Наш организм – это сложноорганизованная структура, состоящая из отдельных компонентов (органов и систем), для полноценной работы которых необходимы постоянные поступления питания и утилизация продуктов распада. Эту работу выполняет система кровообращения, состоящая из центрального органа (сердечного насоса) и кровеносных сосудов, расположенных по всему телу. Благодаря постоянной работе сердца человека кровь непрерывно циркулирует по сосудистому руслу, обеспечивая все клетки кислородом и питанием. Живой насос нашего тела совершает минимум сотню тысяч сокращений каждый день. Как устроено сердце человека, каков его принцип работы, о чем говорят цифры основных показателей – эти вопросы интересуют многих неравнодушных к своему здоровью людей.
Общая информация
Знания о строении и функции сердца человека накапливались постепенно. Началом кардиологии как науки считается 1628 год, когда английский медик и естествоиспытатель Гарвей открыл основные законы кровообращения. В дальнейшем были получены все основные сведения об анатомии сердца и сосудов, кровеносной системе человека, которые используются до сих пор.
Живой «вечный двигатель» хорошо защищен от повреждений благодаря своему удачному расположению в человеческом теле. Где находится сердце у человека, знает каждый ребенок – в груди слева, но это не совсем так. Анатомически оно занимает среднюю часть переднего средостения – это закрытое пространство в грудной клетке между легкими, окруженное ребрами и грудиной. Нижняя часть сердца (его верхушка) немного смещена в левую сторону, остальные отделы находятся в центре. В редких случаях встречается аномальный вариант расположения сердца у человека со смещением в правую сторону (декстрокардия), который часто сочетается с зеркальным размещением в теле всех непарных органов (печени, селезенки, поджелудочной и т.д.).
О том, как выглядит сердце человека, у каждого свои представления, обычно они отличаются от действительности. Внешне этот орган напоминает немного приплюснутое сверху и заостренное внизу яйцо с прилегающими со всех сторон крупными сосудами. Форма и размеры могут отличаться в зависимости от пола, возраста, телосложения и состояния здоровья мужчины или женщины.
В народе говорят, что размер сердца приблизительно можно определить по величине собственного кулака – медицина с этим не спорит. Многим людям интересно знать, сколько весит сердце человека? Этот показатель зависит от возраста и пола.
Вес сердца взрослого человека достигает в среднем 300 г, причем у женщин оно может быть немного меньше, чем у мужчин.
Существуют патологии, при которых возможны отклонения этой величины, например, при разрастании миокарда или расширении камеры сердца. У новорожденных детей его масса около 25г, наиболее существенные темпы роста отмечаются во время первых 24 месяцев жизни и в 14-15 лет, а после 16 лет показатели достигают взрослых величин. Соотношение массы сердца взрослого человека к общей массе тела у мужчин равняется 1:170, у женщин 1:180.
Анатомо-физиологические особенности
Чтобы разобраться в строении сердца человека, посмотрим на него сначала снаружи. Мы видим конусовидный полый мышечный орган, к которому со всех сторон подходят ветви крупных сосудов кровеносной системы человека, как трубки или шланги к насосу. Это и есть живой насос нашего тела, состоящий из нескольких функциональных отделов (камер), разделенных между собой перегородками и клапанами. Сколько камер в сердце человека – знает любой ученик восьмого класса. Для тех, кто пропустил занятия по биологии, повторим – их четыре (по 2 с каждой стороны). Что представляют собой эти камеры сердца, и какова их роль в системе кровообращения:
- Полость правого предсердия принимает в себя две полые вены (нижнюю и верхнюю), несущие собранную со всего тела бескислородную кровь, которая потом поступает в нижний отдел (правый желудочек), минуя трикуспидальный (или трехстворчатый) сердечный клапан. Его створки открываются только во время сжатия правого предсердия, затем закрываются вновь, не позволяя произойти забросу крови в ретроградном направлении.
- Правый сердечный желудочек перекачивает кровь в общий легочный ствол, который потом делится на две артерии, несущие бескислородную кровь к обоим легким. В теле человека это единственные артерии, по которым течет венозная, а не артериальная кровяная масса. В легких идет процесс оксигенации крови, после чего она доставляется уже в левое предсердие по двум легочным венам (опять интересное исключение – вены несут кровь, богатую кислородом).
- В полости левого предсердия встречаются легочные вены, доставляющие сюда артериальную кровь, которая затем перекачивается в левый желудочек через створки митрального клапана. В сердце у здорового человека этот клапан открывается только в направлении прямого кровотока. В отдельных случаях его створки могут прогибаться в обратную сторону и пропускать часть крови из желудочка назад в предсердие (это пролапс митрального клапана).
- Левый желудочек выполняет ведущую роль, он перекачивает кровь из легочного (малого) круга кровообращения в большой круг через аорту (самый мощный сосуд в кровеносной системе человека) и ее многочисленные ветви. Выброс крови через аортальный клапан происходит во время систолического сжатия левого желудочка, во время диастолического расслабления в полость этой камеры поступает очередная порция из левого предсердия.
Внутреннее строение
Сердечная стенка состоит из нескольких слоев, представленных разными тканями. Если мысленно нарисовать ее поперечный разрез, то можно выделить:
- внутреннюю часть (эндокард) – тонкий слой эпителиальных клеток;
- среднюю часть (миокард) – толстый мышечный слой, который обеспечивает своими сокращениями главную насосную функцию сердца человека;
- внешний слой – состоит из двух листочков, внутренний называется висцеральным перикардом или эпикардом, а наружный фиброзный слой – париетальным перикардом. Между этими двумя листочками находится полость с серозной жидкостью, служащей для уменьшения трения во время сердечных сокращений.
Если рассматривать внутреннее строение сердца более подробно, то стоит отметить несколько интересных образований:
- хорды (нити сухожилий) – их роль заключается в присоединении клапанов сердца человека к сосочковым мышцам на внутренних стенках желудочков, эти мышцы сокращаются во время систолы и предотвращают ретроградный ток крови из желудочка в предсердие;
- мышцы сердца – трабекулярные и гребенчатые образования в стенках сердечных камер;
- межжелудочковая и межпредсердная перегородки.
