Reguluje prácu srdca. Extrakardiálne mechanizmy regulácie srdca

PAMATUJTE SI

Otázka 1. Aká je štruktúra obehového systému u cicavcov? Aké sú vlastnosti jeho štruktúry?

Cicavce majú štvorkomorové srdce. Skladá sa z pravej a ľavej komory, ako aj z pravej a ľavej predsiene. Srdcové komory komunikujú medzi sebou a s hlavnými cievami pomocou chlopní. Srdce poskytuje tkanivám tela kyslík a živiny a oslobodzuje ich od produktov rozkladu. Tepny majú elastické stenyŽily sú vo vnútri vybavené ventilmi. Cicavce majú jeden (ľavý) aortálny oblúk. Obehový systém ZATVORENÉ.

Otázka 2. Aké sú kruhy krvného obehu a aký je ich význam v tele cicavcov?

Cirkulačný kruh je cievna dráha, ktorá má svoj začiatok a koniec v srdci. Systémová cirkulácia začína v ľavej komore a končí v pravej predsieni, pľúcna cirkulácia začína v pravej komore a končí v ľavej predsieni.

OTÁZKY K ODSEK

Otázka 1. Ktoré orgány zabezpečujú krvný obeh a aký je ich význam v tomto procese?

Pohyb krvi nastáva v dôsledku práce obehových orgánov: srdca a uzavretý systém plavidlá. Ak sa srdce čo i len na chvíľu zastaví, dôjde k strate vedomia a ak srdce nie je naliehavo nútené opäť sa stiahnuť, k smrti.

Otázka 2. Aká je štruktúra ľudského srdca a kde sa nachádza?

U dospelého človeka je srdce duté svalový orgán s hmotnosťou asi 300 g, čo zodpovedá veľkosti ruky zloženej v päsť. Nachádza sa v hrudník za hrudnou kosťou (s mierny posun vľavo) v špeciálnom perikardiálnom vaku vyrobenom z spojivové tkanivo nazývaný osrdcovník. Perikard plní ochrannú funkciu.

Stena srdca pozostáva z troch schránok, z ktorých najmohutnejšia je prostredná - myokard, tvorený pruhovaným svalové tkanivo. Vlákna myokardu sú spojené takým spôsobom, že excitácia, ktorá sa vyskytuje v jednej oblasti srdcového svalu, sa rýchlo šíri po celom srdci a začína sa sťahovať a vytláčať krv. Je to spôsobené veľkým zaťažením srdcového svalu v dôsledku neustálej rytmickej kontrakcie srdca počas celého života človeka.

Otázka 3. Aký je význam koronárneho obehového systému?

Práca srdca spočíva v rytmickom pumpovaní krvi do ciev obehových kruhov. Komory vytláčajú krv do obehu veľkou silou, aby sa dostala do častí tela najvzdialenejších od srdca. Preto majú dobre vyvinuté svalové steny, najmä ľavú komoru. Aby mohol srdcový sval počas celého života intenzívne pracovať, musí dostávať živiny a kyslík z krvi. Samotný obehový systém srdca sa nazýva koronárny. Doľava a doprava koronárnych tepien odchádzajú z aorty, rozvetvujú sa a zásobujú všetky potrebné bunky srdcového svalu.

Otázka 4. Čo je to automatizmus srdca a aké štruktúry ho poskytujú?

Srdcový sval má zvláštny majetok- automatizácia. Ak je srdce odstránené z hrudníka, pokračuje v kontrakcii na nejaký čas, pričom nemá žiadne spojenie s telom. Impulzy, vďaka ktorým srdce rytmicky bije, vznikajú v malých skupinách svalových buniek, ktoré sa nazývajú uzly automatizácie. Hlavný uzol automatizácie sa nachádza v svale pravej predsiene, je to on, kto nastavuje rytmus srdcového tepu u zdravého človeka.

Otázka 5. Ako sa vykonáva práca srdca? Rozšírte vlastnosti fáz srdcového cyklu.

Priemerná ľudská srdcová frekvencia v pokoji je asi 75 úderov za minútu. Jeden srdcový cyklus pozostávajúci z kontrakcie (systoly) a relaxácie (diastoly) srdca trvá 0,8 s (tri fázy). Z tohto času je 0,1 s kontrakcia (systola) predsiení (I. fáza), 0,3 s kontrakcia (systola) komôr (II. fáza) a 0,4 s trvá celková relaxácia (diastola) celého srdca - generálna pauza ( III fáza). Pri každej kontrakcii predsiení krv z nich prechádza do komôr, po ktorých začína kontrakcia komôr. Po dokončení predsieňovej kontrakcie sa hrotové chlopne zatvoria a keď sa komory stiahnu, krv sa nemôže vrátiť do predsiení. Vytláča sa cez otvorené polmesiace chlopne z ľavej komory (pozdĺž aorty) do systémového obehu a z pravej (pozdĺž pľúcnej tepny) do pľúcneho obehu. Potom prichádza uvoľnenie komôr, semilunárne chlopne sa uzavrú a nedovolia krvi spätný tok z aorty a pulmonálnej tepny do srdcových komôr.

Otázka 6. Ako sa vykonáva regulácia práce srdca?

Práca srdca a krvných ciev je regulovaná dvoma spôsobmi: nervovým a humorálnym. Nervová regulácia srdce vykonáva autonómny nervový systém, ktorého štruktúra a činnosť bude podrobne popísaná nižšie. Humorálna regulácia nastáva pod vplyvom rôznych chemikálií prinesených do srdca krvným obehom.

MYSLIEŤ SI!

Prečo lekári diagnostikujú Osobitná pozornosť dať počúvať zvuky srdca?

Prácu srdca sprevádzajú zvuky, ktoré sa nazývajú srdcové zvuky. V prípade porúch v práci srdca sa tieto tóny menia a ich počúvaním môže lekár stanoviť diagnózu.

Štruktúra srdca

U ľudí a iných cicavcov, ako aj u vtákov, je srdce štvorkomorové, má tvar kužeľa. Srdce sa nachádza v ľavej polovici hrudnej dutiny, v dolnej časti predného mediastína v strede šľachy bránice, medzi pravou a ľavou stranou pleurálna dutina, upevnený na veľkom cievy a je uzavretý v perikardiálnom vaku spojivového tkaniva, kde je neustále prítomná tekutina zvlhčujúca povrch srdca a zaisťujúca jeho voľnú kontrakciu. Srdce je rozdelené súvislou priehradkou na pravú a ľavá polovica a pozostáva z pravej a ľavej predsiene a pravej a ľavej komory. Tak rozlišovať pravé srdce a ľavé srdce.

Každá predsieň komunikuje s príslušnou komorou cez atrioventrikulárny otvor. Každý otvor má hrotový ventil, ktorý riadi smer toku krvi z predsiene do komory. Listová chlopňa je okvetný lístok spojivového tkaniva, ktorý je jedným okrajom pripevnený k stenám otvoru spájajúceho komoru a predsieň a druhým okrajom voľne visí dolu do komorovej dutiny. Na voľný okraj chlopní sú pripevnené vlákna šľachy, ktoré na druhom konci vrastajú do stien komory.

Pri kontrakcii predsiení krv voľne prúdi do komôr. A keď sa komory stiahnu, krvný tlak zdvihne voľné okraje chlopní, navzájom sa dotknú a zatvoria otvor. Šľachové závity nedovoľujú, aby sa chlopne vytáčali smerom od predsiení. Počas kontrakcie komôr krv nevstupuje do predsiení, ale posiela sa do arteriálne cievy.

V atrioventrikulárnom otvore pravého srdca je trikuspidálna (trikuspidálna) chlopňa, vľavo - bikuspidálna (mitrálna) chlopňa.

Okrem toho na výstupných bodoch aorty a pulmonálnej artérie zo srdcových komôr do vnútorný povrch z týchto ciev sú semilunárne, alebo kapsové (vo forme vreciek), chlopne. Každý ventil pozostáva z troch vreciek. Krv pohybujúca sa z komory tlačí vrecká na steny ciev a voľne prechádza cez ventil. Pri relaxácii komôr krv z aorty a pľúcnice začne prúdiť do komôr a svojim spätným pohybom uzatvára vreckové chlopne. Vďaka chlopniam sa krv v srdci pohybuje iba jedným smerom: z predsiení do komôr, z komôr do tepien.

IN pravé átrium krv pochádza z hornej a dolnej dutej žily a samotných koronárnych žíl srdca (koronárny sínus), do ľavej predsiene prúdia štyri pľúcne žily. Z komôr vznikajú cievy: pravá - pľúcna tepna, ktorá sa delí na dve vetvy a vedie venóznu krv do pravých a ľavých pľúc, t.j. v malom kruhu krvného obehu; z ľavej komory vzniká oblúk aorty, pozdĺž ktorého arteriálnej krvi vstupuje do systémového obehu.

Stena srdca pozostáva z troch vrstiev:

• vnútorný - endokard, pokrytý endotelovými bunkami
• stredný – myokard – svalnatý
• vonkajší - epikardium, pozostávajúce z spojivového tkaniva a pokrytého seróznym epitelom

Vonku je srdce pokryté membránou spojivového tkaniva - perikardiálnym vakom alebo perikardom, tiež vystlaným vnútri serózny epitel. Medzi epikardom a srdcovým vakom je dutina naplnená tekutinou.

