Физиология сердечно-сосудистой системы

Система кровообращения:
сердце;
кровеносные сосуды.
Большой круг кровообращения: левый желудочек – аорта – артерии и артериолы – капилляры – венулы и вены – полые вены – правое предсердие – Малый круг кровообращения: правый желудочек – легочная артерия – легочные капилляры – легочная вена – левое предсердие – левый желудочек

Основные отделы
сердца

Основные функции сердца:
насосная;
эндокринная (миоциты предсердий образуют атриопептид, или натрийуретический гормон).

ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ МИОКАРДА
Ультраструктура миокарда. Мышечная ткань предсердий и желудочков представлена поперечно-полосатыми мышцами и ведет себя как функциональный синцитий.
Сердце подчиняется закону «все или ничего»: на пороговое раздражение оно отвечает возбуждением всех волокон, на подпороговое - не отвечает вовсе.
Этим сердце отличается от нервов и скелетной мышцы, где каждая клетка возбуждается изолированно

M = митохондрия C = капилляр
N = ядро;
SR = саркоплазматический ретикулум;
T = T-трубочки;
G = нексус (коннексон)
Z = Z-линия.
Ультраструктура миокарда
Мышечная ткань предсердий и желудочков представлена поперечно-полосатыми мышцами и ведет себя как функциональный синцитий.

Типы
кардиомиоцитов
Внимание!
Кардиомиоциты правого предсердия выделяют
гормон: натрий уретический пептид
1.Типические кардиомиоциты или сократительные (рабочие, сократительные) – 99% всей массы миокарда.
2. Атипические кардиомиоциты (напоминают эмбриональную ткань).
Различают Р-клетки (pale – бледный), клетки Пуркинье.
Особенности атипических кардиомиоцитов – много саркоплазмы, мало миофибрилл, митохондрий, но нексусы развиты лучше.
3.Т-клетки – переходные.
4. Эндокринные

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МИОКАРДА
Возбудимость
Проводимость
Сократимость
Автоматия

ВОЗБУДИМОСТЬ
Возбудимость - способность сердца возбуждаться, т.е. формировать ПД под действием раздражителя.
.
ПД типической клетки.
ПД атипической клетки.
E, mV

Фазы развития потенциала действия типического кардиомиоцита
0 – быстрая деполяризация (1-2 мс). Открываются быстрые натриевые каналы (блокатор – тетродотоксин), затем (-40) медленные Na-Са-каналы.
1 – быстрая начальная реполяризация (+20). Инактивируются быстрые натриевые каналы. Повышается проводимость для калия, увеличивается кальциевый ток через медленные Na-Са-каналы и кальциевые каналы. В клетках пуркинье – Cl-
2 – плато ПД или медленная реполяризация. (200 – 300 мс). Повышенный вход кальция через медленные кальциевые каналы (блокатор – верапамил, нифедипин), несущий дополнительный положительный заряд и сдерживающий реполяризацию (равновесие между входящим Са и выходящим К).
3 – быстрая конечная реполяризация. Открытие потенциалзависимых калиевых каналов и увеличение выходящего тока калия, закрываются кальциевые каналы и уменьшается кальциевый входящий ток.
4 – фаза покоя. Мембранный потенциал покоя (МПП) –90 мВ
0
3
2
1
E, mV
t, s

Корреляция между потенциалом покоя и сокращением сердечной мышцы
Абсолютный рефрактерный период клеток желудочков 250 - 300 мс
Особенность - сокращение совпадает с рефрактерной фазой, следовательно, в период сокращения сердце неспособно реагировать на другие раздражители

Изменение процесса возбудимости
Раздражение, нанесенное в период расслабления (диастолы), когда его возбудимость частично или полностью восстановлена, вызывает внеочередное сокращение сердца – экстрасистолу. Следующая пауза за ней носит название компенсаторной.

Автоматия
Автоматия – способность сердца ритмически сокращаться под влиянием импульсов, возникающих в нем самом.
Доказательство автоматии: если изолированное сердце поместить в соответствующие условия, то оно будет продолжать биться с постоянной частотой
Субстратом автоматии является специфическая мышечная ткань, состоящая из атипических клеток, или проводящая система сердца.
Медленная диастолическая деполяризация (МДД)
Максимальный диастолический потенциал (МДП)

Закон убывающего градиента автоматии сердца
СА является водителем ритма, или пейсмекером
1-го порядка.
«Латентные» водители ритма находятся в соподчиненном положении, что позволило В. Гаскеллу сформулировать закон убывающего градиента сердца:
80 p/min
40 p/min
20 p/min
Единицы измерения автоматии – имп/мин
СА – 80 имп/мин,
АВ – 40-50 имп/мин,
Клетки пучка Гиса – 30 имп/мин,
Волокна Пуркинье – 20 имп/мин.

ПРОВОДИМОСТЬ
в рабочих кардиомиоцитах предсердий и желудочков – 0,8-1 м/с;
в волокнах СА – 0,05 м/с,
АВ – 0,2-0,3 м/с,
в краевой зоне АВ – 0,02-0,03 м/с;
в пучке Гиса – 1,0-1,5 м/с;
в волокнах Пуркинье –3-5 м/с.
Единицы измерения проводимости – м/с

СА
Правое предсердие
Пучок Бахмана
Левое предсердие
AV node
Пучок Гиса
Правая и левые ножки пучка Гиса
Волокна Пуркинье
Типические клетки желудочков

Нарушение проводимости
Различают блокады:
атриовентрикулярные (нарушение проводимости между предсердиями и желудочками;
пучка Гиса и его ножек.
Атриовентрикулярная блокада:
неполная (наличие единого водителя ритма – СА) ;
полная (отсутствие единого водителя ритма при полном нарушении проводимости между предсердиями и желудочками).

AВ блокада
Первой степени АВ блокада
(>0.21 s).

AВ блокада
Вторая степень AВ блокады
(2:1, 3:1,10:1).
Ритмическая активность обусловлена работой одного пейсмекера (СA).

AВ блокада
Третья степень АВ блокады
наличие двух пейсмекеров:
СА узел и АВ узел.
NSMA-SAITM, 2011

NSMA-SAITM, 2011

СОКРАТИМОСТЬ
Особенности:
1. Мышечная ткань ведет себя как функциональный синцитий и подчиняется закону «все или ничего».
2. Сокращение сердца, как и у скелетных мышц запускается ПД, однако у сердечной мышцы ПД и фазы сокращения перекрывают друг друга. ПД заканчивается только после начала фазы расслабления.
3. Существует взаимосвязь между внутриклеточным депо Са2+ и Са2+ внеклеточной среды. Во время ПД Са2+ входит в клетку из внеклеточной среды и увеличивает длительность ПД, а значит и рефрактерного периода, тем самым создаются условия для пополнения внутриклеточных запасов кальция, участвующего в последующих сокращениях сердца.
4. Длительный рефрактерный период обуславливает отсутствие способности к тетаническому сокращению сердечной мышцы.

(RYR)
Сокращение сердечной мышцы
Электро-механическое сопряжение
в сердечной мышце
St

СЕРДЕЧНЫЙ ЦИКЛ
систола предсердий (0,1 с),
диастола предсердий (0,7 с)
систола желудочков (0,33 с)
диастола желудочков (0,47)
общая пауза (0,37 с)
Сократительная деятельность сердца связана с работой клапанов и давлением в его полостях.
Эти изменения носят фазный характер и составляют основу сердечного цикла, длительность которого в среднем при ЧСС 70 мин-1 равна 0,8 с.
0,1 с
0,7 с
0,33 с
0,47 с