Цель урока: углубить и обобщить знания о строении сердца, причинах неутомимости сердца; стадиях сердечного цикла; особенности регуляции работы сердца.
Задачи:
- образовательная: рассмотреть строение сердца, познакомить с автоматией сердца, регуляцией его работы;
- воспитательная: продолжить работу по формированию биологического языка через систему понятий: эндокард, миокард, эпикард;
- развивающая: продолжить формирование самостоятельной формулировки выводов, а также постановки вопросов для решения проблем.
Оборудование: таблицы «Строение сердца», «Работа сердца»; модель «Сердце».
Тип урока: Урок усвоения новых знаний с использованием технологии проблемного обучения.
План урока
- Организационный момент
- Актуализация знаний
- Изучение нового материала
- Закрепление
- Домашнее задание
Ход урока
I. Организационный момент
II. Актуализация знаний
Все вы неоднократно слышали такие образные выражения как «Камень на сердце», «Найти дорогу к сердцу», «От чистого сердца», «Положа руку на сердце», «Сердце тоскует» и др. А задумывались ли вы когда-нибудь, что из себя представляет сердце, как оно выглядит и сколько весит?
Сердце – самый мощный в мире мотор. В течение жизни человека сердце совершает от 2 до 3 миллиардов сокращений! Полученной при этом силы достаточно, чтобы поднять поезд на высочайшую гору Европы.
Сегодня мы посвятим урок именно этому жизненно важному органу. Рассмотрим его строение и попытаемся разобраться, как оно работает.
III. Изучение нового материала
1. Строение сердца
Вопрос: Ребята, где располагается сердце?
Слово «сердце» происходит от слова «середина». Сердце находится между правым и левым легкими и лишь слегка смещено в левую сторону. Верхушка сердца направлена вниз, вперед и немного влево, поэтому удары сердца максимально ощущаются слева от грудины.
Ребята, для того чтобы представить размеры своего сердца, сожмите руку в кулак. Размеры вашего сердца примерно равны размерам вашего кулака.
Несмотря на свой небольшой вес, сердце человека является самой важной мышцей в организме человека. Оно может биться более чем 100 000 раз в день и перекачивать более 760 литров крови через 60 000 сосудов.
Сердце не случайно называют полым мускульным мешком. Наружный слой стенки сердца – эпикард – состоит из соединительной ткани. Средний – миокард – мощный мышечный слой. Внутренний слой – эндокард – состоит из эпителиальной ткани. Сердце имеет те же слои, что и сосуды.
Сердце находится в соединительнотканном «мешке» , который называется околосердечной сумкой. Она неплотно прилегает к сердцу и не мешает ему работать. Кроме того, внутренние стенки околосердечной сумки выделяют жидкость, которая снижает трение сердца о стенки сердечной сумки.
Сердце человека состоит из четырёх камер: правое предсердие, правый желудочек, левое предсердие, левый желудочек. Правая половина сердца получает кровь с меньшим содержанием кислорода, которая идёт по венам. Сердце выталкивает эту кровь через лёгочную артерию в лёгкие, где она может вновь насыщаться кислородом. Левая половина сердца получает от лёгких эту насыщенную кислородом кровь. И затем сердце через аорту выталкивает кровь, которая распространяется по всему организму с помощью сложной системы артерий и капилляров.
Циркулируя по всему организму, кровь через капилляры даёт тканям кислород и питательные вещества, а уносит углекислый газ и другие продукты обмена. По венам кровь с углекислым газом вновь поступает в правые отделы сердца, и цикл начинается снова.
Вопрос: Вы наверняка заметили, что стенки желудочков значительно толще стенок предсердий, с чем это связано?
Мышечная стенка желудочков значительно толще стенки предсердий. Это объясняется тем, что желудочки выполняют большую работу по перекачиванию крови по сравнению с предсердиями. Особенной толщиной отличается мышечная стенка левого желудочка, который сокращаясь, проталкивает кровь по сосудам большого круга кровообращения.
Вопрос: Почему кровь движется только в одном направлении?
В сердце есть 4 клапана. Каждый клапан – это как дверь, которая пропускает кровь только в одном определённом направлении. Клапан состоит из двух-трёх лоскутов ткани, которые называются створками. Створки открываются, чтобы пропустить кровь через клапан и закрываются, чтобы она не прошла назад. Открытие и закрытие клапанов контролируется уровнем давления в каждом из отделов сердца.
Правый клапан сердца расположен между правым предсердием и правым желудочком сердца. Он состоит из трех «парусов» – створок сердечного клапана, поэтому и называется трехстворчатым клапаном сердца .
Левый клапан сердца находится между левым предсердием и левым желудочком сердца. Он состоит лишь из двух подобных створок, напоминающих в закрытом положении митру – головной убор епископа, отсюда и название этого весьма важного, испытывающего сильную нагрузку клапана – митральный .
