Почему сердце не устает. План урока по биологии Строение и работа сердца (8 класс). Хороший стул важен для здоровья
Человеческое тело состоит из трех типов или групп мышц: скелетных, гладких и сердечной. Сегодня мы поговорим о сердечных мышцах.
Скелетные мышцы
Скелетные мышцы, или поперечнополосатые, – это те мышцы, которые большинство из нас наверняка представляет себе. Присоединенные к костям и сухожилиям, скелетные мышцы в значительной степени управляют всеми произвольными и некоторыми непроизвольными (диафрагма, работающая автоматически), движениями тела. Произвольное движение стимулировано «нервными импульсами (потенциалы действия), проходящими по мотонейронам соматического отдела нервной системы и иннервирующими волокна скелетной мышцы, в которых они прекращают сокращаться».
Как и сердечная мышца, скелетные мышцы получают свою энергию из митохондрий. Чем больше митохондрии, тем больше доступной энергии для мышц, «поскольку для людей в ходе своего развития в течение длительных периодов времени не было необходимости сгибать скелетные мышцы, суммарный объем скелетной мышцы содержит в среднем только 1-2% митохондрий. Однако получаемой из них энергии оказывается вполне достаточно для решения таких мышечных задач, как ходьба или бег».
Помимо митохондрий, для подкрепления своего энергетического потенциала скелетные мышцы могут также использовать гликоген (энергетический резерв) для производства аденозинтрифосфата (АТФ), нуклеотида, являющегося основным переносчиком энергии в клетке.
Гладкие мышцы
Гладкие мышцы в точности соответствуют своему названию. Они гладкие, без пупырышков. Гладкие мышцы входят в состав клеток внутренних органов (кроме сердца) и работают автоматически, помогая вам переваривать еду, расширять зрачки и осуществлять процесс мочеиспускания.
Сердечная мышца
Как и скелетные мышцы, сердечная мышца является поперечнополосатой. Клетки этого вида мышцы соединяются друг с другом (слипаются) в адгезионные контакты, «позволяющие сердцу сокращаться, не разрывая волокон».
Стимулом для сокращения сердечного насоса являются нервные импульсы, движущиеся по волокнам через промежуточные соединения. «Если отдельные группы мышечных волокон сердечной мышцы сокращаются разрозненно и нескоординированно, например, вследствие сердечного приступа, сердце теряет способность совершать согласованные сокращения. Это состояние называется фибрилляцией сердца».
Несмотря на то, что сердечные насосы автономны, импульсы, исходящие из нервной системы, «действительно идут к сердцу, но их эффект состоит в том, чтобы просто смоделировать – увеличить или уменьшить – скорость экспоненциального роста и сердечного сокращения. Даже если нервы разрушены (например, в пересаживаемом сердце), сердце продолжает биться».
Сердечная мышца, как и скелетные мышцы, приводится в действие митохондрией, но это еще не все. «В среднем на долю сердца приходится примерно от 30 до 35% митохондрий. Такое количество энергетических генераторов и объясняет, почему сердечная мышца в здоровом организме не имеет потребности отдыхать: всегда существует некоторая энергия, передаваемая мышце за счет увеличения потребления калорий».
Однако эта большая зависимость от митохондрий означает, что у сердца также есть «большая зависимость от клеточного дыхания для АТФ... Недостаток гликогена приводит к уменьшению пользы от гликолиза, когда поставка кислорода ограничена. Таким образом, если что-то прерывает поток крови к сердцу, то это может привести к повреждению и даже смерти поврежденной части. Это – то, что происходит при сердечных приступах».
Сломанные сердца
Несмотря на то, что сердце кажется неутомимым, прочность человеческого сердца имеет свои пределы. Недавнее исследование показало, что, если сердце подвергается чрезвычайному напряжению, то даже у самых здоровых могут возникнуть проблемы.
Сердечная недостаточность
В 2001 году ученые изучили сердечную усталость на примере уставших спортсменов.
