Лекція 16. СИСТЕМА КРОВООБІГУ. ФІЗІОЛОГІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ СЕРЦЕВОГО М’ЯЗА

Система кровообігу забезпечує безперервну циркуляцію крові судинами.

Серце – головний орган системи кровообігу. Від нього починається велике й мале коло кровообігу.

Велике коло кровообігу(тілесне) – починається від лівого шлуночка, від якого бере початок аорта. Аорта переходить у великі, середні й малі артерії. Артерії переходять в артеріоли, які закінчуються капі- лярами. У капілярах кров віддає кисень і поживні речовини в тканини, а з них у кров потрапляють продук- ти обміну речовин та вуглекислий газ. Капіляри переходять у венули, з яких кров потрапляє в мілкі, сере- дні та великі вени. Венозна кров потрапляє у верхню і нижню порожнисті вени, які впадають у праве пе- редсердя, де закінчується велике коло кровообігу.

Мале коло кровообігу(легеневе) – починається від правого шлуночка, із якого кров потрапляє в ле- геневий стовбур. Стовбур ділиться на дві артерії, які надходять до правої та лівої легені. У легенях арте- рії поділяються на більш мілкі артерії, артеріоли та капіляри. У капілярах легень венозна кров віддає вуг- лекислий газ і насичується киснем, перетворюючись на артеріальну. Легеневі капіляри преходять у вену- ли, які згодом утворюють вени. По чотирьох легеневих венах артеріальна кров потрапляє в ліве передсе- рдя, де закінчується мале коло кровообігу.

Серце– це порожнистий м’язовий орган, який має форму конуса. Серце розташоване в грудній поро- жнині позаду грудини в передньому середостінні.

Стінка серця має 3 шари. Зовнішній – епікард, який вкриває зовнішню поверхню серця і ближні до се- рця відрізки аорти, легеневого стовбура та порожнистих вен. Це пухка сполучна тканина. Епікард перехо- дить в навколосерцеву сумку – перикард. Між епікардом та перикардом знаходиться порожнина, запов- нена серозною рідиною, яка зменшує тертя при роботі серця.

Середній шар – міокард складається з поперечно-смугастої м’язової тканини. У міокарді розрізняють 2

види кардіоміоцитів: типові – скрорчувальні та атипові – утворюють провідну систему.

Внутрішній шар – ендокард вистеляє порожнини серця зсередини, і його вирости утворюють клапани серця. Складається з сполучної тканини з великою кількістю еластичних волокон. Поверхня з боку поро- жнин серця покрита ендотелієм.

Суцільною вертикальною перегородкою серце ділиться на ліву й праву половини. Кожна з половин передсердно-шлуночковими клапанами ділиться на передсердя та шлуночок. Таким чином, серце скла- дається з 4 камер: 2 передсердя і 2 шлуночки. У лівій половині серця знаходиться двостулковий клапан, а в правій – тристулковий клапан. Ще один вид клапанів – півмісяцеві – знаходяться між правим шлуночком і легеневим стовбуром і між лівим шлуночком й аортою. Усі клапани представляють собою складки ендо- карда. Клапанний апарат серця забезпечує однонаправлений рух крові: від передсердь до шлуночків і від шлуночків до артерій.

Властивості серцевого м’яза:

1) збудливість – здатність відповідати збудженням на подразнення;

2) скоротливість – здатність скорочуватись;

3) провідність – здатність проводити збудження;

4) рефрактерність – відсутність збудливості;

5) автоматія – здатність скорочуватись під дією імпульсів, які виникають в провідній системі.

Мембрана кардіоміоцитів має ряд особливостей. Хоча, як і в інших збудливих тканинах, її інтегративні білки-канали в разі відкриття воріт пропускають за градієнтом концентрації Nа+, К+, Са2+, Сl-.

Мембранний потенціал спокоюкардіоміоцитів становить -90 мВ. Підтримується головним чином за рахунок виходу К+.

В основі розвитку ПД кардіоміоцитів, як і клітин скелетних м’язів - зміни йонної проникності мембрани (рис. 7.1). Під дією подразника змінюється конформація білкових каналів: Nа+-канали відкриваються і Nа+ лавиноподібно надходить у клітину. Надходження позитивних зарядів у клітину викликає зменшення по- зитивного заряду на зовнішній поверхні мембрани й збільшення його в цитоплазмі. Спочатку різниця по-

тенціалів зникає, а потім відбувається перезаряджання мембрани. Зовнішня поверхня стає електронега- тивною відносно цитоплазми.

Цей процес інверсії заряду зветься – деполяризаціяі триває 2 мс.При досягненні максимального значення потенціалу дії (120 мВ) Nа+-канали закриваються. Рух Nа+ всередину клітини припиняється, але продовжує зростати вихід К+. Це призводить до зупинки деполяризації. Закінчується пік ПД і починається відновлення поляризації мембрани – початкова швидка реполяризація.

повертаючи К+ у клітину.

Рис. 7.1. Потенціал дії типового кардіоміоцита1 - фаза спокою; 2 - фаза деполяризації; 3 - фаза почат- кової швидкої реполяризації; 4 - фаза повільної реполя- ризації (плато); 5 - фаза кінцевої швидкої реполяризації.

Але, на відміну від скелетних м’язів, у кардіоміо- цитах у цей час активуються потенціалзалежні по- вільні Са2+-канали (через них може проходити част- ково також Nа+), що призводить до повільної репо- ляризації, тобто до тривалого (200 мс і більше) утримування мембрани в деполяризованому стані -

формування фази плато. Остаточна реполяриза- ція мембрани(відновлення потенціалу спокою)

відбувається внаслідок закриття Са2+-каналів та виходу К+ через різноманітні К+-канали. Далі почи- нають працювати Nа+-К+ насоси, викачуючи Nа+ і

Як і в інших збудливих тканинах, зміни концентрації К+ в позаклітинному середовищі впливають на мембранний потенціал спокою серцевого м’яза, тоді як зміни концентрації Nа+ впливають на потенціал дії.

Сила серцевих скорочень не залежить від сили збудника, тобто серце або скорочується максимально або взагалі не відповідає скороченням на подразнення малої сили. Це закон «все або нічого».

Рефрактерність серця– це процес, при якому серцевий м’яз втрачає здатність відповідати новим

збудженням на додаткове подразнення (рис. 7.2).

Рис. 7.2. Співвідношення процесів збудження та збудливості в серцевому м'язі

А – потенціал дії;

Б – крива збудливості: 1 – нормальна збудливість; 2 – абсолютна рефрактерність; 3 – відносна рефрактерність; 4 – супернормальна збудливість.

Абсолютна рефрактерність триває 0,27 с. Вона практично співпадає з фазою плато й зумовлена

інактивацією Nа+-каналів при одночасній активації потенціалзалежних Са2+-каналів. Завдяки тривалій

рефрактерності серцевий м’яз працює в режимі одиночних скорочень, а не тетанічних, як скелетний м’яз. Відносна рефрактерність триває 0,03 с. Під час відносної рефрактерної фази серцевий м’яз здатний відповісти збудженням тільки на дуже си- льне надпорогове подразнення (рис. 7.3).