Corazón humano

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Corazón
lat.  corazón

Corazón humano (imagen esquemática, sección frontal)

Ciclo cardíaco : el trabajo del corazón.
Sistema Circulación
suministro de sangre Arteria coronaria derecha Arteria coronaria izquierda
salida venosa gran vena del corazón, vena media del corazón, vena pequeña del corazón, venas anteriores del corazón, venas pequeñas, vena posterior del ventrículo izquierdo, vena oblicua de la aurícula izquierda
inervación
  • inervación simpática - ganglio simpático cervical, ganglio simpático torácico
  • inervación parasimpática - ramas superiores e inferiores cardinales del nervio vago.
Linfa ganglios linfáticos traqueobronquiales inferiores, ganglios linfáticos mediastínicos anteriores.
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El corazón humano ( latín  cor , griego ϰαρδία [kardia]) es un órgano muscular hueco en forma de cono que recibe sangre de los troncos venosos que fluyen hacia él y la bombea hacia las arterias que están adyacentes al corazón. La cavidad del corazón se divide en dos aurículas y dos ventrículos . La aurícula izquierda y el ventrículo izquierdo juntos forman el "corazón arterial", llamado así por el tipo de sangre que pasa a través de él, el ventrículo derecho y la aurícula derecha se combinan en el "corazón venoso", llamado según el mismo principio. La contracción del corazón se llama sístole y la relajación se llama diástole [B: 1] .

La forma del corazón no es la misma en diferentes personas. Está determinada por la edad, el género, el físico, la salud y otros factores. En modelos simplificados, se describe mediante una esfera, elipsoides, figuras de intersección de un paraboloide elíptico y un elipsoide triaxial. La medida de elongación (factor) de la forma es la relación de las dimensiones lineales longitudinales y transversales más grandes del corazón. Con un tipo de cuerpo hiperesténico, la proporción es cercana a la unidad y asténico, alrededor de 1.5. El largo del corazón de un adulto varía de 10 a 15 cm (generalmente 12-13 cm), el ancho en la base es de 8-11 cm (generalmente 9-10 cm) y el tamaño anteroposterior es de 5-8,5 cm (generalmente 6,5-7 cm) . El peso medio del corazón es de 332 g (de 274 a 385 g) en hombres y de 253 g (de 203 a 302 g) en mujeres [B: 2] .

Estructura anatómica del corazón

El corazón está ubicado en el tórax en el mediastino (según la clasificación anatómica o clínica de la división del mediastino, en el medio inferior o anterior, respectivamente) y está desplazado por el borde inferior izquierdo hacia el lado izquierdo, en el tan -llamado saco pericárdico - pericardio , que separa el corazón de otros órganos.

En relación con la línea media del cuerpo, el corazón está ubicado asimétricamente, aproximadamente 2/3 a la izquierda y aproximadamente 1/3 a la derecha. Dependiendo de la dirección de la proyección del eje longitudinal (desde la mitad de su base hasta el vértice) en la pared torácica anterior, se distingue una posición transversal, oblicua y vertical del corazón. La posición vertical es más común en personas con un pecho estrecho y largo , la posición transversal es más común en personas con un pecho ancho y corto [B: 3] .

El corazón consta de cuatro cavidades separadas llamadas cámaras: aurícula izquierda , aurícula derecha , ventrículo izquierdo , ventrículo derecho . Están separados por tabiques. La vena cava superior y la vena cava inferior entran en la aurícula derecha , y las venas pulmonares entran en la aurícula izquierda . Del ventrículo derecho y del ventrículo izquierdo, respectivamente, salen la arteria pulmonar (tronco pulmonar) y la aorta ascendente . El ventrículo derecho y la aurícula izquierda cierran la circulación pulmonar , el ventrículo izquierdo y la aurícula derecha cierran el gran círculo . El corazón está ubicado en la parte inferior del mediastino anterior, la mayor parte de su superficie anterior está cubierta por los pulmones con secciones de entrada de las venas cava y pulmonar, así como la aorta saliente y el tronco pulmonar. La cavidad pericárdica contiene una pequeña cantidad de líquido seroso [B:2] [B:4] .

