Serce jako pompa mięśniowa(1).doc

Serce jako pompa mięśniowa:
Dla większości ludzi serce stanowi symbol miłości i uczucia. Lecz czy rzeczywiście wygląda ono tak, jak często przedstawiane jest na rysunkach czy wycinane na drzewach i ławkach czy też malowane na murach?
Jedną z możliwych odpowiedzi jest stwierdzenie, że serce jest pompą ssąco-tłoczącą, przepompowującą krew do wszystkich narządów i dzięki temu utrzymującą cały organizm przy życiu.
Aby w przybliżeniu wyobrazić sobie kształt serca, trzeba spojrzeć na własną prawą pięść. to co się zobaczy, odpowiada właśnie zarysowi serca. Jego waga wynosi około 280-340 g u mężczyzn i 230-280 g u kobiet.
Kolejną rozbieżnością między popularnie przyjętymi poglądami, a rzeczywistym obrazem, jest położenie serca w klatce piersiowej. Większość z zapytanych osób wskazałaby, jako jego lokalizację, lewą stronę ciała, co nie odpowiada prawdzie. Serce znajduje się bowiem prawie dokładnie pośrodku klatki piersiowej, częściowo za mostkiem, w okolicy zwanej śródpiersiem, pomiędzy płucami, ze szczytem pochylonym ku prawej stronie ciała, a koniuszkiem ku lewej.
Serce utworzone jest głównie z mięśnia zwanego mięśniem sercowym. Mięsień ten otoczony jest od zewnątrz i wewnątrz przez dwie cienkie, zabezpieczające blaszki, z których zewnętrzna nosi nazwą nasierdzia (epicardium), a wewnętrzna wsierdzia (endocardium). Wnętrze serca podzielone jest na cztery przestrzenie. Dwie z nich, większe, leżące od dołu, tworzą prawą i lewą (zgodnie ze stronami ciała) komorę. Przed każdą z nich od góry znajduje się po jednej mniejszej jamie nazwanej odpowiednio prawym i lewym przedsionkiem. Sciany oddzielające od siebie przedsionek i komorę noszą nazwę przegród przedsionkowo-komorowych, w których zlokalizowane są ujścia przedsionkowo-komorowe umożliwiające przepływ krwi z przedsionków do komór.
Cykl pracy serca składa się z dwóch faz: fazy skurczu i fazy rozkurczu. w fazie skurczu następuje wypchnięcie krwi z komory na obwód, a w fazie rozkurczu ich wypełnienie napływającą krwią. Powiedziano powyżej, że serce jest pompą ssąco-tłoczącą, ale na temat ten nie ma zgodności poglądów. Dyskutowane są bowiem własności ssące serca. Działanie ssące może być bowiem jedynie następstwem ujemnego ciśnienia w klatce piersiowej (niższego od ciśnienia atmosferycznego) ułatwiającego napływ krwi do serca.

Co to jest układ krążenia:
Serce, tętnice, żyły oraz naczynia włosowate tworzą zamknięty układ, zwany układem krążenia, w którym płynie krew. Tętnice, w miarę oddalania się od serca, dzielą się na coraz drobniejsze, a żyły w miarę zbliżania się do serca, są coraz szersze wskutek łączenia się mniejszych żył. Tętnice zbudowane są z trzech warstw zwanych błoną wewnętrzną (intima), środkową (media) i zewnętrzną (adventitia). Błona wewnętrzna od strony światła naczynia pokryta jest szczelnym, gładkim śródbłonkiem, stanowiącym warstwę ochronną ściany naczynia i posiadającą właściwości uniemożliwiające krzepnięcie krwi w naczyniu. Ściana tętnicy posiada liczne włókna mięśniowe umożliwiające jej skurcz i rozkurcz, co odgrywa istotną rolę w przepływie krwi, oraz włókna kolagenu i elastyny zapewniające elastyczność ściany tętnicy. Drobne tętnice zawierają znacznie więcej włókien mięśniowych niż duże tętnice. Umożliwia to poprzez skurcz naczynia stwarzanie oporu dla przepływającej krwi i utrzymanie właściwego ciśnienia tętniczego na obwodzie daleko od serca. Naczynia kapilarne zawierają już jedynie warstwę sródbłonka otoczoną tkanką łączną - dzięki tej bezpośredniej niemal styczności krwi z poszczególną komórką, w układzie tym dochodzi do wymiany gazów i substancji odżywczych oraz produktów przemiany materii między krwią a komórką. Układ żylny zbiera natomiast krew z kapilarów i odporowadza ją do serca.

