ІІІ. Автоматизм серця, ритму. Провідна система, її функціональні особливості, швидкість проведення збудження структурами серця. Механізм скорочення та розслаблення кардіомицитів.

 

Фізіологічні властивості міокарда.

За функціональними проявами для міокарда характерні властивості посмугованих і непосмугованих м'язових волокон.

 

До фізіологічних властивостей міокарда належать:

- автоматія,

- збудливість,

- провідність,

- рефрактерність та

- скоротливість.

 

Особливості серцевого м'яза. Серце­вий м'яз — міокард — має унікальні особ­ливості, за якими він істотно відрізняється як від посмугованих, так і від гладких м'язів.

По-перше, це єдиний м'яз внутрішніх орга­нів, що має поперечну посмугованість.

По-друге, це єдиний з посмугованих м'язів тіла, що є автономним, тобто незалежним від нашої волі. Виявлено ще деякі відмін­ності в його будові та властивостях.

За будовою серцевий м'яз нагадує син­цитій. Клі­тини міокарда — серцеві кардіоміоцити — кон­тактують між собою переважно торцями за допомогою вставних дисків. У цих дисках мембрани обох клі­тин ідуть паралельно, але не по прямій лі­нії, а зигзагоподібно, ступінчасто (мал. 19).

 

У дисках є плями злипання (нексуси), в яких ширина щілини між мемб­ранами серцевих міоцитів не перевищує 4 нм (за межами нексуса 10-30 нм). У ре­зультаті проникність мембран у місці та­кого контакту для йонів у десятки разів вища, ніж за його межами. Завдяки цьо­му потенціал дії, а також збудження, що виникло в одній клітині, може охопити всю товщу міокарда, тобто серцевий м'яз є функ­ціональним синцитієм, хоча морфологіч­но серцеві кардіоміоцити відокремлені один від одного мембранами.

 

Така особливість будови міокарда зумо­вила одну дуже важливу властивість, а саме: серце реагує на поодинокі под­разнення за законом "усе або нічо­го". Тобто за сталих умов сила скорочення серцевого м'яза не залежить від сили подразнення, якщо вона досягла порогового чи понадпорогового рівня, причому скорочення завжди є максимальними.

 

Серцевий м'яз завдяки наявності нексусів реагує як одна клітина.

Якби міокард скорочувався не весь одночасно, то кров зі шлуночка не виштовхувалась би, а переливалась з однієї частини шлуночка до іншої.

 

Ще одна особливість серцевого м'яза, що має велике значення для роботи серця, — це його тривалий рефрактерний період

Протягом серцевого циклу постійно змінюється збудливість міокарду.

У момент ви­никнення збудження серце втрачає збуд­ливість — фаза абсолютної рефрак­терності, яка триває протягом усього періоду скорочення (0,27-0,30 с).

Під час розслаблення міокарда збудливість посту­пово відновлюється — фаза відносної реф­рактерності (0,03-0,08 с), і в цей час можна сильним штучним подразненням ви­кликати позачергове скорочення — екстрасистолу, за якою обов'язково йде компен­саторна пауза.

І, нарешті, в паузі між ско­роченнями серця розвивається підвищена збудливість — екзальтаційна фаза, під час якої ефект може викликатися і допороговим подразненням.

Та обставина, що серцевий м'яз протя­гом усього скорочення перебуває в стані рефрактерності, запобігає новому скоро­ченню до закінчення попереднього, тобто тривалому тетанічному скороченню, що унеможливлювало б виконання серцем насосної функції. Крім того, така велика тривалість рефрактерного періоду запобі­гає рециркуляції збудження в міокарді, що також порушувало б нормальне чергу­вання скорочення і розслаблення серця.

 

Відома висока невтомлюваність серцевого м'яза. Людина в нормі не відчу­ває ніяких ознак втоми серця, яке за 60 років життя скорочується 2,3 млрд разів і перекачує понад 150 млн. л крові.

Така виняткова працездатність серця має кілька причин.

По-перше, ритмічність його ро­боти;

по-друге, високий рівень кровопостачання міокарда,

по третє (найголовніше)— висока ефективність метаболічних ферментів, здатних за 0,3-0,5 с між скоро­ченнями серця повністю відновити біохі­мічний і енергетичний стан кардіоміоцитів.

