Слаженное взаимодействие всех элементов сердечно-сосудистой системы обеспечивает беспрерывную работу главной мышцы организма – сердца. Полости, перегородки, сосуды, клапаны есть основными составляющими органа, что выполняет функцию насоса, доставляя кровь всем клеткам.
Расположение
Кроме легких, в грудной клетке большой объем занимает сердце. Оно расположено не строго по центру, две третьих размещено слева от серединной линии, и только небольшая часть – справа.
Форма немного вытянутая, но может различаться у людей разного возраста, телосложения, при наличии заболеваний она тоже меняется.
Околосердечная сумка влияет на то, как выглядит сердце человека. Если внутри нее накапливается жидкость, орган приобретает форму шара.
В сердце различают:
- Верхушку. Эта часть направлена влево и вниз, образовывается в большей части левым желудочком.
- Основу, что располагается выше и правее, она образована предсердиями.
- Передневерхняя и задненижняя поверхность разделяются правым и левым краями сердца.
Размеры сердца могут колебаться у людей с разной физической подготовкой, массой тела. Вес органа приблизительно 320 г, у спортсменов эта цифра увеличивается за счет мышечной массы, при ожирении преобладает жировая ткань.
Особенности строения
Сердце – это полый орган, но с довольно сложной анатомией. Принципиально различают правую и левую половины, что имеют свои особенности. Обе части состоят из предсердий и желудочков.
Таким образом, существует четыре камеры, они разделены перегородками: межжелудочковой и межпредсердной.
Первая более толстая, состоит из мышечных и эластичных волокон, вторая – тоньше, в ее состав входит соединительная ткань. Межпредсердная перегородка у плода имеет отверстие – овальное окно, что закрывается сразу после рождения.
Для того чтобы кровь текла только в одном направлении между камерами существуют клапаны. Они открываются только внутрь желудочков, к которым и прикреплены тонкими нитями – хордами.
Справа — это трехстворчатый клапан, поскольку венозной крови больше, она собирается со всего организма. Слева находится митральный (двустворчатый клапан), через который течет артериальная кровь, то есть богатая на кислород.
Сердце – это не отдельный орган, в него впадают множество сосудов:
Полулунные клапаны находятся на границе выхода сосудов из желудочков. Их створки напоминают луну, откуда и название. Основная функция этих структур – не допустить обратного тока крови.
Анатомия
Орган состоит из нескольких слоев. Каждый имеет различное строение, выполняет свои функции.
Механизм работы
Как работает сердце человека? Удивительным является тот факт, что любая мышца при долгой нагрузке устает, а сердце работает беспрерывно. Объясняется это ритмом.
Кроме сократительной деятельности этот орган генерирует электрический импульс, что распространяется по проводящей системе по всему сердцу, благодаря чему все волокна сокращаются одновременно. Способность производить собственный потенциал действия называется автоматизмом.
Интересно знать! Автоматизм обеспечивает сокращения сердца даже вне организма. Во время операций оно способно сокращаться в собственном ритме, функция не зависит от влияния нервной системы.
Работа сердца имеет несколько периодов: сокращения и расслабления. Этот цикл очень короткий, длится меньше секунды. Сократительная деятельность — это систола, когда сердце отдыхает – диастола.
Во время сокращения предсердий отдыхают желудочки и наоборот. Особенности сердечного цикла:
- 0.2 с необходимо для сокращения предсердий. В это время кровь под давлением через атриовентрикулярные отверстия попадает в желудочки.
- 0.3 с – время систолы желудочков, они сокращаются и способствуют перемещению крови в сосуды.
- 0.4 с — диастола.
Как работают отделы?
Правое предсердие исполняет несколько функций. Это своеобразный резервуар, куда впадает венозная кровь со всего организма. Также здесь расположен главный водитель ритма.
Правый желудочек сокращается и выталкивает кровь в легочные артерии. Бедная на кислород кровь попадает в легкие, где происходит оксигенация, эритроциты насыщаются кислородом, что необходим для жизнедеятельности клеток.
Легочные вены соединяются с левым отделом сердца, а именно с предсердием.
Стенка левого желудочка толще всех за счет мышечного слоя. Во время его сокращения кровь поступает в аорту.
