Физиология крови

Открытие кровообращения
III в до н.э. - Эрзистрат - артерии несут тканям воздух , отсюда и слово артерия(греч.aer-воздух,tereo-храню)
II в н.э. – Гален - кровь образуется в нашей печени из пищи , далее из печени по венам разносится ко всем частям тела , где и потребляется . Часть крови поступает в правый желудочек , затем в левый - смешивается с воздухом, поступающим из легких , а затем разносится по артериям во все органы и мозг.(в мозге- «животный дух»,необходимый для движения).
XIII в –Ибн-аль-Нафиз - кровь из правого желудочка проходит через сосуды легких и возвращается в левое сердце
XVIв – М.Сервет –малый круг кровообращения
XVIIв – У.Гарвей открыл кровообращение в организме . В своей работе «Анатомическое исследование о движении сердца и крови у животных» он с безупречной логикой опроверг теорию Галена . Замкнутая система по Гарвею имеет 2 круга –большой и малый , которые соединены через сердце.

В нашем организме кровь непрерывно движется по замкнутой системе сосудов в строго определенном направлении . Это непрерывное движение крови называется кровообращением.
Функции
кровообращения
Трофическая
Перенос кислорода и питательных веществ , поступающих из окружающей среды
Экскреторная
Способствует удалению продуктов клеточного метаболизма через органы выделения
Регуляторная
Обеспечивает перенос гормонов и биологически активных веществ,перераспределение жидкости и температурного баланса в организме

Строение кардиомиоцитов и вставочных дисков
Структура кардиомиоцитов
а) сократительные элементы -
миофибриллы (1) и места их прикрепления (9) к саркоплазматической мембране;
б) мембранные структуры -
L-систему (3), т.е. саркоплазматический ретикулум,
Т-трубочки (4) - впячивания саркоплазматической мембраны;
в) обычные органеллы -
митохондрии (2), лизосомы (6), рибосомы (11).
а) Боковая поверхность кардиомиоцитов покрыта базальной мембраной (5).
б) На "торцевой" же поверхности видим
вставочный диск (7) и в его составе - два типа межклеточных контактов: десмосому (8) и
щелевой контакт (10).

Теория мышечного сокращения
«скользящих нитей»
Составляющие миофибриллу миозиновые и актиновые нити, взаимодействуя между собой в процессе сокращения, скользят относительно друг друга, обеспечивая укорочение саркомеров- структурных частей миофибрилл. Их взаимодействие запускают ионы Са, контактирующие с регуляторным белком миофибрилл-тропонином.

Он состоит из разных субъединиц, одна из этих субъединиц чувствительна к ионам Са и во время присоединения ионов к этой субъединице происходит конформационное изменение тропонина и тропомиозина, актиновые мономеры приближаются к миозиновым головкам и становится возможным их непосредственный контакт, который необходим для сокращения. При каждом контакте расщепляется молекула АТФ, что приводит к конформационному изменению в легких цепях миозина: головка миозина совершает «прыгучее» движение и передвигает миозиновую нить. Таким образом, за счет «гребущего» движения головок, миозиновые нити продвигают на себя актиновые, и тем самым обеспечивают перемещение актиновых нитей вдоль миозиновых, и это приводит к укорочению саркомера.

Задача сердца
Создать и поддерживать постоянную разность давления крови в артериях и венах , что обеспечивает движение крови . При остановке сердца давление в артериях и венах быстро выравнивается и кровообращение прекращается . Наличие клапанов в сердце уподобляет его насосу . Клапаны закрываются автоматически давлением крови и тем самым обеспечивают ток крови в одном направлении.

Автоматизм- способность сердца ритмически сокращаться без внешних сокращений под влиянием импульсов , возникающих в нем самом.
Автоматия возникает в фазу диастолы и проявляется продвижением ионов натрия внутрь клетки. МП уменьшается и стремится к КУД – наступает медленная спонтанная деполяризация, сопровождающаяся уменьшением заряда мембраны.

Возбудимость-
Это способность сердца приходить в состояние возбуждения под действием раздражителя.
Фазы ПД:
0 фаза- это фаза быстрой деполяризации- обусловлена коротким значительным повышением проницаемости для ионов Nа. После инактивации быстрых Nа-х каналов открываются медленные Nа-Са каналы, не способные к быстрой инактивации, их открытие сохраняется на протяжении 0-й, 1-й, 2-ой фаз ПД.

