Каково влияние ионов калия на деятельность сердца

Внеклеточная концентрация ионов калия влияет на возбудимость миокарда через уровень потенциала покоя кардиомиоцитов. Увеличение концентрации ионов калию — гиперкалиемия вызывает деполяризацию мембраны мышечных волокон. При этом характерные изменения возбудимости миокарда зависят от уровня гиперкалиемии. Выделяют следующие диапазоны концентраций ионов калию, для которых свойственные определенные картины нарушений:

1) От 4 до 8 ммоль/л. Происходит незначительная деполяризация, мембранный потенциал падает от -90 мв к -80 мв. При этом состояние Nа+-каналов сарколемы существенно не изменяется. В силу того, что величина мембранного потенциала приближается к критическому уровню деполяризации, возбудимость мускульных волокон и скорость проведения импульсов растут;

2) От 8 до 35 ммоль/л. Мембранный потенциал падает от -80 мв к — 40 мв. При таком уровне деполяризации значительно уменьшается проводимость скорых потенциалзависимых Nа+-каналов (период относительной рефрактерности). Следствием является уменьшение возбудимости и проводимости, а также изменения характера потенциала действия (уменьшение длительности, амплитуды, крутизны);

3) Выше 35 ммоль/л. Мембранный потенциал становится меньше -40 мв. При этом все скорые потенциалзависимые Nа+-каналы находятся в состоянии инактивации (абсолютная рефрактерность) — происходит остановка сердца.

Уменьшение внеклеточной концентрации ионов калия — гипокалиемия, вызывает гиперполяризацию мембраны. Если гипокалиемия достигает уровня 2-3 ммоль/л, незначительно увеличивается порог деполяризации, уменьшается возбудимость, увеличиваются длительность потенциалов действия и сила сокращений сердца.

Повышение концентрации ионов кальция в плазме крови ведет к повышению возбудимости и сократительности миокарда. В эксперименте можно наблюдать резкое увеличение силы сокращений сердца, которое находится в гиперкальциевом растворе. Крайним выражением такого позитивного инотропного действия ионов кальция является остановка сердца в систолу. Ее причиной является связывание ионов кальция из тропонином, что дает возможность актиновым и миозиновым нитям взаимодействовать и обеспечить сокращение миокарда. Если содержание кальция в крови снижать, то наблюдается уменьшение возбудимости и сократительности сердца.

Известно, что в растворе, в котором нет ионов кальция, изолированное сердце быстро останавливается. В настоящее время известно, что причиной этого является полное расстройство между возбуждением и сокращением. В условиях нормы ионы кальция, которые поступают во время фазы «плато» потенциала действия по внеклеточную среду у саркоплазму кардиомиоцитов, «запускают» высвобождение Са2+ из саркоплазматического ретикулума и пополняют его запасы в этих структурах мышечных волокон. При уменьшении внеклеточной концентрации Са2+ его запасы в саркоплазматическом ретикулуме быстро истощаются, концентрация Са2+ в саркоплазмы спадает и, следовательно, уменьшается сила сердечных сокращений.

Адреналин, ионы кальция и калия и их воздействие на работу сердца

Работа сердца напрямую зависит от работы центральной нервной системы, так как именно она передает в сердце различные гормоны, электролиты и многое другое. Ученые всего мира уже с давних времен проводят различные исследования, за счет которых им хочется доказать, что адреналин действительно является гормоном мозговой части надпочечников, а ионы кальция и калия используются для нормализации работы сердца.
Для одного из опытов была взята лягушка, которой ввели раствор адреналина, растворы кальция хлорида и калия хлорида. Во время опыта лягушке разрушают спинной мозг, который помещают на плоскую поверхность брюхом кверху и там же его закрепляют. После этого необходимо раскрыть сердце и подрезать уздечку. Первым вводят раствор Рингера. Через определенный промежуток времени ученые подсчитывают общее количество сокращений сердца за 60 минут. После этого к данному раствору добавляют еще две — три капли раствора кальция хлорида. Данный раствор значительно увеличивает число сердечных сокращений за одну минуту.
Через пять минут лягушке делают промывание сердечной полости, после чего вводят две капли раствора калия хлорида, который уменьшает ритм сердца. Полость сердца опять промывают и добавляют в нее две — три капли раствора адреналина. Он действительно увеличивает сердечное сокращение мышц. Адреналин является тем гормоном, который принято считать достаточно мощным стимулятором работы сердца. В случае, когда сердце останавливается, человеку вводят в него ничто иное, как данный гормон. Химическое строение данного гормона напоминает симпатин, который возникает на окончаниях симпатических нервов.

