19. Работа сердца

Сердечный цикл.Сокращения сердца ритмичны. В состоянии относительного покоя сердце сокращается примерно 70 - 75 раз в 1 мин. Сокращение обоих предсердий (рис. 68, 1) длится около 0,1 с. В это время вся кровь попадает из них в желудочки. Затем предсердия расслабляются, а оба желудочка сокращаются и выбрасывают кровь в аорту и легочную артерию. Сокращение желудочков (2) продолжается приблизительно 0,3 с, а затем они расслабляются, и в течение последующих 0,4 с вся сердечная мышца находится в расслабленном состоянии: наступает общее расслабление сердца (3).

Рис. 68

Деятельность сердца представляет собой ритмическую смену сердечных циклов, каждый из которых состоит из трех фаз: сокращения предсердий, сокращения желудочков и общего расслабления сердца.

На первый взгляд кажется удивительным, как сердце, этот маленький орган, объем которого не превышает объема кулака, а масса составляет примерно 300 г, может работать в течение десятилетий без отдыха и непрерывно снабжать все органы кровью. Работа одних только желудочков сердца за сутки равна примерно 170 - 180 тыс. кДж. Такую работу совершает, например, подъемный кран, поднимая груз, равный 1 т, на высоту пятиэтажного здания. Почему же при такой напряженной и, казалось бы, непрерывной работе в мышце нормально функционирующего сердца не развивается утомление? Почему она не теряет работоспособности ?

Причину этого явления вы поймете, если вспомните, как влияет на работу мышц ритмичное чередование сокращений и расслаблений. Длительность всего сердечного цикла составляет примерно 0,8 с. На общее расслабление сердца приходится около 0,4 с. Такой отдых в промежутках между сокращениями достаточен, для того чтобы работоспособность сердечной мышцы все время восстанавливалась.

Частота сердечных сокращений может увеличиваться и уменьшаться. Наряду с частотой изменяется и их сила. Когда работа сердца ускоряется, а сила его сокращений увеличивается, сердце выбрасывает в сосудистую систему больше крови в единицу времени. Замедление и ослабление деятельности сердца приводят к уменьшению количества крови, поступающей в кровеносные сосуды организма. Вот почему снабжение всех органов тела кровью может изменяться.

Нервная регуляция сердечной деятельности. Изменения сердечной деятельности зависят от условий, в которых находится организм. Большую роль в этом играет нервная система. Рассмотрим некоторые примеры влияния нервной системы на деятельность сердца.

Когда во время купания мы входим в холодную воду, в первое мгновение у нас "замирает" сердце. Такое ощущение вызывается тем, что сердечная деятельность на несколько секунд очень сильно замедляется. Чем же это вызывается?

Раздражение холодом вызывает в рецепторах кожи возбуждение. Оно проводится по отросткам центростремительных нейронов, находящихся в нервах, которые направляются от кожи к центральной нервной системе. Оттуда по центробежным нейронам возбуждение проводится к сердцу (цвет. табл. XI, 6). Это вызывает замедление сердечных сокращений. Таков один из рефлексов, благодаря которому деятельность сердца приспосабливается к изменяющимся условиям окружающей среды.

Таблица XI

К сердцу подходят две пары центробежных нервов. Опыты показали, что при раздражении одной из них (7) работа сердца ускоряется и усиливается. Раздражение другой пары нервов ведет к замедлению и ослаблению сердечной деятельности (6).

Гуморальная регуляция деятельности сердца. Наряду с нервной системой на деятельность сердца оказывают влияние и особые вещества, вырабатываемые некоторыми органами нашего тела. Эти вещества поступают в кровь и действуют на сердце через ее посредство. Таков адреналин, который образуется в надпочечниках (см. рис. 8 ). Под его влиянием сердечные сокращения учащаются и усиливаются. Действие некоторых других веществ, образующихся в организме и поступающих в кровь, ослабляет и замедляет сокращения сердца.

И те и другие вещества в наши дни изготавливаются фармацевтической промышленностью и используются для восстановления нормального сердечного ритма у больных.

Таким образом, деятельность сердца регулируется не только нервной системой. Характер его работы зависит и от химических воздействий определенных веществ, приносимых кровью. Такая регуляция получила название гуморальной. Ускорение и усиление сердечной деятельности при физическом труде осуществляется в основном рефлекторно. Но энергичная работа скелетных мышц повышает образование в организме адреналина. Действуя на сердце через кровь, он способствует увеличению частоты и силы сердечных сокращений.

Нервная и гуморальная регуляции совместно обеспечивают очень точное приспособление деятельности сердца к потребностям организма и условиям окружающей среды.

■ Сердечный цикл. Нервная регуляции сердечной деятельности. Гуморальная регуляция сердечной деятельности.

? 1. Почему сердце работает в течение всей жизни без заметного утомления? 2. От чего зависят изменения силы и частоты сердечных сокращений при различных состояниях организма? 3. Какое значение имеют для организма изменения силы и частоты сердечных сокращений?

! Как изменится работа сердца животного, если у него перерезать пару нервов, замедляющих и ослабляющих сердечную деятельность? А что произойдет после перерезки у другого животного только второй пары центробежных нервов сердца?

▲ Перечертите в тетрадь табличку:

Сердечный цикл

1. Заполните табличку, проставив в пустых графах слова "сокращение" и "расслабление" в зависимости от того, в каком состоянии находятся предсердия и желудочки во время данной фазы. В последней вертикальной графе проставьте цифры, показывающие длительность каждой фазы. 2. Пользуясь табличкой, подсчитайте самым простым способом, без письменных вычислений: а) какое количество часов в течение суток приходится на сокращение предсердий; б) какое количество часов в течение суток приходится на сокращение желудочков; в) сколько часов в течение суток занимает общее расслабление сердечной мышцы. Сделайте вывод из результатов вычислений.