Физиология животных

1. ФИЗИОЛОГИЯ ЖИВОТНЫХ

Лектор – доктор биологических наук, профессор
ТУЛЕУТАЙ НЕСИПБАЕВИЧ

2. 3 – ЛЕКЦИЯ Физиология сердца

Строение и функция сердца. Клапаны сердца и
их значение. Сердечный цикл.
Морфологические
особенности
сердечной
мышцы
Физиологические свойства сердечной мышцы
Регуляция сердечной деятельности
Задания:
Периоды и фазы сердечной деятельности;
Факторы, влияющие на работу сердца;
Частота сокращения сердца у разных видов животных;
Биотоки сердца, ЭКГ;
Экстрасистола и компенсаторная пауза;

3.

Кровообращение – движение крови по кровеносной системе,
обусловленное работой сердца. Это специфическая функция системы
кровообращения, к которой относятся: сердце, выполняющее функцию
насоса, и периферические кровеносные сосуды – артерии, вены и
капилляры.
Кровь может выполнять свои функции, только
находясь в непрерывном движении по сосудистой
системе. Путь тока крови по кровеносным сосудам
называется кругом кровообращения. Сосудистая
система человека и животных состоит из двух
кругов кровообращения: большого и малого.
Большой круг кровообращения начинается от
левого желудочка сердца и заканчивается в
правом предсердии.
Малый круг кровообращения начинается от
правого желудочка сердца легочной артерией и
заканчивается в левом предсердии.
Кровь нашего внутреннего аквариума совершает полный круг всего за 23
секунды, делая за сутки свыше 3700 оборотов. У собаки на полный
кругооборот затрачивается 16, у кролика 7,5 секунды.

4.

Анатомия сердца
Сердце – полый, четырехкамерный мышечный орган. Размер сердца
человека примерно равен величине его кулака. Вес сердца взрослого
человека составляет 220-260 г. Сплошной продольной перегородкой
сердце разделено на две половины – правую и левую. Каждая
половина сердца делится в свою очередь на две камеры –
предсердие и желудочек. Таким образом, сердце состоит из двух
предсердий и двух желудочков. Полость сердца выстлана –
эндокардом, образующим створчатые и полулунные клапаны.
Стенка сердца имеет три слоя:
Эндокард – внутренний слой,
Миокард - средний мышечный слой и
Эпикард – наружный слой.
Снаружи сердце окружено
сумкой – перикардом..
сердечной

5.

Клапаны сердца
Створчатые клапаны располагаются между предсердиями и желудочками и
пропускают кровь только в сторону желудочков. В левой части сердца
находится клапан двустворчатый, в правой - трехстворчатый.
В устье аорты и легочной артерии располагаются Полулунные клапаны,
которые имеют вид трех кармашков, свободные края которых плотно
примыкают друг к другу. Полулунные клапаны пропускают кровь из
желудочков в артерии.
Функция клапанов - обеспечение движения крови только в одном
направлении: из предсердий в желудочки, а из желудочков в артерии.

6.

Сердце выполняет свои функции благодаря согласованной
работе предсердий и желудочков. Мышцы предсердий и
желудочков никогда одновременно не сокращаются. Когда
сокращаются мышцы предсердий, в желудочках развивается
диастола, и, наоборот, при расслаблении предсердий
наступает систола желудочков. Причина в том, что
указанные отделы сердца возбуждением охватываются не
одновременно. Это обусловлено тем, что в узле АшоффТавара
скорость
проведения
возбуждения
резко
замедляется (0,02-0,05 м/сек.). Вследствие этого желудочки
охватываются возбуждением на 0,12-0,18 сек. позже, чем
предсердия.
Сокращение отделов сердца называется систолой,
расслабление - диастолой. После диастолы наступает
общая пауза, когда мышцы предсердий и желудочков
некоторое время остаются в расслабленном состоянии.
Период, охватывающий одно сокращение, расслабление
сердца и общую паузу, называют сердечным циклом.

7.

Периоды и фазы сердечной деятельности
Систола желудочков
Период напряжения
Фаза асихронного
сокращения
Период изгнания
Фаза изометричес
кого
сокращения
Фаза быстрого
изгнания
Фаза медленного
изгнания
Диастола желудочков
Период расслабления
Протодиастола
Фаза изометричес
кого
расслабления
Период наполнения
Фаза быстрого
наполнения
Пресистола
Фаза медленного наполнения

8.

Строение и клапаны сердца

9.

Морфологические особенности сердечной
мышцы
• Сердечные мышцы построены в виде синцития.
Волокна
собственного
миокарда
обеспечивают
попеременное сокращение и расслабление сердечной
мышцы.
• В сердце имеются элементы атипической ткани,
которые обеспечивают скоординированную работу
мышцы предсердий и желудочков.
• В сердце имеются пристенные нервные узлы.
Пристенные нервные узлы обеспечивают органные
механизмы саморегуляции работы сердца.

10.

