Строение и принцип работы сердца. Сердце человека: особенности строения и функции Для чего служит сердце

Сердце — анатомические данные

Итак, сердце (греч. kardia, отсюда название науки о сердце — кардиология) — представляет собой полый мышечный орган, который принимает кровь из впадающих венозных сосудов и нагнетает уже обогащенную кровь в артериальную систему. Сердце человека состоит из 4-ех камер: левое предсердие, левый желудочек, и правый желудочек. Между собой левое и правое сердце разделены межпредсердной и межжелудочковой перегородками. В правых отделах течет венозная (не насыщенная кислородом кровь), в левых — артериальная (насыщенная кислородом кровь).

2 Общие функции сердца

В данном разделе мы опишем общие функции сердечной мышцы, как органа в целом.

3 Автоматизм

В состав клеток сердца (кардиомиоцитов) входят и так называемые атипичные кардиомиоциты, которые подобно электрическому скату спонтанно вырабатывают электрические импульсы возбуждения, а они в свою очередь способствуют сокращению сердечной мышцы. Нарушение данного свойс свойства приводит, чаще всего, к остановке кровообращения и без оказания своевременной помощи является летальной.

4 Проводимость

В сердце человека есть определенные проводящие пути, которые обеспечивают проведение электрического заряда по сердечной мышце не хаотично, а направленно, в определенной последовательности, от предсердий к желудочкам. При нарушении в проводящей системе сердца выявляются различного рода аритмии, блокады и прочие нарушения ритма, которые требуют медицинского терапевтического, а иногда и хирургического вмешательства.

5 Сократимость

Основная масса клеток системы сердца состоит из типичных (рабочих) клеток, которые обеспечивают сокращение сердца. Механизм сравним с работой других мышц (бицепс, трицепс, мышца радужки глаза), так в мышцу поступает сигнал из атипичных кардиомиоцитов, после чего они сокращаются. При нарушении сократимости сердечной мышцы чаще всего наблюдаются различного рода отеки (легких, нижних конечностей, рук, всей поверхности тела), которые образуются из-за сердечной недостаточности.

6 Тоничность

Это способность, благодаря особому гистологическому (клеточному) строению, сохранять свою форму во все фазы сердечного цикла. (Сокращение сердца — систола, расслабление — диастола). Все вышеописанные свойства делают возможной сложнейшую, и, пожалуй, самую важную функцию — насосную. Насосная функция обеспечивает правильное, своевременное и полноценное продвижение крови по сосудам организма, без данного свойства, жизнедеятельность организма (без помощи медицинской техники) невозможна.

7 Эндокринная функция

Эндокринная функция сердечной и сосудистой системы обеспечивается секреторными кардиомиоцитами, которые встречаются преимущественно в ушках сердца и правом предсердии. Секреторные клетки вырабатывают предсердный натрийуретический гормон (ПНГ). Выработка данного гормона происходит при перегрузке и перерастяжении мышцы правого предсердия. Для чего же это делается? Ответ лежит в свойствах данного гормона. ПНГ главным образом действует на почки, стимулируя диурез, также под действием ПНГ происходит расширение сосудов и снижение артериального давления, что в купе с повышением диуреза вызывает уменьшение лишней жидкости в организме и снижает нагрузку на правое предсердие, как следствие выработка ПНГ уменьшается.

8 Функция правого предсердия (ПП)

Кроме вышеописанной секреторной функции ПП, существует и биомеханическая функция. Так в толще стенки ПП лежит синусовый узел, генерирующий электрический заряд и способствующий сокращению сердечной мышцы от 60 и выше ударов в минуту. Также стоит выделить, что ПП, являясь одной из камер сердца, несет функцию передвижения крови из верхней и нижней полых вен в ПЖ, а в отверстии между предсердием и желудочком находится трехстворчатый клапан.

9 Функция правого желудочка (ПЖ)

ПЖ преимущественно выполняет механическую функцию. Так при его сокращении кровь попадает через легочной клапан в легочной ствол, а далее непосредственно в легкие, где происходит насыщение крови кислородом. При снижении данного свойства ПЖ происходит застой венозной крови сначала в ПП, а потом и во всех венах организма, что приводит к отекам нижних конечностей, образованию тромбов, как в ПП, так и преимущественно в венах нижних конечностей, что при отсутствии лечения может привести к жизнеугрожающиму, а в 40% случаев даже летальному состоянию — тромбоэмболия легочной артерии (ТЭЛА).

10 Функция левого предсердия (ЛП)

ЛП выполняет функцию продвижения уже обогащенной кислородом крови в ЛЖ. Именно с ЛП начинается большой круг кровообращения, который обеспечивает все органы и ткани организма кислородом. Главное свойство данного отдела состоит в разгрузке давления ЛЖ. При развитии недостаточности ЛП, кровь уже обогащенная кислородом забрасывается обратно в легкие, что ведет к отеку легких и при отсутствии лечения, исход чаще всего летальный.

11 Функция левого желудочка

Между ЛП и ЛЖ находится митральный клапан, именно через него кровь попадает в ЛЖ, а далее, через аортальный клапан в аорту и всему организму. В ЛЖ самое большое давление из всех полостей сердца, именно поэтому стенка ЛЖ наиболее толстая, так в норме она достигает 10-12 мм. Если левый желудочек перестает выполнять свои свойства на 100%, происходит повышенная нагрузка на левое предсердие, что также, впоследствии, может привести к отеку легких.