В средней части межпредсердной перегородки иногда остается открытым овальное окно (оно функционирует только у плода внутриутробно, когда нет легочного круга кровообращения). Этот дефект считается малой аномалией развития, он не мешает нормальной жизни, в отличие от врожденных пороков межпредсердной или межжелудочковой перегородки, при которых существенно нарушается нормальное кровообращение. Какая кровь заполняет правую половину сердца человека (венозная), такая будет попадать и в левую его часть во время систолы, и наоборот. В результате повышается нагрузка на определенные отделы, что со временем приводит к развитию сердечной недостаточности. Кровоснабжение миокарда осуществляют две венечные артерии сердца, которые разделяются на многочисленные ветви, образуя коронарную сосудистую сеть. Любые нарушения проходимости этих сосудов приводят к ишемии (кислородному голоданию мышцы), вплоть до некроза тканей (инфаркт).
Показатели сердечной деятельности
Если все отделы работают сбалансировано, сократительная способность миокарда не нарушена, а сосуды сердца хорошо проходимы, то человек не чувствует его биение. Пока мы молоды, здоровы и активны, мы не задумываемся над тем, как работает сердце человека. Однако стоит однажды появиться боли в груди, одышке или перебоям, сразу становится заметной работа сердца. Какие показатели надо знать каждому:
- Величина частоты сердечных сокращений (ЧСС)– от 60 до 90 ударов в минуту должно биться сердце в покое у взрослого человека, если бьётся более 100 раз – это тахикардия, менее 60 – брадикардия.
- Ударный объем сердца (систолический объем или СО) – объем крови, который выбрасывается в кровеносную систему человека в результате одного сокращения левого желудочка, в норме это 60-90 мл в покое. Чем выше это значение, тем ниже пульс и тем больше выносливость организма при нагрузках. Это показатель особенно имеет значение для профессиональных спортсменов.
- Показатель сердечного выброса (минутного объема кровообращения) – определяется как СО, помноженный на ЧСС. Его величина зависит от многих факторов, в том числе от уровня физической подготовки, расположения тела, температуры окружающей среды и т.д. Норма в покое лежа у мужчин 4-5,5 литров в минуту, у женщин на 1л в минуту меньше.
У человека есть уникальный орган, благодаря которому он живет, работает, любит. Тем более ценной является забота о сердце, а начинается она с изучения особенностей его строения и функции. На самом деле сердечный двигатель не так уж и вечен, на его работу негативно влияют многие факторы, некоторые из них человек в состоянии контролировать, другие может исключить совсем, чтобы обеспечить себе долгую и полноценную жизнь.
Сердце – часть . Этот орган располагается в переднем отделе средостения (пространства между легкими, позвоночником, грудиной и диафрагмой). Сокращения сердца - причина движения крови по сосудам. Латинское название сердца – cor, греческое – kardia. От этих слов произошли такие термины, как «коронарный», «кардиология», «кардиальный» и другие.
Строение сердца
Сердце в грудной полости немного смещено относительно средней линии. Около трети его располагается справа, а две трети - в левой половине тела. Нижней поверхностью орган соприкасается с диафрагмой. Пищевод и крупные сосуды (аорта, нижняя полая вена) прилегают к сердцу сзади. Спереди сердце закрывают легкие, и лишь небольшая часть его стенки непосредственно касается грудной стенки. По фроме сердце близко к конусу с закругленной верхушкой и основанием. Масса органа составляет в среднем 300 - 350 граммов.
Сердечные камеры
Сердце состоит из полостей, или камер. Две более мелких называются предсердиями, две крупные камеры - желудочки. Правое и левое предсердия разделяет межпредсердная перегородка. Правый и левый желудочек отделены друг от друга межжелудочковой перегородкой. В результате не происходит смешивания внутри сердца венозной и аортальной крови.
Каждое из предсердий сообщается с соответствующим желудочком, но отверстие между ними имеет клапан. Клапан между правыми предсердием и желудочком называется трехстворчатый, или трикуспидальный, потому что он состоит из трех створок. Клапан между левыми предсердием и желудочком состоит из двух створок, по форме напоминает головной убор папы римского – митру, и поэтому называется двухстворчатым, или митральным. Предсердно-желудочковые клапаны обеспечивают однонаправленный ток крови из предсердия в желудочек, но не обратно.
Кровь из всего организма, богатая углекислым газом (венозная), собирается в крупные сосуды: верхнюю и нижнюю полые вены. Их устья открываются в стенке правого предсердия. Из этой камеры кровь идет в полость правого желудочка. Легочный ствол доставляет кровь в легкие, где она становится артериальной. По легочным венам она идет в левое предсердие, а оттуда - в левый желудочек. От последнего начинается аорта: самый большой сосуд в теле человека, через который кровь попадает в более мелкие и поступает в организм. Легочный ствол и аорта отделены от желудочков соответствующими клапанами, препятствующими ретроградному (обратному) кровотоку.
Строение стенки сердца
Сердечная мышца (миокард) - основная масса сердца. Миокард имеет сложное слоистое строение. Толщина стенки сердца колеблется от 6 до 11 мм в разных его отделах.
В глубине сердечной стенки располагается проводящая система сердца. Она сформирована особой тканью, вырабатывающей и проводящей электрические импульсы. Электрические сигналы возбуждают мышцу сердца, вызывая ее сокращение. В проводящей системе есть крупные образования нервной ткани: узлы. Синусовый узел расположен в верхней части миокарда правого предсердия. В нем вырабатываются импульсы, отвечающие за работу сердца. В нижнем сегменте межпредсердной перегородки располагается атриовентрикулярный узел. От него отходит так называемый пучок Гиса, делящийся на правую и левую ножки, которые распадаются на все более и более мелкие ветви. Самые мелкие веточки проводящей системы называются «волокна Пуркинье» и непосредственно контактируют с мышечными клетками в стенке желудочков.
Камеры сердца выстланы эндокардом. Складки его формируют сердечные клапаны, о которых мы говорили выше. Наружная оболочка сердца - перикард, состоящий из двух листков: париетального (внешнего) и висцерального (внутреннего). Висцеральный слой перикарда называется эпикардом. В промежутке между внешним и внутренним слоями (листками) перикарда имеется около 15 мл серозной жидкости, обеспечивающей скольжение их относительно друг друга.
