Содержание:
Сердце по праву определено важнейшим органом человеческого тела: еще с древних времен считалось, что душа расположена за грудиной и покидает тело с последним ударом. Закладка органа происходит на шестой недели внутриутробного развития. Значимость адекватного функционирования всех структур сердца определяет длину и качество жизни каждого человека. Поэтому знание основных составных анатомии и физиологии органа необходимо для ясного понимания возможных проблем и их последствий.
Как устроено человеческое сердце?
Сердце (лат. сor) – мышечно-полостное образование, которое обеспечивает адекватную поставку крови ко всем клеткам и тканям. Особенность органа заключается в автономности: индивидуальной иннервации и регуляции сократительной функции. Однако мышечные, клапанные и структуры проводящей системы крайне чувствительны к изменениям во всем организме.
Топография органа: сердце располагается в грудной полости в комплексе структур средостения (образования, которое находится между двумя легкими), занимая среднюю нижнюю часть. Орган «лежит» на диафрагме, заключенный в околосердечную сумку – перикард. Боковыми стенками прилегает к корням легких и магистральным сосудам.
Схематическое изображение внутренней структуры сердца:
При общем клиническом осмотре путем перкуссии (поколачивания) по передней стенке грудной клетки определяется относительная и абсолютная сердечная тупость. Преимущественная часть органа находится с левой стороны, правая граница – по внешнему краю грудины.
Выслушивают деятельность сердца, функционирования клапанов с помощью фонендоскопа в точках их проекции.
Анатомия
Морфологическая структура сердца определяется экспертами по-разному. Анатомически орган делят на правую и левую половину, которые соединяются посредством сосудов большого и малого круга циркуляции крови.
Во время внутриутробного развития сердце проходит разные стадии формирования камер. В случае незавершенного процесса при рождении сохраняются патологические шунты между левыми и правыми отделами, которые вызывают нарушения гемодинамики.
Камеры (полости) обеих половин соединены между собой с помощью отверстий, где направление потока регулируется деятельностью створчатых структур клапанов.
Стенка органа представлена тремя основными оболочками:
- эндокард – выстилает внутреннюю поверхность сердца, формирует сухожильные хорды (нити) и клапанный аппарат;
- миокард – мышечный слой, формирующий стенку органа, межжелудочковую перегородку и папиллярные мышцы;
- эпикард – внешняя соединительнотканная оболочка, которая считается внутренним листком околосердечной сумки. Между слоями перикарда находится небольшое количество (до 2 мл) жидкости, что обеспечивает гладкое скольжение органа во время разных фаз сердечного цикла.
Воспалительные патологии околосердечной сумки или реактивные изменения на фоне других заболеваний (например, панкреатита или острой почечной недостаточности) ведут к повышенному синтезу жидкости, которая препятствует расширению полостей сердца и адекватному притоку крови.
Камеры
Схема строения сердца подразумевает разделение органа на половины, которые представлены четырьмя основными и двумя дополнительными камерами.
Правая часть | Левые отделы |
---|---|
Предсердие (атриум), что собирает кровь с большим содержанием углекислого газа (венозную) со всего организма | Предсердие, куда впадают четыре легочные вены, несущие артериальную кровь с высокой концентрацией кислорода |
Желудочек, который соединен с верхней камерой через атриовентрикулярное отверстие. Выносящий тракт несет кровь по малому кругу для газообмена | Желудочек – самая большая камера с толстым слоем мышечных волокон, сокращение которых обеспечивает адекватный выброс крови для доставки на периферию |
Ушко – полость небольших размеров, соединенное с предсердием (меньше, чем слева) | Ушко – дополнительная камера с входом в атриум |
Клиническое значение ушек – дополнительный объем, которым заполняется сердце при повышенных нагрузках. Однако застой крови в камерах повышает риск развития тромбов (сгустков) с возможным разнесением в сосуды мозга или миокарда и последующим инсультом или инфарктом.
Клапанные структуры
Регуляция потока крови в определенном направлении задается клапанными структурами, производными соединительнотканной внутренней оболочки (эндокарда). В гемодинамической системе органа выделяют четыре основных клапана:
- митральный (левый атриовентрикулярный) – представлен двумя створками, которые открываются в полость желудочков во время сокращения предсердий;
- аортальный (состоит из трех створок) – расположен на выходе из левого желудочка;
- трехстворчатый, определяющий движение крови в правых отделах;
- клапан легочной артерии (трехстворчатый), регулирующий поток жидкости из желудочка в малый круг циркуляции крови.