Hrúbka svalovej steny je najväčšia v ľavej komore (10-15 mm) a najmenšia v predsieňach (2-3 mm). Hrúbka steny pravej komory je 5-8 mm. Je to spôsobené nerovnakou intenzitou práce rôzne oddelenia srdce na vypudenie krvi. Ľavá komora vytláča krv do veľkého kruhu pod vysoký tlak a preto má hrubé, svalnaté steny.

Vlastnosti srdcového svalu

Srdcový sval - myokard sa štruktúrou aj vlastnosťami líši od ostatných svalov tela. Pozostáva z priečne pruhovaných vlákien, ale na rozdiel od vlákien kostrového svalstva, ktoré sú tiež pruhované, vlákna srdcového svalu sú navzájom prepojené procesmi, takže vzruch z ktorejkoľvek časti srdca sa môže šíriť do všetkých svalových vlákien. Táto štruktúra sa nazýva syncytium.

Kontrakcie srdcového svalu sú mimovoľné. Osoba nemôže vlastnej vôle zastaviť srdce alebo zmeniť rýchlosť jeho kontrakcií.

Srdce odstránené z tela zvieraťa a umiestnené za určitých podmienok môže dlho rytmicky kontrahovať. Táto vlastnosť sa nazýva automatizácia. Automatizmus srdca je spôsobený periodický výskyt vzruchy v špeciálnych bunkách srdca, ktorých akumulácia sa nachádza v stene pravej predsiene a nazýva sa centrom automatizmu srdca. Vzruch vznikajúci v bunkách centra sa prenáša na všetkých svalové bunky srdca a spôsobuje ich kontrakciu. Niekedy centrum automatizácie zlyhá, potom sa zastaví srdce. V súčasnosti je v takýchto prípadoch k srdcu pripojený miniatúrny elektronický stimulátor, ktorý periodicky vysiela elektrické impulzy do srdca a to sa zakaždým stiahne.

Práca srdca

Srdcový sval, veľký ako päsť a vážiaci asi 300 g, pracuje nepretržite počas celého života, denne sa stiahne asi 100 tisíc krát a prečerpá viac ako 10 tisíc litrov krvi. Táto vysoká účinnosť je spôsobená zvýšeným prísunom krvi do srdca, vysoký stupeň metabolické procesy vyskytujúce sa v ňom a rytmická povaha jeho kontrakcií.

Ľudské srdce bije rytmicky s frekvenciou 60-70 krát za minútu. Po každej kontrakcii (systole) nastáva relaxácia (diastola) a potom pauza, počas ktorej srdce odpočíva a opäť kontrakcia. Srdcový cyklus trvá 0,8 s a pozostáva z troch fáz:

1. predsieňová kontrakcia (0,1 s)
2. komorová kontrakcia (0,3 s)
3. relaxácia srdca s prestávkou (0,4 s).

Ak sa srdcová frekvencia zvýši, čas každého cyklu sa zníži. Je to spôsobené najmä skrátením celkovej pauzy srdca.

Navyše cez koronárne cievy, srdcový sval normálna operácia srdce prijme asi 200 ml krvi za minútu a pri maximálnej záťaži koronárny prietok krvi môže dosiahnuť 1,5-2 l / min. V prepočte na 100 g tkanivovej hmoty je to oveľa viac ako pri akomkoľvek inom orgáne, okrem mozgu. Zvyšuje tiež výkonnosť a neúnavnosť srdca.

Pri predsieňovej kontrakcii je z nich krv vypudzovaná do komôr a následne pod vplyvom komorovej kontrakcie je tlačená do aorty a pľúcna tepna. V tomto čase sú predsiene uvoľnené a naplnené krvou, ktorá k nim prúdi cez žily. Po uvoľnení komôr počas pauzy sú naplnené krvou.

Každá polovica srdca dospelého človeka vytlačí približne 70 ml krvi do tepien pri jednej kontrakcii, čo sa nazýva zdvihový objem. Za 1 minútu srdce vytlačí asi 5 litrov krvi. Prácu vykonanú srdcom v tomto prípade možno vypočítať vynásobením objemu krvi vytlačenej srdcom tlakom, pod ktorým je krv vypudzovaná do arteriálnych ciev (to je 15 000 - 20 000 kgm / deň). A ak človek vykonáva veľmi intenzívnu fyzickú prácu, potom sa minútový objem krvi zvýši na 30 litrov a zodpovedajúcim spôsobom sa zvýši aj práca srdca.

Práca srdca je sprevádzaná rôzne prejavy. Takže, ak pripojíte ucho alebo fonendoskop na hrudník človeka, môžete počuť rytmické zvuky - zvuky srdca. Sú tri z nich:

• prvý tón sa vyskytuje počas systoly komôr a je spôsobený kolísaním vlákien šľachy a uzatváraním cípových chlopní;
• druhý tón sa vyskytuje na začiatku diastoly v dôsledku uzavretia ventilu;
• tretí tón - veľmi slabý, dá sa zachytiť len pomocou citlivého mikrofónu - vzniká pri plnení komôr krvou.

Srdcové kontrakcie sú sprevádzané aj elektrickými procesmi, ktoré možno zaznamenať ako premenlivý potenciálny rozdiel medzi symetrickými bodmi na povrchu tela (napríklad na rukách) a zaznamenať špeciálnymi prístrojmi. Záznam ozvov srdca – fonokardiogram a elektrických potenciálov – elektrokardiogram je znázornený na obr. Tieto indikátory sa používajú na klinike na diagnostiku srdcových ochorení.

Regulácia srdca

Prácu srdca reguluje nervový systém v závislosti od vplyvu vnútorných a vonkajšie prostredie: koncentrácie iónov draslíka a vápnika, hormón štítna žľaza, stav odpočinku alebo fyzickej práce, emočný stres.

Nervózny a humorálna reguláciačinnosť srdca koordinuje svoju prácu s potrebami tela v každom tento moment bez ohľadu na našu vôľu.

• Autonómny nervový systém inervuje srdce, rovnako ako všetky vnútorné orgány. Nervy sympatického oddelenia zvyšujú frekvenciu a silu kontrakcií srdcového svalu (napríklad pri fyzickej práci). V pokoji (počas spánku) sa kontrakcie srdca stávajú slabšími pod vplyvom parasympatických (vagusových) nervov.
• Humorálna regulácia činnosti srdca sa uskutočňuje pomocou dostupných in veľké nádobyšpeciálne chemoreceptory, ktoré sú excitované pod vplyvom zmien v zložení krvi. Zvýšenie koncentrácie oxid uhličitý v krvi dráždi tieto receptory a reflexne zvyšuje činnosť srdca.

  Predovšetkým dôležitosti v tomto zmysle má adrenalín, ktorý sa do krvi dostáva z nadobličiek a spôsobujúce účinky, podobné témy, ktoré sa pozorujú pri stimulácii sympatiku nervový systém. Adrenalín spôsobuje zvýšenie rytmu a zvýšenie amplitúdy srdcových kontrakcií.

  dôležitú úlohu v normálny život srdce patrí k elektrolytom. Zmeny v koncentrácii draselných a vápenatých solí v krvi majú veľmi významný vplyv na automatizáciu a procesy excitácie a kontrakcie srdca.

  Nadbytok draselných iónov inhibuje všetky aspekty srdcovej činnosti, pôsobí negatívne chronotropne (spomalí srdcový rytmus), inotropne (znižuje amplitúdu srdcových kontrakcií), dromotropne (zhoršuje vedenie vzruchu v srdci), bathmotropne (znižuje excitabilitu). srdcového svalu). Pri nadbytku iónov K + sa srdce zastaví v diastole. K ostrým poruchám srdcovej aktivity dochádza aj pri znížení obsahu iónov K + v krvi (s hypokaliémiou).

  Nadbytok iónov vápnika pôsobí v opačnom smere: pozitívne chronotropný, inotropný, dromotropný a bathmotropný. Pri nadbytku iónov Ca 2+ sa srdce zastaví v systole. S poklesom obsahu iónov Ca 2+ v krvi dochádza k oslabeniu srdcových kontrakcií.

Tabuľka. Neurohumorálna reguláciačinnosť srdca cievny systém

Faktor	Srdce	Plavidlá	úroveň krvný tlak
Sympatický nervový systém		zužuje	zvyšuje
parasympatický nervový systém		rozširuje	znižuje
Adrenalín	zrýchľuje rytmus a posilňuje kontrakcie	zužuje sa (okrem ciev srdca)	zvyšuje
Acetylcholín	spomaľuje rytmus a oslabuje kontrakcie	rozširuje	znižuje
tyroxínu	zrýchľuje rytmus	zužuje	zvyšuje
Ióny vápnika	zrýchliť rytmus a oslabiť kontrakcie	stiesniť	downgrade
Draselné ióny	spomaliť rytmus a oslabiť kontrakcie	expandovať	downgrade

Práca srdca je spojená aj s činnosťou iných orgánov. Ak sa excitácia prenáša do centrálneho nervového systému z pracovných orgánov, potom z centrálneho nervového systému sa prenáša do nervov, ktoré posilňujú funkciu srdca. Reflexom sa teda vytvorí súlad medzi činnosťou rôzne telá a prácu srdca.

Ľudské srdce, nepretržite pracujúce, dokonca aj pri pokojnom životnom štýle, pumpuje do arteriálneho systému asi 10 ton krvi denne, 4000 ton ročne a asi 300 000 ton za život. Zároveň srdce vždy presne reaguje na potreby tela a neustále udržiava potrebnú úroveň prietoku krvi.

