Шандра О.А. Нормальна фізіологія. Вибрані лекції _ навч. посіб. _ О.А. Шандра, Н.В. Общіна _ О._ОГМУ, 2005. - 322 с

Механізми виникнення тонів серця

Виникнення І тону:

1)закриття стулок атріовентрикулярних клапанів на межі фази асинхронного скорочення і фази ізометричного скорочення шлуночків (клапанний компонент);

2)вібрація м’яза шлуночків при систолі, особливо у фазі ізоволюмічного скорочення (м’язовий компонент);

3)коливання стінок початкових відділів аорти та легеневої артерії у

фазі швидкого викиду крові (судинний компонент);

4)коливання chordae tendinea після закриття атріовентрикулярних клапанів, бо одночасно з цим скорочуються сосочкові м’язи;

5)турбулентний рух крові в шлуночках у фазі викиду крові в судини. Тривалість першого тону — 0,12–0,14 с.

Виникнення ІІ тону:

1)закриття пелюстків півмісяцевих клапанів на межі протодіастолічного періоду і фази ізометричного розслаблення шлуночків і вібрація пелюстків (клапанний компонент);

2)вібрація стінок початкових відділів аорти та легеневої артерії (судинний компонент), коли кров намагається повернутися до шлуночків

іб’ється об закриті півмісяцеві клапани;

3)турбулентний рух крові. Тривалість другого тону — 0,08–0,11 с.

Виникнення ІІІ тону:

1. Вібрація стінок шлуночків у фазі швидкого заповнення їх кров’ю. Тривалість тону — 0,04–0,06 с.

Виникнення IV тону:

1)вібрація м’язів передсердь при їх систолі;

2)турбулентний рух крові при поверненні її в передсердя, коли на

початку систоли шлуночків (фаза асинхронного скорочення) атріовентрикулярні клапани ще відкриті. Тривалість тону — 0,04–0,06 с.

Тони серця найкраще вислуховуються:

Перший тон — двостулковий клапан у п’ятому міжребер’ї ліворуч, на 1 см досередини від середньоключичної лінії; тристулковий клапан

— в основі мечоподібного відростка.

Другий тон — півмісяцевий клапан аорти в другому міжребер’ї праворуч від краю груднини, півмісяцевий клапан легеневого стовбура — у другому міжребер’ї ліворуч від краю груднини.

Третій і четвертий тони серця у дорослих звичайно не прослуховуються.

Вікові зміни тонів серця:

Тони серця чітко прослуховуються у плода, починаючи з 5-го місяця вагітності. У дітей, крім двох основних тонів, можна аускультувати та реєструвати на ФКГ ще й третій і четвертий тони серця.

119

Тривалість тонів серця у дітей менша, ніж у дорослих (табл. 4).

Удітей на ПКГ (полікардіограмі) І тон реєструється через 0,02–0,05 с після зубця Q, ІІ тон — синхронно, або через 0,02–0,04 с після закінчення зубця Т.

Внаслідок неодночасного закриття півмісяцевих клапанів аорти та легеневої артерії у дитячому віці спостерігається фізіологічне розчинення ІІ тону серця.

Другий тон реєструється на ПКГ через 0,12–0,18 с від початку І тону.

У25 % здорових дітей реєструється IV тон серця, який зумовлений скороченням передсердь, і збігається із закінченням зубця Р на ЕКГ.

Важливою властивістю звукових проявів діяльності серця у дітей є наявність у більшості дітей функціонального систолічного шуму, який зумовлений прискореним кровотоком через легеневу артерію. Цей шум зменшується або зникає при вертикальному стані тіла і при фізичному навантаженні.

Електричні проявидіяльності серця — це електричні потенціали серця, які можна вивчати за допомогою методу електрокардіографії.

Електрокардіографія — графічний запис змін різниці електричних потенціалів на поверхні тіла внаслідок діяльності серця.

Електрокардіограф— це прилад, який реєструє зміни різниці потенціалів між двома точками в електричному полі серця (наприклад, на поверхні тіла) під час його збудження.

