Автоматизм сердца
Определённая часть сердечной мышцы специализируется на выдаче остальному сердцу управляющих сигналов в форме соответствующих импульсов автоволновой природы; эта специализированная часть сердца получила название Проводящая система сердца (ПСС). Именно она обеспечивает автоматизм сердца.
Автоматизм -- способность сердца возбуждаться под влиянием импульсов, возникающих в кардиомиоцитах без внешних раздражителей. В физиологических условиях наивысшим автоматизмом в сердце обладает САУ, поэтому его называют автоматическим центром первого порядка.
Синусно-предсердный узел, называемый водителем ритма 1-го порядка и расположенный на своде правого предсердия, является важной частью ПСС. Путём отправки регулярных автоволновых импульсов он управляет частотой сердечного цикла. Эти импульсы через пути проведения предсердий поступают в предсердно-желудочковый узел и дальше -- в отдельные клетки рабочего миокарда, вызывая их сокращение.
Таким образом, ПСС при помощи координации сокращений предсердий и желудочков обеспечивает ритмичную работу сердца, т. е. нормальную сердечную деятельность.
Регуляция работы сердца
Работа сердца регулируется при помощи миогенных, нервных и гуморальных механизмов.
Миогенный, или гемодинамический, механизм регуляции разделяют на: гетерометрический и гомеометрический.
Нервная система регулирует частоту и силу сердечных сокращений: (симпатическая нервная система обуславливает усиление сокращений, парасимпатическая -- ослабляет).
Воздействие эндокринной системы на сердце происходит при посредстве гормонов, которые могут усиливать или ослаблять силу сердечных сокращений, изменять их частоту. Основной эндокринной железой, регулирующей работу сердца, можно считать надпочечники: они выделяют гормоны адреналин и норадреналин, действие которых на сердце соответствуют функциям симпатической нервной системы. Эффект на работу сердца оказывают также ионы кальция и калия, а также эндорфины и множество иных биологически активных веществ.
Что такое автоматизм сердца? Ответ на этот вопрос можно найти в представленной статье. Кроме этого, здесь содержится информация о нарушении здоровья человека, связанных с названным понятием.
Что такое автоматизм сердца?
Мышечные волокна в организме человека имеют способность реагировать на раздражающий импульс сокращением и затем последовательно передавать это сокращение по всей мышечной структуре. Доказано, что изолированная сердечная мышца способна самостоятельно генерировать возбуждение и осуществлять ритмические сокращения. Такая способность называется автоматизмом сердца.
Причины сердечного автоматизма
Понять, в чем заключается автоматизм сердца, можно из нижеследующего. Сердце имеет специфическую способность к генерации электрического импульса с последующим его проведением до мышечных структур. Синоатриальний узел – скопление пейсмекерских клеток первого типа (содержит около 40 % митохондрий, рыхло расположенные миофибриллы, отсутствует Т-система, содержит большое количество свободного кальция, имеет слаборазвитую саркоплазматическую сеть), располагается в правой стенке верхней полой вены в месте впадения в правое предсердие. Атриовентрикулярный узел образован переходными клетками второго типа, которые проводят импульс из синоатриального узла, однако в особых условиях могут самостоятельно генерировать электрический заряд. Переходные клетки содержат меньше митохондрий (20-30 %) и немного больше миофибрилл, чем клетки первого порядка. Атриовентрикулярный узел расположен в межпредсердной перегородке, по нему возбуждение передается к пучку и ножкам пучка Гиса (содержат 20-15 % митохондрий).
Волокна Пуркинье является следующим этапом передачи возбуждения. Они отходят примерно на уровне середины перегородки от каждой из двух ножек пучка Гиса. Их клетки содержат около 10 % митохондрий, по структуре несколько больше похожи на сердечные мышечные волокна. Самопроизвольное возникновение электрического импульса происходит в пейсмекерских клетках синоатриального узла, который потенцирует волну возбуждения, стимулирующее 60-80 сокращений в минуту. Он является водителем первого порядка. Затем возникла волна передается на ведущие структуры второго и третьего уровня. Они способны как проводить волны возбуждения, так и самостоятельно индуцировать сокращение более низкой частоты. Водителем второго уровня после синусового узла является атриовентрикулярный узел, который способен самостоятельно создавать 40-50 разрядов в минуту в отсутствии подавляющего активности синусового узла. Далее возбуждение передается на структуры пучка Гиса, который воспроизводит 30-40 сокращений в минуту, затем электрический заряд перетекает на ножки пучка Гиса (25-30 импульсов в минуту) и систему волокон Пуркинье (20 импульсов в минуту) и попадает на рабочие мышечные клетки миокарда. Обычно импульсы из синоатриального узла подавляют самостоятельную способность к электрической активности низших структур. Если нарушается функционирование водителя первого порядка, то его работу на себя берут стоящих ниже звенья проводящей системы.
