novoevmire.biz
Здоровье

Строение сердца человека: его функции и принцип работы

Теперь разберемся, благодаря чему выполняется такая сложная многогранная пожизненная работа сердца.

Главным образом эту работу обеспечивает сердечная мышца, которая называется миокард. Из него на 94% состоит мышечная система сердца.

Сокращение и расслабление этой мышцы обеспечивает разветвление нервов. Они идут от мозга отдельными волокнами, затем по структуре расщепляясь на еще более тонкие нити, окутывают каждое мышечное волокно со всех сторон.

Одни нервные волокна способствуют непосредственному сокращению мышц, для выброса порции крови по сосудам, другие волокна наоборот их расслабляют в опорожненном состоянии для приема следующей порции крови. Нервные волокна управляются специализированными отделами головного мозга в автоматическом режиме. Эта удивительная функция автоматизма заключается в способности сердца самостоятельно генерировать электрические импульсы.

Центральная нервная система постоянно следит за потребностями организма и при необходимости ускоряет или замедляет работу сердца. Например, при физической нагрузке организму необходимо больше кислорода и питательных веществ, поэтому импульсы возбуждения генерируются с большей частотой, и сердце бьется чаще. Так во время быстрого бега пульс может достигать 130-150 ударов в минуту. Сердечный ритм, или биение сердца, вы можете почувствовать, положив руку на сердце или измерив пульс.

Кроме этого у сердца имеется собственные регулирующие механизмы. Они называются проводящей системой. Эта система одновременно является и водителями и переключателями регуляции ритма, благодаря которой обеспечивается цикличность сердечной деятельности. Поэтому сердце никогда не перестает биться.

Проводящие системы по структуре также расщепляются на тонкие нити, которые окутывают мышечные волокна со всех сторон. Стук сердца — это удары этих волокон об стены грудной клетки при его сокращении. А механическая работа миокарда обеспечивается его удивительным по природе строением, которое состоит из множества мышечных волокон. На 1 куб см их сотни тысяч! Причем эти слои мышечных волокон располагаются строго послойно в разных направлениях (продольно, поперечно и радиально). С виду это напоминает электрический кабель, у которого внутри множество маленьких проводков — волокон.

Каждое волокно состоит из клеток, которые называются кардиомиоцитами, а те в свою очередь состоят из тончайших миофибрилл, идущих как продольно, так и поперечно, разделяя волокна на соответствующие участки. Эти тончайшие миофибриллы, двигаясь и сокращаясь, растягиваясь между собой, обеспечивают пожизненную работу.

Снаружи сердце покрыто слизистоподобной оболочкой, она гладкая и блестящая. Это позволяет крови легко скользить при сокращении и расслаблении сердца. Кровь намного плотнее, чем вода благодаря своим сложным биологическим компонентам, поэтому для легкого скольжение крови, изнутри сердца покрыто такой же оболочкой что снаружи.

Как вы уже поняли, хоть сердце и является частью тела, но оно самостоятельный орган. Мозг управляет каждой нашей мышцей, кроме сердечной. При каждом сокращении сердца по всему организму распространяется электрический ток. Его можно зарегистрировать с помощью особого прибора. Он вычертит кривую — электрокардиограмму (сокращенно ЭКГ). Изучая ЭКГ, врачи определяют, здоровое или больное сердце у пациента.

Общие характеристики сердца

Сердце представляет собой мышечный орган, который накачивает и нагнетает кровь с помощью сложной структуры клапанов и полостей в систему кровообращения. Сердце у человека находится в грудной клетке, ближе к левой стороне. Состоит оно из миокарда – сильной мышцы, которая в течение всей жизни ритмически сокращается и посылает кровь в ткани и органы через артерии, вены и капилляры. За одну минуту сердце выбрасывает в сосуды примерно 5 литров крови, а за среднюю жизнь человека больше 150 млн. литров крови.

Несмотря на столь огромную работу, которое проделывает сердце, оно представляет собой небольшую мышцу, размером с кулак и средним весом в 200 грамм. Стоит сказать, что жизнь без сердца невозможна. Так, при резком ослаблении или остановки сердца смерть наступает через несколько минут.