Роль проводящей системы
В сердце возникают импульсы, благодаря которым возможна его постоянная работа в заданном ритме. Существует своя иерархия проводящей системы.
Сердце - это главный орган человека. Именно этот насос нагнетает в сосуды кровь. Пока сердце бьётся - человек живёт. Но стоит ему перестать выполнять свою важную работу - жизнь тоже остановится.
Принцип насоса
Современные исследования показали, что каждое из поперечно-полосатых мышечных волокон - это некое “периферическое сердце”. И их сокращения стимулируют продвижение крови. Именно по этой причине физическая активность делает намного проще, а вот из-за гиподинамии оно должно, наоборот, работать в усиленном режиме. К слову, это один из самых распространенных факторов нарушения его главных функций. Как известно, кровь поступает в капилляры (где очень из аорты (там, наоборот, высокое). Как получается сохранить баланс? Сердце - это целая система, и, можно сказать, она совершенна. Природой всё продумано, и этот самый баланс сохраняется за счёт того, что кровь, поступая в капилляры из аорты, проходит через сосуды, а в них давление как раз-таки и уменьшается. Далее она поступает в венулы, а через них уже в вены.
Сердечный цикл
Сердце - это орган, который выполняет огромную работу. Она представляет собой совокупность различных биохимических, механических и даже электрических процессов. Всё это происходит в течение одного лишь цикла расслабления и сокращения, а ведь их за сутки выполняется бесчисленное количество. Ученые просчитали, что за 24 часа сердце человека 16 часов отдыхает, а 8 - сокращается. Следует отметить вниманием ещё одну интересную статистику. Мало кто знает, что с возрастом количество сокращений, которые осуществляются сердцем, уменьшается. То есть частота уменьшается. Сердце человека, возраст которого превышает 60 лет, сокращается 80 раз в минуту. А вот 125 ударов/мин - это показатель годовалого ребёнка. За всю жизнь наш главный мотор сокращается около 3 100 000 000 - стоит только вдуматься, насколько это большая цифра! И, наконец, ещё один удивительный факт. Сердце - это орган, через который проходит за всю нашу жизнь около 250 миллионов литров крови! Оно проводит действительно колоссальную работу. Так что нужно следить за своим здоровьем, а тем более - за сердцем, регулярно снабжая его витаминами и полезными веществами.
Сердечная нервная система
Человеческий организм - это один сплошной нерв. А в сердце их и вовсе бесчисленное количество. Несмотря на тот факт, что в этот орган иннервация поступает от симпатического ствола, а также от блуждающего нерва, это всё оказывает только регулирующее воздействие. Возбуждение возникает по направлению сверху вниз от узла, находящегося в межпредсердной перегородке. Затем этот сигнал передаётся в так называемый атриовентрикулярный узел (он является границей желудочков и предсердий). И конечный “пункт” - это желудочки. Сигнал распространяется на всю его мускулатуру.
Как выглядит сердце?
Настоящее сердце, фото которого не имеет ничего общего с тем изображением, что возникает в представлении каждого человека при его упоминании, выглядит как конусообразный орган с примыкающими артериями и венозными стволами. Если объяснять на словах, то оно напоминает немного приплющенное яйцо со слегка заострённым книзу краем и системой крупных сосудов сверху. Если говорить о формах и размерах, то тут следует отметить, что они отличаются у каждого человека. Это зависит от телосложения, пола, возраста и здоровья. Располагается сердце почти посередине грудной клетки, но ближе к левой стороне. Здесь всё зависит от индивидуальных особенностей человеческого организма: у некоторых это выражено ярче, у других - не очень. Известны и случаи патологии, когда сердце находится с правой стороны. Однако это зеркальное и люди с такими особенностями встречаются довольно редко.