La pared del ventrículo izquierdo es unas tres veces más gruesa que la pared del ventrículo derecho, ya que el izquierdo debe ser lo suficientemente fuerte como para empujar la sangre hacia la circulación sistémica de todo el cuerpo (la resistencia al flujo sanguíneo en la circulación sistémica es varias veces mayor , y la presión arterial es varias veces mayor que en la circulación pulmonar).

Existe la necesidad de mantener el flujo de sangre en una dirección, de lo contrario el corazón podría llenarse con la misma sangre que antes se enviaba a las arterias. Las responsables del flujo de sangre en una dirección son las válvulas, que en el momento apropiado se abren y cierran, dejando pasar la sangre o bloqueándola. La válvula entre la aurícula izquierda y el ventrículo izquierdo se llama válvula mitral o válvula bicúspide, ya que consta de dos pétalos. La válvula entre la aurícula derecha y el ventrículo derecho se llama válvula tricúspide  y consta de tres pétalos. El corazón también contiene las válvulas aórtica y pulmonar . Controlan el flujo de sangre de ambos ventrículos.

Abastecimiento de sangre

Cada célula del tejido del corazón debe tener un suministro constante de oxígeno y nutrientes. Este proceso lo proporciona la propia circulación sanguínea del corazón a través del sistema de sus vasos coronarios; se le conoce comúnmente como " circulación coronaria ". El nombre proviene de 2 arterias que, como una corona, trenzan el corazón. Las arterias coronarias nacen directamente de la aorta. Hasta el 20% de la sangre expulsada por el corazón pasa por el sistema coronario. Solo una porción tan poderosa de sangre enriquecida con oxígeno asegura el funcionamiento continuo de la bomba que da vida al cuerpo humano.

Inervación

El corazón recibe inervación sensorial, simpática y parasimpática. Las fibras simpáticas de los troncos simpáticos derecho e izquierdo , que pasan como parte de los nervios cardíacos, transmiten impulsos que aceleran la frecuencia cardíaca, expanden la luz de las arterias coronarias, y las fibras parasimpáticas conducen impulsos que ralentizan la frecuencia cardíaca y estrechan la luz de las arterias coronarias. las arterias coronarias Las fibras sensibles de los receptores de las paredes del corazón y sus vasos van como parte de los nervios a los centros correspondientes de la médula espinal y el cerebro.

Las fibras nerviosas simpáticas preganglionares se encuentran entre los segmentos torácicos superior 5 y 6 de la médula espinal y se conectan con las neuronas de segundo orden de los nódulos simpáticos cervicales. Como parte de los nervios cardíacos, estas fibras terminan en el corazón y en los grandes vasos. Las fibras parasimpáticas preganglionares comienzan en los núcleos motores posteriores del cerebelo y, como parte de las ramas del nervio vago, alcanzan el corazón y los grandes vasos. Aquí, las fibras forman sinapsis con neuronas de segundo orden ubicadas en los ganglios dentro de las mismas formaciones [1] .

Estructura histológica del corazón

La pared del corazón consta de tres capas: epicardio , miocardio y endocardio . El epicardio consiste en una placa delgada (no más de 0,3–0,7 mm) de tejido conectivo , el endocardio consiste en tejido epitelial y el miocardio está formado por músculo cardíaco estriado (un tipo de músculo estriado ).

Una célula miocárdica madura ( cardiomiocito ) tiene hasta 25 μm de diámetro y 100 μm de longitud. La célula tiene una estría estriada similar a una célula de músculo esquelético. Sin embargo, a diferencia de las miofibrillas esqueléticas multinucleadas , los cardiomiocitos tienen uno o dos núcleos ubicados en el centro de la célula. Alrededor de cada cardiomiocito existe un tejido conectivo rico en una red de capilares [1] .

El miocardio está densamente impregnado de vasos sanguíneos y fibras nerviosas, formando varios plexos nerviosos. Hay aproximadamente cuatro fibras nerviosas por capilar miocárdico [B:5] .

La membrana de las células miocárdicas se llama sarcolema . Una sección especial de la membrana está representada por un disco intercalado; esta es una característica distintiva del tejido del músculo cardíaco. Los discos intercalados son visibles a través de un microscopio convencional como líneas transversales de color oscuro que cruzan las cadenas de células cardíacas a intervalos irregulares. Los discos son puentes complejos que conectan las fibras cardíacas vecinas, formando una conexión estructural y eléctrica continua entre las células miocárdicas. Para satisfacer las enormes necesidades metabólicas del corazón y proporcionar fosfato de alta energía , las células miocárdicas reciben abundantes mitocondrias . Estos orgánulos están ubicados entre las miofibrillas individuales y ocupan aproximadamente el 35 % del volumen celular [1] .