K prispôsobovaniu činnosti srdca meniacim sa potrebám organizmu dochádza pomocou množstva regulačných mechanizmov. Niektoré z nich sa nachádzajú v samom srdci - to je intrakardiálne regulačné mechanizmy. Tie obsahujú intracelulárne mechanizmy regulácia, regulácia medzibunkových interakcií a nervových mechanizmov – intrakardiálne reflexy. TO extrakardiálne regulačné mechanizmy zahŕňajú extrakardiálne nervové a humorálne mechanizmy regulácie srdcovej aktivity.

Intrakardiálne regulačné mechanizmy

Intracelulárne mechanizmy regulácie poskytujú zmenu intenzity činnosti myokardu v súlade s množstvom krvi prúdiacej do srdca. Tento mechanizmus sa nazýva „zákon srdca“ (Frank-Starlingov zákon): sila kontrakcie srdca (myokardu) je úmerná stupňu jeho natiahnutia v diastole, t. j. počiatočnej dĺžke jeho svalových vlákien. Silnejšie natiahnutie myokardu v čase diastoly zodpovedá zvýšenému prietoku krvi do srdca. Zároveň vo vnútri každej myofibrily sú aktínové filamenty viac vysunuté z medzier medzi myozínovými filamentmi, čo znamená, že sa zvyšuje počet rezervných mostíkov, t.j. tie aktínové body, ktoré spájajú aktínové a myozínové vlákna v čase kontrakcie. Preto čím viac bude každá bunka natiahnutá, tým viac sa bude môcť skrátiť počas systoly. Z tohto dôvodu srdce pumpuje do arteriálneho systému množstvo krvi, ktoré k nemu prúdi zo žíl.

Regulácia medzibunkových interakcií. Zistilo sa, že interkalované platničky spájajúce bunky myokardu majú odlišná štruktúra. Niektoré časti interkalovaných diskov vykonávajú čisto mechanickú funkciu, iné zabezpečujú transport látok, ktoré potrebuje, cez membránu kardiomyocytu a iné - spojitosť, alebo úzke kontakty vedú excitáciu z bunky do bunky. Porušenie medzibunkových interakcií vedie k asynchrónnej excitácii buniek myokardu a vzniku srdcovej arytmie.

Intrakardiálne periférne reflexy. V srdci sa našli takzvané periférne reflexy, ktorých oblúk nie je uzavretý v centrálnom nervovom systéme, ale v intramurálnych gangliách myokardu. Tento systém zahŕňa aferentné neuróny, ktorých dendrity tvoria naťahovacie receptory na vláknach myokardu a koronárne cievy interkalárne a eferentné neuróny. Jeho axóny inervujú myokard a hladké svaly koronárnych ciev. Tieto neuróny sú navzájom prepojené synoptickými spojeniami, tvoria sa intrakardiálne reflexné oblúky.

Experiment ukázal, že zvýšenie natiahnutia myokardu pravej predsiene (v vivo vyskytuje sa pri zvýšení prietoku krvi do srdca) vedie k zvýšeným kontrakciám ľavej komory. Kontrakcie sa teda zintenzívňujú nielen v tej časti srdca, ktorej myokard je priamo natiahnutý pritekajúcou krvou, ale aj na iných oddeleniach, aby sa „uvoľnilo miesto“ prichádzajúcej krvi a urýchlilo sa jej uvoľnenie do arteriálneho systému. . Bolo dokázané, že tieto reakcie sa uskutočňujú pomocou intrakardiálnych periférnych reflexov.

Podobné reakcie sa pozorujú iba na pozadí nízkej počiatočnej krvnej náplne srdca a s malým množstvom krvného tlaku v aortálnom otvore a koronárnych cievach. Ak sú komory srdca preplnené krvou a tlak v ústí aorty a koronárnych ciev je vysoký, potom napínanie žilových prijímačov v srdci tlmí kontraktilná činnosť myokardu. V tomto prípade sa srdce vysunie do aorty v čase systoly menej ako normálne, množstvo krvi obsiahnuté v komorách. Zadržiavanie aj malého dodatočného objemu krvi v komorách srdca zvyšuje diastolický tlak v jeho dutinách, čo spôsobuje zníženie prítoku žilovej krvi k srdcu. Nadmerný objem krvi, ktorý by pri náhlom uvoľnení do tepien mohol spôsobiť zlé následky, zdržiava sa žilového systému. Podobné reakcie hrajú dôležitá úloha pri regulácii krvného obehu, zabezpečenie stability krvného zásobovania arteriálneho systému.

Pokles v srdcový výdaj- mohlo by to spôsobiť kritickú haváriu krvný tlak. Takémuto nebezpečenstvu bránia aj regulačné reakcie vnútrosrdcového systému.

Nedostatočné naplnenie komôr srdca a koronárneho lôžka krvou spôsobuje zvýšenie kontrakcií myokardu prostredníctvom intrakardiálnych reflexov. Súčasne v čase systoly je do aorty vyvrhnuté väčšie množstvo krvi, ktoré je v nich obsiahnuté. Predchádza sa tak nebezpečenstvu nedostatočného naplnenia arteriálneho systému krvou. V čase relaxácie obsahujú komory menej krvi ako normálne, čo prispieva k zvýšenému prekrveniu srdca.

V prirodzených podmienkach nie je intrakardiálny nervový systém autonómny. Je len najnižším článkom v zložitej hierarchii. nervové mechanizmy regulácia činnosti srdca. Vyšším článkom v hierarchii sú signály prichádzajúce cez sympatické a vagusové nervy, extrakardiálny nervový systém regulácie srdca.

Extrakardiálne regulačné mechanizmy

Prácu srdca zabezpečujú nervové a humorálne mechanizmy regulácia. Nervová regulácia srdca nemá spúšťací účinok, pretože má automatizmus. Nervový systém zabezpečuje prispôsobenie práce srdca v každom okamihu prispôsobenia tela vonkajšie podmienky a zmeny v jej činnosti.

Eferentná inervácia srdca. Práca srdca je regulovaná dvoma nervami: vagus (alebo vagus), súvisiaci s parasympatickým nervovým systémom, a sympatický. Tieto nervy sú tvorené dvoma neurónmi. Telá prvých neurónov, ktorých procesy tvoria blúdivý nerv, sa nachádzajú v medulla oblongata. Procesy týchto neurónov končia v intramurálnych gangliách srdca. Tu sú druhé neuróny, ktorých procesy idú do vodivého systému, myokardu a koronárnych ciev.

Prvé neuróny sympatického nervového systému, ktorý reguluje prácu srdca, ležia v laterálnej časti rohy I-V hrudné segmenty miechy. Procesy týchto neurónov končia v krčnej a hornej časti hrudníka sympatické uzliny. V týchto uzloch sú druhé neuróny, ktorých procesy idú do srdca. Väčšina sympatických nervových vlákien je odoslaná do srdca z hviezdicového ganglia. Nervy prichádzajúce z pravého sympatického kmeňa smerujú hlavne do sínusového uzla a do svalov predsiení a nervy na ľavej strane - do atrioventrikulárneho uzla a ventrikulárnych svalov (obr. 5.9).

Nervový systém spôsobuje nasledujúce účinky:

• chronotropný - zmena srdcovej frekvencie;
• inotropný - zmena sily kontrakcií;
• bathmotropný- zmena excitability srdca;
• dromotropný - zmena vedenia v myokarde;
• tonotropný - zmena tonusu srdcového svalu.

Nervová extrakardiálna regulácia. Vplyv blúdivých a sympatických nervov na srdce. V roku 1845 bratia Weberovci pozorovali zástavu srdca pri stimulácii medulla oblongata v oblasti jadra blúdivého nervu. Po rezaní blúdivých nervov tento efekt chýbal. Z toho sa usúdilo, že blúdivý nerv inhibuje činnosť srdca. Ďalší výskum mnohých vedcov rozšíril predstavy o inhibičnom účinku blúdivého nervu. Ukázalo sa, že pri jeho podráždení klesá frekvencia a sila srdcových kontrakcií, excitabilita a vodivosť srdcového svalu. Po transekcii vagusových nervov sa v dôsledku odstránenia ich inhibičného účinku pozorovalo zvýšenie amplitúdy a frekvencie srdcových kontrakcií.

Ryža. 5.9.

C - srdce; M - medulla oblongata; CI- jadro, ktoré brzdí činnosť srdca;

SA- jadro, ktoré stimuluje činnosť srdca; LH- bočný roh miechy;

TS - sympatický kmeň; O-eferentné vlákna blúdivý nerv; D - nervový depresor (aferentné vlákna); S- sympatické vlákna; A - miechové aferentné vlákna; CS- karotický sínus; B - aferentné vlákna z pravej predsiene a dutej žily

Vplyv blúdivého nervu závisí od intenzity stimulácie. Pri slabej stimulácii sa pozorujú negatívne chronotropné, inotropné, bathmotropné, dromotropné a tonotropné účinky. Pri silnom podráždení dochádza k zástave srdca.

najprv podrobné štúdie sympatického nervového systému o činnosti srdca patria bratom Sionovi (1867), a potom I.P. Pavlov (1887).

Bratia Sionovci pozorovali zvýšenie srdcovej frekvencie, keď bola miecha stimulovaná v oblasti umiestnenia neurónov, ktoré regulujú činnosť srdca. Po rezaní sympatické nervy rovnaká stimulácia miechy nespôsobila zmeny v činnosti srdca. Zistilo sa, že sympatické nervy inervujúce srdce majú pozitívny vplyv na všetky aspekty srdca. Spôsobujú pozitívne chronotropné, inotropné, butmotropné, dromotropné a tonotropné účinky.

