§ 21. Серце: будова та функції. Робота серця

ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ І ТЕРМІНИ: насосна функція серця, автоматія, водій ритму, збудливість, провідність, скоротливість, коронарні судини, ЕКГ, робота серця, серцевий цикл, систола, діастола, ударний і хвилинний об’єми серця.

Основна функція серця, безумовно, — насосна, пов’язана з послідовним скороченням передсердь і шлуночків. Правильна послідовність скорочень передсердь і шлуночків забезпечується іншими серцевими функціями (властивостями).

Здатність до автоматії (з грецьк. самочинна дія). Здатність серця ритмічно скорочуватися під впливом імпульсів, які виникають у серцевому м’язі, називається автоматією серця. У певних ділянках серцевого м’яза є скупчення особливих м’язових клітин або вузлів — водіїв серцевого ритму (рис. 55), що самовільно (автоматично), починаючи з ембріонального періоду життя людини, виробляють електричні імпульси, під впливом яких ритмічно скорочується серце. Головним із них є вузол, розташований у правому передсерді. У нормі він визначає частоту серцевих скорочень. На частоту збудження цього вузла впливають вегетативна нервова й ендокринна системи.

Здатність до збудження (збудливість). Кожна клітина серцевого м’яза збуджується, коли до неї надходить збуджувальний імпульс від головного водія ритму. Без цієї функції скорочення серця неможливе. Завдяки особливостям будови серцевого м’яза, який має надзвичайно багато зв’язків між клітинами, збудження миттєво охоплює якусь його частину, наприклад шлуночки, і вони скорочуються відразу всіма, а не окремими своїми волокнами.

Здатність проводити імпульс збудження від водія ритму до міокарда (провідність). Серцевий м’яз у будь-якій своїй ділянці може проводити електричний імпульс, що виник у водієві ритму. Однак у серці є місця, де імпульс збудження проходить із надзвичайною швидкістю й миттєво досягає найвіддаленіших ділянок м’яза. Це провідна система серця (рис. 55). Завдяки її нормальному функціонуванню обидва передсердя або шлуночки серця водночас охоплюються збудженням і тому одночасно скорочуються.

Електричні імпульси можна зареєструвати й графічно записати на електрокардіографі. Електрокардіограма (ЕКГ) відображає моменти збудження передсердь і шлуночків (рис. 56).

Здатність до скорочення, або скоротливість, — основна функція серцевого м’яза. Після збудження він скорочується синхронно обома передсердями або обома шлуночками й перекачує кров.

Міокард (з грецьк. м’яз і серце, середній) — це м’яз особливої будови, що має властивості як посмугованого, так і гладенького. За мікроскопічною будовою він нагадує скелетний м’яз, але його скорочення не контролюються свідомістю. Він змінює частоту, ритм і силу своїх скорочень тільки за наказами вегетативної нервової та ендокринної систем.

М’яз лівого шлуночка має товщину 10-15 мм. Це вдвічі або втричі перевищує товщину м’яза, який працює з меншим напруженням, ніж правий шлунок (5-7 мм). Товщина м’язів обох передсердь приблизно однакова — 3 мм.

Серце, яке постачає кров’ю організм людини, також потребує постійного й значного постачання киснем і поживними речовинами. Для цього воно має дві вінцеві, або коронарні (з латин. вінець), артерії, через розгалуження яких за добу протікає 500 л крові (рис. 57).

Робота серця. У спокійному стані серце людини скорочується приблизно 60-85 разів за хвилину, або 100 тис. разів за добу, перекачуючи при цьому майже 10 т крові! Протягом року воно скорочується до 40 млн разів, перекачуючи 300-400 тис. т крові!

Рис. 55. Провідна система серця: 1 — праве передсердя; 2 — правий шлуночок; 3 — ліве передсердя; 4 — лівий шлуночок; 5 — синусопередсердний вузол; 6 — передсердношлуночковий вузол; 7 — загальна ніжка провідного пучка; 8 — права ніжка провідного пучка; 9 — ліва ніжка провідного пучка; 10 — кінцеві закінчення провідної системи; 11 — верхня порожниста вена; 12 — аорта

Рис. 56. Електрокардіограма

Рис. 57. Коронарні артерії: 1 — аорта; 2 — ліва головна коронарна артерія; 3 — ліва огинаюча артерія; 4 — ліва передня низхідна артерія; 5 — права коронарна артерія

Поняття про серцевий цикл. Усі чотири камери серця періодично скорочуються. Крім скорочень, є ще періоди відпочинку. Послідовність скорочень і відпочинку серця називають серцевим циклом.