Клапан легочной артерия (пульмональный ; пульмо – легкое) расположен на выходе большой артерии из правого сердца, по которой кровь с малым содержанием кислорода поступает в легкие. Он состоит из трех кармашков, торчащих в кровеносном сосуде наподобие ракушек, либо наподобие перевернутого раскрытого зонтика. Также как зонтик на ветру, эти полулунные клапаны сдерживают поток крови, идущий из легких в правое сердце.
Аортальный клапан также состоит из трех кармашков. Он находится непосредственно на выходе аорты из сердца или на корне аорты.
2. Сердечный цикл
Наше сердце работает круглосуточно, всю жизнь. Проталкивая около 5 литров крови в минуту, оно обеспечивает кислородом каждую клетку в организме. Мы с вами узнали, что сердце – это мышечный орган, а любая мышца, сокращаясь, постепенно утомляется, и ей необходим отдых, чтобы восстановить работоспособность.
Возникает проблемный вопрос: Почему сердце может сокращаться в течение всей жизни без заметного утомления? Когда оно отдыхает?
Учащиеся самостоятельно читают текст учебника на с. 130-131 и находят ответ на поставленный вопрос. Заполняют таблицу «Сердечный цикл».
| Название фазы сердечного цикла | Продолжительность фазы | Состояние предсердий | Состояние желудочков | Состояние створчатых клапанов | Состояние полулунных клапанов |
| Первая фаза | 0,1 с. | сокращаются | расслабляются | открыты | закрыты |
| Вторая фаза | 0,3 с. | расслабляются | сокращаются | закрыты | открыты |
| Третья фаза | 0,4 с. | расслабляются | расслабляются | открыты | закрыты |
Вопрос: Какой можно сделать вывод?
Учащиеся делают вывод: в особенностях сердечного цикла (сокращение, расслабление, пауза) заключена способность сохранения рабочей активности сердца в течении жизни. Интервала в 0,4 с. достаточно для полного восстановления работоспособности сердца.
3. Автоматизм сердца
Вопрос: А что способствует чередованию ритма?
Биение сердца, которое является ритмом, регулируется электрическими импульсами, которые генерируются самой сердечной мышцей. Эти импульсы заставляют сердце сокращаться.
Способность сердца ритмически сокращаться без внешних раздражителей под влиянием импульсов, возникающих в нём самом, называется автоматизмом сердца .
4. Регуляция сердца
Мы уже говорили, что сердце обладает автоматизмом – сокращается под влиянием раздражений, возникающих в нём самом. Благодаря этому последовательность работы камер сердца сохраняется при любых условиях. Но под влиянием внешних и внутренних причин интенсивность работы сердца может изменяться.
Ребята, наверняка, каждый из вас обращал внимание на то, как сильно бьется сердце, когда волнуешься, или чего-то испугался. В голове сразу всплывают образные выражения «сердце бешено бьётся», «сердце в пятки убежало» и др.
Проблемный вопрос: Что происходит с сердцем? Почему оно ведет себя по-разному?
Вопрос: Для того чтобы ответить на этот вопрос, давай вспомним, какие способы регуляции мы изучили? (Нервная и гуморальная регуляция.)
Нервная и гуморальная регуляция оказывают влияние и на работу сердца. Изменение частоты и силы сердечных сокращений происходит под влиянием импульсов центральной нервной системы и поступающих с кровью биологически активных веществ.
Учитель записывает схему на доске, а ребята в тетрадях:
Регуляция работы сердца
Вывод урока:(делают учащиеся)
Сердце – полый четырёхкамерный мышечный орган, который обеспечивает непрерывный ток крови по сосудам. Ритмичность работы сердца, чередование работы и отдыха, его обильное кровоснабжение, интенсивный обмен веществ и автоматизм обеспечивают его неутомимость и отличную работоспособность.
IV. Закрепление знаний (решение логических задач).
Впервые изолированное сердце человека оживил спустя 20 часов после смерти пациента в 1902 г. российский физиолог А.А. Кулябко (1866-1930). Сердце находилось в специальной
установке. К аорте подключили шланг, через который А.А. Кулябко пропускал питательный раствор, обогащенный кислородом и содержащий адреналин.
Логические задачи.
1. Попал ли этот раствор в левый желудочек? (Не попал, ибо закрылись полулунные клапаны, а раствор проник в венечную артерию, питающую сердце.)
2. Для чего в питательный раствор был включен адреналин? (Адреналин раздражает проводящую систему сердца, он заставил ее работать.)
3. Почему сердце стало ритмически сокращаться? (Сердце обладает автоматизмом, и когда под влиянием адреналина нервно-мышечные структуры сердца ожили, они обеспечили нормальный порядок сокращений.)
