Основні фізіологічні властивості серцевого м'яза.

Серцевий м'яз (міокард), як і скелетні м'язи, має властивості збудливості, провідності, скоротливості. До фізіологічних особливостей її належать подовжений рефрактерний період та автоматизм.

1) Збудливістюназивається здатність серцевого м'яза приходити в діяльний стан – збудження. Серцевий м'яз менш збудливий, ніж скелетний. для виникнення збудження в серцевому м'язі необхідний сильніший подразник, ніж для скелетного. Вона максимально скорочується і на граничне, і на сильніше за величиною подразнення.

2) Провідністюназивається здатність поширювати збудження від однієї ділянки м'язової тканини до іншої. Швидкість розповсюдження збудження по волокнах серцевого м'яза в 5 разів менше, ніж по волокнах скелетних м'язів, і становить відповідно 0,8-1 м/с та 4,7-5 м/с (за провідною системою серця – 2-4,2 м /с).

3) Короткістюназивають здатність серцевого м'яза розвивати при збудженні напругу та коротшати. Вона має свої особливості. Першими скорочуються м'язи передсердь, потім – сосочкові м'язи та субендокардіальний шар м'язів шлуночків. Надалі скорочення охоплює і внутрішній шар м'язів шлуночків, забезпечуючи цим рух крові з порожнин шлуночків в аорту та легеневий стовбур. Для здійснення скорочення серце отримує енергію, що звільняється при розпаді АТФ та КФ (креатинфосфату).

4) Рефрактерний період– це період несприйнятливості м'язів серця до дії інших подразників. На відміну від інших тканин серце має значно виражений та подовжений рефрактерний період. Розрізняють абсолютний та відносний рефрактерний період. Під час абсолютного рефрактерного періоду серцевий м'яз не відповідає скороченням навіть на сильний подразник. Під час відносного рефрактерного періоду серцевий м'яз поступово повертається до вихідного рівня і може відповісти скороченням на подразнення вище граничного. Відносний рефрактерний період спостерігається під час діастоли передсердь та шлуночків серця. Завдяки вираженому рефрактерному періоду, що триває довше, ніж період систоли (0,1-0,3 сек.), серцевий м'яз не здатний до тривалого (тетанічного) скорочення і здійснює роботу за типом одиночного м'язового скорочення.

5) Автоматизм– здатність серцевого м'яза приходити у стан збудження та ритмічного скорочення без зовнішніх впливів. Забезпечується провідною системою без зовнішніх впливів. Забезпечується провідною системою, що складається з синусно-передсердного, передсердно-шлуночкового вузлів та передсердно-шлуночкового пучка. Міокард функцією автоматизму не має. Головним водієм серцевого ритму (пейсмекер) є синусно-передсердний вузол, який виробляє електричні імпульси з частотою 60-80 в хвилину (так званий синусовий ритм). Це центр автоматизму I порядку. У нормі він пригнічує автоматичну активність решти (ектопічних) водіїв ритму серця. Центром автоматизму II порядку є зона переходу передсердно-шлуночкового вузла в пучок В. Гіса (але не сам вузол: В.В. Мурашко, А.В. Струтинський, 1991), яка може продукувати електричні імпульси з частотою 40-50 за хвилину ( атріовентрикулярний ритм). Нарешті, центрами автоматизму III порядку (25-45 імпульсів за хвилину) є нижня частина пучка В. Гіса, його гілки та волокна Я. Пуркіньє (ідіовентрикулярний ритм).

Серце є порожнистим органом. Його розмір приблизно з кулак людини. Серцевий м'яз формує стінки органу. У ньому присутня перегородка, що поділяє його на ліву та праву половини. У кожній з них мережа шлуночок та передсердя. Напрямок руху крові в органі контролюється за допомогою клапанів. Далі розглянемо докладніше властивості серцевого м'яза.

Загальні відомості

Серцевий м'яз – міокард – становить основну частину маси органу. Вона складається із трьох типів тканини. Зокрема, виділяють: атиповий міокард провідної системи, волокна передсердя та шлуночків. Розмірене та координоване скорочення серцевого м'яза забезпечується провідною системою.

Будова

Серцевий м'яз відрізняється сітчастою структурою. Вона формується з волокон, переплетених у мережу. Зв'язки між волокнами встановлюються за рахунок присутності бічних перемичок. Таким чином, мережа представлена ​​у вигляді вузькопетлістого синцитію. Між волокнами серцевого м'яза є сполучна тканина. Вона відрізняється пухкою структурою. Крім цього, волокна обвиті густою мережею капілярів.

Властивості серцевого м'яза

У структурі є вставні диски, представлені у вигляді мембран, що відокремлюють клітини волокон один від одного. Тут слід зазначити важливі особливості серцевого м'яза. Окремі кардіоміоцити, присутні у структурі у великій кількості, з'єднані один з одним паралельно та послідовно. Клітинні мембрани зливаються так, що формують щілинні контакти високої проникності. Через них безперешкодно дифундують іони. Таким чином, одна з особливостей міокарда полягає в наявності вільного переміщення іонів внутрішньоклітинної рідини по ходу всього міокардіального волокна. Це забезпечує безперешкодне розподілення потенціалів дії від однієї клітини до іншої крізь вставні диски. З цього випливає, що серцевий м'яз - це функціональне поєднання величезної кількості клітин, що мають тісний взаємозв'язок один з одним. Вона настільки сильна, що при збудженні лише однієї клітини провокує поширення потенціалу на решту елементів.

