Сердце — полый четырехкамерный мышечный орган. Величина сердца приблизительно соответствует размеру кулака. Масса сердца в среднем 300 г. Наружная оболочка сердца — перикард. Он состоит из двух листков: один образует околосердечную сумку, другой — наружную оболочку сердца — эпикард. Между околосердечной сумкой и эпикардом имеется полость, наполненная жидкостью для уменьшения трения при сокращении сердца. Средняя оболочка сердца — миокард. Он состоит из поперечно-полосатой мышечной ткани особого строения (сердечная мышечная ткань). В ней соседние мышечные волокна связаны между собой цитоплазматическими мостиками. Межклеточные соединения не препятствуют проведению возбуждения, благодаря чему сердечная мышца способна быстро сокращаться. В нервных клетках и скелетных мышцах каждая клетка возбуждается изолированно. Внутренняя оболочка сердца — эндокард. Он выстилает полость сердца и образует створки — клапаны.
Сердце человека состоит из четырех камер: 2 предсердия (левое и правое) и 2 желудочка (левый и правый). Мышечная стенка желудочков (особенно левого) толще стенки предсердий. В правой половине сердца течет венозная кровь, в левой — артериальная.
Между предсердиями и желудочками имеются створчатые клапаны (между левыми — двустворчатый, между правыми — трехстворчатый). Между левым желудочком и аортой и между правым желудочком и легочной артерией имеются полулунные клапаны (состоят из трех листков, напоминающих кармашки). Клапаны сердца обеспечивают движение крови только в одном направлении: из предсердий в желудочки, а из желудочков в артерии.
Работа сердца
Сердце сокращается ритмично: сокращения чередуются с расслаблениями. Сокращение отделов сердца называется систолой, а расслабление — диастолой. Сердечный цикл — период, охватывающий одно сокращение и одно расслабление. Он продолжается 0,8 с и состоит из трех фаз: I фаза — сокращение (систола) предсердий — длится 0,1 с; II фаза — сокращение (систола) желудочков — длится 0,3 с; III фаза — общая пауза — и предсердия и желудочки расслаблены — длится 0,4 с. В состоянии покоя частота сердечных сокращений взрослого человека составляет 60-80 раз в 1 мин. Миокард образован особой поперечно-полосатой мышечной тканые сокращающейся непроизвольно. Для сердечной мышцы характерна автоматия — способность сокращаться под действием импульсов, возникающих в самом сердце. Это связано с особыми клетками, залегающими в сердечной мышце, в которых ритмично появляются возбуждения-
Рис. 1. Схема строения сердца (вертикальный разрез):
1 — мышечная стенка правого желудочка, 2 — сосочковые мышцы, от которых отходят сухожильные нити (3), прикрепляющиеся к клапану (4), расположенному между предсердием и желудочком, 5 — правое предсердие, 6 — отверстие нижней полой вены; 7 — верхняя полая вена, 8 — перегородка между предсердиями, 9 — отверстия четырех легочных вен; 10 — правое предсердие, 11 — мышечная стенка левого желудочка, 12 — перегородка между желудочками
Автоматическое сокращение сердца продолжается и при изоляции из организма. При этом возбуждение, поступившее в одну точку, переходит на всю мышцу и все ее волокна сокращаются одновременно.
В работе сердца различают три фазы. Первая — сокращение предсердий, вторая — сокращение желудочков — систола, третья — одновременное расслаблениe предсердий и желудочков — диастола, или пауза в последней фазе оба предсердия заполняются кровью вен и она свободно проходит в желудочки. Поступившая в желудочки кровь давит на клапаны предсердий с нижней стороны, и они закрываются. При сокращении обоих желудочков в их полостях нарастает давление крови и она поступает в аорту и легочную артерию (в большой и малый круги кровообращения). После сокращения желудочков наступает их расслабление. За паузой следует сокращение предсердий, затем желудочков и т. д.
Период от одного сокращения предсердий до другого называют сердечным циклом. Каждый цикл длится 0,8 с. Из этого времени на сокращение предсердий приходится 0,1 с, на сокращение желудочков — 0,3 с, а общая пауза сердца длится 0,4 с. Если частота сердечных сокращений увеличивается, время каждого цикла уменьшается. Это происходит в основном за счет укорочения общей паузы сердца. При каждом сокращении оба желудочка выбрасывают в аорту и легочную артерию одинаковое количество крови (в среднем около 70 мл), которое называется ударным объемом крови.
Работа сердца регулируется нервной системой в зависимости от воздействия внутренней и внешней среды: концентрации ионов калия и кальция, гормона щитовидной железы, состояния покоя или физической работы, эмоционального напряжения. К сердцу как к рабочему органу подходят два вида центробежных нервных волокон, относящихся к вегетативной нервной системе. Одна пара нервов (симпатические волокна) при раздражении усиливает и учащает сердечные сокращения. При раздражении другой пары нервов (ветви блуждающего нерва) импульсы, поступающие к сердцу, ослабляют его деятельность.
