Строение и структура сердца человека

В популярных медицинских сравнениях сердце часто называют насосной станцией, с завидным постоянством перекачивающей поступающую жидкость, а именно кровь, в легкие и к периферии тела. Как ни удачно это сравнение, оно все же полностью не отражает общей функции сердца. Это не только механический насос, но и крайне чувствительная, подверженная влиянию многих факторов регулирующая система, которая благодаря своему анатомическому строению и тесной связи с вегетативной нервной системой весьма хорошо может приспосабливаться к сильно изменяющимся требованиям.





Например, перекачиваемое в минуту количество крови (как правило, около 4,5-5 литров) при физической нагрузке может быть увеличено втрое за счет учащения сер-дечных сокращений, причем сердце не будет испытывать перегрузки.
Сердце — мышечный орган, состоящий из переплетенных между собой мышечных волокон. При рассмотрении строения сердечной мышцы под микроскопом выявляются некоторые особенности, отличающие его как от строения мускулатуры конечностей (рук, ног и пр.), так и мускулатуры внутренних органов (например, стенки кишечника). Эта особенность — результат специфической функциональной нагрузки. В процессе обмена веществ и энергообразования сердечная мышца также обнаруживает ряд особенностей (так например, у сердца нет «утомления мышц» сопровождаемого болью, которое, как известно, может возникать при переутомлении других мышц под влиянием продуктов обмена веществ).

Несмотря на дополнительные возможности сердечной мышцы по энерго-образованию, она испытывает большую потребность в кислороде. Около 7% перекачиваемого объема крови ей необходимо для покрытия собственных потребностей, так сказать в качестве «издержек производства». Сердечная мышца очень чутко реагирует на недостаток кислорода. Подлинные боли в сердце в большинстве своем — результат недостаточного снабжения сердечной мышцы кислородом.

У художников, влюбленных людей, а также у столяров (если вспомнить известные двери с вырезанными сердечками) есть собственное представление о форме сердца. В действительности же сердце не «сердцеобразно», а скорее напоминает сжатый кулак. Кстати, и по величине его можно сравнить с мужским кулаком. Собственный вес сердца, как правило, соответствует 0,5% веса тела, т.е. у человека весом 70 кг вес сердца составляет около 350 граммов. Однако этот вес может быть и большим. При высоких нагрузках на сердце мышечная масса его увеличивается, сердце становится мощнее, может перекачивать больше крови.
У спортсменов — это желаемый результат регулярных тренировок. Сердце у натренированных спортсменов в целом имеет большие размеры и большую мышечную силу, чем у нетренированных людей. Однако было бы абсолютно неправильно связывать величину сердца с его работоспособностью. Напротив, полностью изношенное (недостаточность) сердце может быть намного больше размеров сердца бегуна на марафонские дистанции, однако, в данном случае речь идет не об увеличении мышечной массы, а об утомлении волокон сердечной мышцы. Другими словами, мышца такого сердца работает с утомленными, растянутыми волокнами.

Увеличение мышечной массы в результате интенсивных тренировок приводит к тому, что сердце начинает работать экономичнее. За один удар сердце спортсмена перекачивает больше крови в периферийные области организма, чем сердце человека, не занимающегося регулярно спортом. Сердце спортсмена бьется не быстрее, частота пульса возрастает не в той мере, в какой это соответствовало бы физической нагрузке у обычного чело¬века, внутренние резервы изыскиваются за счет увеличения систолического объема крови. И это также пример приспособляемости организма человека. Эффект от тренировок мускулатуры сердца наступает лишь тогда, когда в течение длительного времени достигается действительно ощутимая и регулярная нагрузка. Незначительное увеличение частоты пульса в результате трех с половиной приседаний желаемого эффекта тренировки ни в коем случае не даст. В целом считается, что (у здорового человека!) нижней границей частоты пульса во время тренировок должно быть 150 ударов в минуту. Однако есть предел увеличения мышечной массы сердца. По достижении мышечной стенкой сердца определенной толщины ощущается недостаток кровоснабжения сильно нуждающихся в кислороде волокон сердечной мышцы. Так называемый критический вес сердца равен 500 граммов. Сердце увеличивается в размере и весе не только в результате регулярных тренировок. При увеличении нагрузки на сердце из-за болезни, например, при сужении главной артерии тела, сердце вынуждено выполнять дополнительную (в данном случае нежелательную) работу. В определенной мере оно приспосабливается к такой нагрузке, но эта приспособляемость имеет свои границы. Их нарушение грозит отказом мускулатуры сердца выполнять данную нагрузку в результате недостатка кислорода.