Visión biofísica de la estructura del corazón

Desde el punto de vista de la cardiofísica , el corazón es un medio activo no homogéneo polimérico multicomponente de origen natural. La fina organización de la estructura de este ambiente asegura sus funciones biológicas básicas.

La estructura heterogénea del corazón, que subyace a su fina organización, ha sido repetidamente confirmada, primero con la ayuda de métodos de electrofisiología y luego con métodos de biología computacional .

Las propiedades de las ondas automáticas del tejido cardíaco han sido estudiadas activamente por la ciencia rusa y mundial durante más de medio siglo.

Una nueva visión científica de este objeto biológico permite un nuevo enfoque para resolver el problema de crear un corazón artificial: la tarea es establecer, basándose en las nanotecnologías modernas , la producción de un medio activo polimérico artificial con una función de autoonda similar [2] [ B: 6] .

Fisiología de la actividad cardíaca

Actividad cardiaca

Se acepta históricamente [B: 1] [B: 7] distinguir las siguientes propiedades fisiológicas del tejido cardíaco:

Los fenómenos de automaticidad, excitabilidad y conducción pueden combinarse con el concepto de " función de autoonda del corazón " [2] [B: 6] .

Se cree que la actividad cardíaca tiene como objetivo garantizar la función de bombeo del corazón , es decir, “la principal función fisiológica del corazón es el bombeo rítmico de sangre hacia el sistema vascular” [B: 8] .

Circulación

Realizando una función de bombeo en el sistema circulatorio, el corazón constantemente bombea sangre a las arterias. El corazón humano es una especie de bomba que asegura el movimiento constante y continuo de la sangre a través de los vasos en la dirección correcta.

Las válvulas bicúspide y tricúspide permiten que la sangre fluya en una dirección, desde las aurículas hasta los ventrículos.

El ciclo del corazón

Un corazón sano se contrae y se afloja rítmicamente y sin interrupción. En un ciclo del corazón, se distinguen tres fases:

  1. Las aurículas llenas de sangre se contraen. En este caso, la sangre se bombea a través de las válvulas abiertas hacia los ventrículos del corazón (en este momento permanecen en un estado de relajación). La contracción de las aurículas comienza desde el lugar donde las venas fluyen hacia ellas, por lo tanto, sus bocas se comprimen y la sangre no puede regresar a las venas.
  2. Hay una contracción de los ventrículos con relajación simultánea de las aurículas. Las válvulas tricúspide y bicúspide que separan las aurículas de los ventrículos se elevan, se cierran y evitan que la sangre regrese a las aurículas, mientras que las válvulas aórtica y pulmonar se abren. La contracción de los ventrículos bombea sangre hacia la aorta y la arteria pulmonar.
  3. La pausa (diástole) es un breve período de descanso de este órgano. Durante una pausa, la sangre de las venas ingresa a las aurículas y drena parcialmente a los ventrículos. Cuando comienza un nuevo ciclo, la sangre restante en las aurículas será empujada hacia los ventrículos; el ciclo se repetirá.

Un ciclo del corazón dura alrededor de 0,85 segundos, de los cuales solo 0,11 segundos corresponden al tiempo de contracción auricular, 0,32 segundos al tiempo de contracción ventricular, y el más largo es el período de descanso, que dura 0,4 segundos. El corazón de un adulto en reposo funciona en el sistema a unos 70 ciclos por minuto.

Normalmente, el ciclo cardíaco es un proceso ordenado, que se basa en la conducción de la excitación en el corazón . Normalmente, se produce un impulso eléctrico en el nódulo sinoauricular , situado en la confluencia de la vena cava superior con la aurícula derecha. La onda de despolarización se propaga rápidamente a través de las aurículas derecha e izquierda, llegando al nódulo auriculoventricular, donde se retrasa significativamente. Luego, el impulso se propaga rápidamente a través del haz de His y pasa a lo largo de las patas derecha e izquierda del haz de His. Se ramifican en fibras de Purkinje, a lo largo de las cuales el impulso diverge hacia las fibras miocárdicas, provocando su contracción [1] .

