Строение и работа сердца




 

Спереди сердце прилежит к грудине и реберным хрящам, с боков окружено легкими, снизу находится диафрагма, а сзади – пищевод. Сердце представляет собой полый мышечный орган, состоящий из двух предсердий и двух желудочков, его длина – 9-14 см. Левая и правая части сердца разделены перегородкой. Между предсердиями и желудочками имеются отверстия, которые закрываются клапанами. Они состоят из створок, которые открываются только в полость желудочков, и соединены со стенкой желудочков сухожильными нитями, препятствующими их открыванию в полость предсердия. В левой половине сердца клапан образован двумя створками и называется двустворчатым. Между правым предсердием и правым желудочком находится трехстворчатый клапан. В стенке желудочков сердца имеются отверстия, ведущие в сосуды, отходящие от сердца, - аорту и легочную артерию. В месте выхода аорты из левого желудочка и легочной артерии из правого желудочка располагаются полулунные клапаны. Свободный край полулунных клапанов обращен в просвет сосудов. Они пропускают кровь из сердца в сосуды и препятствуют ее обратному току. Клапаны сердца обеспечивают движение крови только в одном направлении: из предсердий в желудочки, а из желудочков – в аорту и легочную артерию.

 

Работа сердца

Работа сердца зависит от двигательной активности организма. В покое количество выбрасываемой желудочком крови в минуту составляет около 5 л крови – это минутный объем крови. Если разделить эту величину на число сокращений сердца в минуту, то получим систолический объем кровотока. При частоте сердечных сокращений 70-75 в минуту он равен 60-70мл. При физических нагрузках частота сердечных сокращений может увеличиваться до 150 в минуту, а систолический объем – до 150 мл. При тяжелой физической работе минутный объем может достигать 30 литров в минуту.

 

Сердечный цикл

Период, охватывающий полное сокращение (систола) и расслабление (диастола) сердца, называется сердечным циклом. Продолжительность его при 75 сокращениях сердца в минуту равна 0,8 секунды. Эта цифра получается путем деления 1 минуты на измеренное за это время число сердечных сокращений.

Сердечный цикл начинается систолой предсердий, которая продолжается 0,1 секунды. Желудочки находятся в состоянии диастолы. В это время кровь движется из предсердий в желудочки. Продолжительность диастолы предсердий – 0,7 секунды. В это время кровь поступает из вен в предсердия. Одновременно с диастолой предсердий наступает систола желудочков, которая продолжается 0,3 секунды. Давление в желудочках повышается, и кровь поступает в аорту и легочную артерию. Затем наступает диастола желудочков, продолжающаяся 0,5 секунды. Завершается это общим расслаблением и предсердия, и желудочков, т.е. наступлением общей паузы в работе сердца.

Таким образом, сердечный цикл состоит из трех фаз: систолы предсердия (0,1 сек.), систолы желудочка (0,3 сек.) и общей паузы (0,4 сек.).

Однонаправленному движению крови из предсердий в желудочки способствует строение клапанов сердца. Во время систолы предсердий, т.к. давление в них становится больше, чем давление в желудочках, открываются как двустворчатые, так и трехстворчатые клапаны. В это время желудочки находятся в состоянии диастолы, и давление в них меньше, чем давление в аорте и легочных артериях. Это ведет к закрытию полулунных клапанов. Далее начинается диастола предсердий и систола желудочков. Давление в желудочках становится большим, чем давление в предсердиях, в аорте и легочной артерии. В связи с этим створчатые клапаны закрываются, препятствуя обратному току крови из желудочков в предсердия, а полулунные клапаны открываются, способствуя выбрасыванию крови.

Строение стенки сердца

Стенка сердца образована поперечно-полосатой мускулатурой и состоит из трех слоев: эндокарда, миокарда, эпикарда.