 

Автоматизм серця

посідає особливе місце серед його власти­востей.

Автоматя - це здатність ритмічно скорочува­тись без будь-яких зовнішніх подразників, під виливом імпульсів, що виникають у са­мому серці.

Доказом автома­тизму серця є факт ритмічних скорочень ізольованого серця різних тварин, а також людини.

 

Автоматія серця х зумовлена діяльністю провідної системи серця, яка у людини представлена скупченнями нетипо­вих м'язових клітин — серцевих провід­них міоцитів і м'язових волокон. Атипових кардіоміоцитів виконують функцію генерації збудження і проведення його до скоротливих кардіоміоцитів. Атипові кардіоміоцити згруповані у визначених місцях міокарда, утворюють вуз­ли і пучки. Вони меншого розміру, ніж скоротливі елементи передсердь і шлуночків, містять мало скоротливих білків та об'єднуються у групи, які складаються з кількох клітин, що мають яскраво виражене взаємне про­никнення клітинних виростів. У цих клітин слабко виражена Т-система саркоплазматичного ретикулума.

 

 

ПСС виконує 2 основні функції:

- генерації нервових імпульсів,

- проведення цих імпульсів по структурах ПСС до кардіоміоцитів.

 

Провідна система утворює

пазушно-передсердний (синоатріальний, Кіса-Флєка) і

передсердно-шлуночковий (атріовентрикулярний, Ашоффа-Тавара) вузли,

міжвузлові і міжпередсердні тракти,

передсердно-шлуночковий пучок (пучок Гіса) і

субендокардіальну мережу волокон (волокна Пуркіньє).

 

Головним, або провідним, центром автоматії серця (водієм ритму, пейсмекером першого порядку) є пазухо-передсердний, або си­нусно-передсердний, вузол (вузол Кіса — Флека), розміщений під епікардом правого передсердя поблизу впадіння в нього верх­ньої порожнистої вени — у пазусі (синусі) порожнистих вен.

Від пазухо-передсердного вузла відхо­дять кілька пучків до міокарда обох пе­редсердь (це пучки Бахмана і Венкенбаха) і до другого — передсердно-гилуночкового вузла (вузол Ашоф – Тавара), що є пейсмекером другого порядку, розміщеного під ендокардом між правим передсердям і шлуночком. Від ньо­го відходить передсердно-шлуночковий пу­чок (пучок Гіса), який на початку міжшлуночкової перегородки поділяється на дві ніжки – праву і ліву. Кожна з них йде уздовж міжшлуночкової перегородки під ендокардом у правому й лівому шлуночках до їхньо­го дна і далі, звертаючи на бокові стійки, віддає до клітин міокарда шлуночків тонкі волокна — серцеві провідні міоцити (во­локна Пуркіньє). Пучок Гіса та його розгалуження дістали назву пейсмекерів третього порядку.

 

Здатність до автоматизму зменшується від синусового вуз­ла до серцевих провідних волокон у шлу­ночках. Це явище має назву градієнта ав­томатії.

За нормальних умов ритм серця задається синусовим вузлом, яко­му підпорядковується провідна система. Проте у випадках, коли цей вузол не функ­ціонує або збудження від нього не досягає передсердно-шлуночкового вузла, останній бере на себе функцію генерації ритму сер­ця, частота скорочень при цьому значно зменшується. Передсердно-шлуночковий пучок, його ніжки і серцеві провідні во­локна також можуть генерувати збуджен­ня, проте їх здатність до автоматизму є ще слабшою і виявляється лише у разі пато­логії серця.

 

Синусовий вузол задає ритм серцевих скорочень – 60 – 80 уд/хв.,

АV – вузол – 40 – 60 уд/хв.,

Пучок Гісса – 30 – 40 уд/хв..

Збудження волокнами провідної системи поширюєть­ся з неоднаковою швидкістю.

Синусовий вузол проводить серцевих скорочення частотою – 60 – 120 уд/хв.,

АV – вузол –150 – 200 уд/хв.,

Пучок Гісса – більше 200 уд/хв..