Кровоснабжение, лимфатическая система и иннервация
Кровоснабжение сердечной мышцы осуществляется с помощью коронарных артерий. Крупные стволы правой и левой коронарных артерий начинаются от аорты. Затем они распадаются на более мелкие ветви, кровоснабжающие миокард.
Лимфатическая система состоит из сетчатых слоев сосудов, отводящих лимфу в коллекторы, а затем в грудной проток.
Работу сердца контролирует вегетативная нервная система независимо от сознания человека. Блуждающий нерв оказывает парасимпатическое воздействие, в том числе замедляет частоту сокращений сердца. Симпатические нервы ускоряют и усиливают работу сердца.
Физиология сердечной деятельности
Главная функция сердца – сократительная. Этот орган является своеобразным насосом, обеспечивающим постоянный поток крови по сосудам.
Сердечный цикл - повторяющиеся периоды сокращения (систолы) и расслабления (диастолы) сердечной мышцы.
Систола обеспечивает выброс крови из сердечных камер. Во время диастолы происходит восстановление энергетического потенциала клеток сердца.
Во время систолы левый желудочек выбрасывает в аорту около 50 – 70 мл крови. Сердце перекачивает 4 – 5 литров крови в минуту. При нагрузке этот объем может достигать 30 литров и более.
Сокращение предсердий сопровождается повышением в них давления, при этом смыкаются устья впадающих в них полых вен. Кровь из предсердных камер «выдавливается» в желудочки. Затем наступает диастола предсердий, давление в них падает, при этом закрываются створки трехстворчатого и митрального клапанов. Начинается сокращение желудочков, в результате чего кровь выходит в легочный ствол и аорту. Когда систола заканчивается, давление в желудочках уменьшается, клапаны легочного ствола и аорты захлопываются. Таким образом обеспечивается однонаправленное движение крови по сердцу.
При пороках клапанов, эндокардите и других патологических состояниях клапанный аппарат не может обеспечить герметичность сердечных камер. Кровь начинает поступать ретроградно, нарушая сократимость миокарда.
обеспечивается электрическими импульсами, возникающими в синусовом узле. Эти импульсы возникают без внешнего воздействия, то есть автоматически. Затем они проводятся по проводящей системе и возбуждают мышечные клетки, вызывая их сокращение.
Сердце обладает и внутрисекреторной активностью. Оно выделяет в кровь биологически активные вещества, в частности, предсердный натрийуретический пептид, способствующий выделению через почки воды и ионов натрия.
Медицинская анимация на тему «Как работает сердце человека»:
Образовательное видео на тему «Сердце человека: внутреннее строение» (англ.):
АНАТОМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ СЕРДЦА
Анатомически сердце это мышечный орган. Размер его небольшой, примерно с размер сжатого кулака. Сердце работает на протяжении всей жизни человека. Оно перекачивает около 5-6 литров крови в минуту. Этот объем увеличивается, когда человек двигается, физически напрягается, и уменьшается во время отдыха.
Можно сказать, что сердце – это мышечный насос, который обеспечивает беспрерывное движение крови по сосудам. Вместе сердце и сосуды составляют сердечно-сосудистую систему. Эта система состоит из большого и малого кругов кровообращения. Из левых отделов сердца кровь сначала движется по аорте, затем по крупным и мелким артериям, артериолам, капиллярам. В капиллярах кислород и другие необходимые организму вещества поступают в органы и ткани, а оттуда выводятся углекислый газ, продукты обмена. После этого кровь из артериальной превращается в венозную и опять начинает движение к сердцу. Сначала по венулам, затем по более мелким и крупным венам. Через нижнюю и верхнюю полые вены кровь снова попадает в сердце, только уже в правое предсердие. Образуется большой круг кровообращения.
Венозная кровь из правых отделов сердца по легочным артериям направляется в легкие, где обогащается кислородом и снова возвращается в сердце.
Внутри сердце разделено перегородками на четыре камеры. Два предсердия разделены межпредсердной перегородкой на левое и правое предсердия. Левый и правый желудочки сердца разделены межжелудочковой перегородкой. В норме левые и правые отделы сердца абсолютно раздельны. У предсердий и желудочков разные функции. В предсердиях накапливается кровь, поступающая в сердце. Когда объем этой крови достаточен, она проталкивается в желудочки. А желудочки проталкивают кровь в артерии, по которым она движется по всему организму. Желудочкам приходится выполнять более тяжелую работу, поэтому мышечный слой в желудочках значительно толще, чем в предсердиях. Предсердия и желудочки с каждой стороны сердца соединяются предсердно-желудочковым отверстием. Кровь через сердце движется только в одном направлении. По большому кругу кровообращения из левой части сердца (левого предсердия и левого желудочка) в правую, а по малому из правой в левую.
Правильное направление обеспечивает клапанный аппарат сердца:
трехстворчатый
легочный
митральный
аортальный клапаны.
Они открываются в нужный момент и закрываются, препятствуя кровотоку в обратном направлении.
Трехстворчатый клапан
Он расположен между правым предсердием и правым желудочком. Он состоит из трех створок. Если клапан открыт, кровь переходит из правого предсердия в правый желудочек. Когда желудочек наполняется, мышца его сокращается и под действием давления крови клапан закрывается, препятствуя обратному току крови в предсердие.
Легочный клапан
При закрытом трехстворчатом клапане выход крови в правом желудочке возможен только через легочной ствол в легочные артерии. Легочный клапан расположен на входе в легочный ствол. Он открывается под давлением крови при сокращении правого желудочка, кровь поступает в легочные артерии, затем под действием обратного тока крови при расслаблении правого желудочка он закрывается, препятствуя обратному поступлению крови из легочного ствола в правый желудочек.
Двустворчатый или митральный клапан
Находится между левым предсердием и левым желудочком. Состоит из двух створок. Если он открыт, кровь поступает из левого предсердия в левый желудочек, при сокращении левого желудочка он закрывается, препятствуя обратному току крови.
