Сердце. строение и функции

СЕРДЦЕ 
 

      Сердце  является одним из самых важных органов  в организме человека. Не менее  важными органами являются так же печень, почки, лёгкие, поджелудочная  железа. Но статистика из года в год  показывает, что причиной смертности на первом месте являются сердечно-сосудистые заболевания. В нашей работе мы Вам  расскажем, что такое сердце, как  оно работает, как нужно о нём  заботиться, чтобы оно было здоровым. 

      Сердце  человека - полный мышечный орган. Сплошной вертикальной перегородкой сердце делится на две половины: левую и правую. Вторая перегородка, идущая в горизонтальном направлении, образует в сердце четыре полости: верхние полости - предсердия, нижние - желудочки. Масса сердца новорожденных в среднем равна 2∙10^-2 кг (20г). Это соответствует 0,66-0,80% массы тела. Масса сердца взрослого человека составляет 0,4% массы тела, или 0,425-0,570кг. Длина сердца у взрослого человека достигает 12∙10^-2-15∙10^-2м (12-15см), поперечный размер-8∙10^-2-11∙10^-2м (8-10см), переднезадний -5∙10^-2-8∙10^-2м (5-8см) Масса и размеры сердца увеличиваются при некоторых заболеваниях, а также у людей, длительное время занимающихся напряженным физическим трудом или спортом.

      Стенка  сердца состоит из трёх слоёв: внутреннего, среднего и наружного. Внутренний слой представлен эндотелиальной оболочкой (эндокард), которая выстилает внутреннею поверхность сердца. Средний слой миокард состоит из поперечнополосатой мышцы. Мускулатура предсердий отделена от мускулатуры желудочков соединительнотканной перегородкой, которая состоит из плотных фиброзных волокон - фиброзное кольцо. Мышечный слой предсердия развит значительно слабее, чем мышечный слой желудочков, что связано с особенностями функций, которые выполняют каждый отдел сердца. Наружная поверхность сердца  покрыта серозной (эпикард), которая является внутренним листком околосердечной сумки - перикарда. Под серозной оболочкой расположены наиболее крупные коронарные артерии и вены, которые обеспечивают кровоснабжение тканей сердца, а также большое скопление нервных клеток и нервных волокон, иннервирующих сердце.

      Перикард  и его значение. Перикард (сердечная сорочка) окружает сердце как мешок и обеспечивает его свободное движение. Перикард состоит из двух листков: внутреннего (эпикард) и наружного, обращенного в сторону грудной клетки. Между листками перикарда имеется щель, заполненная серозной жидкостью. Жидкость уменьшает трение листков перикарда. Перикард ограничивает растяжение сердца наполняющей его кровью и является опорой для коронарных сосудов.

      В сердце различают два вида клапанов - атриовентрикулярные (предсердно-желудочковые) и полулунные. Атриовентрикулярные  клапаны располагаются между  предсердиями и соответствующими желудочками. Левое предсердие от левого желудочка  отделяет двухстворчатый клапан. На границе  между правым предсердием и правым желудочком находится трёхстворчатый клапан. Края клапанов соединены с  папиллярными мышцами желудочков тонкими  и прочными сухожильными нитями, которые  провисают в их полость.

1 –  левое предсердие; 2 – сосочковая  мышца; 3 – сухожильные нити. Справа  – положение клапанов при заполнении  желудочков кровью (вверху) и при  сокращении миокарда левого желудочка  (внизу). 
 

      Полулунные  клапаны отделяют аорту от левого желудочка и лёгочный ствол от правого желудочка. Каждый полулунный клапан состоит из трёх створок (кармашки), в центре которых имеются утолщения - узелки. Эти узелки, прилегая друг к другу, обеспечивают полную герметизацию при закрытии полулунных клапанов. 

      При сокращении предсердий (систола) кровь  из них поступает в желудочки, при сокращении желудочков кровь  с силой выбрасывается в аорту  и лёгочный ствол. Расслабление (диастола) предсердия и желудочков способствует наполнению полости сердца кровью. 