Работа сердца связана с деятельностью других органов. Если возбуждение в центральную нервную систему передается от работающих органов, то из центральной нервной системы оно передается на нервы, усиливающие функцию сердца. Так рефлекторным путем устанавливается соответствие между деятельностью различных органов и работой сердца. Сердце сокращается 60—80 раз в минуту.
Стенки артерий и вен состоят из трех слоев: внутренний (тонкий слой эпителиальных клеток), средний (толстый слой эластичных волокон и клеток гладкой мышечной ткани) и наружный (рыхлая соединительная ткань и нервные волокна). Капилляры состоят из одного слоя эпителиальных клеток.
Артерии — сосуды, по которым кровь течет от сердца к органам и тканям. Стенки состоят из трех слоев. Различают следующие типы артерий: артерии эластического типа (ближайшие к сердцу крупные сосуды), артерии мышечного типа (средние и мелкие артерии, которые оказывают сопротивление кровотоку и тем самым регулируют приток крови к органу) и артериолы (последние разветвления артерии, переходящие в капилляры).
Капилляры — тонкие сосуды, в которых происходит обмен жидкостями, питательными веществами и газами между кровью и тканями. Их стенка состоит из одного слоя эпителиальных клеток..
Вены — сосуды, по которым кровь течет от органов к сердцу. Стенки их (как и у артерий) состоят из трех слоев, но они тоньше и беднее эластическими волокнами. Поэтому вены менее упруги. Большинство вен снабжено клапанами, которые препятствуют обратному току крови.
Камеры сердца. Как уже говорилось, правая и левая половины сердца разделены сплошной продольной перегородкой. Правое и левое предсердия сообщаются соответственно с правым и левым желудочками через правое и левое предсердно-желудочковые отверстия. Через эти отверстия в момент сокращения предсердий кровь перегоняется в желудочки.В правое предсердие сверху впадает верхняя полая вена, отводящая кровь от головы, шеи, верхних конечностей и грудных стенок. Снизу в это предсердие открывается нижняя полая вена, отводящая кровь от органов и стенок грудной, брюшной полостей, таза и нижних конечностей. В правое предсердие впадает также венозный синус сердца, через который от сердца оттекает венозная кровь. Расположенное внизу предсердно-желудочковое отверстие ведет из правого предсердия в правый желудочек.
Правый желудочек. Внутренняя поверхность правого желудочка неровная, на ней выступают три конусообразные сосочковые мышцы. Вверху желудочек имеет два отверстия. Это правое предсердно-желудочковое отверстие и отверстие, ведущее в легочный ствол. Правое предсердно-желудочковое отверстие имеет трехстворчатый предсердно-желудочковый клапан. К свободным краям трех створок этого клапана прикрепляются тонкие сухожильные нити, начинающиеся от сосочковых мышц правого желудочка. Трехстворчатый клапан пропускает кровь из правого предсердия в правый желудочек и благодаря сосочковым мышцам перекрывает путь обратному току крови из желудочка в предсердие. Отверстие легочного ствола имеет клапан, состоящий из трех полулунных заслонок. Этот клапан пропускает кровь из желудочка в сторону легких и не пропускает кровь обратно в желудочек.Левое предсердие вверху имеет четыре отверстия, через которые в него открываются четыре легочные вены (по две от каждого легкого). Клапанов в области этих отверстий нет, как и в отверстиях верхней и нижней полых вен. Внизу находится левое предсердно-желудочковое отверстие, ведущее из левого предсердия в левый желудочек.
Левый желудочек. На внутренней поверхности желудочка выступают две сосочковые мышцы, которые при помощи тонких сухожильных нитей соединяются со свободным краем двух створок, левого предсердно-желудочкового (двустворчатого) клапана. Левое предсердно-желудочковое отверстие, сообщающее левое предсердие с левым желудочком, находится вверху. Через это отверстие кровь из предсердия свободно поступает в левый желудочек. Обратному ее току препятствует упомянутый выше двустворчатый клапан.Из левого желудочка выходит аорта, отверстие которой находится также в верхней части левого желудочка. Отверстие аорты имеет клапан, состоящий из трех полулунных заслонок. Этот клапан пропускает кровь только из желудочка в аорту и препятствует обратному току крови.Все клапаны сердца открываются пассивно под действием тока крови. При сокращении мускулатуры предсердий створки предсердно-желудочковых клапанов открываются и кровь поступает в желудочки. В сторону предсердия створкам мешают открываться сухожильные нити сосочковых мышц. При сокращении мускулатуры желудочков и их сосочковых мышц сухожильные нити натягиваются и не дают створкам клапанов выворачиваться в сторону предсердий.