12 Функция межжелудочковой перегородки

Главной функцией межжелудочковой перегородки служит препятствие смешивания потоков из левого и правого желудочков. При патологии МЖП возникает смешивание венозной крови с артериальной, что, впоследствии, приводит к, заболеваниям легких, недостаточности правых и левых отделов сердца, такие состояния без хирургического вмешательства чаще всего заканчиваются летально. Также в толще межжелудочковой перегородки проходит путь, проводящий электрический заряд от предсердий к желудочкам, что вызывает синхронную работу всех отделов сердечной и сосудистой системы.

13 Выводы

Все вышеперечисленные свойства являются очень важными для нормальной работы сердца и жизнедеятельности организма человека в целом, так как нарушение хотя бы одной из них влечет за собой различной степени угрозы жизни человека.

Сердце, это источник энергии, которых отвечает за движение крови в организме. Четырехкамерным строением органа наделены человек и высшие позвоночные животные. Если говорить кратко о строение, то сердце состоит из предсердий и желудочков, которые разделены между собой межпредсердной перегородкой. Однако это не дает глубокого понимания, как устроено сердце.

ВНИМАНИЕ!

В этой статье будут освещены такие вопросы, как внешнее строение сердца, физиологические особенности и анатомия сердца. Подобные знания необходимы каждому человеку не только для расширения кругозора об организме человека, но и позволяет определять момент сбоя в работе органа.

Если в процессе ознакомления возникнут вопросы, можно обратиться к специалистам портала. Консультации проводятся в бесплатной форме 24 часа в сутки.

Сердце является полым мышечным органом и имеет вытянутую форму в виде конуса. Как выглядит сердце, с точки зрения топографии, можно увидеть на рисунке №1.

Рисунок №1_Как выглядит сердце

Верхняя часть органа имеет расширенный вид и называется основанием. Зауженная нижняя часть – верхушка сердца. Вес варьируется в диапазоне 250-300 г у взрослого. Однако, это среднестатистический показатель, т.к. у детей масса органа меньше, а у взрослых вес изменяется от физических нагрузок, эмоциональной составляющей и здоровья. На рисунке мы видим, что поверхность сердца испещрена системой сосудов. С внутренней стороны располагается система нервных окончаний.

Главный орган находится в области грудной клетки с отклонением влево. Внешняя ткань сращена с грудной полостью и ребрами, а внутренняя ткань застилает весь орган и сращена с мышцей органа. Между этими частями есть полость, заполненная специальной жидкостью, которая амортизирует орган в момент диастолы и систолы.

ВНИМАНИЕ!

Многие наши читатели для лечения ЗАБОЛЕВАНИЙ СЕРДЦА активно применяют широко известную методику на основе натуральных ингредиентов, открытую Еленой Малышевой. Советуем обязательно ознакомиться.

Четырехкамерное сердце имеет три основные ткани мышц:

1. миокард желудочков;
2. миокард предсердий;
3. средний слой проводящей системы.

Мышца имеет структуру сетки, которая образовалась из волокон. Такое внутреннее строение сердца образовалось за счет межволокнистых взаимосвязей, установленными боковыми перемычками. В итоге мы видим, что система представляется собой узкопетлистый sintsitii.

На рисунке №2 наглядно представлено строение сердечной мышцы.

Рисунок №2_ Строение сердечной мышцы

На внешней поверхности органа существует поперечная венозная борозда, условно разделяющая отделы сердца.

На рисунке №3 изображено, как выглядит орган изнутри.

Рисунок №3_Внутреннее строение сердца

Теперь мы подробно осветим каждый из отделов сердца.

Камера сердца

Как говорилось выше, четырехкамерное сердце имеет два отдела, разделенные между собой перегородкой. Предсердия через специальные отверстия поддерживают связь с желудочками. Через них во время диастолы кровь проходит в желудочки, а потом за счет разницы уровня давления в камерах она выталкивается в вены и артерии.

В правое предсердие входит специальная вена (полая). Её основным назначением является перегонка крови в верхние органы и конечности. Внизу в это же предсердие входит аналогичная вена, но ее предназначение – насыщение кровью в нижние органы и конечности. Как говорилось выше, внизу есть небольшое отверстие, за счет чего левая и правая камера сообщаются друг с другом.

Правый желудочек

Желудочек правой камеры имеет неровную поверхность, на которой расположены три мышцы, название которым – сосочковые.

На рисунке №4 изображена схема правой камеры.

Рисунок №4_Схема правого желудочка

Как мы можем видеть, у желудочка в верхней области расположены 2 отверстия:

• Предсердно-желудочковое, обладающее трёхстворчатым клапаном, который крепится на нитях сухожилий. Они тонкие, но при этом очень крепкие.
• Входное отверстие в легочный ствол. Оно состоит из 3-х специальных заслонок, благодаря которым желудочек может направлять кровообращение в сторону легких.

У левого предсердия существует четыре таких отверстий и две вены. Клапаны в этой части камеры отсутствует.

Левый желудочек

Внешний вид левого желудочка имеет 2 сосочковые мышцы, соединенные между собой двустворчатым клапаном.

На рисунке №5 изображена левая камера с предсердием и желудочком.

Рисунок №5_Строение левого желудочка

На изображении есть отверстие, топография его верхняя область органа. С помощью него поток крови перемещается в желудочек из предсердия. В обратную сторону кровообращения нет, т.к. его блокирует двустворчатый клапан.

Анатомическое строение сердца таково, что клапаны являются неактивными и открывают за счет напора потока крови. Иными словами, это можно объяснить так – мышца переходит в фазу сокращения и из-за этого открываются клапаны и впускают кровяной поток внутрь желудочков. Кровь не попадает в предсердия, т.к. они защищены сосочковыми мышцами и их нитями.