Фазы ПД (продолжение)
1 фаза- это фаза начальной быстрой реполяризации- обусловлена входом в клетку Cl-, одновременно происходит активация калиевых каналов и ионы К начинают покидать миокардиоцит.
2 фаза- плато ПД- продолжается вход в клетку Nа и Са по медленным Nа-Са каналам.
Nа и Са (в клетку)=К (из клетки)
3 фаза- фаза конечной реполяризации- поток выходных катионов К превышает, т к закрываются медленные Nа-Са каналы.
4 фаза- диастолический потенциал, т е потенциал в период покоя клетки. Калиевые каналы закрываются и поток К из клетки прекращается.

МДД - снижение МП до порогового уровня . Это нераспространяющееся возбуждение.
Причины МДД:
1)Во время расслабления и покоя предсердий происходит постепенное уменьшение проницаемости мембраны для ионов калия
2)В период между циклами возбуждения имеется довольно высокий медленный постоянный входящий ток ионов натрия и в меньшей степени кальция.
3)Клетки синусно-предсердного узла содержат большое количество ионов хлора. В период между циклами возбуждения проницаемость мембраны для Cl медленно увеличивается , и хлор начинает выходить из клеток по градиенту концентрации.
4)В межспайковый период постепенно снижается активность Na-K-АТФазы,что уменьшает градиент этих ионов снаружи и внутри клеток синусно-предсердного узла и постепенно снижает потенциал покоя.

Схема ПД различных отделов сердца , кривой сокращения и фаз возбудимости сердечной мышцы
А – схема ПД клетки миокарда(I),кривой сокращения (II) и фаз возбудимости(III)
I – потенциал действия клетки миокарда:
1-быстрая деполяризация
2 -пик
3 –плато
4 –быстрая реполяризация
II – кривая сокращения
а - фаза сокращения
б- фаза расслабления

Особенности сопряжения сердечной мышцы
ПД и фазы сокращения перекрывают друг друга ; после фазы расслабления
Существует взаимосвязь между внутриклеточным депо Са и Са внеклеточной среды
Проводимость-способность проводить возбуждение.
Между клетками проводящей системы и рабочим миокардом существуют контакты – нексусы, благодаря которым возбуждение, возникшее в одном участке без затухания передается в другой.
Сократимость –способность сердца изменять форму и величину под влиянием раздражителей, растягивающей силы и крови.

Одиночный цикл сердечной деятельности
Один сердечный цикл длится 0,8 сек.
Систола предсердий=0,1 сек
Систола желудочков=0,33 сек
Диастола предсердий=0,7 сек
Диастола желудочков=0,47 сек
Предсердия (систола+диастола)=0,1+0,7=0,8 сек.
Желудочки (систола+диастола)=0,33+0,47=0,8 сек.

Фазы сердечного цикла

Сердечный цикл
1. Систола предсердия-0,1 с
2. Систола желудочков-0,33 с
Период напряжения-0,08с
-фаза асинхронного сокращения-0,05с
-фаза изометрического сокращения-0,03с
Период изгнания крови-0,25с
-фаза быстрого изгнания-0,12 с
-фаза медленного изгнания-0,13с
3. Диастола желудочков-0,47 с
Протодиастолический период-0,04 с
Период изометрического расслабления-0,08 с
Период наполнения кровью-0,35 с
-фаза быстрого наполнения-0,08 с
-фаза медленного наполнения-0,17 с
-пресистолическая фаза- 0,1 с
0,1с+0,33с+0,47с=0,9с-0,1с=0,8с
Пресистолическая фаза- есть начало нового цикла (систолы предсердия)

Особенности функций миокарда
1. Автоматизм-способность сердца самопроизвольно возбуждаться и сокращаться без внешних раздражителей.
2. Наличие в сердечном цикле фаз изометрического сокращения и изометрического расслабления.
3. Закон сердца Старлинга- сила сокращения сердца зависит от его кровенаполнения.
4. Неспособность к тетаническому сокращению, что связано с длительным возбуждением и рефрактерностью, что делает невозможным суммацию одиночных мышечных сокращений.
5. Подчинение закону «Все или ничего», что объясняется проведением возбуждения с одного кардиомиоцита на соседние через электрические контакты-нексусы.
6. Возможность возникновения внеочередных сокращений сердца- экстрасистол.

Гуморальная регуляция сердечной деятельности

Управление нервной системой работы сердца
Без управления нервной системой сердце могло бы биться со скоростью 100 уд/мин. Однако парасимпатические нервы, блуждающий нерв, устанавливают ритм 70 уд/мин, посылая импульсы в кардиорегуляторный центр, находящийся в мозге. Во время физических упражнений и стресса симпатические сердечные нервы, управляемые гипоталамусом, информируют о том, что нужно увеличить частоту сердцебиений. Это обеспечивает большой приток к мышцам оксигенированной крови. Частота пульса также возрастает при выделении гормонов надпочечниками.