"Биология. Человек. 8 класс". Д.В. Колесова и др.

Особенности строения и работы сердца . Автоматизм сердца

Вопрос 1. Где находится сердце? Каковы его размеры?
Сердце находится в середине между правым и левым легким и слегка смещено в левую сторону. Размеры сердца человека примерно равны размерам его кулака.

Вопрос 2. Из каких слоев состоит стенка сердца?
Стенка сердца состоит из трех слоев: эндокарда (внутреннего эпителиального слоя), миокарда (среднего мышечного слоя) и эпикарда (наружного слоя, состоящего из соединительной ткани и покрытого серозным эпителием). Основную массу составляет миокард - это поперечнополосатая мышца, которая по ряду признаков отличается от поперечно-полосатой скелетной мышцы. Снаружи сердце покрыто околосердечной сумкой - перикардом. Стенки перикарда выделяют жидкость, которая уменьшает трение сердца при сокращении.

Вопрос 3. Почему стенка левого желудочка более мощная, чем правого желудочка? Почему стенки предсердий тоньше стенок желудочков?
Толщина мышечной стенки зависит от нагрузки, которую она выполняет. Стенки предсердий тоньше стенок желудочков, так как сила их сокращений обеспечивает лишь переход крови из них в соседние камеры - желудочки. Желудочки же отправляют кровь к тканям и органам, причем левый желудочек - по большому кругу кровообращения, а правый - по малому кругу. Отсюда и различие в мощности их стенок.

Вопрос 4. Что происходит в каждой фазе сердечного цикла?
За сутки сердце сокращается 100 тыс. раз и перекачивает 10 т крови. Сердечный ритм состоит из трех фаз.
Фаза сокращения предсердий
Длительность фазы: 0,1 с
Кровь движется: из предсердий в желудочки
Состояние клапанов:
Створчатые - открыты
Полулунные - закрыты
Фаза сокращения желудочков
Длительность фазы: 0,3 с
Кровь движется: из желудочковых артерий
Состояние клапанов:
Полулунные открыты
Створчатые закрыты, поднимаются, захлопываются и препятствуют возврату крови в предсердия, удерживающие их нити и сосочковые мышцы напряжены. Благодаря этому кровь не может попасть в предсердия. Под ее напором открываются полулунные клапаны на границе между желудочками и выносящими сосудами, и кровь направляется из левого желудочка в аорту, а из правого желудочка - в легочные артерии.
Фаза расслабления
Длительность фазы: 0,4 с.
Кровь движется: в предсердия и желудочки.
Состояние клапанов
Створчатые - открыты
Полулунные - закрыты
Артерии растягиваются под напором вытолкнутой крови, а полулунные клапаны захлопываются, и кровь устремляется по артериям. Попасть обратно в желудочки сердца крови не дают полулунные клапаны. Во время паузы сердечные камеры заполняются кровью. Створчатые клапаны открыты. Из вен кровь попадает в предсердия и частично стекает в желудочки. Такое попеременное сокращение и расслабление позволяет миокарду работать в течение всей жизни человека, не утомляясь.

Вопрос 5. Что такое автоматизм сердца и как он сочетается с нервной и гуморальной регуляцией?
Автоматизм сердечной мышцы - это способность сердца ритмически сокращаться под влиянием импульсов, возникающих в самой сердечной мышце. Благодаря этому последовательность работы камер сердца сохраняется независимо от регуляторных систем организма. Изменение частоты и силы сердечных сокращений происходит под влиянием импульсов центральной нервной системы - нервная регуляция (симпатические нервы увеличивают частоту и силу сердечных сокращений, а парасимпатические нервы уменьшают частоту и силу сердечных сокращений) и поступающих с кровью биологически активных веществ (гормонов) - гуморальная регуляция (адреналин, ионы кальция увеличивают частоту и силу сердечных сокращений, а ионы калия и ацетилхолин урежают деятельность сердца и уменьшают силу сердечных сокращений).

Текущая страница: 8 (всего у книги 24 страниц) [доступный отрывок для чтения: 16 страниц]

Глава 6. Кровеносная и лимфатическая системы

Из этой главы вы узнаете

Как взаимодействуют кровеносная и лимфатическая системы;

Как работает сердце и как его укрепить;

Как осуществляется регуляция деятельности сердца и сосудов;

Что надо делать при нарушении сердечной деятельности и кровотечениях.

Вы научитесь

Различать на таблицах органы кровеносной и лимфатической систем;

С помощью функциональных проб определять степень тренированности вашей сердечно-сосудистой системы;

Подсчитывать число пульсовых ударов;

Оказывать первую помощь при кровотечениях и обрабатывать раны.

§ 20. Транспортные системы организма

1. Какие системы организма могут быть названы транспортными?

2. Из каких частей состоит кровеносная система, из каких – лимфатическая?

3. Как связаны обе системы между собой?

К транспортным системам организма относят кровеносную и лимфатическую системы. Они связаны и дополняют одна другую.

Органы кровеносной системы. Система органов кровообращения состоит из сердца и кровеносных сосудов: артерий, вен и капилляров.

Сердце, как насос, перекачивает кровь по сосудам. Вытолкнутая сердцем кровь попадает в артерии, которые несут кровь к органам. Самая крупная артерия – аорта. Артерии многократно ветвятся на более мелкие и образуют кровеносные капилляры, в которых происходит обмен веществами между кровью и тканями организма. Капилляры сливаются в вены – сосуды, по которым кровь возвращается к сердцу. Мелкие вены сливаются в более крупные, пока, наконец, не достигнут сердца.

