Автоматизм сердца. В чем заключается автоматизм сердечной деятельности и как он отражается на сердечном цикле

Сердечным циклом называется период, охватывающий полное сокращение и расслабление сердца. Цикл сердечной деятельности длится 0,8 с . Предсердия и желудочки сокращаются последовательно. Сокращение мышцы сердца называется систолой, а расслабление - диастолой. Сердечный цикл состоит из трёх фаз: систолы предсердий (0,1 с), систолы желудочков (0,3 с) и общей диастолы! (0,4 с), называемой также паузой. Во время паузы створчатые клапаны открыты, а полулунные закрыты. Кровь притекает из вен в предсердия, а затем в желудочки, и к концу паузы желудочки заполняются кровью на 70%. Систола предсердий начинается с сокращения мускулатуры устьев полых и лёгочных вен, что препятствует обратному току крови. Кровь нагнетается в желудочки до 100%. После этого начинается систола желудочков: захлопываются предсердно-желудочковые клапаны, так как по мере наполнения они оттесняются в сторону предсердий и, когда давление в желудочках превысит давление в предсердиях, клапаны захлопываются полностью (фаза напряжения). Когда давление в желудочках превысит давление в артериях, полулунные клапаны открываются и кровь выбрасывается в аорту и лёгочный ствол (фаза изгнания). Затем снова наступает диастола желудочков, давление в них понижается. Когда оно становится ниже, чем в аорте и лёгочном стволе, полулунные клапаны закрываются. В это время предсердно-желудочковые клапаны под давлением крови предсердий открываются, и цикл повторяется снова.

Механизм образования тонов сердца

Тоны сердца - это звуки, возникающие во время работы сердца. Существует два основных тона. I тон - систолический (низкий, глухой, продолжительный). II тон - диастолический (высокий и короткий).Систолический тон возникает в начале систолы желудочков в результате захлопывания предсердно-желудочковых клапанов, колебания миокарда и сухожильных нитей. Диастолический тон образуется в начале диастолы при захлопывании полулунных клапанов аорты и лёгочного ствола.

Методом определения тонов сердца служит аускультация (выслушивание). Тоны сердца выслушивают в местах проекции клапанов:

митральный клапан - в области верхушки (в пятом межреберье, на 1-2 см медиальнее среднеключичной линии);

аортальный клапан - во втором межреберье справа у края грудины;

клапан лёгочного ствола - во втором межреберье слева у края грудины;

трёхстворчатый клапан - в месте соединения мечевидного отростка с телом грудины.

Шумы сердца можно определить только при патологии, их выслушивают в тех же местах, что и тоны.

Свойства сердечной мышцы

Сердечная мышца, как и скелетные мышцы, обладает свойством возбудимости, способностью проводить возбуждение и сократимостью. К физиологическим особенностям сердечной мышцы (в отличие от скелетной мышцы) относят удлинённый рефрактерный период и автоматизм. Во время возбуждения сердечная мышца утрачивает способность отвечать на повторное раздражение возбуждением. Процессу сокращения и расслабления сердца соответствуют периоды отсутствия возбудимости мышечной ткани: абсолютная и относительная рефрактерность. Периоду рефрактерности соответствует время отсутствия сокращения мышцы. Длительный период невозбудимости предохраняет миокард от слишком быстрого повторного возбуждения. Если сокращения миокарда происходили бы слишком часто, то ухудшилась бы нагнетательная функция сердца, так как при слишком быстрой частоте сокращения кровь не успевала бы заполнить сердце. Миокард не способен к тетанусу - суммации сокращений - в отличие от скелетных мышц. Сократимость миокарда не может изменяться включением дополнительного количества двигательных единиц. Миокард функционально является синцитием (сетью мышечных волокон), поэтому в каждом сокращении участвуют все мышечные волокна по закону «всё или ничего».

Автоматизм - способность сердца ритмически сокращаться под влиянием импульсов, возникающих в нём самом, что обеспечивается проводящей системой сердца.

Проводящая система сердца

Регуляция и координация сократительной функции сердца осуществляется его проводящей системой. В её состав входят атипичные мышечные волокна - сердечные проводящие миоциты, способные генерировать импульсы и проводить их к клеткам миокарда. Проводящие миоциты расположены под эпикардом, в них мало миофибрилл, но много митохондрий (рис. 13.5).

Центры проводящей системы сердца .

Синусно-предсердный узел (узел Киса-Флека), расположенный в стенке правого предсердия у места впадения верхней полой вены.

Предсердно -желудочковый узел (узел Ашоффа-Тавара), лежащий в толще нижнего отдела межпредсердной перегородки.

Книзу предсердно-желудочковый узел переходит в предсердно-желудочковый пучок Гиса, который связывает миокард предсердий с миокардом желудочков.

