Сердечные клапаны – важная роль в гемодинамике

Нормальная физиологи .

3.1. Сердце. сердечный цикл. Гемодинамическая функция сердца

Сердце ( cor , лат.) и кровеносные сосуды составляют систему кровообращения. Посредством этой системы ко всем клеткам человеческого организма доставляются питательные вещества и кислород и удаляются метаболиты и СО2. Сами клетки человека непосредственно не связаны с кровью, а окружены межклеточной жидкостью. Именно она является посредником между кровью и клетками.
Сердце является центральным органом системы кровообращения, который приводит в движение кровь. От сердца кровь движется по артериям, а к сердцу – по венам.
Круги кровообращения. Кровь из сердца поступает в большой и малый круги кровообращения. Большой круг кровообращения начинается в левом желудочке сердца аортой, и по нему кровь идет ко всем органам организма человека; заканчивается – в правом предсердии двумя полыми венами (верхней и нижней). Большой круг кровообращения открыт в 1628 году в Англии В.Гарвеем.
Малый круг кровообращения начинается в правом желудочке лёгочной артерией, по которой кровь идет в легкие, там оксигенируется и возвращается по 4-м легочным венам в левое предсердие, а оттуда – в левый желудочек и затем в большой круг кровообращения. Малый круг кровообращения был открыт М.Серветом в Испании в 1553 году.
При световой микроскопии сердца можно видеть, что сердце состоит из трёх слоёв – эндокарда, миокарда и эпикарда .
При электронной микроскопии видно, что миокард состоит из кардиомиоцитов, которые представляют собой клетки прямоугольной формы, длиной от 50 до 120 мкм и диаметром от 11 до 17 мкм. В центре имеется 1 или 2 ядра, на периферии располагаются миофибриллы. Хорошо развит саркоплазматический ретикулум. Все кардиомиоциты соединены между собой вставочными дисками, это место тесного контакта двух смежных протоплазматических мембран, между которыми имеется узкая щель. Все кардиомиоциты имеют примерно одинаковую возбудимость. Благодаря вставочным дискам кардиомиоциты образуют мышечные волокна, что является синцитием, но, в отличие от скелетных мыш, функциональным.

Фазовый анализ систолы и диастолы левого желудочка.
В сердце предсердия играют роль резервуаров крови, которая притекает из большого круга в правое предсердие по полым венам, а в левое предсердие – по четырём легочным венам. Кроме этого значение предсердий состоит в том, что во время их систолы поступающая в желудочки кровь растягивает желудочки и увеличивает силу их сокращения ( механизм Старлинга ).
Наиболее важную роль в сердце играют желудочки, которые выполняют насосную функцию, выбрасывая кровь в большой (левый желудочек) и малый (правый желудочек) круги кровообращения. От их сократительной функции зависит объем выбрасываемой крови сердцем в аорту и лёгочную артерию и другие производные показатели гемодинамики.
Измеряя давление крови в полостях сердца, аорте и легочной артерии, можно точно выделить фазы сокращения и расслабления левого и правого желудочков сердца. Причем эти фазы одинаковые для левого и правого желудочков, различие состоит в том, что величины давления крови в правом желудочке сердца и легочной артерии в 4 раза меньше, чем в левом желудочке и аорте.

Методика зондирования левого желудочка и левого предсердия.
Зонд, представляющий собой тонкую полиэтиленовую трубку, вводится через бедренную артерию в аорту, а через неё – в левый желудочек и ретроградно – в левое предсердие. Зонд заполнен физиологическим раствором с противосвёртывающим веществом и соединен с датчиком электроманометра. Датчик преобразовывает механические колебания крови в электрические сигналы, которые усиливаются, регистрируются электроманометром и записываются самопишущим устройством.