Кровеносная система человека, как и всех позвоночных, замкнутая. Между кровью и клетками тела всегда имеется барьер – стенка кровеносного сосуда, омываемая тканевой жидкостью. У артерий и вен стенки толстые, поэтому содержащиеся в крови питательные вещества, кислород, продукты распада не могут проникнуть через них. Кровь без потерь доносит вещества до того места, где они нужны. Обмен между кровью и тканями возможен только в капиллярах, которые имеют чрезвычайно тонкие стенки – из одного слоя эпителиальных клеток. Через неё просачивается часть плазмы крови, пополняя количество тканевой жидкости, проходят питательные вещества, кислород, углекислый газ и другие соединения.

Лимфатическая система представлена лимфатическими капиллярами, лимфатическими сосудами и лимфатическими узлами (рис. 61). Лимфатические капилляры – это замкнутые с одного конца тонкие трубки, стенка которых состоит из одного слоя эпителиальных клеток. Капилляры вбирают в себя избыток тканевой жидкости, которая превращается в лимфу и оттекает по лимфатическим сосудам. Сливаясь друг с другом, лимфатические сосуды образуют крупные лимфатические протоки, впадающие в вены в области шеи.

По ходу лимфатических сосудов располагаются лимфатические узлы (см. рис. 61). Это небольшие бобовидные образования розоватого цвета, функционирующие как биологические фильтры: они задерживают попавшие в лимфу чужеродные структуры и уничтожают микроорганизмы. Лимфатические узлы относят также и к иммунной системе, потому что в них созревают лимфоциты, вырабатывающие антитела.

Рис. 61. Лимфатическая система человека: А – лимфатический узел: 1 – входящие лимфатические сосуды; 2 – выходящие лимфатические сосуды; 3 – оболочка лимфатического узла (красными и синими линиями показаны кровеносные сосуды, питающие лимфоузел); Б – лимфатическая система: 1 – лимфатические узлы; 2 – грудной лимфатический проток, впадающий в систему верхней полой вены; 3 – лимфатические сосуды

Кровеносная и лимфатическая системы тесно связаны между собой. К тканям жидкость поступает только по артериям в составе крови, а оттекает от тканей по двум путям: по венам в составе крови и по лимфатическим сосудам в виде лимфы. В кишечнике некоторые питательные вещества всасываются не в кровь, а в лимфу. Недалеко от сердца потоки крови и лимфы вновь сливаются.

Строение артерий, капилляров, вен и лимфатических сосудов. Все сосуды, кроме кровеносных и лимфатических капилляров, состоят из трёх слоёв (рис. 62). Наружный слой состоит из соединительной ткани, средний – из гладкой мышечной ткани и, наконец, внутренний – это однослойный эпителий. Стенка капилляров образована только эпителиальной тканью.

Наиболее толстые стенки у артерий. Им приходится выдерживать большое давление крови, выталкиваемой в них сердцем. У артерий мощная соединительнотканная наружная оболочка и мышечный слой. Благодаря гладким мышцам, сжимающим сосуд, кровь получает дополнительное ускорение. Этому же способствует соединительнотканная наружная оболочка: при наполнении артерии кровью она растягивается, а потом в силу своей эластичности давит на содержимое сосуда.

Рис. 62. Кровеносные сосуды: А – вена с кармановидными клапанами; 1 и 2 – действие кармановидных клапанов при сдавливании вены мышцами; Б – артерия; В – капилляр

Вены и лимфатические сосуды также имеют соединительнотканный наружный и гладкомышечный средний слой, однако последний не такой мощный. Стенки вен и лимфатических сосудов эластичны и легко сдавливаются скелетными мышцами, вдоль которых они проходят. Внутренний эпителиальный слой средних по размеру вен и лимфатических сосудов образует кармановидные клапаны. Они не дают крови и лимфе течь в обратном направлении. Работа мышц способствует нормальному продвижению крови и лимфы.

АРТЕРИИ, АОРТА, КРОВЕНОСНЫЕ КАПИЛЛЯРЫ, ВЕНЫ, ЛИМФАТИЧЕСКИЕ КАПИЛЛЯРЫ, ЛИМФАТИЧЕСКИЕ СОСУДЫ, ЛИМФАТИЧЕСКИЕ УЗЛЫ, КАРМАНОВИДНЫЕ КЛАПАНЫ.

Вопросы

1. Какие сосуды называют артериями, венами и капиллярами? Сравните их строение. Как строение сосудов связано с процессами, которые в них происходят?

2. Как образуются тканевая жидкость и лимфа?

3. Какое значение в организме имеют лимфатические узлы?

Задания

1. Перечислите органы кровеносной и лимфатической систем.

2. Если предплечье затянуть ремнём и преградить путь крови, с какой стороны набухнут вены: со стороны плеча или со стороны кисти? Можно ли этим способом узнать, куда движется кровь?

3. Составьте схему, иллюстрирующую взаимопревращение трёх основных компонентов внутренней среды организма.

4. Рассмотрите рисунок 61, Б. Где расположено большинство лимфатических узлов? Попробуйте прощупать свои лимфатические узлы на шее или за ушами. Объясните, почему во время болезни лимфатические узлы увеличиваются.

