Серцевий цикл.

Серце перебуває в постійній ритмічній активності: скорочення і стискання серця змінюється розслаблення і заповнення його кров’ю. Скорочення відділів серця називають систолою, розслаблення — діастолою. Період, що охоплює одне скорочення і одне розслаблення серця називають серцевим циклом.

У стані спокою серцевий цикл триває 0,8 сек., під час фізичного навантаження чи стресу — вдвічі менше. Перша фаза — систола передсердь, у стані спокою триває 0,1 сек. Під час цієї фази кров із передсердь поступає у шлуночки.

Схема серцевого циклу:
1 — систола передсердь; 2 — систола шлуночків; 3 — діастола (загальна пауза)

Шлуночки наповнившись кров’ю починають скорочуватися. Відбувається друга фаза — систола шлуночків, яка триває 0,3 сек. Під час тієї фази кров виштовхується в аорту і легеневий стовбур. Поверненню крові назад у передсердя перешкоджають клапани. Після систоли шлуночків в них залишається частина крові — це т.зв. резервний об’єм.

Під час третьої фази циклу — загальної паузи, яка триває 0,4 сек., артеріальна кров надходить до лівого передсердя, а венозна кров — до правого. Поверненню крові назад у шлуночки перешкоджають клапани аорти та легеневого стовбура. Під час цієї фази шлуночки на 80% наповнені кров’ю.

Кількість крові, яка викидається шлуночком за одне скорочення називають систолічним об’ємом. Лівий і правий шлуночки виштовхують однакову кількість крові — у стані спокою в дорослої людини це 60-80 мл кожен.

Кількість крові, яка викидається серцем за 1 хв. називають хвилинним об’ємом. Він може збільшуватися або зменшуватися залежно від навантаження чи стресу. Збільшення хвилинного об’єму у тренованих людей відбувається здебільшого за рахунок збільшення систолічного об’єму, у нетренованих людей — за рахунок збільшення частоти серцевих скорочень.

Частота серцевих скорочень залежить від віку людини: у новонароджених вона становить 140 уд./хв., у дорослої людини — 75 уд./хв. У юнаків статеве дозрівання закінчується пізніше ніж у дівчат, тому у юнаків максимум роботи серця припадає на 17-18 років, а у дівчат — у 15-16 років.

3. Система кровообігу.

В організмі кров постійно рухається. Збагачена киснем кров з легень через систему артерій прямує до дрібніших судин — артеріол. Вони закінчуються капілярами із товщиною стінок в одну клітину. Капіляри зв’язані із дрібними венулами, що переходять у більші вени.

На момент народження система артерій практично сформована. Венозна система ще є менш диференційованою. Ріст артерій відбувається пропорційно до росту тіла дитини. У дітей до періоду статевого дозрівання артерії відносно широкі і розвинуті сильніше (у дорослих просвіт вен вдвічі більший від просвіту артерій, у малят — однаковий). Розвиток судин завершується в період статевого дозрівання.

Схема капілярної сітки:
1 — артеріола; 2 — капіляри; 3 — венула.

Система кровообігу складається із серця та судин які утворюють велике і мале кола кровообігу. Кров обігає обидва кола кровообігу приблизно за 1 хв.

4. Велике і мале кола кровообігу.

Велике коло кровообігу обмиває кров’ю практично всі органи, крім легень. Воно починається із лівого шлуночка аортою, яка має вигляд дуги. Аорта розділяється на артерії які доносять кров до більшості органів. Артерії розділяються на дрібніші артеріоли, які сполучені з капілярами. Через стінки капілярів здійснюється газообмін — кров віддає кисень і поживні речовини, вбирає вуглекислий газ і продукти життєдіяльності. З капілярів кров поступає у венули, які зливаючись утворюють крупніші вени. Найбільші вени великого кола кровообігу — верхня і нижня порожнисті — приносять венозну кров до правого передсердя.

Схема кровообігу:
1 — аорта; 2 — капілярна сітка легень; 3 — ліве передсердя; 4 — легеневі вени; 5 — лівий шлуночок; 6 — артерії внутрішніх органів; 7 — капілярна сітка непарних органів черевної порожнини; 8 — капілярна сітка інших органів; 9 — нижня порожниста вена; 10 — ворітна вена; 11 — капілярна сітка печінки; 12 — правий шлуночок; 13 — легеневий стовбур (артерія); 14 — праве передсердя; 15 — верхня порожниста вена.

