Какая система органов руководит работой организма?
Нервная система
1. Чтобы восстановить работу остановившегося сердца, кровь, Сж обогащённую кислородом, направляют в аорту, против естественного тока крови. Куда пойдёт кровь: в левый желудочек или в сосуды, питающие сердце, которые начинаются под полулунными клапанами со стороны аорты?
Кровь, обогащенная кислородом, пойдет в коронарные сосуды, начинающиеся под полулунными клапанами со стороны аорты. Это делается для того, чтобы обогащенная кровь поступила сначала по сосудам к сердцу. Тогда зашлакованные в результате анаэробного окисления (пытаясь выжить при сниженном количестве кислорода) продуктами распада белков (меленой, смегмой, гидропиритом) клетки сердца оживают, и сердце начинает сокращаться самостоятельно, неся кислород к остальным органам.
2. Что такое автоматизм сердца?
Способность органа ритмически возбуждаться без внешних раздражений под влиянием импульсов, возникающих в нем самом, называют автоматизмом
3. Как влияет на работу сердца центральная нервная система?
Центральная нервная система не изменяет последовательность сокращений предсердий и желудочков, но она может изменять их ритм. Когда человек отдыхает, сердце работает медленнее. Когда он занят напряженной физической работой, сердце работает сильнее и чаще. Это происходит потому, что к сердцу подходят два нерва: симпатический - ускоряющий и блуждающий, замедляющий сердечную деятельность.
4. Какие вещества влияют на работу сердца гуморальным путём? Могут ли они изменить последовательность сокращений отделов сердца?
Регуляция работы сердца происходит и гуморалъно, веществами, которые приносит к органам кровь. Одни из них, например адреналин, соли кальция, усиливают сердечную деятельность, другие ее ослабляют. К последним относятся ацетилхолин, соли калия и др. Эти вещества не могут изменить последовательность сокращения отделов сердца.
5. Как поддерживается постоянство артериального давления крови?
Симпатический и блуждающий нервы относятся к вегетативной нервной системе. Они регулируют работу не только сердца, но и кровеносных сосудов. Так, симпатический нерв не только усиливает деятельность сердца, но и сужает артериальные сосуды, отходящие от сердца. Вследствие этого давление на стенки артериальных сосудов повышается. Но если оно достигает критического уровня, усиливается действие блуждающего нерва, который не только ослабляет деятельность сердца, но и расширяет просвет артериальных сосудов. Это приводит к понижению давления. В результате у здорового человека уровень артериального давления поддерживается в пределах определенных границ. Если оно станет ниже нормы, усилится действие симпатических нервов, которые исправят положение.
6. Как можно использовать знания о вегетативных сосудистых рефлексах для тренировки сердца и сосудов?
Если раздражать нервные окончания в сердце, то сердце будет работать быстрее и в следствии этого будет тренироваться кардио мышца. Но подбирать комплекс упражнений нужно аккуратно, что бы не перегрузить сердце.
МОАУ «Гимназия имени Александра Грина» г. Кирова
Конспект урока
«Движение крови по сосудам. Регуляция работы сердца и кровеносных сосудов»
8 класс
Шишкина Наталья Ивановна,
г.Киров
2012 год
Тема урока: Движение крови по сосудам. Регуляция работы сердца и кровеносных сосудов. Цель: Создать условия для осознания блока новой информации с помощью компьютерной презентации. Задачи урока:Раскрыть причины движения крови
Выяснить природу пульса
Сформировать представление об автономии сердца, местной и центральной регуляции
Организационный этап.
Проверка домашнего задания по вариантам.
Движение крови по кровеносным сосудам.
Наследственное заболевание, выражающееся в склонности к кровотечениям в результате несвертываемости крови
Путь крови от левого желудочка до правого предсердия
Препарат из убитых или ослабленных микроорганизмов
Белые кровяные клетки
Жидкая часть крови
Группа крови универсального донора
Вещество, вырабатываемое лейкоцитами на чужеродный белок
Кровь, насыщенная кислородом
Самый крупный сосуд
Процесс пожирания инородных тел лейкоцитами
Кровь, насыщенная углекислым газом
Способность организма защищаться от инфекционного воздействия
Человек, предоставляющий часть своей крови для переливания
Путь крови от правого желудочка до левого предсердия
Сосуды, несущие кровь от сердца
Красные кровяные клетки
Вещество, входящее в состав эритроцитов.
Кровеносные сосуды, по которым кровь движется к сердцу
Колебания стенок сосудов, вызванные изменениями давления крови в сосудах в ритме сокращения сердца
Мотивационный этап.
По мнению японский профессор К. Ниши, «здоровье человека зависит от того, как обращается кровь по сосудам, насколько беспрепятственно протекает она, какова скорость и сила ее движения, насколько совершенен ее состав».
