Сердце называют «мотором» нашего организма. Его правильная и здоровая работа в составе системы, которую оно образует вместе с сосудами, - это жизнь.
Базовую часть знаний обо всем этом мы получаем еще в школе, когда появляется такой предмет, как биология. Строение сердца, сведения о его функциях, механизме работы, заболеваниях и патологиях, а также многое другое - это то, что может пригодиться и в обычной жизни, а не только будущим врачам.
Система сердца и сосудов человека: значение
Жизнедеятельность организма возможна лишь при непрерывном поступлении в ткани тела кислорода, питательных веществ, воды и последующем выведении продуктов обмена. Кровь, циркулируя по сосудам, способствует перемещению различных соединений от одного органа к другому. Второй ее важной функцией является терморегуляция организма. Чтобы последний работал бесперебойно, природа предусмотрела специальную систему - сердечно-сосудистую. Основная ее функция заключается в постоянном перемещении крови по замкнутой системе сосудов. Это главным образом обеспечивает работа сердца. Далее более подробно рассмотрим строение этого мышечного органа и его составных частей: предсердий и желудочков, а также сердечной стенки (миокарда, эпикарда, эндокарда).
Общая анатомия сердца
Наука, изучающая форму и строение человеческого тела в связи с его фило- и онтогенетическим развитием, функцией и влиянием условий среды, называется анатомия. Сердце человека представляет собой мышечный орган, полый изнутри, разделенный на четыре камеры (правые и левые желудочки и предсердия). У здорового человека его вес колеблется от 250 до 360 грамм и напрямую зависит от величины тела, возраста и уровня испытываемых физических нагрузок. Своими ритмическими сокращениями (систола) сердце «закачивает» кровь в артерии. В спокойном состоянии их частота равна 60-80 в минуту. При дальнейшем расслаблении (диастоле) оно притягивает кровь из вен. Строение и работа сердца таковы, что орган часто называют насосом. По форме он в большей степени похож на конус. Его расширенную вверху часть принято называть основанием, а нижнюю суженную - верхушкой. Поверхность делят на две части:
- немного выпуклая передняя (грудинно-реберная);
- уплощенная задняя (диафрагмальная).
Выделяют также два края: заостренный правый и более тупой левый. На поверхности сердца есть борозды, которые совпадают с очертаниями его внутренних полостей. В них находится жировая клетчатка. Ближе к основанию проходит так называемая венечная борозда, обозначающая границы между желудочками и предсердиями. В ней же располагаются кровеносные сосуды, получившие одноименное название (венечные).
Топография сердца
Сердце располагается позади грудины и относится к органам среднего средостения. Оно окружено околосердечной сумкой (перикард), висцеральный листок (эпикард) которого переходит в париетальный по крупным сосудам. Между ними располагается замкнутая полость, которая содержит некоторое количество серозной жидкости (около 20 мл). Перикард - это практически нерастяжимая оболочка, которая образована из переплетающихся эластических и коллагеновых волокон.
Его внутренняя поверхность выстлана однослойным плоским эпителием (мезотелий). Он облегчает скольжение относительно друг друга эпикарда и перикарда. Околосердечная сумка, в свою очередь, спереди связана с грудиной и хрящами ребер, а по бокам - с частями париетальной плевры; соприкасается с нисходящей аортой, пищеводом, непарной веной сзади, а внизу плотно срастается с диафрагмой. Анатомия сердца и сосудов - это единое целое. Прежде всего, видно это из строения. Так, перикард обволакивает не только сердце, но и начальные отделы крупных сосудов, отходящих от него (аорты, легочного ствола, части нижней и верхней полых, а также легочных вен). Он укрепляет его на них.
У взрослого человека половины сердца разделены сплошной продольной перегородкой. В ней принято различать две части - межпредсердная и межжелудочковая.
Правое предсердие
Оно имеет форму, похожую на куб, и дополнительную, достаточно большую полость (также называют правым ушком) в виде треугольного выпячивания. На перегородке, отделяющей его от левого предсердия, отчетливо различается овальная ямка. Она закрыта тонкой мембраной. Это то, что осталось от заросшего овального отверстия, с помощью которого сообщаются два предсердия у плода. Его анатомия сердца несколько отличается от таковой у взрослого человека. Кроме того, правое предсердие имеет два отверстия: нижней и верхней полой вены. У первой по нижнему краю располагается полулунная складка (заслонка), она небольшая и непостоянная. У плода (зародыша) она направляет кровь через овальное отверстие в левое предсердие из правого.
