Механизм работы сердца
Задача сердца ― создать и поддержать разность давления крови между артериями и венами. Причиной движения крови, как и любой другой жидкости, является разность давления. При остановке сердца давление в артериях и венах быстро выравнивается и кровообращение останавливается. Наличие клапанов в сердце уподобляет его насосу. Клапаны закрываются автоматически, давлением крови, и тем самым обеспечивают ее течение в одном направлении. При нормальной частоте сокращений сердца ― 70 ударов в минуту ― полный цикл сердечной деятельности продолжается 0,8 с. Отделы сердца ― предсердий и желудочки ― сокращаются не одновременно, а последовательно. Сокращение мышц сердца называют систолой, а расслабление ― диастолой.
Цикл деятельности сердца складывается из трех фаз: первая фаза ― систола предсердий (0,1 с), вторая фаза ― систола желудочков (0,3 с) и третья фаза ― общая пауза (0,4 с). Во время общей паузы расслабленны и предсердия, и желудочки сердца. В течении сердечного цикла предсердии сокращаются 0,1 с и 0,7 с находятся в состоянии диастолического расслабления; желудочки сокращаются 0,3 с, их диастола длится 0,5 с. И.М. Сеченов рассчитал, что желудочки работают 8 ч/сут. При учащении сердцебиений, например во время мышечной работы, укорочение сердечного цикла происходит за счет сокращения отдыха, общей паузы. Длительность систолы предсердий и желудочков почти не меняется. Во время общей паузы мускулатура предсердий и желудочков расслабленна, створчатые клапаны открыты, а полулунные закрыты. Кровь вследствие разности давления притекает из вен в предсердия и, так как клапаны между предсердиями и желудочками открыты, свободно протекает в желудочки. Следовательно, во время общей паузы все сердце заполняется кровью и к концу паузы желудочки уже заполнены на 70%. Систола предсердий начинается с сокращения кольцевой мускулатуры, окружающей устья вен, впадающих в сердце. Тем самым, прежде всего, создается препятствие для обратного тока крови из предсердий в вены. Во время систолы предсердий давление в них повышается до 4―5 мм рт. ст. и кровь выталкивается только в одном направлении, а именно в желудочки. Тотчас после окончания систолы предсердий начинается систола желудочков. Уже в самом ее начале происходит захлопывание атриовентрикулярных клапанов. Этому способствует то обстоятельство, что их створки по мере заполнения желудочков становится чуть больше, чем в предсердиях, клапаны захлопываются. Систола желудочков состоит из двух фаз: фазы напряжения (0,05 с) и фазы изгнания крови (0,25). Первая фаза систолы желудочков ― фаза напряжения ― происходит при закрытых створчатых и полулунных клапанах. В это время мышца сердца напрягается вокруг несжимаемого содержимого ― крови. Длина мышечных волокон миокарда не меняется, но по мере роста их напряжение растет давление в желудочках. В момент, когда давление в желудочках превысит давление в артериях, полулунные клапаны открываются и кровь выбрасывается из желудочков аорту и легочный ствол. Происходит вторая фаза систолы желудочков ― фаза изгнания крови. Систолическое давление в левом желудочке достигает 120 мм рт. ст., в правом ― 25 ― 30 мм рт. ст. после окончания периода изгнания начинается диастола желудочков и давление в них понижается. В тот момент, когда давление в аорте и легочном стволе становится выше, чем в желудочках, скопившейся в предсердиях, открываются. Наступает период общей паузы, фазы отдыха и заполнения сердца кровью. Далее цикл сердечной деятельности повторяется. Желудочек сердца человека в состоянии покоя при каждом сокращении выбрасывает около 60 мл крови. Это количество крови называют систолическим объемом сердца. При физической работе систолический объем возрастает, достигает у тренированных людей 200 мл и более. Минутный объем сердца, т.е. количество крови, выбрасываемым сердцем за 1 мин, в покое составляет 5 л. Так. Например, если систолический объем равен 60 мл крови и сердце сокращается 70 раз в минуту, то минутный объем будет: 60×70=4200 мл. С началом физической работы наблюдается усиление и учащение сердечной деятельности, что ведет к увеличению минутного объема крови до 8-10 л. При больших физических нагрузках минутный объем может достигать 25-30 л.
Движение крови по сосудам
Сосуды малого круга кровообращения.
Легочный ствол (truncus pulmonalis) несет венозную кровь из сердца в легкие. Он начинается из правого желудочка сердца, идет косо вверх и влево и под дугой аорты на уровне IV−V грудных позвонков делится на правую и левую легочные артерии, направляющиеся каждая к соответствующему легкому. В легком легочная артерия делится на сегментарные ветви, которые вместе с бронхом ветвятся в соответствующем сегменте легкого вплоть до капилляров, оплетающих альвеолы. Здесь происходит газообмен. Из капиллярной сети начинаются притоки легочных вен, несущих в левое предсердие артериальную кровь. От места деления легочного ствола к вогнутой части аорты тянется соединительнотканный тяж - артериальная связка, которая является закрывающимся после рождения артериальным (боталловым) протоком, отводящим у зародыша кровь из легочного ствола в аорту.
Легочные вены (vv. pulmonales) сливаются из вен легкого, проходящих преимущественно между сегментами. Из каждого легкого выходят по две (верхняя и нижняя) легочные вены, впадающие в левое предсердие.