Химические процессы, обеспечивающие автоматизм сердца
Что такое автоматизм сердца с точки зрения химии? На молекулярном уровне основой для самостоятельного возникновения электрического заряда (потенциала действия) на мембранах пейсмекерских клеток является наличие так называемого импульсатора. Его работа (функция автоматизма сердца) содержит три этапа. Этапы работы импульсатора:
Процессы генерации импульса клетками – пейсмекерами обязательно происходят в условиях достаточного присутствия молекулярного кислорода, доставляется к ним эритроцитами крови, притекающей.
Снижение уровня работы или частичное прекращение функционирования одного или нескольких этапов системы импульсатора нарушает слаженную работу пейсмекерских клеток, что вызывает аритмии. Блокирование одного из процессов этой системы вызывает внезапную остановку сердца. Поняв, что такое автоматизм сердца, можно осознать и этот процесс.
Влияние автономной нервной системы на работу сердечной мышцы
Кроме собственной возможности генерировать электрические импульсы, работа сердца контролируется сигналами с иннервируют мышцу симпатических и парасимпатических нервных окончаний, при сбое которых возможно нарушение автоматизма сердца. Влияние симпатического отдела ускоряет работу сердца, оказывает стимулирующее действие. Симпатическая иннервация оказывает положительное хронотропное, инотропное, дромотропное действие. Под преобладающим действием парасимпатической нервной системы происходит замедление процессов деполяризации пейсмекерских клеток (тормозящее действие), а значит, урежение сердечного ритма (отрицательное хронотропное действие), снижение проводимости внутри сердца (отрицательное дромотропное действие), уменьшение энергии систолического сокращения (отрицательное инотропное действие), но усиливается возбудимость сердца (положительное батмотропное действие). Последнее тоже принимается за нарушения функции автоматизма сердца.
Причины нарушения автоматизма сердца
Типы нарушений ритма вследствие нарушения автоматизма сердца
Различают аритмии вследствие нарушения автоматизма и проводимости с образованием циркуляции волны возбуждения (волна re-entry) в одном определенном или нескольких отделах сердца, в результате возникает фибрилляция или трепетание предсердий. Фибрилляция желудочков – одна из наиболее угрожающих для жизни аритмий, следствием которой является внезапная остановка сердца и смерть. Наиболее эффективный метод лечения – электрическая дефибрилляция.
Заключение
Итак, рассмотрев, в чем заключается автоматизм работы сердца, можно понять, какие нарушения возможны в случае заболевания. Это, в свою очередь, дает возможность бороться с болезнью более оптимальными и действенными методами.
Имеется ряд функций сердечной мышцы, которые формируют ее работу. Среди этих функций выделяют автоматизм.
Возбуждения проводятся по нервным путям и клеткам миокарда и вызывают регуляцию работы миокарда
Что такое автоматизм сердца?
Автоматизмом называют способность миокарда к ритмичным сокращениям, которые не вызваны иными возбуждениями. Он нужен для того, чтобы работа сердца была постоянной, не прерывалась.
Важно! В сердечной мышце имеется особые клетки, которые служат источником автоматизма в работе. Находятся в разных отделах.
При нормальном и здоровом функционировании центр автоматизма находится в правом предсердии. При автоматическом функционировании создаются слабые импульсы, которые проводятся по организму, доходя до конечностей. Эти возбуждения регистрируются при помощи электрокардиограммы. По данным электрокардиограммы можно оценить состояние пациента, функционирование миокарда.
Воздействие на функционирование кровяного «насоса» оказывает и центральная нервная система путем подачи возбуждений. Рецепторы, которые снимают показания давления в сердце, располагаются внутри камер и стенках больших кровеносных сосудов. Под влиянием возбудителей на «датчики» осуществляется рефлекторная обратная реакция на работу сердца.
Различают два вида рефлексии:
- уменьшающие частоту сердечных сокращений;
- увеличивающие частоту сердечных сокращений.
Влияющие на сердце сигналы идут от нервных центров в продолговатом и спинном мозге. Есть два вида нервов, каждый из которых отвечает за передачу определенного типа сигнала. Замедляющие работу миокарда сигналы идут по парасимпатическим нервам, ускоряющие – по симпатическим нервам.
