ФГОУ
ВПО «Санкт-Петербургская государственная
академия ветеринарной медицины»
Факультет
ветеринарной медицины
Кафедра
физиологии животных
Реферат
на тему: «Регуляция
работы сердца»
Работу выполнила:
Санкт-Петербург
Содержание
Введение…………………………………………….…………..стр
3
Внутрисердечные регуляторные
механизмы……..…………..стр 4
Внесердечная регуляция сердечной
деятельности…………..стр 8
Нервная регуляция……………………………………………..
стр 9
Взаимодействие внутрисердечных
и внесердечных нервных регуляторных
механизмов…………………………………….стр
14
Рефлекторная регуляция деятельности
сердца……………….стр 16
Условнорефлекторная регуляция
деятельности сердца……...стр 18
Гуморальная регуляция деятельности
сердца………………...стр 19
Список использованной
литературы…………………………..стр 21
Введение
Ритмические сокращения сердца обусловлены
электрическими потенциалами, возникающими
в пейсмекерах первого порядка, т. е. в
синусном узле. Такая частота работы сердца
называется синусной и наблюдается у животных
в состоянии физиологического покоя.
Однако при различных внешних воздействиях
или при изменениях деятельности отдельных
органов и систем организма работа сердца
изменяется. В результате изменения, или
регуляции, сердечной деятельности обеспечивается
соответствие между уровнем обменных
процессов в органах и количеством крови,
нагнетаемой сердцем в сосудистую систему.
Такое динамическое равновесие между
потребностью организма и его реализацией
достигается за счет изменения частоты
и силы сокращений сердца.
Приспособление деятельности
сердца к изменяющимся потребностям организма
происходит при помощи ряда регуляторных
механизмов. Часть из них расположена
в самом сердце — это внутрисердечные
регуляторные механизмы. К ним относятся
внутриклеточные механизмы регуляции,
регуляция межклеточных взаимодействий
и нервные механизмы — внутрисердечные
рефлексы. Вторая группа представляет
собой внесердечные регуляторные механизмы.
В эту группу входят экстракардиальные
нервные и гуморальные механизмы регуляции
сердечной деятельности.
Внутрисердечные
регуляторные механизмы
Внутриклеточные
механизмы регуляции. Электронная микроскопия позволила
установить, что миокард не является синцитием,
а состоит из отдельных клеток — миоцитов,
соединяющихся между собой вставочными
дисками. В каждой клетке действуют механизмы
регуляции синтеза белков, обеспечивающих
сохранение ее структуры и функций. Скорость
синтеза каждого из белков регулируется
собственным ауторегуляторным механизмом,
поддерживающим уровень воспроизводства
данного белка в соответствии с интенсивностью
его расходования.
При увеличении нагрузки на
сердце (например, при регулярной мышечной
деятельности) синтез сократительных
белков миокарда и структур, обеспечивающих
их деятельность, усиливается. Появляется
так называемая рабочая (физиологическая)
гипертрофия миокарда (например, у спортивных
лошадей).
Внутриклеточные механизмы
регуляции обеспечивают и изменение интенсивности
деятельности миокарда в соответствии
с количеством притекающей к сердцу крови.
Этот механизм получил название «закон
сердца» (закон Франка—Старлинга): сила
сокращения сердца (миокарда) пропорциональна
степени его кровенаполнения в диастолу
(степени растяжения), т. е. исходной длине
его мышечных волокон. Более сильное растяжение
миокарда в момент диастолы соответствует
усиленному притоку крови к сердцу. При
этом внутри каждой миофибриллы актиновые
нити в большей степени выдвигаются из
промежутков между миозиновыми иитями,
а значит, растет количество резервных
мостиков, т. е. тех актиновых точек, которые
соединяют актиновые и миозиновые нити
в момент сокращения. Следовательно, чем
больше растянута каждая клетка миокарда
во время диастолы, тем больше она сможет
укоротиться во время систолы. По этой
причине сердце перекачивает в артериальную
систему то количество крови, которое
притекает к нему из вен. Такой тип миогенной
регуляции сократимости миокарда получил
название гетерометрической (т. е. зависимой
от переменной величины — исходной длины
волокон миокарда) регуляции. Под гомеометрической
регуляцией принято понимать изменения
силы сокращений при неменяющейся исходной
длине волокон миокарда. Это прежде всего
ритмозависимые изменения силы сокращений.
Если стимулировать полоску миокарда
при равном растяжении с все увеличивающейся
частотой, то можно наблюдать увеличение
силы каждого последующего сокращения
(«лестница» Боудича). В качестве теста
на гомеометрическую регуляцию используют
также пробу Анрепа — резкое увеличение
сопротивления выбросу крови из левого
желудочка в аорту. Это приводит к увеличению
в определенных границах силы сокращений
миокарда. При проведении пробы выделяют
две фазы. Вначале при увеличении сопротивления
выбросу крови растет конечный диастолический
объем и увеличение силы сокращений реализуется
по гетерометрическому механизму. На втором
этапе конечный диастолический объем
стабилизируется и возрастание силы сокращений
определяется гомеометрическим механизмом.
