Законы сердечной деятельности

Закон сердечного волокна - описан английским физиологом Старлингом. Закон формулируется следующим образом: чем больше растянуто мышечное волокно, тем сильнее оно сокращается. Следовательно, сила сердечных сокращений зависит от исходной длины мышечных волокон перед началом их сокращений. Проявление закона сердечного волокна было установлено и на изолированном сердце животных, и на полоске сердечной мышцы, вырезанной из сердца.

Закон сердечного ритма описан английским физиологом Бейнбриджем. Закон гласит: чем больше крови притекает к правому предсердию, тем чаще становится ритм сердца. Проявление этого закона связано с возбуждением механорецепторов, расположенных в правом предсердии в области впадения полых вен. Механорецепторы, представленные чувствительными нервными окончаниями блуждающих нервов, возбуждаются при усиленном венозном - возврате крови к сердцу, например при мышечной работе. Импульсы от механорецепторов направляются по блуждающим нервам в продолговатый мозг к центру блуждающих нервов. Под влиянием этих импульсов снижается активность центра блуждающих нервов и усиливаются воздействия симпатических нервов на деятельность сердца, что и обусловливает учащение ритма сердца.

Законы сердечного волокна и сердечного ритма, как правило, проявляются одновременно. Значение этих законов состоит в том, что они приспосабливают работу сердца к изменяющимся условиям существования: изменению положения тела и отдельных его частей в пространстве, двигательной активности и т. д. Вследствие этого законы сердечного волокна и сердечного ритма относят к механизмам саморегуляции, за счет которых изменяется сила и частота сердечных сокращений.

Внешние проявления деятельности сердцаВрач судит о работе сердца по внешним проявлениям его деятельности, к которым относятся верхушечный толчок, сердечные тоны и электрические явления, возникающие в работающем сердце.

Верхушечный толчок. Сердце во время систолы желудочков совершает вращательное движение, поворачиваясь слева направо, и меняет свою форму -- из эллипсоидального оно становится круглым. Верхушка сердца поднимается и надавливает на грудную клетку в области пятого межреберного промежутка. Во время систолы сердце становится очень плотным, поэтому надавливание верхушки сердца на межреберный промежуток можно видеть, особенно у худощавых субъектов. Верхушечный толчок можно прощупать (пальпировать) и тем самым определить его границы и силу.

Сердечные тоны -- это звуковые явления, возникающие в работающем сердце. Различают два тона: I - систолический и II - диастолический.

Систолический тон. В происхождении этого тона принимают участие главным образом атриовентрикулярные клапаны. Во время систолы желудочков атриовентрикулярные клапаны закрываются и колебания их створок и прикрепленных к ним сухожильных нитей обусловливают 1 тон. Установлено, что звуковые явления возникают в фазу изометрического сокращения и в начале фазы быстрого изгнания крови из желудочков. Кроме того, в происхождении 1 тона принимают участие звуковые явления, которые возникают при сокращении мышц желудочков. По своим звуковым особенностям 1 тон протяжный и низкий.

Диастолический тон возникает в начале диастолы желудочков во время протодиастолической фазы, когда происходит закрытие полулунных клапанов. Колебание створок клапанов при этом является источником звуковых явлений. По звуковой характеристике 11 тон короткий и высокий.

Использование современных методов исследования (фонокардиография) позволило обнаружить еще два тона -- III и IV, которые не прослушиваются, но могут быть зарегистрированы в виде кривых, Параллельная запись электрокардиограммы помогает уточнить продолжительность каждого тона.

Тоны сердца (I и II) можно определить в любом участке грудной клетки. Однако имеются места наилучшего их прослушивания: I тон лучше выражен в области верхушечного толчка и у основания мечевидного отростка грудины, II тон -- во втором межреберье слева от грудины и справа от нее. Тоны сердца прослушивают при помощи стетоскопа, фонендоскопа или непосредственно ухом.

Биоэлектрические явлении в сердечной мышце.Возникновение электрических потенциалов в сердечной мышце связано с движением ионов через клеточную мембрану. Основную роль при этом играют катионы натрия и калия Содержание калия внутри клетки значительно больше во внеклеточной жидкости. Концентрация внутриклеточного натрия, наоборот, намного меньше, чем вне клетки. В состоянии покоя наружная поверхность клетки миокарда заряжена положительно вследствие преобладания там катионов натрия; внутренняя поверхность клеточной мембраны имеет отрицательный заряд вследствие преобладания внутри клетки анионов (С1^-, НСО₃^-.). В этих условиях клетка поляризована; при регистрации электрических процессов с помощью наружных электродов разности потенциалов не будет выявлено. Однако если в этот период ввести микроэлектрод внутрь клетки, то будет зарегистрирован так называемый потенциал покоя, достигающий 90 мВ. Под воздействием внешнего электрического импульса клеточная мембрана становится проницаемой для катионов натрия, которые устремляются внутрь клетки (вследствие разности внутри- и внеклеточной концентраций) и переносят туда свой положительный заряд. Наружная поверхность данного участка приобретает отрицательный заряд вследствие преобладания там анионов. При этом появляется разность потенциалов между положительным и отрицательным участками поверхности клетки и регистрирующий прибор зафиксирует отклонение от изоэлектрической линии. Этот процесс носит название деполяризации и связан с потенциалом действия. Вскоре вся наружная поверхность клетки приобретает отрицательный заряд, а внутренняя - положительный, т. е. происходит обратная поляризация. Регистрируемая кривая при этом вернется к изоэлектрической линии. В конце периода возбуждения клеточная мембрана становится менее проницаемой для ионов натрия, но более проницаемой для катионов калия; последние устремляются из клетки (вследствие разности вне- и внутриклеточной концентрации). Выход калия из клетки в этот период преобладает над поступлением натрия в клетку, поэтому наружная поверхность мембраны снова постепенно приобретает положительный заряд, я внутренняя -- отрицательный. Этот процесс носит название реполяризации Регистрирующий прибор вновь зафиксирует отклонение кривой, но в другую сторону (так как положительный и отрицательный полюсы клетки поменялись местами) и меньшей амплитуды (так как поток ионов К⁺ движется медленнее). Описанные процессы происходят во время систолы желудочков. Когда вся наружная поверхность вновь приобретет положительный заряд, внутренняя - отрицательный, на кривой снова будет зафиксирована изоэлектрическая линия, что соответствует диастоле желудочков. Во время диастолы происходит медленное обратное движение ионов калия и натрия, которое мало влияет на заряд клетки, так как такие разнонаправленные перемещения ионов происходят одновременно и уравновешивают друг друга.

Описанные процессы относятся к возбуждению единичного волокна миокарда. Возникающий при деполяризации импульс вызывает возбуждение соседних участков миокарда и этот процесс охватывает весь миокард по типу цепной реакции. Распространение возбуждения по миокарду осуществляется по проводящей системе сердца.

Таким образом, в работающем сердце создаются условия для возникновения электрического тока. Во время систолы предсердия становятся электроотрицательными по отношению к желудочкам, находящимся в это время в фазе диастолы. Таким образом, при работе сердца возникает разность потенциалов, которая может быть зарегистрирована при помощи электрокардиографа. Запись изменения суммарного электрического потенциала, возникающего при возбуждении множества миокардиальных клеток называется электрокардиограммой (ЭКГ) которая отражает процесс возбуждения сердца, но не его сокращения.

Тело человека является хорошим проводником электрического тока, поэтому биопотенциалы, возникающие в сердце, могут быть обнаружены на поверхности тела. Регистрация ЭКГ осуществляется с помощью электродов, накладываемых на различные участки тела. Один из электродов подсоединен к положительному полюсу гальванометра, другой - к отрицательному. Система расположения электродов называется электрокардиографическими отведениями. В клинической практике наиболее распространены отведения с поверхности тела. Как правило при регистрации ЭКГ используют 12 общепринятых отведений: - 6 от конечностей и 6 - грудных.