Ďalší výskum I.P. Pavlov to ukázal nervové vlákna, ktoré sú súčasťou sympatického a blúdivého nervu, ovplyvňujú rôzne aspekty činnosti srdca: niektoré menia frekvenciu, zatiaľ čo iné menia silu srdcových kontrakcií. Boli pomenované vetvy sympatického nervu, pri podráždení sa zvyšuje sila srdcových kontrakcií Pavlovov zosilňovací nerv. Zistilo sa, že zosilňujúci účinok sympatických nervov je spojený so zvýšením úrovne metabolizmu.

Ako súčasť blúdivého nervu sa našli aj vlákna, ktoré ovplyvňujú len frekvenciu a iba silu srdcových kontrakcií.

Frekvencia a sila kontrakcií je ovplyvnená vláknami blúdivého a sympatického nervu, vhodnými pre sínusový uzol a sila kontrakcií sa mení vplyvom vlákien vhodných pre atrioventrikulárny uzol a myokard komôr.

Blúdivý nerv sa ľahko prispôsobí podráždeniu, takže jeho účinok môže zmiznúť aj napriek pretrvávajúcemu podráždeniu. Tento jav bol pomenovaný „únik srdca pred vplyvom vagusu“. Nervus vagus má vyššiu excitabilitu, v dôsledku čoho reaguje na nižší podnet ako sympatikus, a krátku latentnú periódu.

Preto za rovnakých podmienok podráždenia sa účinok blúdivého nervu objaví skôr ako sympatický.

Mechanizmus vplyvu vagusových a sympatických nervov na srdce. V roku 1921 štúdie O. Levyho ukázali, že vplyv blúdivého nervu na srdce sa prenáša humorálnou cestou. V experimentoch sa Levi uplatňoval silné podráždenie do blúdivého nervu, čo vedie k zástave srdca. Potom bola zo srdca odobratá krv a pôsobila na srdce iného zvieraťa; zároveň vznikol rovnaký efekt – inhibícia činnosti srdca. Rovnakým spôsobom sa môže preniesť účinok sympatikového nervu na srdce iného zvieraťa. Tieto experimenty naznačujú, že keď sú nervy stimulované, ich zakončenie aktívne vylučuje aktívne zložky, ktoré buď inhibujú alebo stimulujú činnosť srdca: acetylcholín sa uvoľňuje na zakončeniach nervov vagus a noradrenalín sa uvoľňuje na zakončeniach sympatiku.

Pri podráždení srdcových nervov dochádza pod vplyvom mediátora k membránový potenciál svalové vlákna srdcového svalu. Pri podráždení blúdivého nervu dochádza k hyperpolarizácii membrány, t.j. membránový potenciál sa zvyšuje. Základom hyperpolarizácie srdcového svalu je zvýšenie priepustnosti membrány pre ióny draslíka.

Vplyv sympatiku prenáša neurotransmiter norepinefrín, ktorý spôsobuje depolarizáciu postsynaptickej membrány. Depolarizácia je spojená so zvýšením permeability membrány pre sodík.

Keď vieme, že blúdivý nerv hyperpolarizuje a sympatický nerv depolarizuje membránu, je možné vysvetliť všetky účinky týchto nervov na srdce. Pretože membránový potenciál sa zvyšuje, keď je stimulovaný vagusový nerv, na dosiahnutie je potrebná väčšia stimulačná sila kritická úroveň depolarizácia a prijatie odpovede, čo naznačuje zníženie excitability (negatívny bathmotropný účinok).

Negatívne chronotropný efekt spojené s tým, že veľkú silu podráždenie vagusu je hyperpolarizácia membrány taká veľká, že výsledná spontánna depolarizácia nemôže dosiahnuť kritickú úroveň a nenastáva odpoveď - dôjde k zástave srdca.

Pri nízkej frekvencii alebo sile stimulácie blúdivého nervu je stupeň hyperpolarizácie membrány nižší a spontánna depolarizácia postupne dosahuje kritickú úroveň, v dôsledku čoho dochádza k zriedkavým kontrakciám srdca (negatívny dromotropný efekt).

Pri podráždení sympatiku aj pri malej sile dochádza k depolarizácii membrány, ktorá je charakterizovaná znížením veľkosti membrány a prahových potenciálov, čo poukazuje na zvýšenie excitability (pozitívny bathmotropný efekt).

Pretože pod vplyvom sympatického nervu sa membrána svalových vlákien srdca depolarizuje, čas spontánnej depolarizácie potrebný na dosiahnutie kritickej úrovne a vytvorenie akčného potenciálu sa znižuje, čo vedie k zvýšeniu srdcovej frekvencie.

Tón centier srdcových nervov. Neuróny CNS, ktoré regulujú činnosť srdca, sú v dobrom stave, t.j. určitý stupeň aktivity. Preto impulzy z nich neustále prichádzajú do srdca. Zvlášť výrazný je tón stredu vagusových nervov. Tón sympatických nervov je slabo vyjadrený a niekedy chýba.

Experimentálne možno pozorovať prítomnosť tonických vplyvov vychádzajúcich z centier. Ak sú oba vagusové nervy prerušené, dôjde k výraznému zvýšeniu srdcovej frekvencie. U ľudí môže byť vplyv vagusového nervu vypnutý pôsobením atropínu, po ktorom sa tiež pozoruje zvýšenie srdcovej frekvencie. O dostupnosti konštantný tón centrá vagusových nervov dokazujú aj experimenty so zaznamenávaním nervových potenciálov v momente podráždenia. V dôsledku toho vagusové nervy z centrálneho nervového systému dostávajú impulzy, ktoré inhibujú činnosť srdca.

Po transekcii sympatických nervov sa pozoruje mierny pokles počtu srdcových kontrakcií, čo naznačuje neustále stimulujúci účinok na srdce centier sympatických nervov.

Tonus centier srdcových nervov je udržiavaný rôznymi reflexnými a humorálnymi vplyvmi. Zvlášť dôležité sú impulzy pochádzajúce z cievne reflexné zóny, nachádza sa v oblasti oblúka aorty a karotického sínusu (miesto, kde sa krčná tepna rozvetvuje na vonkajšiu a vnútornú). Po transekcii depresorového nervu a Heringovho nervu, ktoré prichádzajú z týchto zón do centrálneho nervového systému, sa znižuje tonus centier vagusových nervov, čo má za následok zvýšenie srdcovej frekvencie.

Stav srdcových centier ovplyvňujú impulzy prichádzajúce z akýchkoľvek iných intero- a exteroreceptorov kože a niektorých vnútorné orgány(napríklad črevá a pod.).

Zistil sa riadok humorálne faktory ovplyvňujúce tonus srdcových centier. Napríklad hormón nadobličiek adrenalín zvyšuje tonus sympatiku a rovnaký účinok majú ióny vápnika.

Stav tonusu srdcových centier ovplyvňujú aj nadložné časti centrálneho nervového systému vrátane kôry. hemisféry.

Reflexná regulácia činnosti srdca. V prirodzených podmienkach činnosti organizmu sa frekvencia a sila srdcových kontrakcií neustále mení v závislosti od vplyvu faktorov prostredia: fyzická aktivita, pohyb tela v priestore, teplotné vplyvy, zmeny stavu vnútorných orgánov atď.

Základom adaptačných zmien srdcovej činnosti v reakcii na rôzne vonkajšie vplyvy sú reflexné mechanizmy. Vzrušenie v receptoroch aferentné dráhy príde na rôzne oddelenia CNS, ovplyvňuje regulačné mechanizmy srdcovej činnosti. Zistilo sa, že neuróny, ktoré regulujú činnosť srdca, sa nachádzajú nielen v medulla oblongata, ale aj v mozgovej kôre, diencephalon(hypotalamus) a mozoček. Od nich idú impulzy do podlhovastého a miecha a zmeniť stav centier parasympatikovej a sympatickej regulácie. Odtiaľto prichádzajú impulzy po blúdivých a sympatických nervoch k srdcu a spôsobujú spomalenie a oslabenie alebo zvýšenie a zvýšenie jeho aktivity. Preto hovoria o vagových (inhibičných) a sympatických (stimulačných) reflexných účinkoch na srdce.

Neustále úpravy práce srdca sa vykonávajú vplyvom vaskulárnych reflexných zón - aortálneho oblúka a karotického sínusu (obr. 5.10). Pri zvýšení krvného tlaku v aorte alebo krčných tepnách dochádza k podráždeniu baroreceptorov. Vzrušenie, ktoré v nich vzniklo, prechádza do centrálneho nervového systému a zvyšuje excitabilitu centra vagusových nervov, v dôsledku čoho sa zvyšuje počet inhibičných impulzov, ktoré nimi prechádzajú, čo vedie k spomaleniu a oslabeniu srdcových kontrakcií. ; následne sa množstvo krvi vytlačenej srdcom do ciev znižuje a tlak klesá.

Ryža. 5.10.

• 1 - aorta; 2 - spoločné krčných tepien; 3 - karotický sínus; 4 - sínusový nerv
• (Goering); 5 - aortálny nerv; 6 - karotické telo; 7 - blúdivý nerv;
• 8 - glossofaryngeálny nerv; 9 - vnútorná krčná tepna

Vagusové reflexy zahŕňajú Ashnerov očný-srdcový reflex, Goltzov reflex atď. Ayinerov reflex sa vyjadruje v tlaku na očné buľvy reflexné zníženie počtu srdcových kontrakcií (o 10-20 za minútu). Char reflex spočíva v tom, že pri mechanickom dráždení na črevá žaby (stlačenie pinzetou, poklepanie) sa srdce zastaví alebo spomalí. Zastavenie srdca možno pozorovať aj u človeka s úderom do oblasti solar plexus alebo pri ponorení studená voda(vagový reflex z kožných receptorov).