Эндокард – внутренняя оболочка сердца – выстилает поверхность полостей сердца. С кровью соприкасается однослойный эпителий – эндотелий. Эндокард состоит из соединительной ткани, покрытой эндотелием. Эндокард образует предсердно-желудочковые клапаны, а также клапаны аорта и легочных артерий. На внутренней поверхности желудочков находятся мышечные тяжи – сосочковые мышцы. От их верхушек начинаются тонкие сухожильные хорды, которые другим концом прикрепляются к нижнему краю створок створчатых клапанов. При сокращении мускулатуры желудочка свободные края створок смыкаются и удерживаются в таком положении сухожильными хордами и сокращениями сосочковых мышц, не пропуская кровь обратно в предсердия.

Миокард – мышечный слой. Это самая толстая и мощная в функциональном отношении часть стенки сердца. Мышечный слой предсердий тоньше, чем мышечный слой желудочков. Стенка левого желудочка толще, чем правого. Это объясняется тем, что требуется большая сила для проталкивания крови по большому кругу кровообращения, т.к. длина его значительно больше, чем малого круга кровообращения.

Эпикард непосредственно покрывает сердце.

Сердце покрыто перикардом, который изолирует его от окружающих органов, а серозная жидкость между его листками уменьшает трение при сердечных сокращениях. Эпикард срастается с перикардом.

 

Функциональные особенности миокарда

В состав сердечной поперечнополосатой мышцы входят типичные сократительные мышечные волокна и атипичные сердечные миоциты, формирующие так называемую проводящую систему.

Сердечная мышца характеризуется высоким уровнем кислородного окисления, поэтому она чрезвычайно чувствительна к недостатку кислорода. Ткань сердца работает только за счет аэробного окисления. В связи с этим в клетках миокарда наблюдается большое количество митохондрий, основной функцией которых является синтез АТФ.

Мышечные клетки взрослого организма не делятся и не способны к регенерации. Компенсаторные приспособления мышцы сердца при гибели клеток и при длительной повышенной нагрузке происходят только за счет увеличения внутриклеточных структур неповрежденных клеток, их гипертрофии.

Кровоснабжение миокарда осуществляется двумя коронарными артериями. Правая коронарная (венечная) артерия снабжает большую часть правого желудочка, некоторые отделы перегородки и заднюю стенку левого желудочка. Левая коронарная (венечная) артерия снабжает кровью стенку левого желудочка, большую часть межжелудочковой перегородки, а также стенку левого предсердия.

Повышенная потребность сердца в кислороде удовлетворяется, главным образом, за счет увеличения скорости коронарного кровотока. Недостаток кислорода ведет к расширению коронарных сосудов. В патологических случаях недостаток коронарного кровотока и, следовательно, кислорода, поступающего к миокарду, ведет к коронарной недостаточности. Внезапное прекращение коронарного кровотока (ишемия) уже через несколько минут приводит к тяжелым нарушениям деятельности сердца. Такие изменения происходят в связи с прекращением поступления кислорода (аноксия). Если аноксия продолжается более 30 минут, наблюдаются необратимые структурные изменения миокарда.

Сердечная мышца обладает следующими свойствами: возбудимостью, сократимостью, проводимостью и автоматией.

Возбудимость – это способность ткани отвечать на раздражение возбуждением. Сократимость – способность сокращаться при возбуждении, вызванном каким-либо раздражителем. Под проводимостью понимается возможность прохождения возбуждения по ткани. Если сердце удалить из организма и поместить его в физиологический раствор, то оно будет продолжать сокращаться. Это свойство сердца называется автоматией.

Проводящая система сердца

Наибольшей способностью к автоматии обладает область в месте впадения полых вен в правое предсердие. Здесь находится синусо-предсердный (синоатриальный) узел. Он также называется водителем ритма первого порядка. Ритм сердечных сокращений задают лишь несколько клеток синоатриального узла. Возбуждение, возникающее со строгой периодичностью, распространяется по предсердию и достигает второго предсердно-желудочкового (атриовентрикулярного) узла, который располагается в верхних отделах межжелудочковой перегородки. Его называют водителем ритма второго порядка. От атриовентрикулярного узла импульсы по пучку Гисса переходят на желудочки.