§ 21. Круги кровообращения

1. Каковы функции большого круга кровообращения?

2. Что происходит в малом круге кровообращения?

3. Какую функцию выполняют лимфатические капилляры и лимфатические узлы?

Два круга кровообращения. Сплошной продольной перегородкой сердце разделено на две изолированные половины: правую и левую. Левая часть сердца (на рис. 63 она расположена справа) содержит богатую кислородом артериальную кровь, а правая – бедную кислородом, но богатую углекислым газом венозную кровь. Каждая половина сердца состоит из предсердия (верхней камеры) и желудочка (нижней камеры). В предсердиях кровь собирается, затем она направляется в желудочки, а из желудочков выталкивается в крупные сосуды. Поэтому началом кровообращения принято считать желудочки.

Как у всех млекопитающих, кровь у человека движется по двум кругам кровообращения – большому и малому (см. рис. 63).

Большой круг кровообращения. В левом желудочке начинается большой круг кровообращения. При сокращении левого желудочка кровь выбрасывается в аорту – самую большую артерию.

От дуги аорты отходят артерии, снабжающие кровью голову и руки. В грудной полости от нисходящей части аорты отходят сосуды к органам грудной клетки, а в брюшной – к органам пищеварения, почкам и к другим внутренним органам, к мышцам туловища и к нижним конечностям. Артерии снабжают кровью все органы и ткани. Они многократно ветвятся, сужаются и постепенно переходят в кровеносные капилляры.

В капиллярах большого круга оксигемоглобин эритроцитов распадается на гемоглобин и кислород. Кислород поглощается тканями и используется для биологического окисления, а выделяющийся углекислый газ уносится плазмой крови и эритроцитами, соединяясь с гемоглобином. Питательные вещества, содержащиеся в крови, поступают в межклеточную жидкость, а оттуда в клетки. После этого кровь собирается в вены большого круга. Вены верхней половины тела впадают в верхнюю полую вену, вены нижней половины тела – в нижнюю полую вену. Обе вены несут кровь в правое предсердие. Здесь завершается большой круг кровообращения. Венозная кровь переходит в правый желудочек, откуда начинается малый круг.

Рис. 63. Схема кровообращения (артериальная кровь изображена красным цветом, венозная – синим, лимфатические сосуды – жёлтым): 1 – аорта; 2 – лёгочная артерия; 3 – лёгочная вена; 4 – лимфатические сосуды; 5 – артерии кишечника; 6 – капилляры кишечника; 7 – воротная вена; 8 – печёночная вена; 9 – нижняя полая вена; 10 – верхняя полая вена

Малый (или лёгочный) круг кровообращения. При сокращении правого желудочка венозная кровь направляется в лёгочный ствол, который затем ветвится на две лёгочные артерии. Правая артерия ведёт в правое лёгкое, левая – в левое лёгкое. Обратите внимание: по лёгочным артериям движется венозная кровь! В лёгких артерии ветвятся, становясь всё тоньше и тоньше. Они подходят к лёгочным пузырькам – альвеолам. Здесь тонкие артерии разделяются на капилляры, оплетая тонкую стенку каждого пузырька. Содержащийся в венах углекислый газ уходит в альвеолярный воздух лёгочного пузырька, а кислород из альвеолярного воздуха переходит в кровь. Здесь он соединяется с гемоглобином. Кровь становится артериальной: гемоглобин вновь превращается в оксигемоглобин и кровь меняет цвет – из тёмной становится алой. Артериальная кровь по лёгочным венам возвращается к сердцу. От левого и от правого лёгких к левому предсердию направляются по две лёгочные вены, несущие артериальную кровь. В левом предсердии малый круг кровообращения заканчивается. Кровь переходит в левый желудочек, и далее начинается большой круг кровообращения. Так вся кровь последовательно проходит сначала один круг кровообращения, потом другой.

Кровообращение в сердце относится к большому кругу. От аорты к мышцам сердца отходит артерия. Она опоясывает сердце в виде венца и поэтому называется венечной артерией. От неё отходят более мелкие сосуды, разбиваясь на капиллярную сеть. Здесь артериальная кровь отдаёт свой кислород и поглощает углекислый газ. Венозная кровь собирается в вены, которые сливаются и несколькими протоками впадают в правое предсердие.

Отток лимфы уносит из тканевой жидкости всё, что образуется в процессе жизнедеятельности клеток, а также попавшие во внутреннюю среду микроорганизмы и отмершие части клеток. Кроме того, в лимфатическую систему поступают некоторые питательные вещества из кишечника. Всё это попадает в лимфатические капилляры и с током лимфы направляется в лимфатические сосуды. Проходя через лимфатические узлы, лимфа очищается и, освобождённая от посторонних примесей, впадает в вены шеи.

Таким образом, наряду с кровеносной системой существует лимфатическая система, которая позволяет в том числе очищать межклеточное пространство от ненужных веществ.

ПРЕДСЕРДИЯ И ЖЕЛУДОЧКИ СЕРДЦА, АОРТА, АРТЕРИИ, КАПИЛЛЯРЫ, ВЕРХНЯЯ И НИЖНЯЯ ПОЛЫЕ ВЕНЫ, ЛЁГОЧНЫЕ АРТЕРИИ, ЛЁГОЧНЫЕ КАПИЛЛЯРЫ, ЛЁГОЧНЫЕ ВЕНЫ, АРТЕРИАЛЬНАЯ КРОВЬ, ВЕНОЗНАЯ КРОВЬ, ВЕНЕЧНАЯ АРТЕРИЯ.