Електрокардіографи можуть бути одноабо багатоканальні, на яких можна реєструвати одночасно кілька відведень, або, крім ЕКГ, ще й інші прояви діяльності серця (сфігмограму сонної артерії, фонокардіограму, тобто полікардіограму).

Будова електрокардіографа:

—вхідне обладнання (електроди, дроти відведень, комутатор);

—підсилювач біопотенціалів;

—реєструюче обладнання (гальванометр з пером, стрічкопротягувач обладнання).

На верхньому плато електрокардіографа розташовується:

—вмикач;

—ручка контрольного калібрувального сигналу мВ;

—ручка зміни величини підсилювання біопотенціалів у межах величини контрольного мВ;

	Тривалість тонів серця дітей різного віку					Таблиця 4
Тони			Тривалість, с
	До 1 року	1–3 роки		3–6 років	7–11 років	12–15 років
І	0,08	0,11		0,11	0,13	0,13
ІІ	0,055	0,077		0,075	0,08	0,08

120

—ручка регулювання позиції пера;

—комутатор відведень.

Електрокардіограма— крива запису змін різниці електропотенціалів на поверхні тіла внаслідок діяльності серця.

У клініці використовують відведення ЕКГ:

1. Стандартні відведення Ейнтховена:

а) 1-ше: права рука — ліва рука; б) 2-ге: права рука — ліва нога; в) 3-тє: ліва рука — ліва нога.

Заземляючий електрод повинен бути на правій нозі.

Електроди накладають у місцях, де мало м’язів: на руках — внутрішня поверхня передпліччя у нижній третині, тобто ближче до кисті руки. На ногах — передня поверхня гомілки. Збудження за знаком «-» поширюється від правої руки до лівої ноги.

Відведення біополярні.

2.Посилені монополярні відведення Гольдбергера. Вони реєструють різницю потенціалів між однією кінцівкою, на якій розташований активний позитивний електрод даного відведення (права рука — aVR, ліва рука — aVL, ліва нога — aVF) і об’єднаний електрод (негативний) від двох інших кінцівок. Таким чином, як негативний електрод у цих відведеннях використовують так званий об’єднаний електрод Гольдбергера, позначка aVR означає:

—“а” — augmented (посиленний);

—“v” — voltage (потенціал);

—“R” — right (правий);

—“L” — left (лівий);

—“F” — foot (нога).

3.Грудні відведення. Активний позитивний електрод встановлюють на поверхні грудної клітки, а об’єднаний негативний електрод Вільсона утворюється за об’єднанням потенціалів правої руки, лівої руки і лівої ноги.

Використовують, звичайно, в позиціях грудних електродів від передньої поверхні грудної клітки.

Відведення монополярні.

Елементи ЕКТ:

а) зубець Р — відповідає періоду збудження передсердь; 0,2 мВ, 0,11 с; б) інтервал PQ (від початку зубця Р до початку комплексу QRS знаходиться на ізолінії) — відбиває час від початку деполяризації передсердь до початку деполяризації шлуночків, характеризує швидкість проведення збудження по передсердях, АВ-вузлу, пучку і ніжках Гіса; 0,12–

0,2 с;

в) QRS — шлуночковий комплекс (від початку зубця Q або R, якщо зубець Q відсутній, до кінця зубця S) — відбиває процес деполяризації шлуночків (0,07–0,09 с).

121

Зубець Q — деполяризація cпочатку у верхівці міжшлуночкової перегородки, правого сосочкового м’яза, внутрішньої поверхні шлуночків, верхівки серця. Реєструється в усіх стандартних, посилених однополюсних відведеннях від кінцівок, у грудних відведеннях. У відведенні aVR може бути глибокий і широкий, 1/4 зубця R в мВ, 0,04 с.

Зубець R — головний зубець комплексу QRS, відбиває поширення збудження міжшлуночковою перегородкою, міокардом правого і лівого шлуночків, реєструється в усіх стандартних і посилених відведеннях.

Увідведенні aVL зубець R іноді недостатньо виражений або відсутній.

