Сердце и гемодинамика

Сердечно – сосудистая система
Включает в себя две системы: кровеносную (систему кровообращения) и лимфатическую (систему лимфообращения). Учение о сердечно-сосудистой системе - ангиокардиология. Кровеносная система обеспечивает доставку тканям питательных, защитных веществ, кислорода, отвод продуктов обмена, теплообмен. Представляет собой замкнутую сосудистую сеть, пронизывающую все органы и ткани, и имеющую центрально расположенное насосное устройство – сердце, работа которого создает перепад давления на выходе и входе, что является главной причиной движения крови.

английский врач Вильям Гарвей, который в 1628 г. опубликовал известный труд «Анатомическое исследование о движении сердца и крови у животных».
Открыл БКК
Установил роль сердца в гемодинамике

Мигель Сервет
Открыл МКК

Круги кровообращения
Большой круг кровообращения - телесный начинается от левого желудочка сердца. Он включает аорту, артерии артериолы, капилляры, венулы и вены. Заканчивается большой круг двумя полыми венами, впадающими в правое предсердие. Через стенки капилляров тела происходит обмен веществ между кровью и тканями. Артериальная кровь отдает тканям кислород и, насыщаясь углекислым газом, превращается в венозную. Обычно к капиллярной сети подходит артериола, а выходит из нее венула.

- легочный начинается от правого желудочка. Он включает легочный ствол, ветвящийся на две легочные артерии, более мелкие артерии, артериолы, капилляры, венулы и вены. Заканчивается четырьмя легочными венами, впадающими в левое предсердие. В капиллярах легких венозная кровь, обогащаясь кислородом и освобождаясь от углекислого газа, превращается в артериальную.

Сердце (cor, греч. cardia)
- конусовидный, полый фиброзно-мышечный орган, верхушка которого обращена вниз, влево и вперед, а основание - кверху и кзади. Располагается в грудной полости позади грудины в составе органов среднего средостения на сухожильном куполе диафрагмы.
Правая граница выступает на 2 см за правый край грудины. Левая граница идет по дугообразной линии от хряща III ребра до проекции верхушки сердца. Верхушка сердца определяется в левом пятом межреберье, на 1-2 см ближе к грудине от левой среднеключичной линии. На сердце различают переднюю, нижнюю и боковые поверхности Венечная борозда отделяет предсердия от желудочков, межжелудочковые борозды разделяют желудочки. В бороздах располагаются сосуды и нервы. Передняя стенка обоих предсердий имеет обращенное кпереди конусообразное расширение - правое и левое ушко. Оба ушка охватывают спереди начало аорты и легочного ствола и представляют собой дополнительные резервные полости. Размеры сердца сравнивают с величиной кулака данного человека

Сердце человека имеет 4 камеры (полости): два предсердия и два желудочка (правые и левые). Перегородка между камерами сердца не имеет отверстий, правая его половина не сообщается с левой. Поперечная перегородка делит сердце на предсердия и желудочки. В ней имеются предсердно-желудочковые отверстия, снабженные створчатыми клапанами. Клапан между левым предсердием и желудочком является двустворчатым (левый предсердно-желудочковый, митральный, бикуспидальный), а между правым предсердием и желудочком – трехстворчатым (трикуспидальный). Клапаны открываются в сторону желудочков и пропускают кровь только в этом направлении. Легочный ствол и аорта у своего начала имеют полулунные клапаны, состоящие из трех полулунных заслонок и открывающиеся по направлению тока крови в этих сосудах.

Стенка сердца состоит из трех слоев: внутреннего - эндокарда, среднего, самого толстого - миокарда и наружного - эпикарда.
Эндокард выстилает изнутри все полости сердца, плотно сращен с мышечным слоем, покрывая сосочковые мышцы с их сухожильными нитями (хордами). Состоит из соединительной ткани с эластическими волокнами, покрыт эндотелием, образует все сердечные клапаны.
Миокард (мышечный слой) является сократительным аппаратом сердца. Образован поперечнополосатой сердечной мышечной тканью. При этом мускулатура предсердий полностью отделена от мускулатуры желудочков при помощи правого и левого фиброзного колец, расположенных вокруг предсердно-желудочковых отверстий. Мышечная оболочка предсердий двухслойная, она тоньше миокарда желудочков, состоящего из трех слоев.
Эпикард является частью серозной оболочки, охватывающей сердце (перикарда). Между эпикардом и перикардом имеется щелевидное пространство, в которой находится небольшое количество серозной жидкости. Перикард изолирует сердце от окружающих органов, предохраняет сердце от чрезмерного растяжения, а серозная жидкость между его пластинками уменьшает трение при сердечных сокращениях.