V. Домашнее задание:
с. 130 – 131; ответы на вопросы с. 132 – 133; решить задачу: Известно, что сердце человека сокращается в среднем 70 раз в 1 мин, при каждом сокращении выбрасывая около 150 см3 крови. Какой объем крови перекачивает ваше сердце за время шести уроков в школе?
Литература:
- Биология: Человек. А.С. Батцев и др. – М.: Дрофа. – 240с.
- Биология: Человек. Д.В. Колесов и др. – М.: Дрофа. – 336с.
- Биология: Человек. Н.И. Сонин, М.Р. Сапин. – М.: Дрофа. – 272с.
Строение сердца
У человека и других млекопитающих, а также у птиц сердце четырехкамерное, имеющее форму конуса. Располагается сердце в левой половине грудной полости, в нижнем отделе переднего средостения на сухожильном центре диафрагмы, между правой и левой плевральной полостью, фиксировано на крупных кровеносных сосудах и заключено в околосердечную сумку из соединительной ткани, где постоянно присутствует жидкость, увлажняющая поверхность сердца и обеспечивающая его свободное сокращение. Сплошной перегородкой сердце делится на правую и левую половины и состоит из правого и левого предсердий и правого и левого желудочков. Таким образом различают правое сердце и левое сердце.
Каждое предсердие сообщается с соответствующим желудочком при помощи предсердно-желудочкового устья. В каждом устье имеется створчатый клапан, регулирующий направление тока крови из предсердия в желудочек. Створчатый клапан - это соединительно-тканный лепесток, который одним краем прикреплен к стенкам отверстия, соединяющего желудочек и предсердие, а другим свободно свисает в полость желудочка. К свободному краю створок присоединяются сухожильные нити, которые другим концом врастают в стенки желудочка.
При сокращении предсердий кровь свободно поступает в желудочки. А когда сокращаются желудочки, кровь своим давлением поднимает свободные края створок, они соприкасаются между собой и закрывают отверстие. Сухожильные нити не позволяют створкам выворачиваться в сторону от предсердий. Кровь при сокращении желудочков в предсердия не поступает, а направляется в артериальные сосуды.
В предсердно-желудочковом устье правого сердца располагается трехстворчатый (трикуспидальный) клапан, в левом - двустворчатый (митральный) клапан.
Кроме этого в местах выхода аорты и легочной артерии из желудочков сердца на внутренней поверхности этих сосудов расположены полулунные, или карманные (в виде карманов), клапаны. Каждый клапан состоит из трех карманов. Кровь, движущаяся из желудочка, прижимает карманы к стенкам сосудов и свободно проходит через клапан. Вовремя расслабления желудочков кровь из аорты и легочной артерии начинает течь в желудочки и своим обратным движением закрывает карманные клапаны. Благодаря клапанам кровь в сердце движется только в одном направлении: из предсердий в желудочки, из желудочков в артерии.
В правое предсердие кровь поступает из верхней и нижней полых вен и венечных вен самого сердца (венечного синуса), в левое предсердие впадают четыре легочные вены. Желудочки дают начало сосудам: правый - легочной артерии, которая делится на две ветви и несет венозную кровь в правое и левое легкое, т.е. в малый круг кровообращения; левый желудочек дает начало дуге аорты, по которой артериальная кровь поступает в большой круг кровообращения.
Стенка сердца включает три слоя:
- внутренний - эндокард, покрыт клетками эндотелия
- средний - миокард - мышечный
- наружный - эпикард, состоящий из соединительной ткани и покрытый серозным эпителием
Снаружи сердце покрыто соединительно-тканной оболочкой - околосердечной сумкой, или перикардом, также выстланным с внутренней стороны серозным эпителием. Между эпикардом и сердечной сумкой находится полость, заполненная жидкостью.
Толщина мышечной стенки наибольшая в левом желудочке (10-15 мм) и наименьшая в предсердиях (2-3 мм). Толщина стенки правого желудочка составляет 5-8 мм. Это связано с неодинаковой интенсивностью работы разных отделов сердца по выталкиванию крови. Левый желудочек выбрасывает кровь в большой круг под высоким давлением и поэтому имеет толстые, мышечные стенки.
Свойства сердечной мышцы
Сердечная мышца - миокард, как по строению, так и по свойствам отличается от других мышц тела. Она состоит из поперечнополосатых волокон, но в отличие от волокон скелетных мышц, которые также являются поперечнополосатыми, волокна сердечной мышцы соединяются между собой отростками, поэтому возбуждение с любого участка сердца может распространяться на все мышечные волокна. Такая структура называется синцитием.
Сокращения сердечной мышцы непроизвольны. Человек не может по собственному желанию остановить сердце или изменить частоту его сокращений.