«Жизнь - это и есть движение, а движение есть жизнь».
Изучение нового материала.
Что же заставляет двигаться кровь по нашим сосудам?
Работа сердца
Разность кровяного давления
В аорте – 150 мм рт. ст.,
В крупных артерия - 120 мм рт. ст.,
В капиллярах – 30 мм рт. ст.,
В венах около 10 мм рт. ст..
Сокращение скелетной мускулатуры нижних конечностей
Присасывающая сила грудной клетки
Наличие клапанов в крупных венах
- Что такое пульс?
- Как можно доказать, что пульс зависит от колебания стенок артерий и не зависит от того, движется ли кровь в сосуде или нет?
Посмотрев видеофрагмент и измерьте ваш пульс.
Источники:
1. Драгомилов А.Г., Маш Р.Д., Биология. 8 класс, Москва, издательство «Вентана-Граф»,2007 год; 2. Анатомия человека М. Г. Привес, Н.К. Лысенков С-Пб, издательство «Гиппократ», 1999г.; 704с. 3. Б. Э. С. том 1. А. М. Прохоров. Москва, «Сов. Энциклопедия», 1991г., 863с 4. Дет. Энциклопедия. Д.И. Щербаков. Том 7. Москва, издательство «Просвещение», 1966г, 527с. 5. http://bio.1september.ru/ 6. http://www.sci.aha.ru/ATL/ra00.htmБиология 8 класс
Тема: Регуляция работы сердца и кровеносных сосудов.
Цель: сформировать представления о нейрогуморальной регуляции работы сердца и автоматизме сердечной деятельности.
Задачи урока.
Образовательные:
сформировать представления о нейрогуморальной регуляции работы сердца и автоматизме сердечной деятельности;
указать связь местной и центральной, нервной и гуморальной регуляции;
учить пользоваться функциональными пробами для самоконтроля своего физиологического состояния и тренированности, выполнять лабораторные работы, интерпретировать результаты опытов и делать выводы.
Развивающие:
развивать память, речь, мышление, аналитико – синтетические умения, наблюдательность, умение сравнивать, обобщать, составлять схемы, выделять главное, работать с различными источниками информации; компетентность школьников; творческие способности (составлять графические конспекты, обдумывать проблемные вопросы);
развивать познавательный интерес к предмету и своему организму средствами наглядности, ИКТ, использованием цитат, проблемных вопросов, опытов ученых, выполнением лабораторных работ;
Воспитательные:
Воспитывать дисциплинированность, культуру умственного труда, самостоятельность, трудолюбие, уважение к выступающему;
Воспитывать чувство ответственности за свое здоровье.
Оборудование: демонстрационное – презентация, видеофрагмент «Гуморальная регуляция работы сердца» (ЭОР «Биология 8 класс» изд-во Дрофа); иное - карточки опроса д/з, цветные мелки.
Понятия (новые): автоматизм, симпатический и блуждающий нерв, гуморальная регуляция, адреналин, ацетилхолин, абстиненция.
Тип урока – комбинированный урок
Методы, приемы и оборудование
Ход урока
Эмоциональный настрой на урок
Организационный момент:
Приветствие,
Беседа с дежурным.
Индивидуальный опрос у доски
Карточка опроса д/з
Индивидуальный опрос по карточке
Работа с обратной стороны доски
Карточка опроса д/з, цветные мелки
Фронтальный опрос
Проверка домашней задачи
МПС (математика)
Ответ у доски и по карточке
Дополнение и корректировка
Микроитог
I Проверка домашнего задания
1.Индивидуальный опрос у доски
Дать развернутый ответ на вопросы:
Что является причиной движения крови по сосудам?
Как изменяется давление крови в разных сосудах?
Что произошло бы с кровотоком, если давление в местах, где начинается и кончается его движение, было бы одинаковым?
Каким прибором и в какой последовательности измеряют артериальное давление?
Как изменяется скорость кровотока в артериях, капиллярах и венах?
2.Индивидуальный опрос по карточке (на доске)
Задание: какой путь (через какие сосуды и отделы сердца) пройдет с кровью до мышц ног лекарство, если его ввести в мышцы руки? Объясните и нарисуйте цветными мелками схему, условно изобразив руку, ногу, легкие и сердце. Стенки сосудов и сердца обозначьте одной линией, стрелочками – направление движения, артериальную кровь – красным цветом!
3.Фронтальный опрос
Что такое артериальное давление?
Какое артериальное давление считается верхним, а какое – нижним?
Какие заболевания, связанные с нарушением артериального давления вы знаете? В чем их причина?
Почему участок сердечной стенки, восстановившейся после перенесенного инфаркта, не может сокращаться?
Что такое пульс? Где его можно прощупать?
В чем причина пульса?
