Неутомимое сердце - КАК ОБЕСПЕЧИВАЕТСЯ ЦЕЛОСТНОСТЬ ОРГАНИЗМА - ТЕЛО ЧЕЛОВЕКА КАК САМОСТОЯТЕЛЬНЫЙ ОРГАНИЗМ

Постановка проблемы урока

Мнение. Сердце никогда не отдыхает, оно бьётся всю жизнь.

Факт. Сердечный цикл: 0,1 сек. - сокращение предсердия, 0,3 сек. - сокращение мышц желудочков, 0,4 сек. - расслабление сердечной мышцы.

• Сравните эти высказывания. В чём состоит противоречие? Какой возникает вопрос? Предложите свой вариант и сравните с формулировкой авторов (с. 332).

Повторение необходимых знаний

• Каковы роль и место сердца в кровеносной системе? (7 класс, § 10)

• Каковы особенности строения сердца млекопитающих? (7 класс)

Решение проблемы

Ткани сердца

• Из каких тканей состоит сердце?

Сердце — мышечный орган. Его основу составляет специальная сердечная мышца (миокард). Она состоит из волокон — цепочек клеток, соединённых “конец в конец” и заключённых в общую оболочку. Мышца сердца, подобно нервной ткани и скелетным мышцам, принадлежит к возбудимым тканям, способным к сокращению. Межклеточные контакты миокарда устроены так, что возбуждение быстро передаётся от клетки к клетке, охватывает все мышечные волокна — и они сокращаются.

В сердечной мышце есть необычные участки, которые носят название проводящей системы сердца. Их клетки способны самопроизвольно сокращаться в определённом ритме.Благодаря работе этих клеток изолированное сердце, помещённое в питательную среду, работает в том же ритме, что и в организме. Это свойство называется автоматией сердца.

Снаружи сердце и начальные участки выходящих из него крупных сосудов покрыты перикардом — прочным двухслойным мешком из соединительной ткани. Между слоями перикарда содержится небольшое количество водянистой жидкости, которая, действуя как смазка, позволяет им свободно скользить друг по другу при расширении и сокращении сердца и снижает трение сердца об окружающие органы.

11.1. Строение сердечной мышцы

Изнутри сердце выстлано эндокардом — гладкой эпителиальной тканью, которая уменьшает трение вязкой крови о стенки сердца и препятствует свёртыванию крови и образованию тромбов.

Клапаны сердца

• Зачем нужны клапаны в сердце?

Сердце человека состоит из двух предсердий и двух желудочков. Предсердия перекачивают кровь в желудочки, что не требует больших усилий, поэтому мышечный слой их стенок достаточно тонкий. Перегородка между предсердиями и желудочками, к которой крепятся мышечные стенки этих камер сердца, состоит из прочной соединительной ткани, за исключением небольшого пучка мышц проводящей системы.

11.2. Схема строения сердца

• Какие особенности строения сердца указывают на его “насосную” функцию?

Для того чтобы кровь двигалась в одну сторону, сердце снабжено клапанами, которые автоматически закрываются и не дают крови течь в обратном направлении.

Представьте себе наполненную водой резиновую грушу с двумя трубками, отходящими от неё в разные стороны. Сожмите грушу — и вода брызнет в обе стороны. Чтобы вода потекла в одну сторону, нужно перекрыть одну из трубок. В сердце для этого существуют клапаны (рис. 11.3). Они расположены “на входе” и “на выходе” обоих желудочков сердца. Между предсердиями и желудочками расположены створчатые клапаны.

11.3. Клапаны сердца: А - створчатые; Б - полулунные

• Как повлияет на работу сердца изменение формы, размера, пластичности одного или нескольких клапанов?

Они образованы перепончатыми “листками” эндокарда (створками), свешивающимися в желудочки. Свободные концы этих створок прикреплены тонкими сухожильными связками к выростам миокарда - сосочковым мышцам, расположенным на дне и стенках желудочков. При сокращении желудочков створки закрываются, связки натягиваются и не дают створкам вывернуться в предсердие. Клапан в правой части сердца - трёхстворчатый, а в левой части - двустворчатый.

