Біологія. 8 клас. Тагліна
§ 12. Будова, функції та робота серця
Поміркуйте й обговоріть ситуацію
Під час зупинки серця першою допомогою є непрямий масаж серця. Він виконується у вигляді ритмічних натискань на грудну клітку. У реанімації використовують дефібрилятор, що подає електричний розряд. Які особливості серцевого м'яза змушують серце битися знову під дією цих сильних подразників?
Будова серця
Серце розташоване всередині грудної порожнини, за грудиною, і зміщене ліворуч від центру. Майже зусібіч воно захищене кістками грудної клітки й має розміри приблизно з кулак. Маса серця в жінок — 250-300 г, у чоловіків — 300-350 г. У добре підготовлених спортсменів серце може бути більшим, бо серцевий м’яз тренується під час фізичних вправ. За хвилину серце перекачує від 5 до 30 літрів крові, залежно від навантаження.
Серце оточене оболонкою, яка називається перикардом, або навколосерцевою сумкою. Стінка серця складається з трьох шарів: епікарду, міокарду та ендокарду (мал. 12.1). Надходження кисню й поживних речовин до серця забезпечується коронарними судинами.
Мал. 12.1. Перикард і оболонки серця
Серце — порожнинний м’язовий орган, який ритмічно скорочується й забезпечує рух крові кровоносними судинами.
Усередині серце має чотири камери: два передсердя (ліве й праве) та два шлуночки (лівий і правий). Ліва й права половини серця розмежовані серцевою перегородкою. Між передсердями й шлуночками розташовані стулкові клапани: двостулковий (мітральний) у лівій частині серця та тристулковий — у правій. Вони забезпечують однонапрямлений рух крові з передсердь до шлуночків. Лівий шлуночок має найтовщі м’язові стінки. Саме він здійснює найбільшу роботу, створюючи високий тиск для прокачування крові великим колом кровообігу (мал. 12.2).
Довідка. Крізь коронарні судини проходить до 20 % крові, що рухається від серця великим колом кровообігу.
Мал. 12.2. Будова серця
Серцевий цикл
Перекачування крові серцем відбувається завдяки чергуванню скорочення й розслаблення міокарда. Спочатку скорочуються обидва передсердя, проштовхуючи кров до шлуночків. Потім скорочуються шлуночки, виштовхуючи кров до артерій. Після скорочення передсердя розслабляються, тиск у них падає, і кров із вен наповнює їх. Описаний процес має назву серцевий цикл (мал. 12.3).
Мал. 12.3. Серцевий цикл
Період скорочення міокарда називається систолою, період розслаблення — діастолою. У середньому тривалість серцевого циклу становить 0,8 с (мал. 12.4).
Мал. 12.4. Тривалість періодів серцевого циклу
Робота в групі
Розгляньте кругову діаграму на мал. 12.4. Скільки часу триває один серцевий цикл? Скільки із цього часу серце відпочиває? Порахуйте, скільки років за все ваше життя серце працювало і скільки — відпочивало. Скільки працювали шлуночки? Передсердя?
Частота серцевих скорочень і пульс
Частота серцевих скорочень (кількість ударів серця за хвилину, ЧСС) дорослої людини в спокійному стані становить 60-80 уд/хв. Під час фізичного навантаження або емоційного хвилювання частота підвищується, під час сну — знижується. ЧСС можна встановити, вимірявши пульс (мал. 12.5).
Пульс — поширення механічних коливань стінками артерій, які виникають внаслідок виштовхування крові із лівого шлуночка серця.
Артеріальний тиск — це тиск, який кров чинить на стінки артерій.
Мал. 12.5. Точки вимірювання пульсу: на зап'ясті (а), на сонній артерії (б)
Артеріальний тиск
Коли серце скорочується, воно із силою виштовхує кров в артерії. Тиск крові, який виникає за таких умов, називається артеріальним. Артеріальний тиск найбільший під час систоли шлуночків (верхній тиск) і найменший — під час діастоли (нижній тиск). Вимірюється артеріальний тиск у міліметрах ртутного стовпчика (мм рт. ст.) за допомогою тонометра (мал. 12.6).
Мал. 12.6. Вимірювання артеріального тиску тонометром
Значення артеріального тиску в людини з віком змінюється (мал. 12.7, с. 62). Під час фізичної активності кровообіг прискорюється, потік крові в судинах посилюється, артеріальний тиск збільшується.