Правый желудочек
Он располагается немного спереди и справа от левого желудочка. Форма похожа на пирамиду с тремя гранями, верхушкой обращенную вниз. Немного выпуклую медиальную стенку образует перегородка, называемая межжелудочковой. Большая ее часть мышечная, а меньшая - перепончатая. В правом желудочке есть два отверстия в верхней, самой широкой части:
- предсердно-желудочковое (через него поступает венозная кровь из правого предсердия), закрывается оно полулунными клапанами, всего их три; когда кровь переходит в желудочек из предсердия, то у них открываются створки; при сокращении они, напротив, смыкаются; это своеобразная анатомия, сердце человека имеет полости, полностью отделенные друг от друга;
- отверстие легочного ствола (участок, откуда он выходит, называется артериальный конус).
Левое предсердие
Имеет неправильную кубовидную форму, от правого предсердия отграничено межпредсердной перегородкой. Вверху и сзади расположены отверстия легочных вен (их четыре) и одно предсердно-желудочковое. На передней стенке есть расширение, имеющее конусообразную форму - это левое ушко. Изнутри оно покрыто многочисленными гребенчатыми мышцами. Внутри стенка левого предсердия в основном гладкая, и только на межпредсердной перегородке выделяется овальное углубление.
Левый желудочек
Имеет конусовидную форму с обращенным кверху основанием. Внутренняя полость покрыта мясистыми перекладинами, образующими сложную сеть. Он сообщается с левым предсердием посредством предсердно-желудочкового отверстия, к его краям прикреплены створки митрального клапана. Передняя часть желудочка формирует артериальный конус. Он соединяется с отверстием аорты, а три полулунных клапана его ограничивают.
Анатомия сердца включает также и знания о строении его стенки, которая имеет три слоя: внутренний, иначе эндокард, толстый мышечный - миокард и наружный (висцеральный листок оболочки) - эндокард. Изучим их более подробно.
Эпикард и эндокард: особенности строения
Эпикард (на фото указан стрелочкой) образован внутренним листком околосердечной серозной сумки (перикарда). Ткань, составляющая его основу, содержит большое количество волокон (эластичных и коллагеновых). В ней находится большое число кровеносных и лимфатических капилляров, нервных окончаний.
Поверхность сердца изнутри выстилает эндокард. Его образует слой плоских, полигональных эндотелеоцитов, которые располагаются на тонкой базальной мембране. Между собой они соединяются межклеточными контактами, в том числе нексусами. Клапаны сердца есть не что иное, как складки эндокарда, они имеют соединительнотканную основу со многими коллагеновыми и эластичными волокнами.
Строение миокарда
Это самая мощная оболочка, имеющая специфическое строение. И работа сердца как «насоса» осуществляется главным образом за счет миокарда. Наибольшей толщиной он характеризуется у левого желудочка, а наименьшей - у предсердий. Его образует поперечно-полосатая мышца, состоящая из кардиомиоцитов, а они соединены в цепочки (волокна). Этой мышечной сетью обеспечивается работа сердца, сокращение желудочков и предсердий. Клетки между собой очень прочно связаны с помощью десмоса (межклеточных контактов). Тонкие прослойки соединительной ткани и развитая сеть лимфатических и кровеносных сосудов лежат между волокнами.
Анатомия сердца имеет свои особенности. В толще миокарда располагается его так называемый скелет. Он образован в основном фиброзными кольцами и дает начало мышечным волокнам, которые делятся на два типа:
- Мускулатура предсердий. В ней отчетливо видно два слоя: поверхностный и глубокий. Первый образуют поперечные волокна, общие для обоих предсердий, а второй - вертикальные (для каждого свои).
- Мускулатура желудочков. Она более мощная, особенно у левого, состоит из трех слоев. Так же как и у предсердий, существует разделение. Поверхностный и глубокий слой у обоих желудочков общий, а средний у каждого свой.
Болезни миокарда занимают лидирующее место среди патологических процессов в сердце. К ним относятся в первую очередь атеросклеротические повреждения, поражение при гипертонии, легочно-сердечный синдром, воспалительные процессы (миокардиты), дистрофия мышцы.
Все болезни, как известно, лучше предупредить, чем лечить. Поэтому так важна анатомия (строение) сердца и ее дальнейшее изучение с точки зрения медицины.
Сердце имеет сложное строение и выполняет не менее сложную и важную работу. Ритмично сокращаясь, оно обеспечивает кровоток по сосудам.
Находится сердце за грудиной, в среднем отделе грудной полости и почти полностью окружено легкими. Оно может немного смещаться в сторону, поскольку свободно висит на кровеносных сосудах. Расположено сердце несимметрично. Его длинная ось наклонена и образует с осью тела угол, равный 40°. Она направлена сверху справа вперед вниз налево и сердце повернуто так, что его правый отдел отклонен больше вперед, а левый – назад. Две трети сердца находится слева от срединной линии и одна треть (полые вены и правое предсердие) – справа. Основание его повернуто к позвоночнику, а верхушка обращена к левым ребрам, если быть точнее, к пятому межреберью.