Как работает сердце: камеры

Сердце человека состоит из четырех камер, которые заполняются кровью попеременно. Именно благодаря этому и обеспечивают цикличность работы мышцы.

Две нижних камеры называются желудочками, они играют роль нагнетающего насоса. При получении крови из верхних камер они сокращаются и посылают её в артерии. Сокращения желудочков создают всем нам известное сердцебиение. Две верхних камеры называются предсердиями. Это тонкостенные сосуды, которые вмещают в себя кровь, поступающую из вен. Их тонкие стенки позволяют сосудам растягиваться, а значит, и вмещать в себя большее количество крови.

Кроме того, можно выделить левый и правый отделы сердца, каждый из которых состоит из одного желудочка и предсердия. Правый отдел получает кровь из тканей организма, с низким содержанием кислорода, после чего направляет её в легкие. Левый желудочек действует ровно наоборот – получает кровь, богатую кислородом из лёгких, и посылает её в ткани организма.

Стоит отметить, что левый желудочек является самой больший из камер сердца, это ему необходимо для того, чтобы направлять кровь в большой круг кровообращения.

Как работает сердце: кровеносные сосуды

Изначально, кровь поступает в правое предсердие из двух крупных сосудов – верхняя полая вена (она приносит кровь от верхних органов и тканей тела), а также нижняя полая вена (она приносит кровь от нижних органов и тканей тела). После этого, кровь направляет в правый желудочек, а оттуда через легочную артерию в легкие.

Левое предсердие, в свою очередь, принимает кровь из легочных вен, которая затем направляется в левый желудочек. Оттуда кровь через самый большой кровеносный сосуд в организме – аорту, распределяется в брюшную полость, а также в нижние конечности. От аорты отходят также несколько артерий, которые направляют кровь обратно в сердце, а также в верхнюю часть тела, верхние конечности и головной мозг.

Как работают клапаны сердца

В сердце находятся две пары клапанов, которые обеспечивают правильное направление кровотока. Одна пара находится между предсердиями и желудочками, в вторая – между желудочками и артериями, выходящими из них.

Клапаны, которые находятся между отделами сердца, состоят из прочной коллагеновой ткани. Они нужны для того, чтобы не допустить кровоток от желудочка в предсердие.

Клапаны, которые находятся между входящими артериями и желудочками называются полулунными. Они допускают кровоток из желудочков в артерии, и закрываются при обратном токе крови.

Как работает сердце: цикличность работы

Камеры сердца последовательно сокращаются, именно благодаря этому и создается так называемый сердечный цикл. Он состоит из двух фаз – сокращение (систола) и расслабление (диастола).

В начале каждой фазы, первыми сокращаются предсердия – сначала правое, через небольшой промежуток времени левое. Это фаза обеспечивает заполнение кровью расслабленных желудочков. После того, как кровь попадает в желудочки, они начинают сокращаться, тем самым выталкивая находящуюся в них кровь. При этом, предсердия расслабляются и набирают в себя кровь из входящих вен. Каждый сердечный цикл длиться не более 7 секунд. В общем, сердечный цикл и есть ключевой момент в вопросе, как работает сердце человека.

Стоит отметить, что для полноценного цикла необходимы электрические импульсы для стимуляции сокращений. Поэтому в самом сердце находится довольно много электрических окончаний для того, чтобы сердечная мышца могла сама себя иннервировать.

Теперь вы знаете, как работает сердце. Видео, которое легко найти в сети интернет, наглядно продемонстрирует вам работу самой сильной мышцы в организме человека, если вы заинтересовались этим интересным вопросом.

Анатомия

Располагается сердце за грудиной, немного смещено влево — примерно 2/3 находится в левой стороне грудной клетки. Устье трахеи, где она разветвляется на два бронха, находится выше. За ним находится пищевод и нисходящая часть аорты.

Сердце человекаАнатомия сердца человека не изменяется с возрастом, строение его у взрослых и детей не отличаются (смотри фото). Но несколько изменяется расположение, и у новорожденных сердце полностью находится в левой стороне грудной клетки.