Сердце, удаленное из тела животного и помещенное в определенные условия, может длительное время ритмически сокращаться. Это его свойство называется автоматией. Автоматия сердца обусловлена периодическим возникновением возбуждения в особых клетках сердца, скопление которых расположено в стенке правого предсердия и называется центром автоматии сердца. Возбуждение, возникающее в клетках центра, передается ко всем мышечным клеткам сердца и вызывает их сокращение. Иногда центр автоматии выходит из строя, тогда сердце останавливается. В настоящее время в таких случаях к сердцу приживляют миниатюрный электронный стимулятор, который периодически посылает к сердцу электрические импульсы, и оно каждый раз сокращается.
Работа сердца
Сердечная мышца величиной с кулак и весом около 300 г, непрерывно работает на протяжении всей жизни, сокращается около 100 тыс. раз в сутки и перекачивает при этом более 10 тыс. литров крови. Такая высокая работоспособность обусловлена усиленным кровоснабжением сердца, высоким уровнем происходящих в нем процессов обмена веществ и ритмическим характером его сокращений.
Сердце человека сокращается ритмически с частотой 60-70 раз в 1 мин. После каждого сокращения (систолы) наступает расслабление (диастола), а затем пауза, в течение которой сердце отдыхает, и снова сокращение. Сердечный цикл длится 0,8 с и состоит из трех фаз:
- сокращение предсердий (0,1 с)
- сокращение желудочков (0,3 с)
- расслабление сердца с паузой (0,4 с).
Если частота сердечных сокращений увеличивается, время каждого цикла уменьшается. Это происходит в основном за счет укорочения общей паузы сердца.
Кроме того, через венечные сосуды, сердечная мышца при нормальной работе сердца получает около 200 мл крови в 1 мин, а при максимальной нагрузке коронарный кровоток может достигать 1,5-2 л/мин. В пересчете на 100 г массы ткани это намного больше, чем для любого другого органа, кроме мозга. Это также усиливает работоспособность и неутомляемость сердца.
Во время сокращения предсердий кровь из них выбрасывается в желудочки, а затем под влиянием сокращения желудочков выталкивается в аорту и легочную артерию. В это время предсердия расслаблены и заполняются кровью, притекающей к ним по венам. После расслабления желудочков во время паузы происходит заполнение их кровью.
Каждая половина сердца взрослого человека за одно сокращение выталкивает в артерии примерно 70 мл крови, которое называется ударным объемом крови. За 1 мин сердце выбрасывает около 5 л крови. Работу, выполняемую при этом сердцем, можно подсчитать, умножив объем крови, выталкиваемой сердцем, на давление, под которым кровь выбрасывается в артериальные сосуды (это 15 000 - 20 000 кгм/сут). А если человек выполняет очень напряженную физическую работу, то минутный объем крови возрастает до 30 л, соответственно увеличивается и работа сердца.
Работа сердца сопровождается различными проявлениями. Так, если к грудной клетке человека приложить ухо или фонендоскоп, то можно услышать ритмические звуки - тоны сердца. Их три:
- первый тон возникает при систоле желудочков и обусловлен колебаниями сухожильных нитей и закрытием створчатых клапанов;
- второй тон возникает в начале диастолы в результате закрытия клапанов;
- третий тон - очень слабый, его удается уловить только с помощью чувствительного микрофона - возникает во время заполнения желудочков кровью.
Сокращения сердца сопровождаются также электрическими процессами, которые можно обнаружить как переменную разность потенциалов между симметричными точками поверхности тела (например, на руках) и записать специальными приборами. Запись тонов сердца - фонокардиограмма и электрических потенциалов - электрокардиограмма приведена на рис. Эти показатели используются в клинике для диагностики заболеваний сердца.
Регуляция работы сердца
Работа сердца регулируется нервной системой в зависимости от воздействия внутренней и внешней среды: концентрации ионов калия и кальция, гормона щитовидной железы, состояния покоя или физической работы, эмоционального напряжения.
Нервная и гуморальная регуляция деятельности сердца согласует его работу с потребностями организма в каждый данный момент независимо от нашей воли.
- Вегетативная нервная система иннервирует сердце, как и все внутренние органы. Нервы симпатического отдела увеличивают частоту и силу сокращений сердечной мышцы (например, при физической работе). В условиях покоя (во время сна) сердечные сокращения становятся слабее под влиянием парасимпатических (блуждающих) нервов.
- Гуморальная регуляция деятельности сердца осуществляется с помощью имеющихся в крупных сосудах специальных хеморецепторов, которые возбуждаются под влиянием изменений
состава крови. Повышение концентрации углекислого газа в крови раздражает эти рецепторы и рефлекторно усиливает работу сердца.
Особенно важное значение в этом смысле имеет адреналин, поступающий в кровь из надпочечников и вызывающий эффекты, подобные тем, которые наблюдаются при раздражении симпатической нервной системы. Адреналин вызывает учащение ритма и увеличение амплитуды сердечных сокращений.