В межах великого кола кровообігу функціонують портальнатакоронарна системи.Таким чином лівий шлуночок серця виконує величезну роботу, забезпечуючи циркуляцію крові практично по всьому тілу, включаючи головний мозок тулуб, кінцівки.

Мале коло кровообігу обмиває легені. Воно починається із правого шлуночка легеневим стовбуром який розгалужується на дві легеневі артерії, по яких венозна кров доходить до капілярів легень (в альвеоли). Тут відбувається газообмін — крові вбирає кисень, вивільняє вуглекислий газ, який виводиться з організму разом з видихуваним повітрям. Від легень по чотирьох легеневих венах артеріальна кров повертається в ліве передсердя. Мале коло кровообігу починає функціонувати після народження.

Кров обігає обидва кола кровообігу приблизно за 1 хв.

5. Кровообіг плоду.

Формування серця починається в ембріональний період на 2 тижні життя, а на 3 тижні його розвиток в загальних рисах завершується.

До народження кисень поступає в плід через плаценту і пупкову вену. Остання розгалужується на дві судини: одна живить печінку (печінковий анастомоз), інша впадає в нижню порожнисту вену. Тут відбувається змішування свіжої артеріальної крові із кров’ю, яка пройшла через печінку. Така змішана кров потрапляє у праве передсердя, потім у правий шлуночок і виштовхується у легеневий стовбур. Менша частина крові тече в легені через спеціальний анастомоз, а більша, через артеріальну боталову протоку (між лівим і правим передсердями є отвір) потрапляє в аорту. Завдяки наявності боталової протоки обидва шлуночки закачують кров у велике коло кровообігу. Кров з продуктами обміну через пупкові артерії і плаценту повертається в материнський організм.

КРОВООБІГ ПЛОДУ

1 — аорта; 2 — рух крові до верхньої частини тіла; 3 — артеріальна (Боталова) протока (легеневий анастомоз); 4 — ліве передсердя; 5 — серце; 6 — нижня порожниста вена; 7 — низхідна аорта; 8 — рух крові до нижньої частини тіла; 9 — плацента; 10 — пупкові артерії; 11 — пупкова вена; 12 — венозна протока (печінковий анастомоз); 13 — легенева артерія; 14 — овальний отвір; 15 — легеня; 16 — праве передсердя; 17 — рух крові з верхньої частини тіла.

Під час народження легені "відключені" від плаценти. Легеневий кровообіг зростає, а плацентарний припиняється. Тобто система кровообігу немовляти починає повноцінно виконувати коли повноцінно включається мале коло кровообігу. Це призводить до підвищення тиску у правому передсерді, що спричиняє закривання заслонки овального отвору — потік крові із правого шлуночка у лівий припиняється. Зрощення заслонки з краєм овального отвору завершується до кінця другого тижня після народження. Пупкові судини, артеріальна і венозна протоки починають звужуватися і за 1,5-2 місяці заростають.

КРОВООБІГ ПІД ЧАС НАРОДЖЕННЯ

1 — артеріальна протока закривається; 2 — збільшення кровоплину до легень; 3 — кров, збагачена киснем, надходить до лівого передсердя; 4 — овальний отвір закривається.

Із серця кров порціями поступає у судини, що викликає їх розтягнення і коливання. Внаслідок цього виникає пульсова хвиля, яка поширюється від серця до периферичних судин. Пульс — це ритмічні коливання кровоносних судин, які виникають внаслідок скорочення і розслаблення серця.

У судинах кров перебуває під перемінним тиском, який визначається в основному двома факторами — інтенсивністю серцевих скорочень і опором периферичних судин. Під час скорочення шлуночків виникає максимальний (систолічний) тиск; у фазі розслаблення тиск крові зменшується і стає мінімальним (діастолічним). Різниця між максимальним і мінімальним тиском називають пульсовимтиском. У плечовій артерії людини максимальний тиск становить 110-125 мм. рт. ст., мінімальним — 60-80 мм. рт. ст., пульсовий — 40 мм. рт. ст. Найбільша швидкість течії крові у аорті — 5 м/сек.