Jak i dlaczego płynie krew?
Aby zrozumieć jak funkcjonuje cały układ krążenia i dlaczego krew płynie tylko w jednym kierunku, nawet wbrew siłom ciężkości, prześledźmy całą jej drogę w ciele człowieka.

Zacznijmy tę podróż od lewej komory serca, która w następstwie skurczu wypycha całą krew zawartą w niej na obwód do aorty. w lewej komorze, w miejscu, przez które wpływa krew z lewego przedsionka do lewej komory znajduje się zastawka dwudzielna zwana też mitralną (nazwa jej pochodzi od dwóch płatków, z jakich jest zbudowana), a w miejscu, przez które wypływa krew z lewej komory do aorty znajduje się zastawka półksiężycowata aorty. Obie te zastawki odpowiednio zamykając się i otwierając warunkują prawidłowy przepływ krwi. w chwili bowiem napełniania krwią lewej komory zastawka dwudzielna jest otwarta, a półksiężycowata zamknięta. Rozpoczęcie skurczu komory powoduje najpierw zamknięcie zastawki dwudzielnej uniemożliwiającej cofnięcie się krwi do przedsionka, a następnie, kiedy ciśnienie w komorze przewyższy ciśnienie w aorcie otwarcie zastawek półksiężycowatych i wypchnięcie krwi do aorty. Kiedy ciśnienie w aorcie przewyższy ciśnienie panujące w lewej komorze serca, zamyka się zastawka półksiężycowata aorty, a rozpoczynający się rozkurcz komory powoduje otwarcie zastawki dwudzielnej i napływ krwi z lewego przedsionka.

Wypchnięta z dużą szybkością krew do aorty powoduje jej rozszerzenie się i rozciągnięcie zawartych w jej ścianach włókien elastycznych i mięśniowych. Powoduje to więc przekształcenie energii kinetycznej, zależnej od siły skurczu wypychającego krew z komory, w energię potencjalną rozszerzonej tętnicy. Dzięki tej elastyczności i zawartej w niej energii aorta ma możność ponownego przywrócenia swej pierwotnej objętości co wspomaga dalszy przepływ krwi do następnego odcinka tętnicy, który z kolei rozszerza się wskutek napływu krwi. Przez układ tętnicy przechodzi więc pełzająca fala rozszerzenia a następnie zwężenia układu tętniczego, sprzyjająca dalszemu przesuwaniu krwi aż do drobnych tętniczek i wreszcie do naczynek włosowatych. Powyższa umiejętność rozszerzania się i zwężania tętnic powoduje, że w miarę oddalania się krwi od serca jej przepływ pierwotnie pulsujący, zależny od wyrzucania krwi przez komorę, zbliża się coraż bardziej do przepływu ciągłego.

Krew tętnicza jest żywo czerwona, zawiera dużą ilość tlenu powiązanego z hemoglobiną zawartą w krwinkach czerwonych, jak i pewne ilości tlenu rozpuszczonego we krwi oraz substancje odżywcze niezbędne dla życia i pracy komórek całego organizmu. w włosowatych naczyniach krwionośnych krew płynie już bardzo wolno, co w połączeniu z przedstawioną wyżej budową naczynia włosowatego umożliwia łatwą wymianę substancji zawartych we krwi i komórce, a więc oddanie komórce tlenu i składników odżywczych, a zabranie z komórki dwutlenku węgla i innych produktów przemiany materii.

Wypływająca więc z układu kapilarnego do żył krew jest już ciemna, pozbawiona tlenu. Krew ta płynie żylami systemowymi uchodzącymi do dwóch centralnych żył: żyły głównej górnej, zbierającej krew z górnej części ciała i z głowy oraz żyły głównej dolnej, do której spływa krew z części ciała położonej poniżej serca. Żyły pełnią w organiźmie rolę zbiornika pojemnościowego umożliwiającego przesuwanie bądź magazynowanie dużych objętości krwi poprzez małe zmiany ciśnienia, uzyskiwane w następstwie pobudzania mięśni gładkich ściany żył powodujących zmniejszenie ich światła.

