Насосна функція серця, регуляція діяльності серця

1.

Насосна функція серця,
регуляція діяльності
серця
Кандидат біологічних наук
Степанова Галина Миколаївна

2.

Скорочення, що використовуються на
слайдах
ЛШ – лівий шлуночок
ПШ – правий шлуночок
АВК – атріо-вентрикулярний клапан
ПМК –півмісяцевий клапан
ХОК –хвилинний об’єм крові
СО – систолічний (ударний) об’єм
ЧСС – частота серцевих скорочень
СЦ – серцевий цикл
АКМЦ – атипові кардіоміоцити
ТКМЦ – типові кардіоміоцити

3.

Серце у системі кровообігу виконує функцію
насосу, тобто, перекачує кров із судин з низьким
тиском (порожнисті вени, легеневі вени; тиск
близько 0 мм рт.ст.) до судин з високим тиском
(аорта – максимальний тиск у здорової людини у
стані спокою до 140 мм рт.ст.; легеневий стовбурмаксимальний тиск до 30 мм рт.ст.)

4.

Серце як насос
• ВИКОНАННЯ СЕРЦЕМ НАСОСНОЇ ФУНКЦІЇ Є ОПТИМАЛЬНИМ,
ЯКЩО:
1. Об’єм крові, що надходить до серця венами, дорівнює об’єму,
який викидається ним у великі артерії.
2. Об’єми крові, що викидаються правими та лівими відділами
серця у судини, є однаковим.
3. Хвилинний об’єм крові (ХОК) відповідає вимогам організму (від 5
л/хв. у стані спокою до 30 л /хв. у добре тренованих спортсменів
при максимальному фізичному навантаженні

5.

Серце як насос
СЕРЦЕ
ПЕРЕДСЕРДЯ
ШЛУНОЧОК
КЛАПАНИ
РЕЗЕРВУАРНА
ФУНКЦІЯ
НАГНІТАЛЬНА
ФУНКЦІЯ
ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ
СПРЯМОВАНОГО
РУХУ КРОВІ
ХВИЛИННИЙ ОБ’ЄМ КРОВІ, АДЕКВАТНИЙ
ВИМОГАМ ОРГАНІЗМУ

6.

Серце як насос
• Насосну функцію виконують шлуночки серця. Клапани
забезпечують спрямований рух крові через порожнини серця, з
порожнин серця у судини. Головна функція передсердь полягає у
накопиченні крові тоді, коли її не можуть приймати шлуночки (під
час їх систоли)
• Причиною руху крові через порожнини серця, з порожнин серця у
судини, причиною зміни положення клапанів серця є зміни тиску
у порожнинах серця, які виникають внаслідок скорочення та
розслаблення міокарду

7.

Серцевий цикл — це
закономірна послідовність
процесів, що відбуваються
за одне скорочення серця
та його наступне
розслаблення

8.

Структура серцевого циклу
0,1 сек.
Передсердя
Шлуночки
• Тривалість серцевого циклу при ЧСС 75/хв. – 0,8 сек.
• Систола передсердь – 0,1 сек., діастола – 0,7 сек.
• Систола шлуночків – 0,33 сек., діастола - 0,47 сек.
• Загальна пауза - - 0,37 сек.

9.

Значення систоли – в цьому періоді
серцевого циклу КМЦ розвивають напругу,
яка необхідна для вигнання, і здійснюється
вигнання крові у великі артеріальні сосуди як
таке.
Значення діастоли – в цьому періоді:
• здійснюється наповнення порожнин серця
кров’ю, що є необхідним для виконання
серцем насосної функції;
• відбувається відпочинок, відновлення
резервів міокарда, витрачених під час
систоли.

10.