К примеру: ускорение сердцебиения возникает при изменении положения тела в быстром темпе. При смене горизонтального положения накапливается кровь в нижних конечностях, что снижает кровенаполнение верхних конечностей, страдает головной мозг. Для восстановления нормального кровотока центральная нервная система отправляет сигнал об ускорении сердцебиения в ответ на сигнал, полученный от рецепторов.
Изменение деятельности сердца самостоятельно может осуществляться и под влиянием боли. При болевых раздражителях центральная нервная система может либо ускорить, либо замедлить работу сердечной мышцы.
Эмоциональный фон способен воздействовать на функционирование сердца. Под воздействием положительных эмоций возможности регулирования кровотока раскрываются. У спортсменов это можно пронаблюдать по рекордным показателям и победам. Если человек испытывает отрицательные эмоции, то миокард приобретает нарушения в функционировании.
Возможна гуморальная регуляция. Сердечная мышца регулируется под воздействием химических веществ, которые постоянно подаются в кровь.
Например: для замедления ЧСС используют ацетилхолин. Организм реагирует на вещество чувствительно, потому малейшая доза способна замедлить работу сердца.
Для ускорения ЧСС используют адреналин, дающий динамику повышения ритма в небольших дозах.
Центры автоматического регулирования сердца
Возбуждения, возникающие в клетках СА-узла, являются водителями ритма, которые проводятся через АВ-узел к желудочкам и вызывают сокращение В сердце есть несколько центров, которые регулируют сократительный процесс в автоматическом режиме:
- Источник 1-го порядка. К нему относят синоатриальный узел, называемый водителем ритма и способный к выработке сигналов на сокращение частотой 65-85 в минуту.
- Источник 2-го порядка. Атриовентрикулярный узел и пучок Гиса образуют центр автоматизма, который стимулирует работу сердечной мышцы импульсами частотой 45-66 в минуту.
- Источник 3-го порядка. Клетки из нижней части пучка Гиса стимулируют сердечную деятельность импульсами частотой 25-45 в минуту.
При здоровой сердечной системе сионатриальный узел – единственный водитель ритма, который подавляет автоматическую деятельность других водителей ритма.
Сердечные гликозиды: химическая регуляция
Для регуляции деятельности сердца можно использовать химические возбудители- сердечные гликозиды Сердечные гликозиды – вещества, полученные из растений, которые оказывают избирательную стимуляцию. Среди растений подобным эффектом обладают следующие гликозиды:
- наперстянка;
- ландыш;
- весенний горицвет;
- строфант.
Название приобрели потому, что имеют в составе сахара.
Ценятся регуляторы, которые ускоряют ритм. Используют при сердечной недостаточности у пациента. Воздействуют на здоровое сердце незначительно.
Сердечные гликозиды оказывают благоприятное влияние на биохимические процессы: при увеличении ритм, потребление кислорода и глюкозы снижается. Стимуляция осуществляется из-за увеличения свободных ионов кальция. Данный фермент отвечает за создание импульсов.
Имеются гликозиды, которые оказывают обратную реакцию – уменьшают ритм. При сердечной недостаточности возникает тахикардия, потому применение снижающих ритм гликозидов полезно.
Сердечные гликозиды способны ускорить или замедлить ЧСС. Ускорение выражается настолько, что даже при наличии брадикардии кровь нагнетается по кровеносным сосудам в увеличенном объеме. Гликозиды оказывают благоприятное влияние на перекачку крови. Под их воздействием перекачивается больше крови, обогащая кислородом органы.
Внимание! От гликозидов может образоваться частичный или полный блок для прохождения импульсов на сокращение через АВ-узел.
Увеличенный автоматизм сердца при помощи стимулирующих веществ может вызвать нарушение в виде внеочередных сокращений – экстрасистолы. При образовании частых экстрасистол функционирование сердца может серьезно нарушиться. Но есть и другая серьезная угроза, связанная с передозировкой стимулирующих веществ – фибрилляция предсердий.
Еще:
В чем опасность синдрома слабости синусового узла и как его лечить?
1.К какой ткани относится кровь и почему?
2.Проследите по рис. 37 образование тканевой жидкости и лимфы и отток последней в вены большого круга. Какую роль при этом выполняют лимфатические узлы?
3.Почему лимфатические узлы нельзя массировать?
4.Какие особенности эритроцитов отличают млекопитающих от остальных классов позвоночных животных?
5.Какую функцию выполняют плазма крови, эритроциты, лейкоциты и тромбоциты?
6.В чем заслуга Луи Пастера и Ильи Ильича Мечникова?
7.Что дало человечеству открытие иммунитета?
8.Каково значение вакцин и лечебных сывороток? Чем они отличаются?
9.Почему при переливании крови следует учитывать группы крови донора и реципиента?
10.В каких случаях надо учитывать резус-фактор?
11.Пользуясь табл.1 на стр.11 учебника, выпишите особенности кровеносной системы, доказывающие принадлежность человека к млекопитающим животным, укажите их функциональное значение.
12.По рис. 44 проследите путь крови по малому и большому кругам кровообращения.
13.Почему вредны перетяжки?
14.Каково значение венозных клапанов?
15.По рис. 41 разберите строение сердца и укажите роль клапанов сердца в обеспечении движения крови из предсердий в желудочки, из желудочков в артерии. Что показывают стрелки на рисунке?
16.Как можно определить скорость движения крови в капиллярах ногтевого ложа?
17.В чем заключается автоматизм сердечной деятельности и как он отражается на сердечном цикле?
18.Как происходят нервная и гуморальная регуляции сердца?
19.Как измеряется артериальное давление крови и почему принято измерять его на плечевой артерии?
20.Какова скорость крови в артериях, капиллярах и венах?
21.Как предупредить болезни сердечно-сосудистой системы?
22.Что необходимо делать для укрепления сердечно-сосудистой системы?
1.какие особенности эритроцитов отличают млекопитающих от остальных классов позвоночных животных?
2.что дало человечеству открытие иммунитета?
3.каково значение венозных клапанов?
4.как можно определить скорость движения крови в капиллярах ногтевого ложа?
5.в чём заключается автоматизм сердечной деятельности и как он отражается на сердечном цикле?
6.какова скорость крови в артериях,капиллярах и венах?
7.как предупредить болезни сердечно-сосудистой системы?
рефлекс?Какие бывают рефлексы? 5)У каких животных сетчатая нервная система? 6)Как устроена нервная система дождевого червя? 7)Расскажите о строение нервной системы позвоночных. 8)Какие отделы различают в головном мозге позвоночных? 9)Какие отделы головного мозга наиболее хорошо развиты у млекопитающих и почему? 10)Что такое кора головного мозга?Какого ее значение? 11)Что такое гормоны? 12)Какие железы,выделяющие гормоны,вы знаете у животных? 13)Что такое ростовые вещества и как они влияют на растение? СКАЖИТЕ УМОЛЯЮ)
Ответ на этот вопрос можно найти в представленной ниже статье. Помимо этого, здесь содержится информация о нарушениях здоровья человека, связанных с названным понятием.
Что такое автоматизм сердца?
Мышечные волокна в организме человека обладают способностью реагировать на раздражающий импульс сокращением и затем последовательно передавать это сокращение по всей мышечной структуре. Доказано, что изолированная сердечная мышца способна самостоятельно генерировать возбуждение и совершать ритмические сокращения. Такая способность называется автоматизмом сердца.
Причины сердечного автоматизма
Понять, в чем заключается автоматизм сердца, можно из нижеследующего. Сердце имеет специфическую способность к генерации электрического импульса с последующим его проведением до мышечных структур.
Синоатриальный узел - скопление пейсмекерских клеток первого типа (содержит около 40 % митохондрий, рыхло расположенные миофибриллы, отсутствует Т-система, содержит большое количество свободного кальция, имеет слаборазвитую саркоплазматическую сеть), располагается в правой стенке верхней полой вены, в месте впадения в правое предсердие.
Атриовентрикулярный узел образован переходными клетками второго типа, которые проводят импульс из синоатриального узла, однако в особых условиях могут самостоятельно генерировать электрический заряд. Переходные клетки содержат меньше митохондрий (20-30 %) и несколько больше миофибрилл, чем клетки первого порядка. Атриовентрикулярный узел расположен в межпредсердной перегородке, по нему возбуждение передается к пучку и ножкам пучка Гиса (содержат 20-15 % митохондрий).
Являются следующим этапом передачи возбуждения. Они отходят приблизительно на уровне середины перегородки от каждой из двух ножек пучка Гиса. Их клетки содержат около 10 % митохондрий, по структуре несколько больше похожи на сердечные мышечные волокна.