Ciśnienie panujące w żyłach jest niższe niż w tętnicach; mechanizmem wspomagającym przepływ krwi w tych naczyniach jest działanie tzw. pompy mięśniowej. Otóż żyły biegnąc między warstwami mięśni np. w kończynach dolnych, ulegają uciskaniu podczas ich pracy, co sprzyja wypychaniu krwi z żył w stronę serca. Zabezpieczenie ruchu krwi tylko w jedną stronę, uniemożliwiające jej cofanie się, stanowią zastawki żylne. Zastawki te to fałdy błony wewnętrznej żył tułowia i kończyn.
Najliczniej występują one w kończynach dolnych, zapobiegając opadaniu krwi w pozycji stojącej. Wspomniany już aktywny wzrost ciśnienia na drodze zmniejszania światła naczynia w następstwie skurczu mięśni dodatkowo przeciwdziała cofaniu się i zaleganiu krwi w tej pozycji.

Jak już wspomniano, krew z całego organizmu zbiera się w dwóch żyłach głównych: górnej i dolnej. Obie te żyły wpadają do prawego przedsionka serca. Między prawym przedsionkiem i prawą komorą znajduje się trójpłatkowa zastawka, zwana zastawką trójdzielną, otwierająca się tylko w stronę komory.
Reguluje ona kierunek ruchu krwi, umożliwiając jej przepływ tylko z przedsionka do komory. Pod koniec fazy skurczu prawej komory następuje skurcz przedsionka, przesuwający do komory pozostałą ilość znajdującej się w nim krwi. w czasie napełniania się komory, podwyższający się poziom ciśnienia krwi unosi płatki zastawki trójdzielnej, powodując jej przymykanie się. Zastawka zamyka się podczas skurczu komory, gdy ciśnienie wywołane przez kurczący się mięsień komory przekroczy ciśnienie w przedsionku. Krew szukająca drogi odpływu owiera wtedy zastawkę półksiężycowatą tętnicy płucnej. Jest ona zbudowana z płatków półksiężycowatych i mieści się w miejscu przejścia komory w pień płucny. Do wypływu krwi dochodzi w momencie, gdy ciśnienie wewnątrz komory przewyższy ciśnienie panujące w tętnicy płucnej.

Pień płucny, stanowiący początek tzw. krwioobiegu małego, kończącego się w lewym przedsionku, w dalszym swoim przebiegu dzieli się na dwie tętnice płucne: prawą i lewą, które ulegają dalszemu podziałowi na jeszcze mniejsze gałęzie tętnicze przechodzą z kolei w naczynia oporowe, regulujące ciśnienie w łożysku naczyniowym płucnym. Kapilary, stanowiące element pośredni pomiędzy łożyskiem tętniczym a żylnym, oplatają pęcherzyki płucne, umożliwiając łatwą wymianę gazową między krwią przepływającą przez kapilary, a powietrzem zewnętrznym znajdującym się w tych pęcherzykach. Dwutlenek węgla ulega dyfuzji z krwią do wnętrza pęcherzyków, a tlen z wnętrza pęcherzyków do krwi. Jasno czerwona, utlenowana krew kapilarów przepływa dalej do czterech żył płucnych: dwóch prawych i dwóch lewych. Żyły te doprowadzają następnie krew do lewego przedsionka, skąd wpływa ona do lewej komory.

Jak widać z powyższego, układ składa się z dwóch podukładów: krążenia dużego, zapewniającego dopływ krwi do wszystkich komórek orgnizmu w celu dostarczenia im tlenu i składników odżywczych, a zabrania produktów przemiany materii i dwutlenku węgla, oraz z krążenia małego lub płucnego, którego głównym celem jest oddanie do płuc zabranego z tkanek dwutlenku węgla a pobranie z pęcherzyków płucnych do krwi tlenu. Wspomnieć tu jeszcze należy, że krew płynąca systemem krążenia dużego przepływa częściowo przez wątrobę i nerki, które mają niezmiernie istotne znaczenie w odtruwaniu ustroju z różnych substancji toksycznych zarówno pochodzących z zewnątrz, jak i wewnątrz ustrojowej przemiany materii i w utrzymaniu jego homestazy.