В мышечной части межжелудочковой перегородки пучок Гиса делится на правую и левую ножки.

Концевые разветвления ножек пучка Гиса - волокна Пуркинье, которые заканчиваются на клетках миокарда желудочков.

Функцию водителя ритма выполняет синусно-предсердный узел, который генерирует ритм с частотой 70 сокращений в минуту. Возбуждение распространяется по предсердию, достигает предсердно-желудочкового узла и тормозит его активность. Если водитель ритма выходит из строя, его функции переходят к предсердно-желудочковому узлу, но частота сокращений миокарда уменьшается вдвое. От предсердно-желудочкового узла импульсы по пучку Гиса распространяются на желудочки, оканчиваясь волокнами Пуркинье. В такой же последовательности сокращаются и расслабляются камеры сердца.

Похожая информация.

1.К какой ткани относится кровь и почему?
2.Проследите по рис. 37 образование тканевой жидкости и лимфы и отток последней в вены большого круга. Какую роль при этом выполняют лимфатические узлы?
3.Почему лимфатические узлы нельзя массировать?
4.Какие особенности эритроцитов отличают млекопитающих от остальных классов позвоночных животных?
5.Какую функцию выполняют плазма крови, эритроциты, лейкоциты и тромбоциты?
6.В чем заслуга Луи Пастера и Ильи Ильича Мечникова?
7.Что дало человечеству открытие иммунитета?
8.Каково значение вакцин и лечебных сывороток? Чем они отличаются?
9.Почему при переливании крови следует учитывать группы крови донора и реципиента?
10.В каких случаях надо учитывать резус-фактор?
11.Пользуясь табл.1 на стр.11 учебника, выпишите особенности кровеносной системы, доказывающие принадлежность человека к млекопитающим животным, укажите их функциональное значение.
12.По рис. 44 проследите путь крови по малому и большому кругам кровообращения.
13.Почему вредны перетяжки?
14.Каково значение венозных клапанов?
15.По рис. 41 разберите строение сердца и укажите роль клапанов сердца в обеспечении движения крови из предсердий в желудочки, из желудочков в артерии. Что показывают стрелки на рисунке?
16.Как можно определить скорость движения крови в капиллярах ногтевого ложа?
17.В чем заключается автоматизм сердечной деятельности и как он отражается на сердечном цикле?
18.Как происходят нервная и гуморальная регуляции сердца?
19.Как измеряется артериальное давление крови и почему принято измерять его на плечевой артерии?
20.Какова скорость крови в артериях, капиллярах и венах?
21.Как предупредить болезни сердечно-сосудистой системы?
22.Что необходимо делать для укрепления сердечно-сосудистой системы?

1.какие особенности эритроцитов отличают млекопитающих от остальных классов позвоночных животных?
2.что дало человечеству открытие иммунитета?
3.каково значение венозных клапанов?
4.как можно определить скорость движения крови в капиллярах ногтевого ложа?
5.в чём заключается автоматизм сердечной деятельности и как он отражается на сердечном цикле?
6.какова скорость крови в артериях,капиллярах и венах?
7.как предупредить болезни сердечно-сосудистой системы?

рефлекс?Какие бывают рефлексы? 5)У каких животных сетчатая нервная система? 6)Как устроена нервная система дождевого червя? 7)Расскажите о строение нервной системы позвоночных. 8)Какие отделы различают в головном мозге позвоночных? 9)Какие отделы головного мозга наиболее хорошо развиты у млекопитающих и почему? 10)Что такое кора головного мозга?Какого ее значение? 11)Что такое гормоны? 12)Какие железы,выделяющие гормоны,вы знаете у животных? 13)Что такое ростовые вещества и как они влияют на растение? СКАЖИТЕ УМОЛЯЮ)

Сердце живого организма — интереснейший продукт эволюции, орган, чья работа основана на взаимодействии гуморальной и нервной систем при сохранении собственной автономии. И пусть сегодня ученым известно практически все, что касается его структуры и деятельности, управлять им достаточно сложно. Однако этому необходимо научиться, что станет отправной точкой в увеличении продолжительности жизни. Автоматия сердца, его метаболизм и связь сокращения с мембранным потенциалом очень важны для медицины. Их изучение и правильное понимание позволяет подбирать более грамотное лечение своим пациентам.

Автоматия пейсмейкеров

Автоматия сердца - это его способность самостоятельно генерировать потенциал действия в фазу диастолы. Это основа автономности данного органа, из-за чего он не зависит от деятельности головного мозга. Причем эволюционно полноценное сердце развилось гораздо раньше головного мозга и центра сердечно-сосудистого тонуса.