Почему при переходе от одной деятельности к другой меняется кровоснабжение органов?
Каким опытом это можно доказать?
Решение домашней задачи: Известно, что сердце человека сокращается в среднем 70 раз в минуту. При каждом сокращении выбрасывается 150 см 3 крови. Какой объем крови прокачивает ваше сердце за время 6 уроков в школе?
(70 ударов X 150 см 3 = 10500 см 3 - объем крови за одну минуту;
6 уроков X 40 минут = 240 минут – составляют все уроки;
240 минут X 10500 см 3 = 2 520 000 см 3 = 2520 литров)
4.Ответ у доски и по карточке. Микроитог .
Сообщение темы урока
Постановка проблемы урока
Сообщение исторического факта
Демонстрация презентации
Обсуждение проблемного вопроса в группах, анализ подсказок
На слайде - подсказки
Высказывание своих предположений
Дополнение учителя
Запись темы в тетрадь
I I Работа по теме урока
1)Сообщение темы, постановка проблемы урока
С очень давних времен люди пытались познать свой организм, интересовались функциями различных органов и, конечно, работой сердца. Нет почти ни одного мыслителя древнего мира, который не затрагивал бы этих вопросов. Среди ярких имен эпохи Возрождения видное место занимает имя Андреаса Везалия – врача, основателя научной анатомии.
Блестящие исследования Везалия привели к столкновению с католической церковью. Доведенный своими врагами до отчаяния, он прекратил научную деятельность в Италии, сжег свои рукописи и стал придворным врачом в Мадриде, где и произошло событие, послужившее поводом для суда инквизиции над гениальным анатомом.
Однажды Везалий вскрыл труп, чтобы установить причину его смерти. Каков же был ужас его и всех присутствующих, когда после вскрытия грудной клетки трупа они увидели слабо сокращающееся сердце! Инквизиция обвинила Везалия во вскрытии живого человека и приговорила к паломничеству в Палестину, из которого он не вернулся.
Но почему же все-таки сокращалось сердце трупа? Неужели выдающийся врач, каким был Андреас Везалий, принял за мертвеца живого человека? Ответить на этот вопрос не мог никто, даже сам Везалий, ведь уровень знаний той эпохи был еще очень низок. Ответ на него человечество получило лишь только через три столетия.
- Как объяснить роковой случай с Везалием? (обсуждение в группах)
На доске – подсказки:
1.Сердце животных, например, лягушки, можно долго сохранять работающим в физиологическом растворе для холоднокровных. При этом последовательность сокращений отделов сердца сохраняется.
3.Если сердце лягушки разрезать на части – отдельные его части также будут сокращаться.
Предположения детей.
Эти факты свидетельствуют о том, что сердце имеет собственный «встроенный» в него механизм, возбуждающий сокращения мышечных волокон.
Сегодня на уроке мы поговорим о регуляции работы и гигиене сердца и сосудов. Тема урока «Регуляция работы сердца и кровеносных сосудов»
Повествовательный рассказ
Работа с новым понятием
Демонстрация презентации
Работа с новыми понятиями
Работа с графическим конспектом – схемой
Графический конспект на слайде
2)Понятие об автоматии сердца. Нервная регуляция.
Способность органа ритмически возбуждаться без внешних раздражений под влиянием импульсов, возникающих в нем самом, называют автоматизмом . Автоматизмом обладает и сердце.
Автоматизм обеспечивается особыми мышечными волокнами (узлами) в разных частях правого предсердия , способными самовозбуждаться.
Синоатриальный узел называют водителем сердечного ритма, так как именно в нем зарождается каждая волна возбуждения; при остановке сердца этот участок последним перестает биться. Местонахождение: в правом предсердии, у места впадения верхней полой вены).
От этого узла отходит пучок специализированных волокон – путь, по которому волна возбуждения передается от предсердий к желудочкам. Передача импульса происходит с задержкой в 0,15 с, благодаря чему систола предсердий заканчивается раньше, чем начинается систола желудочков.
Атриовентрикулярный узел находится в правом предсердии, у перегородки, отделяющей предсердие от желудочка.
Демонстрация картинки с изображением местонахождения узлов
ЦНС не изменяет последовательность сокращений камер сердца, однако, влияет на ритм сокращений. Нервы вегетативной нервной системы: симпатический – ускоряющий работу сердца, сужает артериальные сосуды, кровяное давление повышается; блуждающий (парасимпатический) – замедляющий работу сердца, расширяет просвет артериальных сосудов, давление понижается. Но было бы ошибочно думать, что в целом организме сердца работает самостоятельно, независимо от общего состояния организма. Работа сердца находится под контролем ЦНС, и его деятельность изменяется под влиянием возбуждения, которое поступает из головного мозга. Это позволяет сердечно – сосудистой системе постоянно приспосабливаться к меняющимся условиям внешней и внутренней среды. Таким образом, обеспечивается нервная регуляция работы сердца и кровеносных сосудов.
