4 лекция

1. Дисциплина: «Нормальная физиология» Профиль подготовки 31.05.02 – Педиатрия НГМУ, кафедра нормальной физиологии и основ

Лекция № 4 Сердечный цикл и анализ
проводящей системы сердца
длительность сердечного цикла в
различные возрастные периоды.
Свойства сердечной мышцы, ЭКГ. ЭКГ у
детей разного возраста
Дисциплина: «Нормальная физиология»
Профиль подготовки
31.05.02 – Педиатрия
НГМУ, кафедра нормальной физиологии и основ
безопасности жизнедеятельности
к.м.н., доцент Арчибасова Елена Алексеевна

2. План лекции

1. Функциональные отделы системы
кровообращения
2. Фазы сердечного цикла
3. Физиологические свойства сердца
4. Проводящая система сердца
5. Физиологический смысл градиента автоматизма
6. Ионно-молекулярные механизмы возбудимости и
сократимости сердечной мышцы
7. Экстрасистолия
8. Основы ЭКГ
2

3.

4. Функции системы кровообращения

• Транспортная
• Дыхательная
• Питательная
• Экскреторная
• Терморегуляторная
• Гуморальной регуляции
4

5. Задача сердца

создать разность давлений на
артериальном и венозном
концах сосудистой системы
(140 и 0 мм. рт. ст.), что
является одним из главных
условий
непрерывного
движения крови по сосудам.
5

6. Режим работы сердца – сердечный цикл

Ритмичное чередование
сокращений и расслаблений предсердий и
желудочков.
6

7.

7

8. Систола предсердий

8

9. Систола желудочков

9

10. Периоды и фазы сердечного цикла

Фаза асинхронного
напряжения – 0,05 с
Период
Фаза изометрического
напряжения –
напряжения – 0,03 с
0,08 с
Систола
желудочков
Период
– 0,33 с
изгнания –
0,25 с
Фаза быстрого
изгнания – 0,12 с
Фаза медленного
изгнания – 0,13 с
10

11. Период напряжения

Атриовентрикулярные
клапаны открыты, давление
пока не изменилось –
распространяется волна
возбуждения
Начинается с закрытия
атриовентрикулярных
клапанов – давление в
желудочках стало выше
давления в предсердиях.
• Фаза асинхронного
напряжения
• Фаза
изометрического
напряжения
• Первый, систолический
тон сердца.
11

12. Давление растет от 0 до 70 - 80

13. Период изгнания

Фаза
быстрого
изгнания
Фаза
медленного
изгнания
• Начинается в момент, когда
давление в желудочках
стало выше давления в
аорте и легочной артерии
(80 и 20 мм рт. ст),
открываются полулунные
клапаны. Продолжается до
максимального роста
давления (120 – до 200 мм
рт. ст.)
• Начало расслабления.
Давление начинает
снижаться
13

14.

14

15. Периоды и фазы сердечного цикла

• Протодиастолический период –
0,04 с
• Время от начала расслабления желудочков
до закрытия полулунных клапанов.
Второй, диастолический тон сердца
15

16.

17. Периоды и фазы сердечного цикла

Период
изометрического
Диастола расслабления –
желудочк 0,08 с
ов – 0,47 с
Период
наполнения
0,25
Фаза быстрого
наполнения
– 0,09 с
Фаза медленного
наполнения
– 0,16 с
17

18. Период изометрического расслабления

• Уже закрыты полулунные и еще
закрыты атриовентрикулярные
клапаны. В желудочках остался
конечный систолический объем.
Это очень важный объем, он
является резервным.
18

19.

20. Период наполнения

Начинается с момента открытия
атриовентрикулярных клапанов –
когда давление в желудочках
становится равным 0 – меньше, чем в
предсердиях
20

21.

22. Период наполнения

Давление в желудочках
• Фаза быстрого
стало меньше давления в
наполнения
предсердиях,
атриовентрикулярные
клапаны открылись
Третий тон из-за
быстрого притока крови
(только при графической
регистрации тонов)
• Фаза медленного • В этот момент желудочки
содержат примерно 80%
наполнения
конечного
диастолического объема
22

23. Общая пауза

23

24. Давление в полостях сердца

Систола
Диастола
правое
4-5 мм рт. ст.
Около 0
левое
5-7 мм рт. ст.
правый
30 мм рт. ст.
левый
120 мм рт. ст.
Камера сердца
Предсердия
Желудочки
Около 0
24

25. Начинается новый сердечный цикл

• Во время систолы
предсердий в
желудочки
добавляется еще
примерно 20%
крови – сердце
приобретает
• конечный
диастолический
объем
25

26. Объемы сердца

• Конечный диастолический объем
(КДО) – 130 мл.
• Систолический объем (СО) – 60
мл.
• Конечный систолический объем
(КСО) – резервный объем – 70 мл.
26

27.