Sympatické srdcové reflexy sa vyskytujú pri rôznych emocionálnych vplyvoch, bolestivých podnetoch a fyzická aktivita. V tomto prípade môže dôjsť k zvýšeniu srdcovej aktivity nielen v dôsledku zvýšenia vplyvu sympatických nervov, ale aj v dôsledku zníženia tonusu centier vagusových nervov. Pôvodcom chemoreceptorov cievnych reflexogénnych zón môže byť zvýšený obsah v krvi rôzne kyseliny(oxid uhličitý, kyselina mliečna a pod.) a kolísanie aktívnej reakcie krvi. Súčasne dochádza k reflexnému zvýšeniu činnosti srdca, poskytujúcemu najrýchlejšie odstránenie tieto látky z tela a zotavenie normálne zloženie krvi.

Humorálna regulácia činnosti srdca. Chemické látky, ovplyvňujúce činnosť srdca, sa konvenčne delia do dvoch skupín: parasympatikotropné (alebo vagotropné), pôsobiace ako vagus, a sympatikotropné - ako sympatické nervy.

TO parasympatikotropné látky zahŕňajú acetylcholín a draselné ióny. So zvýšením ich obsahu v krvi dochádza k inhibícii činnosti srdca.

TO sympatikotropné látky zahŕňajú epinefrín, norepinefrín a ióny vápnika. So zvýšením ich obsahu v krvi dochádza k zvýšeniu a zvýšeniu srdcovej frekvencie. Glukagón, angiotenzín a serotonín majú pozitívny inotropný účinok, tyroxín - pozitívny chronotropný účinok. Hypoxémia, hyperkapnia a acidóza inhibujú kontraktilnú aktivitu myokardu.

• Pozri: Fyziológia človeka: Učebnica. V 2 t.
• Pozri: Leontyeva N.N., Marinova K.V. Anatómia a fyziológia detského organizmu (vnútorné orgány). M. Vzdelávanie, 1976.

Pod regulácia srdca pochopiť jeho prispôsobenie sa potrebám tela na kyslík a živiny realizované prostredníctvom zmeny prietoku krvi.

Pretože je odvodená od frekvencie a sily kontrakcií srdca, regulácia sa môže uskutočniť prostredníctvom zmeny frekvencie a (alebo) sily jeho kontrakcií.

Obzvlášť silný vplyv na prácu srdca majú mechanizmy jeho regulácie počas fyzickej aktivity, keď sa srdcová frekvencia a objem zdvihu môžu zvýšiť 3-krát, IOC - 4-5-krát a u športovcov vysoká trieda- 6 krát. Súčasne so zmenou výkonnosti srdca so zmenou fyzická aktivita, emocionálne a psychický stavľudský metabolizmus a koronárny prietok krvi sa menia. To všetko je spôsobené fungovaním zložité mechanizmy regulácia srdcovej činnosti. Medzi nimi sa rozlišujú intrakardiálne (intrakardiálne) a extrakardiálne (extrakardiálne) mechanizmy.

Intrakardiálne mechanizmy regulácie srdca

Intrakardiálne mechanizmy, ktoré zabezpečujú samoreguláciu srdcovej činnosti, sa delia na myogénne (intracelulárne) a nervové (uskutočňuje sa vnútrosrdcovým nervovým systémom).

Intracelulárne mechanizmy sa realizujú vďaka vlastnostiam myokardiálnych vlákien a objavujú sa aj na izolovanom a denervovanom srdci. Jeden z týchto mechanizmov sa odráža vo Frankovom-Starlingovom zákone, ktorý sa nazýva aj zákon heterometrickej samoregulácie alebo zákon srdca.

Frank-Starlingov zákon uvádza, že s nárastom natiahnutia myokardu počas diastoly sa zvyšuje sila jeho kontrakcie v systole. Tento vzor sa odhalí, keď sa vlákna myokardu natiahnu nie viac ako o 45 % ich pôvodnej dĺžky. Ďalej natiahnuť vlákna myokardu vedie k zníženiu účinnosti kontrakcie. Silné naťahovanie vytvára riziko vzniku závažnej patológie srdca.

V prirodzených podmienkach závisí stupeň roztiahnutia komôr od veľkosti koncového diastolického objemu, ktorý je určený naplnením komôr krvou prichádzajúcou z žíl počas diastoly, veľkosťou koncového systolického objemu a silou. predsieňovej kontrakcie. Čím väčší je venózny návrat krvi do srdca a hodnota koncového diastolického objemu komôr, tým väčšia je sila ich kontrakcie.

Zvýšenie prietoku krvi do komôr sa nazýva objemové zaťaženie alebo predpätie. Zvýšenie kontraktilnej aktivity srdca a zvýšenie objemu srdcového výdaja so zvýšením predpätia si nevyžadujú veľké zvýšenie nákladov na energiu.

Jeden zo vzorcov samoregulácie srdca objavil Anrep (fenomén Anrep). Vyjadruje sa v skutočnosti, že so zvýšením odporu proti vypudeniu krvi z komôr sa sila ich kontrakcie zvyšuje. Toto zvýšenie odolnosti proti vypudeniu krvi sa nazýva tlakové zaťaženia alebo dodatočné zaťaženie. Zvyšuje sa s nárastom krvi. Za týchto podmienok sa práca prudko zvyšuje a energetické potreby komory. So stenózou sa môže vyvinúť aj zvýšenie odolnosti proti vypudeniu krvi ľavou komorou aortálnej chlopne a zúženie aorty.

Bowditchov fenomén

Iný vzor samoregulácie srdca sa odráža v Bowditchovom fenoméne, nazývanom aj jav rebríka alebo zákon homeometrickej samoregulácie.

Bowditchov rebrík (rytmoionotropná závislosť 1878)- postupné zvyšovanie sily srdcových kontrakcií na maximálnu amplitúdu, pozorované pri dôslednom uplatňovaní stimulov konštantnej sily.

Zákon homeometrickej samoregulácie (fenomén Bowditch) sa prejavuje v tom, že so zvýšením srdcovej frekvencie sa zvyšuje sila kontrakcií. Jedným z mechanizmov zosilnenia kontrakcie myokardu je zvýšenie obsahu iónov Ca 2+ v sarkoplazme vlákien myokardu. Pri častých excitáciách sa Ca 2+ ióny nestihnú zo sarkoplazmy odstrániť, čo vytvára podmienky pre intenzívnejšiu interakciu medzi aktínovými a myozínovými vláknami. Fenomén Bowditch bol identifikovaný na izolovanom srdci.

V prirodzených podmienkach možno pozorovať prejav homeometrickej samoregulácie, keď prudký nárast tonus sympatikového nervového systému a zvýšenie hladiny adrenalínu v krvi. IN klinické prostredie niektoré prejavy tohto javu možno pozorovať u pacientov s tachykardiou, keď sa srdcová frekvencia rýchlo zvyšuje.

Neurogénny intrakardiálny mechanizmus zabezpečuje samoreguláciu srdca vďaka reflexom, ktorých oblúk sa uzatvára v srdci. Telá neurónov, ktoré to tvoria reflexný oblúk, sa nachádzajú v intrakardiálnych nervových plexusoch a gangliách. Intrakardiálne reflexy sú spúšťané napínacími receptormi prítomnými v myokarde a koronárnych cievach. G.I. Kositsky v experimente na zvieratách zistil, že keď sa pravá predsieň natiahne, kontrakcia ľavej komory sa reflexne zvýši. Takýto účinok z predsiení do komôr sa zistí iba pri nízkom krvnom tlaku v aorte. Ak je tlak v aorte vysoký, potom aktivácia predsieňových napínacích receptorov reflexne inhibuje silu komorovej kontrakcie.

Extrakardiálne mechanizmy regulácie srdca

Extrakardiálne mechanizmy regulácie srdcovej aktivity sa delia na nervové a humorálne. Tieto regulačné mechanizmy sa vyskytujú za účasti štruktúr umiestnených mimo srdca (CNS, extrakardiálne autonómne gangliá, endokrinné žľazy).

Intrakardiálne mechanizmy regulácie srdca

Intrakardiálne (intrakardiálne) mechanizmy regulácie - regulačné procesy, ktoré vznikajú vo vnútri srdca a naďalej fungujú v izolovanom srdci.

Intrakardiálne mechanizmy sa delia na: intracelulárne a myogénne mechanizmy. Príklad intracelulárny mechanizmus regulácia je hypertrofia buniek myokardu v dôsledku zvýšenej syntézy kontraktilných proteínov u športových zvierat alebo zvierat zapojených do ťažkej fyzickej práce.

Myogénne mechanizmy regulácie činnosti srdca zahŕňajú heterometrické a homeometrické typy regulácie. Príklad heterometrická regulácia môže slúžiť Frankov-Starlingov zákon, ktorý hovorí, že čím väčší je prietok krvi do pravej predsiene, a teda zväčšenie dĺžky svalových vlákien srdca počas diastoly, tým silnejšie sa srdce sťahuje počas systoly. homeometrický typ regulácia závisí od tlaku v aorte - než väčší tlak v aorte, čím viac srdce bije. Inými slovami, silu kontrakcia srdca sa zvyšuje so zvyšujúcim sa odporom v hlavné plavidlá. V tomto prípade sa dĺžka srdcového svalu nemení a preto sa tento mechanizmus nazýva homeometrický.