Фаза наповнення,
пов’язаного з систолою
передсердь (0,1 с.)
Фаза повільного
наповнення (0,17 с.)
ПЕРІОД
РОЗСЛАБЛЕННЯ
(0,12 с.)
Фаза швидкого
наповнення
(0,08 с.)
СИСТОЛА ШЛУНОЧКІВ
Фаза ізометричного
розслаблення (0,08 с.)
ПЕРІОД
ВИГНАННЯ
(0,25 с.)
Протодіастолічний
інтервал (0,04 с.)
Фаза повільного вигнання
(0,13 с.)
ПЕРІОД
НАПРУЖЕННЯ
(0,08 с.)
Фаза швидкого вигнання
( 0,12 с.)
Фаза ізометричного
скорочення (0,03 с.)
Фаза асинхронного
скорочення (0,05 с.)
СТРУКТУРА СЕРЦЕВОГО ЦИКЛУ
ДІАСТОЛА ШЛУНОЧКІВ
ПЕРІОД НАПОВНЕННЯ
ШЛУНОЧКІВ КРОВ’Ю
(0,35 с.)

11.

Серцевий цикл
У судинній системі кров рухається завдяки градієнту тиску: від високого
до нижчого. Тиск крові визначається силою, з якою кров, що міститься в
судині (порожнині серця), тисне на всі боки, зокрема й на стінки цієї
судини. Шлуночки - це та структура, що й створює зазначений градієнт.
Циклічно повторювану зміну станів розслаблення (діастоли) і
скорочення (систоли) серця називають серцевим циклом. При ЧСС 75 за
1 хв тривалість усього циклу становить близько 0,8 с.
Серцевий цикл зручніше розглядати, починаючи з кінця загальної
діастоли передсердь і шлуночків. При цьому відділи серця перебувають
у такому стані. Півмісячні клапани закриті, а передсердно-шлуночкові відкриті. Кров з вен надходить вільно й повністю заповнює порожнини
передсердь і шлуночків. Тиск у них, як і в прилеглих венах, - близько
0 мм рт. ст

12.

Систола передсердь
Атріо-вентрикулярні клапани відкриті,
півмісяцеві – закриті. Тиск в загальному
об’ємі шлуночків і передсердь сягає
3-4 мм рт.ст.
Скорочення передсердь починається з
м’язових волокон, що охоплюють місце
впадіння до передсердь великих венозних
судин (легеневі вени до лівого передсердя,
порожнисті – до правого).
Скорочення передсердь триває 0,1 с,
впродовж цього часу до шлуночків
надходить остання порція крові, тиск
підвищується до 5-8 мм рт.ст. Об’єм
шлуночків зростає до 130-140 мл.
Після систоли передсердь починається їх
діастола, яка триває 0,7 с.

13.

Зміни тиску і об’єму у лівих відділах серця
та аорті впродовж серцевого циклу

14.

Систола шлуночків. Період напруження.
Фази асинхронного та ізометричного скорочення
Атріо-вентрикулярні клапани відкриті, а півмісяцеві клапани
закриті. Тиск у шлуночках на початку дорівнює 5-8 мм рт.ст.
Фаза асинхронного скорочення (0,05 с) – відповідає часу,
впродовж якого хвиля збудження охоплює міокард
шлуночків. Одні КМЦ при цьому скорочуються, а інші (ще не
збуджені)- розтягуються. Тому напруга міокарда шлуночків і
тиск у них не змінюються.
Фаза ізометричного скорочення (0,03 с) – починається, коли
процесом збудження охоплена більшість КМЦ шлуночків. Їх
скорочення призводить до збільшення тиску у порожнинах
шлуночків і коли тиск стане більше, ніж у передсердях –
закриваються АВ-клапани. Шлуночки скорочуються ПРИ
ЗАКРИТИХ КЛАПАНАХ, в ізометричному режимі. Це
викликає зростання тиску до рівня, який трохи перевищує
діастолічний тиск в судинах (у ЛШ до 70-80 мм рт.ст.). Тобто,
ізометричне скорочення призводить до дуже суттєво
зростання тиску в порожнині ЛШ (від 5-8 ло 70-90 мм рт.ст.)
за дуже короткий час – 0,03 с.

15.

Зміни тиску і об’єму у лівих відділах серця
та аорті впродовж серцевого циклу

16.