«Врач-кардиолог Юэн Эшли... развернул переносную сердечную лабораторию прямо рядом с финишной чертой супер-гонки на выносливость «Порыв Адреналина» в шотландском высокогорье… Команда-победительница... пересекла финишную черту после 90 непрерывных часов езды на велосипеде, восхождения в горы, плавания, гребли, практически без сна... После тестирования их сердец... до и после 400-километровой гонки... ученые пришли к выводу, что сердца спортсменов, закончивших соревнование, перегоняли на 10 процентов меньше крови по сравнению с началом гонки».
Однако следует отметить, что «сердца спортсменов, показавшие симптомы сердечной недостаточности после гонки, быстро возвращались к нормальному состоянию, то есть никакого непоправимого урона сделано не было».
Непоправимый урон
Единственный случай сильной перегрузки может не привести к серьезным проблемам, однако последние исследования показывают, что постоянные тренировки могут.
В 2011 году британцы исследовали «мужчин, которые были частью британской национальной или Олимпийской команды по бегу или гребле, а также бегунов, закончивших, по крайней мере, сто марафонов... 12 человек в возрасте от 50 и старше..., а также 17 человек... в возрасте от 26 до 40 сравнили с группой из 20 здоровых мужчин старше 50, ни один из которых не был спортсменом… Каждому человеку из этих групп провели магнитно-резонансную томографию их сердец, которая идентифицировала очень ранние симптомы фиброза или рубцевание в сердечной мышце... – состояние, приводящее в дальнейшем к нарушению сердечной функции и, в конечном счете, к сердечной недостаточности… Результаты... скорее обеспокоили. Ни у одного из молодых спортсменов или не спортсменов старшего возраста не был зафиксирован фиброз сердца. Но у половины спортсменов старшего возраста выявилось некоторое рубцевание сердечной мышцы. Каждый, у кого были найдены подобные отклонения, часто подвергался серьезным нагрузкам».
Тем не менее, даже ученые, изучающие аффекты интенсивных упражнений на сердечную мышцу, соглашаются, что «перенапряжение от физических упражнений никогда не было большой проблемой. Большинство людей бегает просто для того, чтобы поддерживать себя в хорошей физической форме, и для них признак легкой усталости – это хороший признак. Нет сомнений, что физические упражнения в целом очень полезны для здоровья сердца».
работает как-то «не так»? Возможно, вы ошибаетесь, а, может быть, это действительно проблемы с сердцем дают о себе знать.
Почему проблемы с сердцем нельзя игнорировать?
Можно сказать, что самый важный из наших органов — сердце. Это «мотор», который поддерживает в нас жизнь.
Когда появляются симптомы проблем с сердцем, нужно срочно обращаться к врачу.
1. Боль в груди
Боль в груди бывает при разных проблемах со здоровьем. О сердечном приступе может свидетельствовать сильная боль в груди в сочетании с ощущением тяжести и сжатия.
При сердечном приступе, или спазме коронарных сосудов, сердце получает слишком мало кислорода.
2. Аритмия
Сердечные сокращения имеют достаточно стабильный ритм. Когда сердце работает нормально, мы обычно их даже не замечаем.
Если же вы заметили, что пульс сильно участился или, наоборот, стал слишком замедленным или же происходят изменения ритма сердечных сокращений, обратитесь к врачу, потому что такая аритмия может свидетельствовать о проблемах с сердцем.
3. Апноэ
Иногда этот симптом долго остается незамеченным, но может свидетельствовать о том, что проблемы с сердцем имеют место быть.
Остановка дыхания (именно так переводится «апноэ») во сне на какое-то время может вызвать инфаркт, поскольку из-за нее мозг и сердце не получают достаточного количества кислорода .
На этот симптом обязательно нужно обратить внимание, даже если он появился относительно недавно.
4. Отеки ног и ступней
Употребляете много соли? Много ходили в последние дни? И в том, и в другом случае ноги и ступни могут немного отекать. Однако за несколько дней (если эти факторы устранены) они возвращаются в нормальное состояние.
Но если ноги и ступни отекают постоянно, это может быть симптомом задержки жидкости, вызванной сердечной недостаточностью или ухудшением состояния артерий.
5. Одышка
Если мы постоянно чувствуем, что нам не хватает воздуха, испытываем одышку и чувствуем , это ненормально.
В такой ситуации нужно проанализировать свои привычки и свою активность. Если вы изменили свои привычки, и ваша физическая активность повысилась, ощущение нехватки воздуха может быть естественным.