1. В волокнах миокарда меньше саркоплазматического ретикулума,
доминируют аэробные процессы и они сокращаются медленнее.
Волокна миокарда особо разветвляются и присоединяются друг с
другом вставочными пластинками – нексусами, образуя синцитий.
Благодаря этому появляется функциональное единство миокарда синцитий
Нексус
2.
Атипические
элементы
имеют
меньшую
поперечную
исчерченность, содержат больше гликогена и саркоплазмы, в них
мало миофибрилл и митохондрий. Они в определенных участках
сердца формируют узлы и пучки, из которых образуется проводящая
система сердца, состоящая из узлов Кис-Фляка, Ашофф-Тавара,
пучка Гиса, ножек Гиса и волокон Пуркинье. Проводящая система
обеспечивает автоматию сердца.

11.

Проводящая система сердца
1
6
1.
2.
3.
4.
5.
6.
2
3
4
5
Узел Кис-Флека - Синусный узел
Узел Ашофф-Тавара
(атриовентрикулярный узел)
Пучок Гиса
Ножки Гиса
Волокна Пуркинье
Пучок Бахмана

12.

Пристенные (интрамуральные) нервные
узлы
1. Узел Ремака, 1838
2. Узел Людвига, 1848
3. Узел Биддера,1852
4. Узел Догеля,1895
Эти узлы образованы двигательными,
сенсорными и вставочными нейронами.
Следовательно,
сердце
имеет
собственный нервный аппарат. Эти
образования играют важную роль в
механизмах
саморегуляции
работы
сердца.

13.

Физиологические свойства сердечной мышцы
Возбудимость – способность сердечной мышцы при воздействии
различных факторов переходить в состояние физиологической
активности. Сердечная мышца способна возбуждаться под
влиянием электрических, химических, термических и др.
раздражителей. В основе процесса возбуждения лежит появление
отрицательного электрического потенциала в возбуждающемся
участке сердца. Вначале процесс возбуждения возникает в особых
мышечных клетках - пейсмекерах узла Кис-Фляка, а затем
распространяется на другие отделы проводящей системы сердца.
Проводимость.
Проведение
возбуждения
в
сердце
осуществляется электрическим путем. Разные отделы сердца
имеют разную проводимость. В миокарде предсердий и
желудочков возбуждение проводится со скоростью около 1 м/с. В
атриовентрикулярном узле она составляет 0,02-0,05 м/с, в волокнах
проводящей системы предсердий и в волокнах пучка Гиса 4-5 м/с.

14.

Сократимость - способность сердечной мышцы к укорачиванию длины или
увеличению напряжения. Миокард не способен к тетаническому сокращению.
Это
объясняется большой
длительностью
рефрактерного
периода,
продолжительностью потенциала действия (она в 100 раз больше), чем в
скелетной мышце.
Сила сокращения сердечной мышцы не зависит от силы раздражителя. Сердце
работает по закону “Все или Ничего“ (закон Боудича). В скелетных же мышцах
сила сокращения зависит от силы раздражения.
Сердечная мышца сокращается медленнее, чем скелетная и сила ее сокращения
прямо пропорциональна начальной длине мышечных волокон. (Закон У.Старлинга "закон сердца").
Автоматия - способность сердца ритмически сокращаться под влиянием
импульсов, возникающих в нем самом. Она обусловлена проводящей системой.
Морфологическим субстратом автоматии служат атипические мышечные клетки
(Р-клетки), способные к периодической самогенерации мембранного потенциала
действия и высокой скоростью проведения возбуждения. Клетки атипической ткани
функционально неоднородны. Так, из всей массы синусно-предсердного узла
только несколько клеток, называемых истинными пейсмекерами, обладают
способностью к спонтанной генерации потенциала действия. Остальные клетки
относятся к потенциальным (латентным) водителям ритма. Потенциальные
пейсмекеры
отличаются
от
истинных
замедленной
диастолической
деполяризацией и более низкой частотой разрядов. В случае прекращения
функции истинного пейсмекера потенциальный пейсмекер может взять на себя его
ведущую роль. Автоматия по направлению от основания к верхушке сердца
убывает (Закон градиента сердца (закон Гаскеля)

15.

Рефрактерность - неспособность возбужденной сердечной
мышцы отвечать очередной вспышкой возбуждения на
посторонние раздражения или на приходящий к мышце
импульс от водителя ритма. Временное состояние
невозбудимости во время систолы называют абсолютной
рефрактерностью. Период рефрактерности длится столько же
времени, сколько продолжается систола. В начале диастолы
изменяется возбудимость сердца и на сильное раздражение
сердце отвечает слабым сокращением. Это состояние
называют относительной рефрактерностью. Во время общей
паузы повышается возбудимость сердечной мышцы и
наступает фаза экзальтации.

16.

Нервная регуляция сердечной деятельности
1
1
2
1.
2.
3.
4.
Центры головного и спинного мозга
Парасимпатический нерв
Звездчатый узел
Симпатический нерв
3
4

17.