Что усиливает работу сердца?

Сердце – это мышечный орган, обеспечивающий кровоснабжение всех органов и систем человеческого организма.

Голотопия – это определения положения сердца относительно соседних областей, располагающееся в переднем средостении.

Скелетотопия – сердечной границей при относительной тупости сердечной верхней границей является по третьему межреберью с левой стороны от левой и правой окологрудинной линии, слева, границей сердца будет являться от левой окологрудинной линии до верхушечного толчка.

Правая граница сердца будет являться от правой окологрудинной линии с третьего межреберья до пятого реберного хряща, и нижняя граница сердца будет являться от пятого по окологрудинной линии реберного хряща до верхушки сердечного толчка.

Синтопия – когда сердце окружено сердечной сумкой.

  • Сердце по передней стороне прилегает к грудной полости.
  • По нижней стороне непосредственно к диафрагмальной части.
  • С боковой стороны покрыто медиастинальной плеврой.
  • Сзади прилегают пищевод, блуждающий нерв, бронхи, трахея, щитовидная железа и другие.
  • По верхней стороне присоединены важные сердечные сосуды.

Строение сердца: внутреннее строение имеет эндокард – внутренний слой сердца покрывает камеры изнутри и образует клапанный аппарат сердца, в которые входит клапан легочного ствола, отходящий от правого желудочка, клапан аорты, отходящий от левого желудочка, клапан аорты отходящий от левого желудочка.

Трикуспидальный клапан располагается между правым предсердием и желудочком, двустворчатый между левым желудочком и левым предсердием.

Средний слой миокарда состоит из кардиомицитов. Размер миокарда у левого желудочка составляет около одного сантиметра, при увеличении его толщины на два и более миллиметра свидетельствует о его гипертрофии. От миокарда отходят сосочковые мышцы они соединяются с клапанами посредством сухожильных нитей, эпикард, околосердечная сорочка или перикард.

Свойства сердечной мышцы

  • К стопроцентному свойству сердечной ткани относят проводимость, сократимость, возбудимость. Важным свойством, является автоматия сердечной мышцы.
  • Объем возбудимости сердечной мышцы чуть ниже, чем у скелетной мышцы, обладает большим порогом раздражимости. Величина состояния покоя составляет 85 – 90 мВ.
  • Автоматия – это сердечная работоспособность органа, клетки ритмичному сокращению под импульсным влиянием.

Виды Автоматии:

  1. Синоатриальный узел находится сзади правого края предсердия.
  2. Межузловые тракты.
  3. Атриовентрикулярный узел расположен внизу между предсердиями под эндокардом правого предсердия.
  4. Пучок Гиса, выходит от узла Ашов — Тавара.

Проводимость сердца ниже, чем поперечно-полосатые скелетные мышцы. Величина скорости возбужденного проведения составляет около метра в секунду. Распространение возбуждения происходит по всем направлениям в связи с особенным строением сердечной мышцы.

Рефрактерность – это отсутствие чувствительности в определенный период. В сердечной мышце рефрактерность очень хорошо выражается, нежели у скелетных мышц. В начальное время сокращения и расслабления чувствительность полностью пропадает и имеет период от 0.1-0.3 секунды. При полном расслаблении сердца клетки возбудимости постепенно восстанавливаются.

Функция сердца и его работа

Сократительная функция – быстрая сократимость сердца, контролирует уровень гипертензии.

Эндокринная функция – происходит способность вырабатывать натрийуретический фактор.

Информационная функция – происходит передача информации в виде скорости кровотока в ткани с изменением его метаболизма.

Кровь подпитывает организм при помощи сердца полезными элементами и кислородом. Эндокринные клетки (распределяют по многим органам кардиодилантин – гормоны, усиливающие работу сердца) образуются в миокарде – сердечной мышце и в предсердиях.

Есть следующая функция, способная извлекать из организма углекислый газ и использованные вещества.

Регуляция работы сердца

  • Имеет место два вида регуляторной способности для сердца – это гуморальная и нервная регуляция.
  • Некоторые электролиты, гормоны, высокоактивные вещества, которые обладают гуморальной регуляции на сердце. Медиатор адреналин оказывает стимулирующие действие (усиливает работу сердечной деятельности) как в не большом, так и малых дозах.
  • Многие электролиты влияют на автоматию сердца, а именно на сердечную мышцу и проводящую систему сердца. Дефицит таких ионов, как калий, способствует уменьшению силы сердечных сокращений и соответственно их частоты, скорости снижения распределения возбуждения по системе проводимости, но приводит в фазе расслабления.
  • По характеристическим особенностям избыток ионов калия схож с эффектом вагуса. Противоположное действие оказывает избыток ионов калия. В дальнейшем это может привести к гибели больного в следствии остановки сердца с недостаточностью диастолы миокарда, в целом ионы, усиливающие сердечную деятельность, имеют определенное соотношение в периферической крови.
  • Температура тоже обладает стимулирующим действием на сердечную ткань, так при воздействии тепла на синокаротидную зону приводит к увеличению работы сердца, а при холоде уменьшению.
  • Нервная регуляция обеспечивается вагусом –это парасимпатическая нервная система, и симпатическая нервная система, соответственно вагус или блуждающий нерв способствует замедлению сердечной активности (силы, частота, ритм, возбуждение, проведение), а симпатическая нервная система наоборот увеличению сердечной деятельности.

В местах прохождения артериол в капилляры есть кольцевые гладкомышечные волокна. В пассивном виде органа две третьих капилляр заперты. В активном множество капилляр открыты и происходит кровообращение органа.

В стрессовых ситуациях обильное кровоснабжение происходит, воздействуя сразу на все органы, открываются капилляры. Если наблюдается резкое падение артериального давления, то в открытые капилляры кровь не потечет.

Чтобы не падало давление происходит:

  • Стеноз сосудов;
  • Увеличение сердечной активности;
  • Циркуляция крови благодаря венам в состоянии покоя при 70 — 80%.

Какие нервы усиливают и тормозят работу сердца?

Усиление функциональной активности сердца и стеноз сосудов обладают симпатическая нервная система и гормон адреналин.

Торможение функции сердца обладает парасимпатическая нервная система и медиатор ацетилхолин.

Как усилить работу сердца?

Существует множество способов по усилению сердечной деятельности. Вещества, усиливающие работу сердца − адреналин и симпатические нервы.

Методы, позволяющие усиливать работу сердца:

  1. Активность. Чем больше двигается человек, тем лучше будет работать сердце.
  2. Регулярное измерение артериального давления. Люди с возрастом должны посещать врача по возможности два раза в год, а то и больше. Уровень не превышающий норму составляет 140/90.
  3. Ограничение соленой пищи. Ограничение соли не значит отказ, но в норме употреблять соль в день лучше всего чайную ложку или 5 г.
  4. Отказаться полностью от вредных привычек. Курить бросить можно в любом возрасте, это никак не повлияет на обмен веществ организма.

Рекомендации – физические нагрузки, диета

При плохо работающем сердце есть риск возникновению сердечной недостаточности или к приведению ухудшения состояния человека, слабость, усталость и частое головокружение. Для этого можно укрепить сердце, если каждый день выполнять физические упражнения и придерживаться правильного питания.

Продукты питания, укрепляющие сердце:

  • Рыба. В ней находятся много омега-три жирных кислот. Обязательно следует включить в рацион к употреблению один или два раза в неделю, например, лососевые виды рыб, тресковые,
  • Орехи. В них тоже имеются омега-три жирные кислоты, элементы клетчатки, незаменимые аминокислоты, такие как аргинин, токоферолы. Клетчатка и фитостеролы обладают антиатерогенными действиями за счет снижения уровня холестерина, а токоферолы обладают защитными свойствами. Но многокаллорийные, следует придерживаться определенной меры.
  • Ягоды. Необходимо употреблять около ста пятидесяти грамм ягод. Например, в ежевике, клубнике и чернике содержится много фитонутриентов, которые способствует снижению уровню артериального давления.
  • Также можно есть темный шоколад, красное и белое вино в умеренном количестве в них содержатся полифенолы, защищающие сердечную ткань от неоплазий.
  • Овощи. В таких овощах как перец, морковь, свекла, огурец, репа содержится много каротеноидов и флавоноидов, они помогаю при ослаблении сердечной деятельности, называемой как сердечная недостаточность.
    Обязательно в рацион включить продукты с бета-каротином или астаксантином такие как, тыквенные, кабачковые, культуры, морковь, перец, стручковая фасоль, свекла имеет тоже каротины.
  • Авокадо. В данном продукте находятся мононенасыщенные жиры, обладающие антиатерогенным действием.

Не стоит употреблять такие продукты питания в которых содержатся транс жиры, они могут привести к распространению хронических заболеваний, трансжиры находятся в маргарине, выпечке.

Еще один метод который необходим для улучшения деятельности сердца – физические нагрузки:

  1. Растяжка.
  2. Аэробика.
  3. Беговые упражнения.
  4. Плавание.
  5. Ходьба на лыжах, катание на велосипеде или коньках.

Итог: сердце – центральный орган сердечно-сосудистой системы, обеспечивающий кровью многие системы и органы в целом, свойствами сердца являются проводимость, возбудимость, рефрактерность, сократимость, регулируется работа сердца различными сложными системами как гуморальной, так и нервной.

Функциями будут являться сократительная, эндокринная, информационная, усиливают работу сердца СНС и тормозный медиатор ацетилхолин, угнетают ПСНС, норадреналин и адреналин.

Можно также заниматься тяжелыми нагрузками, поднимать гантели так как при этом происходит сокращение мышц. Тяжелые физические нагрузки влияют на здоровье человека. Но рекомендации по силовым нагрузкам вам может посоветовать только врач, чтобы не привлечь к более серьезным травмам.

Ведите здоровый образ жизни. Исключите стрессы из вашей жизни либо пробуйте делать дыхательные упражнения, массаж при стрессовых ситуациях, старайтесь воздерживаться от перенапряжения.

Больше смейтесь, для этого можно читать юмористичные книги или смотреть комедийные фильмы, проводите время с компанией хороших людей.

Сон должен быть по семь, восемь часов в ночь. Если он будет составлять более девяти или менее шести часов – это способствует риску развития сердечных заболеваний. Нормализованный сон придает человеку энергию и бодрствование.

Работа сердца

Биология человека

Учебник для 8 класса

Сердечный цикл. Наше сердце постоянно в работе. Ученые подсчитали, что за сутки оно расходует количество энергии, достаточное для поднятия груза в 900 кг на высоту 14 м. А ведь оно работает непрерывно 70—80 лет и более! В чем же секрет его неутомимости?

Во многом это объясняется особенностями работы сердца. Она состоит в последовательном сокращении и расслаблении с короткими промежутками для отдыха. В одном сердечном цикле можно выделить три фазы. Во время первой фазы, которая у взрослого человека длится 0,1с. сокращаются предсердия, а желудочки находятся в расслабленном состоянии. За ней следует вторая фаза (она более продолжительная — 0.3 с): желудочки сокращаются, а предсердия расслаблены. После этого наступает третья, заключительная фаза — пауза, во время которой происходит общее расслабление сердца. Ее продолжительность 0,4 с. Весь сердечный цикл занимает 0,8 с. Вы видите, что в течение одного сердечного цикла предсердия тратят на работу примерно 12,5% времени сердечного цикла, а желудочки — 37,5%. Остальное время, а это 50%, сердце отдыхает. В этом секрет долголетия сердца, удивительной его работоспособности. Небольшие промежутки отдыха, следующие за каждым сокращением, дают возможность сердечной мышце отдохнуть и восстановить силы.

Еще одна причина высокой работоспособности сердца — обильное его кровоснабжение: в состоянии покоя в него подается 250—300 см3 крови в минуту, а при тяжелой физической работе — до 2 тыс. см3.

Регуляция работы сердца. Сердце сокращается (работает) на протяжении всей жизни человека — во время работы, отдыха, сна. Обычно мы не думаем о нем, оно сокращается помимо нашего сознания. Мы не можем управлять функциями сердца. В сердечной мышце есть особые клетки, в которых возникает возбуждение. Оно передается предсердиям и желудочкам, вызывая их ритмические сокращения. Эти клетки, их отростки и образованные ими узлы образуют проводящую систему сердца. Самопроизвольные сокращения сердца называют автоматией сердца.

Но сердце работает не всегда одинаково. При волнении, физической работе, занятиях спортом частота сердечных сокращений увеличивается, а во время сна — уменьшается.

Регулирует работу сердца вегетативная нервная система. К сердцу подходят парасимпатические и симпатические спинномозговые нервы. По парасимпатическим нервам поступают импульсы, замедляющие и ослабляющие сокращения сердца, а по симпатическим — учащающие и усиливающие их. Все изменения в работе сердца носят рефлекторный характер.

Но не только нервная система влияет на работу сердца. На нее влияют и некоторые гормоны надпочечников. Например, адреналин усиливает частоту сердцебиения.

  • Сердечный ритм меняется с возрастом. У новорожденного частота сердечных сокращений достигает 125 ударов в минуту. К трем годам сердечный ритм снижается до 100 ударов, к 5 годам — до 90 ударов и, наконец, к 16 годам — до 75 ударов в минуту. Тренированные сердца спортсменов отличаются повышенным выбросом крови, и поэтому в спокойном состоянии они бьются реже, чем у нетренированных людей. Например, у бегунов на короткие дистанции (спринтеров) частота сердечных сокращений в покое составляет 66 ударов в минуту, а у марафонцев и вовсе — 44 удара в минуту.
  • В течение жизни человека сердце, не останавливаясь ни на мгновение, совершает колоссальную работу. За день сердце человека сокращается не менее 100 тыс. раз. Если прожить 70 лет, то за эти годы сердце сократится 3 млрд раз! И ведь это без «ремонта, замены частей, смазки» и т. п. Назовите какой-либо механизм, созданный человеком, который способен так же работать! А ведь сердце не работает вхолостую. Оно качает кровь: через него проходит 700 литров крови за час, а за 70 лет — 175 млн литров! Чтобы так интенсивно трудиться, сердечная мышца должна получать с кровью много кислорода и питательных веществ.

Проверьте свои знания

  1. В чем причины огромной трудоспособности сердца?
  2. Какие фазы можно выделить в работе сердца?
  3. Что происходит с предсердиями и желудочками в первую фазу?
  4. В какую фазу желудочки сокращаются, а предсердия расслаблены?
  5. Сколько времени длится пауза?
  6. Сколько процентов времени в сердечном цикле сердце отдыхает?
  7. В чем суть автоматизма сердца?
  8. Как регулируется работа сердца?

Подумайте

Какое значение для работоспособности сердца имеет его обильное кровоснабжение?

В одном сердечном цикле выделяют три фазы: сокращение предсердий, сокращение желудочков и общее расслабление сердца. Ритмичность работы (чередование работы и отдыха) и обильное кровоснабжение обеспечивают высокую работоспособность сердца.