Смыкание и открытие створок клапанов обеспечивается сокращением папиллярных мышц и протяженностью сухожильных хорд (слишком короткие или длинные волокна последних ведут к недостаточности аппарата и обратному забросу крови).
Сосудистая система органа
Постоянная мышечная работа сердца требует большого количества энергии, которая поставляется по венечным артериям с питательными веществами и кислородом. Коронарные сосуды органа отделяются от аорты непосредственно у основания створок клапана.
Выделяют две основные артерии, кровоснабжающие миокард:
- Правая, выходящая из аорты на заднюю поверхность сердца, обеспечивает трофику правого предсердия и желудочка.
- Левая, которая огибает предсердие и ложится в переднюю борозду, обеспечивает кровоснабжение основной мышечной массы сердца (левые отделы, межжелудочковая перегородка и передняя стенка). Нарушение кровотока в этом сосуде чаще всего вызывает боли и ощущение покалывания за грудиной.
Существуют индивидуальные особенности отхождения артерий, потому при контрастных методах исследования выделяют разные типы кровоснабжения сердца.
Отток венозной крови происходит по одноименным сосудам, которые открываются небольшими отверстиями в полость правого предсердия.
Гистология: как выглядит сердце под микроскопом?
Структура сердца организована тремя основными оболочками, клеточное строение которых определяется выполняемыми функциями. Микроскопическое расположение тканей в разрезе (гистология) представлено в таблице:
Слой | Картина под микроскопом |
---|---|
Эндокард (ткани клапанов, сухожильных хорд и папиллярных мышц, внутренняя оболочка) |
Клетки питаются кровью из полостей сердца |
Миокард | Мышечные волокна, построенные из одно- или двухядерных клеток. Сократительные белки имеют поперечную исчерченность, как в скелетной мускулатуре. Отдельные волокна соединяются между собой с помощью вставочных дисков. Последние способствуют быстрому распространению сокращения по всей массе сердечной мышцы |
Проводящая система сердца | Атипичные кардиомиоциты (мышечные) клетки трех типов:
|
Эпикард – внутренний листок перикарда | Тонкая оболочка из соединительной ткани, содержащая эластические и коллагеновые волокна. |
На фото представлено гистологическое строение сердца (мышечного слоя):
Круги кровообращения: куда и откуда двигается кровь по сосудам?
Основная функция сердца – обеспечивать адекватную доставку крови ко всем структурам организма. Реализуется эта задача с помощью согласованной работы кардиоваскулярной и дыхательной системы.
Схематическое изображение кровообращения в организме:
В функциональной анатомии выделяют два круга, по которым движется кровь (большой и малый) и проходят этапы обеспечения организма кислородом, питательными веществами и выведения токсических метаболитов (продуктов обмена).
Большой круг
Транспортируется артериальная кровь по большому кругу циркуляции, начинающемуся с полости левого желудочка. Во время сокращения последнего жидкость поступает в аорту – самый большой сосуд человеческого организма, отдельные ветки которого доставляют питательные вещества по всему телу:
- коронарные сосуды;
- подключичная артерия, разветвления которой питают органы головы, шеи, структуры верхней конечности;
- межреберные и бронхиальные, обеспечивающие трофику органов средостения, легких и структур грудной стенки;
- чревной ствол, почечные и брыжеечные артерии питают все органы пищеварительного тракта, мочевыделительной системы, брюшную стенку;
- бифуркация (раздвоение) аорты на общие подвздошные артерии обеспечивает трофику структур малого таза, нижних конечностей.
Транспортируется кровь по сосудам с постепенным сужением диаметра: от артерий и артериол к капиллярам. Клеточная стенка последних имеет большие поры, через которые перемещается кислород и питательные вещества к тканям за градиентом концентрации.
Забор отработанной крови происходит в конечном отделе капилляра, потом по венулам и к магистральным полым венам, которые впадают в полость правого атриума:
- нижняя – от структур брюшной полости, малого таза, мягких тканей ног;
- верхняя – от органов головы и шеи, части грудной полости.
Малый круг
Венозная кровь, поступающая в правые отделы сердца, обогащена углекислым газом, высокие концентрации которого оказывают угнетающее действие на дыхательный и сосудодвигательный центр головного мозга. Выводится газ с помощью малого круга кровообращения, начинающегося с правого желудочка:
- Легочный ствол, который делится на правую и левую артерию.
- Долевые и сегментарные артерии.
- Легочные капилляры, которые входят в состав аэрогематического барьера. Тонкие стенки альвеол и сосудов способствуют перемещению кислорода и углекислого газа по диффузионному механизму (градиенту концентрации).