      Значение  клапанного аппарата в движении крови  через камеры сердца. Во время диастолы в предсердии атриовентрикулярные клапаны открыты и кровь, поступающая из соответствующих сосудов, заполняет не только их полости, но и желудочки. Во время систолы предсердий желудочки полностью заполняются кровью. При этом исключается обратное движение крови в полые и лёгочные вены. Это связано с тем, что в первую очередь сокращается мускулатура предсердий, образующая устья вен. По мере наполнения полостей желудочка кровью створки атриовентрикулярных клапанов плотно смыкаются и отделяют полость предсердий от желудочков. В результате сокращения папиллярных мышц желудочков в момент их систолы сухожильные нити створок атриовентрикулярных клапанов натягиваются и не дают им вывернуться в сторону предсердия. К концу систолы желудочков давление в них становится больше давления в аорте и лёгочном стволе. Это способствует открытию полулунных клапанов, и кровь из желудочков поступает в соответствующие сосуды. Во время диастолы желудочков давление в них резко падает, что создаёт условия для обратного движения крови в сторону желудочков. При этом кровь заполняет кармашки полулунных клапанов и обусловливает их смыкание.

      Таким образом, открытие и закрытие клапанов сердца связано с изменением величины давления в полостях сердца. Значения же клапанов состоит в том, что  они обеспечивают перемещение крови  в полостях сердца в одном направлении. 
 

Основные  физиологические  свойства сердечной  мышцы. 

      Сердечная мышца, как и скелетная, обладает возбудимостью, способностью проводить возбуждения и сократимостью. К физиологическим особенностям сердечной мышцы относятся удлинённый рефрактерный период и автоматия. 

      Возбудимость  сердечной мышцы. Сердечная мышца менее возбудима, чем скелетная. Для возникновения возбуждения в сердечной мышце необходимо применить более сильный раздражитель, чем для скелетной. Установлено, что величина реакции сердечной мышцы не зависит от силы наносимых раздражений (электрических, механических, химических и т.д.). Сердечная мышца максимально сокращается и на пороговое, и на более сильное по величине раздражение.

      Проводимость. Волны возбуждения проводятся по волокнам сердечной мышцы и так называемой специальной ткани сердца с неодинаковой скоростью. Возбуждение по волокнам мышц предсердий распространяется со скоростью 0,8 - 1,0м/с,  по волокнам мышц желудочков – 0,8-0,9м/c, по специальной ткани сердца - 2,0 - 4,2м/с. Возбуждение же по волокнам скелетной мышцы распространяется с гораздо большей скоростью, которая составляет 4,7 - 5м/с.

      Сократимость. Сократимость сердечной мышцы имеет свои особенности. Первыми сокращаются мышцы предсердий, затем – папиллярные мышцы и субэндокардиальный слой желудочков. В дальнейшем сокращения охватывает и внутренний слой желудочков, обеспечивая тем самым движения крови из полостей желудочков в аорту и лёгочный ствол. Сердце для осуществления механической работы (сокращения) получает энергию, которая освобождается при распаде макроэргических фосфорсодержащих соединений (креатинфосфат, аденозинтрифосфат).

      Рефрактерный  период. В сердце в отличие от других возбудимых тканей имеется значительно выраженный и удлинённый рефрактерный период. Он характеризуется резким снижением возбудимости ткани в течение её активности.

      Различают абсолютный и относительный рефрактерный период. Во время абсолютного рефрактерного  периода, какой бы силы не наносили раздражение на сердечную мышцу, она не отвечает на него возбуждением и сокращением. Длительность абсолютного  рефрактерного периода сердечной  мышцы соответствует по времени  систолы и началу диастолы предсердий желудочков. Во время относительного рефрактерного периода возбудимость сердечной мышцы постепенно возвращается к исходному уровню. В этот период сердечная мышца может ответить сокращением на раздражитель сильнее  порогового. Относительный рефрактерный период обнаруживается во время диастолы предсердий и желудочков сердца. Благодаря  выраженному рефрактерному периоду, который длится дольше, чем период систолы (0,1- 0,3с), сердечная мышца  неспособна к титаническому (длительному) сокращению совершает свою работу по типу одиночного сокращения.

      Автоматия сердца. Вне организма при определённых условиях сердце способно сокращаться и расслабляться, сохраняя правильный ритм. Следовательно, причина сокращений изолированного сердца лежит в нём самом. Способность сердца ритмически сокращается под влиянием импульсов, возникающих в нём самом, носит название автоматии.

      В сердце различают рабочую мускулатуру, представленную поперечнополосатой мышцей, и атипическую, или специальную, ткань, в которой возникает и  проводится возбуждение.