Важная роль в нормальной жизнедеятельности сердца принадлежит электролитам. Изменения концентрации в крови солей калия и кальция оказывают весьма значительное влияние на автоматию и процессы возбуждения и сокращения сердца.
Избыток ионов калия угнетает все стороны сердечной деятельности, действуя отрицательно хронотропно (урежает ритм сердца), инотропно (уменьшает амплитуду сердечных сокращений), дромотропно (ухудшает проведение возбуждения в сердце), батмотропно (уменьшает возбудимость сердечной мышцы). При избытке ионов К + сердце останавливается в диастоле. Резкие нарушения сердечной деятельности наступают и при уменьшении содержания ионов К + в крови (при гипокалиемии).
Избыток ионов кальция действует в обратном направлении: положительно хронотропно, инотропно, дромотропно и батмотропно. При избытке ионов Са 2+ сердце останавливается в систоле. При уменьшении содержания ионов Са 2+ в крови сердечные сокращения ослабляются.
Таблица. Нейрогуморальная регуляция деятельности сердечно-сосудистой системы
| Фактор | Сердце | Сосуды | Уровень кровяного давления |
| Симпатическая нервная система | суживает | повышает | |
| Парасимпатическая нервная система | расширяет | понижает | |
| Адреналин | учащает ритм и усиливает сокращения | суживает (кроме сосудов сердца) | повышает |
| Ацетилхолин | замедляет ритм и ослабляет сокращения | расширяет | понижает |
| Тироксин | учащает ритм | суживает | повышает |
| Ионы кальция | учащают ритм и ослабляют сокращения | суживают | повышают |
| Ионы калия | замедляют ритм и ослабляют сокращения | расширяют | понижают |
Работа сердца связана и с деятельностью других органов. Если возбуждение в центральную нервную систему передается от работающих органов, то из центральной нервной системы оно передается на нервы, усиливающие функцию сердца. Так рефлекторным путем устанавливается соответствие между деятельностью различных органов и работой сердца.
Движение крови в организме называют кровообращением. К органам кровообращения относятся сердце и кровеносные сосуды, поэтому и система называется сердечно-сосудистой.
Строение сердца. Сердце - полый мышечный орган, расположенный в левой части грудной полости (рис. 96). Его стенка состоит из трех слоев. Снаружи сердце покрыто околосердечной сумкой , состоящей из плотной соединительной ткани. Это перикард. Он защищает сердце и уменьшает его трение во время сокращений путем выделения особой жидкости-смазки. Средний слой стенки сердца наиболее толстый. Он состоит из поперечнополосатой мышечной ткани. Это сердечная мышца , м и о к а р д. Внутренний слой - эндокард- состоит из особых тонких и плоских клеток эпителиальной ткани.
Масса сердца взрослого человека - примерно 300 г (рис. 97). Сплошной вертикальной перегородкой оно делится на правую и левую части, которые не сообщаются между собой (рис. 98). Левая половина сердца качает кровь, богатую кислородом. Правая половина - наполненную углекислым газом. Артериальная и венозная кровь, благодаря перегородке, не смешиваются. Каждая из частей делится поперечной перегородкой на два отдела - камеры: предсердие и желудочек. Таким образом, сердце у человека четырехкамерное. Оно состоит из двух предсердий и двух желудочков. Верхние отделы сердца - правое и левое предсердия, нижние отделы - правый и левый желудочки.
Разделение предсердий и желудочков обеспечивают створчатые клапаны (правый трехстворчатый и левый двухстворчатый, или мит ралышй). Клапаны прикреплены к стенкам желудочков сухожильными нитями. Они открываются только в одну сторону в сторону
Рис. 96. Грудная полость: I - сердце; 2 ребра;
3 - диафрагма
Рис. 97. Строение сердца (внешний вил):
I - дуга аорты; 2 - легочная артерия; 3 - левое предсердие; / - венечные, или коронарные, сосуды; 5 - левый желудочек; 6 - правый желудочек; 7 - нижняя полая вена; 8 - правое предсердие;9 - верхняя полая вена
желудочков. Мышцы предсердий более тонкие, так как они только проталкивают кровь, пришедшую к ним по венам, в желудочки сердца. А мышечные стенки желудочков (особенно левого) толстые, так как кровь из них выталкивается с большой силой, чтобы достичь даже самых удаленных участков организма. При сокращении предсердий створчатые клапаны открываются в сторону желудочков, и кровь попадает из предсердий в желудочки. При сокращении желудочков под давлением крови створки этих клапанов приподнимаются и закрываются, кровь из желудочков выгоняется в сосуды (артерии). Натяжение сухожильных нитей препятствует выворачиванию
клапанов в сторону предсердий. Створчатые клапаны сердца способствуют току крови только в одном направлении.
Между сердцем и сосудами имеются полулунные клапаны. Они препятствуют обратному току крови. Таким образом, кровь течет из предсердий в желудочки, из желудочков - в артерии.