Стенки органа имеют три оболочки сердца:

• внутренняя;
• средняя;
• внешняя.

Каждая из стенок обладает разной толщиной ткани. У предсердий тонкая ткань от 2 до 3 мм. Желудочек левой камеры имеет толщину стенок от 9 до 11 мм, а правый от 4 до 6 мм.

Внутренняя ткань человеческого сердца застилает камеру и она же отвечает за образование створок клапанов. Миокард образовался за счет мышечных тканей (кардиомиоциты), которые выглядят как поперечнополосатые борозды. Так как у предсердий мышечная ткань более тонкая, она стоит из 2-х слоев, в отличие от трехслойной мышцы желудочков.

Эпикард по своей форме напоминает листок. Он плотно сращен с миокардом. Наружная оболочка образовалась из пластины ткани, которая покрыта плоскими клетками в области перикарда.

На рисунке №6 мы можем увидеть строение стенок органа.

Рисунок №6_Стенки сердца

Проводящая система, это основа работы человеческого сердца, т.к. именно эта особенность органа позволяет сокращаться мышце в автономном режиме под действием тех импульсов, которые генерирует орган, невзирая на раздражения и команды, поступающих из внешней среды (к примеру, из головного мозга).

Те клетки и ткани, которые образуют проводящую систему, отличаются от мышечного строения миокарда следующими признаками:

• крупный размер;
• наличие саркоплазм;
• низкий уровень миофибрилл.

Мы уже знаем, что сердце наделено функцией – автоматизм, т.е. способность самостоятельно сокращаться и вырабатывать электрические импульсы. Даже если перерезать все нервные окончания, сердце продолжит биться. Импульсы, возникающие в органе, направляются к сердцу за счет проводящей системы.

Рассмотрим строение и функции сердца, а точнее, данной системы:

• Синусо-предсердный узел, это главный исток импульсов. Именно в этих тканях возникают электрические посылы. Данный узел расположен в области правой камеры сверху предсердия, между впадиной полых вен, поступающих к органу сверху и снизу.
• Предсердно-желудочковый узел (AV) – или фильтр. На рисунке №7 мы видим, что он расположился между камерами. Кстати, именно в этом узле скорость импульсов очень низкая – 1 м/сек.
• Пучок Гикса расположился в ткани межжелудочковой перегородки. Его длина – 2 см, которая имеет два разветвления, идущие в левый и правый желудочек.
• Волокна Пуркинье выполняют роль окончания ножек пучка Гикса.

Рисунок №7_Проводящая система

Логичный вопрос – зачем нужны такие знания. Ответ прост – информация, изложенная в статье, дает понимание о строении органа, а, следовательно, расшифровать данные ЭКГ можно самостоятельно в полной мере или частично.

Обратите внимание, что орган весь испещрен кровеносными сосудами, речь о которых пойдет дальше.

Клапаны сердца

С точки зрения анатомии, сердце, это орган, состоящий из мышцы и работающий всю жизнь человека. Размер его у каждого человеческого индивидуума – разный и соизмерим сжатому кулаку. Знаете ли вы, сколько в минуту перекачивается крови сердцем, а за счет чего его объем растет? За одну минуту орган способен перекачать 6 литров, а объем изменяется при физических нагрузках (спорт, работа и т.д.)

Мы уже выяснили, что данный орган выполняет насосную функцию, которая обеспечивает непрерывный поток крови и тем самым снабжает сосуды в автономном режиме. Сердечнососудистая система состоит из сосудов, образующих круги кровообращения.

Анатомия и физиология сердца таковы, что внутри органа находится четыре камеры, которые разделены перегородкой. Так как мы уже рассмотрели, из чего состоит сердце изнутри, и знаем, сколько у него камер, можно осветить клапанных аппарат.

Этот аппарат состоит из:

• Трёхстворчатого клапана, находящегося в правой камере на границе предсердия и желудочка. Когда клапан открывается, кровяной поток спускается в желудочек, а когда он заполнен, то мышца сжимается и он закрывается.
• Легочного, который начинается действовать при закрытом трехстворчатом. Таким образом, он позволяет потоку крови идти в легочный ствол.
• Митрального. Его местоположение – левая камера и его назначение аналогично трехстворчатому. Но в своем строении имеет только 2 створки.
• Аортального, который по внешнему виду напоминает полулунный клапан. Его открытие происходит в момент, когда желудочек сокращается, тем самым открывая «дверь» в аорту. Закрытие клапана происходит в расслабленном состоянии желудочка.

Открытие и закрытие клапанов происходит в необходимый момент. В открытом состоянии они являются отверстиям для выхода крови. В закрытом состоянии действуют как блокировка.

И немного о секретах...

• У Вас часто возникают неприятные ощущения в области сердца (колящая или сжимающая боль, чуство жжения)?
• Внезапно можете почувствовать слабость и усталость...
• Постоянно скачет давление...
• Об одышке после малейшего физического напряжения и нечего говорить…
• И Вы уже давно принимаете кучу лекарств, сидите на диете и следите за весом...

Но судя по тому, что вы читаете эти строки – победа не на Вашей стороне. Именно поэтому мы рекомендуем ознакомиться с новой методикой Ольги Маркович , которая нашла эффективное средство для лечения заболеваний СЕРДЦА, атеросклероза, гипертонии и чистки сосудов.

Сердце – как оно работает?