Субстрат и причина автоматии сердца заключены в самых фундаментальных механизмах, связанных с работой ионных каналов. Ими формируется разность токов на противоположных сторонах мембраны, которая меняется с течением времени, генерируя импульсный электрический ток. Его проведение по специальным клеткам к потенциал-зависимым тканям является основой сердечной деятельности.

Структура проводящей системы сердца

В сердце, помимо мышечной ткани, имеется собственная система генерации ритма, благодаря чему орган не зависит от контроля головного и спинного мозга. Это система автономна и зависит только от работы ионных каналов атипичных кардиомиоцитов. Они делятся на 3 вида в зависимости от особенностей структуры и функций. Первый вид — пейсмекерные клетки, атипичные Р-кардиомиоциты. Второй вид клеток — проводящие переходные клетки, третий тип — расположенные субэндокардиально клетки волокон Пуркинье и пучка Гиса.

Р-кардиомиоциты — это овальные или округлые клетки, водители ритма, благодаря которым реализуется автоматия сердца. Они в большом количестве находятся в самом центре синусового узла. Небольшое их количество имеется в предсердно-желудочковом узле проводящей системы.

Промежуточные кардиомиоциты имеют продолговатую форму, вытянутые, отличаются малым количеством миофибрилл, но по размеру они меньше сократительных кардиомиоцитов. Они располагаются по периферии синусового и атриовентрикулярного узла. Их задачей является проведение импульса к пучку Гиса и к лежащим между эндокардом и поверхностными слоями миокарда волокнами.

Клетки проводящей системы, локализованные в пучке Гиса и волокнах Пуркинье, имеют особенную структуру и отличаются низкой эффективностью гликолиза за счет преобладания анаэробного его варианта. Они уплощены и длиннее промежуточных кардиомиоцитов, а по размеру чуть больше сократительных клеток. В цитоплазме имеют незначительное количество мышечных волокон. Их задача — соединить узлы автоматии сердца и сократительный миокард, то есть провести импульс от водителя ритма к сердечной мышце.

Нормальный ритм и распространение импульса в сердце

Сокращение сердца — это результат генерации сердечного импульса, потенциала действия пейсмекерных клеток синусового узла. Здесь располагается максимальное количество пейсмейкеров, генерирующих ритм с частотой 60-100 раз в минуту. Он передается по проводящим клеткам до предсердно-желудочкового узла, главной задачей которого является задержка ритма. До АВ-узла возбуждение доходит по пучкам из проводящих кардиомиоцитов, также обладающих автоматизмом. Однако они способны генерировать ритм с частотой 30-40 раз в минуту.

После АВ-узла ритм в норме распространяется по проводящим атипичным кардиомиоцитам к пучку Гиса, автоматизм которого предельно низок — до 20 импульсов в минуту. Затем возбуждение доходит до конечного элемента проводящей системы — волокон Пуркинье. Их способность генерировать ритм еще ниже — до 10 в минуту. Причем основной водитель ритма, то есть синусовый узел, генерирует импульсы намного чаще. И каждое последующее распространение потенциала действия подавляет ритм нижележащих отделов.

Уменьшение способности проводящей системы сердца генерировать ритм высокой частоты от синусового узла к волокнам Пуркинье называется градиентом автоматизма. Этот процесс объясняется уменьшением скорости деполяризации мембраны: в синусовом узле спонтанная медленная диастолическая деполяризация максимально высокая, а по ходу движения к дистальным участкам — наименьшая. Градиент автоматии направлен вниз, что является признаком нормально функционирующей проводящей системы сердца.

Изменение мембранного потенциала пейсмейкеров

В диастолу сердца в пейсмекерных клетках наблюдается следующая ионная картина: в клетке значительно преобладает количество катионов калия над натриевыми ионами. Снаружи клетки концентрация катионов прямо противоположная. При этом потенциал покоя пейсмекерной клетки составляет -60 мВ. Калиевые токи в покое обладают малой эффективностью, так как ионных каналов для калия на мембране очень мало. Это отличает их от сократительных миоцитов, где потенциал покоя составляет примерно -90 мВ.

Работа HCN-каналов и запуск СМДД

Спонтанная медленная диастолическая деполяризация (СМДД), характерная для каждого атипичного кардиомиоцита, приводит к изменению мембранного потенциала и является процессом, ответственным за автоматию сердца. СМДД начинается с работы HCN-ионных каналов. Это так называемые активируемые гиперполяризацией, управляемые циклическими нуклеотидами катионные каналы. ЦАМФ активирует их в момент гиперполяризации, то есть при потенциале покоя, равном -60 мВ. Это значит, что после каждой реполяризации, как только клетка «перезарядилась», и ее мембранный потенциал достиг значения -60 мВ, запускается открытие HCN-каналов. В клетку в результате этого поступают катионы, преимущественно через натриевые каналы.