Строение органа
Итак, что такое сердце, ясно, и как оно выглядит - тоже. Но это ещё далеко не вся информация, которую следует знать об этом органе. Нужно также быть осведомленным касательно того, из чего оно состоит. Итак, сердце - это полый орган, однако в нём имеются целых четыре полости, выполняющие насосные функции. Два предсердия и два желудочка - вот основные его составляющие. Вторые из перечисленных - самые массивные. Сердцебиения создаются именно их мышечной массой, а если быть точнее, то при помощи К слову, с предсердиями они соединены специальными отверстиями, снабженными клапанами. Какова же роль второй составляющей? Предсердия отличаются менее развитой мышечной стенкой, но они тоже сокращаются. Например, в правое поступает венозная кровь, а в левое - артериальная. Если разбираться в вопросе, касающемся того, что такое сердце, то с уверенностью можно сказать только одно: все сосуды, вены, артерии и клапаны связаны друг с другом, и вместе они образуют уникальный орган, благодаря которому человек может существовать.
Сердечные заболевания
К большому сожалению, сердце - это не Этот орган непрерывно трудится с момента появления человека на свет и до его последнего вздоха на Земле. Ранее говорилось о том, какой объем работ он выполняет. Некоторые люди не придают этому значения и перегружают своё сердце. Другие и вовсе забывают о его существования и перестают следить за своим здоровьем. Неудивительно, что сердечные заболевания считаются самыми распространенными на сегодняшний день. Им подвержено огромное количество людей. И причем симптомами являются самые безобидные, на первый взгляд, признаки. Потливость, например. Или отёки. Если человек страдает сердечной недостаточностью, то в организме задерживается жидкость. Из-за этого и возникают отёки. Резкое увеличение веса или, наоборот, его уменьшение также может свидетельствовать о проблемах с сердцем. Одышка - ещё один симптом. Конечно, она наблюдается и при или астма), однако и сердечная недостаточность ею характеризуется. Боли в груди, распространяющиеся на живот, шею, челюсть, руки или другие части тела - это тоже повод побеспокоиться. Не следует бояться идти к врачу. С сердцем шутки плохи, потому затягивать с диагностикой и лечением крайне нежелательно. Иначе потом может быть слишком поздно.
Все знают, с какой стороны сердце у человека. В норме его большая часть (две трети) расположена слева, немного захватывая пространство справа. Местоположение может зависеть от телосложения, возраста и анатомических особенностей организма.
Большая часть сердца располагается с левой стороны
Форма, размеры и границы сердца
Сердце – это главный орган кровоснабжения, который имеет вид мускульного мешка. Его форма определяется состоянием краеобразующих дуг.
В зависимости от особенностей и размера основных частей органа, силуэт может быть:
- обычным;
- аортальным;
- митральным;
- треугольным;
- шаровидным.
Особенности аортальной формы сердца
Чаще всего мускульный мешок человека похож на приплюснутый конус.Расположение органа в грудной клетке ассиметричное, оно находится с левой стороны и косо сдвинуто вниз. Небольшая часть выпячена вправо. Боковые стороны и верх прикрыты участками лёгких, низ – диафрагмой. Спереди сердце защищено грудной клеткой, сзади – комплексом органов между пространством левой и правой плевры (средостение). Левый край органа округлый (за счёт утолщённой стенки левого желудочка), а правый – заострённый.
Размеры мускульного мешка у каждого человека индивидуальны.
Исходя из статистических данных, выведены средние значения:
- длинник (разница от самой дальней точки контура до верхушки правого угла) – 12–13 см;
- поперечник (сумма размеров правого и левого) – от 9–9,5 до 10,5 см;
- переднезадний размер (ширина сосудистого пучка) – 6–7 см.
На величину сердца влияет пол, возраст и физиологические особенности (развитость мускулатуру). У мужчин сердце больше (в среднем 300 г), чем у женщин (около 250 г).
Как выглядит сердце в норме показано на фото.
Здоровое человеческое сердце
Границы сердца
Чтобы определить правую, левую, нижнюю и верхнюю границы, используется метод перкуссии (простукивание пальцами области рёбер от края грудины к центру). При такой манипуляции в зоне мускульного мешка образуется тупой звук (простукивание лёгких провоцирует ясный звук), что даёт возможность зафиксировать края местонахождения жизненно важного органа.
Таблица « Границы сердца»
В 5 межреберье находится сама верхушка мышечного мешка. Она смещена больше внутрь на 1,5–2 см среднеключичной линии (левой).
Расположение сердца: слева или справа
Живой мотор находится в верхней части человеческого тела. В норме он расположен в полости грудной клетки слева.