Аортальный клапан
Закрывает вход в аорту. Тоже состоит из трех створок, которые имеют вид полулуний. Открывается при сокращении левого желудочка. При этом кровь поступает в аорту. При расслаблении левого желудочка, закрывается. Таким образом, венозная кровь (бедная кислородом) из верхней и нижней полой вен попадает в правое предсердие. При сокращении правого предсердия через трехстворчатый клапан она продвигается в правый желудочек. Сокращаясь, правый желудочек выбрасывает кровь через легочной клапан в легочные артерии (малый круг кровообращения). Обогащаясь кислородом в легких кровь превращается в артериальную и по легочным венам продвигается в левое предсердие, затем в левый желудочек. При сокращении левого желудочка артериальная кровь через аортальный клапан под большим давлением попадает в аорту и разносится по всему организму (большой круг кровообращения).
Сердечная мышца называется миокардом
Выделяют сократительный и проводящий миокард.
Сократительный миокард это собственно мышца, которая сокращается и производит работу сердца. Для того чтобы сердце могло сокращаться в определенном ритме, оно имеет уникальную проводящую систему. Электрический импульс для сокращения сердечной мышцы возникает в синоатриальном узле, который находится в верхней части правого предсердия и распространяется по проводящей системе сердца, достигая каждого мышечного волокна.
Строение и функции сердца
Сердце - полый четырехкамерный мышечный орган, нагнетающий кровь в артерии и принимающий венозную кровь, располагающийся в грудной полости. По форме сердце напоминает конус. Оно работает в течение всей жизни. Правая половина сердца (правое предсердие и правый желудочек) полностью отделена от левой его половины (левое предсердие и левый желудочек).
Сердце четырехкамерное; два предсердия, два желудочка обеспечивают кровообращение. Перегородка разделяет сердце на правую и левую стороны, что не позволяет крови смешиваться. Створчатые клапаны обеспечивают движение крови в одном направлении: из предсердий в желудочки. Полулунные клапаны обеспечивают движение крови в одном направлении: из желудочков в большой и малый круги кровообращения. Стенки желудков толще стенок предсердий т.к. выполняют большую нагрузку, выталкивают кровь в большой и малый круги кровообращения. Стенки левого желудочка толще и мощнее т.к. он выполняет большую нагрузку чем правый, выталкивая кровь в большой круг кровообращения.
Предсердия и желудочки соединяются между собой клапанами. Между левым предсердием и левым желудочком клапан имеет две створки и называется двустворчатым, между правым предсердием и правым желудочком находится трёхстворчатый клапан.
Сердце покрыто тонкой и плотной оболочкой, образующий замкнутый мешок – околосердечную сумку. Между сердцем и околосердечной сумкой находится жидкость, увлажняющая сердце и уменьшающая трение при его сокращениях.
Масса сердца в среднем около300 грамм. У тренированных людей размеры сердца больше, чем у нетренированных.
Деятельность сердца представляет собой ритмическую смену трех фаз сердечного цикла: сокращение предсердий (0,1с.), сокращение желудочков (0,3с.) и общего расслабления сердца (0,4с.), весь сердечный цикл составляет (0,8с.)
Давление крови на стенки сосудов называется кровяным давлением, оно создается силой сокращения желудочков сердца.
Сердце работает автоматически всю жизнь.
Строение клеток сердца обусловлено выполняемой ими функцией.
Регуляция и координация сократительной функции сердца осуществляются его проводящей системой.
Чувствительные волокна от рецепторов стенок сердца и его сосудов идут в составе сердечных нервов и сердечных ветвей к соответствующим центрам спинного и головного мозга.
Нервная регуляция работы сердца. Центральная нервная система постоянно контролирует работу сердца посредством нервных импульсов. Внутри полостей самого сердца и в стенках крупных сосудов расположены нервные окончания – рецепторы, воспринимающие колебания давления в сердце и в сосудах. Импульсы от рецепторов вызывают рефлексы, влияющие на работу сердца. Существуют два вида нервных влияний на сердце: одни – тормозящие, которые снижают частоту сокращений сердца, другие – ускоряющие.
Гуморальная регуляция. Наряду с нервным контролем деятельность сердца регулируется химическими веществами, постоянно поступающими в кровь.
Предсердия и желудочки могут находиться в двух состояниях: сокращенном и расслабленном. Сокращение и расслабление предсердий и желудочков сердца происходят в определенной последовательности и строго согласованы воремени. Сердечный цикл состоит из сокращения предсердий, сокращения желудочков, расслабления желудочков и предсердий (общего расслабления). Продолжительность сердечного цикла зависит от частоты сокращения сердца. У здорового человека в покое сердце сокращается 60-80 раз в 1 мин. Следовательно, время одного сердечного цикла меньше 1 с. Рассмотрим работу сердца на примере одного сердечного цикла. Сердечный цикл начинается с сокращения предсердий, которое длится 0,1 с. В этот момент желудочки расслаблены, створчатые клапаны открыты, полулунные клапаны закрыты. Во время сокращения предсердий вся кровь из них поступает в желудочки. Сокращение предсердий сменяется их расслаблением. Затем начинается сокращение желудочков, которое длится 0,3 с. В начале сокращения желудочков полулунные и трехстворчатые клапаны остаются закрытыми. Сокращение мускулатуры желудочков приводит к повышению давления внутри них. Давление в полостях желудочков становится выше давления в полостях предсердий. По законам физики кровь стремится перейти из зоны более высокого давления в зону, где оно ниже, т. е. в сторону предсердий. Движущаяся в сторону предсердий кровь встречает на своем пути створки клапанов. Внутрь предсердий клапаны вывернуться не могут, их удерживают сухожильные нити.