- Венулы, которые впадают в магистральные вены (по две от каждого легкого) и несут кровь в левое предсердие.
Название сосудов определяется не составом крови, а направлением по отношении к сердцу: по венам движется жидкость к органу, по артерии – от него.
Сердечный цикл
Адекватное кровоснабжение организма обеспечивается слаженным сокращением мышечных волокон сердечной стенки, которые определяют цикл работы органа.
Выделяют две основные фазы:
- систола – сокращение;
- диастола – расслабления.
Разная скорость проведения импульса по атипичным кардиомиоцитам с наличием задержки в атриовентрикулярном узле обеспечивает скоординированную работу органа: во время систолы предсердий кровь проникает в желудочки. Последние находятся в фазе расслабления, что формирует достаточный объем для заполнения жидкостью (в левом до 100 мл).
Во время сокращения желудочков открываются клапаны аорты и легочной артерии, створки атриовентрикулярных соединений закрыты – кровь идет в круги циркуляции. На периферических сосудах определяется пульс, а области грудной клетки – биение сердца.
В это время предсердия находятся в фазе диастолы и заполняются кровью из полых (правые отделы) и легочных вен (левые).
Существует утверждение, что сердце полжизни работает и половину – отдыхает, поскольку длительность систолы и диастолы – одинаковая (по 0,4 секунды).
Функции сердца
Сердце по праву считается главным органом человеческого тела, потому что нарушения его функций вызывает тотальные расстройства, а остановка деятельности ведет к смерти пациента.
Основные функции человеческого сердца:
- автоматизм – самостоятельный синтез нервных импульсов для сокращения миокарда;
- проводимость – атипичные клетки обеспечивают налаженную работу разных отделов мускулатуры органа;
- насосная функция – перекачивание крови по организму с достаточным давлением для доставки к периферии;
- газообмен обеспечивается за счет работы малого круга по принципу градиента концентрации кислорода;
- эндокринная роль – в стенке левого предсердия вырабатывается натрийуретический гормон, что влияет на работу почек и выведение солей из организма.
Выводы
Жизненно важными системами человеческого тела считаются кардиоваскулярная и дыхательная. Строение и функции сердца напрямую определяют работу других органов за счет адекватного кровоснабжения головного мозга, эндокринных желез и почек.
Для подготовки материала использовались следующие источники информации.
Сердце представляет собой полый, мышечный орган, имеющий форму конуса. Расположено сердце в грудной клетке, позади грудины. Расширенная часть его — основание — обращено кверху, взад и вправо, а узкая верхушка — вниз, вперед, влево. Две трети сердца находятся в левой половине грудной клетки, одна треть лежит в правой ее половине.
Строение сердца человека
Стенки сердца имеют три слоя:
- Наружный слой, покрывающий поверхность сердца, представлен серозными клетками и называется эпикард;
- cредний слой образован особой поперечно-полосатой мышечной тканью. Сокращение мышцы сердца, хотя она является поперечно-полосатой, происходит непроизвольно. Толщина мышечной стенки предсердий менее выражена, чем мышечной стенки желудочков. Средний слой называется миокард;
- внутренний слой — эндокард — представлен эндотелиальными клетками. Он выстилает камеры сердца изнутри и образует сердечные клапаны.
Строение стенки сердца
Сердце расположено в околосердечной сумке — перикарде, которая выделяет жидкость, уменьшающую трение сердца во время сокращений.
Сплошной продольной перегородкой сердце разделено на две, несообщающиеся между собой половины — правую и левую (камеры сердца):
- В верхней части обеих половин находятся правое и левое предсердия;
- в нижней части — правый и левый желудочки.
Таким образом, сердце человека четырехкамерное.
Камеры сердца человека
За счет большего развития миокарда (большая нагрузка) стенки левого желудочка значительно толще стенок правого.
В правое предсердие по верхней и нижней полой венам поступает кровь из всех частей тела. Из правого желудочка выходит легочный ствол, по которому венозная кровь поступает в легкие.
В левое предсердие впадают четыре легочные вены, несущие артериальную кровь от легких. Из левого желудочка выходит аорта, несущая артериальную кровь в большой круг кровообращения.
- В правой его половине находится венозная кровь;
- в левой — артериальная.
Клапаны сердца
Предсердия и желудочки сообщаются между собой предсердно-желудочковыми отверстиями, снабженными створчатыми клапанами.
- Между правым предсердием и правым желудочком клапан имеет три створки (трехстворчатый) — трикуспидальный клапан.
- между левым предсердием и левым желудочком — две створки (двухстворчатый) — митральный клапан.
