Урок 34. Сердечный цикл. Регулярная работа сердца

Цели урока: сформировать знания о работе сердца, сердечном цикле, показать взаимосвязь строения и функций сердца.

Оборудование: портрет А. Везалия, карточки для индивидуальной работы, табли­ца «Фазы работы сердца»

Ход урока

I.    Организационный момент

II.  Актуализация опорных знаний

1.     На схеме «Строение сердца» с помощью кальки обозначьте цифрами:

1)     Трехстворчатый клапан;

2)     Двухстворчатый клапан;

3)     Сухожильные нити;

4)     Правый желудочек;

5)     Полулунный клапан аорты;

6)     Правое предсердие;

7)     Полулунный клапан легочного ствола;

8)     Нижняя полая вена;

9)     Верхняя полая вена;

10)  Аорта;

11)  Легочные вены;

12)  Легочные артерии;

13)  Межжелудочковая перегородка;

14)  Левое предсердие;

15)  Левый желудочек;

16)  Сосочковые мышцы.

Для остальных учащихся можно предложить следующую работу.

Решите задачу: Сколько метров крови перекачивает сердце человека за 1 час и за 1 сутки, если оно сокращается в среднем 70 раз в минуту, выбрасывая при каждом сокращении из двух желудочков 150 см³ крови? {Ответ: 630 и 15120 л.)

III.         Изучение новой темы

1.     Постановка проблемы (1).

На прошлом занятии мы с вами охарактеризовали сердце как удивительный орган

-       насос, который неутомимо работает в течение всей жизни, без остановки и ремон­та. Но поверите ли вы, что наше сердце половину жизни отдыхает!

Действительно ли это так, если мы знаем, что при остановке сердца прекращается движение крови, следовательно, прекращается и жизнь?

2.     Сердечные циклы.

Для ответа на этот вопрос мы с вами обратимся к статье учебника на с. 62 (Батуев

А.С.; Колесов Д.В. и др. с. 112) «Сердечный цикл» и заполним в тетради таблицу «Фазы сердечного цикла».

 

Запомните, створчатые клапаны всегда открыты, кроме фазы сокращения желу­дочков, полулунные - всегда закрыты, кроме фазы сокращения желудочков.

►           Сердечная мышца сокращается четко и точно 60-70 раз в минуту. Промежутки между сокращениями их продолжительность абсолютно точны. Именно в особен­ностях сердечного цикла заключена способность сохранения рабочей активности сердца, его неутомимости в течение всей жизни. Но частота сердечных сокращений зависит от характера деятельности человека. При физической нагрузке или во вре­мя спортивных занятий частота сердечных сокращений увеличивается за счет со­кращения паузы, или общего расслабления. Различна частота сокращений сердца у детей и взрослых: у детей до года - 100-200 ударов в мин, в 10 лет - 90, в 20 и старше

-       60-70, после 60 лет число сокращений учащается и доходит до 90-95.

Во время своей деятельности сердце, как и все остальные органы, совершает ра­боту. Вы уже сегодня в начале урока производили расчеты и сами убедились в том, что количество перекачиваемой крови через сердце очень велико. Кровью, которую перекачивает сердце в течение жизни человека, можно наполнить 4375 железнодо­рожных цистерн. А если бы сердце перекачивало не кровь, а воду, то из перекачен­ной им воды за 70 лет можно было бы создать озеро глубиной 2,5 м, шириной 7 км и длиной 10 км.

Работа сердца очень значительна. Так, при одном его ударе совершается работа, с помощью которой можно поднять груз в 200 г на высоту 1 м. За 1 мин сердце подня­ло бы этот груз на 70 м, т. е. на высоту почти двадцатиэтажного дома. Если бы можно было использовать работу сердца, то за 8 ч удалось бы поднять человека на высоту здания Московского университета (около 2450 м), а на 30-31 день на вершины Джо­молунгмы - высочайшую точку земного шара (8848 м)! (Или работа сердца в сутки равна 170-180 тыс.кДж и приравнивается работе подъемного крана, поднимающего груз, равный 1 т на высоту 5-этажного дома.)

3.          Постановка проблемы (2).

С очень давних времен люди пытались познать свой организм, интересовались функциями различных органов и, конечно, работой сердца. Нет почти ни одного мыслителя древнего мира, который не затрагивал бы этих вопросов. Среди ярких имен эпохи Возрождения видное место занимает имя Андрея Везалия - врача, осно­вателя научной анатомии. Своим трудом «О строении человеческого тела», издан­ным в 1543 г., Везалий положил начало современной анатомии. Достаточно сказать, что он вскрыл 200 ошибок Галена, выдающегося римского мыслителя и врача (II в.), чем нанес смертельный удар его учению.

Блестящие исследования Везалий привели его к столкновению с католической церковью. Доведенный своими врагами до отчаяния, он прекратил научную де­ятельность в Италии, сжег свои рукописи и стал придворным врачом в Мадриде, где и произошло событие, послужившее поводом для суда инквизиции над гениальным анатомом.

Однажды Везалий вскрывал труп, чтобы установить причину его смерти. Каков же был ужас его и всех присутствующих, когда после вскрытия грудной клетки тру­па они увидели слабо сокращающееся сердце! Инквизиция обвинила Везалия во вскрытии живого человека и приговорила к паломничеству в Палестину, из кото­рого он не вернулся.

Но почему же все-таки сокращалось сердце трупа? Неужели такой выдающийся врач, каким был Андрей Везалий, принял за мертвеца живого человека? Ответить на этот вопрос не мог никто, даже сам Везалий, ведь уровень знаний той эпохи был еще очень низок. Ответ на него человечество получило лишь только через три столетия.

-            Как объяснить роковой случай с Везалием?

Ребята обсуждают в группах, предлагают свои версии. Подсказки для учащихся.

1.          Сердце животных, например, лягушки, можно долго сохранять работающим в физиологическом растворе для холоднокровных. При этом последователь­ность сокращений отделов сердца сохраняется.

2.          Также можно сохранить изолированным сердце и у теплокровных, хотя состав физиологического раствора для них несколько иной.

3.          Если сердце лягушки разрезать на части - отдельные его части также будут сокращаться.

Ответ. Эти факты свидетельствуют о том, что сердце имеет собственный «встро­енный» в него механизм, возбуждающий сокращения мышечных волокон.

В сердце кроме обычных мышечных волокон есть скопления клеток и другого типа. Эти уклейки очень возбудимы. Их особенность заключается в том, что они об­ладают автоматизмом, т. е. возбуждение возникает в них самих, а не приходит из других участков нервной системы. В сердце есть два таких скопления клеток, или,

как их называют, узлами: одно - в правом предсердии, у места впадения верхней полой вены (синоатриальный, или синусо-предсердный, узел), другое - в том же предсердии, но у перегородки, отделяющей предсердие от желудочка (атриовентри­кулярный, или предсердно-желудочковый, узел).

Синоатриальный узел называют водителям сердечного ритма, так как именно в нем зарождается каждая волна возбуждения, которая в свою очередь служит стимулом для возникновения следующей волны. Раз начавшись, сокращение распространя­ется по стенкам предсердия через сеть сердечных мышечных волокон со скоростью

1  м/с. Этот участок сердца последним перестает биться при остановке сердца.

Мышечные волокна предсердий и желудочков полностью разделены соедини­тельнотканной предсердно-желудочковой перегородкой, и связь между ними осу­ществляется лишь в атриовентрикулярном узле.

От него отходит пучок специализированных волокон - путь, по которому волна возбуждения передается от предсердий к желудочкам. Передача импульсов от сино­атриального узла к атриовентрикулярному происходит с задержкой, составляющей около 0,15 г, благодаря чему систола предсердий заканчивается раньше, чем начи­нается систола желудочков.

Атриовентрикулярный пучок переходит в пучок Гиса, который состоит из видо­измененных мышечных сердечных волокон, и от которого отходят более тонкие веточки - волокна Пуркинье. Импульсы проходят по пучку со скоростью 5 м/с и распространяются по всему миокарду желудочков. Оба желудочка сокращаются, причем волна их сокращения начинается в верхушке сердца и распространяется вверх, выталкивая кровь из желудочков в артерии, которые отходят от сердца вер­тикально вверх.

Таким образом, ритм работы сердца обусловлен ритмом возникающих в синоат­риальном и атриовентрикулярном узлах волн возбуждения. И если удается сохра­нить жизнь извлеченного из организма сердца или оживить сердце трупа, то это в первую очередь связано с сохранением или пробуждением деятельности тех учас­тков сердца, где есть узлы. Вот здесь-то и кроется разгадка секрета работы изоли­рованного сердца. Иногда у человека после смерти автоматическая деятельность сердечных узлов в слабом виде сохраняется еще некоторое время. Это бывает очень редко; Везалии, видимо, при вскрытии трупа натолкнулся именно на такой случай. Но ни он, ни его современники ничего не знали о сердечных узлах и об их автома­тической деятельности.

-             Какими основными свойствами, определяющими ее непрерывную деятель­ность, обладает сердечная мышца?

Предполагаемый ответ: Основные свойства сердечной мышцы, определяющие ее непрерывную деятельность - это автоматия, возбудимость, сократимость и прово­димость.