Синусно-предсердный узел, предсердно-желудочковый и пучки Гиса относятся к проводящей системе сердца. По ней скорость прохождения возбуждения быстрее, чем по мышцам сердца, и составляет 1-4 м/с.

 

Электрокардиограмма

Процесс прохождения возбуждения по сердцу можно регистрировать на электрокардиограмме. На электрокардиограмме в каждом сердечном цикле различают зубцы P, Q, R, S и Т (рис. 3). Зубец Р отражает возбуждение предсердий. Комплекс зубцов Q, R, S, Т отражает возбуждение желудочков. Интервал от начала зубца Р до начала зубца Q отражает время прохождения возбуждения по предсердию. Время от начала зубца Q до окончания зубца Т почти полностью совпадает с систолой желудочков. Изменение амплитуды зубцов, их последовательность, наложение зубцов друг на друга и другие показатели тонко отражают состояние сердечной мышцы.

R

 

 

T

P

 

Q S

 

Рис. 3. Электрокардиограмма.

Регуляция деятельности сердца

Регуляция работы сердца осуществляется как нервными, так и гуморальными путями.

Нервную регуляцию работы сердца осуществляет вегетативная нервная система. Она может изменять частоту сокращений сердца, влиять на возбудимость сердечной мышцы, изменять силу сокращений. Замедление частоты сокращений сердца называется брадикардией, а учащение – тахикардией.

Парасимпатическая иннервация представлена блуждающими нервами, а симпатическая – волокнами симпатической нервной системы. Парасимпатические волокна блуждающих нервов берут начало в продолговатом мозге и дают ветви к сердцу.

Парасимпатические и симпатические нервы действуют на сердце согласованно. Во время сна усиливается влияние блуждающих нервов, и деятельность сердца замедляется. Влияние симпатических нервов в это время ослабевает.

На работу сердца значительное влияние оказывают концентрации ионов кальция и калия в крови, некоторые гормоны. Гормон надпочечников адреналин вызывает эффект, аналогичный действию симпатической нервной системы. При чрезмерных физических нагрузках, а также при психических нагрузках в кровь поступают большие количества адреналина.

 

Круги кровообращения

 

Кровь непрерывным потоком движется по двум кругам кровообращения. – большому и малому. Большой круг начинается левым желудочком, из которого кровь, насыщенная кислородом, двигаясь по аорте, артериям и капиллярам, отдает кислород и насыщается углекислым газом. Затем кровь поступает в вены, нижнюю и верхнюю полые вены, которые впадают в правое предсердие. Здесь заканчивается большой круг кровообращения. Малый круг кровообращения начинается правым желудочком, из которого кровь поступает в легочную артерию, сосудистую систему легких, насыщается кислородом и возвращается к сердцу по легочным венам в левое предсердие. Следовательно, по легочной артерии протекает венозная кровь, а по легочной вене – артериальная.

 

Артерии

 

Кровь из сердца поступает в аорту, которая является самым крупным непарным артериальным сосудом в теле человека. В аорте выделяют восходящую часть, дугу аорты и нисходящую часть. От дуги аорты отходят три крупных артериальных сосуда: плечеголовной сосуд, общая сонная артерия и левая подключичная артерия, обеспечивающие кровоснабжение головы, шеи, верхних конечностей и верхней части туловища. Нисходящая часть аорты делится на подвздошные артерии. Аорта амортизирует ритмические повышения систолического давления.