Анатомия сердца
Грудино-реберная поверхность сердца более выпуклая. Она находится за грудиной и хрящами III-VI ребер и направлена вперед, вверх, влево. По ней проходит поперечная венечная борозда, которая отделяет желудочки от предсердий и тем самым делит сердце на верхнюю часть, образуемую предсердиями, и нижнюю, состоящую из желудочков. Другая борозда грудино-реберной поверхности – передняя продольная – идет по границе между правым и левым желудочками, при этом правый образует большую часть передней поверхности, левый – меньшую.
Диафрагмальная поверхность более плоская и прилегает к сухожильному центру диафрагмы. По этой поверхности проходит продольная задняя борозда, отделяющая поверхность левого желудочка от поверхности правого. При этом левый составляет большую часть поверхности, а правый – меньшую.
Передняя и задняя продольные борозды сливаются нижними концами и образуют справа от сердечной верхушки сердечную вырезку.
Различают еще боковые поверхности , находящиеся справа и слева и обращенные к легким, в связи с чем они получили название легочных.
Правый и левый края сердца неодинаковы. Правый край более заострен, левый более тупой и закругленный из-за более толстой стенки левого желудочка.
Границы между четырьмя камерами сердца не всегда отчетливо выражены. Ориентирами считаются борозды, в которых находятся кровеносные сосуды сердца, покрытые жировой клетчаткой и наружным слоем сердца – эпикардом. Направление этих борозд зависит от того, как расположено сердце (косо, вертикально, поперечно), что определяется типом телосложения и высотой нахождения диафрагмы. У мезоморфов (нормостеников), чьи пропорции близки к усредненным, оно расположено косо, у долихоморфов (астеников), имеющих худощавое телосложение, – вертикально, у брахиморфов (гиперстеников) с широкими короткими формами – поперечно.
Сердце как будто подвешено за основание на крупные сосуды, при этом основание остается неподвижным, а верхушка находится в свободном состоянии и может смещаться.
Строение тканей сердца
Стенку сердца составляют три слоя:
- Эндокард – внутренний слой эпителиальной ткани, выстилающий полости сердечных камер изнутри, точно повторяя их рельеф.
- Миокард – толстый слой, образованный мышечной тканью (поперечно-полосатой). Сердечные миоциты, из которых он состоит, соединены множеством перемычек, связывающих их в мышечные комплексы. Этот мышечный слой обеспечивает ритмичное сокращение камер сердца. Наименьшая толщина миокарда у предсердий, наибольшая – у левого желудочка (примерно в 3 раза толще, чем у правого), поскольку ему нужно больше силы, чтобы вытолкнуть кровь в большой круг кровообращения, в котором сопротивление потоку в несколько раз больше, чем в малом. Миокард предсердий состоит из двух слоев, миокард желудочков – из трех. Миокард предсердий и миокард желудочков разделены фиброзными кольцами. Проводящая система, обеспечивающая ритмичное сокращение миокарда, одна для желудочков и предсердий.
- Эпикард – наружный слой, являющийся висцеральным лепестком сердечной сумки (перикарда), представляющей собой серозную оболочку. Он покрывает не только сердце, но и начальные отделы легочного ствола и аорты, а также конечные отделы легочных и полых вен.
Анатомия предсердий и желудочков
Сердечная полость разделена перегородкой на две части – правую и левую, которые между собой не сообщаются. Каждая их этих частей состоит из двух камер – желудочка и предсердия. Перегородка между предсердиями называется межпредсердной, между желудочками – межжелудочковая. Таким образом, сердце состоит из четырех камер – двух предсердий и двух желудочков.
Правое предсердие
По форме оно похоже на неправильный куб, впереди есть дополнительная полость, называемая правым ушком. Предсердие имеет объем от 100 до 180 куб. см. В нем пять стенок, толщиной от 2 до 3 мм: передняя, задняя, верхняя, латеральная, медиальная.
В правое предсердие впадает (сверху сзади) и нижняя полая вена (снизу). Справа снизу находится венечный синус, куда стекает кровь всех сердечных вен. Между отверстиями верхней и нижней полых вен находится межвенозный бугорок. В том месте, где в правое предсердие впадает нижняя полая вена, расположена складка внутреннего слоя сердца – заслонка этой вены. Синусом полых вен называют задний расширенный отдел правого предсердия, куда впадают обе эти вены.
Камера правого предсердия имеет гладкую внутреннюю поверхность, и только в правом ушке с прилегающей к нему передней стенкой поверхность неровная.
В правое предсердие открывается множество точечных отверстий малых вен сердца.
Правый желудочек
Он состоит из полости и артериального конуса, который представляет собой воронку, направленную вверх. Правый желудочек имеет форму трехгранной пирамиды, основание которой обращено вверх, а верхушка – вниз. У правого желудочка – три стенки: передняя, задняя, медиальная.