На доске – часть графического конспекта :
Регуляция работы сердца и сосудов
Нервная Гуморальная
возбуждение особых
Автоматизм мышечных волокон
правого предсердия
ЦНС (вегетативный отдел):
симпатический – ускоряет
блуждающий – замедляет
Вопрос: при жаре и волнении кожа краснеет, на холоде и испуге – бледнеет. Почему?
Демонстрация видеофрагмента
Самостоятельная работа с опорной схемой
Беседа
Дополнение учителя
3)Гуморальная регуляция работы сердца и сосудов
Регуляция работы кровеносной системы происходит и гуморальным путем.
Задание: посмотрите видеофрагмент о гуморальной регуляции работы сердца и сосудов. Выделите ключевые слова и понятия для дополнения графического конспекта - схемы.
Демонстрация видеофрагмента «Гуморальная регуляция работы сердца» (ЭОР «Биология 8 класс» изд-во Дрофа)
Самостоятельная работа в тетрадях по составлению опорной схемы.
Беседа
- В чем отличие гуморальной регуляции от нервной?
- Какие вещества оказывают влияние на работу сердца гуморальным путем?
Дополнение учителя
Адреналин вызывает сужение большинства сосудов, усиливает сокращения сердца, повышает артериальное давление.
- Могут ли они изменить последовательность сокращений отделов сердца?
Сообщение интересных фактов
Это интересно!
*Для повышения надежности всей кровеносной системы сокращение легочной артерии регулируется 13 гормонами, а ее расслабление вызывается действием 7 гормонов.
*При физических и эмоциональных напряжениях сердце перекачивает в среднем за 1 минуту в 3-5 раз больше крови, чем в покое.
*Сердце за жизнь человека сокращается 25 млрд. раз. Этой работы достаточно, чтобы поднять железнодорожный состав на гору Монблан.
Тестирование (интерактивное задание)
Опрос «по цепочке»
I I I Обобщающий контроль
Тест «Молодец!» (интерактивное задание)
1.Что происходит с просветом большинства кровеносных сосудов при повышении в крови концентрации гормона адреналина? а)не изменяется, б)уменьшается , в)увеличивается.
2.Какая из жидкостей непосредственно взаимодействует с клетками разных органов? а)плазма, б)лимфа, в)тканевая .
3.Как возбуждение нервного центра симпатического нерва влияет на частоту и силу сокращения сердца? а)не изменяет, б)уменьшает, в)увеличивает .
4.Одинаковое или разное количество крови протекает в единицу времени по обеим полым венам и по аорте? а)одинаковое , б)разное.
5.Как выкуривание сигареты влияет на диаметр кровеносных сосудов? А)не изменяет, б)уменьшает , в)увеличивает.
6.Как повышение концентрации ионов кальция в крови влияет на силу сокращения сердца? А)не изменяет, б)уменьшает, в)увеличивает .
7.Возбуждение, приходящее к сердцу по одному из нервов, ведет к уменьшению частоты и силы сокращений сердца. Назовите этот нерв. А)симпатический, б)блуждающий .
8.Отдел сердца, в особых мышечных клетках которого периодически и самопроизвольно возникает возбуждение, распространяющееся затем по всей сердечной мышце. А)правое предсердие , б)левое предсердие, в)правый желудочек.
9.Какая по насыщенности кислородом кровь течет по легочным венам? А)артериальная , б)венозная.
Формулирование выводов
Выводы – на слайде
Рефлексия
I V Итог урока. Рефлексия.
Выводы
1.Сердце способно возбуждаться без внешних раздражителей, под влиянием импульсов, возникающих в нем самом.
2.Регуляция работы сердца и сосудов осуществляется как нервным, так и гуморальным путем.
Рефлексия
- Понравился ли вам урок?
- Как вы думаете, был ли материал урока полезным для вас?
- Было ли что – то в уроке, что удивило, заставило задуматься?
Выдача и объяснение домашнего задания
V Домашнее задание
1) § 20- пересказ, ответить на вопросы.
2)Выполнить и оформить в тетради лабораторную работу «Доказательство вреда курения»;
3)Индивидуальные задания – подготовить доклады «Наиболее распространенные заболевания ССС и их причины», «Правильное питание для укрепления ССС», «Влияние алкоголя на сердечно- сосудистую систему», «Роль психологических факторов в развитии заболеваний ССС», «Успехи медицины в лечении заболеваний ССС».
Регуляция работы сердца
Если извлечь из трупа недавно погибшего человека сердце и пропустить через его сосуды питательную жидкость, обогащенную кислородом, оно может некоторое время сокращаться вне организма. При этом сокращения предсердий, желудочков и пауза будут проходить в нормальной последовательности. Это происходит потому, что в мышце сердца находятся нервно-мышечные структуры, способные обеспечивать его работу.