Стенка сердца состоит из трех различных слоев. Внешний — идентичен оболочке сердца. Он состоит из двух тонких пленок, между которыми имеется небольшое количество жидкости, выполняющей роль маслянистой смазки,
облегчающей движение сердца.

Эта сердечная сорочка (или перикард) может изменяться в результате воспалительного процесса. В таком случае, как и при многих других воспалительных процессах, в область между двумя листками перикарда поступает большее количество жидкости. В результате возникает перикардит или образуется выпот в полость перикарда. При воспалении, а также в качестве сопутствующего явления при инфаркте миокарда, между обоими листками перикарда могут появляться плотные беловатые отложения (фибрин). В этом случае при помощи стетоскопа при каждом ударе сердца прослушивается характерный скрежещущий звук. В некоторых случаях эти изменения обратимы. Если же в редких случаях происходит обызвествление выпотов, то вокруг сердца образуется настоящий известковый панцирь. Есть даже такой термин — «панцирное сердце», когда оно напоминает камень в грудной клетке (возможно, что подобное явление послужило поводом для сказок и легенд о каменном сердце). Но судить о сердечной доброте человека с подобным сердцем, основываясь лишь на результатах анатомического исследования, было бы необъективно по отношению к больному. Видимо, не следует много говорить о том, что эта болезнь тяжелая, так как причиняется значительный ущерб деятельности сердца. Существует единственная возможность лечения такой болезни, когда хирург постепенно удаляет кусочки известкового панциря.

На перикард приходится также различное количество жировой ткани, которая выполняет роль как бы мягкой обивки и амортизатора, но в определенной мере имеет и чисто физиологические задачи. При значительном увеличении количества жировой ткани она распределяется по всей жировой прослойке тела, что приводит к дополнительной нагрузке не сердце и затруднению обмена веществ. В таком случае говорят об ожирении сердца, хотя сама сердечная мышца, благодаря жировой ткани перикарда, остается свободной от жира.
К перикарду примыкает собственно сердечная мышца — миокард. Ее толщина в левой и правой части различна, что объясняется различной нагрузкой, приходящейся на эти два участка сердца. Правая половина сердца гонит кровь по «кратчайшему» пути к легким, левая же половина сердца, напротив, должна осуществлять снабжение всей периферии тела. От степени натренированности и нагрузок на сердце зависит и толщина его стенки. Толщина стенки правой половины сердца составляет 2-4 мм, левой — 10-12 мм, однако может достигать и 15 мм. Непосредственно после рождения толщина стенки обоих половин сердца человека одинакова. Лишь под воздействием нагрузки, которой для грудного младенца является циркуляция крови, меняется соотношение между толщиной стенки обоих половин — неоспоримое доказательство того, что сердечная мышца поддается тренировкам и может хорошо приспосабливаться к постоянным нагрузкам. Это подтверждается и на примере пороков сердца, когда из-за дефекта перегородки сердца в правую его половину постоянно поступает увеличенное количество крови. В данном случае толщина стенки правой половины сердца может быть больше обычного. Однако, если мышечную массу сердца сравнить, например, с мощной мускулатурой плеча, то сердечная мышца будет выглядеть весьма незначительной. И все же минуту за минутой она перекачивает для всего тела 5 и более литров крови, а для снабжения мозга человека, находящегося в вертикальном положении, подает эту кровь даже на полметра вверх, преодолевая сопротивление силы тяжести. Между волокнами сердечной мышцы имеется множество кровеносных сосудов, и соединительная ткань. Если по ряду причин, например, крохотным сгустком крови будет закупорена мелкая ветвь сосуда, отдельные волокна сердечной мышцы могут отмереть, при этом однако, работоспособность сердца в целом не снизится. У пожилых людей почти всегда обнаруживаются следы подобного микроотмирания тканей, которое может быть также и результатом ревматизма. Лишь при выходе из строя отдельных участков сердечной мышцы оказывается отрицательное воздействие на работоспособность сердца в виде инфаркта миокарда. Короче говоря, не любое минимальное по размерам повреждение сердечной мышцы обязательно представляет собой опасность — у сердца есть свои резервы и возможность адаптации. Мышечные волокна в миокарде расположены весьма сложно. Они ориентированы не только параллельно или перпендикулярно друг другу. Имеется еще и большое количество спиралевидных слоев волокон. Подобная сложность структуры объясняется функцией мышцы: сокращение мускулатуры должно вести к быстрому сокращению полого пространства сердца, что позволяет также быстро и с силой вытолкнуть кровь. Кроме того, мускулатура должна работать в определенном ритме с тем, чтобы процесс перекачки при максимальном эффекте осуществлялся с наименьшими затратами сил и энергии. Расположение мышечных волокон отвечает прежде всего этой задаче.

