Сердце. Сердечная мышца

Реферат по физкультуре

Ученицы 11 А класса

МБОУ гимназии № 18

Пестовой Марии

Физкультура и сердце

Сердечная мышца

Введение

1. Сердечная мышца.

2. Болезни сердца.

3. Ограничения.

4. Упражнения.

5. Приложения.

6. Литература. Источники.

Сердце. Сердечная мышца.

Строение.

Стенка сердца состоит из трех слоев: внутренний эндотелиальный слой с клапанами – эндокард, средний мышечный слой – миокард и наружный соединительнотканный, покрытый однослойным эпителием, – эпикард. Средний слой стенки сердца (миокард) образован мышечными клетками – кардиомиоцитами. Миокард по строению относится к поперечно-полосатым мышцам, но имеет ряд особенностей. Кардиомиоциты плотно соединены друг с другом, образуя функционально единую ткань – синцитий, благодаря чему осуществляется быстрое проведение возбуждения и одновременное сокращение всего сердца.

Мышца сердца сокращается по закону «все или ничего», так как в ней есть тесные контакты между отдельными мышечными клетками – так называемые нексусы, или участки тесного контакта (общая часть мембран), в результате чего возбуждение беспрепятственно идет с одной клетки на другую. Миокард – это функционально единая система, поэтому возбуждение быстро охватывает всю мышцу и происходит одновременное сокращение всех мышечных клеток желудочков.

Проведение возбуждения в миокарде ко всем рабочим кардиомиоцитам выполняет проводящая система сердца, которая образована атипичными мышечными клетками. Благодаря этим клеткам, миокард обладает специфическими свойствами:

· автоматия – способность атипичных мышечных клеток проводящей системы генерировать импульсы без каких-либо внешних воздействий;

· проводимость – способность проводящей системы к передаче возбуждения;

· возбудимость – способность клеток мышцы сердца возбуждаться под действием импульсов, которые приходят по проводящей системе сердца;

· сократимость – способность сокращаться под действием этих импульсов.

Функции.

Сердце, представляет собой два отдельных насоса: правая половина сердца (правое сердце), которое прокачивает кровь через легкие, и левая половина сердца (левое сердце), которое прокачивает кровь через периферические органы. Оба насоса, в свою очередь, состоят из двух пульсирующих камер: предсердия и желудочка. Каждое предсердие является довольно слабым насосом, продвигающим кровь в желудочек. Главную насосную функцию выполняют желудочки, благодаря чему кровь из правого желудочка поступает в малый (легочный) круг кровообращения, а из левого — в большой (системный) круг кровообращения.

Специальные механизмы в сердце обеспечивают его регулярную сократительную деятельность благодаря возникновению возбуждения и распространению его по миокарду. В этой главе мы обсудим работу сердца как насоса, начиная с особенностей сердечной мышцы.

Сердце состоит из трех основных типов мышечной ткани: миокарда предсердий, миокарда желудочков и атипического миокарда проводящей системы сердца. Сокращение миокарда предсердий и желудочков имеет тот же механизм, что и сокращение скелетных мышц, но отличается большей продолжительностью. Волокна проводящей системы содержат мало миофибрилл и сокращаются слабо. Основной функцией этих волокон является автоматическая генерация импульсов и проведение их к сократительному миокарду предсердий и желудочков, что обеспечивает контроль над ритмом сердечных сокращений.

На рисунке показано гистологическое строение миокарда. Видно, что волокна сердечной мышцы образуют сеть благодаря разветвлению волокон, которые затем сливаются и разветвляются вновь. Видно также, что волокна сердечной мышцы имеют такую же поперечную исчерченность, что и волокна скелетных мышц. Более того, они содержат типичные миофибриллы, состоящие из актиновых и миозиновых филаментов. Так же, как и в волокнах скелетных мышц, эти филаменты располагаются параллельно и скользят относительно друг друга в процессе сокращения. Однако сердечная мышца имеет ряд существенных отличий от скелетной мышцы.

Сердечная мышца как синцитий. Темные зоны, пересекающие волокна сердечной мышцы на рисунке, называют вставочными дисками. Они представляют собой клеточные мембраны, которые отделяют клетки сердечной мышцы друг от друга. Таким образом, волокна миокарда состоят из большого количества отдельных кардиомиоцитов, которые соединены между собой последовательно и параллельно. В области вставочных дисков мембраны клеток сливаются друг с другом таким образом, что формируются высокопроницаемые щелевые контакты (gap junctions), через которые свободно диффундируют ионы. Следовательно, важной функциональной особенностью миокарда является свободное движение ионов во внутриклеточной жидкости вдоль миокардиального волокна, что обеспечивает беспрепятственное распространение потенциалов действия от одной мышечной клетки к другой через вставочные диски. Таким образом, миокард представляет собой функциональное объединение (синцитий) большого количества клеток, настолько тесно взаимосвязанных между собой, что возбуждение только одной клетки приводит к распространению потенциала действия ко всем клеткам миокардиального синцития.