Спасибо

Первые сердечные сокращения появляются у нас еще в период раннего внутриутробного развития. И прекращается сердечная деятельность лишь после нашей смерти. На протяжении жизни мы спим, бодрствует, ведем активный или не очень образ жизни, испытываем эмоции и ощущаем, что все это отражается на работе сердца . Во время сна ритм упорядочивается, становится боле ритмичным, в период эмоциональных потрясений и трудовых подвигов сердце бьется чаще, работает с большей отдачей. А часто ли вы задумывались, как сердце на самом деле выглядит, какова его анатомия, каково устройство самого надежного и долговечного насоса?

Немного фактов о работе сердца

Как известно в покое в среднем количество сердечных сокращений в течение минуты составляет 70 ударов, в течение часа – количество сердцебиений достигает 4200 ударов. Если учесть, что с каждым сердечным сокращением в кровеносную систему выбрасывается по 70 мл крови, то несложно подсчитать, что в течение одного часа сердце пропускает 300 литров крови, а в течение всей жизни сколько? Сложно представить, но цифра просто удивляет – за 70 лет непрерывной работы сердце в среднем перекачивает 175 миллионов литров крови.
Как же устроен этот идеальный двигатель?

Камеры сердца

Как известно, сердце состоит из четырех камер – 2 предсердия и 2 желудочка.
Данные отделы сердца разделены перегородками, между камерами кровь циркулирует через клапанный аппарат.
Стенки предсердий достаточно тонкие – это связано с тем, что при сокращении мышечной ткани предсердий, им приходится преодолевать намного меньшее сопротивление, нежели желудочкам.
Стенки желудочков в разы толще – это связано с тем, что именно благодаря усилиям мышечной ткани данного отдела сердца давление в малом и большом кругу кровообращения достигает высоких значений и обеспечивает непрерывный ток крови.

Клапанный аппарат

Сердце имеет в своем составе 4 клапана. Все клапаны сердца обеспечивают однонаправленное продвижение крови и препятствуют ее обратному току.

• 2 предсердно-желудочковых клапана (по логике названия понятно, что эти клапаны отделяют предсердия от желудочков )
• один клапан легочного ствола (через который кровь продвигается от сердца в кровеносную систему легкого )
• один аортальный клапан (этот клапан отделяет полость аорты от полости левого желудочка ).

Клапанный аппарат сердца не универсален – клапаны имеют различное строение, размер и предназначение.
Подробнее о каждом из них:

Аортальный и легочной клапаны схожи – имеют вид трехстворчатых смыкающихся карманов. Данные кармашки прижимаются к стенкам сосудов при движении крови из желудочков и расправляются, смыкаясь при обратном токе крови.

Клапан между правым предсердием и правым желудочком (трехстворчатый / трикуспидальный клапан ) имеет вид трех смыкающихся массивных пластин. При сокращении предсердий клапан открывается, и кровь поступает из правого предсердия в правый желудочек. При обратном токе крови и расслаблении папиллярных мышц створки смыкаются.

Клапан между левым предсердием и левым желудочком (митральный клапан ). Это наиболее массивный клапан. По всей видимости, эта массивность связана с тем, что в левом желудочке создается максимальное давление, которое передается и на створки клапана. Митральный клапан представлен двумя смыкающимися пластинами.

Крепление клапанов к стенкам желудочков осуществляется посредством плотной соединительной ткани (фиброзной ). Предсердно-желудочковые клапаны дополнительно соединяются с внутренними стенками желудочков, посредством похожих на стропы хорд соединенных с, так называемыми, папиллярными мышцами. Данное соединение обеспечивает синхронное открывание клапанов при сокращении папиллярных мышц. Последние тянут хорды соединенные со створками клапанов. В результате этого действия происходит одностороннее открывание клапанов, а так же создается препятствие для открывания клапана в обратную сторону при резком повышении давления внутри желудочков.

Слои сердечной стенки

Условно в стенке сердца можно выделить 3 слоя:
1. Наружный слизистый слой – перикард . Этот слой обеспечивает скольжение сердца при работе внутри сердечной сумки. Именно благодаря этому слою сердце не беспокоит своими движениями окружающие органы.

2. Мышечный слой (миокард) – это наиболее массивный слой, представленный, в основном, мышечной тканью. Эта ткань осуществляет упорядоченное сокращение сердца, обеспечивая непрерывный ток крови.

3. Внутренний слой (эндокард) – данный слой по структуре схож с внутренним слоем сосудов. Эта оболочка изолирует изнутри стенки сердца и клапанный аппарат, благодаря этому не происходит тромбообразования и затруднения движений пристеночных слоев крови.

Немного информации о гидродинамике сердца

Для того чтобы понять принцип работы сердца, необходимо вспомнить основной закон гидродинамики - в сообщающихся сосудах жидкость течет из сосуда с большим давлением с сосуд с меньшим давлением. Однонаправленный ток жидкости обеспечивается особенностями клапанного аппарата и очередностью сокращения камер сердца.

Фазы сокращения сердца

1. Сокращение желудочков следует с некоторым замедлением после сокращения предсердий. В этом процессе кровь, повинуясь законам физики, устремляется в область с пониженным давлением. Естественно было бы предположить ее обратный ток в предсердия, но, захлопнувшиеся предсердно-желудочковые клапаны преграждают этот путь. Потому остается лишь возможность движения в направлении отводящих от сердца кровь сосудов (аорта и легочной ствол ) через аортальный и легочной клапан. При нарастании давления происходит открытие аортального и легочного клапана, и кровь с нарастающей скоростью нагнетается в основные сосуды большого и малого круга кровообращения. Так кровь попадает в малый (сосуды легких ) и большой (остальные кровеносные сосуды ) круги кровообращения.