Міокардіальна синцитія

У серці їх два: передсердний та шлуночковий. Всі відділи серця відокремлені один від одного фіброзними перегородками з отворами, з клапанами. Безпосередньо через тканину стін збудження від передсердя до шлуночка перейти не може. Передача здійснюється за допомогою спеціального атріовентрикулярного пучка. Його діаметр – кілька міліметрів. Складається пучок із волокон провідної структури органу. Присутність у серці двох синцитій сприяє тому, що передсердя скорочуються раніше за шлуночки. Це, своєю чергою, має найважливіше значення задля забезпечення ефективної насосної діяльності органу.

Хвороби міокарда

Робота серцевого м'яза може порушуватися через різні патології. Залежно від провокуючого фактора виділяють специфічні та ідіопатичні кардіоміопатії. Хвороби серця можуть бути також уродженими та набутими. Існує ще одна класифікація, відповідно до якої розрізняють рестриктивну, дилатаційну, конгестивну та гіпертрофічну кардіоміопатію. Розглянемо їх коротко.

Гіпертрофічна кардіоміопатія

На сьогоднішній день фахівцями виявлено мутації генів, які провокують цю форму патології. Для гіпертрофічної кардіоміопатії характерно потовщення міокарда та зміна його структури. На тлі патології м'язові волокна збільшуються в розмірах, "скручуються", набуваючи дивних форм. Перші симптоми захворювання спостерігаються у дитячому віці. Основними ознаками гіпертрофічної кардіоміопатії вважаються болючість у грудях та задишка. Також спостерігається нерівномірність серцевого ритму, на ЕКГ виявляються зміни у серцевому м'язі.

Конгестивна форма

Це досить поширений тип кардіоміопатії. Як правило, захворювання виникає у чоловіків. Розпізнати патологію можна за ознаками серцевої недостатності та порушень у серцевому ритмі. У деяких пацієнтів спостерігається кровохаркання. Патологію також супроводжує біль у районі серця.

Дилатаційна кардіоміопатія

Ця форма захворювання проявляється у вигляді різкого розширення у всіх камерах серця та супроводжується зниженням скорочувальної здатності лівого шлуночка. Як правило, дилатаційна кардіоміопатія виникає у поєднанні з гіпертонічною хворобою, ІХС, стенозом в аортальному отворі.

Рестриктивна форма

Кардіоміопатія цього типу діагностується вкрай рідко. Причиною патології є запальний процес у серцевому м'язі та ускладнення після втручання на клапанах. На тлі захворювання відбувається переродження міокарда та його оболонок у сполучну тканину, відзначається уповільнене наповнення шлуночків. У пацієнта відзначається задишка, швидка стомлюваність, вади клапанів та серцева недостатність. Вкрай небезпечною рестриктивна форма вважається для дітей.

Як зміцнити серцевий м'яз?

Існують різні способи зробити це. Заходи включають корекцію режиму дня і харчування, вправи. Як профілактика після консультації з лікарем можна почати приймати низку препаратів. Крім цього, є народні методи зміцнення міокарда.

Фізична активність

Вона має бути помірною. Фізична активність має стати невід'ємним елементом життя будь-якої людини. При цьому навантаження має бути адекватним. Не варто перевантажувати серце та виснажувати організм. Оптимальним варіантом є спортивна ходьба, плавання, їзда на велосипеді. Вправи рекомендується проводити на свіжому повітрі.

Ходьба

Вона чудово підходить не тільки для зміцнення серця, а й для оздоровлення всього організму. При ходьбі задіяна майже вся мускулатура людини. При цьому серце додатково отримує помірне навантаження. По можливості, особливо у молодому віці, варто відмовитися від ліфта та долати висоту пішки.

Спосіб життя

Зміцнення серцевого м'яза неможливе без коригування режиму дня. Для покращення діяльності міокарда необхідно відмовитися від куріння, що дестабілізує тиск та провокує звуження просвіту в судинах. Кардіологи також не рекомендують захоплюватися лазнею та сауною, оскільки перебування у парній суттєво збільшує серцеві навантаження. Необхідно також подбати і про сон. Спати слід лягати вчасно та відпочивати достатню кількість годин.

Дієта

Одним із найважливіших заходів у питанні зміцнення міокарда вважається раціональне харчування. Слід обмежити кількість солоної та жирної їжі. У продуктах повинні бути:

• Магній (бобові, кавуни, горіхи, гречка).
• Калій (какао, родзинки, виноград, абрикоси, кабачки).
• Вітаміни Р і С (полуниця, чорна смородина, перець (солодкий), яблука, апельсини).
• Йод (капуста, сир, буряк, морепродукти).

Негативний вплив на діяльність міокарда має холестерин у високих концентраціях.