Строение стенки артерии

Артерии – это сосуды, по которым кровь движется от сердца. Стенки их плотные, упругие и состоят из внутренней, средней и наружной оболочек или слоев. Все кровеносные сосуды изнутри выстланы слоем эндотелия. Обычно он состоит из одного слоя плоских клеток. Помимо эндотелия в стенках сосудов находятся эластические, коллагеновые волокна и гладкие мышцы. Эластические волокна внутренней оболочки образуют густую сеть. Эти волокна создают эластическое напряжение, противодействующее кровяному давлению, растягивающему сосуд. В состав средней оболочки входят мышечные волокна, а также эластические и коллагеновые волокна. Они обеспечивают эластичность, упругость артерий. Наружный слой состоит из коллагеновых и эластических волокон соединительной ткани. В нем находятся сосуды, питающие стенки артерий, а также нервы.

Коллагеновые волокна средней и наружной оболочек образуют сеть, оказывающую растяжению сосуда гораздо большее сопротивление, чем эластические волокна.

Гладкие мышцы создают сосудистый тонус – активное напряжение сосудистой стенки и изменяют просвет сосудов.

 

Капилляры

 

Диаметр капилляров от 6до 30-40 мкм, толщина стенки – 1 мкм, а длина – 750 мкм. Общее число капилляров в организме около 40 млрд. Эффективная обменная поверхность капилляров составляет около 1000 м2. Стенка капилляра состоит из одного слоя эпителиальных клеток. Самые узкие капилляры находятся в гладких мышцах, головном мозге, легких. Наибольшая площадь капилляров на 1 мм3 – в тканях миокарда, головного мозга, печени, меньше – в физических мышцах, еще меньше – в тонических мышцах. Кровь движется по капиллярам очень медленно по сравнению со скоростью движения крови в аорте и артериях. Медленный ток крови в капиллярах способствует обмену газов между эритроцитами и тканями, а также проникновению питательных веществ в ткани и выведению продуктов обмена.

Средняя скорость фильтрации во всех капиллярах организма составляет около 20 л в сутки. Скорость обратного поступления жидкости из межклеточного пространства в кровь равна 18 л в сутки. По лимфатическим сосудам оттекает 2 л в сутки. Таким образом, в организме поддерживается строгое соотношение между внутрисосудистым и межтканевым объемами жидкости.

В различных органах проницаемость и интенсивность обменных процессов различна, что зависит от толщины эпителиальных клеток, строения капилляров, их числа и т.д. переход веществ через сосудистую стенку может осуществляться путем фильтрации. Фильтрация возрастает при общем увеличении артериального давления. Расширении мышечных артериальных сосудов во время мышечной деятельности, при переходе в вертикальное положение, увеличении объема крови.

 

Вены

 

Кровь поступает из капилляров в вены, диаметр которых постепенно увеличивается. В сердце впадают две крупные полые вены, нижняя и верхняя. Верхняя полая вена – сосуд, длиной 5-8 см. Он образуется в результате слияния плечеголовных вен. В верхнюю полую вену попадает кровь от головы, шеи, верхних конечностей, органов грудной полости. Основным венозным сосудом головы является яремная вена. В подключичную вену поступает венозная кровь от всех отделов верхних конечностей. В нижнюю полую вену собирается кровь от нижних конечностей, органов таза, брюшной полости. В нижнюю полую вену впадает печеночная вена. В печень поступает кровь по воротной вене, в которую впадают вены желудка, поджелудочной железы, желчного пузыря, кишечника.

Движение крови по венам имеет свои особенности. Стенки вен крайне растяжимы, и поэтому в них может накапливаться большое количество крови. Скорость крови в венах в зависимости от их диаметра равна 6-20 см/с. Движение крови в венах зависит от разницы давлений в начале и в конце венозной системы. Обратному току крови препятствуют клапаны в стенках вен. Клапаны – это полулунные складки, которые обычно располагаются попарно. Особенно много их в венах нижних конечностей, в которых движение крови происходит против силы тяжести, и создается возможность застоя и обратного тока крови. Факторами, способствующими движению крови в венах, являются присасывающее действие грудной клетки (во время вдоха давление в грудной клетке падает, внутригрудные сосуды расширяются и эффективно засасывается кровь из соседних сосудов), а также сокращение поперечно-полосатых мышц, в толще которых проходят вены.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-04-20 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: