Дәріс. Қанайналу және жүрек физиологиясы.

Қан өзіне тән физиологиялық қызметтерді бір ғана жағдайда - тоқтаусыз айналымда болғанда атқарады. Ал оның қан тамырларымен тоқтаусыз ағуы қан айналым жүйесі мүшелерінің қызметіне байланысты. Сондықтан барлық мүшелер мен жалпы организмнің әрекеті қан айналым жүйесі мүшелерінің қызметіне тікелей байланысты.

Қан айналым жүйесін (36 сурет) организмде сорап (насос) қызметін атқаратын жүрек пен қан тамырлары — артериялар (қызыл тамырлар), веналар (көк тамырлар) және капиллярлар (қыл тамырлар) құрайды. Қанды жүректен ұлпалар мен мүшелерге тарататын тамырларды артериялар, ал олардан жүрекке алып келетін тамырларды — веналар деп атайды. Ұлпалар мен мүшелерде жіңішке артериолалар мен венулалар бір-бірімен капиллярлар арқылы жалғасады.

Қан айналым жүйесінің сол қарыншадан қолқамен басталып, оң жүрекшеде қос қуыс венамен аяқталған бөлігін үлкен (жуйелік) қан айналым шеңбері деп атайды. Жүректен басталған қолқа артерия тамырларына тармақтала келіп, ұсақ тамырларға — артериолалар мен тек микроскоппен ғана көрінетін капиллярларды түзеді. Капиллярға келген артерия қаны өзінің құрамындағы оттегіні ұлпаларға береді де, зат алмасу процесі нәтижесінде ұлпаларда түзілген көмір қышқыл газды сіңіріп, вена қанына айналады. Вена қаны капиллярлардан жіңішке венулаларға, одан әрі веналарға, жоғарғы төменгі венаға жетеді де, сол арқылы жүректің оң жүрекшесіне құйылады. Сонымен қан айналымның үлкен шеңбері бітеді.

36 сурет. Қан айналу жүйесі

Қан айналымның кіші шеңбері оң қарыншадан шығатын өкпе сабауынан басталады. Өкпе сабауынан шығатын қан көмір қышқыл ғазға бай веналық қан. Қан өкпе альвеолаларына қарай артериялар арқылы ағып отырып өкпе капиллярларына жетеді, осы сәтте қандағы көмір қышқыл газ өкпеге, ал оттегі керісінше, қанға өтеді де веналық қан артериялық қанға айналады. Одан әрі артериялық қан әр өкпеден екі-екіден жұптасып шығатын төрт вена арқылы ағып отырып сол жүрекшеге құйылады. Сонымен қан айналымның кіші шеңбері аяқталады.

Қан тамырлары

Қан тамырларының құрылым ерекшеліктері. Қан тамырларының ерекшеліктеріне қарай бөлінетін топтары.

Амортизациялық қан тамырлары – даңғыл-магистральды, қысымдық-компрессиялық тамырлар тобына қабырғаларында серпімді талшықтары көп қолка, өкпе т.б. жуан артериялар жатады.

Резистивтік – кедергі тамырлары қатарына қабырғаларында қалың ет талшықтары бар жіңішке артериолалар мен прекапиллярлық, посткапиллярлық сфинктрлер жатады. Капиллярлар мен жіңішке венулалар көптеген жіңішке түтікшелерге айналады, сайып келгенде бұлар да қан ағысына әжептеуір кедергі жасай алады

Сфинктерлі тамырлар қатарына өн бойында сақина тәрізді ет талшықтары бар, сондай-ақ сфинктер құраған артериолалар мен прекапилляр жатады. Бұлардың жиырылып-жазылуы нәтижесінде капиллярлардағы қан айналысы реттеледі.

Зат алмасу тамырлары қатарына капилляр венулалар жатады. Бұлардың қабырғалары өте жұқа. Бірақ қабат эндотелийден тұрады, сондықтан да сұйықтықтар мен ерітінділер, қоректік заттар қаннан тканьге, тканьнен қанға диффузия, сүзгі арқылы өтеді.

