Біологія. 8 клас. Балан

§ 35. Серцевий цикл. Нейрогуморальна регуляція роботи серця

• Якими механізмами регуляції забезпечується робота серця?

Що таке серцевий цикл. Послідовність процесів, що відбуваються протягом одного скорочення серця та його подальшого розслаблення, має назву серцевий цикл (мал. 35.1). Він складається з трьох фаз: скорочення передсердь (систола передсердь), скорочення шлуночків (систола шлуночків) та загального розслаблення (діастола; табл. 35.1). Серце здорової людини в стані спокою здійснює 65-75 серцевих циклів за хвилину.

Мал. 35.1. Серцевий цикл

Таблиця 35.1. Фази серцевого циклу

Фаза	Що відбувається	Тривалість (с)	Напрямок руху крові
І. Систола передсердь	Скорочення передсердь; шлуночки розслаблені; стулкові клапани відкриті, півмісяцеві - закриті	0,1	За цей час кров з передсердь виштовхується у розслаблені шлуночки
II. Систола шлуночків	Скорочення шлуночків; передсердя розслаблені; стулкові клапани закриті, півмісяцеві - відкриті	0,3	Кров з правого шлуночка виштовхується до стовбура легеневих артерій, а з лівого - до аорти
III. Діастола	Загальне розслаблення передсердь і шлуночків; стулкові клапани відкриті, півмісяцеві - закриті	0,4	Весь серцевий м’яз перебуває у стані загального розслаблення
Весь серцевий цикл		0,8

Загалом повний серцевий цикл триває 0,8 с. За цей час м’язові волокна передсердь працюють 0,1 с та відпочивають 0,7 с, а шлуночків - відповідно 0,3 с та 0,5 с. Саме відносно великий час діастоли визначає здатність серцевого м’яза працювати, не втомлюючись, упродовж усього життя людини. Кількість серцевих циклів упродовж однієї хвилини, називають частотою серцевих скорочень.

Цікаво знати. Під час скорочення серця дорослої людини в стані спокою кожен шлуночок виштовхує в артерії приблизно 65 мл крові. За хвилину серце перекачує близько 5 л крові, а за рік - майже 2,6 млн літрів.

У момент викиду крові в аорту тиск у ній підвищується, а стінки розтягуються. Таке розтягнення завдяки щільності та пружності стінок кровоносних судин хвилеподібно поширюється від аорти до інших артерій.

Коливання стінок артерій, які виникають у відповідь на кожне скорочення серця, називають артеріальним пульсом. У здорової людини пульс ритмічний, має частоту 65-75 ударів за хвилину. У разі збільшення частоти серцевих скорочень тривалість серцевого циклу скорочується переважно за рахунок скорочення періоду діастоли. За пульсом можна визначити частоту, ритмічність і силу серцевих скорочень, що вказує на функціональний стан як серцево-судинної системи, так і всього організму. Пульс відчувається у місцях, де великі артерії підходять близько до поверхні тіла, наприклад на внутрішньому боці зап’ястка (мал. 35.2), на скронях, по боках шиї. Кожне коливання відповідає скороченню серця.

Мал. 35.2. Вимірювання артеріального пульсу на зап’ястку

Як регулюється робота серця. Хоча серце скорочується автоматично, частота і сила його скорочень залежать від умов довкілля і стану організму. Наприклад, за інтенсивної роботи чи під час виконання фізичних вправ частота серцевих скорочень зростає. На роботу серця впливають також зміна температури довкілля, біль, різні емоції (гнів, страх, радість тощо). Усі вони посилюють або послаблюють серцеву діяльність.

Для того щоб пристосувати роботу серця до різних потреб організму, існують механізми нервової та гуморальної регуляції його діяльності.

До серця підходять симпатичні та парасимпатичні нерви вегетативної нервової системи (див. мал. 11.2). Парасимпатичний центр регуляції серцевої діяльності розташований у довгастому мозку. Нервові імпульси, які надходять парасимпатичними нервами, уповільнюють частоту серцевих скорочень і зменшують їхню силу. Навпаки, нервові імпульси, які надходять до серця симпатичними нервами, збільшують силу скорочень, прискорюють їхню частоту, поліпшують провідність і збудливість серцевого м’яза. За умов спокою або під час сну серце зменшує силу і частоту скорочень за рахунок послаблення впливу симпатичних нервів.

