Физиология сердца. Регуляция сердечной деятельности Задача 1. На сердечно-легочном препарате было установлено, что при увеличении растяжения стенок желудочков сердца увеличивается сила их сокращений. Вопросы: 1. Какой закон характеризует такой тип регуляции сердечной деятельности? 2. К какому типу регуляции сердечной деятельности относится такое изменение работы сердца? 3. С чем связана гомеометрмческая авторегуляция сердечной деятельности? 4. В чем проявляется гомеометрическая авторегуляция? 5. Ритмонотропная зависимость- это проявление гомеометрической или гетерометрической регуляции сердечной деятельности? Ответы: 1. Закон Франка-Старлинга – «закон сердца». 2. К миогенной авторегуляции по гетерометрическому механизму. 3. В работе гомеометрического механизма большую роль играют нексусы, через которые кардиомиоциты обмениваются ионами и информацией, т.е. межклеточные взаимодействия. 4. Такая авторегуляция проявляется в эффекте Анрепа (сила сердечных сокращений возрастает при возрастании сопротивления в магистральных сосудах) и в ритмоинотропной зависимости (сила сердечных сокращений изменяется при изменении частоты, т.к. изменяется длительность ПД кардиомиоцитов). 5. Гомеометрической миогенной авторегуляции. Задача 2. «Закон сердца» Франка-Старлинга отражает гетерометрическую регуляцию деятельности сердца. Вопросы. 1. Что называют гетерометрической регуляцией деятельности сердца? 2. Сформулируйте «закон сердца» Франка-Старлинга. 3. Каково физиологическое значение «закона сердца» Франка-Старлинга для кровообращения? Ответы: 1. Сила каждого сердечного сокращения зависит от величины венозного притока и определяется конечной диастолической длиной волокон миокарда. Эта зависимость получила название гетерометрическая регуляция сердца и известна как закон ФранкаСтарлинга. 2. Закон Франка — Старлинга гласит: чем больше объем крови, который поступает в желудочек во время диастолы (конечно-диастолический объем), тем больше объем крови, изгоняемый во время систолического сокращения (ударный объем), и наоборот. 3. Чем больше степень растяжения миокарда объемом притекающей крови, тем больше сила сокращения сердечной мышцы и, следовательно, тем больше объем крови, который сердце перекачивает в аорту. Задача 3. У лягушки при ударе по передней брюшной стенке браншами пинцета произошло замедление сердечных сокращений. Вопросы: 1. Раздражение какого вида рецепторов вызывает изменение сердечной деятельности в рефлексе Гольца? 2. По каким афферентным нервам возбуждения достигают ядер продолговатого мозга? 3. В рефлексе Гольца возбуждения от интерорецепторов брюшной стенки достигают ядер симпатического или парасимпатического отдела ВНС? 4. Как может измениться сердечная деятельность у человека при ударе в область живота? 5. Какое влияние на сердце возникает с меньшим латентным периодом при раздражении вагосимпатического ствола у лягушки Ответы: 1. Интерорецепторов , воспринимают стимул внутренней среды организма. 2. Афферентные импульсы по чревным нервам достигают спинного мозга, а затем ядер блуждающих нервов. 3. Парасимпатического. 4. Может произойдет рефлекторная остановка сердца. 5. Влияние блуждающего нерва. Задача 4. У человека при легком медленном надавливании на глазные яблоки происходит заметное снижение ЧСС (рефлекс Ашнера). Вопросы: 1. К какому типу регуляции относится данное изменение сердечной деятельности? 2. Как называется эффект , возникающий в рефлексе Ашнера? 3. Рефлекс Ашнера –это влияние на сердце вагусное или симпатическое? 4. Где располагаются эфферентные постганглионарные нейроны метасимпатической системы для парасимпатической иннервации сердца? 5. Где располагаются центры симпатической иннервации сердца? Ответы: 1. Экстракардиальная регуляция (нервная). 2. Отрицательный хронотропный. 3. Вагусное. 