Способность органа ритмически возбуждаться без внешних раздражений под влиянием импульсов, возникающих в нем самом, называют автоматизмом . Автоматизмом обладает и сердце.
Быстрое и точное приспособление кровообращения к потребностям организма достигается благодаря многообразным механизмам регуляции работы сердца . Регуляторные механизмы можно разделить на внесердечные механизмы (нервная и гуморальная регуляция), и внутрисердечные механизмы (саморегуляция).
1. Нервная и гуморальная регуляция образуют единый нервно-гуморальный механизм регуляции работы сердца, обеспечивающий нормальное функционирование организма в меняющихся условиях среды.
Нервная регуляция работы сердца осуществляется вегетативной нервной системой. Нервные импульсы, поступающие к сердцу по ветвям блуждающего нерва (парасимпатическая нервная система), уменьшают силу и частоту сокращений. Импульсы, приходящие к сердцу по симпатическим нервам, повышают частоту и силу сердечных сокращений. Их центры находятся в шейном отделе спинного мозга. Активность симпатического и парасимпатического отделов регулирует центральная нервная система по механизму обратной связи: при повышении симпатической активности парасимпатическая снижается и наоборот. Центральная нервная система постоянно контролирует работу сердца посредством нервных импульсов. Например, у человека учащаются сокращения сердца, когда он быстро встаёт из положения лёжа. Дело в том, что переход в вертикальное положение приводит к накоплению крови в нижней части туловища и уменьшает кровенаполнение верхней части, особенно головного мозга. Чтобы восстановить кровоток в верхней части туловища, от рецепторов сосудов поступают импульсы в центральную нервную систему. Оттуда к сердцу по нервным волокнам передаются импульсы, ускоряющие сокращение сердца.
Центральная нервная система не изменяет последовательность сокращений предсердий и желудочков, но она может изменять их ритм. Когда человек отдыхает, сердце работает медленнее. Когда он занят напряженной физической работой, сердце работает сильнее и чаще. Это происходит потому, что к сердцу подходят два нерва: симпатический - ускоряющий и блуждающий , замедляющий сердечную деятельность.
Симпатический и блуждающий нервы относятся к вегетативной нервной системе. Они регулируют работу не только сердца, но и кровеносных сосудов. Так, симпатический нерв не только усиливает деятельность сердца, но и сужает артериальные сосуды, отходящие от сердца. Вследствие этого давление на стенки артериальных сосудов повышается. Но если оно достигает критического уровня, усиливается действие блуждающего нерва, который не только ослабляет деятельность сердца, но и расширяет просвет артериальных сосудов. Это приводит к понижению давления. В результате у здорового человека уровень артериального давления поддерживается в пределах определенных границ. Если оно станет ниже нормы, усилится действие симпатических нервов, которые исправят положение.
Гуморальная регуляция (лат. humor — жидкость) — один из механизмов координации процессов жизнедеятельности в организме, осуществляемый через жидкие среды организма (кровь, лимфу, тканевую жидкость) с помощью биологически активных веществ, выделяемых клетками, тканями и органами при их функционировании. Важную роль в гуморальной регуляции играют гормоны. Например, ацетилхолин оказывает угнетающее влияние на работу сердца, при этом чувствительность к этому веществу так велика, что в дозе 0,0000001 мг он отчётливо замедляет сердечный ритм. Противоположное действие оказывает адреналин, который даже в очень малых дозах усиливает работу сердца. Сердце чувствительно к ионному составу крови. Ионы кальция повышают возбудимость клеток миокарда, но высокая их насыщенность может вызывать остановку сердца, ионы калия угнетают функциональную активность сердца.
2. Второй уровень представлен внутрисердечными механизмами , регулирующими работу сердца на органном уровне, а также внутриклеточными механизмами, которые регулируют силу сердечных сокращений, скорость и степень расслабления миокарда.
В сердце функционирует внутриорганная нервная система, образующая миниатюрные рефлекторные дуги. Так, увеличение притока крови к правому предсердию и растяжение его стенок приводят к усилению сокращения левого желудочка.
Внутриклеточные механизмы регуляции имеют место, например, у спортсменов. Регулярная мышечная нагрузка приводит к усилению синтеза сократительных белков миокарда и утолщению стенок сердца и увеличению его размеров. Так, если масса нетренированного сердца составляет 300 г, то у спортсменов она увеличивается до 500 г.
Сердце способно возбуждаться без внешних раздражений, под влиянием импульсов, возникающих в нем самом. Последовательность сокращений предсердий, желудочков и паузы определяется внутренним автоматизмом сердца.