6. Проблемы с половой жизнью
Одним из первых сигналов заболевания сердца может быть возникновение проблем с половой жизнью, особенно если человеку от 40 до 50 лет.
Если у вас есть еще какие-то заболевания или ваш возраст превышает 50 лет, обратитесь за консультацией к проверенному врачу.
Он поможет разобраться, связаны ли проблемы с половой жизнью с сердечным заболеванием или дело в другом.
7. Синдром разбитого сердца
Этот синдром (его еще называют «кардиомиопатия такоцубо «) получил такое название потому, что он может вызываться эмоциональным стрессом, например, смертью любимого человека.
При нем человек испытывает такую же боль, как при инфаркте, но это временный симптом, который нередко бывает у здоровых людей.
Этот синдром не имеет таких «предвестников», как повышенный холестерин, высокое давление, неправильное питание или сидячий образ жизни.
Причиной синдрома разбитого сердца считается повышение содержания в крови катехоламинов (преимущественно адреналина).
Такое повышение приводит к высокой тревожности и стрессу. При этом организм начинает вырабатывать вещества , способствующие его возвращению в нормальное состояние.
Необходимо и определенное лечение. К счастью, в 90% случаев этого синдрома функции сердца полностью восстанавливаются.
- Старайтесь вести здоровый образ жизни: правильно питаться, поддерживать нормальный уровень физической активности и контролировать свои эмоции.
- Если вы заметили какой-то странный симптом, не стесняйтесь обратиться к специалисту. Наше сердце обычно «сигнализирует» нам о том, что у него проблемы. Ни в коем случае нельзя игнорировать эти сигналы.
- Записывайте симптомы, которые замечаете регулярно. Это поможет медикам быстро поставить диагноз.
Иногда, чтобы выявить патологию сердца, бывает достаточно одного анализа крови.
Всем известное схематическое изображение «сердечка» с оригиналом имеет не больше сходства, чем схематическая «звездочка» - с настоящей звездой. Похоже, имени автора «сердечка» история не сохранила. Известно лишь, что люди пользуются этим символом на протяжении столетий. По одной из версий, все пошло от игральных карт, ведь именно так в них обозначается масть «черви».
В реальности сердце больше напоминает по форме не очень ровное яйцо, которое острым концом (он называется верхушкой) направлено влево, вниз и вперед. Это «яйцо» несколько сплюснуто внизу сзади – там, где сердце прилегает к диафрагме. Форму верхней части (основания) довольно сложно объяснить на пальцах из-за системы крупных сосудов, впадающих в сердце и выходящих из него.
Вопрос 2. Бывает ли сердце справа?
Расхожее мнение о том, что сердце находится в левой половине грудной клетки, не совсем верно. Большей частью сердце расположено посередине, но из-за естественного наклона верхушка сердца выступает влево. К слову, из этого правила есть исключения: у некоторых людей сердце расположено зеркально, то есть с отклонением вправо. Такая особенность называется декстракардия (буквально «правосердечие»). Чаще она возникает не самостоятельно, а при зеркальном расположении всех внутренних органов. Эта врожденная особенность наблюдается менее чем у одного человека из десяти тысяч.
Вопрос 3. Как работает сердце?
Сердце представляет собой сложный насос, состоящий из четырех отделов - камер: предсердий (правого и левого) и желудочков (правого и левого), причем правые отделы не сообщаются с левыми. Относительно тонкостенные предсердия расположены сверху, у основания сердца, а основная масса органа приходится на мощные мышечные желудочки.
Перекачивание крови происходит в результате ритмичных сокращений и расслаблений сердца: периоды сокращений называются систолами, а расслаблений – диастолами.
В систолу сначала сокращаются предсердия, а вслед за ними – желудочки, и вот для чего. Венозная кровь со всего организма собирается в правое предсердие, которое выталкивает ее дальше – в правый желудочек. Он, в свою очередь, нагнетает кровь в малый круг кровообращения – сеть сосудов, пронизывающих легкие. Там происходит газообмен: из воздуха в кровь поступает кислород, а из крови выделяется углекислый газ. Обогащенная кислородом кровь идет в левое предсердие, а оттуда – в левый желудочек. Этот самый крупный и сильный отдел сердца выталкивает кровь через аорту в большой круг кровообращения – по всему организму, где кровь отдает органам и тканям кислород и забирает углекислый газ.
