Строение и работа сердца
Сердце, его строение
Масса сердца взрослого человека составляет от 250 до 360 г. Сердце располагается в грудной полости почти по средней линии тела, за грудиной, несколько влево от нее. Верхняя, расширенная часть сердца, от которой отходят сосуды, называется основанием, а нижняя, несколько суженная часть, — верхушкой. Именно верхушкой сердце «стучит» в грудную клетку.
Сердце — полый орган. Его стенка состоит из трех слоев (оболочек): наружного соединительнотканного (эпикарда), среднего — мышечного (миокарда) и внутреннего, образованного однослойным плоским эпителием (эндокарда). Эпикард плотно срастается с миокардом.
Сердце находится в околосердечной сумке — перикарде. Между эпикардом и перикардом имеется замкнутая полость, содержащая незначительное количество жидкости, которая уменьшает трение сердца при его сокращениях.
Сердце состоит из правой и левой половин, в каждой из которых находятся предсердие и желудочек (рис). Они сообщаются друг с другом через предсердно-желудочковые отверстия, которые закрыты в левой половине двустворчатым, а в правой — трехстворчатым клапанами.
Мышечная стенка предсердий значительно тоньше и слабее стенки желудочков. Это объясняется тем, что предсердия выполняют менее интенсивную работу по сравнению с желудочками. Особенно большая нагрузка по перемещению крови ложится на левый желудочек. Его мышечная стенка в 2,5 раза толще, чем стенка правого желудочка.
От правого желудочка отходит легочный ствол, от левого — аорта. Отверстия, от которых начинаются эти сосуды, закрыты полулунными клапанами (рис.). Они открываются только во время сокращения желудочков.
Работа клапанов сердца обеспечивает однонаправленность кровотока: из предсердий в желудочки, из желудочков в артериальные сосуды, отходящие от сердца.
Сердечный цикл
Деятельность сердца характеризуется чередованием сокращения и расслабления предсердий и желудочков. Сокращение называется систолой, а расслабление — диастолой. Период, охватывающий одно сокращение и расслабление сердца, называется сердечным циклом (рис.).
В состоянии покоя сердце здорового человека сокращается в среднем 75 раз в минуту. При таком ритме один сердечный цикл продолжается 0,8 с. Из этого времени систола предсердий в среднем занимает 0,1 с, а диастола — 0,7 с. Давление внутри предсердных полостей во время систолы становится больше, чем в расслаб -ленных желудочках, и кровь беспрепятственно проходит через предсердно-желудочковые отверстия, поскольку створчатые клапаны открыты. Далее следует систола желудочков. Она длится на 0,2 с дольше, чем систола предсердий. Вследствие повышения внутрижелудочкового давления дву- и трехстворчатые клапаны быстро захлопываются, препятствуя обратному току крови в предсердия. Кровь на некоторое время оказывается в замкнутом пространстве. Как только давление в желудочках превысит давление в аорте и легочном стволе, полулунные клапаны открываются — кровь выбрасывается из сердца. Сокращение желудочков сменяется их диастолой, которая длится 0,5 с. Период, в течение которого расслаблены и желудочки, и предсердия, называется общей паузой. Ее продолжительность составляет 0,4 с. В это время полулунные клапаны закрыты, поэтому кровь не возвращается в желудочки, а дву- и трехстворчатый клапаны открыты, и желудочки наполняются кровью, притекающей из предсердий.
Подумайте. Сколько времени в течение суток длится общая пауза сердца и какие процессы при этом происходят в сердечной мышце?
При каждом сокращении сердца левый и правый желудочки выталкивают в аорту и легочную артерию по 60—80 мл крови. Количество крови, выбрасываемой желудочком за одно сокращение, называют ударным или систолическим объемом. Умножив частоту сердечных сокращений на систолический объем можно вычислить минутный объем крови. В состоянии покоя он составляет 4,5—5 л. При мышечной нагрузке минутный объем крови может достигать 40 л. У спортсменов это происходит как за счет увеличения частоты сердечных сокращений, так и за счет увеличения ударного объема (он может возрастать в 2—3 раза) — это наиболее рациональный режим. У нетренированных людей — только в результате увеличения частоты сердечных сокращений, поэтому их сердце быстрее «устает». Предельно возможная частота сердечных сокращений у человека не превышает 210 ударов.
Это интересно. Величина ударного объема у 14-летнего подростка равна 38,5 мл, частота сердечных сокращений — 78 раз в минуту; у 15-летнего подростка — соответственно 41,4 мл и 76 раз в минуту. Если рассчитать производительность сердца (ударный объем X частоту сердечных сокращений), то она окажется более высокой у 15-летнего подростка.
Автоматия сердца
При создании необходимых условий извлеченное из организма сердце способно сокращаться в течение нескольких часов и даже суток. Способность сердца сокращаться независимо от внешних воздействий под влиянием импульсов, возникающих в нем самом, называется автоматией.
Источником автоматии служат входящие в состав миокарда скопления особых мышечных клеток — водителей ритма, которые генерируют электрические импульсы.
Скопления таких мышечных клеток образуют несколько узлов в различных отделах сердца. В них находятся не только мышечные, но и нервные клетки. Главный узел проводящей системы сердца расположен в месте впадения верхней и нижней полых вен в правое предсердие (рис.). Именно здесь возникают импульсы, определяющие ритм сердечных сокращений. Под воздействием этих импульсов мышечная ткань сердца сокращается, изгоняя кровь из полостей сердца. Если в силу каких-либо причин в главном узле возбуждение не возникает, роль водителя ритма берет на себя узел, расположенный в толще сердечной перегородки на границе предсердий и желудочков.
