Проводимость и сократимость сердечной мышцы

Между клетками проводящей системы и рабочим миокардом имеются тесные контакты в виде нексусов, поэтому возбуждение, возникшее в одном участке сердца, проводится без затухания (без декремента) в другой. Скорость распространения возбужде­ния от предсердий к желудочкам составляет 0,8— 1,0 м/с. Прохо­дя атриовентрикулярный узел, возбуждение задерживается на 0,04 с. Далее, распространившись по пучку Гиса и волокнам Пуркинье, возбуждение охватывает мускулатуру желудочков со ско­ростью 0,75—4,0 м/с.

Таким образом, мышечная ткань сердца ведет себя как функ­циональный синцитий. Благодаря этой особенности сердце, в от­личие от скелетной мышцы, подчиняется закону «все или ничего». Это означает, что на раздражение возрастающей силы, начиная от порогового, мышца сердца отвечает сразу возбуждением всех волокон, т.е. амплитуда сокращений одинакова. Если раздражи­тель подпороговый, то она совсем не реагирует. Однако если раз­дражать сердечную мышцу током возрастающей частоты, оста­вив его силу постоянной, то каждое увеличение частоты раздра­жителя вызовет возрастающее сокращение сердечной мышцы — феномен «treppe» — лестницы. Это явление можно объяснить по­паданием каждого последующего импульса в фазу повышенной возбудимости и накоплением ионов Са²⁺ в области миофибрилл, что и дает усиление ответной реакции.

Сокращение сердца, как и у скелетных мышц, запускается ПД. Однако если у скелетной мышцы ПД составляет всего несколько миллисекунд и предшествует сокращению, то у сердеч­ной ПД и фазы сокращения перекрывают друг друга. ПД заканчи­вается только после начала фазы расслабления. Это одна из осо­бенностей электромеханического сопряжения сердечной мыш­цы. Другая особенность состоит в том, что существует взаимо­связь между внутриклеточным депо Са²⁺ и Са²⁺ внеклеточной среды. Как упоминалось выше, во время ПД Са²⁺ входит в клетку из внеклеточной среды и увеличивает длительность ПД, а значит, и рефракторного периода, тем самым создаются условия для по­полнения внутриклеточных запасов кальция, участвующего в по­следующих сокращениях сердца.

Электрокардиография

Вокруг возбужденного сердца возникает электрическое поле, которое можно зарегистрировать с поверхности тела в виде элек­трокардиограммы. Электрические потенциалы прежде всего воз­никают в возбужденном синоатриальном узле. Этот участок ста­новится электроотрицательным по отношению к невозбужденно­му, заряженному положительно. Это и приводит к появлению электрических потенциалов и дальнейшему их распространению по проводящей системе сердца, миокарду предсердий и желудоч­ков.

Электрокардиограмма отражает процесс возникновения воз­буждения и его проведение по сердцу, но не его сокращение. В нормальной электрокардиограмме различают пять зубцов: Р, Q, R, S, Т (рис.12). Возникновение зубца Р обусловлено распростране­нием возбуждения в предсердиях — это алгебраическая сумма электрических потенциалов, возникающих в предсердиях. Зубец Q соответствует возбуждению сосочковых мышц. Зубец R — воз­буждению оснований желудочков, зубец S — верхушки сердца. Зубец Г отражает процесс реполяризации желудочков и состоя­ние метаболизма миокарда. Он очень изменчив и может иска­жаться при различного рода интоксикациях, например, при ин­фекциях (дизентерия и др.), отравлениях химическими ядами, при гипоксии, инфаркте миокарда, диабете.

Итак, различают предсердный комплекс, куда входит зубец Р, и сегмент PQ, а также желудочковый комплекс QRS и сегмент ST. Интервал PQ от начала зубца Р до начала зубца Q отражает время проведения возбуждения от предсердий к желудочкам, в норме он равен 0,12-0,18 с.

При нарушении проведения импульсов из предсердий к же­лудочкам, вызванном или органическими изменениями в прово­дящей системе, или отравлением сердечными глюкозидами, уве­личением содержания ионов К⁺, снижением МП, а также гипо­ксией возникает неполная атриовентрикулярная блокада. При этом не все импульсы периодически проводятся к желудочкам или их проведение задерживается, тогда интервал PC? становится больше 0,18 с.

При полном нарушении проводимости между предсердиями и желудочками возникает полная атриовентрикулярная блока­да — предсердия и желудочки сокращаются независимо друг от друга: предсердия в синусном ритме, желудочки — в ритме пейсмекера 2-го или 3-го порядка.

Рис. 12. Электрокардиограмма (схема зубцов и интервалов) Зубец Р отражает возбуждение предсердий; интервал P—Q — распространение возбуждений от предсердий к желудочкам; Q—T (QRST) — желудочковый комплекс; зубец Т — процесс реполяризации желудочков

 

 

Длительность комплекса ORS составляет 0,06 — 0,1 с. Его уши-рение является признаком нарушения внутрижелудочковой про­водимости. Интервал QT составляет 0,36 с и зависит от частоты сердечных сокращений. Чем больше частота, тем короче интер­вал. Амплитуда зубцов ЭКГ следующая: Р<0,25 мВ; Q< 1/4R; R+S>0,6MB; T= от 1/6 до 2/3R.