Регуляция межклеточных
взаимодействий. Установлено, что вставочные
диски, соединяющие клетки миокарда, имеют
различную структуру. Одни участки вставочных
дисков выполняют чисто механическую
функцию, другие обеспечивают транспорт
через мембрану кардиомиоцита необходимых
ему веществ, третьи — нексусы, или тесные
контакты, проводят возбуждение с клетки
на клетку. Нарушение межклеточных взаимодействий
приводит к асинхронному возбуждению
клеток миокарда и появлению сердечных
аритмий
К межклеточным взаимодействиям
следует отнести и взаимоотношения кардиомиоцитов
с соединительнотканными клетками миокарда.
Последние представляют собой не просто
механическую опорную структуру. Они поставляют
для сократительных клеток миокарда ряд
сложных высокомолекулярных продуктов,
необходимых для поддержания структуры
и функции сократительных клеток. Подобный
тип межклеточных взаимодействий получил
название креаторных связей (Г. И. Косицкий).
Внутрисердечные
периферические рефлексы. Более высокий уровень внутриорганной
регуляции деятельности сердца представлен
внутрисердечными нервными механизмами.
Обнаружено, что в сердце возникают так
называемые периферические рефлексы,
дуга которых замыкается не в ЦНС, а в интрамуральных
ганглиях миокарда. После гомотрансплантации
сердца теплокровных животных и дегенерации
всех нервных элементов экстракардиального
происхождения в сердце сохраняется и
функционирует внутриорганная нервная
система, организованная по рефлекторному
принципу. Эта система включает афферентные
нейроны, дендриты которых образуют рецепторы
растяжения на волокнах миокарда и венечных
(коронарных) сосудах, вставочные и эфферентные
нейроны. Аксоны последних иннервируют
миокард и гладкие мышцы коронарных сосудов.
Указанные нейроны соединяются между
собой синаптическими связями, образуя
внутрисердечные рефлекторные дуги.
В экспериментах показано, что
увеличение растяжения миокарда правого
предсердия (в естественных условиях оно
возникает при увеличении притока крови
к сердцу) приводит к усилению сокращений
миокарда левого желудочка. Таким образом,
усиливаются сокращения не только того
отдела сердца, миокард которого непосредственно
растягивается притекающей кровью, но
и других отделов, чтобы «освободить место»
притекающей крови и ускорить выброс ее
в артериальную систему. Доказано, что
эти реакции осуществляются с помощью
внутрисердечных периферических рефлексов
(Г. И. Косицкий).
Подобные реакции наблюдаются
лишь на фоне низкого исходного кровенаполнения
сердца и незначительной величины давления
крови в устье аорты и коронарных сосудах.
Если камеры сердца переполнены кровью
и давление в устье аорты и коронарных
сосудах высокое, то растяжение венозных
приемников в сердце угнетает сократительную
активность миокарда, в аорту выбрасывается
меньшее количество крови, а приток крови
из вен затрудняется. Подобные реакции
играют важную роль в регуляции кровообращения,
обеспечивая стабильность кровенаполнения
артериальной системы.
Гетерометрический и гомеометрический
механизмы регуляции силы сокращения
миокарда могут привести лишь к резкому
увеличению энергии сердечного сокращения
в случае внезапного повышения притока
крови из вен или повышения артериального
давления. Казалось бы, что при этом артериальная
система не защищена от губительных для
нее внезапных мощных ударов крови. В действительности
же таких ударов не возникает благодаря
защитной роли, осуществляемой рефлексами
внутрисердечной нервной системы.
Переполнение камер сердца
притекающей кровью (равно как и значительное
повышение давления крови в устье аорты,
коронарных сосудов) вызывает снижение
силы сокращений миокарда посредством
внутрисердечных периферических рефлексов.
Сердце при этом выбрасывает в артерии
в момент систолы меньшее, чем в норме,
количество содержащейся в желудочках
крови. Задержка даже небольшого дополнительного
объема крови в камерах сердца повышает
диастолическое давление в его полостях,
что вызывает снижение притока венозной
крови к сердцу. Излишний объем крови,
который при внезапном выбросе его в артерии
мог бы вызвать пагубные последствия,
задерживается в венозной системе.
Опасность для организма представляло
бы и уменьшение сердечного выброса, что
могло бы вызвать критическое падение
артериального давления. Такую опасность
также предупреждают регуляторные реакции
внутрисердечной системы.
Недостаточное наполнение кровью
камер сердца и коронарного русла вызывает
усиление сокращений миокарда посредством
внутрисердечных рефлексов. При этом желудочки
в момент систолы выбрасывают в аорту
большее, чем в норме, количество содержащейся
в них крови. Это и предотвращает опасность
недостаточного наполнения кровью артериальной
системы. К моменту расслабления желудочки
содержат меньшее, чем в норме, количество
крови, что способствует усилению притока
венозной крови к сердцу.
В естественных условиях внутрисердечная
нервная система не является автономной.
