ФУНКЦИИ СЕРДЦА - КРОВЕНОСНАЯ СИСТЕМА - ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ, РОСТА И СТРОЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА - ОРГАНЫ, СИСТЕМЫ И АППАРАТЫ ОРГАНОВ

Автоматизм (греч. automatos - самодействующий, самопроизвольный) сердца. Миокард, являясь мышечной тканью, обладает свойствами возбудимости, проводимости и сократимости. Как мы писали выше, проводящая система сердца обеспечивает последовательные сокращения и расслабления его отделов. Причем это происходит автоматически. Автоматизм сердца - это его способность ритмически сокращаться под влиянием возникающих в нем самом (в клетках его проводящей системы) импульсов. Генератором этих импульсов является синусно-предсердный узел, в клетках которого возникает потенциал действия, передающийся соседним клеткам проводящей системы, а с них - через вставочные диски на рабочие кардиомиоциты. Возбуждение распространяется по миокарду. Вначале сокращаются предсердия, а затем желудочки. При этом миокард сокращается, когда сила импульса достигает пороговой величины по закону «все или ничего». Согласно этому закону, возбудимая ткань дает максимальную ответную реакцию («все») при пороговом или надпороговым раздражении, но если сила раздражения ниже пороговой, ответа нет («ничего»). Начав сокращаться, миокард уже не отвечает на другие стимулы, пока в нем не начнется процесс расслабления. Здоровый миокард сокращается в течение всей жизни человека и не испытывает при этом утомления. Это связано с рефрактерностью (фр. refractaire - невосприимчивость). Период абсолютной рефрактерности - это интервал времени, во время которого миокард не отвечает ни на какие импульсы.

Миокард является возбудимой тканью. Его клетки обладают потенциалом покоя, генерируют потенциал действия. Возбуждение, которое возникло в любом участке миокарда, передается всем его волокнам. Поэтому в ответ на адекватное раздражение происходит возбуждение всех его волокон. Проводящая система обеспечивает генерацию возбуждения и его проведение к кардиомиоцитам. Клетки синусно-предсердного узла генерируют нервные импульсы, частота которых в покое составляет около 70 в 1 мин., от него возбуждение распространяется в предсердно-желудочковый узел, где задерживается на короткое время, а далее передается на предсердно-желудочковый пучок, по его ножкам и разветвлениям со скоростью около 2 м/с. От окончаний волокон Пуркинье импульс распространяется со скоростью около 1 м/с. Деятельностью сердца управляют сердечные центры, расположенные в продолговатом мозге и мосте, которые действуют через вегетативную нервную систему. Симпатические нервы оказывают положительное влияние (учащение сердечных сокращений и увеличение их силы), парасимпатические - отрицательное (урежение сердечных сокращений и уменьшение их силы). Кора головного мозга регулирует деятельность сердечных центров через гипоталамус.

Сокращение кардиомиоцитов обеспечивает нагнетательную функцию сердца. Движение крови по сосудам происходит главным образом благодаря нагнетательной функции сердца и сокращению мышц. Сердце - это насос, нагнетающий кровь в сосуды.

Кровь течет из аорты, в которой давление высокое (в среднем 100 мм рт. ст.), через систему сосудов, в которых давление прогрессивно уменьшается через капилляры, где давление очень низкое (15 - 25 мм рт. ст.). Из капилляров кровь поступает в венулы (давление 12 - 15 мм рт. ст.), затем в вены (давление 3 - 5 мм рт. ст.). В полых венах, по которым венозная кровь оттекает в правое предсердие, давление всего 1-3 мм рт. ст., а в самом предсердии - около 0 мм рт. ст. Соответственно уменьшается с 50 см/с в аорте до 0,07 см/с в капиллярах и венулах.

В работе сердца чередуются сокращение (систола) и расслабление (диастола).

Во время общего расслабления сердца (диастола) кровь из полых и легочных вен поступает соответственно в правое и левое предсердия. После этого наступает сокращение (систола) предсердий. Процесс сокращения начинается у места впадения верхней полой вены в правое предсердие и распространяется по обоим предсердиям, в результате чего кровь из предсердий через предсердно-желудочковые отверстия нагнетается в желудочки.

Затем в стенках сердца начинается волна сокращений желудочков, которая распространяется на оба желудочка, и кровь нагнетается в отверстия легочного ствола и аорты, в это время предсердно-желудочковые клапаны закрываются. После этого наступает пауза.

Систола предсердий длится 0,1 с, систола желудочков - 0,3 с, общая пауза - 0,4 с. Эти три фазы составляют сердечный цикл — совокупность электрических, механических и биохимических процессов, происходящих в сердце в течение одного полного цикла сокращения и расслабления. Итак, во время одного сердечного цикла предсердия сокращаются 0,1 с и отдыхают 0,7 с; желудочки соответственно 0,3 с и 0,5 с. В течение суток сердце сокращается 8 часов и 16 часов отдыхает.

В связи с изменением давления в полостях сердца клапаны сердца, легочной артерии и аорты открываются или закрываются. В начале систолы желудочков предсердно-желудочковые клапаны закрываются, а полулунные клапаны аорты и легочной артерии открываются. В период диастолы желудочков происходит систола предсердий, предсердно-желудочковые клапаны открываются и желудочки заполняются кровью. Возвращению крови из аорты и легочного ствола препятствуют полулунные клапаны.

Частота сердечных сокращений в минуту составляет в возрасте одного года около 125 ударов в 1 мин., в два года - 105, в три года - 100, в четыре - 97, в возрасте от пяти до десяти - 90, с 10 до 15 - 75 - 78, с 15 до 50 - 70, с 50 до 60 - 74, с 60 до 80 - 80. Несколько любопытных цифр: в течение суток сердце бьется около 108000 раз, в течение жизни - 2 800000000 -3100000000 раз; через сердце проходит 225 - 250 млн л крови.

Сердце приспосабливается к постоянно изменяющимся условиям жизни человека. В покое желудочки взрослого человека выталкивают в сосудистую систему около 5 л крови в минуту. Этот показатель - минутный объем кровообращения (МОК) - при тяжелой физической работе возрастает в 5-6 раз. Соотношение между МОК в покое и при максимально напряженной мышечной работе говорит о функциональных резервах сердца, а значит, о функциональных резервах здоровья. В то же время кровоток через сосуды самого сердца достигает 5% общего МОК. При интенсивной физической работе этот показатель возрастает в 3 - 4 раза. Количество крови, выбрасываемое каждым желудочком во время систолы, составляет от 70 до 100 мл - это ударный, или систолический, объем крови. Этот показатель также увеличивается при физической нагрузке.

Средняя масса сердца взрослого человека составляет 300 - 320 г (0,5% массы тела), в то же время в покое сердце потребляет около 25 - 30 мл О2 в минуту - около 10% общего потребления О2 в покое. При интенсивной мышечной деятельности потребление О2 сердцем возрастает в 3 - 4 раза. В зависимости от нагрузки коэффициент полезного действия (КПД) сердца составляет от 15 до 40% . Напомним, что КПД современного тепловоза достигает 14 - 15%.

Биоэлектрическая активность сердца регистрируется с помощью электрокардиографии, полученная кривая называется электрокардиограммой (ЭКГ). Нормальная ЭКГ состоит из нескольких зубцов и комплекса колебаний, который Эйнтховен назвал P, QRS и Т. Небольшой зубец Р отражает электрическую активность предсердий, а быстрый высокоамплитудный комплекс QRS и более медленный зубец Т - электрическую активность желудочков (рис. 122).