Samoregulácia srdca- schopnosť kardiomyocytov nezávisle meniť povahu kontrakcie so zmenou stupňa natiahnutia a deformácie membrány. Tento typ regulácie predstavujú heterometrické a homeometrické mechanizmy.

Heterometrický mechanizmus - zvýšenie sily kontrakcie kardiomyocytov so zvýšením ich počiatočnej dĺžky. Je sprostredkovaná intracelulárnymi interakciami a je spojená so zmenou relatívnej polohy aktínových a myozínových myofilamentov v myofibrilách kardiomyocytov, keď je myokard natiahnutý krvou vstupujúcou do srdcovej dutiny (zvýšenie počtu myozínových mostíkov, ktoré môžu spájať myozín a aktínové vlákna počas kontrakcie). Tento typ nariadenia bol založený na kardiopulmonálnom prípravku a formulovaný vo forme Frankovho-Starlingovho zákona (1912).

homeometrický mechanizmus- zvýšenie sily srdcových kontrakcií so zvýšením odporu v hlavných cievach. Mechanizmus je určený stavom kardiomyocytov a medzibunkovými vzťahmi a nezávisí od naťahovania myokardu pritekajúcou krvou. S homeometrickou reguláciou sa zvyšuje účinnosť výmeny energie v kardiomyocytoch a aktivuje sa práca interkalárnych diskov. Tento typ reguláciu prvýkrát objavil G.V. Anrep v roku 1912 a označuje sa ako Anrep efekt.

Kardiokardiálne reflexy- reflexné reakcie, ktoré sa vyskytujú v mechanoreceptoroch srdca ako odpoveď na natiahnutie jeho dutín. Pri naťahovaní predsiení tlkot srdca môže buď zrýchliť alebo spomaliť. Pri naťahovaní komôr spravidla dochádza k zníženiu srdcovej frekvencie. Bolo dokázané, že tieto reakcie sa uskutočňujú pomocou intrakardiálnych periférnych reflexov (G.I. Kositsky).

Extrakardiálne mechanizmy regulácie srdca

Extrakardiálne (extrakardiálne) mechanizmy regulácie - regulačné vplyvy, ktoré vznikajú mimo srdca a nefungujú v ňom izolovane. Medzi extrakardiálne mechanizmy patrí neuroreflexná a humorálna regulácia činnosti srdca.

Nervová regulácia prácu srdca vykonáva sympatický a parasympatické divízie autonómna nervová sústava. Sympatické oddelenie stimuluje činnosť srdca a parasympatikus utlmuje.

Sympatická inervácia vzniká v laterálnych rohoch horných hrudných segmentov so zadnou časťou mozgu, kde sa nachádzajú telá pregangliových sympatických neurónov. Po dosiahnutí srdca prenikajú vlákna sympatických nervov do myokardu. Excitačné impulzy prichádzajúce cez postgangliové sympatické vlákna spôsobujú uvoľnenie v bunkách kontraktilný myokard a bunky vodivého systému mediátora norepinefrínu. Aktivácia sympatiku a súčasné uvoľňovanie norepinefrínu má určité účinky na srdce:

• chronotropný účinok - zvýšenie frekvencie a sily srdcových kontrakcií;
• inotropný účinok - zvýšenie sily kontrakcií myokardu komôr a predsiení;
• dromotropný účinok - zrýchlenie vedenia vzruchu v atrioventrikulárnom (atrioventrikulárnom) uzle;
• bathmotropný efekt – skrátenie refraktérnej periódy komorového myokardu a zvýšenie ich excitability.

Parasympatická inervácia srdce je vykonávané blúdivým nervom. Telá prvých neurónov, ktorých axóny tvoria nervy vagus, sa nachádzajú v predĺženej mieche. Axóny tvoriace pregangliové vlákna prenikajú do srdcových intramurálnych ganglií, kde sa nachádzajú druhé neuróny, ktorých axóny tvoria postgangliové vlákna, ktoré inervujú sinoatriálny (sinoatriálny) uzol, atrioventrikulárny uzol a komorový prevodový systém. Nervové zakončenia parasympatické vlákna uvoľňujú neurotransmiter acetylcholín. Aktivácia parasympatického systému má negatívne chrono-, ino-, dromo-, butmotropné účinky na srdcovú činnosť.

Reflexná regulácia práca srdca sa vyskytuje aj za účasti autonómneho nervového systému. Reflexné reakcie môžu inhibovať a stimulovať srdcové kontrakcie. Tieto zmeny v práci srdca sa vyskytujú pri podráždení rôznych receptorov. Napríklad v pravej predsieni a v ústí dutej žily sú mechanoreceptory, ktorých excitácia spôsobuje reflexné zvýšenie srdcovej frekvencie. V niektorých častiach cievneho systému sú receptory, ktoré sa aktivujú pri zmene krvného tlaku v cievach – cievne reflexogénne zóny, ktoré zabezpečujú reflexy aorty a karotického sínusu. Reflexný účinok mechanoreceptorov karotického sínusu a oblúka aorty je dôležitý najmä pri zvýšení krvného tlaku. V tomto prípade dochádza k excitácii týchto receptorov a zvyšuje sa tonus vagusového nervu, v dôsledku čoho dochádza k inhibícii srdcovej aktivity a znižuje sa tlak vo veľkých cievach.

Humorálna regulácia - zmena činnosti srdca pod vplyvom rôznych, vrátane fyziologicky aktívnych látok cirkulujúcich v krvi.

Humorálna regulácia práce srdca sa uskutočňuje pomocou rôznych zlúčenín. Nadbytok iónov draslíka v krvi teda vedie k zníženiu sily srdcových kontrakcií a zníženiu excitability srdcového svalu. Nadbytok iónov vápnika naopak zvyšuje silu a frekvenciu srdcových kontrakcií, zvyšuje rýchlosť šírenia vzruchu prevodovým systémom srdca. Adrenalín zvyšuje frekvenciu a silu srdcových kontrakcií a tiež zlepšuje koronárny prietok krvi v dôsledku stimulácie myokardiálnych p-adrenergných receptorov. Hormón tyroxín, kortikosteroidy a serotonín majú podobný stimulačný účinok na srdce. Acetylcholín znižuje excitabilitu srdcového svalu a silu jeho kontrakcií a norepinefrín stimuluje srdcovú činnosť.

Nedostatok kyslíka v krvi a nadbytok oxidu uhličitého inhibujú kontraktilnú aktivitu myokardu.

Ľudské srdce, nepretržite pracujúce, dokonca aj pri pokojnom životnom štýle, pumpuje do arteriálneho systému asi 10 ton krvi denne, 4000 ton ročne a asi 300 000 ton za život. Zároveň srdce vždy presne reaguje na potreby tela a neustále udržiava potrebnú úroveň prietoku krvi.

K prispôsobovaniu činnosti srdca meniacim sa potrebám organizmu dochádza pomocou množstva regulačných mechanizmov. Niektoré z nich sa nachádzajú v samom srdci - to je intrakardiálne regulačné mechanizmy. Patria sem intracelulárne mechanizmy regulácie, regulácia medzibunkových interakcií a nervové mechanizmy – intrakardiálne reflexy. TO extrakardiálne regulačné mechanizmy zahŕňajú extrakardiálne nervové a humorálne mechanizmy regulácie srdcovej aktivity.

Intrakardiálne regulačné mechanizmy

Intracelulárne mechanizmy regulácie poskytujú zmenu intenzity činnosti myokardu v súlade s množstvom krvi prúdiacej do srdca. Tento mechanizmus sa nazýva „zákon srdca“ (Frank-Sterlingov zákon): sila kontrakcie srdca (myokardu) je úmerná stupňu jeho natiahnutia v diastole, t. j. počiatočnej dĺžke jeho svalových vlákien. Silnejšie natiahnutie myokardu v čase diastoly zodpovedá zvýšenému prietoku krvi do srdca. Zároveň vo vnútri každej myofibrily sú aktínové filamenty viac vysunuté z medzier medzi myozínovými filamentmi, čo znamená, že sa zvyšuje počet rezervných mostíkov, t.j. tie aktínové body, ktoré spájajú aktínové a myozínové vlákna v čase kontrakcie. Preto čím viac bude každá bunka natiahnutá, tým viac sa bude môcť skrátiť počas systoly. Z tohto dôvodu srdce pumpuje do arteriálneho systému množstvo krvi, ktoré k nemu prúdi zo žíl.

Regulácia medzibunkových interakcií. Zistilo sa, že interkalované disky spájajúce bunky myokardu majú odlišnú štruktúru. Niektoré časti interkalovaných diskov vykonávajú čisto mechanickú funkciu, iné zabezpečujú transport látok, ktoré potrebuje, cez membránu kardiomyocytu a iné - spojitosť, alebo úzke kontakty vedú excitáciu z bunky do bunky. Porušenie medzibunkových interakcií vedie k asynchrónnej excitácii buniek myokardu a vzniku srdcovej arytmie.