Вопросы

1. Какая кровь течёт по артериям большого круга, а какая – по артериям малого?

2. де начинается и где кончается большой круг кровообращения, а где – малый?

3. Как вы считаете, к замкнутой или незамкнутой системе относится лимфатическая система?

Задания

1. Проследите по схеме, изображённой на рисунках 50 и 63, путь лимфы от момента её образования до впадения в русло кровеносного сосуда. Укажите функцию лимфатических узлов.

2. Сравните строение и функции кровеносной и лимфатической систем. В чём их сходство и различия? Выберите критерии сравнения, обобщите результаты и оформите их в виде таблицы.

3. Опишите путь, который пройдёт лекарственный препарат, введённый в вену на левой руке, если он должен подействовать на лёгкие.

Лабораторная работа

Изучение особенностей кровообращения

I. Функция венозных клапанов.

Предварительные пояснения. Если рука опущена, венозные клапаны не дают крови стечь вниз. Клапаны раскрываются лишь после того, как в нижележащих сегментах накопится достаточное количество крови, чтобы открыть венозный клапан и пропустить кровь вверх, в следующий сегмент. Поэтому вены, по которым кровь движется против силы тяжести, всегда набухшие.

Ход опыта

Поднимите одну руку вверх, а вторую опустите вниз. Спустя минуту положите обе руки на стол.

Ответьте на вопросы

1. Почему поднятая рука побледнела, а опущенная – покраснела?

2. В поднятой или опущенной руке клапаны вен были закрыты?

II. Изменения в тканях при перетяжках, затрудняющих кровообращение (рис. 64).

Оборудование: аптечное резиновое кольцо или нитки.

Предварительные пояснения. Перетяжка конечности затрудняет отток крови по венам и лимфы по лимфатическим сосудам. Расширение кровеносных капилляров и вен приводит к покраснению, а затем и к посинению части органа, изолированной перетяжкой. В дальнейшем эта часть органа становится белой из-за выхода плазмы крови в межклеточные промежутки, поскольку давление крови возрастает (так как нет оттока крови), а отток лимфы по лимфатическим сосудам также заблокирован. Тканевая жидкость накапливается, сдавливая клетки. Орган становится плотным на ощупь. Начинающееся кислородное голодание тканей субъективно ощущается как ползание мурашек, покалывание. Работа рецепторов нарушается.

Рис. 64. Схема перетяжки пальца

Ход опыта

Накрутите на палец резиновое кольцо или перетяните палец ниткой. Обратите внимание на изменение цвета пальца. Почему он делается сначала красным, потом фиолетовым, а затем белым? Почему ощущаются признаки кислородной недостаточности? Как они проявляются? Дотроньтесь перетянутым пальцем до какого-либо предмета. Палец кажется каким-то ватным. Почему нарушена чувствительность? Почему ткани пальца уплотнены?

Снимите перетяжку и помассируйте палец по направлению к сердцу. Что достигается этим приёмом?

Ответьте на вопросы

1. Почему вредно туго затягиваться ремнём, носить тесную обувь?

2. Почему вышли из моды корсеты, которыми затягивались дамы XIX столетия?

§ 22. Строение и работа сердца

1 . Как определить размеры сердца?

2. Каковы функции сердечной сумки?

3. Как работают клапаны сердца?

4. Из чего складывается сердечный цикл?

5. Как регуляция со стороны центральной нервной системы сочетается с автоматизмом сердечной деятельности?

Положение сердца в грудной полости. Слово «сердце» происходит от слова «середина». Сердце находится в середине между правым и левым лёгкими и лишь слегка смещено в левую сторону (рис. 65). Верхушка сердца направлена вниз, вперёд и немного влево, поэтому удары сердца максимально ощущаются слева от грудины.

Размеры сердца человека примерно равны размерам его кулака. Сердце не случайно называют полым мускульным мешком. Наружный слой стенки сердца состоит из соединительной ткани. Средний – миокард – мощный мышечный слой. Внутренний слой состоит из эпителиальной ткани. Сердце имеет те же слои, что и сосуды.

Рис. 65. Сердце и сосуды, связанные с сердцем. А – положение сердца в грудной полости: 1 – правое предсердие; 2 – правый желудочек; 3 – левое предсердие; 4 – левый желудочек; 5 – диафрагма; Б – сердце с отходящими сосудами (вид спереди): 1 – аорта; 2 – лёгочная артерия; 3 – левое предсердие; 4 – левый желудочек; 5 – правый желудочек; 6 – правое предсердие; 7 – лёгочные вены; 8 – верхняя полая вена; В – сердце с отходящими сосудами (вид сзади): 1 – аорта; 2 – верхняя полая вена; 3 – правое предсердие; 4 – нижняя полая вена; 5 – правый желудочек; 6 – левый желудочек; 7 – левое предсердие; 8 – лёгочные вены; 9 – лёгочная артерия; Г – внутреннее строение сердца (правая сторона): 1 – аорта; 2 – лёгочная артерия с полулунным клапаном; 3 – правый желудочек; 4 – створчатые клапаны с сухожильными нитями и сосочковыми мышцами; 5 – нижняя полая вена; 6 – правое предсердие; 7 – верхняя полая вена; Д – общая схема строения сердца

Сердце находится в соединительнотканном «мешке», который называют околосердечной сумкой.

