Варіант 1.
1. Яку функцію не виконує кровоносна система? а) опори та рухи б) транспортну в) дихальну г) регуляторну.
2. У яких кровоносних судинахвідбувається газообмін? а) у венах; б) в артеріях; в) у капілярах.
3.У яких судинах кров тече найповільніше? а) в артеріях б) у венах; в) у капілярах.
4.Де починається мале коло кровообігу? а) у правому шлуночку б) у лівому шлуночку в) у правому передсерді г) у лівому передсерді.
5. Відділ серця з найтовстішою м'язовою стінкою а) праве передсердя б) ліве передсердя в) лівий шлуночок г) правий шлуночок.
6.У якому стані перебувають клапани серця при скороченні передсердь? а) всі відкриті б) всі закриті в) напівмісячні відкриті, а стулчасті закриті г) напівмісячні закриті, а стулчасті відкриті.
7. Відділи серця, в яких відбувається розслаблення при виштовхуванні крові з серця: а) ліве передсердя; б) правое передсердя; в) лівий шлуночок; г) правий шлуночок.
8.У якій кровоносній судині тече венозна кров? а) у венах малого кола; б) у венах великого кола; в) в аорті; г) в артеріях великого кола.
9.Яку кров називають артеріальною? а) бідну киснем б) багату киснем в) ту, що тече артеріями.
10.Як змінюється сила і частота серцевих скорочень при фізичного навантаження? а) сповільнюється та послаблюється б) посилюється та сповільнюється в) посилюється та частішає г) послаблюється та частішає.
Варіант 2.
1. Що таке кровообіг? а) надходження кисню в організм людини; б) безперервна течіякрові по замкнутій системі судин; в) перенесення еритроцитів з легень до тканин; г) ритмічні коливання стінок кровоносних судин.
2.Яку кров називають венозною? а) бідну киснем б) багату киснем в) ту, що тече по венах.
3. Що таке пульс? а) ритмічні коливання стінок артерій; б) тиск крові на стінки судин; в) скорочення передсердь; г) скорочення шлуночків.
4. Як називаються судини, в яких є клапани? а) капіляри б) лімфатичні; в) артерії; г) вени.
5.Де починається велике колокровообігу? а) у правому шлуночку б) у лівому шлуночку в) у правому передсерді г) у лівому передсерді.
6.Де закінчується мале коло кровообігу? а) у правому передсерді б) у правому шлуночку в) у лівому передсерді г) у лівому шлуночку.
7.У якій кровоносній судині тече артеріальна кров? а) в артеріях малого кола; б) у венах малого кола; в) у венах великого кола; г) у легеневій артерії.
8.0тдели серця, у яких відбувається скорочення при виштовхуванні крові із серця. а) праве передсердя б) ліве передсердя в) лівий шлуночок г) правий шлуночок.
9.У якому стані знаходяться клапани серця при його розслабленні? а) всі відкриті б) всі закриті в) напівмісячні відкриті, а стулчасті закриті г) напівмісячні закриті, а стулчасті відкриті.
10.Як змінюється сила і частота серцевих скорочень при дії адреналіну? а) сповільнюється та послаблюється б) посилюється та сповільнюється в) посилюється та частішає г) послаблюється та частішає.
Варіант 3. 1.Судини, в яких венозна кров стає артеріальною? а) у венах; б) в артеріях; в) у капілярах. 2.У яких кровоносних судинах найнижчий тиск крові? а) в артеріях; б) у капілярах; в) у венах. 3.У яких кровоносних судинах найвищий тиск крові? а) в артеріях; б) у капілярах; в) у венах. 4.Де закінчується велике коло? а) ліве передсердя б) праве передсердя в) лівий шлуночок г) правий шлуночок. 5.Де знаходяться капіляри малого кола? а) у травної системиб) у нирках; в) у легенях; г) у серці. 6.У яких венах тече артеріальна кров? а) у легеневих венах б) у порожнистих венах в) у венах кінцівок г) у ворітній вені печінки. 7.Яка камера серця приймає кров із малого кола кровообігу? а) ліве передсердя б) праве передсердя в) лівий шлуночок г) правий шлуночок. 8.Які клапани знаходяться між передсердями та шлуночками серця? а) напівмісячні б) стулчасті в) венозні. 9.У якому стані перебувають клапани серця при скороченні шлуночків? а) всі відкриті б) всі закриті в) напівмісячні відкриті, а стулчасті закриті г) напівмісячні закриті, а стулчасті відкриті. 10.Як змінюється сила та частота серцевих скорочень при впливі ацетилхоліну? а) сповільнюється та послаблюється б) посилюється та сповільнюється в) посилюється та частішає г) послаблюється та частішає. | Варіант 4. 1. Де починається велике коло кровообігу: а) праве передсердя б) ліве передсердя в) лівий шлуночок г) правий шлуночок? 2. Де закінчується велике коло кровообігу: а) правий шлуночок б) праве передсердя в) ліве передсердя г) лівий шлуночок? 3. Де починається мале коло кровообігу: а) праве передсердя б) ліве передсердя в) лівий шлуночок г) правий шлуночок? 4. Де закінчується мале коло кровообігу: а) ліве передсердя б) праве передсердя в) лівий шлуночок г) правий шлуночок? 5. Де відбувається газообмін у малому колі: а) головний мозок; б) легкі; в) шкіра; г) серце? 6. Якими особливостями характеризуються артерії: а) товсті стінки; б) наявність клапанів; в) високий тиск; г) розгалуження на капіляри? 7. Яка кров рухається по легеневій вені: а) артеріальна; б) венозна; в) змішана? 8. Які м'язи входять до складу серцевого м'яза: а) гладкі б) поперечносмугасті в) поперечносмугасті серцеві? 9. Яка камера серця приймає кров із великого кола кровообігу? а) праве передсердя б) ліве передсердя в) лівий шлуночок г) правий шлуночок. 10. Які клапани знаходяться на основі великих артерій серця? а) напівмісячні б) стулчасті в) венозні. |
Відповіді: 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.