Нюансы его размещения зависят от анатомии (сложения тела), возраста и пола, и отличаются по трём основным положениям:
- Горизонтальное или поперечное размещение – почти лежачее положение тени сердца. В этом случае поперечник немного больше средних значений, а длинник – меньше. Угол наклона сердечной оси – 36–47 градусов. «Талия» имеет ярко выраженное очертание. Форма сердца шарообразная.
- Вертикальное – практически стоячее расположение сердца в груди. Длинник больше обычного, а поперечник – меньше. Ось сердечный силуэт наклонена на 48–58 градусов. «Талия» – сглажена.
- Косое – наиболее распространённое положение человеческого «мотора». Форма сердечного силуэта в этом случае близка к треугольнику. Очертание тени прослеживается слабо. Ось мускульного мешка наклонена на 44–48 градусов.
Наиболее распространенное расположение сердца человека
Положение, а также форму человеческого мотора можно определить и по физиологическому строению тела. У людей, имеющих широкую и короткую грудную клетку, сердце поднимается высокой диафрагмой и почти ложиться на неё, что обуславливает его горизонтальное положение.
А вот у обладателей зауженной и удлинённой грудной клетки диафрагма имеет низкое стояние, и способствует вытягиванию мускульного мешка, перемещая его в вертикальное положение. Чаще всего встречаются люди, имеющие признаки и первого и второго типа – это косое размещение.
Независимо от положения сердца здоровым людям лучше и полезнее спать на левом боку. Это снимет напряжение в органе и улучшит циркуляцию крови. А вот пациентам с серьёзными нарушениями сердечной деятельности и перенёсшим инфаркт миокарда рекомендуется отдыхать на правом боку.
Бывает ли сердце с правой стороны?
В редких случаях бывает правосторонне расположение сердца . Неправильное формирование органа может произойти ещё во внутриутробном периоде, и вопреки обычному расположению слева, оказаться справа. Такая аномалия называется декстрокардией или транспозицией, то есть наблюдается зеркальная проекция сердечного силуэта.
Таблица «Виды декстрокардии»
Люди, у которых сердце с правой стороны ведут обычный образ жизни, качество и продолжительность которой не зависит от аномального расположения жизненно важного органа. Главное, чтобы не было патологий (неправильное развитие клапанов, перегородок, сосудов), которые иногда присутствуют при декстрокардии.
У четверти пациентов с зеркальной аномалией встречается сидром Картагенера-Зиверта. Заболевание сопровождается не только отклонениями в сердечном строении, но и патологиями верхних дыхательных путей. Подобная болезнь у мужчин делает их бесплодными (жгутики у сперматозоидов отсутствуют).
Нормальное местоположение сердца – в грудной клетке слева. Орган может размещаться там горизонтально, вертикально или косо, в зависимости от особенностей строения тела человека. Незначительные отклонения не являются патологией. Явной аномалией считается зеркальное размещение сердечного силуэта в верхней части тела – декстрокардия. Такая особенность не влияет на качество и продолжительность жизни, если не сопровождается сопутствующими заболеваниями (врождёнными пороками) сердца.
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.):
Расположение и строение сердца
Сердце человека находится в грудной полости, позади грудины в переднем средостении, между легкими и почти полностью прикрыто ими. Оно свободно подвешено на сосудах и может несколько смещаться. Располагается сердце асимметрично и занимает косое положение: его ось направлена справа, сверху, вперед, вниз, влево. Своим основанием сердце обращено к позвоночнику, а верхушка упирается в пятое левое межреберье; две трети его находится в левой части грудной клетки, а одна треть – в правой.
Сердце представляет собой полый мышечный орган массой 200 – 300 г. Его стенка состоит из 3-х слоев: внутреннего – эндокарда, образованного клетками эпителия, среднего мышечного – миокарда и наружного эпикарда, состоящего из соединительной ткани. Снаружи сердце покрыто соединотельнотканной оболочкой – околосердечной сумкой или перикардом. Наружный слой околосердечной сумки плотный и не способен к растяжению, препятствуя тем самым переполнению сердца кровью. Между двумя листками перикарда находится замкнутая полость, в которой имеется небольшое количество жидкости, предохраняющей сердце от трения при сокращениях.