Психоемоційний стан

Зміцнення серцевого м'яза може ускладнюватися різними невирішеними проблемами індивідуального чи робочого характеру. Вони можуть спровокувати перепади тиску та порушення ритму. Слід по можливості уникати стресових ситуацій.

Препарати

Існує кілька засобів, що сприяють зміцненню міокарда. До них, зокрема, відносять такі препарати, як:

• "Рібоксин". Його дія спрямована на стабілізацію ритму, посилення харчування м'яза та коронарних судин.
• "Аспаркам". Цей препарат є магнієво-калієвим комплексом. Завдяки прийому засобу нормалізується електролітний обмін, усуваються ознаки аритмії.
• Родіола рожева. Цей засіб покращує скорочувальну функцію міокарда. При прийомі даного препарату слід бути обережним, оскільки він має здатність до збудження нервової системи.

Роботу серця важко переоцінити. Адже орган, розміром із кулак, наповнює життєвою силою, киснем весь організм. Про те, як влаштовано серце та які найважливіші властивості серцевого м'яза, поговоримо у нашій статті.

1 Погляд зсередини

Розглянемо їх від зовнішнього до внутрішнього:

Розглянувши пошарову будову серця, перейдемо до вивчення найважливішого та загадкового м'яза людського тіла — серцевого.

2 Знайомтеся - міокард!

Можна виділити 2 відділи міокарда: м'язові шари передсердь та м'язові шари шлуночків. Волокна кожного з двох відділів не переходять один в одного, це дозволяє верхнім та нижнім серцевим камерам незалежно один від одного брати участь у скороченні. У верхніх серцевих камерах м'язи формують два шари: поверхневий - обіймає обидві серцеві камери, і глибокий - належить окремо кожному передсердя. Шлуночкові м'язи взагалі мають 3 шари:

• 1 - поверхневий. Це тонкий шар, що складається з поздовжніх волокон, що обгортають обидві нижні серцеві камери;
• 2 - середній шар, на відміну від зовнішнього, не переходить з однієї камери на іншу, а для кожного шлуночка є самостійним;
• 3 - внутрішній шар, він формується в результаті загину зовнішнього шару під середній, так званий завиток.

Досить складна будова має м'яз серця, вона й зрозуміла, адже й властивості у неї непрості. Розглянемо послідовно властивості серцевого м'яза.

3 Автоматія

Дана фізіологічна властивість пояснити нам допоможе жаба. Як? Дуже просто! Так уже повелося, що ця тварина стала класичною для вивчення фізіологічних властивостей серцевого м'яза. Її препароване серце у фізіологічному розчині може здійснювати спонтанні серцеві поштовхи ні багато ні мало кілька годин! Чому це відбувається? Справа в тому, що, на відміну від кістякових м'язів, серцева не потребує збудливих імпульсів ззовні.

У її товщі є власний унікальний механізм, який називається пейсмейкерним, або водієм ритму. Він сам генерує імпульси, які порушують міокард. Основний водій ритму розташовується у вузлі синоатріальному, правопередсердному. Саме в цьому відділі потенціали дії, що виникають, поширюються на нижчележачі відділи і зумовлюють регулярні ритмічні скорочення серця. Отже, здатність продукувати імпульси самому та під їх дією здійснювати скорочення – це і є серцева автоматія.

4 Провідність

Ще одна найважливіша властивість міокарда, без якого не було б можливим здійснення ударів людського двигуна. Окрема система відповідальна за дану властивість - провідна. Представлена ​​вона такими елементами:

1. СА-вузол (він описаний вище), у ньому клітини-пейсмекери генерують імпульси;
2. Міжпередсердний пучок та тракти. З вищележачого відділу збудження перетворюється на даний пучок і тракти;
3. АВ-вузол, знаходиться внизу верхньої правої серцевої камери, вдаючись у міжшлуночкову перегородку. У цьому вузлі збудження дещо пригальмовується;
4. Пучок Гіса та дві його ніжки. Гілки пучка розгалужуються на маленькі, тоненькі волокна - волокна Пуркіньє.

Ця система хоч і містить окремі елементи, але працює злагоджено та чітко, забезпечуючи проведення збудження строго «зверху-вниз», завдяки чому спочатку скорочуються верхні, а потім нижні камери. Ця система сприяє тому, що жодна клітина головного «мотора» не залишається збудженою, а це дуже важливо для його роботи.

5 Скоротність

Давайте уявимо, що тільки-но Ви дізналися надзвичайно радісну новину і Ваше серце буквально заспівало від щастя? Зазирнувши на молекулярному рівні, щоб Ви змогли спостерігати? До серця підходять симпатичні нерви, які виділяють кілька хімічних речовин, які допомагають передавати повідомлення. А на поверхні клітин серця є маленькі рецептори, при взаємодії їх із хімічними речовинами в клітині виробляється сигнал, у клітину потрапляє Са, з'єднується з м'язовими білками – виникає скорочення.