Будова серця
У людини та інших ссавців, а також у птахів серце чотирикамерне, що має форму конуса. Розташовується серце у лівій половині грудної порожнини, у нижньому відділі переднього середостіння на сухожильному центрі діафрагми, між правою та лівою. плевральною порожниною, фіксоване на великих кровоносних судинах і поміщене в навколосерцеву сумку сполучної тканиниде постійно присутня рідина, що зволожує поверхню серця і забезпечує його вільне скорочення. Суцільною перегородкою серце ділиться на праву та ліву половини і складається з правого та лівого передсердь та правого та лівого шлуночків. Таким чином розрізняють праве серце та ліве серце.
Кожне передсердя повідомляється з відповідним шлуночком за допомогою передсердно-шлуночкового гирла. У кожному гирлі є стулчастий клапан, що регулює напрямок струму крові з передсердя в шлуночок. Створчастий клапан - це сполучнотканинна пелюстка, яка одним краєм прикріплена до стінок отвору, що з'єднує шлуночок і передсердя, а іншим вільно звисає в порожнину шлуночка. До вільного краю стулок приєднуються сухожильні нитки, які іншим кінцем вростають у стінки шлуночка.
При скороченні передсердь кров вільно надходить у шлуночки. А коли скорочуються шлуночки, кров своїм тиском піднімає вільні краї стулок, вони стикаються між собою та закривають отвір. Сухожильні нитки не дозволяють стулкам вивертатися убік від передсердь. Кров при скороченні шлуночків до передсердя не надходить, а прямує до артеріальних судин.
У передсердно-шлуночковому гирлі правого серця розташовується тристулковий (трикуспідальний) клапан, у лівому - двостулковий (мітральний) клапан.
Крім цього в місцях виходу аорти та легеневої артерії із шлуночків серця на внутрішньої поверхніцих судин розташовані напівмісячні або кишенькові (у вигляді кишень) клапани. Кожен клапан складається із трьох кишень. Кров, що рухається зі шлуночка, притискає кишені до стінок судин і вільно проходить через клапан. Вчасно розслаблення шлуночків кров з аорти та легеневої артерії починає текти у шлуночки і своїм зворотним рухом закриває кишенькові клапани. Завдяки клапанам кров у серці рухається тільки в одному напрямку: із передсердь у шлуночки, із шлуночків в артерії.
У праве передсердя кров надходить із верхньої та нижньої порожнистих вен і вінцевих вен самого серця (вінцевого синуса), у ліве передсердя впадають чотири легеневі вени. Шлуночки дають початок судинам: правий - легеневої артерії, яка ділиться на дві гілки і несе венозну кров у праву та ліву легеню, тобто. у малий круг кровообігу; лівий шлуночок дає початок дузі аорти, через яку артеріальна кров надходить у велике коло кровообігу.
Стінка серця включає три шари:
- внутрішній - ендокард, покритий клітинами ендотелію
- середній - міокард - м'язовий
- зовнішній - епікард, що складається із сполучної тканини та покритий серозним епітелієм
Зовні серце покрите сполучно-тканинною оболонкою - навколосерцевою сумкою, або перикардом, також вистеленим із внутрішньої сторони серозним епітелієм. Між епікардом та серцевою сумкою знаходиться порожнина, заповнена рідиною.