2. Расслабление предсердий и желудочков . Этот процесс сопровождается расправлением полостей этих камер сердца. Естественно, что этот процесс приводит к понижению давления в желудочках, что вызывает обратный ток крови, однако аортальный и легочной клапан захлопываются, препятствуя этому обратному движению. При расслаблении камер сердца происходит их кровенаполнение – в желудочки кровь поступает из предсердий, а в предсердия из малого и большого круга кровообращения.

3. Сокращение предсердий – благодаря этому процессу кровь, заполняющая полость предсердий, дополнительно поступает в желудочки через открытые предсердно-желудочковые клапаны.

Как кровоснабжается сердце?

Можно сказать, что кровеносная система сердца является отдельным кругом кровообращения, дополняющим малый и большой кровеносные круги. У основания аорты – над аортальным клапаном отходят, так называемые, коронарные сосуды. По ним кровь достигает всех тканей сердца, снабжая ее веществами необходимыми для планового обновления сердечных клеток, веществами, необходимыми для выработки энергии и кислородом. Удельный кровоток сердца весьма интенсивен – это связано с тем, что сердечная мышца круглосуточно выполняет напряженную механическую работу и в условиях дефицита питательных веществ и кислорода работать длительное время не может. Покидает сердечную ткань кровь по коронарным венам, которые впадают в правое предсердие. По венам из мышечной ткани удаляются продукты распада (углекислый газ, азотистые соединения ). Благодаря непрерывному кровообращению происходит постоянное обновление внутриклеточных структур сердца и его непрерывная работа.

Важной особенностью сердечной ткани является отсутствие возможности деления мышечных клеток – потому погибшие сердечные клетки не восполняются за счет деления оставшихся кардиомиоцитов. В зависимости от интенсивности нагрузки объем мышечной ткани сердца может значительно возрастать. К примеру - объем сердечной мышцы спортсменов или больных с некоторыми пороками сердца может существенно превышать среднестатистическую норму.

Что руководит работой сердца?

Как мы знаем – работа сердца это не произвольный акт. Сердце работает постоянно – и когда мы спим, и когда работаем, и даже сейчас, читая эту статью, Вы совершенно не обращаете внимания на необходимость поддерживать частоту сердечных сокращений в пределах 70 ударов в минуту. Вряд ли Вы обращаете внимание на то, что работа сердца должна обеспечивать артериальное давление в большом круге кровообращения в пределах 120/80 мм. рт. ст. А ведь это все обеспечивается тонкой работой встроенной в само сердце управляющей структурой – системой генерирующей биоэлектрический импульс и системой проводящей эти сигналы (проводящая система сердца ). Удивительно, но эти небольшие участки сердца формируются у нас еще на первых неделях внутриутробного развития и в течение всей жизни усердно руководят работой сердца.

Синоатриальный узел – в нем генерируется в среднем 70 раз в минуту импульс, который по специальной проводящей системе, как по проводам, распространяется по мышечному слою предсердий. В этом распространении важным условием является синхронность передачи импульса. Ведь если каждая из тысяч клеток миокарда будет сокращаться самостоятельно (в собственном ритме ), то повышения давления в камерах сердца не произойдет. Достигнув клеток миокарда, этот импульс приводит к его синхронному сокращению – происходит фаза сокращения предсердий, сменяющаяся последующим сокращением желудочков. При одномоментном сокращении предсердий кровь послушно течет в желудочки, где миокард в данный момент находится в расслабленном состоянии. После того, как предсердия сократились, биоэлектрический импульс специально на доли секунды задерживается – это необходимо для того, чтобы мышечная ткань предсердий максимально сжалась, что приводит к максимальному заполнению желудочков.
Далее возбуждение охватывает мышечную ткань желудочков – происходит синхронное сокращение стенок желудочков. Давление внутри камер нарастает, что приводит к захлопыванию предсердно-желудочковых клапанов и одновременно к открыванию аортального и легочного клапана. При этом кровь продолжает свое однонаправленное движение по направлению к легочной ткани и остальным органам.

Работа сердца является одним из многих до конца не изученных феноменов нашего организма. Однако уже установленные механизмы работы данного органа приводят в восторг не только медиков и биологов, но и физиков, лиц технических специальностей. Ведь до сих пор изобрести механизмы, столь же надежные в работе и эффективные как сердце, не удалось.

Перед применением необходимо проконсультироваться со специалистом.

Расположение и строение сердца

Сердце человека находится в грудной полости, позади грудины в переднем средостении, между легкими и почти полностью прикрыто ими. Оно свободно подвешено на сосудах и может несколько смещаться. Располагается сердце асимметрично и занимает косое положение: его ось направлена справа, сверху, вперед, вниз, влево. Своим основанием сердце обращено к позвоночнику, а верхушка упирается в пятое левое межреберье; две трети его находится в левой части грудной клетки, а одна треть – в правой.

Сердце представляет собой полый мышечный орган массой 200 – 300 г. Его стенка состоит из 3-х слоев: внутреннего – эндокарда, образованного клетками эпителия, среднего мышечного – миокарда и наружного эпикарда, состоящего из соединительной ткани. Снаружи сердце покрыто соединотельнотканной оболочкой – околосердечной сумкой или перикардом. Наружный слой околосердечной сумки плотный и не способен к растяжению, препятствуя тем самым переполнению сердца кровью. Между двумя листками перикарда находится замкнутая полость, в которой имеется небольшое количество жидкости, предохраняющей сердце от трения при сокращениях.

