,1 с совпадают с систолой предсердий. Графически цикл представлен на рис. 13.2.

Рассмотрим каждую фазу цикла сердечной деятельности.

А. Систола предсердий обеспечивает дополнительную подачу крови в желудочки, она начинается после общей паузы сердца. К этому моменту вся мускулатура предсердий и желудочков расслаблена. Открыты атрио-вентрикулярные клапаны, они провисают в желудочки, расслаблены сфинктеры, представляющие собой кольцевую мускулатуру предсердий в области впадения вен в предсердия и выполняющие функцию клапанов.

Поскольку весь рабочий миокард расслаблен, давление в полостях сердца равно нулю. Из-за градиента давления в полостях сердца и артериальной системе полулунные клапаны закрыты.

Возбуждение и, следовательно, волна сокращения предсердий начинаются в области впадения полых вен, поэтому одновременно с сокращением рабочего миокарда предсердий сокращается и мускулатура сфинктеров, выполняющих функцию клапанов, - они закрываются, давление в предсердиях начинает расти, и дополнительная порция крови (примерно VS от конечно-диастолического объема) поступает в желудочки.

Во время систолы предсердий кровь из них обратно в полые и легочные вены не возвращается, так как сфинктеры закрыты. К концу систолы давление в левом предсердии возрастает до 10-12 мм рт.ст., в правом - до 4- 8 мм рт.ст. Такое же давление к концу систолы предсердий создается и в желудочках. Таким образом, во время систолы предсердий сфинктеры предсердий закрыты, атриовент-рикулярные клапаны открыты. Поскольку в аорте и легочной артерии давление крови в этот период больше, то полулунные клапаны, естественно, все еще закрыты. После окончания систолы предсердий, через 0,007 с (интерсистолический интервал), начинаются систола желудочков, диастола предсердий и их покой. Последние длятся 0,7 с, предсердия при этом наполняются кровью (резервуарная функция предсердий). Значение систолы предсердий заключается еще и в том, что возникающее при этом давление обеспечивает дополнительное растяжение миокарда желудочков и последующее усиление их сокращений во время систолы желудочков.

Б. Систола желудочков состоит из двух периодов - напряжения и изгнания, каждый из которых делится на две фазы. В фазе асинхронного (неодновременного) сокращения возбуждение мышечных волокон распространяется по обоим желудочкам. Сокращение начинается с ближайших к проводящей системе сердца участков рабочего миокарда (сосочко-вых мышц, перегородки, верхушки желудочков). К концу этой фазы в сокращение вовлечены все мышечные волокна, поэтому давление в желудочках начинает быстро повышаться, вследствие чего закрываются атрио-вентрикулярные клапаны и начинается фаза изометрического сокращения. Сокращающиеся вместе с желудочками сосочковые мышцы натягивают сухожильные нити и препятствуют выворачиванию клапанов в предсердия. Кроме того, эластичность и растяжимость су-

хожильных нитей смягчают удар крови об ат-риовентрикулярные клапаны, что обеспечивает долговечность их работы. Общая поверхность атриовентрикулярных клапанов больше площади атриовентрикулярного отверстия, поэтому их створки плотно прижимаются друг к другу. Благодаря этому клапаны надежно смыкаются даже при изменениях объема желудочков и кровь не возвращается во время систолы желудочков обратно в предсердия. Во время фазы изометрического сокращения давление в желудочках быстро нарастает. В левом желудочке оно увеличивается до 70-80 мм рт.ст., в правом - до 15- 20 мм рт.ст. Как только давление в левом желудочке окажется больше диастолического давления в аорте (70-80 мм рт.ст.), а в правом желудочке - больше диастолического давления в легочной артерии (15-20 мм рт.ст.), открываются полулунные клапаны и начинается период изгнания.