В результате небольшого натриевого притока мембранный потенциал повысится примерно до -57 мВ. Это является сигналом для активации кальциевых каналов Т-типа, предназначенных для поставки катионов Са2+. Они активируются слабой деполяризацией и называются подпороговыми. Это значит, что повышение мембранного потенциала до -55-57 мВ приведет к открытию транспортных каналов для дальнейшей деполяризации. Эти ионные каналы активируются ионами натрия, расположенными внутри клетки, закачивают некоторое количество кальция в цитоплазму и повышают потенциал до -50 мВ, после чего быстро закрываются.

Работа натрий-кальциевого обменника

Наличие кальция в цитоплазме является сигналом для открытия механизма натрий-кальциевого обменника. Смысл его работы таков: путем активного транспорта в межклеточное пространство выделяются ионы кальция с зарядом 2+, а внутрь клетки поступают Na+ ионы. На один катион кальция в цитоплазму поступает 3 натрий+ иона, что приводит к увеличению заряда мембраны и росту мембранного потенциала до -40 мВ.

Генерация потенциала действия

По достижении потенциала в -40 мВ происходит открытие потенциалзависимых кальциевых каналов L-типа. Они способны работать достаточно долго и приводят к быстрому нарастанию концентрации кальциевых ионов внутри клетки. Это важнейший процесс в работе ионных каналов, так как за счет него происходит лавинообразный рост заряда мембраны, что формирует потенциал действия (ПД). Этот ионный процесс повышает мембранный потенциал до пика на уровне +30 мВ, после чего клетка полностью деполяризована и сгенерировала нужный для работы сердца импульс.

Деполяризация мембраны является активатором не только кальциевого тока, но и калиевого. Однако ионные каналы, которые выделяют ионы калия наружу, работают с задержкой. Потому их выделение происходит на пике формирования ПД. Тогда же кальциевый ток по L-каналам полностью прекращается, а мембранный потенциал снова снижается путем выведения ионов калия против градиента концентрации путем активного транспорта. Заряд мембраны снова падает до -60 мВ, запуская процесс СМДД после уравновешивания изначальных концентраций кальция и натрия.

Природа автоматизма и ее регуляция

Атипичный кардиомиоцит способен выполнять свою функцию благодаря кальциевому току по медленным ионным каналам, в результате чего формируется потенциал действия. Именно этот процесс лежит в основе возбудимости миокарда. В отличие от него, СМДД имеет другое предназначение. Его задача — автоматически запускать начало деполяризации с определенной частотой. Именно наличие фазы СМДД — это природа автоматии сердца, способности спонтанно генерировать возбуждение в пейсмекерных клетках.

Скорость развития СМДД напрямую регулируется соматической вегетативной нервной системой. В покое она минимальна за счет ингибирующего действия блуждающего нерва. Однако это не означает, что автоматия сердца прекращается. Просто стадия СМДД будет длиться больше, что обеспечит более долгую диастолу. Интенсивность метаболических процессов в миокарде и проводящей системе сердца снижается, а орган испытывает меньшую нагрузку.

Эффект ускорения спонтанной медленной диастолической деполяризации достигается влиянием симпатической нервной системы и ее медиатора адреналина. Тогда скорость СМДД повышается, что обеспечивает раннюю активацию натрий-кальциевого обменника и открытие кальциевых каналов медленного типа. Результатом является ускорение частоты ритма, учащение сердцебиения, увеличение энергетического расхода.

Фармакологическое влияние на пейсмейкерную автоматию

Ингибировать механизм автоматии сердца можно и фармакологическим способом. Применяя некоторые лекарственные, наркотические и ядовитые вещества можно ускорить генерацию ритма, замедлить ее или полностью заблокировать. Разумеется, по этическим соображениям ядовитые и наркотические вещества в данной публикации рассматриваться не будут.

Замедлить скорость генерации ритма способны препараты следующих групп: адреноблокаторы и блокаторы кальциевых каналов. Это безопасные лекарственные средства, особенно селективные бета-1-адреноблокаторы. Их механизм действия сводится к инактивации рецептора, к которому в норме присоединяется адреналин.
Блокируя рецептор, препарат устраняет активирующее действие адреналина на скорость генерации импульса, защищая миокард от перерасхода энергии и неэффективной ее растраты. Это очень тонкий и эффективный механизм, а бета-адреноблокаторы значительно увеличили продолжительность жизни многих пациентов с заболеваниями сердца.

Блокаторы кальциевых каналов

Вторая группа веществ отличается более тонким механизмом действия, хотя и очень эффективным. Ими блокируются медленные каналы кальциевого притока, за счет которых формируется потенциал действия. На мембране атипичного кардиомиоцита они экспрессированы в огромном количестве, а потому полная их блокада, которая обернулась бы невозможностью проявления автоматии сердца, невозможна.