Сердце состоит из двух функциональных синцитиев: предсердного синцития, представленного мышечной стенкой обоих предсердий, и желудочкового синцития, представленного мышечной стенкой обоих желудочков. Предсердия отделены от желудочков фиброзной перегородкой, в которой имеются атриовентрикулярные отверстия, снабженные клапанами. Возбуждение не может пройти от предсердного синцития к желудочковому непосредственно через фиброзную ткань. Оно передается только с помощью специального атриовентрикулярного пучка диаметром в несколько миллиметров, состоящего из волокон проводящей системы сердца.

Наличие в сердце двух функциональных синцитиальных систем позволяет предсердиям сокращаться раньше, чем начнется сокращение желудочков. Это очень важно для эффективной насосной функции сердца.

Сердечная мышца относится к возбудимым тканям организма. Возбудимость — это способность тканей (а точнее клеток) давать процесс возбуждения. Возбуждение — это основа функций. Возбудимыми называются ткани организма, клетки которых в ответ на тот или иной раздражитель (электрический, химический, механический) могут генерировать электрические потенциалы. Кроме того, клетки организма могут возбуждаться самопроизвольно.

В основе механизма генерации потенциалов клетками лежит изменение проницаемости мембран клеток для некоторых ионов (натрия, кальция, калия), осуществляемое по специальным структурам клеточной мембраны — ионным каналам.

Проводимость сердечной мышцы — процесс распространения электрических потенциалов, самопроизвольно возникающих в определенных сердечных клетках.

Сердце состоит из двух основных групп сердечных клеток: клетки рабочего миокарда, основная роль которых заключается в ритмических сокращениях, обеспечивающих насосную функцию сердца, и клетки проводящей системы. Проводящая система состоит из: 1) синусового узла, находящегося в правом предсердии; 2) атриовентрикулярного узла, находящегося на границе предсердий и желудочков; 3) непосредственно проводящей системы, включающей пучок Гисса, расположенный на границе желудочков и переходящий в левую и правую ножки и волокна Пуркинье, пронизывающие клетки рабочего миокарда желудочков.

Одна из главных особенностей сердечной мышцы — это наличие особых контактов между ее клетками. Эти контакты образованы участками мембран прилегающих соседних клеток и, благодаря их особым свойствам (в частности, низкому сопротивлению, в то время как мембрана кардиомиоцита вне зоны контакта обладает высоким сопротивлением), позволяют электрическому току распространяться от клетки к клетке. Поэтому сложноустроенная сердечная мышца при сокращении ведет себя почти как одна гигантская клетка.

Автоматия сердечной мышцы. Роль клеток проводящей системы заключается в генерации возбуждения, то есть в ритмической генерации импульсов электрического тока специфической формы и величины. Эти импульсы исходно возникают в синусовом узле, распространяются по проводящей системе в атриовентрикулярный узел и оттуда идут по пучку Гисса и волокнам Пуркинье, достигая клеток рабочего миокарда и вызывая их ритмические сокращения.

Фазы изменения возбудимости сердечной мышцы. Сердечная мышца относится к электровозбудимым тканям организма. Биопотенциалы, возникающие в синусном узле, вызывают процесс возбуждения в кардиомиоцитах. Процесс возбуждения — это основа функции миокарда, так как процесс сокращения — один из компонентов сложного процесса возбуждения. Возбудимость сердечной мышцы меняется в ходе процесса возбуждения — она проходит фазовые изменения. Уникальная особенность сердечной мышцы состоит в том, что фазовые изменения возбудимости в миокарде протекают в течение сотен миллисекунд и совпадают с основными компонентами процесса возбуждения — биоэлектрическими явлениями и процессом сокращения.

Сократимость сердечной мышцы. Сердечная мышца, обеспечивая работу сердца как насоса, всегда работает в режиме одиночных мышечных сокращений. По своим структурным и физиологическим свойствам сердечная мышца занимает промежуточное положение между поперечно-полосатыми (скелетными) мышцами и гладкими, образующими стенки сосудов и внутренних органов. По строению волокна миокарда близки к мышечным волокнам, образующим поперечно-полосатые мышцы. Их сократительные внутриклеточные структуры миофибриллы состоят из таких же сократительных белков —актина и миозина, включая регуляторный тропонин-тропомиозиновый белковый комплекс. Как и в скелетных мышцах, механизм мышечного сокращения запускается ионами кальция, освобождающимися из внутриклеточных мембранных структур — саркоплазматического ретикулюма. Однако саркоплазматический ретикулюм в миокардиальных волокнах менее упорядочен по сравнению со скелетными мышцами. Запасы внутриклеточного кальция меньше, поэтому сокращения сердечной мышцы более чем скелетной, зависят от содержания ионов кальция во внеклеточной жидкости.