6 Збудливість

Збудливість серцевого м'яза підпорядковується двом основним законом, які зубрять студенти-медики на предмет «фізіологія». Познайомимося із цими законами і ми:

1. "All or nothing" ("все або нічого"). Якщо величина збудливого подразника недостатня, м'язова тканина не реагує, але в достатнє за силою подразнення відразу дає максимальну відповідь. І якщо надалі збільшувати силу подразника, ця відповідь не змінюється.
2. Франка-старлінг. Чим більше розтягнутий серцевий м'яз, тим вища збудливість та її скорочення. Якщо в серце надходить більша кількість крові, міокард пропорційно сильніше розтягується, але й сила серцевих поштовхів також зростатиме.

Коли м'яз серця перебуває у стані збудження, вона здатна відповідати інші подразники, цей стан називається рефрактерностью.
Важко чітко розмежувати дані властивості, оскільки всі вони взаємопов'язані між собою дуже щільно, адже всі властивості мають одну мету — забезпечити постійну нормальну здатність до міокардіального скорочення та виштовхування крові в судини.

7 Скільки грамів?

Ще однією найважливішою характеристикою здорового серця є маса міокарда. Масу міокарда лівого шлуночка визначають за ЕхоКГ певними методами: або за формулами, або в апарат вже вбито програму, яка з урахуванням інших даних при дослідженні сама автоматично вираховує цей показник. Можна обчислювати безпосередньо масу, або індекс маси міокарда.

Ці дані мають рамки норми, для чоловіків значення дещо вище, ніж для жінок, що цілком зрозуміло. У середньому для чоловіків маса міокарда = 130-180 г, для жінок - 90-142 г., індекс для чоловіків - 70-90 г/м2, індекс для жінок - 70-88 г/м2. Наведені дані усереднені, оскільки показники можуть змінюватися у бік зростання у людей, які активно займаються спортом. У цій категорії осіб серце «хитається», збільшуючи м'язову масу.

Як всякий м'яз, серцевий м'язмає: збудливістю, т. е. здатністю відповідати збудженням на подразнення, скоротливістю. тобто здатністю скорочуватися, і провідністю, тобто здатністю проводити збудження. Крім того, серце має здатність до ритмічної автоматії.

Збудливість. Серцевий м'яз здатний збуджуватися електричними, механічними, термічними та хімічними подразниками. При дії будь-якого з цих подразників можуть виникнути збудження та скорочення серцевого м'яза. Для цього, однак, необхідно, щоб сила роздратування дорівнювала або перевищувала порогову силу. Роздратування слабше за порогові не викликають збудження і скорочення.

Порушення серцевого м'яза. Про збудження м'язових клітин серцем, як і будь-якої іншої збудливої ​​тканини, можна судити щодо зміни різниці електричних потенціалів, що існує між збудженою ділянкою та незбудженою або між протоплазмою клітини та її зовнішнім середовищем.

Рефрактерність серцевого м'яза. Під час збудження серцевий м'яз втрачає здатність відповідати другим спалахом збудження на штучне роздратування або на імпульс, що приходить до неї від вогнища автоматії. Такий стан незбудливості називають абсолютною рефрактерністю.

Скорочення серцевого м'яза. Порушення серцевого м'яза викликає її скорочення, тобто збільшення її напруги або скорочення довжини м'язових волокон. Скорочення серцевого м'яза так само, як і хвиля збудження в ньому, триває довше, ніж скорочення та збудження скелетного м'яза, викликані одним окремим стимулом, наприклад замиканням або розмиканням постійного струму. Період скорочення окремих м'язових волокон серця приблизно відповідає тривалості потенціалу дії. При частому ритмі діяльності серця коротшає і тривалість потенціалу дії, і тривалість скорочення.

Механізм та швидкість проведення збудження в серці. Проведення збудження у міокарді здійснюється електричним шляхом; потенціал дії, що виник у збудженій м'язовій клітині, є подразником для сусідніх клітин.

Амплітуда потенціалу дії в м'язових клітинах серця в 4-5 разів перевищує пороговий рівень деполяризації мембрани, необхідний для того, щоб виник у сусідніх клітинах потенціал дії, що поширюється. Отже, потенціал дії по своїй амплітуді наддостатній для виклику збудження у сусідніх клітинах. Ото є важливим пристосуванням, що забезпечує надійність проведення збудження за провідною системою та міокардом передсердь та шлуночків.

Швидкість проведення збудження у різних відділах серця неоднакова. За міокардом передсердь у теплокровних тварин збудження поширюється зі швидкістю 0,8-1 м/сек. У провідній системі шлуночків, що складається з волокон Пуркіне, швидкість проведення збудження більша і досягає 2-4,2 м/сек. За міокардом шлуночків збудження поширюється зі швидкістю 0,8-0,9 м/сек.

При переході збудження від м'язових волокон передсердь клітин атріовентрикулярного вузла відбувається затримка проведення імпульсу. Недавні дослідження Гоффмана та Кренфільда ​​із застосуванням мікроелектродної техніки показали, що на короткій ділянці довжиною 1 мм у верхній частині атріовентрикулярного вузла поширення збудження уповільнюється і воно проводиться з дуже малою швидкістю – 0,02-0,05 м/сек.

Затримка проведення імпульсу в атріовентрикулярному вузлі зумовлює пізніше початок шлуночків проти передсердями. Це має важливе фізіологічне значення узгодженої роботи відділів серця. Саме тому збудження шлуночків починається лише через 0,12-0,18 секунди після того, як починається збудження передсердь.