27

28. Систолический и минутный объемы у детей

СО в
Новоро 1
жденны год
й
7 лет
2, 5
10, 2
23,0
350,0
1173,0 1955,0 3075,0
мл
МО в
мл
12 лет
41, 0
28

29.

29

30. Параметры сердечного цикла у детей

Цикл
Систола
Диастола
0,42
-
-
1год
0,50
-
-
3года
0,57
-
-
7-8лет
0,64
0,26
0,38
8-11лет
0,68
0,26
0,42
12-14лет
0,68
0,26
0,42
15-20лет
0,77
0,27
0,50
Новорожденные
30

31. ?

Каким образом организуется сердечный
цикл?
31

32. Сердце обладает способностью

• 1
• Самостоятельно генерировать
импульс возбуждения
• Такая способность получила
название автоматия сердца.
32

33. Сердце обладает способностью

• 2
• Распространять импульс
возбуждения так, чтобы сначала
его получили
• предсердия,
• и только потом - желудочки
33

34. Два типа клеток: типичные и атипичные

Типичные – это рабочий миокард
Атипичные клетки отличаются и
строением, и положением в сердце
34

35. Проводящая система сердца

• Установлено, что именно атипичные
клетки ответственны и за
формирование импульса, и за его
распространение ко всем рабочим
кардиомиоцитам
• Клетки образуют проводящую
систему сердца
35

36. Что входит в проводящую систему?

Синоатриальный
узел
• Атриовентрикуляр
ный узел
• Пучок Гиса и
ножки пучка Гиса
• Волокна Пуркинье
36

37. Морфологические особенности атипичных клеток

• Митохондрий мало,
• Саркомеры неупорядочены,
• Миофиламентов мало
Эти клетки
для генерирования и
проведения импульса
возбуждения
37

38. Функциональные особенности атипичных клеток

– Возбудимость - МПП максимальный
диастолический потенциал. Его величина
равна - 60мв - таковы свойства мембраны
– ПД 1 фаза - медленная спонтанная
диастолическая деполяризация (МСДД).
– В развитии деполяризации принимают
участие «медленные» кальциевые каналы.
– 2 фаза быстрая деполяризация.
– 3 фаза реполяризация
38
38

39.

39

40.

40

41.

41

42.

• Автоматия - это свойство
самовозбуждения клеток без
действия внешних
раздражителей и без
импульсов из центральной
нервной системы
42

43. Степень автоматии

это то количество импульсов
возбуждения, которое может
генерировать в минуту каждый
элемент проводящей системы
сердца.
Свойством самовозбуждаться обладают все
клетки проводящей
системы
(атипичные кардиомиоциты) но с
различной степенью автоматии
43

44. Градиент автоматии

Убывание степени автоматии элементов
проводящей системы сердца по мере
удаления их от синусного узла называется
градиентом автоматии.
Синоатриальный узел у человека в покое
генерирует 70-80 имп. в мин
Атриовентрикулярный - 40 имп. в мин.,
Ножки пучка Гиса - 20 имп. в мин., такая
частота не совместима с жизнью.
44

45. Возникновение и распространение импульса возбуждения в проводящей системе

45

46. Водитель ритма сердца

Водителем ритма сердца является
СИНОатриальный узел
В норме импульсная активность
нижележащих водителей ритма
подавляется синоатриальным узлом,
и они выполняют только функцию
проводников возбуждения
46

47. В случае нарушения работы водителя ритма

Его роль берет на себя
атриовентрикулярный узел
47

48. Градиент скорости распространения импульса

Вспомним
последовательность
событий
1000 мм в сек.
50-200 мм в сек.
атриовентрикулярная
задержка
до 4000 мм в сек
400 мм в сек
48

49. Функциональное значение атриовентрикулярной задержки

• Распространение возбуждения таким
образом, чтобы предсердия и
желудочки получили импульс
возбуждения последовательно,
следовательно, и сокращались
последовательно
49

50.

50

51. Итак ! Проводящая система сердца обеспечивает

Итак ! Проводящая система сердца
обеспечивает
Самовозбуждение миокарда
Самовозбуждение с определенным
ритмом (синусный ритм).
Распространение возбуждения
последовательно на предсердия и
желудочки. Проводящая система
организует сердечный цикл.
Вовлечение одновременно всего
миокарда желудочков в возбуждение и
сокращение.
51

52. Основные свойства рабочих кардиомиоцитов

Возбудимость,
• Проводимость,
• Сократимость,
• Рефрактерность
52

53.