Мал. 12.7. Середні показники артеріального тиску (мм рт. ст.) залежно від віку
Робота в групі
Розгляньте стовпчасту діаграму на с. 62, мал. 12.7. Який тиск є середньою нормою у вашому віці? Як змінюється тиск із віком? Поясніть, що таке верхній і нижній артеріальні тиски.
Самодослідження зміни ЧСС та артеріального тиску в нормі й під час навантаження
1. Вимірювання артеріального тиску та пульсу в стані спокою. Обгорніть і щільно зафіксуйте манжету тонометра навколо плеча (мал. 12.6). Увімкніть тонометр і натисніть «Старт». Прилад виміряє й покаже ваші тиск і пульс. Пульс також можна виміряти, підраховуючи ритмічні скорочення артерій на зап'ясті або на сонних артеріях (мал. 12.5). Зробіть кілька виміровань, знайдіть середнє значення. Запишіть ваші результати вимірювання тиску та пульсу в спокої.
2. Вимірювання артеріального тиску та пульсу після фізичного навантаження. Зробіть 20 присідань. Знову перевірте артеріальний тиск і визначте пульс. Запишіть ваші результати.
3. Зробіть висновок, як фізичне навантаження впливає на артеріальний тиск і пульс. Поясніть, чому необхідно підвищувати частоту пульсу та тиск під час навантажень.
Властивості серцевого м'яза
Серцевий м’яз складається з посмугованої м’язової тканини, що має низку особливостей:
- збудливість — здатність переходити від стану спокою до скорочення під впливом різних подразників (фізичних, хімічних, електричних);
- провідність — поширення збудження, яке виникає в будь-якій ділянці, по всьому серцю;
- скоротливість — властивість скорочуватися після збудження;
- автоматія — здатність серця скорочуватися під впливом електричних імпульсів, які виникають у самому серцевому м’язі.
Робота в групі
Виконання STEAM-проєкту «Виготовлення робочої моделі серця та механізму помпування крові».
Виготовлення робочої моделі серця та механізму помпування крові
rnk.com.ua/109107
Автоматія серця
У серці містяться спеціальні м’язові клітини — водії ритму, або пейсмейкери (англ. pacemaker), у яких автоматично виникають періодичні електричні імпульси. Далі ці імпульси поширюються провідними шляхами серця, утвореними спеціальними м’язовими клітинами (мал. 12.8). Отримуючи електричний сигнал, м’язові клітини серця збуджуються й скорочуються. Таким чином, міокард серця сам утворює електричні імпульси, що активують його ритмічну роботу. Ця властивість називається автоматія. Завдяки їй серце скорочується самостійно. Нервова система може лише прискорювати чи сповільнювати роботу серця.
Мал. 12.8. Провідна система серця
Відкритий мікрофон
Видатний український учений, кардіохірург Микола Амосов, який провів численні операції на серці та врятував тисячі життів, написав: «У більшості хвороб винні не природа, не суспільство, а лише сама людина. Найчастіше вона хворіє від ліні й жадібності, але іноді й від нерозумності».
Чи згодні ви з його думкою? Як ви вважаєте, чи може людина хворіти від нерозумності або незнання?
Опорні точки
Серце оточене перикардом, стінка серця має три шари: епікард, міокард і ендокард. Серцевий цикл складається з послідовного скорочення передсердь і шлуночків (систоли) та періоду розслаблення (діастоли). Серцевому м'язу властива автоматія — здатність скорочуватися під впливом власних імпульсів.
Запитання і завдання
1. Порахуйте, скільки часу працював упродовж життя міокард людини, якій виповнилося 70 років. Скільки серцевих циклів було зроблено?
2. Коли збудження поширюється серцевим м’язом, у ньому виникають електричні струми, які реєструють за допомогою електрокардіографа. Розгляньте електрокардіограми, наведені нижче. Чим характеризуються різні порушення серцевого ритму?
3. Обчисліть частоту серцевих скорочень за хвилину, якщо серцевий цикл становить 0,6 / 0,8 / 0,9 / 1,1 с. Яка тривалість серцевого циклу відповідає нормі, тахікардії (прискорене серцебиття) та брадикардії (сповільнене серцебиття)? За рахунок зміни тривалості якої з фаз серцевого циклу переважно прискорюється чи уповільнюється серцебиття? Чому тривала тахікардія — це серйозне порушення?