Товщина м'язової стінки найбільша у лівому шлуночку (10-15 мм) та найменша у передсердях (2-3 мм). Товщина стінки правого шлуночка становить 5-8 мм. Це пов'язано з неоднаковою інтенсивністю роботи різних відділівсерця з виштовхування крові. Лівий шлуночок викидає кров у велике коло під високим тискомі тому має товсті м'язові стінки.
Властивості серцевого м'яза
Серцевий м'яз - міокард, як за будовою, так і властивостями відрізняється від інших м'язів тіла. Вона складається з поперечносмугастих волокон, але на відміну від волокон скелетних м'язів, які також є поперечносмугастими, волокна серцевого м'яза з'єднуються між собою відростками, тому збудження з будь-якої ділянки серця може поширюватися на все м'язові волокна. Така структура називається синцитієм.
Скорочення серцевого м'яза мимовільні. Людина не може по власним бажаннямзупинити серце чи змінити частоту його скорочень.
Серце, видалене з тіла тварини і поміщене у певні умови, може довгий часритмічно скорочуватися. Ця його властивість називається автоматією. Автоматія серця обумовлена періодичним виникненням збудження у спеціальних клітинах серця, скупчення яких у стінці правого передсердя і називається центром автоматії серця. Порушення, що виникає в клітинах центру, передається до всіх м'язових клітин серця і викликає їхнє скорочення. Іноді центр автоматії виходить із ладу, тоді серце зупиняється. В даний час у таких випадках до серця приживають мініатюрний електронний стимулятор, який періодично посилає до серця. електричні імпульси, і воно щоразу скорочується.
Робота серця
Серцевий м'яз завбільшки з кулак і вагою близько 300 г, безперервно працює протягом усього життя, скорочується близько 100 тис. разів на добу та перекачує при цьому понад 10 тис. літрів крові. Така висока працездатність обумовлена посиленим кровопостачанням серця, високим рівнемпроцесів обміну речовин, що відбуваються в ньому, і ритмічним характером його скорочень.
Серце людини скорочується ритмічно з частотою 60-70 разів на 1 хв. Після кожного скорочення (систоли) настає розслаблення (діастола), а потім пауза, протягом якої серце відпочиває, і знову скорочення. Серцевий циклтриває 0,8 с і складається з трьох фаз:
- скорочення передсердь (0,1 с)
- скорочення шлуночків (0,3 с)
- розслаблення серця із паузою (0,4 с).
Якщо частота серцевих скорочень збільшується, час кожного циклу зменшується. Це відбувається в основному за рахунок скорочення загальної паузи серця.
Крім того, через вінцеві судини, серцевий м'яз при нормальній роботісерця отримує близько 200 мл крові за 1 хв, а при максимальному навантаженні коронарний кровотік може досягати 1,5-2 л/хв. У перерахунку на 100 г маси тканини це набагато більше, ніж для іншого органу, крім мозку. Це також посилює працездатність та невтомність серця.
Під час скорочення передсердь кров з них викидається в шлуночки, а потім під впливом скорочення шлуночків виштовхується в аорту та легеневу артерію. У цей час передсердя розслаблені та заповнюються кров'ю, яка притікає до них по венах. Після розслаблення шлуночків під час паузи відбувається наповнення їх кров'ю.
Кожна половина серця дорослої людини за одне скорочення виштовхує в артерії приблизно 70 мл крові, що називається ударним об'ємом крові. За 1 хв серце викидає близько 5 л крові. Роботу, яка виконується при цьому серцем, можна підрахувати, помноживши об'єм крові, що виштовхується серцем, на тиск, під яким кров викидається в артеріальні судини (це 15 000 - 20 000 кг/добу). А якщо людина виконує дуже напружену фізичну роботу, то хвилинний об'єм крові зростає до 30 л відповідно збільшується і робота серця.
Робота серця супроводжується різними проявами. Так, якщо до грудної клітки людини прикласти вухо чи фонендоскоп, можна почути ритмічні звуки - тони серця. Їх три:
- перший тон виникає при систолі шлуночків та обумовлений коливаннями сухожильних ниток та закриттям стулчастих клапанів;
- другий тон виникає на початку діастоли внаслідок закриття клапанів;
- третій тон – дуже слабкий, його вдається вловити лише за допомогою чутливого мікрофона – виникає під час заповнення шлуночків кров'ю.
Скорочення серця супроводжуються також електричними процесами, які можна виявити як змінну різницю потенціалів між симетричними точками поверхні тіла (наприклад, на руках) та записати спеціальними приладами. Запис тонів серця - фонокардіограма та електричних потенціалів - електрокардіограма наведено на рис. Ці показники використовуються у клініці для діагностики захворювань серця.
Регуляція роботи серця
Робота серця регулюється нервовою системою в залежності від впливу внутрішньої та зовнішнього середовища: концентрації іонів калію та кальцію, гормону. щитовидної залози, стану спокою або фізичної роботиемоційної напруги.