Фазовый анализ систолы левого желудочка.
Систола левого желудочка начинается с фазы асинхронного сокращения , которая длится примерно 0,05 сек. Эта фаза представляет собой разновременное начало сокращения различных мышечных волокон сердца. Давление в левом желудочке в эту фазу не изменяется. Атриовентрикулярные клапаны открыты, полулунные – закрыты. Фаза асинхронного сокращения начинается через некоторое время после систолы предсердий. Между систолой предсердий и систолой желудочков имеется короткий интерсистолический интервал . Фаза асинхронного сокращения заканчивается в момент начала подъёма давления крови в левом желудочке. Когда повышается давление в левом желудочке, это означает, что наступила фаза изометрического сокращения (изоволюмического сокращения) . В начале этой фазы закрываются атриовентрикулярные клапаны, а полулунные – продолжают оставаться закрытыми, сердце сокращается изометрически и развивает давление от 2-5 мм рт.ст. (конечно-диастолическое давление) до 82 мм рт.ст., т.е. до величины давления, способного преодолеть давление в аорте и открыть полулунные клапаны. Длительность этой фазы составляет примерно 0,03 сек. Когда открываются полулунные клапаны, наступает период изгнания крови в аорту. Фазы асинхронного и изометрического сокращений объединяются в период напряжения сердца (0,08 сек). Вскоре после начала фазы асинхронного сокращения изменяются размеры сердца: уменьшается длина желудочка при одновременном увеличении поперечника, происходит сближение основания сердца с верхушкой, и форма желудочков начинает постепенно приближаться к шаровидной. Объём крови в полости левого желудочка не изменяется, т.к. кровь практически несжимаема. В связи с этим правильнее называть фазу изометрического сокращения фазой изоволюмического сокращения.
Период изгнания крови (0,25 сек) делится на фазу быстрого (максимального, 0,12 сек) и медленного (редуцированного) изгнания (0,13 сек). Фаза быстрого изгнания крови начинается в момент открытия полулунных клапанов и роста давления в аорте. В эту фазу сердце начинает сокращаться изотонически, одновременно уменьшается и длина и ширина желудочка, сердце принимает форму шара. Процесс открытия полулунных клапанов представляет собой переходное межфазовое состояние, которое обозначается как протосфигмический интервал. Давление в левом желудочке в фазу быстрого изгнания увеличивается до 120-130 мм рт.ст. Конец фазы быстрого изгнания соответствует моменту времени, когда приток крови из сердца в артериальные сосуды становится равным оттоку из них в капиллярную сеть. Это примерно соответствует пику систолического давления.
Фаза медленного изгнания является заключительной фазой периода изгнания и всей систолы желудочков. Начало её соответствует пику давления крови в аорте, а конец совпадает с моментом резкого падения внутрижелудочкового или аортального давления. Гемодинамическая эффективность фазы медленного изгнания невелика. Внутрижелудочковое и аортальное давление начинает постепенно снижаться, объем желудочков уменьшается крайне незначительно. Поступательное движение крови при этом осуществляется за счёт инерции, приобретённой в начале периода изгнания. Длительность периода изгнания крови из сердца является важнейшим показателем функционального состояния миокарда. Изменение его нормальной деятельности часто наблюдается в условиях патологии.