   У высших позвоночных животных и человека атипическая ткань состоит из:

1. синоаурикулярного узла (описан Кис и Флеком), располагающегося на задней стенке правого предсердия у места впадения половых вен;
2. атриовентрикулярного (предсердно-желудочковый) узла (описан Ашоффом и Таварой), находящегося в правом предсердии вблизи перегородки между предсердиями и желудочками;
3. пучка Гиса (предсердно-желудочковый пучок) (описан Гисом), отходящего от атриовентрикулярного узла одним стволом. Пучок Гиса, пройдя через перегородку между предсердиями и желудочками, делится на две ножки, идущие к правому и левому желудочками. Заканчивается пучок Гиса в толще мышц волокнами Пуркинье. Пучок Гиса – это единственный мышечный мостик, соединяющий предсердия с желудочками.

      Синоаурикулярный  узел является ведущим в деятельности сердца (водитель ритма), в нём возникают  импульсы, определяющие частоту сокращений сердца. В норме атриовентрикулярный  узел и пучок Гиса являются только передатчиками возбуждений из ведущего узла к сердечной мышце. Однако им присуща способность к автоматии, только выражена она в меньшей  степени, чем у синоаурикулярного  узла, и проявляется лишь в условиях патологии.

      Атипическая ткань состоит из малодифференцированных мышечных волокон. В области синоаурикулярного  узла обнаружено значительное количество нервных клеток, нервных волокон  и их окончаний, которые здесь  образуют нервную сеть. К                        узлам атипической  ткани подходят нервные волокна от блуждающих и  симпатических  нервов.

      По  современным представлениям, причина  автоматии сердца объясняется тем, что в процессе жизнедеятельности  в клетках синоаурикулярного  узла накапливаются продукты конечного  обмена (СО, молочная кислота и т.д.), которые и вызывают возникновение  возбуждения в оптической ткани.

      Электрофизиологические  исследования сердца, проведённые на клеточном уровне, позволили глубже понять природу автоматики сердца. Установлено, что в волокнах ведущего и атриовентрикулярного узлов вместо стабильного потенциала в период расслабления сердечной мышцы наблюдается  постепенное нарастание деполяризации. Когда последняя достигнет определённой величины (5-20мВ), возникает ток, действия ритма называют потенциалами автоматии. Таким образом, наличие диастолической деполяризации объясняет природу  ритмической деятельности волокон  ведущего узла. В рабочих волокнах сердца электрическая активность во время диастолы отсутствует.

      У лягушки атипическая ткань сердца представлена синусным узлом (узел Ремака), расположенным в венозном синусе, и атриовентрикулярным узлом, находящимся  в перегородке между предсердиями и желудочком, от которого отходят  три нервных стволика, заканчивающихся  узлами Догеля в мышце желудочка.

      Значение  отдельных частей проводящей системы  можно изучить при помощи наложения  лигатур (нить) на сердце лягушки по Станниусу. 
 

      Первую  лигатуру накладывают между венозным синусом и правым предсердием. В  результате этого деятельность предсердий и желудочка прекращается, венозный же синус продолжает сокращаться. Это  свидетельствует о том, что синусный узел в работе сердца является ведущим  и передача импульсов к другим отделам сердца блокируется в  результате наложения первой лигатуры.

      Вторую  лигатуру накладывают между предсердиями и желудочком. Она механически  раздражает атриовентрикулярный узел и побуждает его к активности. Вследствие этого начинают сокращаться  или предсердия, или желудочек, или  все отделы сердца в зависимости  от места наложения лигатуры. Однако сокращения предсердий и желудочка  происходят в более медленном  ритме, чем сокращения венозного  синуса. С помощью второй лигатуры доказывают, что атриовентрикулярный  узел также обладает автоматией, но выраженной в меньшей степени, чем  у синусного узла.

      Третью  лигатуру накладывают на верхушку сердца. Верхушка сердца при этом не сокращается, т. е. автоматией не обладает. Однако на одиночные раздражения она отвечает одиночным сокращением, как обычная  мышца.

      Сердечный блок. При нарушении проведения возбуждения из ведущего узла к желудочкам может наблюдаться сердечный блок. Он возникает при нарушении проводимости импульсов в области атриовентрикулярного узла или пучка Гиса. При сердечном блоке, который может быть полным и неполным, отсутствует согласованность между ритмом предсердий и желудочков, что приводит к тяжёлым гемодинамическим расстройствам.