Наружный листок сумки сращён с грудиной и рёбрами, а внутренний срастается с сердцем. Между листками имеется щелевидная полость с небольшим количеством специальной жидкости, которая снижает трение при сокращениях сердца. Околосердечная сумка отгораживает сердце от других органов грудной клетки, не позволяет сердцу смещаться и деформироваться при выполнении физической нагрузки.

Предсердия и желудочки каждой половины сердца сообщаются между собой через широкие отверстия. Эти отверстия могут закрываться и открываться с помощью специальных створчатых клапанов. Эти клапаны устроены таким образом, что могут пропускать кровь только из предсердий в желудочки. Створки клапанов прикрепляются специальными сухожильными нитями к внутренней поверхности стенки желудочка – к сосочковым мышцам. Поэтому при сокращении желудочка створки клапана смыкаются под давлением крови, сухожильные нити натягиваются и удерживают клапаны от выворачивания, препятствуя, таким образом, обратному току крови в предсердие.

От желудочков отходят крупные сосуды: из левого желудочка выходит аорта, из правого – лёгочный ствол. При сокращении сердца в них поступает кровь. Между желудочками и сосудами находятся полулунные клапаны. Они имеют вид карманов, открытых в сторону сосудов. Когда кровь под давлением поступает из желудочка в сосуд, клапаны наполняются кровью. Подобно наполненным карманам, они расширяются и препятствуют обратному току крови. Полулунные клапаны обеспечивают ток крови только в одном направлении – из желудочков в сосуды. Все клапаны сердца открываются пассивно, под действием тока крови.

Автоматия сердца. Сердце способно ритмически сокращаться под влиянием импульсов, возникающих в нём самом. Это явление называют автоматией сердца. Генерируют импульсы скопления особых мышечных клеток, так называемые узлы автоматии. Главный узел автоматии расположен в мышце правого предсердия. Именно здесь возникают импульсы, определяющие ритм сердечных сокращений у здорового человека. Соединяясь друг с другом специальными контактами, мышечные клетки сердца – кардиомиоциты беспрепятственно передают возбуждение по всему миокарду. Это обеспечивает слаженную и бесперебойную работу сердца.

Сердечный цикл. Сердце ритмически сокращается и расслабляется. При сокращении кровь выталкивается из камеры, при расслаблении заполняет её (рис. 66).

1. Сердечный цикл начинается с сокращения предсердий. При этом кровь через открытые створчатые клапаны проталкивается в желудочки сердца. Сокращение предсердий начинается с места впадения в него вен, поэтому устья их сжаты и попасть назад в вены кровь не может.

2. Вслед за предсердиями сокращаются желудочки. Створчатые клапаны, отделяющие предсердия от желудочков, под давлением крови захлопываются. Благодаря этому кровь не может попасть в предсердия. Под её напором открываются полулунные клапаны на границе между желудочками и выносящими сосудами, и кровь направляется из левого желудочка в аорту (большой круг кровообращения), а из правого желудочка в лёгочный ствол (малый круг кровообращения).

Рис. 66. Сердечный цикл: 1 – сокращение предсердий; 2 – сокращение желудочков; 3 – пауза. При сокращении желудочков открываются полулунные клапаны и закрываются створчатые. В остальных фазах створчатые клапаны всегда открыты, полулунные – всегда закрыты

3. Пауза. После сокращения желудочков наступает пауза, во время которой и предсердия, и желудочки одновременно расслабляются. В это время давление в аорте и лёгочном стволе становится выше, чем в желудочках, поэтому полулунные клапаны захлопываются. Одновременно в предсердия, которые по-прежнему расслаблены, поступает кровь из вен. По мере заполнения предсердий кровью давление в них возрастает, створчатые клапаны открываются, пропуская часть крови в желудочки. Таким образом, большая часть крови поступает в желудочки самотёком во время общего расслабления сердца.

Когда начнётся новый цикл, оставшаяся в предсердиях кровь будет вытолкнута в желудочки – цикл повторится. Сердечный цикл имеет определённую продолжительность: 0,1 с сокращаются предсердия; 0,3 с сокращаются желудочки и 0,4 с длится пауза. Когда сердце учащает свою работу, пауза становится короче.

Регуляция сердечных сокращений. Мы уже говорили, что сердце обладает автоматией – сокращается под влиянием раздражений, возникающих в нём самом. Но под влиянием внешних и внутренних причин интенсивность работы сердца может изменяться. Частота и сила сердечных сокращений регулируются как центральной нервной системой, так и поступающими с кровью биологически активными веществами. Следовательно, работа сердца, как и всех других органов человеческого тела, осуществляется нейрогуморальным способом.

Нервная регуляция осуществляется вегетативной нервной системой по рефлекторному принципу, то есть в ответ на разнообразные внутренние и внешние раздражители. Парасимпатические блуждающие нервы (X пара черепно-мозговых нервов) снижают частоту и силу сердечных сокращений. Сильное раздражение блуждающего нерва может даже привести к остановке сердца. По симпатическим волокнам спинномозговых нервов передаются импульсы, которые вызывают увеличение частоты и силы сердечных сокращений.