Фазовый анализ диастолы желудочков.
Диастола желудочков начинается с переходного фазового состояния, которое обозначается как протодиастолический интервал ( protos , гр. – первый) – это время, затрачиваемое на закрытие полулунных клапанов (0,04 сек). Процесс закрытия полулунных клапанов происходит следующим образом: в самом конце периода изгнания (в момент резкого падения внутрижелудочкового давления) ток крови в области клапанов прекращается, и клапаны начинают расправляться, затем поток крови приобретает обратное направление – в сторону сердца, и клапаны вначале смыкаются, а потом напрягаются, кровь ударяется о них и отражается в аорту и легочную артерию, и на кривых давления в этих сосудах образуется инцизура и небольшой подъём давления, который называется отраженной волной. Таким образом, начало протодиастолы соответствует началу инцизуры, а конец – нижней точке инцизуры, которая отражает момент полного закрытия полулунных клапанов.
После закрытия полулунных клапанов наступает фаза изометрического (изоволюметрического) расслабления (0,08 сек) желудочка, в это время закрыты и атриовентрикулярные клапаны, и давление в желудочках резко снижается. Как только давление в желудочках снизится до величины давления в предсердиях, атриовентрикулярные клапаны открываются и начинается период наполнения желудочков кровью.
Период наполнения желудочков кровью (0,25 сек) крайне неоднороден по своей физиологической сущности, что позволило разделить его на три фазы: фазу быстрого наполнения (0,08 сек), фазу медленного наполнения (0,17 сек) и систолу предсердий .
Фаза быстрого наполнения желудочков начинается с момента падения давления в предсердиях. Расширение желудочков в это время совершается быстрее, чем в них успевает поступать кровь, в результате этого давление крови в желудочках в начале фазы быстрого наполнения продолжает падать. В течение этой фазы желудочки оказываются практически наполненными кровью – это объясняется тем, что через нормальное сечение атриовентрикулярных отверстий (5-6 см2) может за 0,08 сек пройти значительное количество крови. Но это возможно лишь при достаточном накоплении крови в предсердиях и прилегающих к сердцу венах. Такое накопление крови действительно имеет место и связано с тем, что опускание предсердно-желудочковой перегородки во время фазы изгнания обеспечивает усиленный приток к сердцу венозной крови и наполнение предсердий. Падение внутрипредсердного давления характеризует окончание фазы быстрого наполнения желудочков.
Фаза медленного наполнения (диастазис) – самая непостоянная фаза сердечного цикла. При тахикардии она отсутствует. Во время этой фазы сколько-нибудь существенного наполнения желудочков не происходит. Давление в предсердиях начинает медленно повышаться, это значит, что поступающая в них из вен кровь начинает скапливаться в предсердиях. Заканчивается фаза медленного наполнения желудочков в момент резкого повышения давления в предсердиях: это означает также, что начинается систола предсердий (0,1 сек). В это время происходит нагнетание в желудочки дополнительного количества крови, после чего начинается новый цикл деятельности желудочков. Между концом систолы предсердий и началом новой систолы желудочков имеется небольшой временной интервал, его называют интерсистолой. Он выражен при редком ритме сокращений сердца, при нормальном и частом ритме он отсутствует, т.е. он не является постоянной составной частью сердечного цикла, но, учитывая, что это фазовое состояние существует, его включают в период наполнения. Длительность фаз систолы желудочков можно рассчитать не только по кривым давления, но и методом поликардиографии, записывая одновременно электрокардиограмму, фонокардиограмму и сфигмограмму.

Основной функцией сердца является насосная, т.е. выброс крови в сосудистую систему. Под понятием «сердечный выброс» подразумевается систолический и минутный объемы крови и сердечный индекс.
Систолический объем крови – это количество крови, которое выбрасывается желудочком за одну систолу. Эта величина равна 65-70 мл при частоте сердечных сокращений 70-75 в минуту и может незначительно колебаться.
Минутный объем крови – это количество крови, выбрасываемое желудочком сердца в минуту. Эта величина равна в среднем 4,5-5 л в мин, она более стабильна, чем систолический объём, одинакова для левого и правого желудочков и не зависит от половой принадлежности.
Чтобы нивелировать влияние индивидуальных антропометрических различий (массы тела, роста) на величину минутного объёма крови, последний выражают в виде сердечного индекса. Сердечный индекс – это отношение минутного объема крови к поверхности тела (в м 2 ). Средняя величина сердечного индекса для человека массой 75 кг равна 3 л/мин•м 2 .
Следует указать, что в покое в систолу из желудочков изгоняется примерно 30-50% находящейся в них крови, т.е. в желудочках имеется резервный объём крови, который может быть выброшен из них в дополнение к систолическому объему покоя (например, при физической нагрузке). При выбросе резервного объёма крови в желудочках все равно остается какое-то количество крови, которое не выбрасывается даже при самом сильном сокращении, этот объем крови называется резидуальным , или остаточным (для каждого сердца в физиологических условиях резидуальный объём постоянен и определяется индивидуальной сократимостью миокарда). Увеличение резидуального объёма наблюдается при сердечной недостаточности. Сумму резидуального и резервного объемов крови называют функциональной резидуальной ёмкостью желудочка. Под конечно-диастолическим объёмом желудочка (диастолической ёмкостью желудочка) понимают систолический объём, резервный объём и резидуальный объём, т.е. объёмы крови, которыми наполнен желудочек в конце диастолы.