Для регистрации ЭКГ используют 3 стандартных биполярных отведения от конечностей (треугольник Эйнтховена), 1-е отведе­ние: правая рука-левая рука; 2-е отведение: правая рука-левая но­га; 3-е отведение: левая рука-левая нога. Кроме того, регистриру­ют 3 усиленных униполярных отведения: aVR — активный элект­род на правой руке, aVL — активный электрод на левой руке, aVF — активный электрод на левой ноге и 6 униполярных груд­ных отведении по Вильсону — V₁-V₆

При биполярных отведениях по Эйнтховену точки, от кото­рых отводят потенциалы, совпадают с вершинами равносторон­него треугольника, стороны которого и представляют собой оси отведении. С помощью треугольника Эйнтховена можно устано­вить величину электродвижущей силы сердца, а значит, и высоту зубцов ЭКГ. Высота зубца R во 2-м отведении в нормограмме рав­на сумме зубца R в 1-ми 3-м отведении, т.е. R₂ =R₁+R₃

Сердечный цикл

Сократительная деятельность сердца связана с работой кла­панов и давлением в его полостях. Эти изменения носят фазный характер и составляют основу сердечного цикла, длительность ко­торого равна 0,8 с, но может меняться в зависимости от частоты сердечных сокращений. Чем больше частота сердечных сокраще­ний, тем короче сердечный цикл и наоборот.

Сердечный цикл состоит из 3 основных фаз: систолы пред­сердий, систолы желудочков и общей паузы или диастолы. Систо­ла предсердий длится 0,1 с, при этом атриовентрикулярные клапа­ны открыты, а полулунные закрыты, давление в предсердиях рав­но 5—8 мм рт.ст. Систола предсердий заканчивается закрытием атриовентрикулярных клапанов и начинается систола желудоч­ков, ее длительность — 0,33 с. Систола желудочков, в свою оче­редь, делится на период напряжения и период изгнания крови. Период напряжения — 0,08 с. Он также состоит из 2 фаз: асин­хронного сокращения — промежутка времени от начала возбуж­дения и сокращения кардиомиоцитов до закрытия атриовентри­кулярных клапанов, после чего давление в полостях желудочков быстро растет до 60—80 мм рт.ст. и начинается фаза изометриче­ского сокращения.

С моментом закрытия атриовентрикулярных клапанов совпа­дает возникновение / систолического тона сердца. При закрытых полулунных и атриовентрикулярных клапанах длина волокон не изменяется, а увеличивается только напряжение в полостях же­лудочков, в результате давление в них резко возрастает, стано­вясь выше, чем в аорте и легочной артерии, полулунные клапаны открываются, а атриовентрикулярные остаются закрытыми, и кровь устремляется в эти сосуды. Начинается период изгнания крови, его длительность — 0,25 с. Он состоит из фазы быстрого изгнания и фазы медленного изгнания крови. Давление в желу­дочках составляет: в левом — 120—130 мм рт.ст., в правом — до 25 — 30 мм рт.ст.

Диастола желудочков, длящаяся 0,47 с, начинается с протодиастолического периода (0,04 с) — это промежуток времени от начала падения давления внутри желудочков до момента закры­тия полулунных клапанов, после которого давление в желудоч­ках продолжает падать, а атриовентрикулярные клапаны еще не открыты — это период изометрического расслабления желудоч­ков.

Моменту закрытия полулунных клапанов соответствует воз­никновение II диастолического тона сердца. Как только давление в желудочках снизится до 0, открываются атриовентрикулярные клапаны и кровь из предсердий поступает в желудочки. Это пе­риод наполнения желудочков кровью, который длится 0,25 с и де­лится на фазы быстрого (0,08 с) и медленного (0,17 с) наполнения. Периоду наполнения, сопровождающемуся колебаниями стенок желудочков, соответствует возникновение III тона сердца. В кон­це фазы медленного наполнения наступает систола предсердий, в результате за 0,1 с «выжимается» около 40 мл крови из предсер­дий в желудочки (пресистолический период), что ведет к появле­нию IV тона сердца, после чего начинается новый цикл сокраще­ния желудочков.

Итак, в результате сократительной деятельности сердца и ра­боты клапанов возникают 4 тона сердца. Из них I - систоличес­кий длительностью 0,11 с и II - диастолический длительностью 0,07 с. Эти тоны можно прослушать и зарегистрировать. III тон со­ответствует началу наполнения желудочков и вибрации их стенок при быстром притоке крови, хорошо прослушивается у детей, его можно зарегистрировать. IV тон обусловлен сокращением пред­сердий, он только регистрируется.

За одну систолу при ритме сокращений 70 - 75 в 1 мин сердце выбрасывает в аорту 60 - 70 мл крови - это систолический объем крови (СО). Умножив его на число сердечных сокращений (ЧСС) в 1 мин, получим минутный объем крови (МОК), равный 4,5 - 5,0 л, т.е. количество крови, выбрасываемое сердцем за 1 мин. МОК= СО х ЧСС.

В покое не вся кровь во время систолы изгоняется из желу­дочков, остается «резервный объем», который может быть ис­пользован для увеличения сердечного выброса. В настоящее вре­мя рассчитывают величину сердечного индекса — это отношение МОК в л/мин к поверхности тела в м². Для «стандартного» мужчи­ны он равен 3 л/мин«м².

СОСУДИСТАЯ СИСТЕМА