Заслонки полулунных клапанов, закрывающие отверстия аорты и легочного ствола, свободно пропускают кровь из желудочков в легочный ствол и аорту, но препятствуют обратному току крови из этих сосудов в желудочки.
Строение стенок сердца. В стенках сердца различают три оболочки: внутреннюю – эндокард, среднюю – миокард и наружную – эпикард. Стенки полостей сердца значительно различаются по толщине. Предсердия имеют относительно тонкие стенки – 2 – 3 мм. Стенки желудочков значительно толще. Так, у левого желудочка, выталкивающего кровь в артерии большого круга кровообращения, толщина стенок составляет 9 – 11 мм. У правого желудочка, из которого кровь поступает в сосуды легкого, стенки тоньше. Их толщина равна 4 – 6 мм.Внутренняя оболочка сердца – эндокард выстилает изнутри камеры сердца. Эндокард образует створки клапанов. Средняя оболочка сердца – миокард образована мышечными клетками (кардиомиоцитами), имеющими поперечно-полосатую исчерченность. У предсердий мышечная оболочка тоньше. Она состоит из двух слоев. У желудочков мускулатура толще, она трехслойная. Миокард предсердий и желудочков не переходит друг в друга, поэтому сокращение стенок предсердий и желудочков происходит не одновременно. Кардиомиоциты миокарда соединены друг с другом при помощи так называемых вставочных дисков, которые обеспечивают механическую прочность миокарда, а также осуществляют быстрое проведение возбуждения к каждой отдельной мышечной клетке.Наружная оболочка сердца – эпикард представляет собой внутренний листок перикарда, плотно сращенный с мышечной оболочкой – миокардом. Эпикард образован тонкой пластинкой соединительной ткани, покрытой со стороны полости перикарда плоскими клетками.
Проводящая система сердца. Возбуждение в миокарде распространяется сразу ко всем кардиомиоцитам благодаря проводящей системе сердца, образованной атипичными мышечными клетками. Проводящая система сердца состоит из двух узлов (синусно-предсердного и предсердно-желудочкового) и предсердно-желудочкового пучка. Синусно-предсердный узел расположен в стенке правого предсердия между устьями полых вен. Этот узел называют «водителем сердечного ритма», поскольку возбуждение вначале возникает в этом узле. Из синусно-предсердного узла возбуждение распространяется в миокард предсердий и в предсердно-желудочковый узел, лежащий также в стенке правого предсердия, у его границы с желудочками. От предсердно-желудочкового узла по клеткам предсердно-желудочкового пучка и его разветвлениям возбуждение распространяется к кардиомиоцитам желудочков.
Сердце играет в организме роль инжектора. Оно принудительно впрыскивает кровь из вен в артерии, обеспечивая питание всех тканей, в том числе и периферийных. За одни сутки орган перекачивает до 7 тонн жидкости. Схема строения сердца человека не так проста. Оно представляет собой мышечный полый конус. Через 5 минут после прекращения работы сердца диагностируют клиническую смерть.
Строение органа
Сердце находится в левой части грудной клетки. Его масса в среднем составляет 300 грамм. Спереди орган почти весь закрывается лёгкими. Только малая часть примыкает к грудине. В нём выделяется четыре полости:
- Правое предсердие (ПП);
- Левое предсердие (ЛП);
- Правый желудочек (ПЖ);
- Левый желудочек (ЛЖ).
Каждая полость ограждена перегородками и клапанами. Предсердия располагаются у основания органа, а желудочки размещаются ближе к верхушке. Причём левые отделы сердца немного больше, чем правые.
Кровообращение, как известно, имеет 2 круга: большой и малый. Первый начинается с ЛЖ и заканчивается в ПП, второй же стартует из ПЖ и финиширует в ЛП. Малый круг обеспечивает артерии венозной кровью, выводящей остатки распада различных соединений и углекислый газ, а по венам — артериальную, питающую ткани кислородом и другими полезными веществами. Большой круг, наоборот, по венам пускает венозную кровь, а по артериям — артериальную.
Сердце состоит из мышечных волокон. Такие ткани умеют сокращаться. Сжатие сердца, при котором происходит принудительное вспрыскивание крови в артерии из желудочков, медики называют систолой. Расслабляются мышцы при наполнении органа кровью. Этот процесс получил название диастолы.
Когда человек измеряет давление, то верхнее значение показывает систолические сокращения. Самые высокие его цифры показывают впрыскивание крови из ЛЖ. Нижнее значение указывает на диастолическое расслабление. Самое низкое показание фиксирует приём крови ПП из вен. Разница между этими двумя показателями — это пульс или сердечный ритм.