Бесспорно мышечный слой в функциональном отношении является важнейшей частью сердца. С внутренней стороны к нему примыкает еще одна тонкая пленка — эндокард, представляющая собой как бы обе полости сердца. Из эндокарда в тесном соединении с мышечным слоем состоят клапаны сердца, имеющие особое значение для его перекачивающей функции. Они выполняют роль направляющих потока крови в нужные кровеносные сосуды. Эта работа клапанов должна осуществляться еще с большей точностью, чем у самых мощных автомобильных моторов. Но в отличие от автомобильных работу клапанов сердца нельзя «регулировать».

В сердце человека имеется четыре различных клапана:

Правый клапан сердца расположен между правым предсердием и правым желудочком сердца. Он состоит из трех «парусов» — створок сердечного клапана, остроконечных сходящихся треугольников (поэтому и называется трехстворчатым клапаном сердца). Вершины парусов как канатами скреплены волокнами соединительной ткани.
Левый клапан сердца находится между левым предсердием и левым желудочком сердца. Он состоит лишь из двух подобных створок, напоминающих в закрытом положении митру — головной убор епископа, отсюда и название этого весьма важного, испытывающего сильную нагрузку клапана — митральный.
Клапан легочной артерия (пульмональный; пульмо — легкое) расположен на выходе большой артерии из правого сердца, по которой кровь с малым содержанием кислорода поступает в легкие. Он состоит из трех кармашков, торчащих в кровеносном сосуде наподобие ракушек, либо наподобие перевернутого раскрытого зонтика. Также как зонтик на ветру, эти полулунные клапаны сдерживают поток крови, идущий из легких в правое сердце.
Аортальный клапан также состоит из трех кармашков. Он находится непосредственно на выходе аорты из сердца или на корне аорты.

О функциях и гармонии в работе клапанов сердца будет рассказано дальше. Важно то, что эти сердечные клапаны должны закрываться с величайшей точностью и противостоять высокому кровяному давлению. Дефекты краев клапанов приводят к нарушению их «герметичности» и они как пористая резиновая уплотняющая прокладка вызывают движение потока жидкости в обратном направлении. Как правило, клапаны сердца наилучшим образом справляются со своей задачей. Если все же из-за врожденных дефектов, из-за известковых включений в клапанах (наподобие обызвествления артерий), в результате ревматических воспалительных процессов и под воздействием других факторов нарушается точная, ритмичная работа клапанов, возникает так называемый клапанный порок сердца, имеющий различные последствия для регулярного снабжения организма кро-вью. Как ни малы по своим размерам эти клапаны, они имеют жизненно важное значение.