Кровоснабжение миокарда
Венечный круг кровообращения - сердечный включает сосуды самого сердца для кровоснабжения сердечной мышцы. Он начинается левой и правой венечными артериями, которые отходят от начального отдела аорты - луковицы аорты. Протекая по капиллярам, кровь отдает в сердечную мышцу кислород и питательные вещества, получает продукты обмена, включая углекислый газ, и превращается в венозную. Почти все вены сердца впадают в общий венозный сосуд - венечный синус, который открывается в правое предсердие. При массе сердца, составляющей только 1/150 -1/250 от массы тела, в венечные артерии поступает 5-10% всей крови, выбрасываемой в аорту.

Проводящая система сердца
Автоматизм сердечных сокращений, регуляция и координация сократительной деятельности сердца осуществляется проводящей системой. Она построена из особых миоцитов, которые обладают способностью автоматически генерировать и проводить электрические импульсы по миокарду, обеспечивая последовательное сокращение предсердий и затем желудочков.
Синусно-предсердный узел (синусный) находится в стенке правого предсердия между отверстием верхней полой вены и правым ушком. Состоит из пейсмекерных клеток или водителей ритма, способных к самопроизвольным сокращениям и отдающих ветви к миокарду предсердий
Предсердно-желудочковый узел (атрио-вентрикулярный узел) лежит в толще нижнего отдела межпредсердной перегородки вблизи места впадения нижней полой вены.. Книзу этот узел переходит в пучок Гиса, связываюший миокард предсердий с миокардом желудочков. В межжелудочковой перегородке этот пучок делится на правую и левую ножки пучка Гиса, отдающие волокна Пуркинье к миокарду желудочков

Иннервация сердца
К синусно-предсердному узлу проводящей системы подходят симпатические нервы от симпатического ствола и парасимпатические ветви от блуждающего нерва (X пара черепных нервов). Через них осуществляется нервная регуляция его работы. Импульсы, поступающие из ЦНС по симпатическим нервам, вызывают усиление и учащение сердечной деятельности, а по парасимпатическим - ее ослабление и замедление. В стенке сердца имеются также и рецепторы - окончания чувствительных (афферентных) нервов.
В сердце вследствие существования клапанов кровь движется только в одном направлении. Открытие и закрытие которых связано с изменением величины давления в полостях сердца.

Миокард, как и скелетные мышцы, обладает свойствами возбудимости, проводимости, сократимости. К физиологическим особенностям относятся удлиненный рефрактерный период и автоматизм.
Возбудимость - способность сердечной мышцы приходить в состояние возбуждения. Миокард менее возбудима, чем скелетная.
Проводимость - способность распространять возбуждение по миокарду. Скорость распространения возбуждения по миокарду в 5 раз меньше, чем по волокнам скелетных мышц.
Сократимость - способность миокарда развивать при возбуждении напряжение и укорачиваться. Для осуществления сокращения сердце получает энергию, которая освобождается при распаде АТФ и КФ. Сила сокращения зависит от силы растяжения – закон растяжения сердца.
Рефрактерный период - это период невосприимчивости мышцы сердца к действию раздражителей. Благодаря ему, длящемуся дольше, чем систола, сердечная мышца не способна к длительному (тетаническому) сокращению и совершает работу по типу одиночного мышечного сокращения

Сердечный цикл
. У здорового человека в условиях покоя нормальной частотой сердечных сокращений является 60-90 в минуту. Частота сердечных сокращений более 90 - тахикардия, менее 60 - брадикардия.
Сердечный цикл состоит из трех фаз: систолы предсердий, систолы желудочков и общей паузы (одновременной диастолы предсердий и желудочков). Систола предсердий слабее и короче систолы желудочков и длится 0,1 сек. Систола желудочков более мощная и продолжительная, равна 0,3 сек. Диастола предсердий занимает по времени 0,7 с, желудочков - 0,5 сек. Общая пауза сердца длится 0,4 с. В течение этого периода сердце отдыхает. Весь сердечный цикл продолжается 0,8 сек.
Желудочки работают примерно 8 часов в сутки. При учащении сердцебиений, например, во время мышечной работы, укорочение сердечного цикла происходит за счет сокращения общей паузы. Длительность систолы предсердий и желудочков не меняется.