Рис. 12. Строение сердца

Сердце человека состоит из двух предсердий и двух желудочков (рис. 12). Левая и правая части сердца разделены сплошной перегородкой. Предсердия и желудочки каждой половины сердца соединяются между собой отверстием, которое закрывается клапаном. В левой половине клапан состоит из двух створок (митральный), в правой – из трех (трикуспидальный). Клапаны открываются только в сторону желудочков. Этому способствуют сухожильные нити, которые одним концом прикрепляются к створкам клапанов, а другим к сосочковым мышцам, расположенным на стенках желудочков. Эти мышцы являются выростами стенки желудочков и сокращаются вместе с ними, натягивая сухожильные нити и не допуская обратного тока крови в предсердия. Сухожильные нити не позволяют выворачиваться клапанам в сторону предсердий во время сокращения желудочков.

У места выхода аорты из левого желудочка и легочной артерии из правого желудочка располагаются полулунные клапаны по три створки в каждом, имеющие вид кармашков. Они пропускают кровь из желудочков в аорту и легочную артерию. Обратное движение крови из сосудов в желудочки невозможно, т. к. кармашки полулунных клапанов заполняются кровью, распрямляются и смыкаются.

Сердечный цикл

Сердце сокращается ритмично, сокращения отделов сердца чередуется с их расслаблением. Сокращения называются систолой, а расслабления – диастолой . Период, охватывающий одно сокращение и расслабление сердца, называют сердечным циклом. Сердце человека сокращается примерно 75 раз в минуту. Каждый цикл длится 0,8 с и состоит из трёх фаз: систолы предсердий, систолы желудочков, общей паузы.

При сокращении левого и правого предсердий кровь поступает в желудочки, которые в это время расслаблены. Створчатые клапаны открыты в сторону желудочков. Систола предсердий длится 0,1 секунды, после чего наступает расслабление предсердий – диастола. В это время предсердия расслабляются и вновь заполняются кровью.

При систоле желудочков створчатые клапаны закрываются. При сокращении обоих желудочков в их полостях нарастает давление крови. Когда давление в желудочках станет выше, чем давление крови в аорте и легочной артерии, полулунные клапаны открываются, и кровь из желудочков с силой выбрасывается в артерии. Давление в левом желудочке во время систолы составляет 130 – 150 мм ртутного столба. Систола желудочков длится 0,3 секунды, затем наступает общая пауза, во время которой предсердия и желудочки расслаблены. Давление крови в аорте и легочной артерии теперь выше, чем в желудочках, поэтому полулунные клапаны заполняются кровью со стороны сосудов, закрываются и препятствуют возвращению крови в сердце. Продолжительность общей паузы 0,4 секунды. После общей паузы начинается новый сердечный цикл. Таким образом, в течение всего цикла предсердия работают 0,1 секунды и отдыхают 0,7 секунды, желудочки работают 0,3 секунды и отдыхают 0,5 секунды. Этим объясняется способность сердечной мышцы работать, не утомляясь, в течение всей жизни.

Высокая работоспособность сердечной мышцы обусловлена усиленным кровоснабжением сердца. Сердце имеет чрезвычайно богатую сосудистую сеть. Сосуды сердца еще называют коронарными сосудами (от латинского слова «cor» - сердце) или венечными сосудами. Общая поверхность капилляров сердца достигает 20 м 2 . Примерно 10 % крови, выбрасываемой левым желудочком в аорту, поступает в отходящие от нее артерии, которые питают сердце. В отличие от других артерий организма, в коронарные артерии кровь поступает не во время сокращения сердца, а во время его расслабления. При сокращении сердечной мышцы сосуды сердца сжимаются, поэтому условия для тока крови по ним неблагоприятные. При расслаблении же сердечной мышцы сопротивление сосудов падает, что облегчает продвижение крови по ним.

Силой, которая проталкивает кровь в артерии сердца, является сила обратного тока крови. После того, как сердце осуществило сокращение и, соответственно, толчок крови в артерии, сердечная мышца расслабляется, и кровь стремится вернуться обратно в сердце. Сила обратного тока крови закрывает клапаны артерий, а закрытие клапанов является силой, проталкивающей кровь в коронарные сосуды.

Во время мышечной работы время расслабления сердечной мышцы уменьшается, что затрудняет кровоснабжение сердца. Поэтому большие нагрузки для нетренированного человека могут быть весьма опасны. Сердце тренированного человека имеет более богатую сосудистую сеть и дольше находится в состоянии расслабления даже при мышечной работе. Поэтому тренированный человек легче переносит одни и те же нагрузки по сравнению с нетренированным.

Сердце, осуществляя сократительную деятельность, во время систолы выбрасывает в сосуды определенное количество крови. Количество крови, которое выбрасывает сердце за одно сокращение, называют систолическим, или ударным объемом сердца (в среднем он составляет 60 – 80 мл). Количество крови, выбрасываемое сердцем в сосуды за минуту, называют минутным объемом сердца. Минутный объем сердца у человека в состоянии относительного покоя равен 4,5 – 5 л. Он одинаков для правого и левого желудочков. Минутный объем можно легко рассчитать, умножив систолический объем на число сердечных сокращений. За 70 лет жизни сердце человека перекачивает около 150 тысяч тонн крови.

Работа сердца регулируется нервной системой и гуморальным путем. К сердцу подходят волокна вегетативной нервной системы. Симпатические нервы при раздражении усиливают и учащают сердечные сокращения. При этом повышается возбудимость сердечной мышцы и проведение возбуждения по проводящей системе сердца. Центры симпатических нервов, регулирующие работу сердца, находятся в верхних грудных сегментах спинного мозга. Парасимпатические ветви блуждающего нерва ослабляют деятельность сердца. Ядра блуждающего нерва расположены в продолговатом мозге.