У крови, заключенной в замкнутые полости желудочков, остается один путь - в аорту и легочную артерию. Сокращение желудочков сменяется их расслаблением, которое длится 0,4 с. В этот момент кровь свободно поступает из предсердий и вен в полость желудочков. Полулунные клапаны при этом закрыты. В особенностях сердечного цикла заключена способность сохранения рабочей активности сердца в течение всей жизни. Вспомним, что из общей продолжительности сердечного цикла 0,8 с на сердечную паузу приходится 0,4 с. Такого интервала между сокращениями достаточно для полного восстановления работоспособности сердца. Во время каждого сокращения желудочков в сосуды выталкивается определенная порция крови. Ее объем составляет 70-80 мл. За 1 мин сердце взрослого человека, находящегося в покое, прокачивает 5-5,5 л крови. За сутки сердце перекачивает около 10 000 л крови, а за 70 лет - примерно 200 000 000 л крови. При физической нагрузке количество крови, перекачиваемой сердцем за 1 мин у здорового нетренированного человека, увеличивается до 15-20 л. У спортсменов эта величина достигает 30-40 л/мин. Систематические тренировки приводят к увеличению массы и размеров сердца, повышают его мощность.
2. КЛАПАННЫЙ АППАРАТ СЕРДЦА
Кровообращение в организме человека совершается по двум связанным между собой в полостях сердца кругам кровообращения. И сердце выполняет роль главного органа кровообращения – роль насоса. Из выше описанного строения сердца не совсем понятен механизм взаимодействия отделов сердца. Что препятствует смешению артериальной и венозной крови? Эту важную функцию играет так называемый клапанный аппарат сердца.
Клапаны сердца подразделяются на три вида:
Полулунные;
Створчатые;
Митральные.
2.1. Полулунные клапаны
По переднему краю устья нижней полой вены со стороны полости предсердия располагается полулунной формы мышечная заслонка нижней полой вены, valvula venae cavae inferioris, которая идет к нему от овальной ямки, fossa ovalis, перегородки предсердий. Заслонка эта у плода направляет кровь из нижней полой вены через овальное отверстие в полость левого предсердия. В заслонке нередко содержится одна крупная наружная и несколько мелких сухожильных нитей.
Обе полые вены образуют между собой тупой угол; при этом расстояние между их устьями достигает 1,5-2 см. Между местом впадения верхней полой вены и нижней полой веной, на внутренней поверхности предсердия, располагается небольшой межвенозный бугорок, tuberculum intervenosum.
полулунные клапаны
Отверстие легочного ствола, ostium tranci pulmonalis, располагается впереди и слева, оно ведет в легочный ствол, truncus pulmonalis; к его краю прикрепляются образованные дупликатурой эндокарда три полулунных клапана: передний, правый и левый, valvula semilunares sinistra, valvula semilunares anterior, valvula semilunares dextra, свободные их края выступают внутрь легочного ствола.
Все эти три клапана вместе образуют клапан легочного ствола, valva trunci pulmonalis.
Почти посередине свободного края каждого клапана имеется небольшое, малозаметное утолщение - узелок полулунного клапана, nodulus valvulae semilunaris, от которого в обе стороны края клапана отходит плотный тяж, носящий название луночки полулунного клапана, lunula valvulae semilunaris. Полулунные клапаны образуют со стороны легочного ствола углубления - карманы, которые вместе с клапанами препятствуют обратному току крови из легочного ствола в полость правого желудочка.
2.2. Трехстворчатые и митральные клапаны
По окружности предсердно-желудочкового отверстия прикрепляется образованный дупликатурой внутренней оболочки сердца - эндокарда, endocardium, правый предсердно-желудочковый клапан, трехстворчатый клапан, valva atrioventricularis dextra (valva tricuspidalis), препятствующий обратному току крови из полости правого желудочка в полость правого предсердия.
Митральный и трехстворчатый предсердно-желудочковые клапаны
В толще клапана имеется небольшое количество соединительной, эластической ткани и мышечных волокон; последние связаны с мускулатурой предсердия.
Трехстворчатый клапан образуется тремя треугольной формы створками (лопастями-зубцами), cuspis: перегородочной створкой, cuspis septalis, задней створкой, cuspis posterior, передней створкой, cuspis anterior; все три створки своими свободными краями выступают в полость правого желудочка.
Из трех створок одна большая, перегородочная, створка, cuspis septalis, располагается ближе к перегородке желудочков и прикрепляется к медиальной части правого предсердно-желудочкового отверстия. Задняя створка, cuspus posterior, меньшая по величине, прикрепляется к задне-наружиой периферии того же отверстия. Передняя створка, cuspus anterior, самая малая из всех трех створок, укрепляется у передней периферии этого же отверстия и обращена в сторону артериального конуса. Часто между перегородочной и задней створкой может располагаться небольшой добавочный зубец.
Свободные края створок имеют небольшие вырезки. Своими свободными краями створки обращены в полость желудочка.
К краям створок прикрепляются тонкие, неодинаковой длины и толщины сухожильные струны, chordae tendineae, которые начинаются обычно от сосочковых мышц, mm. papillares; некоторые из нитей фиксируются к поверхности створок, обращенной в полость желудочка.
Часть сухожильных струн, главным образом у вершины желудочка, отходит не от сосочковых мышц, а непосредственно от мышечного слоя желудочка (от мясистых перекладин). Ряд сухожильных струн, не связанных с сосочковыми мышцами, направляется от перегородки желудочков к перегородочной створке. Небольшие участки свободного края створок между сухожильными струнами значительно истончены.
К трем створкам трехстворчатого клапана прикрепляются сухожильные струны трех сосочковых мышц так, что каждая из мышц своими нитями связана с двумя соседними створками.
В правом желудочке различают три сосочковые мышцы: одну, постоянную, большую сосочковую мышцу, сухожильные нити которой прикрепляются к задней и передней створкам; эта мышца отходит от передней стенки желудочка - передняя сосочковая мышца, m. papillaris anterior; две другие, незначительные по величине, располагаются в области перегородки - перегородочная сосочковая мышца, m. papillaris septalis (не всегда имеющаяся), и задней стенки желудочка - задняя сосочковая мышца, m. papillarisposterior.
По окружности левого предсердно-желудочкового отверстия прикрепляется левый предсердно-желудочковый (митральный) клапан, valva atrioventricularis sinister (v. mitralis); свободные края его створок выступают в полость желудочка. Они, как и у трехстворчатого клапана, образуются удвоением внутреннего слоя сердца, эндокарда. Этот клапан при сокращении левого желудочка препятствует прохождению крови из его полости обратно в полость левого предсердия.