Самопроизвольное возникновение электрического импульса происходит в пейсмекерских клетках синоатриального узла, который потенцирует волну возбуждения, стимулирующую 60-80 сокращений в минуту. Он является водителем первого порядка. Затем возникшая волна передается на проводящие структуры второго и третьего уровня. Они способны как проводить волны возбуждения, так и самостоятельно индуцировать сокращения более низкой частоты. Водителем второго уровня после синусового узла является атриовентрикулярный узел, который способен самостоятельно создавать 40-50 разрядов в минуту в отсутствии подавляющей активности синусового узла. Далее возбуждение передается на структуры который воспроизводит 30-40 сокращений в минуту, затем электрический заряд перетекает на ножки пучка Гиса (25-30 импульсов в минуту) и систему волокон Пуркинье (20 импульсов в минуту) и попадает на рабочие мышечные клетки миокарда.
Обычно импульсы из синоатриального узла подавляют самостоятельную способность к электрической активности нижележащих структур. Если нарушается функционирование водителя первого порядка, то его работу на себя берут стоящие ниже звенья проводящей системы.
Химические процессы, обеспечивающие автоматизм сердца
Что такое автоматизм сердца с точки зрения химии? На молекулярном уровне основой для самостоятельного возникновения электрического заряда (потенциала действия) на мембранах пейсмекерских клеток является наличие так называемого импульсатора. Его работа (функция автоматизма сердца) содержит три этапа.
Этапы работы импульсатора:
- 1-я фаза подготовительная (в результате взаимодействия супероксидного кислорода с положительно заряженными фосфолипидами на поверхности мембраны пейсмекерской клетки она приобретает отрицательный заряд, это нарушает потенциал покоя);
- 2-я фаза активного транспорта калия и натрия, во время работы которого наружный заряд клетки становится равен +30 мВт;
- 3-я фаза электрохимического скачка - используется энергия, возникающая при утилизации активных форм кислорода (ионизированного кислорода и перекиси водорода) с помощью ферментов супероксиддисмутазы и каталазы. Возникшие кванты энергии повышают биопотенциал пейсмекера настолько, что он вызывает потенциал действия.
Процессы генерации импульса клетками - пейсмекерами обязательно происходят в условиях достаточного присутствия молекулярного кислорода, который доставляется к ним эритроцитами притекающей крови.
Снижение уровня работы или частичное прекращение функционирования одного или нескольких этапов системы импульсатора нарушает согласованную работу пейсмекерских клеток, что вызывает аритмии. Блокировка одного из процессов этой системы вызывает внезапную остановку сердца. Поняв, что такое автоматизм сердца, можно осознать и этот процесс.
Воздействие автономной нервной системы на работу сердечной мышцы
Помимо собственной возможности генерировать электрические импульсы, работа сердца контролируется сигналами из иннервирующих мышцу симпатических и парасимпатических нервных окончаний, при сбое которых возможно нарушение автоматизма сердца.
Воздействие симпатического отдела ускоряет работу сердца, оказывает стимулирующее действие. Симпатическая иннервация оказывает положительное хронотропное, инотропное, дромотропное действие.
Под преобладающим действием происходит замедление процессов деполяризации пейсмекерских клеток (тормозящее действие), а значит, урежение сердечного ритма (отрицательное хронотропное действие), снижение проводимости внутри сердца (отрицательное дромотропное действие), уменьшение энергии систолического сокращения (отрицательное инотропное действие), но усиливается возбудимость сердца (положительное батмотропное действие). Последнее тоже принимается за нарушение функции автоматизма сердца.
Причины нарушения автоматизма сердца
- Ишемия миокарда.
- Воспаление.
- Интоксикация.
- Нарушение баланса натрия, калия, магния, кальция.
- Гормональная дисфункция.
- Нарушение воздействия автономных симпатических и парасимпатических окончаний.
Типы нарушений ритма вследствие нарушения автоматизма сердца
- Синусовая тахи- и брадикардия.
- Дыхательная (юношеская) аритмия.
- Экстрасистолическая аритмия желудочковая).
- Пароксизмальные тахикардии.
Различают аритмии вследствие нарушения автоматизма и проводимости с образованием циркуляции волны возбуждения (волна re-entry) в одном определенном или нескольких отделах сердца, в результате возникает фибрилляция или трепетание предсердий.
Фибрилляция желудочков - одна из наиболее угрожающих для жизни аритмий, следствием которой является внезапная остановка сердца и смерть. Наиболее эффективный метод лечения - электрическая дефибрилляция.
Заключение
Итак, рассмотрев, в чем заключается автоматизм работы сердца, можно понять, какие нарушения возможны в случае заболевания. Это, в свою очередь, дает возможность бороться с болезнью более оптимальными и действенными методами.