Серцевий цикл має таку послідовність (рис. 58). У розслаблені передсердя одночасно надходить кров: у праве — венозна з порожнистих вен, у ліве — збагачена киснем артеріальна кров із легеневих вен. Передсердя поступово розтягуються кров’ю, що надходить до них. У міру заповнення кров’ю передсердь тиск у них збільшується й частина крові надходить у шлуночки. Водночас самовільно збуджується головний водій ритму в правому передсерді й передає імпульси до обох передсердь. Вони збуджуються та одночасно скорочуються (скорочення відділів серця називається систолою (з грецьк. скорочення, стискання) і виштовхують у шлуночки решту крові.

Імпульс збудження з передсердь швидко передається провідною системою до шлуночків і збуджує їх. Шлуночки одночасно скорочуються (настає їхня систола), тиск крові в них зростає, і це приводить до закривання передсердношлуночкових клапанів і відкривання півмісяцевих клапанів аорти та легеневої артерії. Під значним тиском і з великою швидкістю кров викидається із серця, надходить до цих судин і рухається далі великим і малим колами кровообігу.

Після скорочення м’язи шлуночків потребують відпочинку, у цей час вони відновлюють запаси енергії, витрачені на скорочення. Крім того, саме під час розслаблення серця — діастоли (з грецьк. розширення) — коронарні артерії заповнюються кров’ю.

Коли серце відпочиває, особливо на початку діастоли, тиск у шлуночках невеликий, а в аорті та легеневій артерії — високий. Через це кров за законами фізики плине туди, де тиск нижчий, тобто до шлуночків. При цьому вона заповнює кишеньки півмісяцевих клапанів, вони щільно затуляються, герметично відокремлюючи шлуночки від аорти й легеневої артерії. У цей час передсердя знову заповнюються кров’ю, і серцевий цикл починається спочатку.

Рис. 58. Етапи серцевого циклу: 1 — загальне розслаблення серця (відбувається наповнення кров’ю передсердь); 2 — систола передсердь (шлуночки розслаблені); 3 — систола шлуночків (стулкові клапани закриваються, а півмісяцеві відкриваються); 4 — продовження систоли шлуночків (кров викидається до аорти й легеневої артерії) і діастола передсердь

У нормі в стані спокою тривалість серцевого циклу — 0,7-0,8 с, із них на скорочення шлуночків припадає 0,3-0,35 с, а на їх відпочинок — 0,4-0,5 с.

Повернення крові до серця відбувається за рахунок залишкової сили, наданої їй під час виштовхування з нього, і присмоктувальної сили грудної клітки, що в нормі має негативний (щодо атмосферного) тиск. Важливим чинником повернення крові до серця є також скорочення скелетних м’язів, які ще називають периферичними серцями. Коли людина рухається, скелетні м’язи скорочуються й стискають вени кінцівок і тулуба, проштовхуючи з них кров у напрямку до серця. Вени мають клапани, що запобігають зворотному рухові крові по судині (рис. 59).

Люди, які ведуть малорухливий спосіб життя й не тренують своє тіло, можуть страждати на серцеву недостатність. Адже вони позбавляють своє серце допомоги з боку скелетних м’язів.

Насосна функція серця. Головним результатом роботи серця є ефективне викидання достатньої кількості крові з шлуночків у велике та мале кола кровообігу для забезпечення органів і тканин киснем і поживними речовинами в різних умовах життя людини.

У стані фізичного й емоційного спокою при частоті серцевих скорочень (ЧСС) 60-85 ударів за хвилину (у дорослої людини) під час одного скорочення кожний шлуночок викидає 65-75 мл крові — це ударний об’єм крові (УОК). Важливим показником насосної функції серця є хвилинний об’єм крові (ХОК), що також однаковий для обох шлуночків. Його визначають за формулою:

ХОК = ЧСС x УОК

У стані фізичного й емоційного спокою за нормальної частоти серцевих скорочень й ударного об’єму крові хвилинний об’єм крові дорівнює 4-5 л за хвилину.