Сердечные клапаны – важная роль в гемодинамике

Атриовентрикулярные клапаны. А-В клапаны (трехстворчатый и митральный) препятствуют обратному току крови из желудочков в предсердия во время систолы. Полулунные клапаны (аортальный и легочный) препятствуют обратному току крови из аорты и легочной артерии в желудочки сердца во время диастолы. Клапаны закрываются и открываются пассивно. Это значит, что клапаны закрываются, когда градиент давления способствует обратному току крови, и открываются, когда градиент давления обеспечивает ток крови в нужном направлении. Интересно отметить, что тонкие створки А-В клапанов почти не требуют обратного тока крови для захлопывания, в то время как захлопывание массивных полулунных клапанов требует быстрого и сильного обратного тока крови в течение нескольких миллисекунд.

Функция папиллярных мышц. На рисунке показаны папиллярные мышцы, которые прикреплены к створкам А-В клапанов с помощью длинных сухожильных нитей. Папиллярные мышцы сокращаются одновременно с сокращением стенки желудочков, но против всяких ожиданий они никак не способствуют захлопыванию клапанов. Наоборот, они тянут створки клапанов по направлению к желудочкам и препятствуют выбуханию их в сторону предсердий во время систолы. Повреждение сухожильных нитей или паралич папиллярных мышц приводит к нарушению функции створчатых клапанов и развитию сердечной недостаточности.

Клапаны аорты и легочной артерии. Условия, в которых функционируют полулунные и А-В клапаны, различны. Во-первых, высокое давление в артериях в конце систолы заставляет полулунные клапаны резко и громко захлопываться, в то время как А-В клапаны закрываются мягче и тише. Во-вторых, из-за меньшего диаметра отверстий скорость движения крови в области полулунных клапанов в период изгнания очень высокая. И наоборот, скорость движения крови через довольно широкие А-В отверстия в период наполнения значительно ниже. Так, благодаря быстрому захлопыванию и быстрому из-гнанию крови края полулунных клапанов подвергаются гораздо большему механическому воздействию, чем створки А-В клапанов. И наконец, А-В клапаны поддерживаются с помощью сухожильных нитей, которых нет у полулунных клапанов. Следовательно, структурной основой полулунных клапанов должна быть особо прочная и гибкая фиброзная ткань, способная противостоять значительным физическим нагрузкам.

Кривая аортального давления

Во время систолы левого желудочка давление в нем стремительно растет вплоть до открытия аортальных клапанов. После открытия клапанов давление в желудочке увеличивается не так быстро. Это связано с тем, что в период изгнания кровь из желудочка быстро оттекает в аорту и далее — в систему распределительных артерий.

Поступление крови в артерии приводит к растяжению их стенки и увеличению давления до 120 мм рт. ст. (систолическое давление).
После окончания систолы, когда поступление крови в аорту прекращается и аортальные клапаны закрываются, эластические стенки артерий поддерживают высокий уровень давления в артериальной системе в течение диастолы.

В момент захлопывания аортальных клапанов на кривой аортального давления появляется так называемая инцизура. Дело в том, что непосредственно перед захлопыванием клапанов в аорте возникает кратковременный обратный ток крови, который затем резко прекращается.

В течение диастолы давление в аорте постепенно снижается, т.к. кровь из крупных артерий непрерывно оттекает в периферические сосуды и далее — в вены. К началу следующей систолы желудочка давление в аорте обычно снижается до 80 мм рт. ст. (диастолическое давление), что составляет 2/3 величины систолического давления.

Кривые давления в правом желудочке и легочной артерии аналогичны кривым давления в аорте.

Клапанный аппарат сердца. Виды клапанов, механизм их работы во время цикла сердечной деятельности. Внутрисердечная гемодинамика

Сердце разделено перегородками на 4 камеры: 2 предсердия и 2 желудочка. Предсердия соединяются с желудочками посредством атриовентрикулярных отверстий. В них находятся створчатые атриовентрикулярные клапаны. Правый клапан трехстворчатый (трикуспидальный), а левый двухстворчатый (митральный). К створкам клапанов присоединяются сухожильные нити. Другим концом эти нити соединены сосочковыми (папиллярными) мышцами. В начале систолы желудочков эти мышцы сокращаются и нити натягиваются. Благодаря этому не происходит выворота створок клапанов в полость предсердий и обратного движения крови – регургитации. В местах выхода аорты и легочной артерии из желудочков расположены аортальный и пульмональный клапаны. Они имеют вид карманов в форме полумесяцев. Поэтому их называют полулунными. Функцией клапанного аппарата сердца является обеспечение одностороннего тока крови по кругам кровообращения. В клинике функция клапанного аппарата исследуется такими косвенными методами, как аускультация, фонокардиография, рентгенография. Эхокардиография позволяет визуально наблюдать за деятельностью клапанов.