Работа сердца усиливается и гуморальным путём. Усиливает работу сердца гормон надпочечников адреналин. Повышение содержания кальция в крови увеличивает частоту и силу сокращений, а калий вызывает противоположное действие.

Свойства сердечной мышцы. Автоматия

Сердечная мышца обладает возбудимостью, способностью генерировать, проводить возбуждение, сокращаться и др. Одно из важнейших свойств сердечной мышцы – автоматия. Автоматией называют способность клетки, ткани, органа возбуждаться без участия внешнего стимула, под влиянием импульсов, возникающих в них самих.

Рис. 13. Проводящая система сердца (схема): 1 – синоатриальный узел; 2 – атриовентрикулярный узел; 3 – пучок Гиса; 4 и 5 – правая и левая ножки пучка Гиса; 6 – волокна Пуркинье.

Показателем автоматии сердечной мышцы может быть тот факт, что изолированное сердце лягушки, удаленное из организма и помещенное в физиологический раствор, может в течение длительного времени ритмически сокращаться.

Автоматия связана с особенностями сердечной мышцы, в которой имеются мышечные волокна 2-х типов. Типичные для сердца волокна обеспечивают сокращение отделов сердца, их основная функция – сократимость. С нетипичными волокнами связано возникновение возбуждения в сердце и проведение его от предсердий к желудочкам. В нетипичных волокнах слабее выражена поперечная исчерченность, но они обладают способностью легко возбуждаться. За способность проводить возникающие возбуждения по сердцу волокна нетипичной мускулатуры получили название проводящей системы сердца. Автоматия сердца обусловлена периодическим возникновением возбуждения в нетипичных клетках, скопление которых расположено в стенке правого предсердия. Возбуждение, передается ко всем мышечным клеткам сердца и вызывает их сокращение.

Наличие проводящей системы обеспечивает ряд важных физиологических свойств сердца:

1) ритмическую генерацию импульсов;

2) необходимую последовательность сокращений предсердий и желудочков;

3) синхронное вовлечение в процесс сокращения клеток миокарда желудочков (что увеличивает эффективность систолы).

Проводящая система сердца человека представлена тремя основными узлами (рис. 13).

1. Синоатриальный узел, расположенный у места впадения верхней полой вены в правое предсердие (узел Кис-Фляка). Он генерирует возбуждение с частотой 70–90 раз в минуту. Именно этот узел является реальным водителем ритма в норме. От него отходят волокна, осуществляющие функциональную связь синоатриального узла со вторым узлом проводящей системы (пучок Кис-Фляка).

2. Атриовентрикулярный узел (Ашоффа-Тавара) расположен на границе правого и левого предсердий между правым предсердием и правым желудочком. Этот узел состоит из трех частей: верхней, средней и нижней.

Атриовентрикулярный узел может возбуждать сердце с частотой 40–60 раз в минуту. Однако в норме он не генерирует спонтанные нервные импульсы, а «подчиняется» синоатриальному узлу и играет роль передаточной станции, а также обусловливает атриовентрикулярную задержку.

3. Пучок Гиса в толще сердечной перегородки отходит от атриовентрикулярного узла и делится на две ножки, одна из которых направляется к правому, а другая – к левому желудочку. Ножки пучка Гиса ветвятся и в виде волокон Пуркинье пронизывают весь миокард. Пучок Гиса является водителем ритма 3-го порядка, спонтанный ритм его волокон 30 – 40 раз в минуту. Поэтому в норме его волокна являются лишь ведомыми, осуществляют проведение возбуждения в миокарде.

В нормальных условиях жизнедеятельности организма проявляется автоматия только синоатриального узла. Ему подчинены все другие отделы проводящей системы сердца, их автоматия подавляется водителем ритма.

Внешние проявления деятельности сердца

О сократительной деятельности сердца, его функциональном состоянии судят по ряду внешних проявлений, которые регистрируют с поверхности тела. При этом можно прослушать и записать сердечный толчок, тоны сердца, его биоэлектрические изменения.

Сердечный толчок. Во время систолы сердце напрягается, его верхушка поднимается вверх и надавливает на грудную клетку. При этом в области пятого левого межреберья возникает сердечный толчок. Его легко можно ощутить, приложив руку к пятому межреберью.

Тоны сердца. Сократительную деятельность сердца сопровождают звуковые колебания, среди которых различают два основных звука, получивших название тонов сердца. Первый тон – систолический – возникает во время систолы желудочков и связан с сокращением их мышцы, колебаниями створок атриовентрикулярных клапанов и прикрепленных к ним сухожильных нитей. Его продолжительность у взрослых 0,1 – 0,17 сек. По своей физической характеристике первый тон глухой, протяжный и низкий. Второй тон – диастолический – возникает в начале диастолы и характеризует колебания полулунных клапанов, возникающие в момент их захлопывания. Длительность второго тона у взрослых 0,06 – 0,08 сек. Второй тон высокий, короткий, звонкий.

Тоны сердца можно записывать в виде кривых, если использовать микрофон, соединенный с усилителем и осциллографом. Эту методику регистрации тонов сердца называют фонокардиограммой.