В клапане различают переднюю створку, cuspus anterior, и заднюю створку, cuspus posterior, в промежутках между которыми иногда располагаются два небольших зубца.
Передняя створка, укрепляясь на передних отделах окружности левого предсердно-желудочкового отверстия, а также на ближайшей к ней соединительнотканной основе отверстия аорты, располагается правее и больше кпереди, чем задняя. Свободные края передней створки фиксируются сухожильными струнами, chordae tendineae, к передней сосочковой мышце, т.papillaris anterior, которая начинается от передне-левой стенки желудочка. Передняя створка несколько больше задней. В связи с тем, что она занимает область между левым предсердно-желудочковым отверстием и отверстием аорты, свободные края ее прилегают к устью аорты.
Задняя створка прикрепляется к заднему отделу окружности указанного отверстия. Она меньше передней и по отношению к отверстию располагается несколько кзади и слева. При посредстве chordae tendinae она фиксируется преимущественно к задней сосочковой мышие, m.papillaris posterior, которая начинается на задне-левой стенке желудочка.
Малые зубцы, залегая в промежутках между большими, фиксируются при помощи сухожильных нитей либо к сосочковым мышцам, либо непосредственно к стенке желудочка.
В толще зубцов митрального клапана, как и в толще зубцов трехстворчатого клапана, залегают соединительнотканные, эластические волокна и небольшое количество мышечных волокон, связанных с мышечным слоем левого предсердия.
Передняя и задняя сосочковые мышцы могут каждая разделяться на несколько сосочковых мышц. От перегородки желудочков, как и в правом желудочке, они начинаются весьма редко.
Со стороны внутренней поверхности стенка задне-левого отдела левого желудочка покрыта большим количеством выступов - мясистых перекладин, trabeculae carneae. Многократно расщепляясь и снова соединяясь, эти мясистые перекладины переплетаются между собой и образуют сеть, более густую, чем в правом желудочке; их особенно много у верхушки сердца в области межжелудочковой перегородки.
2.3. Клапаны аорты
Передне-правый отдел полости левого желудочка - артериальный конус, conus arteriosus, сообщается отверстием аорты, ostium aortae, с аортой. Артериальный конус левого желудочка лежит впереди передней створки митрального клапана и позади артериального конуса правого желудочка; направляясь кверху и вправо, он перекрещивает его. В силу этого и отверстие аорты лежит несколько кзади от отверстия легочного ствола. Внутренняя поверхность артериального конуса левого желудочка, как и правого, гладкая.
По окружности отверстия аорты прикрепляются три полулунных клапана аорты, которые соответственно своему положению в отверстии называются правым, левым и задним полулунными клапанами, valvulae semilunares dextra, sinistra et posterior. Все они вместе образуют клапан аорты, valva aortae.
клапаны аорты
Полулунные клапаны аорты образуются, как и полулунные клапаны легочного ствола, дупликатурой эндокарда, но более развиты. Заложенный в толще каждого из них узелок клапана аорты, nodulus valvulae aortae, более утолщен и тверд. Расположенные с каждой стороны от узелка полулуния клапанов аорты, lunulae valvularum aortae, более крепкие.
Помимо сердца, полулунные клапаны содержатся и в венах. Их задачей является препятствие обратному току крови.
клапаны вен
Строение сократительных (рабочих) кардиомиоцитов. Клетки имеют удлиненную (100-150 мкм) форму, близкую к цилиндрической. Их концы соединяются друг с другом, так что цепочки клеток составляют так называемые функциональные волокна (толщиной до 20 мкм). В области контактов клеток образуются так называемые вставочные диски (см. с. 418). Кардиомиоциты могут ветвиться и образуют пространственную сеть. Их поверхности покрыты базальной мембраной, в которую снаружи вплетаются ретикулярные и коллагеновые волокна. Ядро кардиомиоцита (иногда их два) овальное и лежит в центральной части клетки (рис. 125). У полюсов ядра сосредоточены немногочисленные органеллы общего значения, за исключением агранулярной эндоплазматической сети и митохондрий. Специальные органеллы, которые обеспечивают сокращение, называются миофибрил-лами. Они слабо обособлены друг от друга, могут расщепляться. Их строение аналогично строению миофибрилл миосимпласта скелетного мышечного волокна. Каждая митохондрия располагается на протяжении всего сар-комера. От поверхности плазмолеммы в глубь кардиомиоцита направлены Т-трубочки, находящиеся на уровне Z-линии. Их мембраны сближены, контактируют с мембранами гладкой эндоплазматической (саркоплазматичес-кой) сети. Петли последней вытянуты вдоль поверхности миофибрилл и имеют латеральные утолщения (L-системы), формирующие вместе с Т-тру-бочками триады или диады. В цитоплазме имеются включения гликогена и липидов, особенно много включений миоглобина. Механизм сокращения кардиомиоцитов такой же, как у миосимпласта.
Рефрактерность (от франц. refractaire - невосприимчивый), в физиологии - отсутствие или снижение возбудимости нерва или мышцы после предшествующего возбуждения. Рефрактерность лежит в основе торможения. Рефрактерный период длится от нескольких десятитысячных (во многих нервных волокнах) до нескольких десятых (в мышечных волокнах) долей секунды. Сменяется фазой повышенной возбудимости (см. Экзальтация).
Строение
Миокард образован сердечной исчерченной поперечнополосатой мышечной тканью, представляющей из себя плотное соединение мышечных клеток - кардиомиоцитов, образующих основную часть миокарда. Отличается от других типов мышечной ткани (скелетная мускулатура, гладкая мускулатура) особым гистологическим строением, облегчающим распространение потенциала действия между кардиомиоцитами.
Особенности
Функциональной особенностью миокарда являются ритмичные автоматические сокращения, чередующиеся с расслаблениями, совершаются непрерывно в течение всей жизни организма. Последовательное сокращение и расслабление различных отделов сердца связано с его строением и наличием проводящей системы сердца, по которой распространяется импульс. Миокард предсердий и желудочков разобщен, что делает возможным независимое их сокращение.