Дыхательная функция крови. Транспорт кислорода кровью. Формы транспорта углекислого газа в плазме крови и эритроцитах. Особенности количества гемоглобина у детей.

Соединения гемоглобина:

1. Оксигемоглобин – соединение Нв с кислородом.

2. Карбогемоглобин – соединение Нв с углекислым газом (СО2).

3. Карбоксигемоголобин – соединение Нв с угарным газом (СО).

4. Метгемоглобин – соединение Нв с кислородом. Это соединение образуется в присутствии сильных окислителей и при этом железо (Fе) изменяет свою валентность – становится 3-х валентным.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ №38

Значение центральной нервной системы в организме животного и человека. Методы изучения функций ЦНС. Анатомо-гистологическая и физиологическая единицы нервной системы. Функциональная единица нервной деятельности.

Автоматия сердца. Современное представление о локализации атипических волокон в сердце человека. Природа автоматии. Электрофизиологические особенности синоатриального узла (пейсмекера). Механизмы автоматии. Градиент автоматии, доказательства его существования. Возрастные особенности местоположения, строения, массы сердца у детей.

Автоматия – способность органа приходить в состояние возбуждения под действием импульсов, возникающих в самом органе. Автоматией обладают клетки проводящей системы сердца. Проводящая система сердца образована атипичными кардиомиоцитами, которые имеют, по сравнению с другими кардиомиоцитами, меньше сократительных белков, митохондрий, т.е. основная функция данных клеток – не сокращение, а генера-ция импульсов и проведение возбуждения.

Скопления атипичных кардиомиоцитов в сердце: синоатриальный узел, атриовентрикулярный узел, пучок Гиса, ножки пучка Гиса, волокна Пуркинье. Все эти образования атипичной мускулатуры обладают автоматией. Однако способность к автоматии у разных часте проводящей системы сердца различна (эксперимент с питательной средой и выращиванием культуры атипичных клеток, взятых из различных участков сердца): частота их сокращений сначала была различна (80, 40, 10, 1 импульс в минуту). Однако, по мере образования межклеточных морфологических контактов все клетки стали сокращаться в одном ритме, причем с частотой, характерной для самых активных клеток.

Способность клеток к автоматии: синоатриальный узел – 80 в мин., атриовентрикулярный узел – 30 – 40 в мин., пучок Гиса – 10 в мин., волокна Пуркинье – 0,5-1 в мин.

Это явление уменьшения автоматии по мере удаления от синоатриального узла (от основания к верхушке) называется убывающим градиентом автоматии.

Синоатриальный узел получил название водителя ритма(пейсмейкер) первого порядка, т.к. задает ритм всему сердцу и угнетает автоматию других образований. Водителем ритма(пейсмейкер) 2-го порядка называется атриовентрикулярный узел. Водитель ритма(пейсмейкер) третьего порядка и т.д.

Гаскелл вызывал местное охлаждение узлов проводящей системы и установил, что ведущим водителем ритма сердца является синоатриалькый. На основании опытов Станниуса и Гаскелла, был сформулирован принцип убывающего градиента автоматии. Он гласит, что чем дальше центр автоматии сердца расположен от его венозного конца и ближе к артериальному, тем меньше его способность к автоматии. В нормальных условиях синоатриальный узел подавляет автоматию нижележащих, т.к. частота его спонтанной активности выше. Поэтому синоатриальный узел называют центром автоматии первого порядка, атриовентрикулярный – второго, а пучок Гиса и волокна Пуркинье – третьего.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Да какие ж вы математики, если запаролиться нормально не можете. 8611 – | 7453 – или читать все.

Источники:

http://meduniver.com/Medical/Physiology/542.html

http://studopedia.ru/7_116042_klapanniy-apparat-serdtsa-vidi-klapanov-mehanizm-ih-raboti-vo-vremya-tsikla-serdechnoy-deyatelnosti-vnutriserdechnaya-gemodinamika.html

http://www.neboleem.net/stati-o-zdorove/18521-infarkt-golovnogo-mozga-i-insult-gemorragicheskij.php

Ссылка на основную публикацию