Применением препарата достигается лишь некоторое замедление скорости генерации потенциала действия, что помогает уменьшить частоту ритма. Такой механизм очень надежный и позволяет лечить аритмии, используя для этого не субстрат автоматии сердца, а сам потенциал действия. То есть блокаторы кальциевых каналов не влияют на спонтанную медленную диастолическую деполяризацию.

Связь автоматизма сердца и жизнедеятельности

Сердце состоит из мышечной ткани, соединительной и нервной. Последняя имеет в нем наименьшее значение, так как представлена только блуждающим нервом. Соединительная ткань обеспечивает наличие клапанов и поддерживает структуру органа, тогда как мышечная отвечает за все остальное. Именно производными мышечных клеток являются атипичные кардиомиоциты. Это означает, что автоматия сердца, проводящая система сердца и ее мышечная часть являются функциональным целым. Они формируют автономный орган, который способен регулироваться самостоятельно, но не исключает влияние других систем организма.

Такие понятия как автоматия сердца, природа автоматии, градиент автоматии взаимосвязаны и стоят на страже здоровья. Они поддерживают жизнь в организме, обеспечивая постоянное кровоснабжение тканей. Кровь в артериях — это транспортная среда для питательных веществ и связанного кислорода. Благодаря этому реализуется процесс клеточного дыхания и обмена энергией. Это основа функционирования многоклеточного организма, при прекращении работы которой неизбежна его гибель.

АВТОМАТИЯ СЕРДЦА И АРИТМИЯ В ЕГО ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Автоматия сердца - это способность сердца сокращаться под действием импульсов, возникающих в нем самом. Автоматией обладают только атипические мышечные волокна, формирую-

щие проводящую систему. Клетки рабочего миокарда автоматией не обладают. Доказательством автоматии являются ритмические сокращения изолированного сердца лягушки, помещенного в ра­створ Рингера. Сердце млекопитающего, помещенное в теплый, снабжаемый кислородом раствор Рингера, также продолжает рит­мически сокращаться.

Проводящая система сердца имеет в своем составе узлы, образованные скоплением атипических мышечных клеток, пучки и волокна, с помощью которых возбуждение передается на клетки рабочего миокарда (рис. 8.4). Водителем ритма сердца (пейсмеке-ром) является сино-атриальный узел, расположенный в стенке пра­вого предсердия между впадением в него верхней полой вены и ушком правого предсердия. В предсердиях имеются также пучки проводящей системы сердца, идущие в различных направлениях. В межпредсердной перегородке у границы с желудочком располо­жен атриовентрикулярный узел, образующий пучок Гиса - един­ственный путь, связывающий предсердия с желудочками. Пучок

Гиса делится на две ножки (левую и правую) с их конечными раз­ветвлениями - волокнами Пуркинье.

Механизм автоматии. Ритмичное возбуждение пейсмекер-ных клеток объясняется ритмичным спонтанным изменением про­ницаемости их мембраны для ионов, вследствие чего Ыа + и Са 2+ поступают в клетку, а К + и СГ выходят из клетки (СГ в пейсме-керных клетках находится в большом количестве). Все это ведет к развитию медленной диастолической деполяризации клеток пей-смекера и достижению критического уровня деполяризации (-40-50 мВ), обеспечивающего возникновение ПД и распростра­нение возбуждения - сначала по предсердиям, а затем и по желу­дочкам.

Градиент автоматии. Водителем ритма сердца является сино-атриальный узел. Взаимодействуя с экстракардиальнымй нервами, он определяет частоту сокращений сердца 60-80 в 1 мин. В случае повреждения узла функции водителя ритма выполняет атриовентрикулярный узел (40-50 в 1 мин), далее - пучок Гиса (30-40 в 1 мин) и волокна Пуркинье (20 в 1 мин). Убывание часто­ты генерации возбуждения проводящей системой сердца в направ­лении от предсердий к верхушке сердца называют градиентом автоматии.

Скорость распространения возбуждения от сино-атриаль-ного узла по рабочему миокарду предсердий и проводящей системе предсердий одинаковая - около 1м/с. Далее возбуждение перехо­дит на атриовентрикулярный узел, где имеет место задержка воз­буждения на 0,05 с. Задержка объясняется тем, что проводящая сино-атриальная ткань контактирует с атрио-вентрикулярным уз­лом посредством волокон рабочего миокарда, причем толщина их слоя здесь небольшая, типичные нексусы отсутствуют. Эта задер­жка обеспечивает последовательное сокращение предсердий и же­лудочков. Затем возбуждение по пучку Гиса, его ножкам и волок­нам Пуркинье переходит на клетки рабочего миокарда. Скорость распространения возбуждения по проводящей системе желудочков равна 3 м/с, по субэндокардиальным окончаниям волокон Пурки­нье и клеткам рабочего миокарда желудочков, как и по миокарду предсердий, - 1 м/с. Большая скорость распространения возбуж­дения по проводящей системе обеспечивает быстрый, практически синхронный охват возбуждением всех отделов желудочков, что увеличивает мощность их сокращений. При меньшей скорости про­ведения возбуждения различные отделы сердца сокращались бы не одновременно, что значительно снизило бы мощность желудочков. От проводящей системы сердца к рабочему миокарду желудочков возбуждение передается с помощью волокон Пуркинье.