Артериолалар мен венулаларды жалғастыратын көпірше тамырдың бас жағында сфинктер болады. Ол жиырылса, көпірше тамырдан қан өтпейді, барлық қан капиллярдар арқылы өтеді. Ал сфинктер босаңсыса, қан көпірше тамыр арқылы артериоладан венулаға өтіп венадағы қан ағысын тездетеді.

Көлемді әрі сыйымды тамырлар капиллярлардан кейінгі өте ұсақ вена тамырларынан тұрады. Венула қабырғасы жұқа, әрі созылғыш келеді. Веналар саны артериялардан көбірек. Вена кеңейсе, оларда бар қанның 70-80%, сыйып кетереді. Сондықтан да бұл тамырлар көлемді, сыйымды тамырлар деп аталады.

Веналар жұқа болса да, ол жиырылғанда жүрекке құйылатын қан көлемі көп артады. Жүрек пен тамыр жүйесін Б.М.Ткаченко олардың орындайтын қызметіне орай 8 топқа жіктейді.

Жүректің қызметі

Жүрек еті екі түрлі ет талшықтарынан құралады. Оның бірі жүректің жиырылып, босаңсуын қамтамасыз ететін негізгі миокард талшықтары, ал екіншісі — жүрекше мен қарынша еттерінің үйлесімді жиырылуын қамтамасыз ететін бейқалып (атипті) өткізгіш ет талшықтары.

Миокард құрылысы жағынан қаңқа етін құрайтын көлденең жолақты ет талшықтарына ұқсас. Оның саркоплазмасында актин және миозин протофибрилдерінен құралған миофибрилдер болады. Жүрек еті талшықтарында саркоплазмалық тор (ретикулум) сиректеу. Бұл екі түрлі ет талшықтарында да жиырылу процесі кезінде саркоплазмалық тордан кальций иондары саркоплазмаға шығады. Миокардта бұл иондар саркоплазмадан кері бағытта да өте алады. Саркоплазмадағы кальций ионы жүрек еті талшықтарының жиырылу күшін арттырады.

Миокард талшықтары ерекше тарамдалып, бір-бірімен ендірме табақша — нексус арқылы қосылады да, біртұтас тор, немесе синцитий, құрайды. Бұл ендірме табақшалардың электрлік кедергісі өте төмен, сондықтан бір клеткада пайда болған қозу көрші жатқан клеткаға оңай беріледі. Осының арқасында миокард әрекетінде біртұтастық қасиет пайда болады.

Жүректің бейқалып (атипті) элементтерінің де өзіне тән ерекшелктері болады. Олардың көлденең жолақтары сиректеу, гликогені мен саркоплазмасы мол. Бұл элементтер негізгі ет талшықтарынан дәнекер ұлпалы қабықпен шектеледі. Осы атиптік ұлпа элементтері жүректің белгілі бір бөліктерінде түйіндер мен шоқтар құрып, жүректің өткізгіш жүйесін түзеді.

Жүрек етінің үшінші құрылымдық ерекшелігі онда қабырғалық (интрамуральдық) жүйке түйіндерінің болуында. Бұл түйіндер алғаш рет 1838 жылы Р. Ремак еңбектерінде, кейінірек К. Людвиг (1848), Г. Биддер (1852), И.М. Догель (1895) зерттеулерінде суреттелген. Олар жүрекше қабырғаларында, жүрекше аралық пердеде және қарынша ертерінің табан (жоғарғы) бөлігінде орналасады. Бұл түйіндер кезеген жүйкемен тығыз байланысты және қоздырғыш не сезімталдық қызмет атқарады.

Жүрек етінде мезгіл-мезгіл пайда болған қозу процесінің салдарынан жүректің жиырылуы байқалады. Жүрек еті (миокард) тоқтаусыз, ырғақты қызмет етуіне байланысты қозғыштық, автоматиялық, өткізгіштік, жиырылғыштық, рефрактерлық қасиеттерімен сипатталады.

Қозғыштық - жүрек еті электрлік, механикалық, термиялық, химиялық тітіркендіргіштер әсерінен қоза алады. Тітіркендірудің нәтижесінде натрий иондары ет талшықтарының ішіне өтіп, мембрана үйексізденеді (деполяризацияланады) де, жүректің қозған бөлігінде теріс заряд пайда болып, оның қозған және қозбаған бөліктерінің арасында потенциалдар айырмасы туыңдайды. Миокард клеткаларында (кардиомиоцитгерде) қаңқа етімен салыстырғанда әрекет потенциалы 100 есе ұзағырақ созылады (200-400 мс).