Оба желудочка сокращаются одновременно, причем волна их сокращения начинается в верхушке сердца и распространяется вверх, выталкивая кровь из желудочков в аорту и легочный ствол. В период изгнания длина мышечных волокон и объем желудочков уменьшаются, атриовентрикулярные клапаны закрыты, так как давление в желудочках высокое, а в предсердиях оно равно нулю. В период быстрого изгнания давление в левом желудочке достигает 120-140 мм рт.ст. (систолическое давление в аорте и крупных артериях большого круга), а в правом желудочке - 30-40 мм рт.ст. В период медленного изгнания давление в желудочках начинает падать. Состояние клапанов сердца пока не изменяется - закрыты только атриовентрикулярные клапаны, полулунные клапаны открыты, предсердные сфинктеры также открыты, потому что весь миокард предсердий расслаблен, кровь заполняет предсердия.

Во время периода изгнания крови из желудочков реализуется процесс засасывания крови из крупных вен в предсердия. Это обусловлено тем, что плоскость атриовентрику-лярной «перегородки», которую формируют соответствующие клапаны, смещается по направлению к верхушке сердца, при этом предсердия, находящиеся в расслабленном состоянии, растягиваются, что способствует заполнению их кровью.

Вслед за фазой изгнания начинаются диастола желудочков и их пауза (покой), с которой частично совпадает и пауза предсердий, поэтому данный период сердечной деятельности предлагается называть общей паузой сердца.

В. Общая пауза сердца начинается с про-тодиастолы - это период от начала расслабления мышц желудочков до закрытия полулунных клапанов. Давление в желудочках становится несколько ниже, чем в аорте и легочной артерии, поэтому полулунные клапаны закрываются. В фазе изометрического расслабления полулунные клапаны уже закрыты, а атриовентрикулярные еще не открыты. Поскольку расслабление желудочков продолжается, давление в них падает, что приводит к открытию атриовентрикулярных клапанов массой крови, накопившейся во время диастолы в предсердиях. Начинается период наполнения желудочков, расширение которых обеспечено несколькими факторами.

1. Расслабление желудочков и расширение их камер происходит в основном за счет части энергии, которая расходуется во время систолы на преодоление сил упругости сердца (потенциальная энергия). Во время систолы сердца сжимаются его соединительнотканный упругий каркас и мышечные волокна, которые имеют различное направление в разных слоях. Желудочек в этом отношении можно сравнить с резиновой грушей, которая принимает прежнюю форму после того, как на нее надавили, расширение желудочков оказывает некоторое присасывающее действие.

2. Левый желудочек (правый - в меньшей степени) во время фазы изометрического сокращения мгновенно становится круглым, поэтому в результате действия сил гравитации обоих желудочков и находящейся в них крови быстро растягиваются крупные сосуды, на которых «висит» сердце. При этом атриовентрикулярная «перегородка» несколько смещается вниз. При расслаблении мускулатуры желудочков атриовентрикулярная «перегородка» вновь поднимается вверх, что также способствует расширению камер желудочков, ускоряет наполнение их кровью.

3. В фазе быстрого наполнения кровь, скопившаяся в предсердиях, сразу проваливается в расслабленные желудочки и способствует их расправлению.

4. Расслаблению миокарда желудочков способствует давление крови в коронарных артериях, которая в это время начинает усиленно поступать из аорты в толщу миокарда («гидравлический каркас сердца»).

5. Дополнительное растяжение мускулатуры желудочков осуществляется за счет энергии систолы предсердий (повышение давления в желудочках во время систолы предсердий).

6. Остаточная энергия венозной крови, сообщенная ей сердцем во время систолы (этот фактор действует в фазе медленного наполнения).

Таким образом, во время общей паузы предсердий и желудочков сердце отдыхает, его камеры наполняются кровью, миокард интенсивно снабжается кровью, получает кислород и питательные вещества. Это весьма важно, так как во время систолы коронарные сосуды сжимаются сокращающимися мышцами, при этом кровоток в коронарных сосудах практически отсутствует.