Масса сердца человека составляет в среднем 330 граммов у мужчин, 250 г у женщин, по форме этот орган напоминает конус обтекаемой формы с широким основанием размером с кулак. Передняя его часть лежит за грудиной. А нижняя часть граничит с диафрагмой – мышечной перегородкой, отделяющей грудную полость от брюшной.

Форма и размеры сердца определяются возрастом, полом, имеющимися заболеваниями миокарда. В среднем длина его у взрослого достигает 13 см, а ширина основания составляет 9-10 см.

Размеры сердца зависят от возраста. Детское сердце меньше, чем у взрослого, но его относительная масса выше, а его вес у новорожденного примерно 22 г.

Анатомия человеческого сердцаСердце – движущая сила кровообращения человека, как можно видеть из схемы, полый орган (смотри рисунок), разделенный продольно мышечной перегородкой пополам, а половинки делятся на предсердия/желудочки.

Предсердия размерами меньше, отделяются от желудочков клапанами:

  • с левой стороны – двустворчатым (митральным);
  • с правой – трехстворчатым (трикуспидальным).

Из левого желудочка кровь попадает в аорту, затем проходит по большому кругу кровообращения (БКК). Из правого – в легочный ствол, далее проходит по малому кругу (МКК).

Сердечные оболочки

Сердце человека заключено в перикард, который состоит из 2 слоев:

  • наружного фиброзного, препятствующего перерастяжению;
  • внутреннего, который состоит из двух листков:
    • висцерального (эпикард), который сращивается с сердечной тканью;
    • париентального, сращенного с фиброзной тканью перикарда.

Между висцеральным и париентальным листами перикарда находится пространство, заполненное перикардиальной жидкостью. Эта анатомическая особенность строения сердца человека предназначена для смягчения механических толчков.

Человеческое сердце в разрезе

На рисунке, где показано сердце в разрезе, можно видеть, какое оно имеет строение, из чего состоит.

Выделяют следующие слои:

  • миокард;
  • эпикард, слой, прилегающий к миокарду;
  • эндокард, который состоит из фиброзного наружного перикарда и париентального слоя.

Мускулатура сердца

Стенки состоят из поперечнополосатой мускулатуры, иннервируются посредством вегетативной нервной системы. Мышцы представлены двумя типами волокон:

  • сократительными — основная масса;
  • проводящими электрохимический импульс.

Безостановочная сократительная работа человеческого сердца обеспечивается особенностями строения стенки сердца и автоматизмом водителей ритмов.

  • Cтенка предсердия (2-5 мм) состоит из 2 мышечных слоев – перечных волокон и продольных.
  • Cтенка желудочка сердца мощнее, состоит из трех слоев, которые осуществляют сокращения в разных направлениях:
    • слой косых волокон;
    • кольцевые волокна;
    • продольный слой сосочковых мышц.

Координация работы сердечных камер осуществляется при помощи проводящей системы. Толщина миокарда зависит от нагрузки, которая на него приходится. Стенка левого желудочка (15 мм) толще правого (около 6 мм), так как он выталкивает кровь в БКК, выполняет больший объем работы.

Мышечные волокна, из чего состоит сократительная ткань сердца человека, получают кровь богатую кислородом, по коронарным сосудам.

Лимфатическая система миокарда представлена сетью лимфатических капилляров, расположенных в толще мышечных слоев. Лимфатические сосуды идут по ходу коронарных вен и артерий, питающих миокард.

Лимфа оттекает в лимфатические узлы, которые находятся около дуги аорты. Оттуда лимфатическая жидкость стекает в грудной проток.

Рабочий цикл

При ЧСС (частоте сердечных сокращений), равной 70 импульсов/минуту, рабочий цикл завершается за 0,8 секунды. Кровь изгоняется из желудочков сердца во время сокращения, которое называется систолой.

Систолы по времени занимают:

  • предсердий – 0,1 секунды, затем расслабление 0,7 секунды;
  • желудочков – 0,33 секунды, затем диастола 0,47 секунды.

Каждый удар пульса состоит из двух систол – предсердий и желудочков. В систолу желудочков кровь выталкивается в круги кровообращения. При сжатии предсердий из них поступает в желудочки до 1/5 их полного объема. Значение систолы предсердий повышается при ускорении ЧСС, когда за счет сокращения предсердий желудочки успевают наполниться кровью.