Влияния блуждающего нерва
1. Отрицательное хронотропное влияние
2. Отрицательное инотропное влияние
3. Отрицательное батмотропное влияние
4. Отрицательное дромотропное влияние
5. Отрицательное тонотропное влияние
Влияние симпатического нерва
1. Положительное хронотропное влияние
2. Положительное инотропное влияние
3. Положительное батмотропное влияние
4. Положительное дромотропное влияние
5. Положительное тонотропное влияние

18.

Гуморальная регуляция
сердечной деятельности
Медиаторы: Ацетилхолин, Симпатин; (О.Леви,1922)
(их нейтрализуют холинэстераза, аминоксидаза)
Гормоны: Адреналин, Норадреналин, Тироксин,
Глюкагон, Кортикостероиды;
Ионы: Кальций, Калий, Н+, НСОз-

19.

20.

Механизмы регуляции работы сердца
Клеточный механизм регуляции представлен генетическим
аппаратом,
органеллами,
ионно-мембранными
механизмами, ферментными системами клеток миокарда.
Этот механизм обеспечивает возникновение процессов
возбуждения и развития сокращения в миокарде,
взаимосвязь между ними, уровень обмена веществ и
энергии в этом органе.
Органный механизм регуляции представлен синцитиальным
типом строения миокарда, проводящей системой сердца,
интрамуральным нервным аппаратом, межклеточными
ионными и гуморальными веществами. Этот механизм
обеспечивает работу сердцац как единое целое.
Экстракардиальный механизм регуляции обеспечивается
вегетативными нервами и гуморальными веществами.

21.

Механизмы саморегуляции сердечной
деятельности
1. Гидродинамическая ауторегуляция – изменение
силы и ритма работы сердца в зависимости от
уровня давления в его полостях;
2. Гетерометрическая ауторегуляция – изменение
работы
сердца
в
зависимости
от
степени
растяжения сердечной мышцы;
3. Гомеометрическая ауторегуляция – изменение
работы сердца в зависимости от состава крови.

22.

36 800 000 — количество сердцебиений у человека за один год.
За 100 лет человеческой жизни сердце успевает сделать около 5
миллиардов сокращений.
Чем животное меньше, тем сердце у него бьется быстрее. У кита при весе
тела 150 тонн сердце делает семь сокращений в минуту; у слона, вес
которого 3 тонны, – 46; у кошки (вес 1,3 килограмма) – 240; а у синицы
московки (весит она 8 граммов) – 1200.

23.

Сердце человека и сердечные сокращения
Длинна сердца
15 см
Масса сердца
300 гр
Объём выброса
70 см3
Минутный объём сердца (в состоянии покоя)
4900 см3
Минутный объём сердца (усиленная работа)
до 20-30 литров
Объём крови, выброшенный сердцем к 70 годам
250.000.000 литров
Работа при сокращении
Левый желудочек
0,8 Дж
Правый желудочек
0,16 Дж
Ежедневная работа сердца
100.000 Дж
Мощьность сердца при каждом сокращении
1/240 кВт
Ежедневно развиваемая мощность
425 кВт
Число ударов сердца в 70 лет
3.000.000.000

24.

На 18-й день после зачатия в сердце начинает биться. Сердце делает по
одному сокращению каждую секунду. Позже, когда ребенок уже родится,
пульс еще больше учащается, доходя до 140 сокращений в минуту.
У кита, например, при весе тела 150 тонн сердце делает семь сокращений
в минуту; у слона, вес которого 3 тонны, – 46; у кошки (вес 1,3 килограмма)
– 240; а у синицы московки (весит она 8 граммов) – 1200.
Даже у человека, находящегося в относительном покое, сердце в течение
минуты перекачивает 6 литров крови, а за день не меньше 6–10 тонн. В
течение жизни через наше сердце пройдет 150–250 тысяч тонн крови.
Сердце собаки перекачивает примерно в два раза больше крови, а сердце
кошки даже в 10 раз.
Известный русский физиолог И.Ф. Цион подсчитал, что в течение
человеческой жизни наше сердце успевает совершить работу, равную
усилию, которого было бы достаточно, чтобы на высочайшую вершину
Европы Монблан, на высоту 4810 метров, поднять железнодорожный
состав!
Кровь нашего внутреннего аквариума совершает полный круг всего за 23
секунды, делая за сутки свыше 3700 оборотов. У собаки на полный
кругооборот затрачивается 16, у кролика 7,5 секунды.

25.

Наложение лигатуры Станниуса

26.

Систолический и минутный объемы сердца
Животные
Систоличес
кий объем,
мл
Минутный
объем,
л
КРС
700
45
Лошадь
700
Овца
70
Животные
Систололиче
ский объем,
мл
Минутный
объем,
л
Свинья
60
45
35
Собака
20
2
5
Курица
2,5
0,4

27.

Экстрасистола и компенсаторная пауза

28.

Электрокардиография
R
T
P
Q
S

29.

Рефлексы на сердца

30.

Изображение влияния блуждающего нерва

31.

Изображение влияния симпатического нерва

32.

Опыт О.Леви