Automatismo del corazón

Cierta parte del músculo cardíaco se especializa en emitir señales de control al resto del corazón en forma de impulsos apropiados de naturaleza autoonda ; esta parte especializada del corazón se denomina sistema de conducción cardíaca (PCS). Es ella quien asegura el automatismo del corazón [B: 9] [B: 10] .

El automatismo es la capacidad del corazón para excitarse bajo la influencia de los impulsos que surgen en los cardiomiocitos sin estímulos externos. En condiciones fisiológicas , la SAU tiene el mayor automatismo en el corazón , por lo que se le denomina centro automático de primer orden.AV. Ardashev et al., 2009 [3]

El nódulo sinoauricular , llamado marcapasos de primer orden y ubicado en el fórnix de la aurícula derecha, es una parte importante del PSS [B:11] . Mediante el envío de impulsos de ondas automáticas regulares , controla la frecuencia del ciclo cardíaco . Estos impulsos viajan a través de las vías auriculares al nódulo auriculoventricular y luego a las células individuales del miocardio activo, provocando su contracción.

Así, el PSS, al coordinar las contracciones de las aurículas y los ventrículos, asegura el trabajo rítmico del corazón, es decir, la actividad cardíaca normal .

Conjugación de excitación y contracción

Transformación del potencial de acción en contracción de los cardiomiocitos o proceso de conjugación de excitación y contracción . Se basa en la transición de la energía química en forma de fosfatos de alta energía a la energía mecánica de las contracciones de los cardiomiocitos. Hay varias proteínas responsables de la contracción de las células miocárdicas. Dos de ellos, la actina y la miosina , son los principales elementos contráctiles. Los otros dos, la tropomiosina y la troponina , cumplen una función reguladora. La contracción muscular se desarrolla debido a la unión de las cabezas de miosina a los filamentos de actina y la "flexión" de las cabezas. Como resultado, los filamentos delgados y gruesos se mueven entre sí debido a la energía del ATP . El primer paso en este proceso es la activación de la cabeza de miosina durante la hidrólisis de ATP, después de lo cual la cabeza de miosina se une a la actina, formando un puente cruzado. La interacción de la cabeza de miosina con la actina conduce a cambios estructurales en la cabeza, lo que hace que se "flexione".Este movimiento de flexión hace que el filamento de actina se desplace a lo largo del filamento de miosina [4] .

Regulación del corazón

“La capacidad de adaptación del corazón se debe a dos tipos de mecanismos reguladores:

  1. Regulación intracardíaca (dicha regulación está asociada con las propiedades especiales del propio miocardio, por lo que también actúa en condiciones de un corazón aislado, es decir, con automaticidad).
  2. Regulación extracardíaca, que es realizada por las glándulas endocrinas y el sistema nervioso autónomo[5] .

El trabajo del corazón está regulado por mecanismos miogénicos, nerviosos y humorales.

El mecanismo de regulación miogénico, o hemodinámico, se divide en: heterométrico y homeométrico [B: 12] .

Regulación intracardíaca

Un ejemplo de regulación intracardíaca es la ley de la ley.

como resultado, el volumen sistólico del corazón aumenta en respuesta a un aumento en el volumen de sangre en los ventrículos antes del inicio de la sístole (volumen diastólico final), cuando todos los demás factores permanecen sin cambios. La importancia fisiológica de este mecanismo radica principalmente en mantener la igualdad de los volúmenes de sangre que pasan por los ventrículos izquierdo y derecho. Indirectamente, este mecanismo también puede afectar la frecuencia cardíaca .

Se ha comprobado que la concentración de Ca 2+ en el interior de la célula es el principal factor que determina la fuerza de contracción cardiaca. Los mecanismos que aumentan la concentración de calcio intracelular aumentan la fuerza de contracción, mientras que los factores que reducen la concentración de calcio disminuyen la fuerza de contracción [1] .

Regulación extracardíaca

El sistema nervioso regula la frecuencia y la fuerza de las contracciones del corazón: ( el sistema nervioso simpático provoca un aumento de las contracciones, el parasimpático se debilita).