Регулирует работу сердца в целом вегетативный отдел нервной системы. Симпатический нерв ускоряет и усиливает деятельность сердца, блуждающий нерв - тормозит. Эти нервы влияют и на просвет сосудов, отходящих от сердца. Благодаря их согласованной работе поддерживается стабильное артериальное давление. На сердце и сосуды влияют также гуморальные факторы, в частности гормон адреналин, ацетилхолин, соли кальция и калия, а также некоторые другие вещества.
Различные факторы влияют на свойства сердечной мышцы (возбудимость, проводимость, сократимость, автоматизм, тонус) и, следовательно, на основные параметры деятельности сердца - частоту и силу сокращений.
Влияния на частоту сердечных сокращений называются хронотропными, на силу сокращений -инотропными, на возбудимость -батмотропными, на проводимость -дромотропными, на тонус сердечной мышцы -тонотропными влияниями. Влияния, вызывающие увеличение этих показателей называются положительными, а уменьшение - отрицательными.
Регуляция деятельности сердца. Принято различать несколько форм регуляции деятельности сердца: авторегуляцию (представленную двумя ее видами - миогенным и нейрогенным) и экстракардиальную регуляцию (нервную, гуморальную, рефлекторную).
Миогенная авторегуляция включает в себя гетерометрический и гомеометрический механизмы.Гетерометрический механизм опосредован внутриклеточными взаимодействиями и связан с изменением взаиморасположения актиновых и миозиновых нитей в миофибриллах кардиомиоцитов при растяжении миокарда кровью, поступающей в полости сердца. Растяжение миокардиоцитов приводит к увеличению количества миозиновых мостиков, способных соединить миозиновые и актиновые нити во время сокращения. Чем более растянут кардиомиоцит, тем на большую величину он может укоротиться при сокращении, и тем более сильным будет это сокращение. Этот вид регуляции был установлен на сердечно-легочном препарате и сформулирован в виде "закона сердца" илизакона Франка-Старлинга. Согласно этому, закону, чем больше миокард растянут во время диастолы, тем больше сила последующего сокращения (систолы). Предсистолическое растяжение миокарда обеспечивается дополнительным объемом крови, нагнетаемым в желудочки во время систолы предсердии. При утомлении сердечной мышцы и длительной нагрузки (например, при гипертонии) этот закон проявляется только в том случае, если сердечная мышца растягивается значительно больше, чем обычно. Однако, величина минутного объема сердца и в этих состояниях длительное время удерживается на нормальном уровне. При дальнейшем нарастании утомления или нагрузки этот показатель уменьшается.
Гомеометрическая авторегуляция сердца связана с определенными межклеточными отношениями и не зависит от пред систолического его растяжения. Большую роль в гомеометрической регуляции играют вставочные диски - нексусы, через которые миокардиоциты обмениваются ионами и информауией. Реализуется данная форма регуляции в виде "эффекта Анрепа" - увеличение силы сердечного сокращения при возрастании сопротивления в магистральных сосудах.
Другим проявлением гомеометрической регуляции является так называемая ритмоинотропная зависимость: изменение силы сердечных сокращений при изменении частоты. Это явление обусловлено изменением длительности потенциала действия миокардиоцитов и, следовательно, изменением количества экстрацеллюлярного кальция, входящего в миокардиоцит при развитии возбуждения.
Нейрогенная авторегуляция сердца в своей основе имеет периферические внутрисердечные рефлексы. Рефлексогенные зоны (скопление рецепторов, с которых начинаются определенные рефлексы) сердца условно делятся на контролирующие "вход" (приток крови к сердцу), "выход" (отток крови от сердца) и кровоснабжение самой сердечной мышцы (расположены в устьях коронарных сосудов). При любом изменении параметров этих процессов возникают местные рефлексы, направленные на ликвидацию отклонений гемодинамики. Например, при увеличении венозного притока и увеличении давления в устьях полых вен и в правом предсердии возникает рефлекс Бейнбриджа заключающийся в увеличении частоты сокращений сердца.
Экстракардиальная регуляция. Гуморальная регуляция. Сердечная мышца обладает высокой чувствительностью к составу крови, протекающей через ее сосуды и полости сердца. К гуморальным факторам, которые оказывают влияние на функциональное состояние сердца, относятся:
Гормоны (адреналин, тироксин и др.);
Ионы (калия, кальция, натрия и др.);
Продукты метаболизма (молочная и угольная кислоты и др.);
Температура крови.
Адреналин оказывает на сердечную мышцу положительный хроно- и инотропный эффект. Его взаимодействие с бета-адренорецепторами кардиомиоцитов приводит к активации внутриклеточного фермента аденилатциклазы, которая ускоряет образование циклического АМФ, необходимого для превращения неактивной фосфарилазы в активную. Последняя обеспечивает снабжение миокарда энергией путем расщепления внутриклеточного гликогена с образованием глюкозы. Такое же влияние на сердце (и тем же путем) оказываетглюкагон.