Нервова та гуморальне регулюваннядіяльності серця погодить його роботу з потребами організму в кожний Наразінезалежно від нашої волі.
- Вегетативна нервова система іннервує серце, як і всі внутрішні органи. Нерви симпатичного відділузбільшують частоту та силу скорочень серцевого м'яза (наприклад, при фізичній роботі). В умовах спокою (під час сну) серцеві скорочення стають слабшими під впливом парасимпатичних нервів.
- Гуморальне регулювання діяльності серця здійснюється за допомогою наявних у великих судинах спеціальних хеморецепторів, які збуджуються під впливом змін складу крові. Підвищення концентрації вуглекислого газу в крові подразнює ці рецептори та рефлекторно посилює роботу серця.
Особливо важливе значення у цьому сенсі має адреналін, що надходить у кров із надниркових залоз і викликає ефекти, подібні до тих, які спостерігаються при подразненні симпатичної нервової системи. Адреналін викликає почастішання ритму та збільшення амплітуди серцевих скорочень.
Важлива роль у нормальної життєдіяльностісерця належить електролітам. Зміни концентрації в крові солей калію і кальцію дуже впливають на автоматію і процеси збудження і скорочення серця.
Надлишок іонів калію пригнічує всі сторони серцевої діяльності, діючи негативно хронотропно (знижує ритм серця), інотропно (зменшує амплітуду серцевих скорочень), дромотропно (погіршує проведення збудження у серці), батмотропно (зменшує збудливість серцевого м'яза). При надлишку іонів К+ серце зупиняється у діастолі. Різкі порушення серцевої діяльності настають і при зменшенні вмісту іонів К+ у крові (при гіпокаліємії).
Надлишок іонів кальцію діє у зворотному напрямку: позитивно хронотропно, інотропно, дромотропно та батмотропно. При надлишку іонів Са 2+ серце зупиняється у систолі. При зменшенні вмісту іонів Са 2+ у крові серцеві скорочення послаблюються.
Таблиця. Нейрогуморальне регулювання діяльності серцево-судинної системи
| Чинник | Серце | Судини | Рівень кров'яного тиску |
| Симпатична нервова система | звужує | підвищує | |
| Парасимпатична нервова система | розширює | знижує | |
| Адреналін | частішає ритм і посилює скорочення | звужує (крім судин серця) | підвищує |
| Ацетилхолін | сповільнює ритм та послаблює скорочення | розширює | знижує |
| Тироксин | частішає ритм | звужує | підвищує |
| Іони кальцію | частішають ритм і послаблюють скорочення | звужують | знижують |
| Іони калію | сповільнюють ритм та послаблюють скорочення | розширюють | знижують |
Робота серця пов'язана з діяльністю інших органів. Якщо збудження у центральну нервову систему передається від працюючих органів, то з центральної нервової системи воно передається на нерви, що посилюють функцію серця. Так рефлекторним шляхом встановлюється відповідність між діяльністю різних органівта роботою серця.
Робота серця
Робота серця полягає в ритмічному нагнітанні крові в судини кіл кровообігу. Шлуночки виштовхують кров у круги кровообігу з великою силою, щоб вона могла досягти найвіддаленіших від серця ділянок тіла. Тому вони мають добре розвинені м'язові стінки, особливо лівий шлуночок.
При кожному скороченні лівого шлуночка кров із силою вдаряється об пружні стінки аорти і розтягує їх. Хвиля пружних коливань, що виникає при цьому, швидко поширюється на стінки артерій. Такі ритмічні коливання стінок судин називаються пульсом. Кожен удар пульсу відповідає одному серцевого скорочення. Шляхом підрахунку пульсу можна визначити кількість скорочень серця за 1 хв. Середня частота серцевих скорочень (ЧСС)у людини у стані спокою становить близько 75 ударів за хвилину.
Пульс можна промацувати на поверхні тіла у тих місцях, де великі судини лежать близько до поверхні тіла: на скронях, на внутрішній сторонізап'ястя, з боків шиї.
Робота серця з перекачування крові протікає циклічно. Скорочення серця називається систолою, а розслаблення - діастоли.
Один серцевий цикл(Послідовність процесів, що відбуваються за одне скорочення серця ( систола), та її подальше розслаблення ( діастола), триває 0,8 с (три фази):
- 0,1 с займає скорочення (систола) передсердь (I фаза),
- 0,3 с - скорочення (систола) шлуночків (II фаза),
- 0,4 с – загальне розслаблення (діастола) всього серця – загальна пауза (III фаза).
