Строение и функции сердца

2.1 Строение и функции сердца. Сердце (рис.5) - полый мышечный орган, нагнетающий кровь в артерии и принимающий венозную кровь. Располагается  слева в грудной клетке. У человека оно с кулак и весит всего около 220-300 г у мужчин, и 180-200 у женщин. ердце человека четырехкамерное . Оно состоит из двух предсердий и двух желудочков. Между предсердиями и желудочками находятся створчатые клапаны. Между правыми предсердием и желудочком - трехстворчатый, а между левыми предсердием и желудочком - двухстворчатый, или митральный. Благодаря им кровь движется только в одном направлении из предсердий в желудочки. Стенки предсердий внутри гладкие, и кровь легко стекает из них в желудочки. Предсердия имеют дополнительные емкости - ушки сердца. При интенсивной физической работе они могут наполняться кровью, если ее собирается слишком много. Стенки желудочков имеют более сложное строение. От дна и боковых стенок отходят сосочковые мышцы. К ним прикрепляются прочные соединительнотканные нити, которые удерживают створки клапана, когда они закрываются. Благодаря этому створчатые клапаны не могут вывернуться в сторону предсердий и пропустить туда кровь. Мышечные стенки правого и левого желудочков по толщине отличаются друг от друга: стенки левого желудочка намного толще стенок правого. Дело в том, что левому желудочку приходится перегонять кровь через все тело, а это длинный и тяжелый путь, требующий больших усилий. Правый желудочек, перегоняющий кровь только через легкие, выполняет сравнительно небольшую работу. Это один из примеров приспособления органа к условиям его деятельности. При сокращении сердечной мышцы эти нити натягиваются и препятствуют выворачиванию клапанов в сторону предсердий. Благодаря такому устройству кровь у здорового человека свободно поступает из предсердий в желудочки и ни капли ее не может попасть обратно из желудочков в предсердия. В стенках желудочков много складок, поперечных перемычек. Кровоток в желудочках приобретает вихреобразный характер, потому что из предсердий в желудочки кровь движется в одном направлении, а из желудочка в артерии в противоположном. Благодаря сложному строению внутренней стенки желудочков кровь лучше перемешивается, и содержащийся в эритроцитах кислород и углекислый газ распределяются более равномерно среди эритроцитов. На выходе крови из сердца, то есть на границе левого желудочка с аортой и правого желудочка с легочной артерией, находятся кармановидные полулунные клапаны. Они препятствуют возвращению крови из артерий в желудочки. Поэтому кровь движется только в одном направлении.   Рис. 5. Внутреннее строение сердца   Сердце обладает рядом функций, определяющих особенности его работы: функцией автоматизма, проводимости, возбудимости и сократимости. Функция автоматизма Функция автоматизма — это способность сердца вырабатывать электрические импульсы при отсутствии внешних раздражений. Функция проводимости Функция проводимости — это способность к проведению возбуждения волокон проводящей системы сердца и сократительного миокарда. Функция возбудимости Функция возбудимости — это способность клеток проводящей системы сердца и сократительного миокарда возбуждаться под влиянием внешних электрических импульсов. Функция сократимости Функция сократимости— это способность сердечной мышцы сокращаться в ответ на возбуждение. Этой функцией обладает в основном сократительный миокард. В результате последовательного сокращения и расслабления различных отделов сердца осуществляется основная —насосная функция сердца. 2.2 Строение стенки сердца. Особенности миокарда.  