Гуморальная регуляция осуществляется биологически активными веществами, которые переносятся кровью. Гормон надпочечников адреналин, который выбрасывается в кровь в состоянии эмоционального напряжения и при высоких физических нагрузках, стимулирует работу сердца. Аналогичный эффект вызывают гормон щитовидной железы тироксин и ионы Са 2+ . Ионы К + приводят к противоположным эффектам, они замедляют и ослабляют сердечную деятельность.

Работа сердца всегда находится под регулирующим влиянием центральной нервной системы и гуморальных факторов. Физическая работа, эмоциональное состояние, умственное напряжение сказываются на работе сердца.

ОКОЛОСЕРДЕЧНАЯ СУМКА, СТВОРЧАТЫЕ КЛАПАНЫ, ПОЛУЛУННЫЕ КЛАПАНЫ, АВТОМАТИЯ, СЕРДЕЧНЫЙ ЦИКЛ: СОКРАЩЕНИЕ ПРЕДСЕРДИЙ, СОКРАЩЕНИЕ ЖЕЛУДОЧКОВ, ПАУЗА; НЕРВНАЯ И ГУМОРАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ.

Вопросы

1. Где находится сердце? Каковы его размеры?

2. Из каких слоёв состоит стенка сердца?

3. Почему стенка левого желудочка более мощная, чем правого желудочка? Почему стенки предсердий тоньше стенок желудочков?

4. Что такое автоматия сердца и как она сочетается с нервной и гуморальной регуляцией?

5. Как должна измениться концентрация СО 2 в крови, чтобы сердце забилось чаще? Объясните биологический смысл этой реакции.

Задания

1. Систематизируйте и обобщите сведения об особенностях трёх фаз сердечного цикла и представьте их в виде таблицы.

2. Дайте определение понятия «сердечный цикл».

3. Из материалов предыдущих курсов биологии вспомните особенности строения сердца представителей разных классов позвоночных животных. У каких ещё животных сердце четырёхкамерное? Какие преимущества даёт такое строение?

4. Прокомментируйте следующие факты, ответьте на вопросы.

А. В 1902 г. русский учёный Алексей Александрович Кулябко (1866–1930) впервые запустил сокращения сердца человека спустя 20 ч после смерти пациента. Учёный направил питательный раствор, обогащённый кислородом и содержащий адреналин, в сердце через аорту.

1) Мог ли раствор попасть в левый желудочек?

2) Куда он мог проникнуть, если известно, что вход в венечную артерию находится в стенке аорты и во время выброса крови прикрывается полулунными клапанами?

3) Почему помимо питательных веществ и кислорода в раствор был включён адреналин?

4) Какая особенность сердечной мышцы позволила оживить сердце вне организма?

Б. Впервые вывел пациента из состояния клинической смерти советский военный врач Владимир Александрович Неговский, который применил переливание крови пациенту в аорту, против естественного тока крови. На чём был основан этот приём?

Класс: 8

• обеспечить в ходе урока закрепление основных понятий и положений темы “Кровь и кровообращение”;
• развивать у учащихся умения сравнивать, обобщать изученные факты, логически излагать свои мысли, совершенствовать самоконтроль и взаимоконтроль;
• формировать сознательное отношение к учебному труду, правила личной и общественной гигиены, здорового образа жизни.

Оборудование: таблицы “Кровеносная система”, “Сердце”, муляж сердца, рельефная таблица “Органы кровообращения”, микроскоп, микропрепараты “мазок крови человека”, “кровь лягушки”.

Тип урока. Урок обобщения и систематизации знаний.

Структура и основное содержание урока

I. Сообщение темы и целей. Мотивация учебной деятельности школьников

1.Показать знания об относительном постоянстве состава внутренней среды; особенностях строения органов кровообращения в связи с их функциями; причинах заболевания сердечно-сосудистой системы.

2.Умение обосновать значение переливания крови, необходимость знания группы крови и резус-фактора, распознавать на микропрепаратах под световым микроскопом клетки крови человека и лягушки.

II. Воспроизведение и коррекция опорных знаний:

III. Проверка глубины мысли учащихся, знаний и степени обобщения их.

Индивидуальный устный опрос:

1-й ученик решает задачу у доски.

Возможно ли переливание крови матери (I гр.) её детям: сыну (III гр.) и дочери (IV гр.), а также переливание крови брата и сестры друг другу. Что ещё необходимо учитывать при переливании крови?

2-й ученик выполняет задание на стр. 114 учебника “Биология. Человек” авторы Д.В.Колесов, Р.Д. Маш, И.Н. Беляев.

Прокомментируйте следующие факты, ответьте на вопросы.

А. Впервые сердце человека было оживлено спустя 20 ч. после смерти пациента в 1902 г. русским учёным А.А. Кулябко (1866-1930). Учёный направил питательный раствор, обогащённый кислородом и содержащий адреналин, в сердце через аорту.

1) Мог ли раствор попасть в левый желудочек?

2) Куда он мог проникнуть, если известно, что вход в венечную артерию находится в стенке аорты и во время выброса крови прикрывается полулунными клапанами?

3) Почему помимо питательных веществ и кислорода в раствор был включён адреналин?

4) Какая особенность сердечной мышцы позволила оживить сердце вне организма?

3-й ученик отвечает на вопросы:

а). Какие характеристики включает обычный анализ крови?

б). Какие болезни и физиологические расстройства позволяет заподозрить такой анализ?