4. В стенке самого сердца располагаются интрамуральные ганглии, аксоны который иннервируют сино-атриальный, атрио-вентрикулярный ганглии, волокна Пуркинье, мышечные волокна предсердий. 5. Первые нейроны, образующие симпатические нервы, иннервирующие сердце, расположены в боковых рогах пяти верхних грудных сегментов спинного мозга. Их аксоны (прегаглионарные волокна) заканчиваются в шейных и верхних грудных симпатических узлах, в которых находятвя вторые нейроны, отростки которых (постганглионарные волокна) идут к сердцу. Большая их часть отходит от звездчатого ганглия. Задача 5. Дополнительное раздражение сердца электрическим током небольшой величины, воздействующее в период диастолы, вызывает внеочередное сокращение – экстрасистолу. Вопросы: 1. Подчиняется ли сердечная мышца закону «все или ничего»? 2. Подчиняется ли сердечная мышца «закону силы»? 3. Какая мышца- сердечная или скелетная обладает более длительным периодом абсолютной рефрактерности? 4. Возможен ли тетанус в скелетной мышце? 5. Почему невозможен тетанус в сердечной мышце? Ответы: 1. Да. 2. Нет. 3. Сердечная. 4. Да. 5. Тетанус невозможен в сердечной мышце, так как наблюдается длительная рефрактерность в процессе возбуждения. Задача 6. В фильмах девушки от волнующих известий теряют сознание. Какими физиологическими процессами это можно объяснить? Вопросы: 1. Каков возможный механизм вазовагального обморока? 2. Какие медиаторы выделяются из постганглионарных симпатических нейронов, иннервирующих сердце? 3. Какие главные медиаторы выделяются из постганглионарных парасимпатических нейронов, иннервирующих сердце? 4. Какие основные рецепторы опосредуют эффекты автономной системы в сердце? Ответы: 1. Обморок - это рефлекторная защитная реакция организма от реальности, которую трудно пережить. Вызывается обморок внезапным снижением поступления крови в мозг, в результате чего человек теряет сознание на несколько минут. Во время вазовагального обморока (сосудистого) происходит снижение симпатического и повышение парасимпатического тонуса. Итогом всего этого становится низкое артериальное давление и обморочное состояние. 2. Преганглионарные волокна выделяют ацетилхолин, который взаимодействует с Nхолинорецепторами адренергических нейронов симпатических ганглиев. 3. Постганглионарные симпатические волокна выделяют норадреналин и адреналин. 4. Альфа1 и альфа2 , бета1 и бета2 аденорецепторы. Задача 7. Если у животного перерезать сердечные ветви блуждающего нерва, работа сердца усилится. Если перерезать симпатические нервы, работа сердца ослабеет. А если перерезать и те, и другие что произойдет? Решение. Трудности возникают у тех, кто почему-то считает, что тонус симпатических и парасимпатических нервов обязательно должен быть выражен в одинаковой степени и поэтому двойная перерезка ничего не изменит. На самом же деле сильнее выражен тонус парасимпатических центров. Поэтому после обоюдной перерезки в большей степени скажется отсутствие именно парасимпатических влияний и сердце будет сокращаться сильней и чаще, но сдвиги будут, естественно, выражены меньше, чем после перерезки только блуждающих нервов. Задача 8. В опыте на лягушке графически регистрировали сокращения сердца. Во время регистрации у лягушки вызвали рефлекс Гольца. Изобразите на графике полученные результаты. Затем нарисуйте кривую, полученную после того, как у этой лягушки разрушили продолговатый мозг и повторно попытались вызвать рефлекс Гольца. Решение: Рефлекс Гольца вызывает остановку сердца лягушки (активация блуждающего нерва), после чего сокращения восстанавливаются (1). После разрушения продолговатого мозга рефлекс Гольца исчезает (2) . (1) (2) Рефлекс Гольца в норме (1) и после разрушения продолговатого мозга (2). Стрелка — удар по брюшной стенке. Задача 9. При раздражении смешанного вагосимпатического ствола у лягушки вначале наблюдается вагусный эффект - остановка