Подивися відео про роботу серця
При кожному скороченні передсердь кров із них переходить у шлуночки, після чого починається скорочення шлуночків. Після закінчення скорочення передсердь стулчасті клапани захлопуються, і при скороченні шлуночків кров не може повернутися до передсердя. Вона виштовхується через відкриті напівмісячні клапани з лівого шлуночка (по аорті) у велике коло, а з правого (по легеневій артерії) у мале коло кровообігу. Потім настає розслаблення шлуночків, напівмісячні клапани закриваються і не дають крові витікати назад з аорти та легеневої артерії у шлуночки серця.
Робота серця супроводжується шумами, які отримали назву тонів серця. У разі порушень роботи серця ці тони змінюються, і, прослуховуючи їх, лікар може поставити діагноз.
Автоматія серця
Серцевий м'яз має особливою властивістю - автоматією. Якщо серце видалити з грудної клітки, Воно деякий час продовжує скорочуватися, не маючи жодного зв'язку з організмом. Імпульси, що змушують серце битися, ритмічно виникають у невеликих групах м'язових клітин, які називають вузлами автоматії.
Головний вузол автоматії знаходиться у м'язі правого передсердя, саме він задає ритм серцебиття у здорової людини.
Регуляція роботи серця та кровообігу
Робота серця та судин регулюється двома шляхами: нервовимі гуморальним.
- Нервова регуляціясерця здійснюється вегетативною нервовою системою.
- Гуморальне регулюваннявідбувається при дії різних хімічних речовин, що приносяться до серця струмом крові.
Серце працює в періодичному режимі – фаза скорочення (систола) змінюється фазою розслаблення (діастолою). Сума систолічного та діастолічного інтервалів часу утворюють період скорочення Т = t з + t д. Величина, зворотна періоду називається частотою серцевих скорочень. У нормальних умовах частота у середньому становить f = 75 1/хв. Тому період роботи серця:
Т = 1/f = 1 хв/75 = 60 с/75 = 0,8 с
На систолу припадає 0,3, на діастолу - 0,5 с.
Систола серця починається зі скорочення передсердь. В результаті зменшення об'єму цих камер підвищується тиск і кров надходить через передсердно-шлуночкові (атріо-вентрикулярні) клапани порожнини шлуночків. При скороченні міокарда шлуночків, коли тиск стає більшим, ніж у передсердях, ці клапани закриваються і тиск у шлуночках швидко підвищується. Коли воно перевищить тиск у артеріальної системи, відкриваються клапани аорти та легеневої артерії, через які кров надходить у великий та малий кола кровообігу. Час, протягом якого напруга шлуночків розвивається при закритих клапанах, називається фазою ізометричної напруги серця. В цьому випадку об'єм камер шлуночків не змінюється.
За одне скорочення кожен шлуночок викидає до артерії 70-100 мл (70-100 см 3 ) крові. Ця порція Vc називається систолічним об'ємом серця. Оскільки частота скорочення f = 75 1/хв хвилинний об'єм серця (інтенсивність кровотоку, об'ємна швидкість) визначиться як добуток об'єму систоли на частоту:
Q = V з f = 70 75 = 5250 мл/хв = 5,25 л/хв
Коли виникає необхідність збільшення інтенсивності кровопостачання організму (наприклад при виконанні важкої фізичної роботи), хвилинний обсяг може зростати в 3-4 разів у нетренованих осіб і в 5-7 разів у спортсменів. Як випливає з наведеної формули, це можливо за рахунок збільшення частоти серцевих скорочень f і систолічного об'єму Vc. Визначальну роль у своїй грає перший механізм - частота скорочень може зростати в 3-3,5 разу, хвилинний обсяг екстремальних ситуаціях сягає 200 мл. Сила, яку розвиває міокард, залежить від розмірів та форми серця. З деяким наближенням вважатимуться, що шлуночки мають сферичну форму. Безперечно, таке припущення вносить помилку в результати подальших розрахунків. У порожнинах шлуночків на кров діє повна сила: F = = P S, де S - площа поверхні. Оскільки припущено, що ця поверхня сферична, то S = 4пр 2 а обсяг порожнини V = 4пр 3 /3 (r - радіус порожнини шлуночка). У нормальних умовах обсяг шлуночків змінюється від V 1 = 95 cм 3 на початку систоли до 25 см 3 її кінці. Радіус шлуночка до скорочення дорівнюватиме:
r 1 == 2,83 см
В кінці систоли:
r 2 = 
= 1,81 см
Відповідні площі поверхонь рівні:
S 1 = 4пр 1 2 = 43,148 = 100 cм 2 ; S 2 = 4пр 2 2 = 43,143,3 = 41 см 2
Величина сили на початку систоли (при тиску 70 мм. рт. ст. = 9,3 кПа) дорівнює F 1 = 93,3 Н, а в кінці (при тиску 120 мм. рт. ст. = 16 кПа) F 2 = 66 Н. Зміна геометричних розмірів камер серця така, що на початку скорочення розвивається велика сила.