Симпатичні й парасимпатичні нервові центри діють узгоджено: якщо один із них збуджується, то інший - гальмується. У гіпоталамусі, який є вищим координуючим центром регуляції функцій вегетативних органів, містяться скупчення нейронів, збудження яких змінює частоту і силу скорочень серця за тих чи інших емоційно-поведінкових реакцій. Гіпоталамус регулює діяльність серця через нервові центри довгастого й спинного мозку. Вищим рівнем регуляції серцевої діяльності є кора півкуль кінцевого мозку.

Серед гуморальних чинників на роботу серця найбільше впливає гормон надниркових залоз адреналін. Він збільшує частоту і силу серцевих скорочень.

Серцеву діяльність також посилює гормон щитоподібної залози тироксин. Діяльність серця активує підвищення концентрації у крові йонів кальцію. Натомість зростання вмісту йонів калію гальмує діяльність серця.

Серце - особливий орган, який, крім нейрогуморальних регуляторних механізмів, має й власні, внутрішньосерцеві. Найважливішим з них є внутрішньосерцева регуляція сили скорочення серцевих м’язів залежно від кількості крові, яка притікає до серця. Що більше розтягуються м’язові клітини шлуночків від крові, яка до них надходить, то потужніші їхні скорочення.

Порушувати роботу серця можуть надмірні емоційні навантаження. За значних хвилювань, стресів може розвинутися так званий серцевий напад. Він супроводжується прискореним або, навпаки, сповільненим серцебиттям, порушенням ритміки скорочення серцевого м’яза

Розлади ритмічності, послідовності й сили скорочень серцевого м’яза називають аритмією. Вони зумовлені порушеннями автоматизму його скорочень, збудливості та провідності. Прискорення частоти серцевих скорочень називають тахікардію. Якщо тахікардію спостерігають під час фізичних навантажень або стресу, це нормальне фізіологічне явище. Але прискорення частоти серцевих скорочень у стані спокою лікарі розглядають як явище патологічне, що може свідчити про проблеми зі станом серця. Теж саме стосується й брадикардії - уповільнення частоти серцевих скорочень до менш

Дізнайтеся більше про аритмію за QR-кодом.

Фізична діяльність (фізична праця, регулярні спортивні тренування) поліпшує роботу серця. У тренованої людини за значних фізичних чи психічних навантажень кровопостачання органів посилюється за рахунок збільшення сили скорочення. Це пояснюють тим, що треноване серце за одне скорочення викидає набагато більше крові, ніж нетреноване. Тому його стінки мають товщий м’язовий шар, а об’єм камер збільшений. У нетренованої людини кровообіг посилюється насамперед за рахунок збільшення частоти серцевих скорочень, а це зумовлює втому серця.

Для забезпечення нормальної роботи серця потрібно розумову працю чергувати з фізичними вправами, частіше бувати на свіжому повітрі. Фізичні навантаження треба збільшувати поступово. Надмірна робота на початку тренування спричинить перевантаження серця і може призвести до виснаження серцевого м’яза. Особливо важливо дотримуватись цього правила підліткам 14-17 років, у яких судинна система відстає в своєму розвитку від темпів розвитку серця.

Узагальнення

Серце - м’язовий орган, що скорочується ритмічно. Послідовні скорочення (систола) передсердь і шлуночків змінюються його загальним розслабленням - діастолою. Разом вони становлять серцевий цикл. Серце ніколи не втомлюється. Це зумовлено ритмічністю його роботи. Артеріальним пульсом називають коливання стінок артерії, які виникають у відповідь на кожне скорочення серця. Робота серця регулюється нервовою та гуморальною системами регуляції.

Поміркуйте

1. Скільки часу триває діастола передсердь?
2. Чому під час хвилювання частота серцевих скорочень зростає?
3. Чи уповільнюється робота серця під час сну?
4. Як узгоджена робота клапанів серця впливає на рух крові із серця до судин та повернення крові до нього?

Лабораторне дослідження «Вимірювання частоти серцевих скорочень».