Таким образом, проводящая система сердца обеспечивает: 1) ав­томатик) сердца; 2) последовательность сокращений предсер­дий и желудочков за счет атрио-вентрикулярной задержки; 3) син­хронное сокращение всех отделов желудочков, что увеличивает их мощность; 4) надежность в работе сердца - при повреждении основного водителя ритма его в какой-то степени могут заменить другие отделы проводящей системы сердца, так как они тоже обла­дают автоматией.

Аритмия в сердечной деятельности. Экстрасистола - это внеочередное сокращение сердца. Экстрасистолы могут возникать не только у больного, но и у здорового человека. Их можно полу­чить также в эксперименте. У человека возникающие спонтанно экстрасистолы могут быть желудочковыми (эктопический очаг воз­буждения находится в желудочке) и предсердными: внеочередной (более ранний) импульс возникает в предсердиях. После желудоч­ковой экстрасистолы возникает компенсаторная пауза, которая является следствием выпадения очередной систолы, так как оче­редной импульс от пейсмекера приходит во время экстрасистолы -в период рефрактерное™. Предсердная экстрасистола не сопровож­дается компенсаторной паузой. Другие варианты аритмий изуча­ются в курсе патофизиологии.

Девиз урока.

«Человек должен верить, что непонятное можно понять, иначе он не стал бы размышлять об этом». Сократ.

Задачи урока .

Познавательные:

• Раскрыть связь строения сердца с его функцией.
• Дать понятие о сердечном цикле, причине неутомляемости сердца.
• Рассмотреть причину автоматизма сердца.
• Раскрыть роль нервно-гуморальной регуляции в работе сердца.

Развивающие:

• Развивать умение делать выводы на основе полученной информации.
• Способствовать формированию у учащихся индивидуального стиля учебной деятельности, умения адекватно мыслить и действовать в условиях ситуации выбора.
• Развивать интеллектуальные способности, логическое мышление, навыки познавательной самостоятельной активности.

Оборудование .

• «Строение сердца».
• «Круги кровообращения».
• «Фазы сердечного цикла».

Видеоматериал: «Работа сердца».

Актуализация знаний.

Биологическая разминка.

Что уже знаем, что должны узнать на уроке? - Cообщение целей урока.

Артерии, вены, капилляры.

Эпикард, миокард, эндокард, околосердечная сумка.

Артериальная кровь.

Венозная кровь.

Створчатые клапаны.

Кармановидные клапаны.

Полулунные клапаны.

Автоматизм.

Кровообращение.

Предсердие и желудочки сердца.

Диастола.

Адреналин.

Симпатический и блуждающий нерв.

Повторение домашнего задания.

1. Где начинается и заканчивается большой круг кровообращения, что происходит с кровью?
2. Где начинается и заканчивается малый круг кровообращения, что происходит с кровью?
3. Какая кровь течёт по артериям большого круга, а какая по артериям малого?
4. Какая кровь течёт по венам большого круга, а какая по венам малого круга?

Изучение нового материала. (C использованием презентации. Приложение .)

В 1628 году Уильям Гарвей предложил схему кровообращения, которая признана в настоящее время. Согласно его схеме сердце служит насосом, прокачивающим кровь по сосудам. Сегодня на уроке мы с вами (по терминам биологической разминки называю задачи урока и эпиграф).

I. Положение сердца в грудной клетке.

Слово «сердце» от слова середина. Расположено в грудной полости за грудиной между правым и левым лёгким, смещено в левую сторону от средней линии груди. По форме сердце напоминает конус. Верхушка сердца направлена вниз, вперёд, влево.

Размеры с кулак человека, средняя масса от 250 г. (у женщины) до 300 г. (у мужчины).

II. Строение сердца.

Эволюция сердца позвоночных животных. Сердце человека почти не отличается по строению от сердца млекопитающих животных и выполняет ту же функцию – функцию насоса.

Сердце 4 камерное. Разделено сплошной перегородкой на правую и левую половину. Каждая половина предсердие и желудочек. Сердце полый мышечный орган. Находится в околосердечной сумке . Внутренняя поверхность околосердечной сумки выделяет жидкость увлажняющую сердце и уменьшающую трение при сокращениях. Эпикард – наружный слой состоит из соединительной ткани. Миокард – это сердечная мышца, обладает способностью сокращаться независимо от воли человека.