К свободным краям створок, обращенным в желудочек, прикреплены сухожильные нити. Другим своим концом они прикреплены к стенке желудочка. Это не позволяет им выворачиваться в сторону предсердий и не допускает обратного тока крови из желудочков в предсердия.
Клапаны сердца человека
В аорте, на границе ее с левым желудочком и в легочном стволе, на границе его с правым желудочком имеются клапаны в виде трех карманов, открывающихся по направлению тока крови в этих сосудах. Из-за своей формы клапаны получили название полулунных. При уменьшении давления в желудочках они заполняются кровью, края их смыкаются, закрывая просвет аорты и легочного ствола, и препятствуют обратному проникновению крови в сердце.
В процессе сердечной деятельности сердечная мышца выполняет огромную работу. Поэтому она нуждается в постоянном притоке питательных веществ, кислорода и выведении продуктов распада. Сердце получает артериальную кровь из двух артерий — правой и левой, которые начинаются от аорты под створками полулунных клапанов. Располагаясь на границе между предсердиями и желудочками в форме короны, или венка, эти артерии получили название коронарных (венечных). От мышцы сердца кровь собирается в собственные вены сердца, которые впадают в правое предсердие.
Причиной движения крови по кровеносным сосудам является разность давлений в артериях и венах. Эта разность давлений создается и поддерживается ритмическими сокращениями сердца. Сердце человека, находящееся в покое, делает около 70 ритмичных сокращений в минуту, перекачивая около 5л крови. За 70 лет жизни человека сердце его перекачивает около 150 тыс. тонн крови — работоспособность удивительная для органа массой в 300г! Причиной такой работоспособности является ритмический характер сердечных сокращений.
Цикл сердечной деятельности складывается из трех фаз: сокращение предсердий, сокращение желудочков, общая пауза. Первая фаза длится 0,1с, вторая — 0,3 и третья — 0,4с. Во время общей паузы расслаблены и предсердия, и желудочки.
В течение сердечного цикла предсердия сокращаются 0,1с и 0,7с находятся в расслабленном состоянии; желудочки сокращаются 0,3с и 0,5с отдыхают. Этим и объясняется способность сердечной мышцы работать, не утомляясь в течение всей жизни.
Автоматия сердца
В отличие от поперечно-полосатой скелетной мускулатуры волокна сердечной мышцы соединяются между собой отростками, и поэтому возбуждение с одного участка сердца может распространиться на другие мышечные волокна.
Сердечные сокращения являются непроизвольными. Человек не может усиливать или изменять частоту сокращений сердца. В то же время сердце обладает автоматией. Это значит, что импульсы, приводящие к сокращению, возникают в нем самом, тогда как к скелетным мышцам они приходят по центробежным волокнам из центральной нервной системы.
Сердце лягушки, помещенное в раствор, заменяющий кровь, продолжает длительно ритмически сокращаться. Причину автоматии сердца до конца выяснить не удалось. Однако электрофизиологические исследования показали, что в клетках проводящей системы сердца ритмически возникают изменения потенциала клеточной мембраны, обусловливающие появление возбуждения, которое вызывает сокращение сердечной мышцы.
Нервная и гуморальная регуляция деятельности сердца человека
Частота и сила сердечных сокращений в организме регулируются нервной и эндокринной системами. Сердце иннервируется блуждающим и симпатическими нервами. Блуждающий нерв замедляет частоту сокращений и уменьшает их силу. Симпатические нервы, наоборот, увеличивают частоту и силу сокращений.
На сердечную деятельность оказывают влияние некоторые вещества, выделяемые различными органами в кровь. Гормон надпочечников — адреналин, подобно симпатическим нервам, увеличивает частоту и силу сердечных сокращений. Следовательно, нейрогуморальная регуляция обеспечивает приспособление деятельности сердца, а следовательно, и интенсивность кровообращения к потребностям организма и условиям внешней среды.
Пульс и его определение
В момент сокращений сердца кровь выбрасывается в аорту и давление в последней повышается. Волна повышенного давления распространяется по артериям до капилляров, вызывая волнообразные колебания стенок артерий. Эти ритмические колебания стенки артериальных сосудов, вызываемых работой сердца, называются пульсом.
Пульс легко можно прощупать на артериях, лежащих на кости (лучевая, височная и др.); чаще всего — на лучевой артерии. По пульсу можно определить частоту и силу сердечных сокращений, что в некоторых случаях может служить диагностическим признаком. У здорового человека пульс ритмичен. При заболеваниях сердца могут наблюдаться нарушения ритма — аритмия.
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.