Під час фізичного напруження (меншою мірою — емоційного) хвилинний об’єм крові збільшується й може досягати 25-30 л.

У нетренованих людей хвилинний об’єм крові зростає завдяки збільшенню частоти серцевих скорочень. Такий режим роботи серця неекономний, бо потребує великих енергетичних витрат. У тренованої людини частота серцевих скорочень також збільшується, але хвилинний об’єм крові в основному підвищується за рахунок економнішого, з погляду енерговитрат, механізму — підвищення сили серцевих скорочень, тобто ударного об’єму крові.

Рис. 59. Просування крові по венах до серця за рахунок скорочення скелетних м’язів і роботи венозних клапанів

Під час напруженого фізичного навантаження ударний об’єм крові може зростати до 100-120 мл, а частота серцевих скорочень — до 150-200 ударів за хвилину.

У людей із хворим серцем порушується його насосна функція: зменшується сила скорочень міокарда, ударний і хвилинний об’єми. Виникає серцева недостатність — стан нездатності серця забезпечити відповідне кровопостачання органів і тканин.

Це треба пам’ятати! Тренування поліпшує скоротливу функцію серця.

Регуляція роботи серця. Робота серця змінюється рефлекторно за участю вегетативної нервової системи. Імпульси, що надходять до нього по парасимпатичних нервах, послаблюють і сповільнюють скорочення, а ті, які надходять по симпатичних нервах, навпаки, посилюють і прискорюють серцеві скорочення.

Гуморальна регуляція роботи серця пов’язана з дією гормона надниркових залоз — адреналіну, солями кальцію та іншими речовинами, що посилюють і прискорюють скорочення серця. Протилежно впливають на його роботу солі калію та деякі біологічно активні речовини.

Нервова й гуморальна регуляції забезпечують дуже точне пристосування роботи серця до умов навколишнього середовища. Наприклад, під час фізичної роботи імпульси від рецепторів, що є в м’язах і сухожиллях, надходять до центральної нервової системи, яка регулює його роботу. Це посилює потік імпульсів до серця по симпатичних нервах. Одночасно збільшується вміст адреналіну в крові. Частота й сила скорочень серця зростають, отже, задовольняється потреба м’язів у кисні та поживних речовинах.

Думаємо, розуміємо, відповідаємо. 1. Визначте місце та функції серця в серцево-судинній системі. 2. Визначте особливості будови міокарда. 3. Поясніть функцію серцевих клапанів у різних фазах серцевого циклу. 4. Які судини забезпечують кровопостачання серця? 5. Дайте визначення поняття «серцевий цикл». 6. Що забезпечує безперервну роботу серця? 7. Які процеси відбуваються в період систоли та діастоли? Обґрунтуйте відповідь. 8. Поясніть механізм повертання крові до серця. 9. Що є основним показником ефективності насосної функції серця? 10. Який механізм регуляції роботи серця?

Самостійна робота з підручником. 1. Обґрунтуйте значення фізичних навантажень для нормального функціонування серця. 2. Поясніть, які зміни відбуваються в діяльності серця під час фізичних навантажень.

Домашнє завдання. 1. Намалюйте в зошиті (схематично) серце та позначте його відділи й утвори, а також напрямок руху крові в серці. 2. Опишіть фази серцевого циклу у формі таблиці.

Це треба знати. Серце — орган, який починає працювати першим ще в організмі зародка, а вмирає — останнім. Давньогрецький мислитель Арістотель вивчав розвиток курячого зародка. У яйці, що лише одну добу пролежало під квочкою (курчатко розвивається в яйці понад три тижні), він побачив пульсуючу точку. Учений не міг приховати свого хвилювання й вигукнув: «Живе в живому!» Він зрозумів, що це є зачаток пульсуючого серця. Набагато пізніше вчені встановили, що пульсуюча точка є скупченням клітин майбутнього серця.

скачать dle 11.0фильмы бесплатно

 

Даний матеріал відноситься до підручника "Біологія 8 клас Страшко, Горяна, Білик (нова програма)", створено завдяки МІНІСТЕРСТУ ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ (МОН)