Разветвляющиеся сосуды, несущие кровь от сердца к месту назначения, называются артериями. Самые мелкие сосуды, сквозь стенки которых происходит обмен питательными веществами и «шлаками» между кровью и органами, носят название капилляров. Сосуды, несущие отработанную кровь обратно в сердце, – это вены.
Вопрос 4. Почему кровь не течет в обратном направлении?
Чтобы кровь текла в нужном направлении, каждый отдел сердца отделен от соседнего и от сосудов прочными клапанами из соединительной ткани, которые пропускают кровь только в одну сторону.
Состояния, при которых сквозь закрытые клапаны кровь просачивается обратно, называются врожденными или приобретенными клапанными пороками сердца.
Вопрос 5. Почему сердце бьется
Когда сердце ритмично «бьется», происходит сокращение и расслабление его отделов, благодаря электрической системе сердца. На поверхности сердца расположены разветвляющиеся волокна. Они могут генерировать и передавать электрические импульсы.
«Сигналы» зарождаются в синусовом узле (его также называют водителем ритма), расположенном на поверхности правого предсердия. Из синусового узла импульс проходит через предсердия, вызывая их сокращение, и распространяется по желудочкам, слаженно сокращая их мышечные волокна. У здорового человека частота сокращений составляет в покое от 60 до 80 в минуту – это и есть нормальный пульс.
Кстати, именно активность электрической системы регистрируется на электрокардиограмме (ЭКГ). Она показывает, как импульс зарождается и распространяется по сердцу, а также есть ли нарушения этих процессов.
При неполадках в электрической системе сердца – аритмиях или блокадах – его синхронная работа нарушается.
Вопрос 6. Как сердце работает всю жизнь без остановки? Откуда оно берет энергию?
Прекращение кровоснабжения вызывает гибель организма, поэтому сердцу приходится работать без остановки. Однако природа позаботилась и об отдыхе для трудолюбивого «насоса». Сердце отдыхает во время диастолы – в те доли секунды, что проходят с момента расслабления сердца до следующего сокращения.
Конечно, такая напряженная работа со столь символическим отдыхом требует больших затрат энергии – то есть, «усиленного питания». Из перекачиваемой крови кислород и питательные вещества в сердечную мышцу поступить не могут, поэтому сердце, как и любой другой орган, имеет собственные кровеносные сосуды.
Вопрос 7. Что такое инфаркт?
Из-за непрерывной работы, требующей много энергии, сердечная мышца очень чувствительна к недостатку кровоснабжения. Если просвет коронарных артерий сужен атеросклеротическими бляшками, при нагрузке сердце получает недостаточно кислорода и начинает сильно болеть: возникает приступ стенокардии, а такое заболевание называется ишемической болезнью сердца.
При разрушении бляшки на ее месте образуется кровяной сгусток – тромб, который полностью перекрывает просвет сосуда. Лишенный питания участок сердечной мышцы, снабжаемый этим сосудом, быстро отмирает – наступает инфаркт миокарда.
Если сердце после этого не теряет способности сокращаться, и человек продолжает жить, мышечные волокна в зоне инфаркта не восстанавливаются, и на их месте появляется рубец.
Вопрос 8. Зачем при остановке сердца дают разряд током?
Допустим, сердце остановилось, или наступила фибрилляция желудочков – состояние при котором отдельные мышечные волокна сокращаются не синхронно, а «как попало». И в том, и в другом случае электрическая система сердца отказывает. Чтобы возобновить ее работу, с помощью прибора дефибриллятора сквозь грудную клетку через сердце пропускают мощный электрический импульс. Он заставляет все волокна сердечной мышцы сократиться одновременно, что помогает водителю ритма возобновить контроль над сердцем. Или не помогает – это зависит от причины нарушений…
Такое воздействие гораздо эффективнее при фибрилляции, чем при остановке сердца. Поэтому при остановке зачастую сначала вводят адреналин, чтобы вызвать фибрилляцию, а затем разрядом тока восстанавливают нормальный сердечный ритм.
Осип Кармачевский