Работа сердца состоит из ритмично чередующихся сердечных циклов. Каждый цикл состоит из 3 фаз: сокращение предсердий (0,1 с); сокращение желудочков (0,3 с); общее расслабление сердца (0,4 с).
То есть, один цикл сокращения длится меньше секунды, примерно 0,8 с. Fi норме сердце сокращается 70-75 раз в минуту. При нагрузке сердечные сокращения учащаются до 200 уд/мин.
Способность сердца сокращаться без устали в течение всей жизни связана с наличием фазы расслабления - паузы. В отличие от скелетных мышц в сердечной мышце мышечные волокна расположены не раздельно, а соединены между собой и образуют как бы сеть. Особые эпителиальные плоские клетки внутреннего слоя оболочки сердца выстилают и внутреннюю поверхность стенок кровеносных и лимфатических сосудов. Эти клетки препятствуют свертыванию крови внутри сосуда и уменьшают трение крови о сердце и сосуды.
Еще одной особенностью сердечной мышцы является ее независимость от нервных импульсов. Сердце ритмично сокращается иод влиянием импульсов, возникающих в нем самом. Это явление называется автоматной сердца. Автоматия сердца обусловлена специфическими (особыми) мышечными клетками, в которых возникают импульсы. Частота сердечных сокращений зависит от возраста. Сердце годовалого ребенка сокращается 120-150 раз в минуту, с 1 года до 5 лет 100 раз, у взрослого человека - 60-80 |>аз.
Регуляция работы сердца осуществляется нервным и гуморальным путями. Нервная регуляция работы сердца обеспечивается нервными центрами, расположенными в продолговатом исшошом мозге. Импульсы, ослабляющие работу" сердца, передаются по парасимпатическим нервам, а усиливающие его работу по симпатическим нервам. Гуморальная регуляция осуществляется с помощью гормонов (через кровь и лимфу-). Гормон надпочечников адреналин вызывает учащение сокращений сердца. Подобно адреналину" действует и гормон щитовидной железы тироксин. Тормозит работу сердца вещество ацетилхолин.
О Кровообращение, око.юсердечная сумка (перикард), миокард, зндо ка/х), предсердие, желудочек. ство/)чатые клапаны, полулунные кла- паны, (/хиа расслабления (пауза). автоматия сердца, ацетилхолин.
А1. Что понимают под кровообращением? Какие органы относятся к системе кровообращения?
2. Сколько камер в сердце? Назовите их. Какие из них и почему лучше развиты?
3. Как регулируется работа сердца?
1. Из каких слоев состоит сердце? Какими тканями они образованы?
2. Каковы особенности перегородок, делящих сердце вертикально и горизонтально?
3. Где расположены полулунные клапаны? Какую роль они выполняют?
1. В чем особенности околосердечной сумки? В чем отличие сердечной мышцы от скелетных мышц?
2. Какое явление называется автоматной сердца?
3. К какому виду регуляции относится влияние адреналина на сердце?
Деятельность сердца регулируется рядом механизмов, которые подразделяются на две группы: внутрисердечные механизмы и вне- сердечные механизмы, к которым относится нервная и гуморальная регуляция.
Внутрисердечные механизмы, в свою очередь, подразделяются на: внутриклеточные и миогенные механизмы. Примером внутриклеточного механизма регуляции является гипертрофия клеток миокарда за счет усиления синтеза сократительных белков у спортивных животных или животных, занимающихся тяжелой физической работой.
Миогенные механизмы регуляции деятельности сердца включают гетерометрический и гомеометрический типы регуляции. Примером гетерометрической регуляции может служить закон Франка - Старлинга, который гласит, что чем больше приток крови к правому предсердию и соответственно увеличение длины мышечных волокон сердца во время диастолы, тем сильнее сокращается сердце во время систолы. Гомеометрический тип регуляции зависит от давления в аорте - чем больше давление в аорте, тем сильнее сокращается сердце. Другими словами, сила сердечного сокращения увеличивается при возрастании сопротивления в магистральных сосудах. При этом длина сердечной мышцы не меняется и поэтому данный механизм называется гомеометрическим.
Нервная регуляция работы сердца осуществляется симпатическими и парасимпатическими отделами вегетативной нервной системы. Симпатический отдел стимулирует деятельность сердца, а парасимпатический угнетает.