Передняя – выпуклая, задняя – более плоская. Медиальная является межжелудочковой перегородкой, состоящей из двух частей. Большая из них – мышечная – находится внизу, меньшая – перепончатая – вверху. Пирамида обращена основанием к предсердию и в нем есть два отверстия: заднее и переднее. Первое – между полостью правого предсердия и желудочка. Второе выходит в легочный ствол.
Левое предсердие
Оно имеет вид неправильного куба, находится сзади и прилегает к пищеводу и нисходящей части аорты. Его объем – 100-130 куб. см, толщина стенок – от 2 до 3 мм. Как и правое предсердие, имеет пять стенок: переднюю, заднюю, верхнюю, литеральную, медиальную. Левое предсердие продолжается кпереди в добавочную полость, называемую левым ушком, которое направлено к легочному стволу. В предсердие впадают четыре легочные вены (сзади и сверху), в отверстиях которых отсутствуют клапаны. Медиальная стенка является межпредсердной перегородкой. Внутренняя поверхность предсердия гладкая, гребенчатые мышцы – только в левом ушке, которое длиннее и уже правого, и заметно отделено от желудочка перехватом. С левым желудочком сообщается с помощью предсердно-желудочкового отверстия.
Левый желудочек
По форме он напоминает конус, основание которого обращено вверх. Стенки этой камеры сердца (передняя, задняя, медиальная) имеют наибольшую толщину – от 10 до 15 мм. Между передней и задней четкая граница отсутствует. В основании конуса – отверстие аорты и левое предсердно-желудочковое.
Круглое по форме отверстие аорты находится спереди. Его клапан состоит из трех заслонок.
Размер сердца
Размер и масса сердца отличаются у разных людей. Средние значения следующие:
- длина составляет от 12 до 13 см;
- наибольшая ширина – от 9 до 10,5 см;
- переднезадний размер – от 6 до 7 см;
- масса у мужчин – около 300 г;
- масса у женщин – около 220 г.
Функции сердечно-сосудистой системы и сердца
Сердце и сосуды составляют сердечно-сосудистую систему, основная функция которой – транспортная. Она заключается в поставке тканям и органам питания и кислорода и обратной транспортировке продуктов обмена.
Сердце выполняет роль насоса – обеспечивает беспрерывное циркулирование крови в системе кровообращения и доставку органам и тканям питательных веществ и кислорода. При стрессе или физических нагрузках его работа сразу перестраивается: увеличивает количество сокращений.
Работу сердечной мышцы можно описать следующим образом: его правая часть (венозное сердце) принимает из вен отработанную кровь, насыщенную углекислым газом и отдает ее легким для насыщения кислородом. Из легких обогащенная O 2 кровь направляется в левую часть сердца (артериальную) и оттуда с силой выталкивается в кровоток.
Сердцем производится два круга кровообращения – большой и малый.
Большой снабжает кровью все органы и ткани, в том числе легкие. Он начинается в левом желудочке, заканчивается в правом предсердии.
Малый круг кровообращения производит газообмен в альвеолах легких. Он начинается в правом желудочке, заканчивается в левом предсердии.
Ток крови регулируется клапанами: они не дают ей течь в обратном направлении.
Сердце обладает такими свойствами, как возбудимость, проводящая способность, сократимость и автоматия (возбуждение без внешних стимулов под влиянием внутренних импульсов).
Благодаря проводящей системе происходит последовательное сокращение желудочков и предсердий, синхронное включение клеток миокарда в процесс сокращения.
Ритмичные сокращения сердца обеспечивают порционное поступление крови в систему кровообращения, но движение ее в сосудах происходит без перерывов, что обусловлено эластичностью стенок и возникающем в мелких сосудах сопротивлении кровотоку.
Кровеносная система имеет сложное строение и состоит из сети сосудов разного назначения: транспортных, шунтирующих, обменных, распределительных, емкостных. Различают вены, артерии, венулы, артериолы, капилляры. Вместе с лимфатическими они поддерживают постоянство внутренней среды в организме (давление, температуру тела и проч.).
По артериям кровь движется от сердца к тканям. По мере удаления от центра они становятся более тонкими, образуя артериолы и капилляры. Артериальное русло кровеносной системы осуществляет транспортировку необходимых веществ к органам и поддерживает в сосудах постоянное давление.
Венозное русло более обширное, чем артериальное. По венам кровь движется от тканей к сердцу. Вены образуются из венозных капилляров, которые сливаясь, сначала становятся венулами, затем венами. У сердца они образуют крупные стволы. Различают поверхностные вены, находящиеся под кожей, и глубокие, расположенные в тканях рядом с артериями. Основная функция венозного отдела кровеносной системы – отток крови, насыщенной продуктами метаболизма и углекислым газам.