"Все или ничего" закон - эмпирический закон, устанавливающий отношение между силой действующего раздражителя и величиной ответной реакции возбудимой структуры. Возбудимая ткань дает максимальную, постоянную по своим параметрам ответную реакцию "все" при любой силе раздражения. Примером служит потенциал действия нейрона.
Обеспечивающий движение крови по сосудам.
Анатомия
Рис. 1-3. Сердце человека. Рис. 1. Сердце вскрытое. Рис. 2. Проводящая система сердца. Рис. 3. Сосуды сердца: 1-верхняя полая вена; 2-аорта; 3-левое предсердие; 4-клапан аорты; 5-двустворчатый клапан; 6-левый желудочек; 7 - сосочковые мышцы; 8 - межжелудочковая перегородка; 9-правый желудочек; 10-трехстворчатый клапан; 11 - правое предсердие; 12 - нижняя полая вена; 13-синусный узел; 14-атриовентрикулярный узел; 15-ствол атриовентрикулярного пучка; 16-правая и левая ножка атриовентрикулярного пучка; 17-правая венечная артерия; 18-левая венечная артерия; 19-большая вена сердца.
Сердце человека представляет четырехкамерный мышечный мешок. Оно расположено в переднем , преимущественно в левой половине грудной клетки. Задней поверхностью сердце прилежит к диафрагме. Со всех сторон оно окружено легкими, за исключением части передней поверхности, непосредственно прилегающей к грудной стенке. У взрослых длина сердца 12-15 см, поперечный размер 8-11 см, передне-задний размер 5-8 см. Вес сердца 270-320 г. Стенки сердца образованы главным образом мышечной тканью - миокардом. Внутренняя поверхность сердца выстлана тонкой оболочкой - эндокардом. Наружная поверхность сердца покрыта серозной оболочкой - эпикардом. Последняя на уровне крупных сосудов, отходящих от сердца, заворачивается кнаружи и вниз и образует околосердечную сумку (перикард). Расширенная задне-верхняя часть сердца называется основанием, узкая передне-нижняя часть - верхушкой. Сердце состоит из двух предсердий, располагающихся в верхней его части, и двух желудочков, расположенных в нижней части. Продольной перегородкой сердце делится на две не сообщающиеся между собой половины - правую и левую, каждая из которых состоит из предсердия и желудочка (рис. 1). Правое предсердие соединяется с правым желудочком, а левое предсердие с левым желудочком предсердно-желудочковыми отверстиями (правым и левым). Каждое предсердие имеет полый отросток, называемый ушком. В правое предсердие впадают верхняя и нижняя полые вены, несущие венозную кровь из большого круга кровообращения, и вены сердца. Из правого желудочка выходит легочный ствол, по которому венозная кровь поступает в легкие. В левое предсердие впадают четыре легочные вены, несущие от легких обогащенную кислородом артериальную кровь. Из левого желудочка выходит аорта, по которой артериальная кровь направляется в большой круг кровообращения. Сердце имеет четыре клапана, регулирующие направление тока крови. Два из них располагаются между предсердиями и желудочками, прикрывая предсердно-желудочковые отверстия. Клапан между правым предсердием и правым желудочком состоит из трех створок (трехстворчатый клапан), между левым предсердием и левым желудочком - из двух створок (двустворчатый, или митральный, клапан). Створки этих клапанов образованы дупликатурой внутренней оболочки сердца и прикреплены к фиброзному кольцу, ограничивающему каждое предсердно-желудочковое отверстие. К свободному краю створок прикрепляются сухожильные нити, соединяющие их с сосочковыми мышцами, расположенными в желудочках. Последние препятствуют «выворачиванию» створок клапана в полость предсердия в момент сокращения желудочков. Два других клапана расположены у входа в аорту и легочный ствол. Каждый из них состоит из трех полулунных заслонок. Эти клапаны, закрываясь во время расслабления желудочков, препятствуют обратному току крови в желудочки из аорты и легочного ствола. Отдел правого желудочка, из которого начинается легочный ствол, и левого желудочка, где берет начало аорта, называют артериальным конусом. Толщина мышечного слоя в левом желудочке - 10-15 мм, в правом желудочке - 5-8 мм и в предсердиях - 2-3 мм.
В миокарде имеется комплекс особых мышечных волокон, составляющих проводящую систему сердца (рис. 2). В стенке правого предсердия, около устья верхней полой вены, заложен синусовый узел (Киса - Флека). Часть волокон этого узла в области основания трехстворчатого клапана образует другой узел - предсердно-желудочковый (Ашоффа - Тавара). От него начинается предсердно-желудочковый пучок Гиса, который в межжелудочковой перегородке делится на две ножки - правую и левую, идущие к соответствующим желудочкам и заканчивающиеся под эндокардом отдельными волокнами (волокнами Пуркинье).
Кровоснабжение сердца происходит через венечные (коронарные) артерии, правую и левую, которые отходят от луковицы аорты (рис. 3). Правая венечная артерия снабжает кровью преимущественно заднюю стенку сердца, заднюю часть межжелудочковой перегородки, правые желудочек и предсердие и частично левый желудочек. Левая венечная артерия снабжает левый желудочек, переднюю часть межжелудочковой перегородки и левое предсердие. Ветви левой и правой венечных артерий, распадаясь на мельчайшие веточки, образуют капиллярную сеть.
Венозная кровь из капилляров по венам сердца поступает в правое предсердие.
Иннервация сердца осуществляется ветвями блуждающего нерва и ветвями симпатического ствола.