Автоматия -жүрек етінің сыртқы әсерсіз тек ағзаның өзінде туындайтын қозу толқыңдарының ықпалымен жұмыс істеу қабілетін жүрек автоматиясы дейді. Жүрек автоматиясы өткізгіш жүйенің қызметіне байланысты. Жүректің өткізгіш жүйені Кис-Фляк (синус-жүрекше), Ашофф-Тавар (жүрекше-қарынша) түйіндері, Гисс шоғыры, Гисс сабақтары және Пуркинье талшықтары құрайды. Өткізгіш жүйе жүректің автоматия қасиетін қамтамасыз етеді.

Өткізгіштік -қозу толқыны Кис-Фляк түйінінде ерекше ет клеткалары -пейсмекерлерде — пайда болады да, жүрекше еттеріне электрлік жолмен тарап, Ашофф-Тавар түйініне жетеді. Одан әрі қозу толқыны Гисс шоғыры арқылы бүкіл қарыншаға тарайды. Жүрек еті қозуды әлсіретпей (декрементсіз) өткізеді және оқшауламай барлық ет талшықтарына таратады. Қозуды өткізу жылдамдығы жүректің әр түрлі бөліктерінде бірдей емес. Жылы қандылар жүрекшелері қабырғасымен секундына 0,8-1 м, қарыншалар қабырғасымен - 0,8-0,9 м, қарыншалар өткізгіш жүйесімен 2-4,2 м жылдамдықпен тарайды. Салыстыру мақсатыңда қаңқа еттерінде қозудың 4,7-5 м/сек жылдамдықпен тарайтынын айтып өтейік.

Жиырылғыштық -қозу толқынына жүрек еті жиырылумен жауап береді. Жиырылу деп ет талшықтарының ұзындығының қысқаруын немесе кернеу күшінің (тонус) артуын айтады. Жүрек еті бұлшық еттермен салыстырғанда шабандау – баяуырақ жиырылады.

Рефрактерлік- қозу үстіндегі жүрек етінің тітіркендіргішке жауап бермейтін қасиеті. Рефрактерлік кезең үш сатыға бөлінеді. Олар абсолюттік (толық) рефрактерлік, салыстырмалы рефрактерлік және экзальтация (лепілдеу) сатылары. Систола кезінде жүрек етінің қозғыштық қасиетінің жойылуын толық рефрактерлік деп атайды. Бұл сатыда жүрек еті ешбір тітіркендіргішке жауап бермейді. Жүрек еті босаңсый бастағанда (диастола) оның қозғыштық қасиеті өзгеріп, қалпына келе бастайды. Осы уақытта күшті тітіркендіргішке әлсіз жауап алынады. Бұл сатыны салыстырмалы рефрактерлік деп атайды.

Жүректің жиырылу циклы

Жүрек минутына 70-72 рет соқса, жүрек циклы (айналымы) 0,8-0,9 сек. тең болады. Жүрек соғуы жиелесе не сиресе, оған орай айналым уақыты не ұзарады, не қысқарады. Айналым уақыты көбінесе диастоланың ұзақтығына байланысты, яғни жүрек соғуы жиелесе, оның диастоласы қысқарады. Систолаға қажет уақыт мөлшері көбінесе өзгермейді.