Для оценки функциональных возможностей сердечно-сосудистой системы и допустимости нагрузок проводят специальные пробы, которые дают возможность оценить работоспособность организма и его компенсаторные возможности. Функциональные пробы сердечно-сосудистой системы включены во врачебно-физкультурное обследование для определения степени тренированности и общей физической подготовки. Оценку дают по таким показателям работы сердца и сосудов, как артериальное давление, пульсовое давление, скорость кровотока, минутный и ударный объемы крови. К таким тестам относятся пробы Летунова, степ-тесты, проба Мартинэ, Котова – Демина.
Сердце начинает сокращаться с четвертой недели после зачатия и не останавливается до конца жизни. Оно проделывает гигантскую работу: за год перекачивает около трех миллионов литров крови и совершается порядка 35 миллионов сердечных сокращений. В состоянии покоя сердце использует только 15 % своего ресурса, при нагрузке – до 35 %. За средней продолжительности жизни оно перекачивает около 6 млн литров крови. Еще один интересный факт: сердце обеспечивает кровью 75 триллионов клеток человеческого организма, кроме роговицы глаз.
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.):
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
Сердце – важнейший орган, отвечающий за непрерывный ток крови в необходимых телу объемах по всей сосудистой сети. Артерии выносят из полости сердца кровь, а вены – возвращают ее обратно после того, как она выполнила все свои функции в тканях организма.
В анатомии сердца человека выделяют «артериальное сердце», объединяющее левые полости сердца (предсердие и желудочек), и «венозное сердце», объединяющее правое предсердие и правый желудочек. Соответственно названию, через левые отделы органа протекает артериальная кровь, а через правые – венозная.
На данных схемах строения сердце в разрезе, а также его вид спереди и сзади:
Положение сердца в грудной клетке, размер и масса
Положение сердца в грудной клетке не строго серединное, а направлено своей осью из центра влево и книзу, а также сзади наперед, таким образом, что две трети сердечной массы расположены слева от серединной линии тела, а одна треть – справа.
По направлению ориентировочной оси сердца выделяют три вида его положения: вертикальное (характерное для астенического типа телосложения), поперечное (гиперстенический тип) и косое (нормостенический тип). Это связано с особенностями формы грудной клетки у каждого типа: чем она шире и короче, тем более горизонтальной (поперечной) будет позиция сердца, а чем уже и длиннее, - тем более вертикальной (поперечной).
Топографическая анатомия сердца характеризуется его расположением в нижней части переднего средостения и прилежанием к медиальным поверхностям легких и сосудам легочных корней. Сверху из него исходит сосудистый пучок, с сосудами которого также граничат стенки органа.
Само сердце размещено в полости перикарда (сердечной сумке), отделяющей его от других органов и содержащей небольшое количество серозной жидкости.
Размеры сердечной полости различны в зависимости от фазы ее сокращения: при выбросе сердца оно максимально сжато и это систола, при забросе в него крови – расслаблено – диастола. Благодаря строению и функции сердца, форма его зависит от индивидуальных особенностей тела: телосложения (о чем шла речь выше), возраста, пола, массы тела, физического развития, окружающих условий и т. д.
Так, известно, что чем выше рост и масса тела, тем большими будут и размеры сердца. Также сердце больше у людей, активно занимающихся спортом или тяжелым физическим трудом. Нормальные среднестатистические величины размеров и массы органа у человека среднего возраста представлены ниже в виде таблицы:
|
Характеристика |
Средние значения |
Частые значения |
|
Ширина у основания |
||
|
Переднезадний размер |
||
|
Масса у мужчин |
||
|
Масса у женщин |
Каким способом можно определить величину сердца?
Единого мнения о том, каким способом можно определить величину сердца, пока в науке нет. Множество методов может давать несколько отличающиеся результаты, тем не менее, позволяющие оценить, нормальны ли размеры или все же присутствует патологическое их изменение.
Самый старый, простой и доступный метод – это перкуторная оценка размеров сердца и сосудистого пучка. Применяется в классической врачебно-терапевтической практике.
Второй, также немолодой метод, – рентгенологическая оценка размеров (при стандартной рентгенографии либо при проведении скопического исследования грудной клетки). Рентгенографические измерения в клинике кардиологами уже применяются довольно редко, а вот скопия все еще пользуется популярностью в некоторых областях с ограниченными возможностями исследований.
Самой широко применяемой в кардиологической практике методикой для оценки сердца является ультразвуковое исследование сердца и применение допплер-эхокардиографии. При этом оцениваются следующие показатели: масса миокарда, индекс массы миокарда, конечно-диастолический объем, конечные диастолический и систолический размеры, толщина стенки органа в диастолу (вне сокращений сердца), фракция выброса, ударный объем. А также оценивается состояние клапанов сердца и количество жидкости в перикарде.