Угрудних відведеннях амплітуда зубця збільшується від V1 до V4, від

V5 до V6 зменшується. Іноді у відведенні V1 може бути відсутній. Зубець S — відбиває деполяризацію базальних відділів міжшлуноч-

кової перегородки та обох шлуночків. У більшості відведень зубець S

— негативний, в aVL i V6 — позитивний. У відведеннях V2, V3 або V3, V4 — може дорівнювати зубцю R.

Інтервал QT (знаходиться на ізолінії, 0,35–0,40 с при частоті 75 скорочень за 1 хв) — електрична систола шлуночків (від початку зубця Q до кінця зубця Т) відбиває швидкість деполяризації та реполяризації (ST) шлуночків.

Зубець Т (0,5–0,6 мВ у грудних відведеннях 1,5–1,7 мВ, 0,16–0,24 с)

— відбиває реполяризацію шлуночків. Позитивний у відведеннях I, II, aVF, V4–V6, негативний в aVR, негативний, двофазний, або позитивний у відведеннях III, aVL, V1–V3.

Інтервал ТР — від кінця Т до початку зубця Р. Відповідає періоду електричної діастоли серця, відбиває відсутність різниці потенціалів між електродами.

Сегмент PQ — від кінця зубця Р до початку зубця Q-розташований на ізолінії, відбиває період, коли передсердя повністю деполяризовані, охоплені збудженням.

Сегмент ST — від кінця комплексу QRS до початку зубця Т — відбиває період повної деполяризації обох шлуночків, коли обидва шлуночки охоплені збудженням. У відведеннях від кінцівок розташований на ізолінії (+/- 0,5 мВ), у відведеннях V1–V3 відхилений вгору не більше 2 мм, у відведеннях V4–V6 відхилений вниз не більше 0,5 мм.

Електрична вісь серця — проекція серцевого результативного вектора QRS на фронтальну площину, відбиває напрямок поширення електрорушійної сили (ЕРС) серця. Положення електричної осі серця в шестиосьовій системі Бейлі виражається величиною кута альфа, утвореного електричною віссю серця і позитивною половиною осі I відведення (або лінією, яка проведена через нульову точку трикутника Ейнтховена, — ця лінія є паралельною лінії І відведення). Електрична вісь серця приблизно відповідає положенню анатомічної осі серця.

122

При нормальному положенні осі — кут альфа = +30°–+60°; при вертикальному — +70°–+90°; при горизонтальному — 0°–+29°.

Залежно від конституції: нормостенія, астенія, гіперстенія.

Теорія диполя — пояснює механізм виникнення ЕКГ. Поширення хвиль деполяризації та реполяризації в одному кардіоміоциті розглядають як поширення подвійного шару зарядів, що розташовані на межі збудженої (+) та незбудженої (-) ділянок волокна, утворюючи елементарний серцевий диполь, який утворює елементарну ЕРС. Електрорушійна сила диполя — векторна величина, яка характеризується числовим значенням потенціалу і напрямком (простором орієнтації) від (-) до (+).

Таким чином, при кожному збудженні м’язове волокно являє собою диполь, який має елементарний дипольний вектор певної величини і напрямку.

Електричне поле серця утворюється внаслідок складання полів множинних окремих волокон серця.

Напрямок руху хвилі деполяризації по м’язових волокнах завжди збігається з напрямком вектора диполя, а напрямок руху хвилі реполяризації протилежний орієнтації вектора диполя.

Інтегральний вектор (ІВ) — кожен момент процесу збудження становить собою результативну величину окремих векторів.

Кожен зубець має свій напрямок ІВ під час збудження міокарда:

1)Р — ІВ — до верхівки серця;

2)Q — ІВ — до основи серця;

3)R — ІВ — знову до верхівки серця;

4)S — ІВ — вправо і назад;

5)Т — ІВ — вниз і вліво.