Період вигнання (0,25 с): фаза швидкого (0,12 с)
та повільного (0,13 с) вигнання
АВ клапани закриті, півмісяцеві відкриті. На
початку тиск у шлуночках трохи перевищує
діастолічний тиск у судинах – аорті та
легеневому стовбурі (ЛШ – 70-80 мм рт.ст.,
а ПШ – 15 мм рт.ст.).
Внаслідок скорочення міокарду шлуночків і
неспроможності отворів між ними та
судинами пропускати усю кров, тиск у
порожнинах зростає (ЛШ – 130-140 мм рт.
ст., а ПШ – 20-25 мм рт.ст). Певний об’єм
крові (систолічний) викидається із
шлунночків до судин (у стані спокою
приблизно 70 -75 мл).

17.

Зміни тиску і об’єму у лівих відділах серця
та аорті впродовж серцевого циклу

18.

Ударний (систолічний) об’єм крові та
резерви для його збільшення
Ударний (систолічний) об’єм крові у стані спокою
складає 65-85 мл.
При фізичному навантаженні може збільшуватися
до 150-170 мл за рахунок систолічного резервного
об’єму, СРО (50 мл), додаткового резервного
об’єму ДРО, (50 мл).
Серце ніколи не викидає всю кров зі шлуночків.
Десь 50 мл крові там залишається навіть після
максимального викиду – це залишковий об’єм
(ЗО).
Сума усіх цих об’ємів – максимальна діастолічна
ємність шлуночків (МДЄ).
Сума СРО + УО + ДРО – максимальний ударний
об’єм шлуночків (МУО).

19.

Діастола шлуночків. Період розслаблення
Діастола шлуночків триває 0,47 сек.
Починається з протодіастолічного інтервалу (0,04 сек).
Це час між початком розслаблення та закриттям
півмісяцевих клапанів (а це відбудеться тоді, коли тиск
у шлуночках стане меншим за тиск в аорті та
легеневому стовбурі). Зворотній рух крові, викликаний
градієнтом тиску, призведе до закриття півмісяцевих
клапанів.
З моменту закриття півмісяцевих клапанів починається
фаза ізометричного розслаблення (0,08 сек.) тобто,
розслаблення без зміни довжини КМЦ при закритих
АВК та ПМК. Напруга КМЦ зменшується, тиск в
порожнинах шлуночків знижується (там у стані спокою
знаходиться 70-80 мл крові). Як тільки тиск у
шлуночках стане менше, ніж у передсердях (5-6 мм
рт.ст.), відбудеться відкриття АВК і почнеться
наступний період

20.

Зміни тиску і об’єму у лівих відділах серця
та аорті впродовж серцевого циклу

21.

Діастола шлуночків. Період наповнення
Фаза швидкого наповнення (0,08 сек) –
шлуночки продовжують розслаблятися, тиск у
них продовжує знижуватися і до них надходить
2/3 від загального об’єму крові, який
надходить у шлуночки впродовж діастоли.
Фаза повільного наповнення (0,17 сек). У цій
фазі продовжується повільний рух крові із вен
до передсердь, а звідти – до шлуночків.
Фаза наповнення, пов’язана із систолою
передсердь (0,1 сек). У шлуночки надходить
остання порція крові – 8% у стані спокою і до
30% - при фізичному навантаженні.

22.

Зміни тиску і об’єму у лівих відділах серця
та аорті впродовж серцевого циклу

23.

Скорочення тривалості систоли та
діастоли серця при збільшенні ЧСС
ЧСС, уд/хв
70
150
200
Систола, с
0,28
0,25
0,21
Діастола, с
0,58
0,15
0,11

24.

Енергетика міокарда
• Об’єм кисню, який витрачає серце, характеризує його енерговитрати. У спокої
серце дорослої людини витрачає 25-30 мл О2 за хвилину.
• Маса серця становить приблизно 0,5% від маси тіла.
• Споживання кисню серцем у стані спокою становить приблизно 10% від
споживання кисню організмом.
• Особливістю субстратного забезпечення міокарда є те, що він окиснює для
вироблення енергії АТФ не тільки глюкозу, але й вільні жирні кислоти, й
молочну кислоту.
• Коефіцієнт корисної дії міокарда дорівнює 15-25 %

25.

Енергетика міокарда
Роботу серця можна вирахувати за формулою: