"Биология. Человек и его здоровье", Никишов А.И., Богданов Н.А.
Сердце должно непрерывно снабжать органы кровью, но потребность организма в ней меняется: при беге она выше, чем во сне. Собственный источник ритма позволяет сердцу сокращаться без постоянных команд мозга, а проводящая система согласует работу его отделов. Нервные импульсы и вещества, переносимые кровью, меняют частоту и силу сокращений. Благодаря этим механизмам работа сердца подстраивается к состоянию организма.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Автоматия сердца — способность сердца самостоятельно вырабатывать ритмические возбуждения. Их источник — водители ритма, то есть особые клетки, задающие начало сердечного цикла. Благодаря автоматии сердце может сокращаться без команды мозга на каждое отдельное движение.
Проводящая система сердца — совокупность специализированных клеток, по которым возбуждение распространяется по сердечной мышце. Оно проходит от водителя ритма к предсердиям, а затем к желудочкам. Такая последовательность нужна, чтобы отделы сокращались согласованно и кровь двигалась в правильном направлении.
Нервная регуляция — изменение работы сердца под влиянием импульсов вегетативной нервной системы, которая регулирует деятельность внутренних органов. Симпатические нервы обычно учащают и усиливают сокращения, а парасимпатические замедляют их. Это позволяет быстро менять работу сердца в ответ на изменения состояния организма.
Гуморальная регуляция — изменение работы сердца под действием веществ, которые поступают к нему с кровью. На сердцебиение влияют, например, адреналин и некоторые соли. Гуморальный сигнал переносится кровью, поэтому действует не как отдельный нервный импульс.
Возбуждение в сердце появляется благодаря клеткам водителя ритма, поэтому сердце способно работать даже без постоянных команд извне. Затем по проводящей системе сигнал распространяется по сердечной мышце. Сначала возбуждаются и сокращаются предсердия, проталкивая кровь в желудочки. После этого сокращаются желудочки и выталкивают кровь в сосуды, а такая очерёдность делает работу сердца эффективной.
Работу сердца регулируют нервные центры продолговатого мозга. Они получают сведения от рецепторов — чувствительных клеток, реагирующих на изменения внутри организма. Рецепторы могут сообщать об изменении давления, состава крови или работе внутренних органов. Получив информацию, центр посылает импульсы по вегетативным нервам и меняет частоту либо силу сокращений.
Симпатические нервы помогают сердцу быстрее снабжать органы кровью: они обычно учащают и усиливают сокращения. Парасимпатические нервы, прежде всего блуждающий нерв, действуют противоположно и замедляют работу сердца. Это нужно, чтобы в покое сердце не работало с такой интенсивностью, как при нагрузке. Противоположные влияния позволяют организму гибко регулировать ритм, а не только ускорять его.
Рецепторы сосудов и внутренних органов участвуют в рефлекторной регуляции: они воспринимают изменение и передают сигнал нервным центрам. Например, при снижении давления организм может усилить нервное влияние, учащающее сердцебиение, чтобы поддержать кровоснабжение органов. При физической нагрузке сигналы от работающих мышц и изменения состава крови помогают перестроить работу сердца. Эмоции тоже способны вызвать такую перестройку, потому что состояние организма отражается на работе нервных центров.
К сердцу с кровью поступают гормоны и другие активные вещества, поэтому его работа зависит не только от нервных импульсов. Адреналин, выделяемый надпочечниками, обычно увеличивает частоту и силу сокращений. Изменения содержания некоторых солей в крови также могут влиять на сердечный ритм. Совместное действие нервной и гуморальной регуляции помогает сердцу усилить работу при нагрузке, а после её прекращения постепенно вернуться к состоянию покоя.
| Вид регуляции | Источник воздействия | Путь или фактор воздействия | Основной эффект | Пример ситуации |
|---|---|---|---|---|
| Автоматическая регуляция | Клетки водителя ритма | Возбуждение распространяется по проводящей системе | Создаёт ритм и последовательность сокращений | Сердце сокращается в покое |
| Нервная регуляция | Нервные центры и рецепторы | Импульсы по симпатическим и парасимпатическим нервам | Меняет частоту и силу сокращений | Изменение пульса при стрессе |
| Гуморальная регуляция | Гормоны и соли в крови | Вещества переносятся кровью к сердцу | Изменяет работу сердечной мышцы | Действие адреналина при нагрузке |
| Совместное действие механизмов | Нервная система и вещества крови | Нервные импульсы и переносимые кровью вещества | Согласует работу сердца с потребностями организма | Ускорение пульса во время бега |
Сначала определите, откуда поступает воздействие: из клеток самого сердца, по нервам или с кровью. Затем проследите, как оно достигает сердца и меняет его работу. В реальной ситуации несколько механизмов часто действуют вместе.
Задача. При раздражении блуждающего нерва частота сердечных сокращений уменьшилась. Определите направление действия этого нерва и объясните результат.
Ответ. Блуждающий нерв оказывает тормозящее, замедляющее влияние на сердце. Он не прекращает автоматическую работу сердца, а снижает частоту её ритма. Так организм может уменьшить интенсивность работы сердца, когда в ней нет повышенной потребности.
Задача. Во время бега у человека увеличились частота и сила сердечных сокращений. Назовите нервные и гуморальные механизмы, обеспечивающие эту реакцию.
Ответ. Реакцию обеспечивают совместно симпатическая нервная система и гуморальное действие адреналина. Сердце сокращается чаще и сильнее, увеличивая доставку крови к работающим мышцам. После прекращения бега потребность в усиленном кровотоке уменьшается, и регуляция возвращает сердце к работе в покое.
Задача. После внезапного снижения артериального давления пульс участился. Объясните последовательность регуляторных событий от восприятия изменения до восстановления кровоснабжения органов.
Ответ. Это пример рефлекторной регуляции: рецептор обнаруживает изменение, нервный центр обрабатывает сигнал, а нервы передают ответ сердцу. Учащение пульса — часть реакции, помогающей компенсировать падение давления. Так поддерживается постоянство внутренней среды организма.
Считать, что сердце работает только под управлением мозга, — значит забывать об автоматии. Так думают, потому что нервная система действительно меняет сердцебиение, но это не означает, что она создаёт каждый ритм. Проверьте себя вопросом: есть ли в сердце собственный источник возбуждений? Да, поэтому нервная регуляция изменяет работу сердца, а не запускает каждое сокращение.
Путать действия симпатических и парасимпатических нервов легко, если запомнить только, что оба отдела влияют на сердце. Симпатические влияния обычно ускоряют и усиливают сокращения, а парасимпатические замедляют их. Проверяйте ответ по направлению изменения: учащение сердцебиения обычно связано с симпатическим влиянием, замедление — с парасимпатическим.
Объяснять гуморальную регуляцию нервными импульсами — значит смешивать два разных пути передачи сигнала. Нервное воздействие идёт по нервам, а гуморальное — с кровью в виде гормонов и других веществ. Если в объяснении назван адреналин, спросите себя, как он достигает сердца: его переносит кровь, поэтому речь идёт о гуморальном влиянии.
Утверждать, что при любой нагрузке меняется только частота сокращений, — неполное объяснение. Сердце может сокращаться также сильнее, а объём перекачиваемой за минуту крови увеличивается. Эту ошибку допускают, сосредоточившись на пульсе; для проверки учитывайте и силу сокращений, и общий кровоток.
Чтобы разобраться в регуляции сердца, нужно знать его строение, сердечный цикл и путь крови по кругам кровообращения. Помогают также знания о нервной системе и рефлексе: рецептор воспринимает изменение, нервный центр обрабатывает информацию, а исполнительный орган отвечает. Позже эти представления пригодятся при изучении эндокринной системы и поддержания постоянства внутренней среды. В повседневной жизни они помогают объяснить изменения пульса при нагрузке, стрессе, смене положения тела и приёме лекарств.
Почему сердце продолжает сокращаться после прекращения связи с мозгом?
В сердце есть клетки, которые сами создают ритмические возбуждения. Это свойство называется автоматией. Мозг не запускает каждое сокращение, а регулирует работу сердца.
Какой отдел нервной системы ускоряет работу сердца?
Обычно работу сердца ускоряет симпатический отдел вегетативной нервной системы. Его импульсы делают сокращения чаще и сильнее. Похожий эффект оказывает адреналин.
Почему при физической нагрузке учащается пульс?
Работающим мышцам требуется больше кислорода и питательных веществ, поэтому к ним нужно доставлять больше крови. Нервные сигналы и гормоны усиливают и учащают сокращения сердца. Так увеличивается объём крови, который оно перекачивает за минуту.
Чем нервная регуляция отличается от гуморальной?
При нервной регуляции воздействие передаётся импульсами по вегетативным нервам. При гуморальной регуляции вещества, например гормоны и соли, поступают к сердцу с кровью. Оба способа могут действовать одновременно.
Можно ли сознательно полностью остановить или ускорить работу сердца?
Нельзя волевым усилием полностью остановить сердце или напрямую задать ему нужный ритм. Его автоматия и регуляция вегетативной нервной системой работают независимо от сознательного контроля. Однако дыхание, движение и эмоциональное состояние могут косвенно влиять на сердцебиение.
26. Регуляция работы сердца