Электрокардиограмма (ЭКГ). Электрические изменения, сопровождающие деятельность сердца, могут быть зарегистрированы с поверхности тела. Это возможно вследствие того, что при возникновении разности потенциалов между возбужденным и невозбужденным участками сердца электрические силовые линии распространяются по поверхности тела. В сердечной мышце при распространении потенциала действия, возникшего в синоатриальном узле, по всему сердцу в каждый данный момент его деятельности возникает большое количество чередующихся положительно и отрицательно заряженных участков. Записанный с поверхности тела потенциал действия сердца представляет собой алгебраическую сумму всех положительных и отрицательных зарядов сердца. Таким образом, приложив к определенным участкам тела электроды, мы регистрируем суммарный потенциал действия сердца, который представляет собой сложную кривую, получившую название электрокардиограммы.

Метод регистрации потенциалов действия сердца получил название электрокардиографии. Существует несколько позиций для отведения электрокардиограммы. Чаще всего используют три стандартных, три усиленных отведения от конечностей и 6 грудных отведений. При стандартных отведениях электроды накладываются на правую и левую руку и левую ногу. При I отведении ЭКГ записывается от левой и правой руки, при II отведении – от правой руки и левой ноги, при III – от левой руки и левой ноги.

Движение крови по сосудам

Сердце сокращается ритмично, поэтому кровь поступает в кровеносные сосуды порциями, но по сосудам кровь движется непрерывно. Объясняется это эластичностью стенок артерий и сопротивлением току крови, возникающем в мелких кровеносных сосудах. Благодаря этому сопротивлению кровь задерживается в крупных сосудах и вызывает растяжение их стенок. Стенки артерий растягиваются в момент сокращения желудочков, а затем в силу эластической упругости стенки артерий спадаются и продвигают кровь, обеспечивая ее непрерывное движение по кровеносным сосудам.

Периодическое толчкообразное расширение стенок артерий, вызываемое работой сердца, называют пульсом. Пульс определяют в местах, где артерии лежат на кости, например, на виске, на позвоночнике, на лучевой кости и т.д. У взрослого здорового человека в состоянии покоя частота пульса равна 60 – 70 ударов в минуту.

Давление, под которым кровь находится в кровеносном сосуде, называется кровяным давлением . Его величина определяется работой сердца, количеством крови, поступающей в сосуды, сопротивлением стенок сосудов, вязкостью крови. Кровяное давление в кровеносной системе не постоянно. Во время систолы желудочков кровь с силой выбрасывается в аорту. Давление крови в этот момент наибольшее. Его называют систолическим или максимальным. В фазе диастолы сердца артериальное давление в сосудах понижается и становится минимальным или диастолическим. Максимальное (систолическое) давление в плечевой артерии у взрослого здорового человека в среднем равно 100 – 130 мм рт. ст. Минимальное (диастолическое) давление в плечевой артерии составляет 60 – 90 мм рт. ст.

Разность между максимальным и минимальным давлением называют пульсовой разностью, или пульсовым давлением. Пульсовое давление колеблется от 35 до 50 мм рт. ст. Оно пропорционально количеству крови, выбрасываемому сердцем за одну систолу и в какой-то мере отражает величину систолического объема сердца.

Согласно законам гидродинамики, скорость, с которой движется жидкость по трубе, зависит от двух основных факторов: от разности давления жидкости в начале и конце трубы; от сопротивления, которое встречает жидкость на пути своего движения. Разность давлений способствует движению жидкости, и чем она больше, тем интенсивнее это движение. Этим закономерностям подчиняется и движение крови по сосудам.

Разность кровяного давления, определяющая скорость движения крови по сосудам, у человека велика. Самое высокое кровяное давление в аорте – 150 мм ртутного столба. По мере продвижения крови по сосудам давление уменьшается. В крупных артериях и венах сопротивление току крови небольшое, поэтому давление уменьшается постепенно. Наиболее сильно давление падает в артериолах и капиллярах, где сопротивление току крови наибольшее. Кровяное давление в мелких артериях и артериолах составляет 60 – 70 мм ртутного столба, в капиллярах 30 – 40, в мелких венах 10 – 20 мм ртутного столба. В верхней и нижней полых венах, в местах их впадения в сердце, давление крови становится отрицательным, т. е. ниже атмосферного на 2 – 5 мм ртутного столба.

Сопротивление в сосудистой системе, уменьшающее скорость движения крови, зависит от ряда факторов: от длины сосуда и его радиуса (чем больше длина и меньше радиус, тем больше сопротивление), от вязкости крови (она в 5 раз больше вязкости воды) и от трения частиц крови о стенки сосудов и между собой.

С наибольшей скоростью кровь течет в аорте – 0,5 м/с. Каждая артерия уже аорты, но суммарный просвет всех артерий больше просвета аорты, поэтому скорость кровотока в них меньше. Суммарный просвет всех капилляров в 800 – 1000 раз больше просвета аорты, поэтому кровь там течет медленно, со скоростью 0,5 мм/с, что способствует обмену газов, переходу питательных веществ из крови в ткани и продуктов обмена из тканей в кровь.

Общий просвет вен меньше просвета капилляров, поэтому скорость движения крови в венах возрастает, в крупных венах до 0,25 м/с. Давление крови в венах невысокое, и поэтому движение крови в значительной степени происходит за счет сдавления окружающими мышцами. На движение крови по венам оказывает влияние присасывающее действие грудной клетки. При вдохе увеличивается объем грудной клетки, что приводит к растяжению легких. Растягиваются и полые вены, давление в венах становится ниже атмосферного. Возникает разница давлений в мелких и крупных венах, что способствует продвижение крови к сердцу.

Время кругооборота крови – время, в течение которого частичка крови проходит большой и малый круги кровообращения. В норме это время 20-25 секунд, оно уменьшается при физических нагрузках и увеличивается при нарушениях кровообращения до 1 минуты. Время кругооборота по малому кругу составляет 7-11 секунд.



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