При расслаблении предсердий кровь переходит:

  • в правое предсердие – из полых вен;
  • в левое – из легочных вен.

Кровеносная система человека устроена так, что вдох способствует притоку крови в предсердия, так как создается присасывающее действие в сердце из-за разницы давлений. Этот процесс происходит, подобно тому, как при вдохе воздух входит в бронхи.

Сжатие предсердий

Предсердия сжимаются, желудочки еще не работают.

  • В начальный момент весь миокард расслаблен, клапаны провисают.
  • По мере усиления сжатия предсердий кровь изгоняется в желудочки.

Сокращение предсердий заканчивается, когда импульс достигает атриовентрикулярного (АВ) узла, и начинается сокращение желудочков. В конце систолы предсердий клапаны закрываются, внутренние хорды (сухожилия) препятствуют расхождению створок клапанов или выворачиванию их в полость сердца (явление пролапса).

Сжатия желудочков

Предсердия расслаблены, сокращаются только желудочки, изгоняя содержащийся в них объем крови:

  • левый – в аорту (БКК);
  • правый – в легочный ствол (МКК).

Время активности предсердий (0,1 с) и работы желудочков (0,3 с) не изменяются. Увеличение частоты сокращений происходит за счет уменьшения продолжительности отдыха отделов сердца – это состояние называется диастолой.

Общая пауза

В 3 фазе мускулатура всех сердечных  камер расслаблена, клапаны расслаблены, и кровь из предсердий свободно стекает в желудочки.

К концу 3 фазы желудочки на 70% наполнены кровью. От того, насколько полно наполнятся кровью желудочки в диастолу, зависит сила сжатия мышечных стенок при систоле.

Тоны сердца

Сократительная активность миокарда сопровождается звуковыми колебаниями, называемыми тонами сердца. Эти звуки хорошо различимы при аускультации (прослушивании) фонендоскопом.

Различают сердечные тоны:

  1. систолический —  долгий, глухой, возникающий:
    1. при схлопывании предсердно-желудочковых клапанов;
    2. издающийся стенками желудочков;
    3. натяжением сердечных хорд;
  2. диастолический – высокий, укороченный, создается схлопыванием клапанов легочного ствола, аорты.

Система автоматизма

Сердце у человека работает всю жизнь, как единая система. Координирует работу человеческого сердца система, состоящая из специализированных мышечных клеток (кардиомицетов), и нервы.

Сокращения регулируются:

  • вегетативной нервной системой;
    • блуждающий нерв замедляет ритм;
    • симпатические нервы ускоряют миокард.
  • центрами автоматизма.

Сердце человекаЦентром автоматизма называют структуры, состоящие из кардиомицетов, задающих ритм сердца. Центр автоматизма 1 порядка – это синусный узел. На схеме строения сердца человека он находится в точке, где верхняя полая вена заходит в правое предсердие (смотри подписи).

Синусовый узел задает нормальный ритм предсердий 60-70 имп./минуту, потом сигнал проводится в атриовентрикулярный узел (АВ), ножки Гиса – системы автоматизма 2-4 порядков, задающие ритм с меньшей ЧСС.

Дополнительные центры автоматизма предусмотрены на случай сбоя или отказа работы синусного водителя ритма. Обеспечивается работа центров автоматизма проводящими кардиомицетами.

Кроме проводящих, есть:

  • рабочие кардиомицеты — составляют основную массу миокарда;
  • секреторные кардиомицеты – в них образуется натрийуретический гормон.

Синусовый узел – основной центр управления работой сердца, при паузе в его работе, превышающей 20 секунд, развивается гипоксия мозга, обморок, синдром Морганьи-Адамса-Стокса, о котором мы рассказывали в статье «Брадикардия».

Работа сердца и кровеносных сосудов – сложный процесс, и в данной статье лишь кратко рассматриваются, какую функцию выполняет сердце, особенности его строения. Подробнее узнать о физиологии сердца человека, особенностях кровообращения, читатель сможет в материалах сайта.

Еще по теме