Жүрек айналымы 0,1 секундке созылатын жүрекше систоласынан басталады. Оң жүрекше жиырылуы 0,01 секундтей ертерек басталады. Өйткені онда жүректі қоздыратын синоатриалдық түйін орналасқан. Қозу осы түйінде туады да, оң қарыншаға бұрынырақ жайылады. Систола кезінде жүрекшелерде қан қысымы с.б. 5-8 мм-ге жетеді. Бұл уақытта қарыншалар диастолада болады, ал атриовентрикулярлық қақпашалар ашық болғандықтан қан жүрекшеден қарыншаға құйылып тұрады. Жүрекше жиырылған сәтте оған қан жеткізетін веналардың өзегі қысылып жабылып қалады. Сондықтан қан жүрекшеден веналарға қарай кері қайтпайды, веналарда қысым төмен болғанмен де қан өтпейді. Систоладан кейін жүрекше диастоласы және қарынша систоласы бір мезгілде басталады. Қарынша систоласы 0,33 секундке созылады, ол ширығу және қан айдау кезеңдері болып екіге бөлінеді. Ширығу – 0,08, қан айдау – 0,05 секундке созылады. Ширығудың өзі екі кезеңнен тұрады: 0,05 секундке созылатын асинхрондық жиырылу мен 0,03 секундке созылатын изометрлік жиырылу. Асинхрондық кезеңде қарынша еттерінің бәрі бірден жиырылмайды. Жиырылу қозуға сәйкес ет талшықтар тобын біртіндеп қамтиды. Қарынша қуысында қысым онша өзгермейді, сондықтан атриовентрикулярлық қақпашалар ашық қалпында қалады.

Изометрлік кезінде қарынша еті түгелдей ширығады, бірақ оның қуыстары қанға толы болғандықтан жиырыла алмайды, яғни ет талшықтарының ұзындығы өзгермейді. Сондықтан бұл кезең изометрлі кезең деп аталған.

Қарыншалар систоласының қан айдау кезеңі айшық қақпашалардың ашылу мезгілінен басталады. Бұл тез және баяу қан айдау кезеңдеріне бөлінеді. Тез қан айдау кезеңі – 0,12, ал баяу қан айдау кезеңі - 0,13 секундке созылады. Қан айдау кезеңінде айшық қақпақшалар ашылғаннан кейін қанның қарыншалардан қан тамырларына шығуына мүмкіншілік туып, ет талшықтары жиырылып қатты қысқарады, сондықтан қарыншадағы қан қысымы арта түседі. Баяу кезең аяқтала бастағанда миоциттер қатты жиырылғандықтан қысым одан әрі көтеріледі. Сол қарыншадағы қысым с.б. 120-130 мм-ге дейін артады, ал оң қарыншада 25-30 мм-ге жетеді. Қан айдаудың баяу кезеңінде қанның қарыншадан қолқа мен өкпе артериясына өтуін қамтамасыз ету үшін қан тамырлары қысымынан көтеріліп келе жатқан қарыншадағы қан қысымы жоғары болуға тиіс. Осыған орай жүректің жиырылуы да күшейе түседі.

Қан айдау кезеңі аяқталысымен қарынша диастоласы басталады, ол 0,47 секундке созылады. Бұл 4 кезеңнен тұрады: протодиастола, изометрлік босау, қанға толу, пресистолалық.

Жүрек минутына 65-80 рет соғады. Жүрек соғуы сиресе (40-50) брадикардия деп, ал жиелесе (минутына 150) тахикардия деп аталады.

«Жүрек заңы»

Филогенез барысында жүрек етінде жиырылу күшін жүрекке қайтып оралған қан мөлшерінің көбеюіне, артериялардағы қысым деңгейінің жоғарлауына байланысты арттыратын қабілет қалыптасқан. Бұл орта жағдайына бейімделудің бір түрі, себебі аталған жайттер дене жұмысы кезінде және түрлі эмоциялар жағдайында туындайды.

Тыныштық жағдайларындағы организмнің жүрегі босаңсып (диастола) жиырылар алдында жүрек еті талшықтарының белгілі бір ұзындық шамасы (бастапқы ұзындық) болады. Жүрекке қан оралымы көбейсе немесе артериялардагы қысымның жоғарылауына байланысты онда қан іркелсе, жүрек қуысы керіліп, жүрек еті талшықтарының бастапқы ұзындығы үлкейеді. Қан оралымы неғүрлым көп, ал артериялардағы қысым неғүрлым жоғары болса, соғұрлым ет талшықтарының керілу деңгейі арта түседі. Неміс ғалымы Отто Франк пен ағылшын ғалымы Эрнест Старлинг алғаш рет жүрек еті неғүрлым көбірек созылса, оның соғұрлым күштірек жиырылатынын дәлелдеді. Жүрек етінің бұл ерекшелігін «жүрек заңы» деп атады. Демек, жүрекке қан неғұрлым көп оралса, ол соғұрлым қанды көп айдайды. Осыған байланысты жүректен қуылатын қан мөлшері венамен оралатын қанның мөлшеріне қарай өзгеріп отырады да, оң және сол қарыншалардан қуылатын қанның жалпы көлемі бірдей деңгейде сақталады.