Ubicado en el bulbo raquídeo, el centro vasomotor , que forma parte del sistema nervioso autónomo, recibe señales de varios receptores: propioceptores , barorreceptores y quimiorreceptores , así como estímulos del sistema límbico . En conjunto, estas entradas generalmente permiten que el centro vasomotor afine el funcionamiento del corazón a través de procesos conocidos como reflejos cardíacos [6] .

Un rico suministro de fibras aferentes del nervio vago de la superficie anterior y posterior de los ventrículos determina la formación de importantes reflejos cardíacos, mientras que la abundancia de fibras eferentes del nervio vago dirigidas a los nódulos SA y AV permite regular la producción. y conducción de un impulso eléctrico [1] .

Un ejemplo es el barorreflejo (reflejo de Zion-Ludwig): con un aumento de la presión arterial, aumenta la frecuencia de los impulsos barorreceptores y el centro vasomotor reduce la estimulación simpática y aumenta la estimulación parasimpática, lo que conduce, en particular, a una disminución de la frecuencia cardíaca. ; y, por el contrario, a medida que disminuye la presión, disminuye la tasa de respuesta de los barorreceptores y el centro vasomotor aumenta la estimulación simpática y reduce la estimulación parasimpática, lo que conduce, en particular, a un aumento de la frecuencia cardíaca. Existe un reflejo similar llamado reflejo auricular o reflejo de Bainbridge, que involucra barorreceptores auriculares especializados.

El efecto del sistema endocrino en el corazón se produce a través de las hormonas , que pueden aumentar o disminuir la fuerza de las contracciones del corazón, cambiar su frecuencia. La principal glándula endocrina que regula el trabajo del corazón se puede considerar glándulas suprarrenales : secretan las hormonas adrenalina y noradrenalina , además de ellas, también aceleran las contracciones del corazón: serotonina , tiroxina , Ca 2+ cuya acción sobre el corazón corresponde a las funciones del sistema nervioso simpático. Los iones de calcio y potasio, así como las endorfinas y muchas otras sustancias biológicamente activas, también tienen un efecto sobre el trabajo del corazón. Sin embargo, hay sustancias que ralentizan el corazón: acetilcolina , bradicinina , K + .

Métodos instrumentales para diagnosticar el trabajo del corazón

Examen de ultrasonido del corazón

Un método bastante informativo para visualizar la estructura, los procesos fisiológicos, las patologías y la hemodinámica ( ecocardiografía Doppler ) es un examen de ultrasonido del corazón. A diferencia de los métodos basados ​​en la tecnología de rayos X, no tiene exposición a la radiación. Las ventajas del método incluyen la velocidad de investigación, seguridad, disponibilidad.

Fenómenos eléctricos

El trabajo del corazón (como cualquier músculo) va acompañado de fenómenos eléctricos que provocan la aparición de un campo electromagnético alrededor del órgano en funcionamiento. La actividad eléctrica del corazón se puede registrar utilizando varios métodos de electrocardiografía , que da una imagen de los cambios en el tiempo de la diferencia de potencial en la superficie del cuerpo humano, o un estudio electrofisiológico del miocardio, que permite rastrear la caminos de propagación de las ondas de excitación directamente en el endocardio. Estos métodos juegan un papel importante en el diagnóstico de infarto de miocardio y otras enfermedades del sistema cardiovascular.

Fenómenos acústicos

En la auscultación del corazón normal, se pueden escuchar ruidos cardíacos y soplos en algunas de sus patologías.

Los fenómenos acústicos llamados sonidos cardíacos se pueden escuchar colocando un oído o un estetoscopio contra el pecho . Cada ciclo cardíaco normalmente se divide en 4 tonos. Con cada contracción se escuchan con el oído las 2 primeras, una más larga y más baja está asociada al cierre de las válvulas bi y tricúspide, una más corta y más alta es el cierre de las válvulas de las arterias aórtica y pulmonar. Entre uno y el segundo tono hay una fase de contracción de los ventrículos .