Сравните толщину станок всех отделов сердца и сделайте выводы (связь нагрузки и толщины сердечной мышцы).

Изнутри полость сердца выстлана внутренней оболочкой – эндокардом. Это эпителиальная ткань.

Сколько слоёв имеет сердце?

Вспомните слои кровеносных сосудов? стр.104 р.50

Какие сосуды от сердца и к сердцу?

Вывод. Сердце имеет те же слои, что и кровеносные сосуды.

III. Сердечные клапаны.

Роль клапанов.

Значение венозных кармановидных клапанов р.50 стр. 104.

На границе предсердия и желудочков имеются створчатые клапаны: в левой части двухстворчатые, а в правой – трехстворчатые.

На стороне клапанов обращенных в полость желудочков имеются специальные сухожильные нити, прикреплённые к сосочковым мышцам. Эти нити удерживают клапаны, не дают им вывернуться в сторону предсердий. При сокращении желудочков створчатые клапаны закрываются и кровь в предсердия подняться не может.

У входа аорты и лёгочной артерии из желудочков сердца, находятся полулунные клапаны, они имеют вид 3 кармашков, расположенных на внутренних стенках кровеносных сосудов. Обеспечивают движение крови в одном направлении из желудочков в артерии.

Кармашки полулунных клапанов направлены свободным краем в просвет сосудов. Если кровь потечёт в обратном направлении, их края плотно сомкнуться, не давая крови вернуться в сердце.

Клапаны эластичны, имеют идеально ровную поверхность, это уменьшает трение, предотвращает возникновение обратного тока крови.

Поражение клапанов инфекцией (осложнения гриппа, ангины) приводит к возникновению воспалительных рубцов, спаек, и клапаны пропускают кровь в обратном направлении – это приобретённые пороки сердца.

Вывод. Клапаны сердца и сосудов обеспечивают движение крови строго в одном направлении: по венам к сердцу, из предсердий в желудочки, по артериям от сердца.

IV. Сердечный цикл.

Проблема.

Сердце – удивительный и надёжный насос, который работает всю жизнь без остановки.

Сердце перекачивает за сутки 10 тонн крови. Суточная работа сердца 170000 = железнодорожный вагон 1 м.

В чём секрет неутомляемости и высокой работоспособности?

Выдвижение гипотез.

Почему не наступает утомление?

Стр. 108 – высокий уровень обмена веществ 10% крови по венечной артерии. – ритмичность.

№91 с. 39 рабочая тетрадь.

Рассмотрим работу сердца на примере одного сердечного цикла.

Сердечный цикл – это последовательность событий, происходящих во время одного сокращения сердца. Длится оно менее 1 с.

Сердечный цикл состоит из трех фаз (рис. 2).

• Сокращение предсердий – систола предсердий – длится около 0,1 с, при этом желудочки расслаблены, створчатые клапаны открыты, полулунные закрыты.
• Сокращение желудочков – систола желудочков – длится около 0,3 с, при этом предсердия расслаблены, створчатые клапаны закрыты (сухожильные нити не дают им прогибаться, а крови – затекать в предсердия), кровь устремляется в лёгочную артерию и аорту.
• Полное расслабление сердца – сердечная пауза, или диастола, - длится около 0,4 с.

Итак, серия событий, образующих один полный цикл прокачивания крови, называется сердечным циклом. Он прослушивается как сердцебиение. Воронежские физики и медики Ю.Д. Сафонов и Л.И. Якименко определи, что в течении одного сердечного цикла клапаны и сердечная мышца участвуют в 40 последовательных движениях.

Оптимальный режим работы сердца: предсердия работают 0,1 с, а 0,7 с. отдыхают; желудочки работают 0,3 с, а 0,5 с отдыхают.

Задача. Человеку 80 лет. Определите, сколько лет отдыхали у него желудочки сердца. В среднем частота биения сердца – 70 ударов в минуту.

В сердце чрезвычайно интенсивно протекают обменные процессы, так как клетки мышечной ткани содержат много митохондрий и ткань хорошо снабжается кровью: масса сердца составляет 0,5% от массы тела, при этом 10% крови, выбрасываемой аортой, идёт в коронарные, или венечные, сосуды, питающие само сердце.

Вывод. Высокая работоспособность сердца обусловлена:

• Высоким уровнем обменных процессов, происходящих в нём.
• Усиленным снабжением его мышц кровью.
• Строгим ритмом его деятельности (фазы работы и отдыха каждого отдела строго чередуются).

V. Регуляция работы сердца. Результат домашних самонаблюдений?

(Схема под таблицу или на обратной стороне доски.)