Во время общей паузы весь миокард расслабляется, створчатые клапаны открыты, а полулунные - закрыты. Давление в камерах сердца падает до нуля, вследствие чего кровь из полых и легочных вен, где давление равно 7 мм рт. ст., заполняет предсердия и желудочки самотеком, пассивно, заполняя их на 70% их объема. Систола предсердий, во время которой давление в них повышается на 7 мм рт. ст., вызывает нагнетание в желудочки еще около 30%
Сразу после окончания систолы предсердий начинается систола желудочков, которая состоит из фазы напряжения и фазы изгнания крови. Фаза напряжения протекает при закрытых створчатых и полулунных клапанах. В это время мышца сердца напрягается вокруг несжимаемого - крови. Длина мышечных волокон миокарда не меняется, но по мере увеличения их напряжения растет давление в желудочках. В момент, когда давление крови в желудочках превысит давление в артериях, полулунные клапаны открываются, и кровь выбрасывается из желудочков в аорту и легочный ствол. Начинается вторая фаза систолы желудочков - фаза изгнания крови. Систолическое давление в левом желудочке достигает 120 мм рт. ст.

Внешние проявления и показатели деятельности сердца
Верхушечный толчок обусловлен тем, что верхушка сердца поднимается и толкает грудную клетку в области V межреберья слева.
Сердечные тоны - это звуковые явления, возникающие в работающем сердце. Различают два тона сердца: I тон, или систолический, и II тон, или диастолический. I тон более низкий, глухой и продолжительный, II тон короткий и более высокий.
В покое при каждой систоле желудочки сердца выбрасывают в аорту и легочный ствол по 70-80 мл, т.е. примерно половину содержащейся в них крови. Это систолический, или ударный, объем сердца. Если систолический объем равен 80 мл крови, а сердце сокращается 70 раз в минуту, то минутный объем будет 80 мл х 70 = 5600 мл (5,6 л). При тяжелой мышечной работе систолический (ударный) объем сердца возрастает до 200 мл, а минутный объем достигает 30 л/мин. С увеличением частоты сердечных сокращений до 200 и более в минуту общая пауза становится настолько короткой, что сердце не успевает заполняться кровью.

Электрокардиография

Кардиограмма

Каждое сокращение сердца сопровождается возникновением электрических токов в сердечной мышце. Регистрация биотоков сердца- электрокардиография, а полученная кривая - электрокардиограмма (ЭКГ). Состоит из зубцов Р, Q, R, S, Т и интервалов между ними. В норме на ЭКГ здорового человека в стандартных двухполюсных отведениях зубцы Р, R и Т, как правило, направлены вверх (положительные зубцы), Q и S - вниз (отрицательные зубцы). Самым высоким зубцом ЭКГ в стандартных отведениях в норме является зубец R. Зубец Р отражает процесс возбуждения в предсердиях. Интервал PQ - время, в течение которого возбуждение распространяется от предсердий до желудочков (предсердно-желудочковый интервал). Зубцы Q, R и S отражают процесс возбуждения миокарда желудочков. Зубец Т связан с восстановительными процессами в миокарде желудочков после его возбуждения

Ангиология
Артерии и вены относят к магистральным сосудам, остальные сосуды формируют микроциркуляторное русло.
Артерии - это кровеносные сосуды, несущие кровь от сердца, независимо от того, какая кровь (артериальная или венозная) в них находится. Представляют собой трубки, стенки которых состоят из трех оболочек: снаружи соединительнотканная (адвентиций), средняя гладкомышечная и внутренняя эндотелиальная (интима). Самые тонкие артериальные сосуды называются артериолами. Они переходят в прекапилляры, а последние - в капилляры.
Капилляры - это микроскопические сосуды, которые находятся в тканях и соединяют артериолы с венулами. По мере слияния посткапилляров образуются венулы - самые мелкие венозные сосуды. Они вливаются в вены. Вены - это кровеносные сосуды, несущие кровь к сердцу, независимо от того, какая кровь (артериальная или венозная) в них находится. Стенки вен гораздо тоньше и слабее артериальных, но состоят из тех же трех оболочек Вены имеют клапаны, препятствующие обратному току крови. Не имеют клапанов только полые вены, вены головы, почечные, воротная и легочные.

Сосуды

Разветвления артерий и вен могут соединяться между собой соустьями (анастомозы). Сосуды, обеспечивающие окольный ток крови в обход основного пути, называются коллатеральными (окольные).
Функционально различают несколько видов кровеносных сосудов:
Магистральные сосуды - крупные артерии (эластического и мышечно-эластического типа), которые почти не оказывают сопротивление кровотоку.
Резистивные сосуды (сосуды сопротивления) - мелкие артерии и артериолы, которые могут изменять кровоснабжение органов и регулировать артериальное давление
Истинные капилляры (обменные сосуды) – сосуды с высокопроницаемой стенкой, благодаря чему происходит обмен веществами между кровью и тканями.
Емкостные сосуды - вены, вмещающие 80% всей крови.
Шунтирующие сосуды – анастомозы между артериолами и венулами, обеспечивающие прямую связь между ними в обход капиллярного русла