сердца, а потом симпатическое последействие - учащение работы сердца после прекращения раздражения. Объясните причину симпатического последействия. Решение. Известно, что при одновременном раздражении волокон блуждающего и симпатического нервов преобладает действие вагуса. Но чем объяснить симпатическое последействие? Причина в медиаторах. В окончаниях блуждающего нерва выделяется ацетилхолин (АХ), а в окончаниях симпатического – норадреналин (НА). АХ быстро разрушается за счет действий ацетилхолинэстеразы (АХЭ). Разрушение же НА моноаминоксидазой происходит медленнее. Поэтому и появляется симпатическое последействие. Задача 10. Вызван экстракардинальный рефлекс. При этом в клетках миокарда возникла гиперполяризация. Какой эфферентный нерв действовал на сердце? Решение. Гиперполяризация - признак понижения возбудимости, развите процесса торможения. Значит, был вызван тормозный сердечный рефлекс, при котором на сердце действовал блуждающий нерв. 1. Частота сердечных сокращений у новорожденных детей выше, чем у взрослого человека почти в два раза и составляет 120-140 в 1 минуту. Чем объясняется это явление? Ответ: Отсутствием вагального тонуса 2. Кроме центробежной вагосимпатической иннервации в сердце имеется афферентная, выполняющая роль "обратной связи". В какие центры по афферентным волокнам поступает информация о систоле предсердий и желудочков? Ответ: Вагальные бульбарного отдела 3. Боксёру на ринге противник нанёс удар в эпигастральную область, после чего у пострадавшего возникла брадикардия и кратковременная потеря сознания. Какой механизм отражает указанные изменения? Ответ: Возбуждение вагального центра 4. У конькобежца на старте перед бегом на дистанцию частота сердечных сокращений увеличилась на 30 ударов в минуту. Какие реакции лежат в основе этого явления? Ответ: Условнорефлекторные 5. В регуляции тонуса сосудов ведущая роль принадлежит симпатической нервной системе. Она обеспечивает как вазоконстрикцию, так и вазодилятацию сосудов. Что является главным фактором, определяющим характер сосудистой реакции? Ответ: Частота симпатических импульсов 6. После травмы в область солнечного сплетения у пострадавшего наблюдается резкое уменьшение ЧСС и кратковременная потеря сознания. Какой из сердечных рефлексов включается в данной ситуации и способствует развитию указанных изменений? Объясните механизм его действия. Ответ: Гольца 7. Результаты биохимического анализа крови больного свидетельствуют о повышении содержания Са2+ (гиперкальциемия). Как изменяется работа сердца в этой ситуации? Ответ: Усиливается, учащается 8. Как изменится частота сердечных сокращений при действии атропина на сердце, какова причина этих изменений? Ответ: Увеличится, так как атропин, блокируя миокардиальные Мхолинорецепторы, выключает тормозное тоническое влияние блуждающего нерва на автоматическую активность сердца. 9. Объясните, почему надавливание на область каротидного синуса может вызвать замедление деятельности сердца, а резкий удар по этой области – остановку сердца? Ответ: Увеличивается возбуждение барорецепторов в области каротидного синуса, афферентный поток импульсов от них стимулирует центры блуждающих нервов, усиливая тормозное влияние этих центров на деятельность сердца. 10. Очень высокий тонус симпатических нервов сердца может привести к тетаническому сокращению сердечной мышцы. Так ли это? Ответ обоснуйте. Ответ: Нет. Потенциал действия клеток миокарда заканчивается только после начала фазы расслабления. Поскольку последующее сокращение может возникнуть только в результате очередного возбуждения, а это возбуждение, в свою очередь, возможно только по окончании периода абсолютной рефрактерности предшествующего потенциала действия, сердечная мышца в отличие от скелетной мышцы не может отвечать на частые раздражения суммацией одиночных сокращений, или тетанусом