Рис. 1. Разрез сердца через предсердия и желудочки (вид спереди). Рис. 2. Артерии сердца и венечный синус (предсердия, легочный ствол и аорта удалены, вид сверху). Рис. 3. Поперечные разрезы сердца. I - верхняя поверхность предсердий; II - полость правого и левого предсердий, отверстия аорты и легочного ствола; III - разрез на уровне атриовентрикулярных отверстий; IV, V и VI - разрезы правого и левого желудочков; VII - область верхушки сердца. 1 - atrium sin.; 2 - v. pulmonalis sin.; 3 - valva atrioventricularis sin.; 4 - ventriculus sin.; 5 - apex cordis; 6 - septum interventriculare (pars muscularis); 7 - m. papillaris; 8 - ventriculus dext.; 9 - valva atrioventricularis dext.; 10 - septum interventriculare (pars membranacea); 11 - valvula sinus coronarii; 12 - mm. pectinati; 13 - v. cava inf.; 14 - atrium dext.; 15 - fossa ovalis; 16 - septum interatriale; 17 - vv. pulmonales dext.; 18 - truncus pulmonalis; 19 - auricula atrii sin.; 20 - aorta; 21 - auricula atrii dext.; 22 - v. cava sup.; 23 - trabecula septomarginal; 24 - trabeculae carneae; 25 - chordae tendineae; 26 - sinus coronarius; 27 - cuspis ventralis; 28 - cuspis dorsalis; 29 - cuspis septalis; 30 - cuspis post.; 31- cuspis ant.; 32 - a. coronaria sin.; 33 - a. coronaria dext.
Анатомия поверхности сердца
Сердце имеет форму конуса и состоит из 4-х камер. Правый и левый желудочки сердца являются основными насосными камерами. Левое и правое предсердие направляют кровь в соответствующие желудочки.Верхушка формируется концом левого желудочка и направлена вниз, вперёд и влево, а основание или задняя поверхность - предсердиями, главным образом левым.
Передняя поверхность сердца образована правым предсердием и правым желудочком. Левое предсердие и левый желудочек расположен больше кзади и формируют узкую полоску передней поверхности сердца. Нижняя поверхность сердца образована обоими желудочками, преимущественно левым. Эта часть прилегает к диафрагме, поэтому её считают диафрагмальной поверхностью
Внутреннее строение сердца
Внутри сердца имеются четыре основных клапана, которые обеспечивают односторонний ток крови. Трёхстворчатый и митральный отделяют предсердия от желудочков, соответственно правый и левый, в то время как полулунные (лёгочный и аортальный) отделяют желудочки от крупных артерий. Все четыре клапана прикрепляются к фиброзному скелету сердца. Он состоит из плотной соединительной ткани и служит опорой для клапанов и мышц сердца.На рисунке 1 изображен период наполнения желудочков (фаза диастолы), в течение которого трехстворчатый и митральный клапаны открыты, а полулунные клапаны (легочный и аортальный) закрыты. Фиброзные кольца вокруг митрального и трехстворчатого клапанов толще, чем кольца вокруг легочного и аортального клапанов.
Поверхность клапанов и внутренняя поверхность камер сердца выстланы одним слоем эндотелиальных клеток.
Миокард - наиболее толстый слой, состоящий из мышечных клеток.
Эпикард - наружный слой сердца, другое название висцерального перикарда, который вместе с париетальным перикардом образует фиброзно-серозный мешок - сердечную сумку.
Верхняя и нижняя полые вены, коронарный синус впадают в правое предсердие, происходит возврат крови из системных вен и коронарных артерий. Трёхстворчатый клапан расположен на дне предсердия и открывается в полость правого желудочка.
Правый желудочек имеет папиллярные мышцы, которые с помощью сухожильных нитей прикрепляются к створкам трёхстворчатого клапана, на выходе из правого желудочка расположен лёгочный клапан, через который кровь попадает в лёгочную артерию
Рис. 1. Четыре сердечных клапана; вид сверху через удаленные предсердия
В левое предсердие впадают четыре лёгочные вены. Митральный клапан открывается внутрь левого желудочка. Толщина левого желудочка в среднем 11 мм, что в три раза толще стенки правого желудочка.
Левый желудочек имеет две папиллярные мышцы, которые сухожильные нити связывают с двумя створками митрального клапана. Аортальный клапан отделяет левый желудочек от аорты, имеет три створки, прикрепленные к фиброзному кольцу.
Непосредственно над створками клапана берут начало правая и левая коронарные артерии. Межпредсердная перегородка - разделяет левое и правое предсердие, межжелудочковая - правый и левый желудочек состоит из мышечной и мембранной части. Венозная кровь попадает в сердце через нижнюю и верхнюю полые вены, впадающие в правое предсердие. Затем кровь, через трёхстворчатый клапан попадает в правый желудочек. При сокращении правого желудочка кровь через клапан лёгочной артерии попадает в лёгочную артерию и лёгкие, где происходит газообмен; кровь теряет углекислый газ и насыщается кислородом.
Обогащённая кислородом кровь возвращается в сердце через лёгочные вены в левое предсердие и затем, проходя через митральный клапан, попадает в левый желудочек.
Рис. 2. Внутреннее строение правого предсердия и правого желудочка
При сокращении левого желудочка обогащённая кислородом кровь через аортальный клапан попадает в аорту, затем она доставляется ко всем органам и тканям организма.
Фиброзные кольца изолируют мышечные волокна предсердия от мышечных волокон желудочков, таким образом, проведение возбуждения может осуществляться только через специальную проводящую систему сердца.
Рис. 4. Основные компоненты проводящей системы сердца включают синоатриальный узел, атриовентрикулярный узел, пучок Гиса, правую и левую ножки пучка Гиса и волокна Пуркинье. В модераторном пучке проходит значительная часть правой ножки пучка Гиса
Состоит из специализированных клеток, которые инициируют сердцебиение и координируют сокращение камер сердца. Синоатриальный узел (СА) (узел Киса-Флека) - это небольшая масса специализированных волокон сердца, которая находится в стенке правого предсердия. Клеткам синусового узла (СУ) присущ автоматизм - способность вырабатывать электрические импульсы для сокращения сердца в покое 60-80 уд/мин. От СУ по предсердиям электрический импульс, то есть возбуждение, распространяется по проводящим трактам: передний - Бахмана (связывает правое и левое предсердие), средний - Венкебаха - к верхнезадней части атриовентрикулярного (АВ) узла. Более длинный задний тракт Тореля закачивается у нижнего края АВ узла. Антриовентрикулярный узел Ашофа-Тавара расположен у основания правого предсердия в межпредсердной перегородке, длина его состоит из 5 - 6 мм. Кровоснабжение имеет в 80% - 90% случаев от ПКА