Рис. 12. Строение сердца
Сердце человека состоит из двух предсердий и двух желудочков (рис. 12). Левая и правая части сердца разделены сплошной перегородкой. Предсердия и желудочки каждой половины сердца соединяются между собой отверстием, которое закрывается клапаном. В левой половине клапан состоит из двух створок (митральный), в правой – из трех (трикуспидальный). Клапаны открываются только в сторону желудочков. Этому способствуют сухожильные нити, которые одним концом прикрепляются к створкам клапанов, а другим к сосочковым мышцам, расположенным на стенках желудочков. Эти мышцы являются выростами стенки желудочков и сокращаются вместе с ними, натягивая сухожильные нити и не допуская обратного тока крови в предсердия. Сухожильные нити не позволяют выворачиваться клапанам в сторону предсердий во время сокращения желудочков.
У места выхода аорты из левого желудочка и легочной артерии из правого желудочка располагаются полулунные клапаны по три створки в каждом, имеющие вид кармашков. Они пропускают кровь из желудочков в аорту и легочную артерию. Обратное движение крови из сосудов в желудочки невозможно, т. к. кармашки полулунных клапанов заполняются кровью, распрямляются и смыкаются.
Сердечный цикл
Сердце сокращается ритмично, сокращения отделов сердца чередуется с их расслаблением. Сокращения называются систолой, а расслабления – диастолой . Период, охватывающий одно сокращение и расслабление сердца, называют сердечным циклом. Сердце человека сокращается примерно 75 раз в минуту. Каждый цикл длится 0,8 с и состоит из трёх фаз: систолы предсердий, систолы желудочков, общей паузы.
При сокращении левого и правого предсердий кровь поступает в желудочки, которые в это время расслаблены. Створчатые клапаны открыты в сторону желудочков. Систола предсердий длится 0,1 секунды, после чего наступает расслабление предсердий – диастола. В это время предсердия расслабляются и вновь заполняются кровью.
При систоле желудочков створчатые клапаны закрываются. При сокращении обоих желудочков в их полостях нарастает давление крови. Когда давление в желудочках станет выше, чем давление крови в аорте и легочной артерии, полулунные клапаны открываются, и кровь из желудочков с силой выбрасывается в артерии. Давление в левом желудочке во время систолы составляет 130 – 150 мм ртутного столба. Систола желудочков длится 0,3 секунды, затем наступает общая пауза, во время которой предсердия и желудочки расслаблены. Давление крови в аорте и легочной артерии теперь выше, чем в желудочках, поэтому полулунные клапаны заполняются кровью со стороны сосудов, закрываются и препятствуют возвращению крови в сердце. Продолжительность общей паузы 0,4 секунды. После общей паузы начинается новый сердечный цикл. Таким образом, в течение всего цикла предсердия работают 0,1 секунды и отдыхают 0,7 секунды, желудочки работают 0,3 секунды и отдыхают 0,5 секунды. Этим объясняется способность сердечной мышцы работать, не утомляясь, в течение всей жизни.
Высокая работоспособность сердечной мышцы обусловлена усиленным кровоснабжением сердца. Сердце имеет чрезвычайно богатую сосудистую сеть. Сосуды сердца еще называют коронарными сосудами (от латинского слова «cor» - сердце) или венечными сосудами. Общая поверхность капилляров сердца достигает 20 м 2 . Примерно 10 % крови, выбрасываемой левым желудочком в аорту, поступает в отходящие от нее артерии, которые питают сердце. В отличие от других артерий организма, в коронарные артерии кровь поступает не во время сокращения сердца, а во время его расслабления. При сокращении сердечной мышцы сосуды сердца сжимаются, поэтому условия для тока крови по ним неблагоприятные. При расслаблении же сердечной мышцы сопротивление сосудов падает, что облегчает продвижение крови по ним.
Силой, которая проталкивает кровь в артерии сердца, является сила обратного тока крови. После того, как сердце осуществило сокращение и, соответственно, толчок крови в артерии, сердечная мышца расслабляется, и кровь стремится вернуться обратно в сердце. Сила обратного тока крови закрывает клапаны артерий, а закрытие клапанов является силой, проталкивающей кровь в коронарные сосуды.