Жүректің өткізгіш жүйесі. Жүрек етінің автоматизмінің табиғаты

Жүрек автоматиясының пайда болуы жөнінде екі түрлі яғни миогендік және нейрогендік теория бар. Миогендік теория бойынша қозу жүректін ауытқыған (атипті) ет ұлпаларында пайда болады, яғни жүректің автоматиялық қасиеті оның ет ұлпаларының қозуына байланысты. Нейрогендік теория бойынша ол жүрек етіндегі өте қозғыш нейрондардың әрекетінен туады. Бұл теорияны қолдаушылар жүйке жүйесінің қозғыштық қасиетіне сүйенеді. Бірақ терең морфологиялық зерттеулер атипті ет элементтері мен жүйке түйіндері тығыз байланыста болатынын көрсетті, сондықтан қазіргі кезде автоматизм қасиетін жүректің жүйкелі — етті өткізгіш жүйесінің үйлесімді әрекеті қамтамасыз етеді деп есептейді. Жүрек автоматизмі Кис-Фляк түйініндегі зат алмасудың ырғақты өзгерістеріне байланысты.

Жүректегі қозуды туындатып, оның жүрекшелер мен қарыншаларға таралуын, осының нәтижесінде олардың үйлесімді әрекеттерін қамтамасыз ететін бейқалыл элементтердің (түйіңдердің, шоғырлардың, талшықтардың) жиынтығы жүректің өткізгіш жүйесі деп аталады (41 сурет). Миокардта ет талшытарының екі түрі болады: жүрек етінің негізін құрайтын миоциттер – жүректің өзіне ғана тән арнайы ұлпа және жүректің өткізгіш жүйесін құрайтын миоциттер – арнайы емес белсенді ұлпа. Жүректің өткізгіш жүйесі екі түйіннен тұрады. Солардың бірі оң жүрекшенің қабырғасында, жоғары қуыс венасы мен оң құлақша аралығында орналасқан синоатриалдық Кис-Фляк түйіні, екіншісі – оң жүрекше мен оң қарынша аралығында, жүрекшеаралық пердеге жақын орналасқан атриовентрикулярлық Ашофф-Тавар түйіні. Осы екі түйінді бір-бірімен және синоатриалдық түйінді сол жүрекшемен жалғастыратын жіпшелер – Бахман талшықтары.

41 сурет.Жүректің өткізгіш жүйесі. 1 - синус-жүрекше түйін, 2 - жүрекше-қарынша түйін, 3 - түйінаралық байланыстар, 4 - жүрекшеаралық шоғы, 5 - жүрекше-қарынша байланыс, 6 - Гис шоғы, 7 - сол жақ Гис сабағы, 8 - сол жақ Гис сабақтын тармағы, 9 - оң жақ Гис сабағы.

Атриовентрикулярлық түйіннің төменгі жағында орналасқан қарыншааралық пердеге қарай жақындаған жерде Гис шоғыры басталады. Гис шоғыры қарыншааралық перденің жоғары жағында орналасады. Одан екі – оң және сол аяқшалар шығады. Бұл аяқшалар қарыншааралық перденің ішкі бетін көмкерген эндокардтың астымен төмен қарай түседі де, жүрек ұшындағы қалың етке жетеді. Одан әрі иіліп қарыншалардың сыртқы қабырғасының ішкі бетімен бойлап жоғары қарай көтеріледі, жолшыбай осы арадағы еттерге, оның ішінде емізікше еттерге бұтақ тәрізденіп жайылады да, жеке Пуркинье талшықтарына айналады: Пуркинье талшықтары жүректің негізгі миоциттеріне жақындап онымен өзара түйіседі. Сонымен жүректің өткізгіш жүйесі синоатриалдық түйіннен басталып жеке Пуркинье талшықтарымен бітеді.