Симпатическая иннервация берет начало в боковых рогах верхних грудных сегментов спиного мозга, где находятся тела преганглионар- ных симпатических нейронов. Достигнув сердца, волокна симпатических нервов проникают в миокард. Поступающие по постганглионарным симпатическим волокнам импульсы возбуждения вызывают высвобождение в клетках сократительного миокарда и клетках проводящей системы медиатора норадреналина. Активация симпатической системы и выделение при этом норадреналина оказывает определенные эффекты на сердце:
- хронотропный эффект - увеличение частоты и силы сердечных сокращений;
- инотропный эффект - увеличение силы сокращений миокарда желудочков и предсердий;
- дромотропный эффект - ускорение проведения возбуждения в атриовентрикулярном (предсердно-желудочковый) узле;
- батмотропный эффект - укорочение рефрактерного периода миокарда желудочков и повышение их возбудимости. Парасимпатическая иннервация сердца осуществляется блуждающим нервом. Тела первых нейронов, аксоны которых образуют блуждающие нервы, находятся в продолговатом мозге. Аксоны, образующие преганглионарные волокна, проникают в кардиальные интрамуральные ганглии, где располагаются вторые нейроны, аксоны которых образуют постганглионарные волокна, иннервирующие синоатриальный (синусно-предсердный) узел, атриовентрикулярный узел и проводящую систему желудочков. Нервные окончания парасимпатических волокон выделяют медиатор ацетилхолин. Активация парасимпатической системы оказывает на сердечную деятельность отрицательный хроно-, ино-, дромо-, батмотропный эффекты.
Рефлекторная регуляция работы сердца также происходит при участии вегетативной нервной системы. Рефлекторные реакции могут тормозить и возбуждать сердечные сокращения. Эти изменения работы сердца возникают при раздражении различных рецепторов. Например, в правом предсердии и в устьях полых вен имеются механорецепторы, возбуждение которых вызывает рефлекторное учащение сердечных сокращений. В некоторых участках сосудистой системы имеются рецепторы, активирующиеся при изменении давления крови в сосудах - сосудистые рефлексогенные зоны, обеспечивающие аортальные и синокаротидные рефлексы. Рефлекторное влияние с механорецепоров каротидного синуса и дуги аорты особенно важно при повышении кровяного давления. При этом происходит возбуждение этих рецепторов и повышается тонус блуждающего нерва, в результате чего возникает торможение сердечной деятельности и понижается давление в крупных сосудах.
Гуморальная регуляция работы сердца осуществляется с помощью различных соединений. Так, избыток ионов калия в крови приводит к уменьшению силы сердечных сокращений и снижению возбудимости сердечной мышцы. Избыток ионов кальция, наоборот, увеличивает силу и частоту сердечных сокращений, повышает скорость распространения возбуждения по проводящей системе сердца. Адреналин повышает частоту и силу сердечных сокращений, а также улучшает коронарный кровоток в результате стимуляции (3-адренорецепторов миокарда. Аналогичное стимулирущее действие оказывает на сердце гормон тироксин, кортикостероиды, серотонин. Ацетилхолин уменьшает возбудимость сердечной мышцы и силу ее сокращений, а норадреналин стимулирует сердечную деятельность.
Недостаток кислорода в крови и избыток диоксида углерода угнетают сократительную активность миокарда.
?
2. Каковы функции сердечной сумки?
3. Как работают клапаны сердца?
4. Из чего слагается сердечный цикл?
5. Как регуляция со стороны центральной нервной
6. системы сочетается с автоматизмом сердечной
7. деятельности?
Положение сердца в грудной полости.
Слово «сердце» происходит от слова «середина». Сердце находится в середине между правым и левым легкими и лишь слегка смещено в левую сторону. Верхушка сердца направлена вниз, вперед и немного влево, поэтому удары сердца максимально ощущаются слева от грудины.
Размеры сердца человека примерно равны размерам его кулака. Сердце не случайно называют полым мускульным мешком. Наружный слой стенки сердца состоит из соединительной ткани. Средний - миокард - мощный мышечный слой. Внутренний слой состоит из эпителиальной ткани. Сердце имеет те же слои, что и сосуды.
Сердце находится в соединительнотканном «мешке», который называется околосердечной сумкой. Она неплотно прилегает к сердцу и не мешает ему работать . Кроме того, внутренние стенки околосердечной сумки выделяют жидкость, которая снижает трение сердца о стенки сердечной сумки. Сердце человека разделено сплошной перегородкой на левую и правую части. Каждая из них состоит из предсердия и желудочка. Между ними находится по створчатому клапану. Сухожильные нити, прикрепленные к сосочковым мышцам , связывают клапаны с дном желудочков и не дают им вывернуться в сторону предсердий (рис. 53, Г). При сокращении желудочков створчатые клапаны закрываются, и кровь в предсердия попасть не может. Из левого желудочка кровь поступает в аорту, из правого желудочка - в легочную артерию. Между желудочками и этими артериями имеются полулунные клапаны. Они препятствуют возвращению крови из артерий в желудочки. Поэтому кровь движется только в одном направлении.
Особенности сердечной мышцы.