Dlaczego serce rytmicznie się kurczy:
Jak wiadomo, zdrowe serce pracuje rytmicznie bez przerwy, posiadając jednocześnie umiejętność przyspieszania swojego rytmu przy zwiększającym się zapotrzebowaniu organizmu na tlen i składniki odżywcze, np. w czasie wysiłku. Taką pracę serca zapewnia specjalny układ przewodzący, składający się z węzła zatokowo-przedsionkowego, węzła przedsionkowo-komorowego, pęczka Hisa i włókien Purkinjego.
Główną funkcję, pobudzającą serce do pracy, sprawuje węzeł zatokowo-przedsionkowy, zwany rozrusznikiem serca. to właśnie ten rozrusznik steruje częstością pracy serca poprzez wysyłanie odpowiednich impulsów elektrycznych do dalszych części układu przewodzącego serca. Znajduje się on w części środkowej szczytu prawego przedsionka w pobliżu miejsca ujścia do przedsionka żyły głównej górnej. Zbudowany jest on z włókien mięśniowych i nerwowych w kształcie pęczka. Impulsy wysyłane są przez węzeł w określonych odstępach czasu powodując skurcz mięśni przedsionka w sposób przypominający ruch fali, obejmującej najpierw ich szczyt, potem przesuwając się ku dołowi. Impuls elektryczny poprzez szlaki w mięśniu przedsionka dociera do następnej części układu przewodzącego, jakim jest węzeł przedsionkowo-komorowy. Węzeł ten zlokalizowany jest w pobliżu połączenia przegrody międzyprzedsionkowej z przegrodą międzykomorową. Jego budowa jest podobna do budowy rozrusznika serca. Pobudzony węzeł przesyła impuls dalej poprzez pęczek Hisa i włókna Pukinjego do poszczególnych komórek mięśnia komór, powodując ich skurcz.
Istnienie tego układu zabezpiecza rytmiczną pracę serca i zsynchronizowany skurcz najpierw mięśnia przedsionków, a następnie komór. w spoczynku serce kurczy się przeciętnie 60-70 razy na minutę. z taką przeciętną częstością wysyłane są impulsy przez rozrusznik sercowy. w przypadku, gdy zostanie on uszkodzony lub uniemożliwione zostaje przekazanie jego bodźców kolejnym ośrodkom układu przewodzącego, wtedy najwyższa z funkcjonujących "stacji" przejmuje rolę sterującą pracą serca. i tak węzeł przedsionkowo-komorowy czyni to z częstością około 50 razy na min., natomiast pęczek przedsionkowo-komorowy (Hisa) około 30 razy na minutę. Mechanizm ten ma na celu zabezpieczenie serca przed zatrzymaniem się w przypadku uszkodzenia części układu przewodzącego.

Układ przewodzący podlega wpływowi autonomicznego układu nerwowego, którego składowa, zwana układem sympatycznym lub adrenergicznym, wpływa przyspieszająco, a składowa parasympatyczna zwalniająco na czynność serca. Zwiększona aktywność układu sympatycznego poza wpływem na węzeł zatkowo- przedsionkowy, powodującym przyspieszanie serca, oddziaływuje także bezpośrednio na mięsień serca powodując wzrost jego kurczliwości. Oba te działania układu sympatycznego sprzyjają wzrostowi rzutu minutowego serca, a więc zwiększaniu ilości krwi przepompowywanej przez serce w ciągu minuty.

Pokrycie zwiększonego zapotrzebowania organizmu na tlen czy substancje odżywcze przez układ krążenia jest możliwe tylko dzięki automatycznemu unerwieniu serca, stwarzającemu mu duże możliwości adaptacyjne. w czasie wysiłku fizycznego, w następstwie pobudzenia nerwowego układu współczulnego, przyspiesza się częstość akcji, oraz zwiększa kurczliwość serca, a ponadto dzięki pompie mięśniowej, utworzonej przez pracujące mięśnie, zwiększa się napływ krwi do serca. Wszystkie te czynniki sprzyjają zwiększeniu rzutu minutowego serca. Dodatkowym czynnikiem sprzyjającym lepszemu ukrwieniu pracujących mięśni jest redystrybucja krwi polegająca na tym, że ilość krwi dostarczanej od niepracujących narządów jak np. żołądek, skóra itp. jest zmniejszona w następstwie skurczu odpowiednich tętnic. Po posiłku zachodzi natomiast proces odwrotny - ograniczony jest w tym samym mechanizmie dopływ krwi do niepracujących mięśni, a zwiększony do przewodu pokarmowego.

W każdej więc sytuacji, gdy organizm domaga się zwiększonej dostawy substancji odżywczych i tlenu, serce musi zwiększyć swoją i tak już olbrzymią pracę. Aby zdać sobie sprawę z ogromu tej pracy, można wyliczyć, że w ciągu życia serce kurczy się około 2,5 miliarda razy i...