Функціональні проби, які збільшують діагностичні можливості методу електрокардіографії

Проби з навантаженням використовують для виявлення прихованої коронарної недостатності:

а) проба Мастера — використовують двоступінчасту драбину з висотою східців 22,5 см. Тривалість проби 1,5 хв. Реєструють ЕКГ у відведеннях I, II, III, V2, V4, V6 до навантаження і далі до повернення усіх елементів ЕКГ до початкового рівня;

б) проба з дозованим навантаженням за допомогою велоергометра

— проводять натщесерце, або через 2–3 год після їжі. Тривалість навантаження — 3–5 хв, потужність — 150 кГм/хв. Реєструють ЕКГ і міряють кров’яний тиск до початку проби і щохвилини (протягом 10 хв) відпочинку.

Оцінювання:

1) за функціональними змінами стану міокарда — порушення ЕКГ після фізичного навантаження зникають (позитивна проба);

123

2) за органічними змінами стану міокарда — порушення ЕКГ після фізичного навантаження залишаються (негативна проба).

Проба з блокаторами бета-адренорецепторів використовується з ме-

тою уточнення походження змін ЕКГ, які свідчать про порушення процесу реполяризації (сегмента ST і зубця Т), а також проведення диференційованої діагностики функціональних (циркуляторна дистрофія, дисгормональна міокардіодистрофія) та органічних (стенокардія, міокардит) захворювань серця.

Проводять пробу натщесерце, реєструть ЕКГ через 30, 60, 90 хв у всіх відведенняхдоіпісляприймання40–80 мганаприліну(обзидану, індералу).

Оцінювання:

1)за функціональними змінами стану міокарда — після приймання бета-адреноблокаторів ЕКГ нормалізується (позитивна проба);

2)за органічними змінами стану міокарда — після приймання бетаадреноблокаторів зміни ЕКГ залишаються (негативна проба).

Проба з хлоридом калію використовується з тією ж метою, що і проба з адреноблокаторами. Реєструють ЕКГ у всіх відведеннях до і після приймання 200 мл 3 або 4%-го розчину KCl через 30, 60, 90 хв.

Оцінювання:

1)за функціональними змінами стану міокарда — після приймання розчину KCl ЕКГ нормалізується (позитивна проба);

2)за органічними змінами стану міокарда — після приймання розчину KCl зміни ЕКГ залишаються (негативна проба).

Вікові зміни ЕКГ

На характер ЕКГ у дітей впливають: а) частота серцевих скорочень;

б) положення серця в грудній порожнині; в) співвідношення маси правого та лівого шлуночків; г) особливості збудження шлуночків.

Електрокардіограма дитини відрізняється від ЕКГ дорослої людини: а) зміщенням електричної осі серця вправо або вліво залежно від віку

дитини; б) малою тривалістю зубців та інтервалів ЕКГ;

в) значними коливаннями амплітуди зубців (у дітей має значення не стільки абсолютна амплітуда зубців, скільки їх співвідношення, особливо між зубцями R і S);

г) деформацією комплексу QRS та змінами амплітуди окремих зубців цього комплексу;

д) негативним зубцем Т у ІІІ стандартному відведенні та у відведен-

нях V1–V4;

е) синусовою аритмією.

124

У кожному віковому періоді ЕКГ має свої специфічні властивості: а) у плода ЕКГ реєструється з 15–17-го тижня вагітності, складається з шлуночкового комплексу, амплітуда зубців якого підвищується з підвищенням терміну вагітності. Це пояснюється тим, що збудження серця раніше виникає в ділянці атріовентрикулярного вузла, а потім

з’являється синусовий ритм роботи серця; б) у новонароджених ЕКГ відрізняється значними коливаннями по-

казників внаслідок того, що серцево-судинна система підлягає значним і швидким анатомо-функціональним змінам порівняно з іншими віковими періодами. ЕКГ має правий тип, кут альфа дорівнює +90°–+180°.

в) у дітей-дошкільнят ЕКГ має нормальний або правий тип, іноді буває лівограма;

г) у дітей-школярів ЕКГ має нормальний або лівий тип, іноді буває правограма;

д) у старечому віці завдяки зниженню лабільності синусового вузла та структурним змінам у серцевому м’язі можливе виникнення атріовентрикулярного ритму, лабільність якого теж знижується.

Для оцінки вікових змін пристосувальних можливостей міокарда використовуютьвизначенняпотенціальноїлабільностісерця. Потенціальною лабільністю серця є діапазон між природним ритмом і максимально можливим.