В соответствии с законами гидродинамики движение крови по сосудам определяется двумя силами: разностью давления в начале и конце сосуда и сопротивлением, которое препятствует току крови.
Сердце при сокращении растягивает эластические и мышечные элементы стенок магистральных сосудов, в которых накапливается запас энергии сердца, затраченной на их растяжение. Во время диастолы растянутые эластические стенки артерий спадаются и накопленная в них потенциальная энергия сердца движет кровь, обеспечивая непрерывность кровотока и в систолу и в диастолу. Линейная скорость кровотока обратно пропорциональна общей площади поперечного сечения однотипных сосудов.
Просвет аорты в 2 раза меньше просвета полых вен – поэтому скорость кровотока в аорте в 2 раза быстрее скорости кровотока в полых венах. Общий просвет артериол и венул одинаков, как и скорость кровотока в них.
Капилляры имеют колоссальный суммарный просвет – поэтому в них кровь течет очень медленно (в 1000 раз чем в аорте), что создает идеальные условия для обмена между кровью и тканями.

Давление крови
Кровяное давление - это давление крови на стенки сосудов организма. Измеряется в мм рт. ст.
Величина кровяного давления зависит от трех основных факторов:
частоты и силы сердечных сокращений
величины периферического сопротивления, т.е. тонуса мышечных стенок сосудов, главным образом, артериол
объема циркулирующей крови
Систолическое (максимальное) давление - это давление, отражающее состояние миокарда левого желудочка - 100-120 мм рт. ст. Диастолическое (минимальное) давление - давление, характеризующее тонус артериальных стенок. Равно - 60-80 мм рт. ст. Пульсовое давление - это разность между систолическим и диастолическим давлением, оно необходимо для открытия полулунных клапанов аорты и легочного ствола во время систолы желудочков.

Величину АД можно измерить двумя методами: прямым и непрямым. При измерении прямым, или кровавым, методом в центральный конец артерии вставляют и фиксируют иглу, которую резиновой трубочкой соединяют с манометром. Этим способом регистрируют АД во время операции на сердце, когда необходим постоянный контроль за давлением. В медицинской практике измеряют АД непрямым, или косвенным (звуковым), методом при помощи тонометра.

Артериальным пульсом называют ритмические колебания артериальной стенки, обусловленные систолическим повышением давления в ней. Пульсация лучевой артерии определяется путем прижатия ее к кости в области запястья. Пульс характеризуют следующие основные признаки: частота - число ударов в минуту; ритмичность - правильное чередование пульсовых ударов; наполнение - степень изменения объема артерии, устанавливаемая по силе пульсового удара; напряжение - характеризуется силой, которую нужно приложить, чтобы сдавить артерию до исчезновения пульса.
Пульсовая волна возникает в аорте в момент изгнания крови из левого желудочка, когда давление в аорте повышается и стенка ее растягивается. Волна повышенного давления и вызванные этим растяжением колебания артериальной стенки распространяются от аорты до артериол и капилляров, превышая в 10 раз скорость движения крови.
Пульс можно прощупать в тех местах, где артерия близко прилежит к кости. Такими местами являются: плечевой - медиальная поверхность средней трети плеча, общей сонной - передняя поверхность поперечного отростка VI шейного позвонка, поверхностной височной - височная область, лицевой - угол нижней челюсти кпереди от жевательной мышцы, бедренной - паховая область, для тыльной артерии стопы - тыльная поверхность стопы

Регуляция кровообращения
Осуществляется нервной системой и гуморально.
Нервная регуляция кровообращения осуществляется сосудодвигательным центром, симпатическими и парасимпатическими волокнами вегетативной нервной системы. Сосудодвигательный центр находится в продолговатом мозге.
Тонус сосудодвигательного центра зависит от нервных импульсов, постоянно идущих к нему от рецепторов рефлексогенных зон. Рефлексогенные зоны - участки сосудистой стенки, содержащие специальные рецепторы. В этих зонах содержатся следующие рецепторы: барорецепторы, воспринимающие колебания давления крови в сосудах; хеморецепторы, воспринимающие изменения химического состава крови (СО2,02) и волюморецепторы (франц. volume - объем), воспринимающие изменение объема крови. К числу наиболее важных рефлексогенных зон относятся: дуга аорты и синокаротидная зона (общая сонная артерия в месте ее разделения на наружную и внутреннюю сонные артерии)

К сосудосуживающим веществам относятся:
адреналин - гормон мозгового слоя надпочечников;
норадреналин - медиатор симпатических нервов;
ангиотензин, образующийся из ангиотензиногена плазмы крови под влиянием ренина - фермента почек (ренин – ангиотензиновая система);
серотонин - биологически активное вещество, образуемое в слизистой оболочке кишечника, мозге, тромбоцитах, соединительной ткани.