Сердце окружено несколькими оболочками:
- Перикард — это наружный слой соединительной ткани, который состоит из двух частей-листков. Первый — околосердечная сумка, поверх которой находится второй (эпикард). Пространство между двумя слоями наполнено жидкостью, которая не допускает трение тканей.
- Миокард — мышечное волокно, которое составляет бо́льшую часть сердца. Является средней его оболочкой. Ткань заворачивается возле артерий, образуя таким образом сумку перикарда. Чтобы миокард не травмировался и не слипался во время систолы, его покрывает небольшой слой прозрачной жидкости.
- Эндокард — внутренний слой ткани, состоящий в основном из эпителия. Характерной особенностью его является умение складываться вдвое в переходном месте между желудочками и предсердиями.
Предсердия и желудочки
Схема строения сердца человека довольно сложна. Не меньшую путаницу вносят его отделы, которые имеют анатомические отличия. К примеру:
- Правое предсердие (ПП). Объём этой камеры составляет 100−180 мл. Внутренняя поверхность его гладкая. Стенки обладают толщиной в 2−3 мм. ПП принимает кровь из трёх вен (верхней полой, сердечней, нижней полой).
- Левое предсердие (ЛП). Объём его меньше, чем у правого, около 100−130 мл. Стенки имеют ту же толщину в 2−3 мм. При диастоле принимает кровь у 4 вен.
- Правый желудочек (ПЖ). Внешне напоминает конус, обращённый кверху. Стенки толще, чем у предсердий, 5 мм. В полости имеются три вытянутые мышцы, которые контролируют работу и состояние клапана. Последние расположены в основании ПЖ.
- Левый желудочек (ЛЖ). Строение его такое же, как у ПЖ, но по размерам он немного больше. Вытянутые мышцы также имеют более внушительные параметры. Толщина стенок немаленькая, 11−14 мм.
Функционирование органа
Главная обязанность сердца перекачивать кровь, делить её на венозную и артериальную. Насыщение жидкости кислородом происходит в лёгких. Сюда она попадает из правого желудочка, протекая по лёгочному (или малому) стволу. Кровь с собой приносит углекислый газ.
Альвеолы (лёгочные ячейки в виде пузырьков) насыщают её кислородом. Затем жидкость попадёт в большой круг, который разносит её к периферийным органам. Маршрут крови протекает через левый желудочек по аорте. Круг заканчивается на правом предсердии.
Принцип работы сердца следующий:
- При сокращении двух предсердий расслабляются желудочки, клапаны которых открываются, и их полости наполняются кровью.
- Происходит общая пауза, после которой подходит очередь сжиматься желудочкам. Жидкость из них течёт в лёгочный ствол и аорту. Этот процесс закрывает клапаны между предсердием и самими желудочками. Затем очередная общая пауза.
- Тем временем начинают расслабляться предсердия. Своим давлением кровь открывает их клапаны, позволяя наполняться их камерам.
Если сделать схематический чертёж обоих кругов кровообращения, то изображение будет напоминать число 8. Такая форма помогает сердцу оставаться долгие годы здоровым, запас прочности при этой конфигурации велик.
Сокращение тканей происходит из-за электрического сигнала, который посылает миокард (средний слой сердца). Движению крови способствуют не только систолы и диастолы, но разный уровень давления в венах и артериях.
Развитие сердца
Формируется сердце к десятой неделе внутриутробной жизни. Питание и кислород плод получает через специальные отверстия в этом органе, которые блокируют лёгочное дыхание. При появлении на свет ребёнка в грудной клетке, как и в самом сердце, давление возрастает после первого плача. В результате отверстия закрываются, а малыш начинает дышать с помощью лёгких.
Медицинский термин «открытое окно» на деле означает, что отверстие у ребёнка по каким-то причинам не закупорилось полностью. Ничего страшного в этом нет. Медики не считают, что такие дырочки — это порок сердца. Когда малыш подрастёт, они полностью зарастут.
Сердце младенца имеет круглую форму, а не конусную, как у взрослых людей. Оно весит всего 30 г. Но в первый год жизни орган активно растёт, причём больше в длину, чем в ширину. К подростковому возрасту объём увеличится уже в 10 раз, а к 18−20 годам перестанет расти.
После 30 лет в сердце начинают происходить некоторые изменения: ткани постепенно теряют былую эластичность, сосуды забиваются отложениями и так далее. Из-за этого прежняя структура немного деформируется. Возникают кардиологические заболевания: начинает частить сердечный ритм, повышается или понижается давление.
Хотя сердце имеет большой запас прочности, но оно нуждается в защите. Беспечное отношение к здоровью (вредные привычки, недосыпания, пищевой мусор) способно истощить его ресурсы. Чтобы не иметь кардиологических проблем в будущем, стоит позаботиться о сердце своевременно.