Максимально можливий ритм роботи серця розрізняється у різних за віком людей. Він визначається за формулою: ЧССмакс. = 220 – В, де

В— вік людини.

Упохилому і старечому віці ЕКГ має лівограми. Це пов’язано з нерівномірним виникненням гіпертрофії міокарда шлуночків, зі змінами функціонального та морфологічного стану серцевого м’яза та деякої ротації серця навколо повздовжної осі серця. Знижується рівень і швидкість реполяризації в серцевому м’язі, внаслідок чого амплітуда зубця Т знижується на всіх відведеннях, подовжується інтервал PQ, тривалість QRS, QT.

125

Лекція 3

РЕГУЛЯЦІЯ ДІЯЛЬНОСТІ СЕРЦЯ

Серце — це один із небагатьох органів, що не продубльований в організмі.

Тимчасом серце впродовж усього життя людини працює надійно і стійко, за винятком природженої чи набутої патології різної етіології.

Через те, що серце є центральним органом у серцево-судинній системі, воно забезпечує безупинний рух крові по судинах і тим самим забезпечує кровопостачання органів і тканин.

Від величини серцевого викиду залежать дві важливих умови у функції кровообігу:

—забезпечення оптимальної величини ОЦК відповідно до потреб органа;

—підтримка разом із судинами середнього АТ, від якого залежать

фізіологічні константи мікроциркуляторного русла.

Для забезпечення цих умов важливим є збереження відповідності серцевого викиду і венозного повернення.

Загальними принципами забезпечення надійності та стабільності роботи будь-якого органа чи функції є:

—дублювання органів, елементів чи механізмів регуляції;

—наявність зворотних зв’язків;

—утворення ансамблів, мікроансамблів (наприклад, у ЦНС — це

ансамблі нейронів) чи макроансамблів (наприклад, у ЦНС — це ансамблі структур мозку).

Надійність і стабільність роботи серця забезпечується тими самими принципами, що й функції будь-якого органа. Одним із них є, наприклад, багаторазове дублювання механізмів регуляції каскадно зв’язаних

вєдину ієрархічну систему.

Урегуляції роботи серця розрізняють три рівні, на кожному рівні

існує по кілька механізмів:

1)внутрішньоклітинний як частина внутрішньосерцевого рівня;

2)внутрішньосерцевий;

3)позасерцевий.

Першийідругийрівнірозглядаються якрівнімеханізмівсаморегуляції роботи серця. Механізми позасерцевого рівня є центральними механізмами. Вони контролюють механізми регуляції першого і другого рівнів.

126

Внутрішньоклітинний рівень

Це механізми клітинних мембран, а саме, мембран міоцитів і кардіоміоцитів, саркоплазматичних ретикулумів, мітохондрій рибосом, ядра.

Роль внутрішньоклітинних механізмів полягає в тому, що вони забезпечують:

—життєдіяльність клітини;

—генерування процесу збудження;

—генерування процесу скорочення та розслаблення;

—сполучення взаємовідношень між збудженням та скороченням,

суть яких у тому, щоб услід за збудженням обов’язково виникало скорочення.

Як виявилося, при станах, близьких до смерті, ці два процеси можуть бути роз’єднані, а саме: збудження виникає, а скорочення — ні. Цей факт був виявлений у 1942 р. професором Неговським, який вперше у світі розробив метод реанімації людини після крововтрат у роки Великої Вітчизняної війни. Механізми виникнення такого стану міокарда серця були досліджені в другій половині ХХ ст. У 80-х роках минулого століття аналогічний ефект був виявлений в експерименті професором Київського університету М. Ф. Шубою на гладеньких м’язах кишечнику тварин.