Actividad mecánica

Las contracciones del corazón van acompañadas de una serie de manifestaciones mecánicas, al registrar cuáles también se puede tener una idea de la dinámica de la contracción del corazón. Por ejemplo, en el quinto espacio intercostal de la izquierda, 1 cm hacia adentro desde la línea medioclavicular, en el momento de la contracción del corazón, se siente un latido en el vértice. Durante la diástole, el corazón se asemeja a un elipsoide, cuyo eje se dirige de arriba a abajo y de derecha a izquierda. Con la contracción de los ventrículos, la forma del corazón se acerca a la bola, mientras que el diámetro longitudinal del corazón disminuye y el transversal aumenta. El miocardio compactado del ventrículo izquierdo toca la superficie interna de la pared torácica. Al mismo tiempo, el vértice del corazón, bajado al diafragma durante la diástole, sube en el momento de la sístole y golpea la pared anterior del tórax. Todo esto provoca la aparición del latido del vértice [B: 8] .

Se utilizan varios métodos especiales para analizar la actividad mecánica del corazón.

Cinetocardiografía [aprox. 1]  - un método para registrar vibraciones de baja frecuencia del tórax, debido a la actividad mecánica del corazón; le permite estudiar la estructura de fase del ciclo de los ventrículos izquierdo y derecho del corazón simultáneamente.

La electroquimografía  es un método de registro eléctrico del movimiento del contorno de la sombra del corazón en la pantalla de una máquina de rayos X [B: 13] . Una fotocélula conectada a un osciloscopio se aplica a la pantalla en los bordes del contorno del corazón. Cuando el corazón se mueve, cambia la iluminación de la fotocélula, que el osciloscopio registra en forma de curva. Se obtienen curvas de contracción y relajación del corazón.

La balistocardiografía  es un método basado en que la expulsión de sangre de los ventrículos y su movimiento en los grandes vasos provocan vibraciones en todo el cuerpo, en función de los fenómenos de retroceso reactivo, similares a los que se observan cuando se dispara con un cañón (el nombre de la técnica "balistocardiografía" proviene de la palabra "balista" - proyectil arrojadizo). Las curvas de desplazamientos corporales, registradas por un balistocardiógrafo y dependiendo del trabajo del corazón, normalmente tienen un aspecto característico. Para su registro existen varios métodos y dispositivos diferentes. Se considera que el académico VV Parin es el fundador de la balistocardiografía en la Unión Soviética [R: 1] .

La dinamocardiografía  es un método basado en el hecho de que los movimientos del corazón en el tórax y el movimiento de la sangre desde el corazón hacia los vasos van acompañados de un desplazamiento del centro de gravedad del tórax en relación con la superficie sobre la que se encuentra la persona. mentiras. [B: 13] El sujeto se encuentra en una mesa especial, en la que se monta un dispositivo especial con sensores: convertidores de cantidades mecánicas en vibraciones eléctricas. El dispositivo se coloca debajo del pecho del sujeto. Los desplazamientos del centro de gravedad son registrados por el osciloscopio en forma de curvas. En el dinamocardiograma, se observan todas las fases del ciclo cardíaco: sístole auricular, períodos de tensión ventricular y expulsión de sangre de ellos, el período protodiastólico, períodos de relajación y llenado de sangre de los ventrículos.

La fonocardiografía  es un método para registrar los sonidos del corazón en un fonocardiograma. Si se coloca un micrófono sensible conectado a un amplificador y un osciloscopio en la mitad izquierda del tórax al nivel de la costilla IV-V del sujeto, es posible registrar los sonidos del corazón en forma de curvas en papel fotográfico. Este método se utiliza para diagnosticar la enfermedad cardíaca valvular [B:13] .

Véase también

Notas

Comentarios
  1. Véase también Estudio de la actividad mecánica del corazón.
Fuentes
  1. 1 2 3 4 5 6 7 Lilly, 2003 , Capítulo 1. Fundamentos de la estructura y función del corazón, p. 1-32.
  2. 1 2 Ardashev, 2009 , Mecanismos básicos de las arritmias cardíacas, p. 45-74.
  3. Ardashev, 2009 , Anatomía y fisiología del sistema de conducción del corazón, p. 35-41.
  4. Lilly, 2003 , El proceso normal de propagación de la excitación en el corazón, p. 101-105.
  5. Schmidt, 2005 , § 19.5. Adaptación de la actividad cardíaca a diversas cargas, pág. 485.
  6. Betts, 2013 , § 19.4 Fisiología cardíaca, p. 865-876.
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