Міокард- Серцевий м'яз, являє собою товсту частину перерізу стінки серця і містить кардіоміоцити - скорочувальні клітини серця. Міокард є унікальним м'язом в організмі людини, більше такого м'язів у людини ніде немає. Від товщини міокарда залежить здатність та сила серця перекачувати кров.

Властивості серцевого м'яза

Розташований міокард між зовнішнім шаром епікарда та внутрішнім шаром ендокарда.

Міокард є таким м'язом, який на відміну від скелетних м'язів пристосований бути стійким до втоми (втоми). Це досягається за рахунок того, що кардіоміоцити мають велику кількість мітохондрій, що сприяє підтримці постійного аеробного дихання. Крім того, міокард має великий запас крові в порівнянні зі своїми розмірами, що забезпечує її безперервним потоком поживних речовин і киснем, видаляючи цим відходи метаболізму набагато швидше і ефективніше.

Основне призначення міокарда - це організація ритмічних рухів серця, що полягає в безперервних автоматичних скорочення і розслаблення м'язових волокон.

Будова міокарда

У деяких характеристиках міокард має схожість з іншими м'язами, але має безліч своїх особливостей. Кардіоміоцити набагато коротші за своїх родичів — міоцитів, мають менше ядер. Кожне м'язове волокно приєднується до плазмової мембрани (сарколеми) з спеціальними трубочками (Т-канальцями). У цих Т-канальцях сарколемма шипована великою кількістю кальцієвих каналів, що дозволяють протікати кальцій-іонному обміну набагато швидше, ніж у нервово-м'язової сполуки в скелетних м'язах. Скорочення м'язових клітин міокарда відбувається з допомогою стимулювання потенціалу дії потоком іонів кальцію.

Як і інші м'язи, міокард складається із саркомерів, які є основними скорочувальними одиницями м'язів. Саркомір має довжину від 1,6 до 2,2 мкм. Саркомір містить світлі та темні смужки. У центрі проходить темна смужка, яка має постійну довжину 1.5 мкм. Саркоміри складаються з довгих, що ковзають один з одним, коли м'язи скорочуються і розслабляються, волокнистих білків. Основні два білки, виявлені в саркомірах це міозин, що утворює густі нитки, а також актинщо утворює тонкі нитки. Анатомічно міозин має довгий хвилястий хвіст та кулясту головку, яка зв'язується з актином. Головка міозину також зв'язується з АТФ, що є джерелом енергії для клітинного метаболізму, необхідна для кардіоміоцитів, щоб підтримувати їх функції в нормальному стані. Спільно міозин і актин формують міофібрилярні нитки, які є подовжені, скорочувальні нитки, що знаходяться в м'язовій тканині. Як і скелетні м'язи, міокард містить міоглобін білок, який зберігає кисень.

Усередині серця міокард має різну товщину. Так серцеві камери з більш товстим шаром міокарда здатні перекачувати кров під більшим тиском і силою, порівняно з камерами, які мають тонші шари міокарда. Найтонший шар міокарда розташований у передсердях, оскільки дані камери насамперед заповнюються кров'ю через пасивний кровотік. У правому шлуночку міокард набагато товстіший, оскільки дана частина серцевого м'яза повинна перекачувати великий об'єм крові, що повертається в легені для насичення киснем. Найтовстіший шар міокарда розташований у лівому шлуночку, тому що дана частина серця повинна качати кров через аорту по всій системі кровообігу.

Товщина міокарда також може змінюватися у кожної людини, у зв'язку з перенесеними захворюваннями, вона може бути товщою і жорсткішою, або тоншою і стати в'ялою. Наприклад, гіпертонія призводить до гіпертрофії серцевого м'яза, коли клітини міокарда збільшують адаптивну відповідь у зв'язку з високим кров'яним тиском. Гіпертрофія серцевого м'яза врешті-решт може призвести до зупинки серця, коли міокард стає настільки жорстким, що серце більше не може качати кров. В'ялий (слабкий) серцевий м'яз міокард стає таким після перенесених інфекцій та інфарктів. Серцевий м'яз в даному випадку стає настільки слабким, але не справляється з перекачуванням крові, розвивається серцева недостатність.

Порушення серцевого м'язавикликає її скорочення, т. е. збільшення її напруги чи скорочення довжини м'язових волокон. Скорочення серцевого м'язатак само, як і хвиля збудження в ній, триває довше, ніж скорочення та збудження скелетного м'яза, викликані одним окремим стимулом, наприклад, замиканням або розмиканням постійного струму. Період скорочення окремих м'язових волокон серця приблизно відповідає тривалості потенціалу дії. При частому ритмі діяльності серця коротшає і тривалість потенціалу дії, і тривалість скорочення.

Як правило, будь-яка хвиля збудження супроводжується скороченням. Однак можливий і розрив зв'язку між збудженням та скороченням. Так, при тривалому пропусканні через ізольоване серце розчину Рінгера, з якого виключена сіль кальцію, ритмічні спалахи збудження, а отже, і потенціали дії зберігаються, а скорочення припиняються.