Внутрішньосерцевий рівень

До цього рівня належать такі механізми:

—нексуси (міжклітинні механізми);

—провіднасистемасерцязїїмеханізмамисамозбудження іпроведення;

—міогенні механізми: гетеро- і гомеометричний;

—рефлекторний механізм (внутрішньосерцеві безумовні рефлекси). Нексуси — це місця контактів двох міоцитів, кардіоміоцитів і кардіо-

міоцитів з міоцитами. Морфологічною особливістю цих контактів є те, що в місці контакту зовнішні шари мембрани зливаються і утворюють не шість, а п’ять шарів мембрани. У деяких нексусах електронна мікроскопія дала змогу знайти порожнини, призначення яких нез’ясоване: чи це посмертний артефакт, чи прижиттєва фізіологічна структура?

Якщо це фізіологічна структура, то що є в ній медіатором і навіщо вона? Нексуси є низькоомними, тому вони забезпечують електротонічне поширення деполяризації мембрани від збуджених клітин до незбуджених, тобто забезпечують поширення збудження зі швидкістю близько 4,5 м/с у міоцитах провідної системи серця і близько 1,0 м/с — у робочих кардіоміоцитах. У зв’язку з цим збудження швидко охоплює міокард, і тому серцевий м’яз не здатний реагувати на різні за силою подразнення, згідно з законом градації, тобто він не підсилює свої скорочення при посиленні подразнення.

Нексуси забезпечують три функції: механічний контакт між клітинами, поєднуючи міокард у єдину структуру; здійснюють трансмемб-

127

ранний обмін речовин між клітинами; забезпечують проведення збудження від однієї клітини до іншої. Завдяки цим функціям серцевий м’яз є функціональним синцитієм.

Як показали дослідження, нексуси не завжди проводять збудження. Існує механізм блокування нексусів. Професор Удєльнов висловив припущення, що цей механізм блокування нексусів бере участь у формуванні блоків кардіоміоцитів, що чергуються, скорочуються або розслаблюються. Ймовірно, це відбувається тоді (наприклад, у спокої чи під час сну), коли немає необхідності працювати одночасно всьому міокарду. Таким чином, можна припустити, що для відпочинку серцевого м’яза існуюють два механізми: діастола і чергування блоків кардіоміоцитів, що скорочуються і розслаблюються.

Провідна система серця складається з «ембріональної» м’язової тканини (атипової), котра морфологічно і функціонально відрізняється від робочого міокарда. Міоцити провідної системи утворюють вузли (синоатріальний Кіс — Фляка, атріовентрикулярний Ашоффа — Тавара) і пучки в передсердях і шлуночках. У передсердях це пучки Бахмана, Венкебаха, Торле, які забезпечують проведення збудження по передсердях і від передсердь до шлуночків у напрямку до атріовентрикулярного вузла до волокон Пуркіньє. Ці волокна пронизують міокард шлуночків, і від них збудження передається до кардіоміоцитів.

Роль провідної системи серця полягає у:

—забезпеченні автоматії роботи серця;

—поширенні збудження від водія ритму (синоатріального вузла) до кардіоміоцитів;

—забезпеченні логічної послідовності скорочень передсердь і шлуночків, а саме: спочатку скорочуються передсердя, а потім шлуночки.

Міогеннімеханізми. Їхіснуєдва— гетерометричнийігомеометричний.

Гетерометричний — одержав назву закону Франка — Старлінга. Суть цього механізму в тому, що сила серцевих скорочень знаходиться у прямій залежності від ступеня попереднього розтягнення міокарда, тобто від величини кінцево-діастолічного об’єму.

Цей механізм працює до певних меж розтягнення міокарда. Якщо розтягнення міокарда перевищує величину 50 % початкової довжини м’язових волокон, замість підсилення скорочення триває послаблення скорочень. Цей механізм дуже чутливий. Так, він «включається» при введенні в центральні магістральні вени крові чи кровозамінної рідини об’ємом 1–2 % від ОЦК, тимчасом як рефлекторні регуляторні механізми у відповідь на збільшення ОЦК шляхом уведення розчинів у периферичні вени виникає при введенні не менше 5–10 % ОЦК.

Гетерометричний механізм має місце як в експерименті на ізольованому серці, так і в цілісному організмі. Дослідження на здорових людях показали, що збільшення кінцево-діастолічного об’єму з 130 до 180 мл призводить до підсилення скорочень серця.

128