Intrakardiálne periférne reflexy. V srdci sa našli takzvané periférne reflexy, ktorých oblúk nie je uzavretý v centrálnom nervovom systéme, ale v intramurálnych gangliách myokardu. Tento systém zahŕňa aferentné neuróny, ktorých dendrity tvoria napínacie receptory na vláknach myokardu a koronárnych cievach, interkalárne a eferentné neuróny. Jeho axóny inervujú myokard a hladké svaly koronárnych ciev. Tieto neuróny sú navzájom prepojené synoptickými spojeniami, tvoria sa intrakardiálne reflexné oblúky.

Experiment ukázal, že zvýšenie natiahnutia myokardu pravej predsiene (za prirodzených podmienok sa vyskytuje so zvýšením prietoku krvi do srdca) vedie k zvýšeniu kontrakcií ľavej komory. Kontrakcie sa teda zintenzívňujú nielen v tej časti srdca, ktorej myokard je priamo natiahnutý pritekajúcou krvou, ale aj na iných oddeleniach, aby sa „uvoľnilo miesto“ prichádzajúcej krvi a urýchlilo sa jej uvoľnenie do arteriálneho systému. . Bolo dokázané, že tieto reakcie sa uskutočňujú pomocou intrakardiálnych periférnych reflexov.

Podobné reakcie sa pozorujú iba na pozadí nízkej počiatočnej krvnej náplne srdca a s malým množstvom krvného tlaku v aortálnom otvore a koronárnych cievach. Ak sú komory srdca plné krvi a tlak v ústí aorty a koronárnych ciev je vysoký, potom natiahnutie žilových prijímačov v srdci inhibuje kontraktilnú aktivitu myokardu. V tomto prípade sa srdce vysunie do aorty v čase systoly menej ako normálne, množstvo krvi obsiahnuté v komorách. Zadržiavanie aj malého dodatočného objemu krvi v komorách srdca zvyšuje diastolický tlak v jeho dutinách, čo spôsobuje zníženie venózneho prietoku krvi do srdca. Nadmerný objem krvi, ktorý by pri náhlom uvoľnení do tepien mohol spôsobiť škodlivé účinky, sa zadržiava v žilovom systéme. Takéto reakcie zohrávajú dôležitú úlohu pri regulácii krvného obehu, pričom zabezpečujú stabilitu krvného zásobovania arteriálneho systému.

Nebezpečenstvo pre telo by predstavovalo aj zníženie srdcového výdaja – mohlo by spôsobiť kritický pokles krvného tlaku. Takémuto nebezpečenstvu bránia aj regulačné reakcie vnútrosrdcového systému.

Nedostatočné naplnenie komôr srdca a koronárneho lôžka krvou spôsobuje zvýšenie kontrakcií myokardu prostredníctvom intrakardiálnych reflexov. Súčasne v čase systoly je do aorty vyvrhnuté väčšie množstvo krvi, ktoré je v nich obsiahnuté. Predchádza sa tak nebezpečenstvu nedostatočného naplnenia arteriálneho systému krvou. V čase relaxácie obsahujú komory menej krvi ako normálne, čo prispieva k zvýšenému prekrveniu srdca.

V prirodzených podmienkach nie je intrakardiálny nervový systém autonómny. Zapálite si najnižší článok v zložitej hierarchii nervových mechanizmov, ktoré regulujú činnosť srdca. Vyšším článkom v hierarchii sú signály prichádzajúce cez sympatické a vagusové nervy, extrakardiálny nervový systém regulácie srdca.

Extrakardiálne regulačné mechanizmy

Prácu srdca zabezpečujú nervové a humorálne mechanizmy regulácie. Nervová regulácia srdca nemá spúšťací účinok, pretože má automatizmus. Nervový systém zabezpečuje prispôsobenie práce srdca v každom okamihu prispôsobovania tela vonkajším podmienkam a zmenám jeho činnosti.

Eferentná inervácia srdca. Prácu srdca regulujú dva nervy: vagus (alebo vagus), ktorý patrí do parasympatického nervového systému, a sympatický. Tieto nervy sú tvorené dvoma neurónmi. Telá prvých neurónov, ktorých procesy tvoria blúdivý nerv, sa nachádzajú v medulla oblongata. Procesy týchto neurónov končia v ingramurálnych gangliách srdca. Tu sú druhé neuróny, ktorých procesy idú do vodivého systému, myokardu a koronárnych ciev.

Prvé neuróny sympatického nervového systému, ktorý reguluje prácu srdca, ležia v bočných rohoch. I-V hrudník segmenty miechy. Procesy týchto neurónov končia v cervikálnych a horných hrudných sympatických uzlinách. V týchto uzloch sú druhé neuróny, ktorých procesy idú do srdca. Väčšina sympatických nervových vlákien je odoslaná do srdca z hviezdicového ganglia. Nervy vychádzajúce z pravého sympatického kmeňa sa približujú hlavne k sínusovému uzlu a svalom predsiení a nervy ľavej strany smerujú k atrioventrikulárnemu uzlu a svalom komôr (obr. 1).

Nervový systém spôsobuje nasledujúce účinky:

• chronotropný - zmena srdcovej frekvencie;
• inotropný - zmena sily kontrakcií;
• bathmotropný - zmena excitability srdca;
• dromotropný - zmena vedenia v myokarde;
• tonotropný - zmena tonusu srdcového svalu.

Nervová extrakardiálna regulácia. Vplyv blúdivých a sympatických nervov na srdce

V roku 1845 bratia Weberovci pozorovali zástavu srdca pri stimulácii medulla oblongata v oblasti jadra blúdivého nervu. Po prerušení vagusových nervov tento účinok chýbal. Z toho sa usúdilo, že blúdivý nerv inhibuje činnosť srdca. Ďalší výskum mnohých vedcov rozšíril predstavy o inhibičnom účinku blúdivého nervu. Ukázalo sa, že pri jeho podráždení klesá frekvencia a sila srdcových kontrakcií, excitabilita a vodivosť srdcového svalu. Po transekcii vagusových nervov sa v dôsledku odstránenia ich inhibičného účinku pozorovalo zvýšenie amplitúdy a frekvencie srdcových kontrakcií.

Ryža. 1. Schéma inervácie srdca:

C - srdce; M - medulla oblongata; CI - jadro, ktoré inhibuje činnosť srdca; SA - jadro, ktoré stimuluje činnosť srdca; LH - laterálny roh miechy; 75 - sympatický kmeň; V-eferentné vlákna vagusového nervu; D - nervový depresor (aferentné vlákna); S - sympatické vlákna; A - miechové aferentné vlákna; CS, karotický sínus; B - aferentné vlákna z pravej predsiene a dutej žily

Vplyv blúdivého nervu závisí od intenzity stimulácie. Pri slabej stimulácii sa pozorujú negatívne chronotropné, inotropné, bathmotropné, dromotropné a tonotropné účinky. Pri silnom podráždení dochádza k zástave srdca.

Prvé podrobné štúdie sympatického nervového systému o činnosti srdca patria bratom Sionovým (1867) a potom I.P. Pavlov (1887).

Bratia Sionovci pozorovali zvýšenie srdcovej frekvencie, keď bola miecha stimulovaná v oblasti umiestnenia neurónov, ktoré regulujú činnosť srdca. Po pretrhnutí sympatikových nervov rovnaké podráždenie miechy nespôsobilo zmeny v činnosti srdca. Zistilo sa, že sympatické nervy inervujúce srdce majú pozitívny vplyv na všetky aspekty činnosti srdca. Spôsobujú pozitívne chronotropné, inotropné, butmotropné, dromotropné a tonotropné účinky.

Ďalší výskum I.P. Pavlova sa ukázalo, že nervové vlákna, ktoré tvoria sympatické a vagusové nervy, ovplyvňujú rôzne aspekty činnosti srdca: niektoré menia frekvenciu, zatiaľ čo iné menia silu srdcových kontrakcií. Boli pomenované vetvy sympatického nervu, pri podráždení sa zvyšuje sila srdcových kontrakcií Pavlovov zosilňovací nerv. Zistilo sa, že zosilňujúci účinok sympatických nervov je spojený so zvýšením úrovne metabolizmu.

Ako súčasť blúdivého nervu sa našli aj vlákna, ktoré ovplyvňujú len frekvenciu a iba silu srdcových kontrakcií.

Frekvencia a sila kontrakcií je ovplyvnená vláknami blúdivého a sympatického nervu, vhodnými pre sínusový uzol a sila kontrakcií sa mení vplyvom vlákien vhodných pre atrioventrikulárny uzol a myokard komôr.

Blúdivý nerv sa ľahko prispôsobí podráždeniu, takže jeho účinok môže zmiznúť aj napriek pretrvávajúcemu podráždeniu. Tento jav bol pomenovaný „únik srdca pred vplyvom vagusu“. Nervus vagus má vyššiu excitabilitu, v dôsledku čoho reaguje na nižší podnet ako sympatikus, a krátku latentnú periódu.

Preto za rovnakých podmienok podráždenia sa účinok blúdivého nervu objaví skôr ako sympatický.

Mechanizmus vplyvu vagusových a sympatických nervov na srdce

V roku 1921 štúdie O. Levyho ukázali, že vplyv blúdivého nervu na srdce sa prenáša humorálnou cestou. V experimentoch Levi aplikoval silné podráždenie blúdivého nervu, čo viedlo k zástave srdca. Potom bola zo srdca odobratá krv a pôsobila na srdce iného zvieraťa; zároveň vznikol rovnaký efekt – inhibícia činnosti srdca. Rovnakým spôsobom sa môže preniesť účinok sympatikového nervu na srdce iného zvieraťa. Tieto experimenty naznačujú, že pri podráždení nervov sa v ich zakončeniach uvoľňujú účinné látky, ktoré buď brzdia alebo stimulujú činnosť srdca: v zakončeniach blúdivého nervu sa uvoľňuje acetylcholín a v zakončeniach sympatiku sa uvoľňuje norepinefrín.