Во время мышечной работы время расслабления сердечной мышцы уменьшается, что затрудняет кровоснабжение сердца. Поэтому большие нагрузки для нетренированного человека могут быть весьма опасны. Сердце тренированного человека имеет более богатую сосудистую сеть и дольше находится в состоянии расслабления даже при мышечной работе. Поэтому тренированный человек легче переносит одни и те же нагрузки по сравнению с нетренированным.
Сердце, осуществляя сократительную деятельность, во время систолы выбрасывает в сосуды определенное количество крови. Количество крови, которое выбрасывает сердце за одно сокращение, называют систолическим, или ударным объемом сердца (в среднем он составляет 60 – 80 мл). Количество крови, выбрасываемое сердцем в сосуды за минуту, называют минутным объемом сердца. Минутный объем сердца у человека в состоянии относительного покоя равен 4,5 – 5 л. Он одинаков для правого и левого желудочков. Минутный объем можно легко рассчитать, умножив систолический объем на число сердечных сокращений. За 70 лет жизни сердце человека перекачивает около 150 тысяч тонн крови.
Работа сердца регулируется нервной системой и гуморальным путем. К сердцу подходят волокна вегетативной нервной системы. Симпатические нервы при раздражении усиливают и учащают сердечные сокращения. При этом повышается возбудимость сердечной мышцы и проведение возбуждения по проводящей системе сердца. Центры симпатических нервов, регулирующие работу сердца, находятся в верхних грудных сегментах спинного мозга. Парасимпатические ветви блуждающего нерва ослабляют деятельность сердца. Ядра блуждающего нерва расположены в продолговатом мозге.
Работа сердца усиливается и гуморальным путём. Усиливает работу сердца гормон надпочечников адреналин. Повышение содержания кальция в крови увеличивает частоту и силу сокращений, а калий вызывает противоположное действие.
Свойства сердечной мышцы. Автоматия
Сердечная мышца обладает возбудимостью, способностью генерировать, проводить возбуждение, сокращаться и др. Одно из важнейших свойств сердечной мышцы – автоматия. Автоматией называют способность клетки, ткани, органа возбуждаться без участия внешнего стимула, под влиянием импульсов, возникающих в них самих.
Рис. 13. Проводящая система сердца (схема): 1 – синоатриальный узел; 2 – атриовентрикулярный узел; 3 – пучок Гиса; 4 и 5 – правая и левая ножки пучка Гиса; 6 – волокна Пуркинье.
Показателем автоматии сердечной мышцы может быть тот факт, что изолированное сердце лягушки, удаленное из организма и помещенное в физиологический раствор, может в течение длительного времени ритмически сокращаться.
Автоматия связана с особенностями сердечной мышцы, в которой имеются мышечные волокна 2-х типов. Типичные для сердца волокна обеспечивают сокращение отделов сердца, их основная функция – сократимость. С нетипичными волокнами связано возникновение возбуждения в сердце и проведение его от предсердий к желудочкам. В нетипичных волокнах слабее выражена поперечная исчерченность, но они обладают способностью легко возбуждаться. За способность проводить возникающие возбуждения по сердцу волокна нетипичной мускулатуры получили название проводящей системы сердца. Автоматия сердца обусловлена периодическим возникновением возбуждения в нетипичных клетках, скопление которых расположено в стенке правого предсердия. Возбуждение, передается ко всем мышечным клеткам сердца и вызывает их сокращение.
Наличие проводящей системы обеспечивает ряд важных физиологических свойств сердца:
1) ритмическую генерацию импульсов;
2) необходимую последовательность сокращений предсердий и желудочков;
3) синхронное вовлечение в процесс сокращения клеток миокарда желудочков (что увеличивает эффективность систолы).
Проводящая система сердца человека представлена тремя основными узлами (рис. 13).
1. Синоатриальный узел, расположенный у места впадения верхней полой вены в правое предсердие (узел Кис-Фляка). Он генерирует возбуждение с частотой 70–90 раз в минуту. Именно этот узел является реальным водителем ритма в норме. От него отходят волокна, осуществляющие функциональную связь синоатриального узла со вторым узлом проводящей системы (пучок Кис-Фляка).
2. Атриовентрикулярный узел (Ашоффа-Тавара) расположен на границе правого и левого предсердий между правым предсердием и правым желудочком. Этот узел состоит из трех частей: верхней, средней и нижней.