Работает с бланком “Анализ крови”.

Цель: на основании результатов анализа выяснить диагноз.

Весь класс выполняет эту работу на листочках, имея на столе бланк “Анализ крови” (смотри приложение №1)

4-й ученик выполняет практическое задание, работая с микроскопом.

Задание: определите, каким номером обозначен микропрепарат крови человека, а каким – лягушки. Ответ обоснуйте.

IV. Повторение и систематизация основных факторов, негативно влияющих на сердечно -сосудистую систему.

Учитель: “ ни для кого не секрет, что по числу заболеваний, от которых умирает большое количество людей, первое место занимают болезни сердца и сосудов. Почему?

Сообщения учащихся на темы “Экология и сердечно -сосудистая система”, “Гигиена сердечно- сосудистой системы”

V. Повторение и анализ ведущих идей и основных теорий.

1. Устная фронтальная беседа по типу телепередачи “Своя игра” (вопросы по теме “Кровь и кровообращение” на столах распечатаны на каждую парту, смотри приложение №2 )

VI. Подведение итогов урока и домашнее задание.

Учитель сообщает оценки, которые учащиеся получили в ходе работы на уроке, комментируя их.

Д/з: приготовить сообщения о стенокардии и гипертоническом кризисе; в ТПО выполнить задания № 97 на стр.41 параграф в учебнике 24.

Список литературы

1.И.Д.ЗВЕРЕВ. Книга для чтения по анатомии, физиологии, гигиене. Москва Просвещение 2.Е.Н.Демьянков. Биология в вопросах и ответах. Москва Просвещение.

3.А.А. Каменский. Организм человека: просто о сложном. Дрофа.Москва.2007.

4.О.А. Пепеляева. Универсальные поурочные разработки по биологии(человек).

5. М.Р. Сапин. Анатомия и физиология человека. Москва. Просвещение. 1999.

6.Д.В.Колесов, Р.Д.Маш, И.Н.Беляев Биология. Человек. 8класс Дрофа. Москва. 2008.

В двух словах о сердце

Сердце человека состоит из четырех камер (полостей), которые наполняются кровью в диастолу и изгоняют ее в крупные сосуды в фазу систолы. Два предсердия и два желудочка выполняют отведенные им функции и участвуют, таким образом, в работе малого и большого круга кровообращения. Правый желудочек изгоняет кровь в сосуды малого круга кровообращения, левый — в сосуды большого круга кровообращения. Основная функция обоих желудочков — насосная. Запустившись еще во внутриутробный период, желудочки качают кровь на протяжении всей жизни человека. Толщина стенки левого желудочка (ЛЖ) составляет до 12 мм в норме и в два раза превышает толщину правого желудочка.

Такие анатомические особенности объясняются тем, что левому желудочку приходиться работать в условиях высокого сопротивления, правому — в условиях низкого. Оказавшись в условиях стресса, желудочки сердца начинают работать с большей силой, интенсивнее качая кровь в сосуды малого и большого круга. И такие моменты не застают желудочки врасплох, — они умеют работать в условиях повышенной нагрузки. Но, если такая нагрузка на систему кровообращения становится постоянной, речь о физиологии уже не идет. Здесь берет начало истории о том, как развивается гипертрофия миокарда левого желудочка (ЛЖ).

2 Что такое гипертрофия и как она возникает

Термин «гипертрофия» означает увеличение органа за счет увеличения размеров составляющих его клеток. В левом желудочке гипертрофии подвергается мышечный слой — миокард, так как именно ему предписана насосная функция. Структурную единицу миокарда составляет кардиомиоцит — мышечная клетка. В формировании гипертрофии левого желудочка сердца выделяют три стадии.

1. Стадия адаптации или становления. В этот период под влиянием провоцирующих факторов, которые заставляют кардиомиоциты работать в условиях повышенной нагрузки, происходят приспособительные реакции. Количество и масса мышечных клеток увеличивается. Толщина стенки ЛЖ также увеличивается. В самой клетке повышается расход энергетических субстратов, ведь работать нужно интенсивнее.
2. Стадия компенсации. На протяжении определенного периода времени кардиомиоциты могут работать в условиях повышенного расхода энергии. Но сердце еще справляется со своей функцией и исправно качает кровь, хотя в самих клетках идет истощение запасов энергетических субстратов. Может наблюдаться кислородное голодание клеток.
3. Декомпенсация. Срыв компенсаторных механизмов приводит к тому, что ЛЖ работает и качает кровь, но уже не с прежней силой. Он не в состоянии изгнать всю кровь, которая поступила к нему из левого предсердия. Оставшаяся кровь в желудочке накапливается и ведет к перегрузке этой камеры объемом, что создает дополнительную нагрузку для работы ЛЖ и левого предсердия. Находясь в состоянии кислородного голодания, в кардиомиоцитах нарушаются процессы энергообразования. Накапливаются вредные вещества, которые приводят к гибели клетки, и на ее месте образуется соединительная ткань. Такой процесс в миокарде получил название кардиосклероза.