Основная функция сердца –
насосная,
осуществляется благодаря
функции рабочих
кардиомиоцитов
53

54. Рабочие кардиомиоциты

• Морфологические особенности
• СПР – выражен в меньшей степени,
чем в скелетных мышцах
54

55. Рабочие кардиомиоциты

• Возбудимость ниже, чем у
скелетной мускулатуры
МПП = - 90 мв
• Функциональное значение низкой
возбудимости: отвечают только на
свой импульс из проводящей
системы
55

56. Рабочие кардиомиоциты

ВОЗБУЖДЕНИЕ
В ГЕНЕРИРОВАНИИ ПД РАБОЧИХ
КАРДИОМИОЦИТОВ ПРИНИМАЮТ
УЧАСТИЕ ИОНЫ
+
Na
++
Ca
56

57.

57

58.

58

59.

59

60.

60

61.

61

62.

62

63.

63

64. Сопоставление возбуждения и возбудимости во время ПД

64

65. Во время возбуждения миокард невозбудим!

65

66. Рабочие кардиомиоциты

• Сокращение
• Роль ионов Са++ : тропонин →
тропомиозин → актин
• Поступление Са++
• 1. Из внеклеточной жидкости –
до 20%,
• 2. Из саркоплазматической сети
до 90%
66

67.

67

68.

• Длительность сокращения
совпадает с длительностью
возбуждения
68

69.

69

70. Итак!

• Во время систолы
• Миокард желудочков невозбудим
• Функциональное значение этого факта:
невосприимчивость к посторонним
раздражителям. , следовательно
обеспечивается сокращение только в
режиме одиночного сокращения и
• невозможность для сердца
сокращаться в режиме тетануса
70

71.

72.

72

73.

ЭКГ – ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАММА
73

74. Функции проводящей системы сердца

Функции проводящей
Самовозбуждение
миокарда
Самовозбуждение с
определенным ритмом
(синусный ритм).
Распространение
возбуждения
последовательно на
предсердия и желудочки.
Вовлечение
одновременно всего
миокарда желудочков в
возбуждение и
сокращение.
системы сердца
74

75.

75

76. Что происходит во время распространения импульса возбуждения во всем сердце?

76

77. Что происходит во время распространения импульса возбуждения в клетках?

• Клетки последовательно
деполяризуются и реполяризуются
77

78. Таким образом !

Сердце во время возникновения и
распространения
возбуждения
представляет собой диполь.
• Этот диполь имеет не только величину,
но и направление, которое все время
изменяется. Следовательно, это еще и
вектор.
78

79. Следовательно:

Есть разность потенциалов
• Есть направление этой
разности потенциалов
79

80. Величину и направление вектора можно зарегистрировать

80

81. Что показывает вольтметр?

• Что получится на бумаге?
81

82.

82

83. ЭКГ

• Это запись
биопотенциалов сердца
во время возникновения
импульса возбуждения и
его распространения по
рабочему миокарду
83

84.

Зубцы, сегменты, интервалы
84

85. Основные элементы ЭКГ

Зубец P
Сегмент PQ
Желудочковый комплекс QRS
Сегмент ST
Зубец T
Соотношение амплитуды зубцов
P,R и T
85

86.

86

87. Возбуждение миокарда, запись и названия зубцов

87

88.

88

89. Моментный вектор сердца

89

90. Электрическая ось сердца – суммарный моментный вектор

90

91. Стандартные отведения

91

92.

92

93.

93

94. Электрокардиография позволяет определить

Происходит ли самовозбуждение?
Каков ритм самовозбуждения сердца
В ту ли сторону распространяется
возбуждение
С какой скоростью распространяется
импульс?
Какова продолжительность возбуждения
отделов сердца
Как долго протекает реполяризация
миокарда
94

95. Регуляция деятельности сердца

95

96. Задачи регуляции

• обеспечить оптимальное
кровоснабжение органов и
тканей при различных
функциональных состояниях
организма.
96

97. Объект регуляции

• Результат работы сердца –
МОК
• МОК = УО * ЧСС
• Регулируется сила и частота
сокращений сердца
97

98.

В норме МОК =
• 60 мл/удар * 75
ударов/мин = 4500 мл/ мин
= 4,5 литра
• При физической работе МОК
увеличивается до 30 литров
98

99. Вспомним уровни регуляции

Регуляция, обусловленная
свойствами структуры миогенная саморегуляция
Местная регуляция внутрисердечная нервная
регуляция
Системная нервная – рефлекторная
регуляция
99
Системная гуморальная регуляция

100. Миогенная саморегуляция МОК

• Денервированное
(пересаженное) сердце
регулирует СО в зависимости
от притока крови
100

101.