Будова серцевого м'яза людини, її властивості та які процеси проходять у серці

Ці та низка інших дослідів показують, що іони кальцію необхідні для скорочувального процесу, але не є необхідними для збудження м'яза.

Розрив зв'язку між збудженням і скороченням.можна спостерігати також у серці, що вмирає: ритмічні коливання електричних потенціалів ще відбуваються, тоді як скорочення серця вже припинилися.

Безпосереднім постачальником енергії, що витрачається в перший момент скорочення серцевого м'яза, як і скелетного м'яза, є макроергічні фосфоровмісні сполуки - аденозинтрифосфат і креатинфосфат. Ресинтез цих сполук відбуваються за рахунок енергії дихального та гліколітичного фосфорилювання, тобто за рахунок енергії, що поставляється вуглеводами. У серцевому м'язі переважають аеробні процеси, що йдуть з використанням кисню над анаеробними, які значно інтенсивніше відбуваються в скелетній мускулатурі.

Співвідношення між вихідною довжиною волокон серцевого м'яза та силою їх скорочення. Якщо збільшити приплив розчину Рінгера до ізольованого серця, тобто збільшити наповнення та розтягнення стінок шлуночків, то сила скорочення серцевого м'яза збільшується. Те саме можна спостерігати, якщо піддати невеликому розтягуванню смужку серцевого м'яза, вирізану зі стінки серця: при розтягуванні сила її скорочення збільшується.

На підставі подібних фактів встановлено залежність сили скорочення волокон серцевого м'яза від їхньої довжини перед початком скорочення. Ця залежність покладена і в основу сформульованого Старлінгом «закону серця». Відповідно до цього емпірично встановленому закону, вірному лише певних умов, сила скорочення серця тим більше, що більше розтягнення м'язових волокон в диастолу.

Лекції 2-й семестр.

Лекція №1 Фізіологія серцево-судинної системи.

До системи кровообігу відносяться серце та судини – кровоносні та лімфатичні. Основне значення системи кровообігу полягає у постачанні кров'ю органів та тканин. Серце є біологічним насосом, завдяки роботі якого кров рухається по замкнутій системі судин. В організмі людини є 2 кола кровообігу.

Велике коло кровообігупочинається аортою, яка відходить від лівого шлуночка, і закінчується судинами, що впадають у праве передсердя. Аорта дає початок великим, середнім та дрібним артеріям. Артерії переходять до артеріол, які закінчуються капілярами.

Капіляри широкою мережею пронизують усі органи та тканини організму. У капілярах кров віддає тканинам кисень та поживні речовини, а з них до крові надходять продукти обміну речовин, у тому числі і вуглекислий газ.

Фізіологічні властивості серцевого м'яза.

Капіляри переходять у венули, кров із яких потрапляє у дрібні, середні та великі вени. Кров від верхньої частини тулуба надходить у верхню порожнисту вену, від нижньої - до нижньої порожнистої вени. Обидві ці вени впадають у праве передсердя, де закінчується велике коло кровообігу

Мале коло кровообігу(легеневий) починається легеневим стовбуром, який відходить від правого шлуночка і несе в легені венозну кров. Легеневий стовбур розгалужується на дві гілки, що йдуть до лівої та правої легені. У легенях легеневі артерії діляться більш дрібні артерії, артеріоли і капіляри. У капілярах кров віддає вуглекислий газ та збагачується киснем. Легеневі капіляри переходять у венули, які потім утворюють вени. За чотирма легеневими венами артеріальна кров надходить у ліве передсердя.

Серце- Порожнистий м'язовий орган. Суцільною вертикальною перегородкою серце ділиться на ліву та праву половини. Горизонтальна перегородка разом з вертикальною ділить серце на чотири камери. Верхні камери – передсердя, нижні – шлуночки.

Стінка серця складається із трьох шарів. Внутрішній шар представлений ендотеліальною оболонкою ( ендокард, вистилає внутрішню поверхню серця). Середній шар ( міокард) складається з поперечнополосатого м'яза. Зовнішня поверхня серця покрита серозною оболонкою ( епікард), що є внутрішнім листком навколосерцевої сумки – перикарду. Перікард(Серцева сорочка) оточує серце, як мішок, і забезпечує його вільний рух.

Клапани серця.Ліве передсердя від лівого шлуночка відокремлює двостулковий клапан . На кордоні між правим передсердям та правим шлуночком знаходиться тристулковий клапан . Клапан аорти відокремлює її від лівого шлуночка, а клапан легеневого стовбура відокремлює його від правого шлуночка.

При скороченні передсердь ( систола) кров із них надходить у шлуночки. При скороченні шлуночків кров із силою викидається в аорту та легеневий стовбур. Розслаблення ( діастола) передсердь та шлуночків сприяє наповненню порожнин серця кров'ю.

Значення клапанного апарату.Під час діастоли передсердь передсердно-шлуночкові клапани відкриті, кров, що надходить із відповідних судин, заповнює не лише їх порожнини, а й шлуночки. Під час систоли передсердь Шлуночки повністю заповнюються кров'ю. При цьому виключається повернення крові в порожнисті та легеневі вени. Це з тим, що у першу чергу скорочується мускулатура передсердь, що утворює гирла вен. У міру наповнення порожнин шлуночків кров'ю стулки передсердно-шлуночкових клапанів щільно стуляються і відокремлюють порожнину передсердь від шлуночків.