Сердечная мышца, как и скелетная, состоит из поперечнополосатых мышечных волокон. В стенке сердца имеются особые мышечные волокна, способные самовозбуждаться. Скелетная мышца может сокращаться лишь в ответ на приходящий нервный импульс, а сердечная мышца сокращается под влиянием импульсов, возникающих в ней самой. Способность органа работать без сигнальных раздражений извне называется автоматизмом. Сердечная мышца тоже обладает этой способностью.
Сердце ритмически сокращается и расслабляется. При сокращении кровь выталкивается из камеры, при расслаблении заполняет ее (рис. 54).
1. Сердечный цикл начинается с сокращения предсердий. При этом кровь через открытые створчатые клапаны проталкивается в желудочки сердца. Сокращение предсердий начинается с места впадения в него вен, поэтому устья их сжаты и попасть назад в вены кровь не может.
2. Вслед за предсердиями сокращаются желудочки. Створчатые клапаны, отделяющие предсердия от желудочков, поднимаются, захлопываются и препятствуют возврату крови в предсердия. Удерживающие их нити и сосочковые мышцы напряжены. Благодаря этому кровь не может попасть в предсердия. Под ее напором открываются полулунные клапаны на границе между желудочками и выносящими сосудами, и кровь направляется из левого желудочка в аорту (большой круг кровообращения ), а из правого желудочка в легочные артерии (малый круг кровообращения).
3. Пауза. После окончания сокращения желудочков артерии растягиваются под напором вытолкнутой крови, а полулунные клапаны захлопываются, и кровь устремляется по артериям. Попасть обратно в желудочки сердца кровотоку не дают полулунные клапаны. Во время паузы сердечные камеры заполняются кровью. Створчатые клапаны открыты. Из вен кровь попадает в предсердия и частично стекает в желудочки. Когда начнется новый цикл, оставшаяся в предсердиях кровь будет вытолкнута в желудочки - цикл повторится. Сердечный цикл имеет определенную продолжительность: 0,1 с сокращаются предсердия; 0,3 с сокращаются желудочки и 0,4 с длится пауза. Когда сердце учащает свою работу, пауза становится короче.
Регуляция сердечных сокращений.
Мы уже говорили, что сердце обладает автоматизмом - сокращается под влиянием раздражений, возникающих в нем самом. Благодаря этому последовательность работы камер сердца сохраняется при любых условиях. Но под влиянием внешних и внутренних причин интенсивность работы сердца может изменяться. Изменение частоты и силы сердечных сокращений происходит под влиянием импульсов центральной нервной системы и поступающих с кровью биологически активных веществ. Но последовательность фаз сердечного цикла при этом не меняется.
От центральной нервной системы к сердцу подходят два нерва: парасимпатический, (блуждающий) и симпатический. Блуждающий нерв замедляет работу сердца, а симпатический ее ускоряет. На интенсивность работы сердца влияют гормоны и другие органические и минеральные вещества. Так, ион К+ замедляет и ослабляет сердечную деятельность, а ион Са+ + ее ускоряет и усиливает, как гормон надпочечников (адреналин).
В организме работа сердца всегда находится под регулирующим влиянием центральной нервной системы и гуморальных факторов. Физическая работа, эмоциональное состояние, умственное напряжение сказываются на работе сердца.
Околосердечная сумка, створчатые клапаны, сосочковые мышцы, полулунные клапаны, автоматизм, сердечный цикл, фазы сердечного цикла; сокращение предсердий, желудочков, пауза; симпатический и блуждающий нервы, адреналин.
1. 1. Где находится сердце? Каковы его размеры?
2. Из каких слоев состоит стенка сердца?
3. Почему стенка левого желудочка более мощная, чем правого желудочка? Почему стенки предсердий тоньше стенок желудочков?
4. Что происходит в каждой фазе сердечного цикла?
5. Что такое автоматизм сердца и как он сочетается с нервной и гуморальной регуляцией?
Прокомментируйте следующие факты, ответьте на вопросы.
А. Впервые сердце человека было оживлено спустя 20 ч после смерти пациента в 1902 г. русским ученым Алексеем Александровичем Кулябко (1866-1930). Ученый направил питательный раствор, обогащенный кислородом и содержащий адреналин, в сердце через аорту.
1. Мог ли раствор попасть в левый желудочек?
2. Куда он мог проникнуть, если известно, что вход в венечную артерию находится в стенке аорты и во время выброса крови прикрывается полу лунными клапанами?
3. Почему помимо питательных веществ и кислорода в раствор был включен адреналин?
4. Какая особенность сердечной мышцы позволила оживить сердце вне организма?
Б. Впервые вывел пациента из состояния клинической смерти советский военный врач Владимир Александрович Неговский, который применил переливание крови пациенту в аорту, против естественного тока крови. На чем был основан этот прием?
Колосов Д. В. Маш Р. Д., Беляев И. Н. Биология 8 класс
Отправлено читателями с интернет-сайта