На выходе из желудочков в артериальные стволы расположены клапаны, которые из - за формы их створок называют полулунными. По форме они напоминают кармашки на детском фартуке.

Артериальные стволы упруги и “раздуваются”, принимая кровь. Когда желудочки начинают расслабляться, кровь из “раздувшейся” аорты устремляется обратно в зону пониженного давления - в желудочки. Клапаны - кармашки заполняются кровью, “оттопыриваются” и плотно закрывают просвет.

Иногда в результате различных заболеваний изменяется форма клапанов, они сморщиваются, не полностью закрывают соответствующее отверстие, поэтому кровь частично возвращается в те отделы, из которых она поступила. Бывает, створки клапанов срастаются, что мешает нормальному току крови. В обоих случаях мышцам желудочков приходится развивать большое давление, чтобы выбросить кровь в аорту с той же силой. При нарушении работы клапанов в сердце возникают “водовороты” в течении крови. Они создают дополнительные шумы, которые врач может услышать с помощью всем знакомого прибора - стетоскопа.

Система, задающая ритм сокращений, расположена в самом сердце

• Отчего бьётся сердце?

Мы уже говорили о том, что в миокарде существует проводящая система, которая периодически самопроизвольно сокращается.

Задают ритм сокращения так называемые “водители ритма” - небольшие участки проводящей системы, расположенные в стенке правого предсердия. От них волна сокращения распространяется по сердечной мышце. Между предсердиями и желудочками расположена перегородка из невозбудимой соединительной ткани. Единственный путь, по которому возбуждение может пройти к желудочкам, - проводящая система сердца. Она пронзает соединительнотканную перегородку и делится на два пучка, а затем на отдельные волокна. Возбуждение проходит по проводящей системе, распространяется по мышце желудочков - и она сокращается. Таким образом, ритм сердечных сокращений возникает в самом сердце.

11.4. Проводящая система сердца

• К чему приведёт разрушение участка проводящей системы сердца?

Сердечный цикл

• Почему сердце стучит? В чём смысл циклической работы сердца?

Сердце всегда заполнено кровью. Меняется только её количество. Нагнетательная, “насосная”, функция сердца основана на чередовании сокращения и расслабления предсердий и желудочков. Сокращение сердечной мышцы называется систолой, а расслабление - диастолой. Период от одного сокращения предсердий до другого является сердечным циклом.Рассмотрим стадии этого цикла (рис. 11.5).

11.5. Стадии сердечного цикла

• Найдите на схеме систолу и диастолу предсердий и желудочков. Когда же сердце отдыхает?

Расслабленное сердце заполнено кровью, поступившей в него из вен. Возбуждение, возникшее в водителе ритма, охватывает заполненные кровью предсердия. В результате они сокращаются и проталкивают порцию крови в расслабленные желудочки. Эта стадия цикла - систола предсердий. В другой части проводящей системы возникает небольшая задержка возбуждения, поэтому в один и тот же момент предсердия находятся в состоянии систолы, а желудочки - в состоянии диастолы. Затем возбуждение мышц достигает желудочков, и следует их сокращение, то есть систола желудочков. Как только давление в желудочках начинает нарастать, захлопываются створчатые клапаны, а полулунные открываются. Кровь поступает из левого желудочка в аорту, а из правого - в лёгочные артерии. После этого сердце расслабляется, давление в предсердиях и желудочках падает, и кровь из вен устремляется в сердце.

Во время систолы желудочки принимают округлую форму и с силой прижимаются к грудной стенке. Именно этот удар мы ощущаем, когда прикладываем руку к груди примерно между пятым и шестым ребром. Посчитайте количество этих ударов за минуту, и вы узнаете частоту сокращений вашего сердца. Нормальный ритм работы сердца составляет 70 - 75 сокращений в минуту. Длительность всего сердечного цикла - 0,8 сек. Из них: 0,1 сек. сокращается предсердие, 0,3 сек. занимает сокращение мышц желудочков, а оставшиеся 0,4 сек. вся сердечная мышца расслаблена. В эти доли секунды сердечная мышца отдыхает.