Серце здійснює механічну роботу, яка витрачається на збільшення механічної енергії крові, що протікає через ліве та праве серце (див. рис. 73).
Після проходження крові через праве серце (праве передсердя та шлуночок) механічна енергія збільшилася на Е 1 = Е 1 "- Е 1", а після лівого - на Е 2 = Е 2 "- Е 2 ". Робота серця витрачається на загальна змінаенергії А = Е 1 +Е 2 . Розрахунки показують, що праця правого серця А П приблизно в 6 разів менша, ніж лівого Ал, і тому вся робота: А = А П + А Л = А Л + А Л = 7А Л /6 = 7(E 2) /6.
Зміну механічної енергії можна представити як збільшення потенційної та кінетичної: Е 2 =Е П2 +Е К2 . Зростання потенційної енергії обумовлено впливом механічних сил на кров з боку стінок камер серця: Е П2 = Р"V - P"V, де Р" і Р"-тиску крові відповідно в аорті та в легеневих венах, V - об'єм крові, яку перекачує лівий шлуночок.
Якщо розглядати одне скорочення, то V = V С (V С – систолічний обсяг). Оскільки тиск крові в аорті (середнє 100 мм. рт. ст) істотно більший, ніж у легеневих венах (2-4 мм. рт. ст.), можна знехтувати величиною P"V С і тоді зміна потенційної енергіїЕ П2 = Р "V С. Збільшення кінетичної енергії:
Е К2 =(mW") 2 / 2 - (mW") 2 / 2 = (m/2)[(W") 2 - (W") 2 ]
Тут W", W" - відповідно швидкості крові в аорті та легеневих венах. Результуюча зміна механічної енергії крові, що пройшла через ліве серце, буде однакова:
Е 2 = Р"V С + (m/2)[(W") 2 - (W") 2 ]
Виражаючи масу через її щільність і систолічний об'єм: m = V С, всю роботу, здійснену серцем при одному скороченні, можна представити:
Наведемо відповідні значення величин, що входять у формулу для роботи: середній тиск крові Р" = 13 кПа, V = 70 мл, щільність крові = 10 кг/м 3 швидкість крові в аорті W" = 0,5 м/с, в венах близько 0,2 м/с. Підставляючи всі наведені значення знайдемо, що за одне скорочення серце здійснює роботу А порядку 1,1 Дж. За добу робота серця дорівнюватиме: А ст = NA, де N число скорочень серця протягом доби дорівнює відношенню тривалості доби до періоду скорочень N= 243600: 0,8 = 1,110 5 . Тому А ст = 1,110 5 1,1 = 1,2110 5 Дж. Нескладний розрахунок показує, що за середню тривалість життя людини у 75 років серце робить роботу приблизно рівну 3,310 9 Оскільки тривалість систоли становить t с = 00,3 с, потужність розвивається серцем дорівнюватиме: N = A/t с = = 1,1: 0,3 = 3.7 Вт.
Зазначимо ще одну важливу обставину. Робота серця витрачається на збільшення кінетичної енергії (збільшення швидкості) та потенційної енергії крові (її об'ємний стиск). Розрахунок показує, що енергетичні витрати на рух крові становлять близько 1% загальної зміни всієї енергії, а 99% витрачається на підвищення потенційної енергії. Це означає, що основна робота серця витрачається не так на рух, але в об'ємне стиск крові.
При роботі серця, коли кров із шлуночків надходить до артерії відбувається коливання клапанів серця та стінок судин. І тут виникають звуки, які називаються тони серця. Насправді спектр цих звуків за наведеною вище класифікацією відноситься до шумів. Якщо відбувається звуження отворів, якими кров надходить в аорту і легеневу артерію, швидкість проходження крові зростає, перевищує критичну і з'являються турбулентні шуми. Подібне явище також спостерігається в тому випадку, якщо під час діастоли клапани серця закриваються нещільно і при розслабленні шлуночків кров надходить із артерій назад у серце. Такий стан називається недостатністю клапанного апарату. Зворотний потік крові через нещільно закриті клапани має турбулентний характер, що також призводить до шумів. Тому вислуховування звуків над серцем (аускультація) дозволяє виявити патоморфологічні зміни у серці.
ЦИКЛ СЕРЦЕВОЇ ДІЯЛЬНОСТІ
Основними складовими циклу серцевої діяльності є систола (скорочення) та діастола (розширення) передсердь та шлуночків. До цього часу немає єдиної думки про фази циклу і сенс терміна «діастола». Деякі автори діастоли називають лише процес розслаблення міокарда. Більшість авторів включають в діастолу як період розслаблення мускулатури, так і період спокою (пауза), для желу-
дочок це період наповнення. Очевидно, слід виділяти систолу, діастолу та спокій (паузу) передсердь та шлуночків, оскільки діастола, як і систола, – динамічний процес.