В період статевого дозрівання підсилення функцій статевих залоз викликає перебудову дитячого організму. В деяких підлітків може проявитися т.зв. “юнацьке серце”, викликане нерівномірністю росту серця і кровоносних судин. Нагнітальній силі серця протидіє опір відносно вузьких кровоносних судин, тоді як маса тіла в цей період різко збільшується. Пульс і тиск крові в таких дітей стають нестійкими (часто значно підвищеним або пониженим), спостерігається тахікардія. Підлітки жаліються на серцебиття, задишку, схильність до запаморочень і втрату свідомості. “Юнацьке серце” є тимчасовим явищем і вимагає обережності при дозуванні фізичних навантажень. (Не рекомендуються заняття важкою атлетикою, боксом, боротьбою; рекомендуються плавання, лижі, теніс)

З віком ЧСС знижується, тиск крові зростає, однак в дітей ці показники є дуже лабільними і часто залежать від фізичних навантажень, положення тіла, настрою тощо. Після 50 років максимальне значення кров'яного тиску збільшується до 130-145 мм. рт. ст. Причиною цього його зниження еластичності кровоносних судин. Щоб проштовхнути в менш еластичні судини необхідну кількість крові, серцю необхідно підвищувати систолічний тиск.

6. Анемія та її профілактика.

Несприятливі умови життя підлітків можуть призвести до хвороби анемії (малокрів’я) — різкого зниження кількості гемоглобіну та зменшення кількості еритроцитів у крові. Анемія супроводжується головними болями, головокружінням, втратою свідомості. Знижується працездатність, успішність. Такі підлітки частіше і довше хворіють на інфекційні захворювання.

Для уникнення анемії необхідна правильна організація режиму дня, зокрема слід передбачити тривале перебування підлітків на свіжому повітрі та їх підвищена рухова активність. Також необхідне достатнє харчування, багате на вітаміни, мінерали. Слід строго нормувати навчальне, позакласне, фізичне навантаження з метою профілактики перевтоми.

Нормальна кров (зліва) та кров при залізодефіцитній анемії (справа)
під скануючим мікроскопом

7. Вікові особливості реакціїсерцево-судинної системи на фізичні навантаження.

Реакція дитячого організму на фізичне навантаження змінюється в міру росту і розвитку організму. На динамічне фізичне навантаження діти і підлітки реагують підвищенням частоти серцевих скорочень, максимального артеріального тиску. Чим менший вік дітей, тим більшою мірою вони реагують навіть на невелике фізичне навантаження.

Діти і підлітки, які займаються фізичною культурою і працею за строго нормованими навантаженнями, тренують серцево-судинну систему, підвищують її функціональні і резервні можливості. В них зростає працездатність, витривалість організму порівняно з нетренованими однолітками. У відповідь на фізичне навантаження збільшується об’єм крові, який прокачується серцем за хвилину (хвилинний об’єм крові). У тренованих дітей це відбувається за рахунок скоріше збільшення систолічного об’єму ніж частоти серцевих скорочень. Під час максимальних фізичних навантажень у тренованих підлітків, на відміну від нетренованих, хвилинного об’єму крові достатньо для забезпечення усіх органів киснем.

У школярів-спортсменів після дозованого фізичного навантаження (20 присідань за 30 сек.) частота серцевих скорочень збільшується на 60-70% (у нетренованих на 100%), максимальний артеріальний тиск підвищується на 25-30%, мінімальний знижується на 20-25% (у нетренованих відповідно на 40% і 5-10%). У підлітків із прихованою недостатністю серцево-судинної системи ці показники ще гірші: максимальний артеріальний тиск знижується, мінімальний — підвищується, час на відновлення сил триває більше 3 хв., з’являється задишка, головокружіння. Якщо такі ж ознаки з’являються у спортсменів, це є свідченням перетренування організму внаслідок неправильно нормованих фізичних навантажень.

Під час статичного фізичного навантаження (тривале сидіння, стояння тощо) зростає і максимальний і мінімальний артеріальний тиск у тренованих і нетренованих дітей і підлітків. Така реакція відбувається навіть на легке статичне навантаження (30% від сили стискання ручного динамометра) і реєструється протягом 5 хв. після припинення навантаження. На початку навчального року ці показники менші ніж наприкінці. Тривале статичне навантаження може викликати у школярів спазми артеріол (загальний кров’яний тиск при цьому підвищується), може сприяти виникненню органічних змін серцевих м’язів, клапанів.

Однією з мір профілактики серцево-судинних захворювань є збільшення рухової активності школярів під час навчального процесу в межах вікових меж допустимих фізичних навантажень.

Лекція 17

Тема: ЗАГАЛЬНА БУДОВА ТА ФУНКЦІЇ ДИХАЛЬНОЇ СИСТЕМИ

1. Загальна будова дихальної системи.

2. Повітроносні шляхи.

3. Трахея і бронхи.

4. Гортань.

5. Легені.

1. Загальна будова дихальної системи.

Для функціонування клітин організму потрібний кисень. Дихальна система, що складається із повітроносних шляхів, легеневих судин, легень, та дихальних м’язів постачає у кров кисень, який далі розподіляється між тканинами органами. Повітря надходить у легені завдяки змінам тиску внаслідок скорочення і розслаблення основних та допоміжних дихальних м’язів. Нормальне дихання — це переважно мимовільний процес, керований дихальним центром стовбура мозку.

ЗАГАЛЬНА БУДОВА СИСТЕМИ ОРГАНІВ ДИХАННЯ

1 — приносові пазухи; 2 — стовбур мозку; 3 — носова частина горла; 4 — ротова частина горла; 5 — гортанна частина горла; 6 — надгортанник; 7 — стравохід; 8 — ребра; 9 — міжребербні м’язи; 10 — ліва легеня; 11 — поперекова частина діафрагми; 12 — діафрагма; 13 — листки плеври; 14 — серце; 15 — бронхи; 16 — легеневі судини; 17 — трахея; 18 — гортань; 19 — носове волосся; 20 — носова порожнина.

2. Повітроносні шляхи.

Проходячи через повітроносні шляхи повітря очищується, зігрівається і зволожується. Ці процеси починаються у носовій порожнині. Волосся при вході до носової порожнини затримує більші частинки пилу. Волога слизова оболонка носової порожнини, яка містить велику кількість слизових залоз, затримує дрібніші частинки пилу. Війки слизової оболонки переносять частинки до виходу, і вони або видмухуються, або викидаються при чханні. Носова порожнина через спеціальні канали з’єднана із придатковими пазухами (гайморовою, лобною, решітчастою і основною). Ці пазухи зменшують масу кісток і впливають на утворення голосу. Процес очищення повітря відбувається також у горлі, гортані, трахеї та бронхах.

У новонародженого ніс короткий, приплюснутий, з невеликими крилами. Ніздрі відкриті більше вперед і струмінь повітря має майже прямий хід. Судинні сплетіння розвинуті слабо. Це є причиною того, що діти є схильними до переохолодження верхніх дихальних шляхів. З віком ніздрі опускаються і займають горизонтальне положення. Порожнина носа розвинута недостатньо. Її поперечний діаметр в 4,5 рази менший ніж діаметр обличчя (у дорослих в 3,5 рази менший). Просвіт носової порожнини звужений, нижній носовий хід майже відсутній, що утруднює носове дихання. Діти часто дихають відкритим ротом, що є причиною частих простудних захворювань. Навіть при невеликих запальних процесах слизова оболонка набрякає, затрудняючи дихання. Слизова оболонка тонка, венозні сплетіння розвинуті слабо, тому у немовлят майже не буває кровотеч з носа. Придаткові пазухи перебувають у зачатковому стані (помітна лише гайморова). Остаточне їх формування закінчується у підлітковому віці.

Із порожнини носа повітря потрапляє у горло, яке має три частини: носову, ротову та гортанну. Верхній відділ горла є лише повітроносним шляхом, через нижні частини проходять повітря, їжа та рідини. У горло відкриваються слухові труби, які з’єднані із середнім вухом.

Глотка дитини є відносно вузькою, слухова труба коротка і широка, розміщена низько, тому захворювання верхніх дихальних шляхів у дітей часто ускладнюється запаленням середнього вуха.

3. Трахея і бронхи.

Нижче гортані розміщена трахея (дихальне горло), яка складається із 16-20 хрящів. У новонароджених її стінки відносно товсті, а діаметр трахеї звужується в напрямку зверху вниз. У нижній частині трахея розгалужується на два первинні бронхи (біфуркація трахеї). У немовлят правий головний бронх коротший і товстіший від лівого. Кут між трахеєю і цим бронхом дорівнює 25^о, тому інородні тіла найчастіше потрапляють саме у правий бронх. Лівий головний бронх довший правого. Кут між трахеєю і лівим бронхом дорівнює 50^о. Слизова оболонка трахеї немовлят містить невелику кількість залоз. М’язові волокна переважно зосереджені на задній стінці бронхів.

Кожний головний бронх входить у ворота легені і далі розгалужується на бронхи щораз меншого діаметра, утворюючи бронхіальне дерево, яке є дихальними шляхами у легенях. Найтонші бронхи називають бронхіолами.

Бронхіальне дерево