Кроме того, можно измерять любые размеры сердца и его полостей при проведении компьютерной томографии с внутривенным контрастированием, специальных его кардиографических методик, а так же магнитно-резонансного исследования органов грудной клетки в целом и самого сердца в том числе.
Насосная и 4 дополнительных функций сердца
Если говорить по-простому, то основной физиологической функцией сердца является насосная функция, т. е. обеспечение ритмических регулярных выбросов определенного объема крови в сосуды организма. В анатомо-физиологическом понимании же выделяют 5 функций сердца человека: автоматизм, возбудимость, проводимость, сократимость и рефрактерность. Автоматизм, возбудимость и проводимость иногда объединяют в одну функцию – автоволновую.
Главной функцией сердца считается автоматизм, т. е. постоянные волновые сокращения, вызываемые собственными электрическими импульсами. Остальные 4 функции сердца являются дополнительными и обеспечивают непрерывность автоматизма.
Возбудимость сердечной мышцы в зависимости от физических и химических факторов обеспечивает чуткую реакцию скорости сердечных сокращений и других характеристик кровообращения на различные изменения состояния и потребностей тела.
Проводимость обеспечивает точную передачу сократительных команд по электрическим путям с клетки на клетку.
Сократительная, нагнетательная и гемодинамическая функции сердца
Сократительная функция сердца обеспечивает непрерывность кровотока по сосудам и зависит от длины мышечных волокон и их силы сокращения.
Рефрактерность – это временной период невосприимчивости миоцитов к раздражающим импульсам, который обеспечивает постоянство сердечного цикла.
Кроме вышеупомянутой основной пятерки функций, стоит упомянуть и про нагнетательную функцию сердца, которая гарантирует постоянство, непрерывность и стабильность кровообращения, выбрасывая кровь в артерии и обеспечивая кровяное давления в сосудах. В среднем, за 70 лет жизни человека, эта функция принуждает сердечную мышцу сократиться более 2,5 млрд. раз, а через его полости проходит больше 250 млн. л крови.
Такая схожесть сердца с безостановочно работающим насосом приводит к выполнению гемодинамической функции сердца в три ритмично сменяющие друг друга фазы. Как и у каждого насоса, в сердце есть клапаны, отделяющие вены от предсердий и предсердия от желудочков и препятствующие обратному току жидкости при сокращении соответствующей камеры сердца. Итак, кровь прилила из вен в предсердия, устья вен закрылись и началось сокращение предсердий, изгоняющее кровь из него через открытые соответствующие клапаны в расслабленные желудочки.
После заполнения желудочков сердца захлопываются уже трехстворчатый и двухстворчатый клапаны, закрывая возможность оттока жидкости обратно в предсердия, а открываются аортальный и легочный клапаны. Через них начинается изгнание крови сокращающимися желудочками в аорту и легочную артерию. Такие особенности строения обеспечивают функциям сердца постоянство и дают возможность во время диастолы (фазы расслабления) мышечным волокнам сердца отдохнуть, пока идет пассивное заполнение предсердий новой порцией крови из вен.
Один такой цикл работы сердца длится приблизительно 0,85 сек., из которых на время сокращения предсердий приходится 0,11 сек., на сокращение желудочков - 0,32 сек., и на период отдыха - 0,4 сек. Количество сердечных циклов на минуту времени и определяет частоту сердечных сокращений.
На данной схеме сердца стрелками указано направление тока крови в его камерах и по сосудам (цвет стрелок соответствует разным видам крови):
Сколько камер в сердце человека и какую функцию выполняют клапаны?
Между левыми камерами сердца, предсердием и желудочком, располагается митральный (двухстворчатый) клапан, состоящий из двух фиброзно-мышечных лепестков. Между правыми камерами - трехстворчатый клапан, из трех лепестков, соответственно. На выходах из обоих желудочков, в преддверии соответствующего сосуда, расположены еще 2 клапана: аортальный и легочной. О том, какую же функцию выполняют клапаны сердца, уже указывалось выше: они обеспечивают ток крови строго в одном направлении, не пропуская ее обратно, туда, откуда она была приведена до этого.
Все полости сердца человека называются камерами, точно так же как и у других биологических видов. У рыб, к примеру, двухкамерное сердце, у земноводных и пресмыкающихся – трехкамерное, а у всех птиц и млекопитающих – четырехкамерные сердца. Соответственно, такое четырехкамерное сердце имеет 4 полости, столько же, сколько камер в сердце человека: 2 предсердия и 2 желудочка.
Каждая пара камер (предсердие и желудочек) соединены между собой атрио-вентрикулярным (предсердно-желудочковым) отверстием, а между собой 2 предсердия или 2 желудочка в норме никогда не соединяются и разделены перегородками. Как уже говорилось выше, предсердия кровь принимают, передают в желудочки, а те нагнетают ее в сосуды.