Количество сокращений в покое и после 10 приседаний. Работа сердца меняется при увеличении физической нагрузки, умственном напряжении, эмоциональном состоянии. Чем объяснить приспособленность работы к потребностям организма. Центральная нервная система постоянно контролирует работу сердца. Нервные импульсы меняют ритм сердечной деятельности. Центр кровообращения в продолговатом мозге, отходят 2 парасимпатическихеских нерва.

Из шейного симпатического узла симпатические.

Двойная иннервация.

Гуморальная регуляция активности сердца обеспечивается веществами циркулирующими в крови.

Вывод. Нервная и гуморальная регуляция – единый механизм регуляции работы сердца. Изменяется интенсивность работы сердца, частота и сила сердечных сокращений под влиянием импульсов ЦНС и поступающих с кровью биологически активных веществ. При этом последовательность фаз сердечного цикла не меняется.

Философы и поэты отожествляют сердце с душой человека, полагая, что именно сердцем человек любит, ненавидит, чувствует и переживает. Так ли уж неправы философы и поэты?

Горе, радость, волнение отражаются на сердечной деятельности. Деятельность сердца связана с психологическими переживаниями.

VI. Автоматизм сердца.

Самостоятельная работа с учебником стр. 112 «Особенности сердечной мышцы».

Иногда можно наблюдать удивительное явление: биение изолированного сердца, т.е. сердца вне организма, в искусственно созданной питательной среде.

Сердце – живучий орган. Русский физиолог А.А. Кулябко (1903 г.) оживил сердце трёхмесячного ребёнка, умершего от пневмонии, через 20 часов после его смерти. С.С. Брюхоненко сумел оживить сердце через 100 часов после наступления смерти.

Почему сердце сокращается даже вне организма? Оно имеет собственный «встроенный» механизм, обеспечивающий сокращение мышечных волокон. Импульсы идут от предсердий к желудочкам. Эту способность сердца ритмично сокращается без внешних раздражений, под влиянием импульсов, возникающих в нём, называют автоматизмом сердца.

Специфическая мускулатура образует в сердце проводящую систему, со скоплениями клеточных узлов – водителей ритма.

Все эти изменения можно зарегистрировать специальной аппаратурой.

Кардиограмма отображает электрические явления в работающем сердце.

Вывод. Автоматизм сердечной деятельности обеспечивает порядок фаз сердечного цикла.

Вывод по уроку.

(Возвращаемся к биологической разминке).

Что нового мы узнали на уроке?

И так, мы сегодня на уроке изучили строение сердца, работу сердца, механизм нервной и гуморальной регуляции.

Выяснили причину удивительной работоспособности сердца в течении всей нашей жизни. Ритмичность работы сердца, чередование работы и отдыха, его обильное кровоснабжение обеспечивает отличную работоспособность.

Закрепление.

• По таблице камеры, клапаны, сосуды, ведущие от сердца и к сердцу.
• Назовите фазы сердечного цикла.
• Действие симпатических и парасимпатических нервов.

Найди ошибку.

Сердце – двигатель крови в организме. Это трёх камерный мышечный орган, расположенный в брюшной полости, массой около 1 кг. И снаружи и внутри сердце выстлано эпителиальной тканью. Внутри – клапанный аппарат, обеспечивающий ток крови в одном направлении. Желудочки разделены неполной перегородкой, артериальная и венозная кровь смешивается. Самая крупная вена, несущая кровь от сердца – аорта – начинается от левого желудочка.

Сердечный цикл длится 0,8 минуты.

Тест

1. Сердце человека камерного типа. Число камер равно?
   А) 2;
   Б) 3;
   В) 4;
   Г) 5.
2. В сердечном цикле выделяют несколько фаз. Какая фаза считается началом цикла.
   А) Сокращение желудочков;
   Б) Расслабление;
   В) Сокращение предсердий.
3. В какой момент открываются створчатые клапаны сердца?
   А) Сокращение желудочков;
   Б) Сокращение предсердий;
   В) Пауза.
4. Где находятся полулунные клапаны?
   А) Между правым желудочком и правым предсердием;
   Б) На границе левого желудочка и аорты;
   В) Между левым желудочком и левым предсердием.
5. Выберите из предложенных суждений правильные:
   А) Между сердцем и околосердечной сумкой находится жидкость.
   Б) Между предсердием и желудочками находятся полулунные клапаны.
   В) Стенка левого желудочка сердца развита лучше, чем стенка правого.
   Г) Адреналин тормозит работу сердца.
   Д) Интенсивность работы сердца не зависит от эмоционального состояния.
   Е) Изменение частоты и силы сердечных сокращений не зависит от поступающих в кровь биологически активных веществ.
   Ж) Сердечная мышца состоит из поперечно-полосатых мышц.

Домашнее задание

Параграф 22 задание стр.114. № 88, №89.