Цикл серцевої діяльності поділяють три основні фази, кожна з яких має періоди.
Систола передсердь – 0,1 с (Додаткове наповнення шлуночків кров'ю).
Систола шлуночків – 0,33 с.Період напруги – 0,08 с (фаза асинхронного скорочення – 0,05 с та фаза ізометричного скорочення – 0,03 с).
Період вигнання крові – 0,25 с (фаза швидкого вигнання – 0,12 с та фаза повільного вигнання – 0,13 с).
Загальна пауза серця - 0,37 з (Період розслаблення - діастола шлуночків та їх спокою, що збігається із закінченням спокою передсердь).
Період розслаблення шлуночків – 0,12 с (протодіастола – 0,04 с та фаза ізометричного розслаблення – 0,08 с).
Період основного наповнення шлуночків кров'ю – 0,25 с (фаза швидкого наповнення – 0,08 с та фаза повільного наповнення – 0,17 с).
Весь цикл серцевої діяльності триває 0,8 при частоті скорочень 75 в 1 хв. Діастола шлуночків та їх пауза при такій частоті серцевих скорочень становлять 0,47 с (0,8 с – 0,33 с = 0,47 с), останні 0,1 с збігаються із систолою передсердь. Графічно цикл представлений на рис. 13.2.
Розглянемо кожну фазу циклу серцевої діяльності.
А. Систола передсердьзабезпечує додаткову подачу крові у шлуночки, вона починається після загальної паузи серця. На цей момент вся мускулатура передсердь і шлуночків розслаблена. Відкриті атріо-вентрикулярні клапани, вони провисають у шлуночки, розслаблені сфінктери, що є кільцевою мускулатурою передсердь в області впадання вен у передсердя і виконують функцію клапанів.
Оскільки весь робочий міокард розслаблений, тиск у порожнинах серця дорівнює нулю. Через градієнт тиску в порожнинах серця та артеріальній системі напівмісячні клапани закриті.
Порушення і, отже, хвиля скорочення передсердь починаються в області впадання порожнистих вен, тому одночасно зі скороченням робочого міокарда передсердь скорочується і мускулатура сфінктерів, що виконують функцію клапанів, - вони закриваються, тиск у передсердях починає зростати, і додаткова порція крові (приблизно VS -діастолічного обсягу) надходить у шлуночки.
Під час систоли передсердь кров із них назад у порожнисті та легеневі вени не повертається, оскільки сфінктери закриті. До кінця систоли тиск у лівому передсерді зростає до 10-12 мм рт.ст., у правому - до 4-8 мм рт.ст. Такий тиск до кінця систоли передсердь створюється і в шлуночках. Таким чином, під час систоли передсердь сфінктери передсердь закриті, атріовент-рикулярні клапани відкриті. Оскільки в аорті та легеневій артерії тиск крові в цей період більший, то півмісячні клапани, природно, все ще закриті. Після закінчення систоли передсердь, через 0,007 с (інтерсистолічний інтервал), починаються систола шлуночків, діастола передсердь та їх спокій. Останні тривають 0,7 с, передсердя у своїй наповнюються кров'ю (резервуарна функція передсердь). Значення систоли передсердь полягає ще й у тому, що тиск, що виникає при цьому, забезпечує додаткове розтягування міокарда шлуночків і подальше посилення їх скорочень під час систоли шлуночків.
Б. Систола шлуночківскладається з двох періодів - напруги та вигнання, кожен з яких ділиться на дві фази. У фазі асинхронного (неодночасного) скороченнязбудження м'язових волокон поширюється обома шлуночками. Скорочення починається з найближчих до провідної системи серця ділянок робочого міокарда (сосочкових м'язів, перегородки, верхівки шлуночків). До кінця цієї фази до скорочення залучені всі м'язові волокна, тому тиск у шлуночках починає швидко підвищуватися, внаслідок чого закриваються атріо-вентрикулярні клапани та починається фаза ізометричного скорочення.Сососкові м'язи, що скорочуються разом із шлуночками, натягують сухожильні нитки і перешкоджають вивертанню клапанів у передсердя. Крім того, еластичність і розтяжність су-
хожильних ниток пом'якшують удар крові об атріовентрикулярні клапани, що забезпечує довговічність їх роботи. Загальна поверхня атріовентрикулярних клапанів більша за площу атріовентрикулярного отвору, тому їх стулки щільно притискаються один до одного. Завдяки цьому клапани надійно стуляються навіть при змінах об'єму шлуночків і кров не повертається під час систоли шлуночків назад до передсердя. Під час фази ізометричного скорочення тиск у шлуночках швидко наростає. У лівому шлуночку воно збільшується до 70-80 мм рт.ст., у правому - до 15-20 мм рт.ст. Як тільки тиск у лівому шлуночку виявиться більше діастолічного тиску в аорті (70-80 мм рт.ст.), а в правому шлуночку - більше діастолічного тиску в легеневій артерії (15-20 мм рт.ст.), відкриваються напівмісячні клапани і починається період вигнання.