Левое и правое предсердия сердца
Артериальная кровь поступает в сердце через левое предсердие из четырех легочных вен (за счет насыщения кислородом после прохождения через легкие в легочные вены поступает именно артериальная кровь, а не венозная, как было бы логично предположить по названию). Левое предсердие расположено кпереди от нисходящей аорты и пищевода и имеет левое ушко с гребенчатыми мышцами.
Венозная же кровь поступает в сердце через правое предсердие из верхней и нижней полых вен. У правого предсердия спереди также имеется ушко с рядом гребенчатых мышц, которым соответствует борозда от места соединения с первичным венозным синусом у зародыша. Ушки правого и левого предсердий охватывают основание аорты и легочного ствола.
Между обоими предсердиями косо расположена перегородка с овальным углублением в месте, где во внутриутробном периоде развития организма было расположено овальное отверстие, через которое соединялись эти две камеры сердца. Иногда овальное отверстие не зарастает и сохраняется всю жизнь, от его размеров зависит будет ли оно клинически проявляться и необходимо ли будет хирургическое вмешательство. Толщина стенок предсердий колеблется в норме от 2 до 3 мм.
Левый и правый желудочки сердца
Из левого предсердия кровь поступает через левое атриовентрикулярное отверстие и митральный (двухстворчатый клапан) в нем в конусовидный левый желудочек, а из сердца затем выводится в аорту через ее устье и соответствующий, аортальный, клапан. Свободные края створок митрального клапана направлены в полость желудочка и укреплены сухожильными хордами и сосочковыми мышцами. Толщина стенок левого желудочка самая значительная во всем сердце и достигает 15 мм, что обосновано тем, что именно через него проходит кровь всего большого круга кровообращения, что требует большей силы выталкивания порции крови (выше сопротивление и давление по сравнению с малым кругом).
Из правого предсердия кровь поступает через правое атриовентрикулярное отверстие и трехстворчатый клапан в нем в пирамидально-треугольный правый желудочек, а из сердца затем выводится в легочный ствол. Свободные края створок клапана также укреплены хордами и мышцами. Полости обоих желудочков отделены друг от друга мышечной перегородкой, в верхней части которой есть мембранозная часть.
Строение камер сердца человека
Особенности строения камер сердца зависят во многом от эмбрионального развития, что проявлено и тут: эта фиброзная часть соответствует участку неполного развития межжелудочковой перегородки животных и может быть незакрытой, что также расценивается либо как аномалия, либо как порок.
Строгое разделение полостей в строении сердца обосновано кругами кровообращения, т. к. кровь из обоих кругов не должна смешиваться между собой.
Анатомия крупных сосудов сердца также направлена на поддержание этого баланса: малый круг начинается из правого желудочка легочным стволом и заканчивается легочными венами в левом предсердии, а большой круг берет начало из левого желудочка в виде восходящей аорты, а завершается через полые вены в правом предсердии.
Два круга кровообращения сердца: большой и малый
Таким образом, кровь поступает из сердца в два круга кровообращения, которые замкнуты на нем и сообщаются только посредством его. Это обеспечивает обогащение крови кислородом, передачу кислорода клеткам и тканям организма и выведение из них углекислого газа и других конечных веществ обмена. Одна порция крови проходит из сердца по большому кругу кровообращения за 25 сек., по малому – за 5сек.
Артериальная кровь в большом (системном) круге кровообращения из аорты поступает во все ее ветви (артерии) и расходится по всем органам и тканям в артериолах и капиллярах, неся кислород и другие необходимые вещества каждой клеточке организма.
Через капиллярную стенку происходит обмен с клетками: взамен кислороду и полезным веществам в кровь поступает углекислый газ и продукты метаболизма, что превращает артериальную кровь в венозную. Затем капилляры объединяются в венулы, те в свою очередь - в вены и вся кровь из вен впадает в верхнюю и нижнюю полые вены, что и завершает ток по данному кругу.
Венозная кровь в малом (легочном) круге кровообращения из легочного ствола поступает в легочные артерии, делящиеся на долевые, сегментарные, субсегментарные ветви и затем на артериолы и капилляры.
Капиллярная сеть оплетает легочные альвеолы и через стенки альвеолы и капилляра происходит газообмен, в результате которого венозная кровь вновь становится артериальной, кислород, который на вдохе поступил в легкие, перешел в кровь, а углекислый газ из крови – в альвеолу для того, чтобы легкие его выдохнули прочь. Из капилляров обновленная кровь поступает в вены, затем общим током впадает в 4 основные легочные вены и в сердце для того, чтобы быть вытолкнутой в большой круг. Так, насосоподобная анатомия сердца и круги кровообращения, похожие на трубы, присоединенные к нему, образуют перекрестный ток крови и обеспечивают газообмен в легких и в тканях.