Атриовентрикулярный узел может возбуждать сердце с частотой 40–60 раз в минуту. Однако в норме он не генерирует спонтанные нервные импульсы, а «подчиняется» синоатриальному узлу и играет роль передаточной станции, а также обусловливает атриовентрикулярную задержку.
3. Пучок Гиса в толще сердечной перегородки отходит от атриовентрикулярного узла и делится на две ножки, одна из которых направляется к правому, а другая – к левому желудочку. Ножки пучка Гиса ветвятся и в виде волокон Пуркинье пронизывают весь миокард. Пучок Гиса является водителем ритма 3-го порядка, спонтанный ритм его волокон 30 – 40 раз в минуту. Поэтому в норме его волокна являются лишь ведомыми, осуществляют проведение возбуждения в миокарде.
В нормальных условиях жизнедеятельности организма проявляется автоматия только синоатриального узла. Ему подчинены все другие отделы проводящей системы сердца, их автоматия подавляется водителем ритма.
Внешние проявления деятельности сердца
О сократительной деятельности сердца, его функциональном состоянии судят по ряду внешних проявлений, которые регистрируют с поверхности тела. При этом можно прослушать и записать сердечный толчок, тоны сердца, его биоэлектрические изменения.
Сердечный толчок. Во время систолы сердце напрягается, его верхушка поднимается вверх и надавливает на грудную клетку. При этом в области пятого левого межреберья возникает сердечный толчок. Его легко можно ощутить, приложив руку к пятому межреберью.
Тоны сердца. Сократительную деятельность сердца сопровождают звуковые колебания, среди которых различают два основных звука, получивших название тонов сердца. Первый тон – систолический – возникает во время систолы желудочков и связан с сокращением их мышцы, колебаниями створок атриовентрикулярных клапанов и прикрепленных к ним сухожильных нитей. Его продолжительность у взрослых 0,1 – 0,17 сек. По своей физической характеристике первый тон глухой, протяжный и низкий. Второй тон – диастолический – возникает в начале диастолы и характеризует колебания полулунных клапанов, возникающие в момент их захлопывания. Длительность второго тона у взрослых 0,06 – 0,08 сек. Второй тон высокий, короткий, звонкий.
Тоны сердца можно записывать в виде кривых, если использовать микрофон, соединенный с усилителем и осциллографом. Эту методику регистрации тонов сердца называют фонокардиограммой.
Электрокардиограмма (ЭКГ). Электрические изменения, сопровождающие деятельность сердца, могут быть зарегистрированы с поверхности тела. Это возможно вследствие того, что при возникновении разности потенциалов между возбужденным и невозбужденным участками сердца электрические силовые линии распространяются по поверхности тела. В сердечной мышце при распространении потенциала действия, возникшего в синоатриальном узле, по всему сердцу в каждый данный момент его деятельности возникает большое количество чередующихся положительно и отрицательно заряженных участков. Записанный с поверхности тела потенциал действия сердца представляет собой алгебраическую сумму всех положительных и отрицательных зарядов сердца. Таким образом, приложив к определенным участкам тела электроды, мы регистрируем суммарный потенциал действия сердца, который представляет собой сложную кривую, получившую название электрокардиограммы.
Метод регистрации потенциалов действия сердца получил название электрокардиографии. Существует несколько позиций для отведения электрокардиограммы. Чаще всего используют три стандартных, три усиленных отведения от конечностей и 6 грудных отведений. При стандартных отведениях электроды накладываются на правую и левую руку и левую ногу. При I отведении ЭКГ записывается от левой и правой руки, при II отведении – от правой руки и левой ноги, при III – от левой руки и левой ноги.
Движение крови по сосудам
Сердце сокращается ритмично, поэтому кровь поступает в кровеносные сосуды порциями, но по сосудам кровь движется непрерывно. Объясняется это эластичностью стенок артерий и сопротивлением току крови, возникающем в мелких кровеносных сосудах. Благодаря этому сопротивлению кровь задерживается в крупных сосудах и вызывает растяжение их стенок. Стенки артерий растягиваются в момент сокращения желудочков, а затем в силу эластической упругости стенки артерий спадаются и продвигают кровь, обеспечивая ее непрерывное движение по кровеносным сосудам.