Обидва шлуночки скорочуються одночасно, причому хвиля їх скорочення починається у верхівці серця і поширюється вгору, виштовхуючи кров із шлуночків в аорту та легеневий стовбур. У період вигнання довжина м'язових волокон та обсяг шлуночків зменшуються, атріовентрикулярні клапани закриті, оскільки тиск у шлуночках високий, а в передсердях він дорівнює нулю. У період швидкого вигнання тиск у лівому шлуночку сягає 120-140 мм рт.ст. (Систолічний тиск в аорті та великих артеріях великого кола), а в правому шлуночку – 30-40 мм рт.ст. У період повільного вигнання тиск у шлуночках починає падати. Стан клапанів серця поки не змінюється - закриті тільки атріовентрикулярні клапани, напівмісячні клапани відкриті, сфінктери передсердні також відкриті, тому що весь міокард передсердь розслаблений, кров заповнює передсердя.
Під час періоду вигнання крові із шлуночків реалізується процес засмоктування крові із великих вен у передсердя. Це зумовлено тим, що площина атріовентрикулярної «перегородки», яку формують відповідні клапани, зміщується у напрямку до верхівки серця, при цьому передсердя, що знаходяться в розслабленому стані, розтягуються, що сприяє заповненню їх кров'ю.
Після фазою вигнання починаються діастола шлуночків та його пауза (спокій), з якою частково збігається і пауза передсердь, тому цей період серцевої діяльності пропонується називати загальної паузою серця.
В. Загальна пауза серцяпочинається з про-тодіастоли -це період від початку розслаблення м'язів шлуночків до закриття напівмісячних клапанів. Тиск у шлуночках стає дещо нижчим, ніж в аорті та легеневій артерії, тому півмісячні клапани закриваються. У фазі ізометричного розслабленнянапівмісячні клапани вже закриті, а атріовентрикулярні ще відкриті. Оскільки розслаблення шлуночків продовжується, тиск у них падає, що призводить до відкриття атріовентрикулярних клапанів масою крові, що накопичилася під час діастоли в передсердях. Починається період наповнення шлуночків,розширення яких забезпечене кількома чинниками.
1. Розслаблення шлуночків та розширення їх камер відбувається в основному за рахунок частини енергії, яка витрачається під час систоли на подолання сил пружності серця (потенційна енергія). Під час систоли серця стискаються його сполучнотканинний пружний каркас та м'язові волокна, які мають різний напрямоку різних шарах. Шлуночок у цьому відношенні можна порівняти з гумовою грушею, яка набуває попередньої форми після того, як на неї натиснули, розширення шлуночків має деяку присмоктувальну дію.
2. Лівий шлуночок (правий - меншою мірою) під час фази ізометричного скорочення миттєво стає круглим, тому в результаті дії сил гравітації обох шлуночків і крові, що знаходиться в них, швидко розтягуються великі судини, на яких «висить» серце. При цьому атріовентрикулярна перегородка дещо зміщується вниз. При розслабленні мускулатури шлуночків атріовентрикулярна перегородка знову піднімається вгору, що також сприяє розширенню камер шлуночків, прискорює наповнення їх кров'ю.
3. У фазі швидкого наповнення кров, що накопичилася в передсердях, відразу провалюється в розслаблені шлуночки та сприяє їхньому розправленню.
4. Розслабленню міокарда шлуночків сприяє тиск крові в коронарних артеріях, яка в цей час починає посилено надходити з аорти в товщу міокарда (гідравлічний каркас серця).
5. Додаткове розтягнення м'язів шлуночків здійснюється за рахунок енергії систоли передсердь (підвищення тиску в шлуночках під час систоли передсердь).
6. Залишкова енергія венозної крові, повідомлена їй серцем під час систоли (цей чинник діє фазі повільного наповнення).
Таким чином, під час загальної паузи передсердь та шлуночків серце відпочиває, його камери наповнюються кров'ю, міокард інтенсивно постачається кров'ю, отримує кисень та поживні речовини. Це дуже важливо, тому що під час систоли коронарні судини стискаються м'язами, що скорочуються, при цьому кровотік в коронарних судинах практично відсутня.
Loading...