Внутрисердечная миогенная
регуляция представленна
гетерометрической и
гомеометрической
саморегуляцией
• позволяет приспосабливать работу
сердца к изменениям венозного притока
и артериального сопротивления
101

102. Гетерометрическая саморегуляция

• Осуществляется в соответствии с
законом сердца Франка-
Старлинга.
• Чем больше крови поступает в
желудочки во время диастолы
• тем с большей силой они
сокращаются во время систолы
102

103. Как это объяснить? Оптимальная длина саркомера: 1.5 – 2.2 мкм

• Чем больше
растянут
саркомер, тем
больше циклов
совершают
миозиновые
головки
103

104. В соответствии с КДО ( количество циркулирующей крови, величина венозного возврата, сила предыдущего сокращения)

Это регуляция
В соответствии с КДО
( количество циркулирующей крови,
величина венозного возврата, сила
предыдущего сокращения)
104

105. Гомеометрическая саморегуляция – регуляция по постнагрузке

• Сердце способно увеличивать
силу сокращения и при
неизменной исходной длине
волокон миокарда. Такой
механизм регуляции
проявляется при увеличении
давления в аорте (эффект
Анрепа).
105

106. Сила сокращения сердца может увеличиться

106

107. Как это объяснить?

Увеличение силы
сокращения в
этих условиях
объясняется
поступлением
большего
количества ионов
кальция в
кардиомиоциты во
время периода
напряжения
107

108. В соответствии с сопротивлением в аорте – (величина общего сосудистого сопротивления, жесткость сосудов и аорты, ОЦК)

Это регуляция
В соответствии с
сопротивлением в аорте –
(величина общего сосудистого
сопротивления, жесткость сосудов и
аорты, ОЦК)
108

109.

109

110. Внутрисердечная регуляция МОК

Факт!
Если растянуть
одну часть
сердца, сила
сокращения
увеличивается
во всем сердце
110

111.

111

112. Центральная регуляция

– Локализация рецепторов,
модальность , механизмы
возбуждения.
– Пути в ЦНС (афферентный путь).
– Локализация, структура и связи
центра
– Эфферентный путь
– Эффекты
112

113. Рецепторы

Рецепторы
растяжения
Возбуждени
е при
повышении
МОК
113

114. Центр

Ядро одиночного пучка
Ядра блуждающего нерва
Бульбарный кардиоваскулярный центр
Центр имеет две зоны:
усиливающую и ослабляющую
деятельность сердца
114

115.

Парасимпатический
центр обладает
тонической
активностью,
которая заключается
в постоянном
поступлении к
сердцу нервных
импульсов,
угнетающих его
деятельность
115

116. Эффекты

Норадреналина
положительные
дромотропный,
батмотропный,
хронотропный
инотропный
ацетилхолина
отрицательные
дромотропный,
• батмотропный,
• хронотропный
• инотропный
116

117.

117

118.

118

119. Эффект норадреналина обусловлен взаимодействием с β1-адренорецепторами

119

120. Ацетилхолин

• Влияние АХ сказывается больше в
уменьшении ЧСС.
• Однако уменьшение ЧСС вместе с
некоторым ослаблением силы
сокращений могут снижать до 50%
и более МОК
120

121. Гемодинамический рефлекс –

• Рецепторы в сосудах
• Работа сердца регулируется в
соответствии с МОК –
регуляция по
принципу отклонения
121

122.

122

123.

123

124. Сопряженные рефлексы

124

125. Гуморальная регуляция МОК

Прямо
Адреналин (норадреналин) - β1
Косвенно Тироксин, трииодтиронин (гормоны
щитовидной железы)
Кортизол (кора надпочечников)
Ангиотензин II (плазма крови)
125

126. Ретикулярная формация

Расположение обеспечивает возбуждение от
любого информационного потока
Сетевое строение обеспечивает высокую надежность
Раздражение любой из ее частей охватывает всю данную
структуру
Нейроны полимодальные (свет, звук, температура)
Реверберация возбуждения (свойства нейронной сети
пролонгировать возбуждение)
Таким образом, нейроны бульбарного
кардиоваскулярного
центра изменяют
свою активность в соответствии с
любым
потоком
информации,
поступающим в ретикулярную формацию
126

127. Гипоталамус

в гипоталамус поступает информация о
состоянии внутренней среды организма
На основании этой информации происходит
формирование мотиваций - побуждений к
изменению поведения.
• Под влиянием мотивации и при участии коры
головного мозга происходит формирование
программы конкретного поведения, в
которую включается и изменение
работы сердца.
127

128. Кора головного мозга

Нет зон коры связанных с регуляцией
МОК
Образование условных рефлексов в
соответствии с целенаправленным
поведением
128