Работа сердца зависит от нашего организма, но не зависит от воли

• Что влияет на частоту сердцебиения?

Управляющие системы организма — нервная и эндокринная — могут повлиять на работу сердца, но не могут его остановить. Частота сокращений сердечной мышцы возрастает от физической нагрузки на организм, от волнения, переживаний, восторга, интенсивной умственной деятельности. Недаром говорят: “Сердце готово выскочить из груди”. В полном покое сердце перекачивает около 5 л крови за 1 мин, а при физических нагрузках эта величина может достигать 30 л.

Но, обратите внимание, во всех этих случаях сердце в отличие, скажем, от руки совершает свою работу помимо нашей воли. В минуты волнения частота сердцебиения усиливается независимо от наших желаний. Такое положение вещей целесообразно, иначе приходилось бы непрерывно думать о том, достаточно ли часто бьётся сердце.

Мы привыкли к мысли о целесообразном устройстве организма. Но на первый взгляд усиление частоты сердцебиений у взволнованного человека лишено смысла, ведь сам акт возбуждения не требует большого расхода энергии. Однако у наших предков волнение, как правило, порождала угроза. Оно предвещало сражение, бегство во имя спасения или иную форму напряжения физических сил. Так, в процессе эволюции душевное волнение оказалось связано с подготовкой к интенсивной физической нагрузке.

Как врач может узнать, здорово ли сердце

• Что показывает электрокардиограмма?

Сокращение предсердий происходит беззвучно. При сокращении желудочков створчатые клапаны сердца захлопываются, издавая характерный тупой звук — первый сердечный тон. Второй сердечный тон — звук, похожий на щелчок, — издают захлопывающиеся полулунные клапаны, когда желудочки начинают расслабляться. Эти тоны слышны и просто ухом, как быстро следующее друг за другом “тук - тук”. Стетоскоп же позволяет слышать и дополнительные звуки, когда работа клапанов сердца нарушена. Они тише и не так отчетливы, как тоны сердца. Это так называемые шумы сердца.

При возбуждении мышц возникают слабые электрические токи. Они создают электрическое поле, которое можно зарегистрировать с поверхности тела с помощью специального прибора - электрокардиографа. Электрическая активность сердца, записанная с помощью такого прибора, называется электрокардиограммой (ЭКГ). На основе электрокардиограммы врачу удается достаточно точно судить о том, есть ли нарушения в работе сердца обследуемого человека, и если есть, то каков их характер.

11.6. Электрокардиограмма

Формулирование вывода

Сердце - мышечный орган, состоящий из двух предсердий и двух желудочков, разделённых клапанами. Сердце обладает автоматией, а кроме того, его работа может регулироваться с помощью нервной и эндокринной систем. Сердечный цикл состоит из сокращения предсердий, сокращения желудочков и расслабления сердечной мышцы.

Предсердие, желудочек, клапаны сердца, сердечный цикл, автоматия сердца, электрокардиограмма

Применение знаний

1. Как строение сердца связано с его функциями?

2. Из каких фаз состоит сердечный цикл?

3. Какими способами врач может определить заболевание сердца?

4. Как регулируется деятельность сердца?

5. Как вы думаете, почему во многих пословицах и поговорках такие чувства, как волнение, страх, радость, связывают с сердцем? Вспомните эти пословицы и поговорки.

6. Многие народы называют сердце “органом любви”. Дайте объяснение этому мнению с биологической точки зрения.

7. Работа сердца не связана с нашей волей. Приведите пример другой функции, осуществляемой независимо от воли.

8. Поработайте в паре или группе: пусть каждый по очереди формулирует вопросы по пройденной теме, а другой (другие) отвечает на них.