Гормон щитовидной железы - тироксин - обладает ярко выраженным положительным хронотропным эффектом и повышает чувствительность сердца к симпатическим воздействиям.
Положительный инотропный эффект на сердце оказывают кортикостероиды, ангиотензин, серотонин.
Избыток ионов калия оказывает на сердечную деятельность отрицательный ино-, хроно-, батмо- и дромотропный эффекты. Повышение концентрации калия в наружной среде приводит к снижению величины потенциала покоя (вследствие уменьшения градиента концентрации калия), возбудимости, проводимости и длительности ПД.
При значительном увеличении концентрации калия сино-атриальный узел перестает функционировать как водитель ритма, и происходит остановка сердца в фазе диастолы. Снижение концентрации ионов калия приводит к повышению возбудимости центров автоматии, что может сопровождаться, прежде всего, нарушениями ритма сердечных сокращений.
Умеренный избыток ионов кальция в крови оказывает положительный инотропный эффект. Это связано с тем, что ионы кальция активируют фосфарилазу и обеспечивают сопряжение возбуждения и сокращения. При значительном избытке ионов кальция происходит остановка сердца в фазе систолы, т.к. кальциевый насос миокардиоцитов не успевает выкачивать избыток ионов кальция из межфибриллярного ретикулума и разобщение нитей актина, и миозина, следовательно, и расслабления не происходит.
Нервная регуляция. Нервные влияния на деятельность сердца осуществляются импульсами, которые поступают к нему по блуждающему и симпатическим нервам. Тела первых нейронов, образующих блуждающие нервы, расположены в продолговатом мозге. Их аксоны, образующие преганглионарные волокна, идут в интрамуральные ганглии, расположенные в стенке сердца. Здесь находятся вторые нейроны, аксоны которых образуют постганглионарные волокна и иннервируют сино-атриальный узел, мышечные волокна предсердий, атрио-вентрикулярный узел и начальную часть проводящей системы желудочков.
Первые нейроны, образующие симпатические нервы, иннервирующие сердце, расположены в боковых рогах пяти верхних грудных Сегментов спинного мозга. Их аксоны (преганглионарные волокна) заканчиваются в шейных и верхних грудных симпатических узлах, в которых находятся вторые нейроны, отростки которых (постганглионарные волокна) идут к сердцу. Большая их часть отходит от звездчатого ганглия. Симпатическая иннервация, в отличие от парасимпатической, более равномерно распределена по всем отделам сердца, включая миокард желудочков. Братьями Э. и Г. Вебер впервые было показано, что раздражение блуждающих нервов оказывает на деятельность сердца отрицатель-вый ино-, хроно-, батмо- и дромотропный эффекты. Микроэлектродные отведения потенциалов от мышечных волокон предсердий показали, что при сильном раздражении блуждающего нерва происходит увеличение мембранного потенциала (гиперполяризация), которое обусловлено повышением проницаемости мембраны для ионов калия, что препятствует развитию деполяризации. Гиперполяризация пейсмекерных клеток сино-атриального узла снижает их возбудимость, что приводит вначале к запаздыванию развития МДД в сино-атриальном узле, а затем и полному ее устранению, что приводит сначала к замедлению сердечного ритма, а затем к остановке сердца. Инотропный эффект связан с укорочением ПД миокарда предсердий и желудочков. Дромотропный - связан с уменьшением атрио-вентрикулярной проводимости.
Однако, слабое раздражение блуждающего нерва может вызывать симпатический эффект. Это объясняется тем, что в сердечном интрамуральном ганглии, кроме холинэргических эфферентных нейронов, находятся адренэргические, которые, обладая более высокой возбудимостью, формируют симпатические эффекты.
Вместе с тем, при одной и той же силе раздражения эффект блуждающего нерва может иногда сопровождаться противоположными реакциями. Это связано со степенью наполнения кровью полостей сердца и сердечных сосудов, т. е. с активностью собственного (внутрисердечного) рефлекторного аппарата. При значительном наполнении и переполнении сосудов и полостей сердца, раздражение блуждающего нерва сопровождается тормозными (отрицательными) реакциями, а при слабом наполнении сердца и, следовательно, слабом возбуждении механорецепторов внутрисердечной нервной сети - стимулирующими (положительными).
Исследованиями И.Ф. Циона впервые было показано, что раздражение симпатических нервов оказывает на сердечную деятельность положительные хроно-, ино-, батмо- и тромотропныи эффекты. Среди симпатических нервов, идущих к сердцу, И.П. Павлов обнаружил нервные веточки, раздражение которых вызывает только положительный инотропный эффект. Они были названы усиливающим нервом сердца, который действует на сердце путем стимуляции в нем обмена веществ, т.е. трофики.