В результаті скорочення сосочкових м'язів шлуночків в момент їхньої систоли сухожильні нитки стулок передсердно-шлуночкових клапанів натягуються і не дають їм вивернутися в бік передсердь.

До кінця систоли шлуночків тиск у них стає більше тиску в аорті та легеневому стовбурі. Це сприяє відкриттю напівмісячних клапанів аорти та легеневого стовбура , і кров із шлуночків надходить у відповідні судини.

Таким чином, відкриття та закриття клапанів серця пов'язане зі зміною величини тиску в порожнинах серця. Значення клапанного апарату полягає в тому, що він забезпечує рух кровіу порожнинах серця в одному напрямку.

Основні фізіологічні властивості серцевого м'яза.

Збудливість.Серцевий м'яз менш збудливий, ніж скелетний. Реакція серцевого м'яза не залежить від сили подразнень, що наносяться. Серцевий м'яз максимально скорочується і на граничне і більш сильне за величиною подразнення.

Провідність.Порушення по волокнах серцевого м'яза поширюється з меншою швидкістю, ніж по волокнах скелетного м'яза. Порушення по волокнах м'язів передсердь поширюється зі швидкістю 0,8-1,0 м/с, по волокнах м'язів шлуночків - 0,8-0,9 м/с, за системою серця, що проводить, - 2,0-4,2 м/с. .

Короткість.Скоротимість серцевого м'яза має свої особливості. Першими скорочуються м'язи передсердь, потім – сосочкові м'язи та субендокардіальний шар м'язів шлуночків. Надалі скорочення охоплює і внутрішній шар шлуночків, забезпечуючи рух крові із порожнин шлуночків в аорту та легеневий стовбур.

До фізіологічних особливостей серцевого м'яза належать подовжений рефрактерний період та автоматизм.

Рефрактерний період.Серце має значно виражений та подовжений рефрактерний період. Він характеризується різким зниженням збудливості тканини у період її активності. Завдяки вираженому рефрактерному періоду, який триває довше, ніж період систоли (0,1-0,3с), серцевий м'яз не здатний до тетанічного (тривалого) скорочення та здійснює свою роботу за типом одиночного м'язового скорочення.

Автоматизм.Поза організмом за певних умов серце здатне скорочуватися та розслаблятися, зберігаючи правильний ритм.

Отже, причина скорочень ізольованого серця лежить у ньому самому. Здатність серця ритмічно скорочуватися під впливом імпульсів, що у ньому самому, зветься автоматизму.

КРОВО - І ЛІМФОЗВЕРНЕННЯ

Доставка кисню та поживних речовин до тканин і клітин ссавців тварин і людини, а також виведення продуктів їх життєдіяльності забезпечуються кров'ю, що циркулює за замкненою серцево-судинною системою, що складається із серця та двох кіл кровообігу: великого та малого. Велике коло кровообігу починається від лівого шлуночка серця, з якого артеріальна кров надходить в аорту. Пройшовши артеріями, артеріолами, капілярами всіх органів, крім легень, вона віддає їм кисень і поживні речовини, а забирає вуглекислоту і продукти метаболізму. Потім кров збирається до венулів і вен і через верхню і нижню порожнисті вени надходить у праве передсердя.

Малий крутий кровообіг починається з правого шлуночка серця, звідки венозна кров прямує в легеневу артерію. Пройшовши через легеневі капіляри, кров звільняється від вуглекислоти, оксигенується і вже як артеріальна надходить через легеневі вени в ліве передсердя.

Фізіологія серця Властивості серцевого м'яза

Серцевий м'яз має такі властивості: 1) автоматією - здатністю серця ритмічно скорочуватися під впливом імпульсів, що виникають у ньому самому; 2) збудливістю - здатністю серця приходити у стан збудження під впливом подразника; 3) провідністю - здатністю серцевого м'яза проводити збудження; 4) скоротливістю - здатністю змінювати свою форму і величину під дією подразника, а також сили, що розтягує, або крові.

Автоматія

Субстратом автоматії у серці є специфічна щічна тканина, або провідна система серця,яка складається з синусно-передсердного(синоатріального) (СА) вузла,розташованого в стінці правого передсердя біля місця впадання в нього верхньої порожнистої вени, передсердно-шлуночкового(атріовентрикулярного) вузла,розташованого в міжпередсердній перегородці на межі передсердь та шлуночків. Від атріовентрикулярного вузла починається пучок Гіса.Пройшовши в товщу міжшлуночкової перегородки, він ділиться на праву та ліву ніжки, що закінчуються кінцевими розгалуженнями. волокнами Пуркіньє.Верхівка серця не має автоматії, а лише скоротливості, тому що в ній відсутні елементи провідної системи серця.