Периодическое толчкообразное расширение стенок артерий, вызываемое работой сердца, называют пульсом. Пульс определяют в местах, где артерии лежат на кости, например, на виске, на позвоночнике, на лучевой кости и т.д. У взрослого здорового человека в состоянии покоя частота пульса равна 60 – 70 ударов в минуту.
Давление, под которым кровь находится в кровеносном сосуде, называется кровяным давлением . Его величина определяется работой сердца, количеством крови, поступающей в сосуды, сопротивлением стенок сосудов, вязкостью крови. Кровяное давление в кровеносной системе не постоянно. Во время систолы желудочков кровь с силой выбрасывается в аорту. Давление крови в этот момент наибольшее. Его называют систолическим или максимальным. В фазе диастолы сердца артериальное давление в сосудах понижается и становится минимальным или диастолическим. Максимальное (систолическое) давление в плечевой артерии у взрослого здорового человека в среднем равно 100 – 130 мм рт. ст. Минимальное (диастолическое) давление в плечевой артерии составляет 60 – 90 мм рт. ст.
Разность между максимальным и минимальным давлением называют пульсовой разностью, или пульсовым давлением. Пульсовое давление колеблется от 35 до 50 мм рт. ст. Оно пропорционально количеству крови, выбрасываемому сердцем за одну систолу и в какой-то мере отражает величину систолического объема сердца.
Согласно законам гидродинамики, скорость, с которой движется жидкость по трубе, зависит от двух основных факторов: от разности давления жидкости в начале и конце трубы; от сопротивления, которое встречает жидкость на пути своего движения. Разность давлений способствует движению жидкости, и чем она больше, тем интенсивнее это движение. Этим закономерностям подчиняется и движение крови по сосудам.
Разность кровяного давления, определяющая скорость движения крови по сосудам, у человека велика. Самое высокое кровяное давление в аорте – 150 мм ртутного столба. По мере продвижения крови по сосудам давление уменьшается. В крупных артериях и венах сопротивление току крови небольшое, поэтому давление уменьшается постепенно. Наиболее сильно давление падает в артериолах и капиллярах, где сопротивление току крови наибольшее. Кровяное давление в мелких артериях и артериолах составляет 60 – 70 мм ртутного столба, в капиллярах 30 – 40, в мелких венах 10 – 20 мм ртутного столба. В верхней и нижней полых венах, в местах их впадения в сердце, давление крови становится отрицательным, т. е. ниже атмосферного на 2 – 5 мм ртутного столба.
Сопротивление в сосудистой системе, уменьшающее скорость движения крови, зависит от ряда факторов: от длины сосуда и его радиуса (чем больше длина и меньше радиус, тем больше сопротивление), от вязкости крови (она в 5 раз больше вязкости воды) и от трения частиц крови о стенки сосудов и между собой.
С наибольшей скоростью кровь течет в аорте – 0,5 м/с. Каждая артерия уже аорты, но суммарный просвет всех артерий больше просвета аорты, поэтому скорость кровотока в них меньше. Суммарный просвет всех капилляров в 800 – 1000 раз больше просвета аорты, поэтому кровь там течет медленно, со скоростью 0,5 мм/с, что способствует обмену газов, переходу питательных веществ из крови в ткани и продуктов обмена из тканей в кровь.
Общий просвет вен меньше просвета капилляров, поэтому скорость движения крови в венах возрастает, в крупных венах до 0,25 м/с. Давление крови в венах невысокое, и поэтому движение крови в значительной степени происходит за счет сдавления окружающими мышцами. На движение крови по венам оказывает влияние присасывающее действие грудной клетки. При вдохе увеличивается объем грудной клетки, что приводит к растяжению легких. Растягиваются и полые вены, давление в венах становится ниже атмосферного. Возникает разница давлений в мелких и крупных венах, что способствует продвижение крови к сердцу.
Время кругооборота крови – время, в течение которого частичка крови проходит большой и малый круги кровообращения. В норме это время 20-25 секунд, оно уменьшается при физических нагрузках и увеличивается при нарушениях кровообращения до 1 минуты. Время кругооборота по малому кругу составляет 7-11 секунд.