Pri podráždení srdcových nervov sa vplyvom mediátora mení membránový potenciál svalových vlákien srdcového svalu. Pri podráždení blúdivého nervu dochádza k hyperpolarizácii membrány, t.j. membránový potenciál sa zvyšuje. Základom hyperpolarizácie srdcového svalu je zvýšenie priepustnosti membrány pre ióny draslíka.

Vplyv sympatiku prenáša neurotransmiter norepinefrín, ktorý spôsobuje depolarizáciu postsynaptickej membrány. Depolarizácia je spojená so zvýšením permeability membrány pre sodík.

Keď vieme, že blúdivý nerv hyperpolarizuje a sympatický nerv depolarizuje membránu, je možné vysvetliť všetky účinky týchto nervov na srdce. Pretože membránový potenciál sa zvyšuje, keď je stimulovaný blúdivý nerv, je potrebná väčšia sila stimulácie na dosiahnutie kritickej úrovne depolarizácie a získanie odpovede, čo naznačuje zníženie excitability (negatívny bathmotropný efekt).

Negatívny chronotropný efekt je spôsobený tým, že pri veľkej sile stimulácie vagusu je hyperpolarizácia membrány taká veľká, že výsledná spontánna depolarizácia nemôže dosiahnuť kritickú úroveň a nedochádza k žiadnej reakcii – dochádza k zástave srdca.

Pri nízkej frekvencii alebo sile stimulácie blúdivého nervu je stupeň hyperpolarizácie membrány nižší a spontánna depolarizácia postupne dosahuje kritickú úroveň, v dôsledku čoho dochádza k zriedkavým kontrakciám srdca (negatívny dromotropný efekt).

Pri podráždení sympatiku aj pri malej sile dochádza k depolarizácii membrány, ktorá je charakterizovaná znížením veľkosti membrány a prahových potenciálov, čo poukazuje na zvýšenie excitability (pozitívny bathmotropný efekt).

Pretože pod vplyvom sympatického nervu sa membrána svalových vlákien srdca depolarizuje, čas spontánnej depolarizácie potrebný na dosiahnutie kritickej úrovne a vytvorenie akčného potenciálu sa znižuje, čo vedie k zvýšeniu srdcovej frekvencie.

Tón centier srdcových nervov

Neuróny CNS, ktoré regulujú činnosť srdca, sú v dobrom stave, t.j. určitý stupeň aktivity. Preto impulzy z nich neustále prichádzajú do srdca. Zvlášť výrazný je tón stredu vagusových nervov. Tón sympatických nervov je slabo vyjadrený a niekedy chýba.

Experimentálne možno pozorovať prítomnosť tonických vplyvov vychádzajúcich z centier. Ak sú oba vagusové nervy prerušené, dôjde k výraznému zvýšeniu srdcovej frekvencie. U ľudí môže byť vplyv vagusového nervu vypnutý pôsobením atropínu, po ktorom sa tiež pozoruje zvýšenie srdcovej frekvencie. Prítomnosť konštantného tonusu centier vagusových nervov dokazujú aj experimenty s registráciou nervových potenciálov v momente podráždenia. V dôsledku toho vagusové nervy z centrálneho nervového systému dostávajú impulzy, ktoré inhibujú činnosť srdca.

Po transekcii sympatických nervov sa pozoruje mierny pokles počtu srdcových kontrakcií, čo naznačuje neustále stimulujúci účinok na srdce centier sympatických nervov.

Tonus centier srdcových nervov je udržiavaný rôznymi reflexnými a humorálnymi vplyvmi. Zvlášť dôležité sú impulzy pochádzajúce z cievne reflexné zóny nachádza sa v oblasti oblúka aorty a karotického sínusu (miesto, kde sa krčná tepna rozvetvuje na vonkajšiu a vnútornú). Po transekcii depresorového nervu a Heringovho nervu, ktoré prichádzajú z týchto zón do centrálneho nervového systému, sa znižuje tonus centier vagusových nervov, čo má za následok zvýšenie srdcovej frekvencie.

Stav srdcových centier ovplyvňujú impulzy prichádzajúce z akýchkoľvek iných inter- a exteroreceptorov kože a niektorých vnútorných orgánov (napríklad čriev atď.).

Zistilo sa množstvo humorálnych faktorov ovplyvňujúcich tonus srdcových centier. Napríklad hormón nadobličiek adrenalín zvyšuje tonus sympatiku a rovnaký účinok majú ióny vápnika.

Nadložné oddelenia, vrátane mozgovej kôry, tiež ovplyvňujú stav tónu srdcových centier.

Reflexná regulácia srdcovej činnosti

V prirodzených podmienkach činnosti organizmu sa frekvencia a sila srdcových kontrakcií neustále mení v závislosti od vplyvu faktorov prostredia: fyzická aktivita, pohyb tela v priestore, teplotné vplyvy, zmeny stavu vnútorných orgánov atď.

Základom adaptačných zmien srdcovej činnosti v reakcii na rôzne vonkajšie vplyvy sú reflexné mechanizmy. Vzruch, ktorý vzniká v receptoroch pozdĺž aferentných dráh, prichádza do rôznych častí centrálneho nervového systému, ovplyvňuje regulačné mechanizmy srdcovej činnosti. Zistilo sa, že neuróny, ktoré regulujú činnosť srdca, sa nachádzajú nielen v predĺženej mieche, ale aj v mozgovej kôre, diencefale (hypotalame) a mozočku. Z nich idú impulzy do predĺženej miechy a miechy a menia stav centier parasympatickej a sympatickej regulácie. Odtiaľto prichádzajú impulzy po blúdivých a sympatických nervoch k srdcu a spôsobujú spomalenie a oslabenie alebo zvýšenie a zvýšenie jeho aktivity. Preto hovoria o vagových (inhibičných) a sympatických (stimulačných) reflexných účinkoch na srdce.

Neustále úpravy práce srdca sa vykonávajú vplyvom cievnych reflexogénnych zón - aortálneho oblúka a karotického sínusu (obr. 2). Pri zvýšení krvného tlaku v aorte alebo krčných tepnách dochádza k podráždeniu baroreceptorov. Vzrušenie, ktoré v nich vzniklo, prechádza do centrálneho nervového systému a zvyšuje excitabilitu centra vagusových nervov, v dôsledku čoho sa zvyšuje počet inhibičných impulzov, ktoré nimi prechádzajú, čo vedie k spomaleniu a oslabeniu srdcových kontrakcií. ; následne sa množstvo krvi vytlačenej srdcom do ciev znižuje a tlak klesá.

Ryža. 2. Sinokarotidné a aortálne reflexogénne zóny: 1 - aorta; 2 - spoločné krčné tepny; 3 - karotický sínus; 4 - sínusový nerv (Goering); 5 - aortálny nerv; 6 - karotické telo; 7 - blúdivý nerv; 8 - glossofaryngeálny nerv; 9 - vnútorná krčná tepna

Vagusové reflexy zahŕňajú Ashnerov očný-srdcový reflex, Goltzov reflex atď. Reflex Litera Vyjadruje sa v reflexnom znížení počtu srdcových kontrakcií (o 10-20 za minútu), ku ktorému dochádza pri tlaku na očné buľvy. Char reflex spočíva v tom, že pri mechanickom dráždení na črevá žaby (stlačenie pinzetou, poklepanie) sa srdce zastaví alebo spomalí. Zastavenie srdca možno pozorovať aj u človeka pri údere do solar plexu alebo pri ponorení do studenej vody (vagový reflex z kožných receptorov).

Sympatické srdcové reflexy sa vyskytujú pri rôznych emocionálnych vplyvoch, bolestivých podnetoch a fyzickej aktivite. V tomto prípade môže dôjsť k zvýšeniu srdcovej aktivity nielen v dôsledku zvýšenia vplyvu sympatických nervov, ale aj v dôsledku zníženia tonusu centier vagusových nervov. Pôvodcom chemoreceptorov cievnych reflexogénnych zón môže byť zvýšený obsah rôznych kyselín v krvi (oxid uhličitý, kyselina mliečna a pod.) a kolísanie aktívnej reakcie krvi. Súčasne dochádza k reflexnému zvýšeniu činnosti srdca, čo zabezpečuje najrýchlejšie odstránenie týchto látok z tela a obnovenie normálneho zloženia krvi.

Humorálna regulácia činnosti srdca

Chemické látky, ktoré ovplyvňujú činnosť srdca, sa bežne delia do dvoch skupín: parasympatikotropné (alebo vagotropné), pôsobiace ako vagus, a sympatikotropné – ako sympatické nervy.

TO parasympatikotropné látky zahŕňajú acetylcholín a draselné ióny. So zvýšením ich obsahu v krvi dochádza k inhibícii činnosti srdca.

TO sympatikotropné látky zahŕňajú epinefrín, norepinefrín a ióny vápnika. So zvýšením ich obsahu v krvi dochádza k zvýšeniu a zvýšeniu srdcovej frekvencie. Glukagón, angiotenzín a serotonín majú pozitívny inotropný účinok, tyroxín má pozitívny chronotropný účinok. Hypoxémia, hyperkainia a acidóza inhibujú kontraktilnú aktivitu myokardu.