Наряду с тремя слоями ткани, из которых состоит стенка сердца, необходимо остановиться и на его кровеносных сосудах. Они имеют особое значение, и термин «венечные (коронарные) сосуда сердца» многим более знаком,
чем названия других кровеносных сосудов организма. Важность коронарных сосудов объясняется тем, что они снабжают кровью всю сердечную мускулатуру. Без достаточного кровоснабжения коронарных сосудов сердце не в состоянии работать в полную силу. Их можно сравнить с бензопроводом двигателя, от которого работает и бензонасос. При недостаточном кровотоке в коронарных сосудах возникает «дьявольский замкнутый круг»: сердце работает слабее, тем самым еще более уменьшая кровоснабжение коронарных сосудов, что в свою очередь приводит к дополнительному ослаблению работы сердца — серьезное и опасное для жизни явление.
Коронарные сосуды расположены у начала аорты и получают как бы самую свежую и максимально обогащенную кислородом кровь. Около 10% общего количества крови «потребляет» сама сердечная мышца (вес которой составляет лишь 0,5% от общего веса человека). Два канала сосудов, левая и правая коронарные артерии, питают всю сердечную мускулатуру. От них отходят ветви, снабжающие кровью отдельные участки сердечной мышцы. Если в одну из этих коронарных артерий попадает сгусток крови, либо в результате отложений на стенках коронарных сосудов просвет (внутренний диаметр) становится слишком узким, прекращается снабжение всех участков сердечной мышцы, насыщенной кислородом кровью. В зависимости от местоположения тромба отмирают большие или меньшие участки сердечной мышцы. Происходит инфаркт миокарда. Если не пораженной мускулатуры достаточно, чтобы восстановить кровообращение, эта драматическая болезнь может иметь положительный исход. Однако, разумеется, в критическом состоянии, когда часть активной сердечной мускулатуры полностью выключена, сердце ни в коем случае не должно подвергаться дополнительной нагрузке. Для него необходим максимально щадящий режим, так как оно сохранило лишь часть своей былой работоспособности. После преодоления этой острой фазы болезни необходимо постепенно, весьма осторожно, под постоянным контролем вновь приучать сердце к определенным нагрузкам. Существует единый принцип деятельности для всех органов: что не подвергается нагрузке — отмирает. Если очень длительный период сердце работает в максимально щадящем режиме, это приводит к дополнительному уменьшению кровоснабжения, прекращается разрастание кровеносных сосудов, оставшаяся не пораженной сердечная мускулатура не получает достаточной тренировки для выполнения приходящейся на ее долю дополнительной сердечной деятельности. На основе этих сведений возникли современные методы постинфарктного долечивания — реабилитации.
Сгусток крови в коронарных сосудах не всегда является причиной инфаркта миокарда. Несомненно, причина отмирания ткани или инфаркта миокарда — сумма различных негативных факторов. Следующей отличительной особенностью сердца является наличие проводящей системы, как бы телефонной сети или программной ленты сердца. Проводящая система сердца состоит из двух «центров», узла Ашофа-Тавары, расположенного у основания правого предсердия, и синусового узла, находящегося на входе венозных сосудов в сердце. Узлы регулируют ритмичность работы сердца. В них (как правило, только в синусовом узле) возникают импульсы, передающиеся по проводящей системе на мышцы сердца и вызывающие их сокращение. Если в результате инфаркта или изменений, вызванных болезнью эндокарда, поражается проводящая система и нарушается ее деятельность, то нарушается и ритмичность работы сердца. Оптимальная частота сердечных сокращений 60 — 70/мин. Различные части сердца начинают работать несинхронно, при этом кровь почти не перекачивается. Синусовый узел на входе венозных сосудов является как бы регулятором ритма. Он регулирует частоту сердцебиения, однако и этот, дающий импульс узел, находится под влиянием других нервных трактов.

Известно, что состояние возбуждения, испуг, страх заставляют сердце биться быстрее, физические усилия, недостаток кислорода увеличивают частоту сердечных сокращений. Если из строя выйдет этот первый командный пункт, то управление берет на себя второй узел. Если сердце работает в синусовом ритме, то частота составляет, как правило 60-70 сокращений в минуту. Узел Ашофа-Тавары обеспечивает меньшую частоту сокращений, эта вторая система обеспечивает около 40 ударов в минуту, являясь как бы дублирующей на случай выхода из строя синусового узла. При регулярной же работе синусового узла, узел Ашофа- Тавары «молчит». Но если и этот второй дающий импульсы узел также выйдет из строя, желудочковая мускулатура может перейти на длительную работу в собственном ритме. Зачастую смена ритмов работы сердца сопровождается сердечными приступами, обмороками и т.д.

Правда, есть дублирующие системы, но они в своей деятельности не заменяют полностью синусовый узел. При отказе центра стимуляции раздражения на ритмичность работы сердца можно оказывать воздействие при помощи электростимулятора. Но электростимуляторы выполняют лишь функции синусового узла, вышедшую из строя мускулатуру сердца они не заменяют. Так просто и в то же время удивительно устроено сердце человека — обладая такой работоспособностью, стабильностью, возможностями регулирования деятельности и минимальными размерами, оно является шедевром развития. Несмотря на усилия ученых во всем мире до сих пор не удалось пока создать техническую систему полностью равнозначную по всем параметрам и показателям сердцу человека, хотя в этой области в международном масштабе были достигнуты значительные успехи.

Схожие записи:

Запись опубликована в рубрике Система кровообращения сердца с метками , , . Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>