У нормальних умовах водієм ритму, або пейсмекером,є синоатріальний вузол. Частота розрядів синоатріального вузла у спокої становить 70в 1хвилину. Атріовентрикулярний вузол це водій ритму другого порядку з частотою 40 - 50в 1 хвилину. Він бере на себе роль водія ритму, якщо з будь-яких причин збудження від СА не може перейти на передсердя при атріовентрикулярній блокаді або при порушенні шлуночків, що проводить. Якщо уражені всі основні водії ритму, то дуже рідкісні імпульси (20імп/с) можуть виникати в волокнах Пуркіньє - це водій ритму 3-го порядку.

Отже, існує градієнт автомат серця,згідно з яким ступінь автоматії тим вищий, чим ближче розташована ця ділянка провідної системи до синусного вузла.

Електрична активність клітин міокарда та провідної системи серця

Потенціал дії кардіоміоцитів починається з швидкої ріверсії мембранного потенціалу, що становить -90мВ і створюваного за рахунок К + -потенціалу, до піку ПД (+30мВ) (рис.11). Це фаза швидкої деполяризації,обумовлена ​​коротким значним підвищенням проникності для Na"1", який лавиноподібно спрямовується в клітину. Фаза швидкої деполяризації дуже коротка і становить лише 1-2мс. Початковий вхід Na + швидко інактивується, проте деполяризація мембрани продовжується за рахунок активації повільних натрій-кальцієвих каналів, а вхід Са 2+ призводить до розвитку плато ПД - це специфічна особливість клітин міокарда. У цей період швидкі натрієві канали інактивуються і клітина стає абсолютно незбудливою. Це фаза абсолютної рефрактерності.Одночасно відбувається активація калієвих каналів, а іони К +, що виходять з клітини, створюють фазу швидкої реполяризаціїмембрани.

Прискорення процесу реполяризації відбувається за рахунок закриття кальцієвих каналів. Наприкінці періоду реполяризації поступово закриваються калієві канали та реактивуються натрієві. Це призводить до відновлення збудливості кардіоміоциту та виникнення відносної рефракторної фази.Тривалість ПД кардіоміоциту становить 200 – 400мс.

Р
іс. 11. Схеми потенціалів дії різних відділів серця, кривої скорочення та фаз збудливості серцевого м'яза: А - схема потенціалу дії клітини міокарда (/), кривої скорочення (II)та фаз збудливості (III)серцевого м'яза; 1-потенціал дії клітини міокарда: /-Швидка деполяризація; 2-пік, 3 - плато, 4 - швидка ре поляризація; II -крива скорочення: а -фаза скорочення, б - фаза розслаблення; III -крива збудливості: 5-абсолютна рефракторна фаза, б -відносна рефракторна фаза, 7-фаза супернормальної збудливості; Б - схема потенціалу дії клітини пейсмекера (синоаурикулярного вузла): МДП – максимальний діастолічний потенціал; МДД-повільна діастолічна деполяризація

Калій-натрієвий насос, що створює потенціал спокою або мембранний потенціал міокардіоциту, може бути інактивований під дією серцевих глікозидів (препарати наперстянки, строфантину), які призводять також до підвищення внутрішньоклітинної концентрації Na + , зниження інтенсивності обміну внутрішньоклітинного Ca 2+ на позаклітинний + у клітці. В результаті скоротливість міокарда стає більшою. Її можна збільшити і за рахунок підвищення позаклітинної концентрації Са 2+ та за допомогою речовин (адреналін, норадреналін), що прискорюють вхід Са 2+ під час ПД. Якщо видалити Са 2+ із довкілля чи заблокувати вхід Ca 2+ під час ПД з допомогою таких речовин -антагоністів кальцію, як верапаміл, ніфедипін та інших., скоротність серця зменшується.

Клітини провідної системи серця і, зокрема, клітини пейсмекера, які мають автоматію, на відміну від клітин робочого міокарда-кардіоміоцитів можуть спонтанно деполяризуватися до критичного рівня. У таких клітинах за фазою реполяризації слідує фаза повільної діастолічної деполяризації. (МДД),яка призводить до зниження МП до порогового рівня та виникнення ПД. МДД - це місцеве збудження, що не поширюється, на відміну від ПД, який є

поширеним збудженням.

Таким чином, пейсмекерні клітини відрізняються від кардіоміоцитів: 1) низьким рівнем МП -близько 50-70мВ; 2) наявністю МДД;

Особливості електричної активності пейсмекерних клітин обумовлені цілим рядом процесів, що відбуваються на їхній мембрані. По-перше, ці клітини навіть за умов «спокою» мають підвищену проникність для іонів Na + , що зумовлює зниження МП. По-друге, в період реполяризації на мембрані відкриваються тільки повільні натрій-кальцієві канали, так як швидкі натрієві канали через низький МП вже інактивовані. У клітинах синоатріального вузла в період реполяризації швидко інактивуються відкриті калієві канали, але підвищується натрієва проникність, на тлі якої виникає МДД, а потім і ПД. Потенціал дії синоатріального вузла поширюється на решту відділів провідної системи серця.

Таким чином, синоатріальний вузол нав'язує всім «відомим» відділам провідної системи свій ритм. Якщо збудження надходить від головного пейсмекера, то «латентні» водії ритму, тобто. клітини серця, що мають автоматію, беруть на себе функцію нового пейсмекера, в них також зароджується МДД і ПД, а серце продовжує свою роботу.