На видео «Сердце и круги кровообращения» анатомические и топографические пояснения дает торакальный хирург:
Анатомия крупных сосудов сердца человека (с фото)
Анатомия сосудов сердца человека предполагает кровоснабжение тканей сердца и венозный отток от них. Кровоснабжение происходит за счет правой и левой коронарных (венечных) артерий и обе артерии отходят от аорты: правая – от правого ее синуса, левая – от левого. Венозный отток производится через большую, среднюю и малую вены сердца, передние вены сердца и заднюю вену левого желудочка, а также через косую вену левого предсердия. Все вены, отводящие кровь от сердечной мышцы (кроме передних и наименьших) впадают в коронарный синус и, соответственно, из него в полость правого предсердия. Передние же вены сердца впадают в правое предсердие, а наименьшие - в правое и левое предсердия и в желудочки.
На представленном ниже фото - анатомия сосудов сердца и варианты их расположения:
Строение стенки сердца человека
В строении стенки сердца различают 3 слоя: тонкий внешний соединительнотканный эпикард, средний миокард и тонкий внутренний эпителиальный эндокард.
Эпикард представлен висцеральным слоем перикарда и покрывает само сердце, частично выходящие из него и впадающие в него крупные сосуды, с которых переходит во внутренний слой перикарда.
Миокард собственно и является сердечной мышцей и состоит из мышечных клеток кардиомиоцитов, формирующих поперечно-полосатую мышечную ткань, и большого количества вставных дисков. Миокард густо пронизан кровеносными сосудами и нервными волокнами, образующими несколько нервных сплетений, которые обеспечивают электропроводимость.
Мышечные волокна предсердий и желудочков берут начало от соединительной ткани, которая входит в состав каркаса сердца, к которому относятся:
- правое и левое фиброзные (соединительнотканные) кольца, которые находятся вокруг правого и левого атрио-вентрикулярных отверстий;
- правый и левый фиброзные треугольники между клапаном аорты и обоими фиброзными кольцами;
- мембранозная часть межжелудочковой перегородки.
Миокард предсердий состоит из двух слоев:
- поверхностного с круговыми волокнами, общего для обоих предсердий;
- глубокого слоя с продольными волокнами, своего для каждого предсердия.
Миокард желудочков состоит из трех слоев:
- внешнего (поверхностного) слоя, начинающегося от фиброзных колец и продольно идущего до верхушки сердца, где через завиток он переходит в глубокий слой противоположной стороны;
- среднего (кругового) слоя, своего для каждого желудочка;
- глубокого (внутреннего) слоя из продольных волокон.
Таким образом, внешний и внутренний слои миокарда являются общими для обоих желудочков, а средний является индивидуальным.
Кардиомиоциты предсердий, особенно в области ушек, содержат секреторные гранулы, которые продуцируют предсердный гормон - натрийуретический фактор, который выделяется при перерастягивании предсердий и их ушек кровью. Это позволяет регулировать давление в сосудистой системе путем его снижения.
Эндокард выстилает изнутри полости сердца и их мелкие элементы (мышцы, струны и т.д.), а также переходит на внутренние поверхности сосудов. Кроме того, эндокард образует складки (дупликатуры) в виде створок всех клапанов сердца.
Регуляция функции сердца человека
Обеспечение автоматизма сердечной работы и регуляцию функции сердца выполняет проводящая система сердца, формирующая и проводящая по миокарду волновые постоянные электрические импульсы. Данные импульсы формируются в синоатриальном узле, первом центре проводящей системы, и по путям проведения поступают в кардиомиоциты, заставляя их сокращаться. Таким образом, регулируется частота сердечных сокращений, работа сердца приобретает непрерывную ритмичность, что и обеспечивает нормальное состояние сердечной деятельности. Этот узел расположен в стенке правого предсердия и он отдает команды мышечным волокнам обоих предсердий.
Второй узел проводящей системы сердца, атриовентрикулярный, размещен в нижней части межпредсердной перегородки и отдает команды по одноименному пучку и двум его ножкам мышечным волокнам обоих желудочков.
Кроме проводящей системы в регуляции также участвуют миогенные (гетерометрический и гомеометрический) механизмы, на нее влияет симпатическая и парасимпатическая нервная система (усиливают и ослабляют сокращения соответственно) и происходит гормональная регуляция (влияние надпочечников через выделение адреналина и норадреналина). Нельзя не упомянуть и про кальциевую и калиевую регуляцию, а также эндорфины и множество биологически активных веществ.
Сердце иннервирует симпатическими, парасимпатическими и чувствительными волокнами. Симпатические волокна идут от шейных и верхнегрудных узлов соответствующего ствола и отвечают за ускорение ритма сердца и расширение его сосудов. Парасимпатические волокна отходят от блуждающего нерва, замедляют ритм и сужают сосуды. Чувствительные волокна идут от сердца в виде сердечных нервов к спинному и головному мозгу.
Полезные статьи