3 Причины гипертрофии

К развитию гипертрофии миокарда ЛЖ могут привести заболевания и состояния, при которых миокарду желудочка приходится работать в условиях повышенной нагрузки:

• Врожденная патология. В эту группу можно отнести врожденный стеноз аорты, недоразвитие легочной артерии и ЛЖ, единственный желудочек сердца, общий артериальный ствол, болезнь Фарби и др.
• Пороки клапанного аппарата: недостаточность митрального клапана (МК), стеноз аортального клапана.
• Гипертрофическая кардиомиопатия.
• Артериальная гипертензия.
• Ишемическая болезнь сердца (аритмии, инфаркт миокарда, атеросклероз и др.).
• Сахарный диабет.
• Курение, злоупотребление алкоголем.
• Длительные спортивные нагрузки, рабочая гипертрофия (профессиональная деятельность связана с выполнением тяжелых физических нагрузок).
• Мышечная дистрофия.
• Ожирение.
• Малоподвижный образ жизни (гиподинамия).

4 Виды гипертрофии

Левый желудочек в своем строении имеет стенки и отделы, поэтому гипертрофия миокарда может протекать по-разному. Ее можно разделить на симметричную или концентрическую и асимметричную.

Асимметричная гипертрофия миокарда ЛЖ встречается наиболее часто. При данном виде гипертрофии утолщаться может верхний, средний или нижний отдел желудочка. Может гипертрофироваться и межжелудочковая перегородка.

Симметричная или концентрическая гипертрофия характеризуется утолщением всей массы миокарда левого желудочка, что влечет за собой уменьшение его полости и нарушение функции наполнения желудочка.

5 Симптомы и признаки

Когда ГЛЖ находится в фазе компенсации, жалоб от пациента, либо самого пациента можно увидеть или услышать редко. Когда наблюдается напряжение и срыв компенсаторных механизмов, состояние пациентов ухудшается, появляются первые жалобы. Пациенты с гипертрофией миокарда левого желудочка (ЛЖ) могут предъявлять жалобы на головные боли и головокружения, нарушения зрения — потемнение в глазах, мышечную слабость, одышку, перебои в работе сердца. Печально то, что первые симптомы заболевания появляются намного позже после того, как сформировалась ГЛЖ.

В стадии декомпенсации ГЛЖ на первый план выходят признаки сердечной недостаточности (СН). Симптомы гипертрофии ЛЖ в стадии декомпенсации неспецифичны. Пациенты могут указывать на появившуюся сонливость и быструю утомляемость, общую слабость, снижение переносимости физических нагрузок. Некоторые могут не обращать на такие проявления особого внимания. Их могут беспокоить головные боли, перепады артериального давления, перебои в работе сердца, сердцебиение, болевые ощущения в области сердца или за грудиной, одышка. Могут появиться отеки на ногах, которые нарастают к вечеру, сухой кашель, внезапные (пароксизмальные) приступы удушья в ночное время, срывы ритма.

6 Диагностика

Диагностика основывается на всестороннем выявлении признаков, отвечающих за гипертрофию левого желудочка. Первым и важным этапом является сбор жалоб и анамнеза заболевания. На этапе пальпации области сердца врач уже может заметить изменение нормальных характеристик верхушечного пучка, который становится разлитым, локализация его смещается за счет увеличения в размерах левого желудочка. Физикальный осмотр дополняется перкуссией и аускультацией.

Важным диагностическим этапом является проведение инструментальных исследований, которые позволяют поставить окончательный диагноз и определиться с тактикой лечения. Из инструментальных методов исследования применяются электрокардиография (ЭКГ), рентген органов грудной клетки (рентген ОГК), эхокардиографическое исследование сердца (ЭхоКГ, УЗИ сердца), МРТ и др.

7 Лечение

Гипертрофия левого желудочка (ГЛЖ) не является самостоятельным заболеванием, а лишь указывает на его наличие. Поэтому вся терапия направлена именно на основное заболевание. Важное и нужное место в лечении пациента с гипертрофией является устранение факторов риска и изменение образа жизни немедикаментозным способом. Пациентам даются следующие рекомендации:

• коррекция рациона питания,
• нормализация массы тела, избавление от лишних килограммов,
• отказ от вредных привычек,
• устранение влияния стрессовых факторов,
• контроль артериального давления,
• соблюдение необходимого уровня физической активности.

В каждом конкретном случае список может оказаться длиннее или короче. Далее следует отдавать предпочтение медикаментозному лечению, которое также направлено на основное заболевание. Важное место в лечение гипертрофии занимают ингибиторы ангиотензин-превращающего фермента. Препараты этой группы способны не только останавливать прогрессирование процессов гипертрофии, но и вызывать обратное ее развитие. Кроме указанных лекарственных препаратов могут применяться бета-блокаторы (БАБ), блокаторы кальциевых каналов (БКК), блокаторы рецепторов ангиотензина, антиаритмические препараты, диуретики. Кроме медикаментозного лечения, может рассматриваться вариант хирургического лечения гипертрофии миокарда левого желудочка (ЛЖ). Такой вариант показан при развитии у пациента обструктивной формы ГЛЖ, при сердечных пороках и т.д.

8 Прогноз

Прогноз при гипертрофии левого желудочка (ГЛЖ) определяется целым рядом факторов — состояние насосной функции сердца, возраст, пол, наличие сопутствующих заболеваний и др. Более благоприятный прогноз у лиц с сохраненной систолической функцией левого желудочка. Важно помнить о том, что на прогноз гипертрофии левого желудочка оказывает также регулярность приема лекарственных препаратов и соблюдение рекомендаций по изменению образа жизни. Берегите сердце!