Раздражение симпатических нервов вызывает:
Повышение проницаемости мембраны для ионов кальция, что приводит к повышению степени сопряжения возбуждения и сокращения миокарда;
Ускорение спонтанной деполяризации клеток водителей ритма сердца, что приводит к учащению сердечных сокращений;
Ускорение проведения возбуждения в атрио-вентрикулярном узле, что уменьшает интервал между возбуждением предсердий и желудочков.
Удлинение ПД и увеличение его амплитуды, в результате чего больше экзогенного кальция поступает в саркоплазму и сила мышечного сокращения возрастает.
При раздражении ваго-симпатического ствола раньше наступает парасимпатический эффект, а затем - симпатический. Это связано с тем, что постганглионарные волокна блуждающего нерва (от интрамуральных ганглиев) очень короткие и обладают достаточно высокой скоростью проведения возбуждения. У симпатического нерва постганглионарные волокна длинные, скорость проведения возбуждения меньше, поэтому эффект от его раздражения запаздывает. Однако, действие блуждающего нерва кратковременное, т. к. его медиатор - ацетилхолин - быстро разрушается ферментом холинэстеразой. Медиатор симпатических волокон - норадреналин - разрушается значительно медленнее, чем ацетилхолин, и он действует дольше, поэтому после прекращения раздражения симпатических нервов некоторое время сохраняется учащение и усиление сердечной деятельности.
Из сравнения влияний симпатического и парасимпатического нервов на деятельность сердца видно, что они являются нервами-антагонистами, т, е. оказывают противоположные эффекты. Однако, при определенных условиях раздражения парасимпатического нерва можно получить симпатикоподобный эффект, а симпатического - вагусный. В условиях деятельности целостного организма можно говорить только об их относительном антагонизме, так как они совместно обеспечивают наилучшее, адекватное функционирование сердца в различных функциональных системах. Следовательно, их влияния не антагонистические, а скорее содружественные, т. е. они функционируют как нервы-синергисты.
Рефлекторные влияния на деятельность сердца могут возникать при раздражении различных интеро- и экстерорецепторов. Но особое значение в изменении деятельности сердца имеют рефлексы, возникающие с рецепторов, расположенных в сосудистой системе, получивших название сосудистых рефлексогенных зон. Они расположены в дуге аорты, в каротидном синусе (область разветвления общей сонной артерии) и в других участках сосудистой системы. В этих рефлексогенных зонах находится множество механо, баро-, хеморецеторов, которые реагируют на различные изменения гемодинамики и состав крови.
Рефлекторные влияния с механорецепторов каротидного синуса и дуги аорты особенно важны при повышении кровяного давления. Последнее приводит к возбуждению этих рецепторов и, как следствие, повышению тонуса блуждающего нерва, в результате чего возникает торможение деятельности сердца (отрицательный хроно- и инотропный эффекты). При этом сердце меньше перекачивает крови из венозной системы в артериальную и давление в аорте и крупных сосудах снижается.
Интенсивное раздражение интерорецепторов может рефлекторно привести к изменению деятельности сердца, вызывая либо учащение и усиление, либо ослабление и урежение сердечных сокращений. Так, например, раздражение рецепторов, брюшины (поколачивание пинцетом но животу лягушки) может привести к урежению сердечной деятельности и даже к его остановке (рефлекс Гольца). У человека кратковременная остановка сердечной деятельности также может наступить при ударе в область живота. При этом афферентные импульсы по чревным нервам достигают спинного мозга, а затем ядер блуждающих нервов, от которых по эфферентным волокнам вагуса импульсы направляются к сердцу, вызывая его остановку. К вагусным рефлексам относится и глазо-сердечный рефлекс (рефлекс Данини-Ашнера) - урежение сердечной деятельности при легком надавливании на глазные яблоки.
Корковая регуляция деятельности сердца . Изменение сердечной деятельности могут вызвать различные эмоции или упоминание о факторах, их вызывающих, что свидетельствует об участии коры больших полушарий мозга в регуляции деятельности сердца.
Наиболее убедительные данные о наличии корковой регуляции сердечной деятельности получены методом условных рефлексов. Условно-рефлекторные реакции лежат в основе предстартовых состояний спортсменов, сопровождающихся такими же изменениями деятельности сердца, как и во время соревнований.
Кора больших полушарий головного мозга обеспечивает приспособительные реакции организма не только к настоящим, но и к будущим событиям. Условно-рефлекторные сигналы, предвещающие наступление этих событий, могут вызвать изменения сердечной деятельности и всей сердечно-сосудистой системы в той мере, в какой это необходимо, чтобы обеспечить предстоящую деятельность организма.