Она — лишь низшее звено сложной иерархии
нервных механизмов, регулирующих деятельность
сердца. Следующим, более высоким звеном
этой иерархии являются сигналы, поступающие
по блуждающим и симпатическим нервам,
осуществляющие процессы экстракардиальной
нервной регуляции сердца.
Внесердечная регуляция сердечной
деятельности
— еще более высокий уровень приспособления
сердца к потребностям организма. Она
осуществляется нейрогуморальными механизмами,
т. е. при участии ЦНС и биологически активных
веществ, доставляемых к сердцу кровью.
Нервная регуляция
Нервная экстракардиальная
регуляция. Эта регуляция осуществляется
импульсами, поступающими к сердцу из
ЦНС по блуждающим и симпатическим нервам.
Подобно всем вегетативным
нервам, сердечные нервы образованы двумя
нейронами. Тела первых нейронов, отростки
которых составляют блуждающие нервы
(парасимпатический отдел автономной
нервной системы), расположены в продолговатом
мозге. Отростки этих нейронов заканчиваются
в интрамуральных ганглиях сердца. Здесь
находятся вторые нейроны, отростки которых
идут к проводящей системе, миокарду и
коронарным сосудам.
Первые нейроны симпатической
части автономной нервной системы, передающие
импульсы к сердцу, расположены в боковых
рогах пяти верхних сегментов грудного
отдела спинного мозга. Отростки этих
нейронов заканчиваются в шейных и верхних
грудных симпатических узлах. В этих узлах
находятся вторые нейроны, отростки которых
идут к сердцу. Большая часть симпатических
нервных волокон, иннервирующих сердце,
отходит от звездчатого узла.
Влияние на сердце блуждающих
нервов впервые изучили братья Вебер (1845).
Они установили, что раздражение этих
нервов тормозит работу сердца вплоть
до полной его остановки в диастолу. Это
был первый случай обнаружения в организме
тормозящего влияния нервов.
При электрическом раздражении
периферического отрезка перерезанного
блуждающего нерва происходит урежение
сердечных сокращений. Это явление называется
отрицательным хронотропным эффектом.
Одновременно отмечается уменьшение амплитуды
сокращений — отрицательный инотропный
эффект.
При сильном раздражении блуждающих
нервов работа сердца на некоторое время
прекращается. В этот период возбудимость
мышцы сердца понижена. Понижение возбудимости
мышцы сердца называется отрицательным
батмотропным эффектом. Замедление проведения
возбуждения в сердце называется отрицательным
дромотропным эффектом. Нередко наблюдается
полная блокада проведения возбуждения
в предсердно-желудочковом узле.
Микроэлектродные отведения
потенциалов от одиночных мышечных волокон
предсердий показали увеличение мембранного
потенциала — гиперполяризацию при сильном
раздражении блуждающего нерва
При продолжительном раздражении
блуждающего нерва прекратившиеся вначале
сокращения сердца восстанавливаются,
несмотря на продолжающееся раздражение.
Это явление называют ускользанием сердца
из-под влияния блуждающего нерва.
Влияние на сердце симпатических
нервов впервые было изучено братьями
Цион (1867), а затем И. П. Павловым. Ционы
описали учащение сердечной деятельности
при раздражении симпатических нервов
сердца (положительный хронотропный эффект);
соответствующие волокна они назвали
nn. accelerantes cordis (ускорители сердца).
При раздражении симпатических
нервов ускоряется спонтанная деполяризация
клеток — водителей ритма в диастолу,
что ведет к учащению сердечных сокращений.
Раздражение сердечных ветвей
симпатического нерва улучшает проведение
возбуждения в сердце (положительный дромотропный
эффект) и повышает возбудимость сердца
(положительный батмотропный эффект).
Влияние раздражения симпатического нерва
наблюдается после большого латентного
периода (10 с и более) и продолжается еще
долго после прекращения раздражения
нерва.
И. П. Павлов (1887) обнаружил нервные
волокна (усиливающий нерв), усиливающие
сердечные сокращения без заметного учащения
ритма (положительный инотропный эффект).
Инотропный эффект «усиливающего»
нерва хорошо виден при регистрации внутрижелудочкового
давления электроманометром. Выраженное
влияние «усиливающего» нерва на сократимость
миокарда проявляется особенно при нарушениях
сократимости. Одной из таких крайних
форм нарушения сократимости является
альтернация сердечных сокращений, когда
одно «нормальное» сокращение миокарда
(в желудочке развивается давление, превышающее
давление в аорте и осуществляется выброс
крови из желудочка в аорту) чередуется
со «слабым» сокращением миокарда, при
котором давление в желудочке в систолу
не достигает давления в аорте и выброса
крови не происходит. «Усиливающий» нерв
не только усиливает обычные сокращения
желудочков, но и устраняет альтернацию,
восстанавливая неэффективные сокращения
до обычных. По мнению И. П. Павлова, эти
волокна являются специально трофическими,
т. е. стимулирующими процессы обмена веществ.