Стенку сердца составляют три слоя: тонкий внутренний слой- эндокард, толстый мышечный слой-миокард и тонкий наружный слой –эпикард. Эндокард выстилает изнутри полости сердца, повторяя их сложный рельеф и покрывая -сосочковые мышцы с их сухожильными хордами. Средний слой стенки –миокард, образован сердечной поперечно-полосатой мышечной тканью и состоит из сердечных миоцитов (кардиомиоцитов), соединенных между собой большим количеством перемычек, с помощью которых они связаны в мышечные волокна, образующие узкопетлистую сеть, которая обеспечивает полное ритмичное сокращение предсердий и желудочков. Толщина миокарда наименьшая у предсердий, а наибольшая –у левого желудочка. Мышечные волокна предсердий и желудочков начинаются от фиброзных колец, полностью отделяющих миокард предсердий от миокарда желудочков. Синхронность сокращений миокарда обеспечивает проводящая система сердца, единая для предсердий и желудочков. В предсердиях миокард состоит из двух слоев: поверхностного, общего для обоих предсердий, и глубокого, раздельного для каждого из них. В первом содержатся мышечные волокна, распложенные поперечно, а во втором два вида мышечных пучков- продольные, которые берут начало от фиброзных колец, и круговые петлеобразно охватывающие устья вен, впадающих в предсердия, наподобие сжимателей. Продольно лежащие пучки мышечных волокон выпячиваются в виде вертикальных тяжей внутрь полостей ушек предсердий и образуют гребенчатые мышцы. Миокард желудочков состоит из трех различных мышечных слоев: наружного (поверхностного), среднего и внутреннего (глубокого). Наружный слой представлен мышечными пучками косо ориентированных волокон, которые,   начинаясь от фиброзных колец, продолжаются вниз к верхушке сердца, где образуют завиток сердца, и переходят во внутренний слой миокарда,. пучки волокон  которого расположены продольно. За счет этого слоя образуются сосочковые мышцы и мясистые трабекулы. Наружный и внутренний слой миокарда являются общими для обоих желудочков, а расположенный между ними средний слой, образованный круговыми пучками мышечных волокон, отдельный для каждого желудочка. Межжелудочковая перегородка образована в большей своей части (ее мышечная часть) миокардом и покрывающим его эндокардом, основу верхнего участка этой перегородки(ее перепончатой части) составляет пластинка фиброзной ткани. Наружная оболочка сердца- эпикард, прилежащий к миокарду снаружи, состоит из тонкой пластинки соединительной ткани, покрытой мезотелием. Эпикард покрывает сердце, начальные отделы восходящей части аорты и легочного ствола, конечные отделы полых и легочных вен.      2.3 Проводящая система сердца Регуляция и координация сократительной функции сердца осуществляются его проводящей системой. Проводящая система состоит из синусно-предсердного узла, предсердно-желудочного пучка и его разветвлений. Синусно-предсердный узел расположен в правом предсердии, является водителем сердечного ритма, здесь зарождаются автоматические импульсы возбуждения, определяющие сокращение сердца.. Предсердно—желудочковый узел расположен между правым предсердием и желудочками. В этой области возбуждение из предсердий распространяется на желудочки. В нормальных условиях предсердно-желудочковый узел возбуждается импульсами, поступающими из синусно-предсердного узла, однако он способен и к автоматическому возбуждению и в некоторых патологических случаях провоцирует возбуждение в желудочках и их сокращение, не следующее в том ритме, который создается синусно-предсердным узлом. Возникает так называемая экстрасистола. Из предсердно-желудочкового узла возбуждение передается по предсердно-желудочковому пучку(пучок Гиса), который, проходя по межжелудочковой перегородке, разветвляется на левую и правую ножки. Ножки переходят в сеть проводящих миоцитов (атипичных мышечных волокон), которые охватывают рабочий миокард и передают ему возбуждение.

2.4 Фазы сердечного цикла

Сердечная мышца сокращается четко и точно 60- 70 раз в минуту. Промежутки между сокращениями и их продолжительность абсолютно точны. Однако не все отделы сердца сокращаются одновременно, между их сокращениями существует определенная последовательность. Кроме того, в деятельности сердца есть момент, когда мышцы предсердий и желудочков одновременно расслаблены. В это время, длящееся 0,4 с, мышца сердца отдыхает. А кровь в организме движется непрерывно. Даже в период отдыха сердечной мышцы она поступает в сердце и наполняет расслабленные предсердия, а отчасти протекает и в желудочки. При сокращении кровь выталкивается из камеры, при расслаблении заполняет ее

Сердечный цикл – это последовательность событий, происходящих во время одного сокращения сердца. Длится оно менее 1 с.

1. Сердечный цикл начинается с сокращения предсердий-систола предсердий. При этом кровь через открытые створчатые клапаны проталкивается в желудочки сердца. Сокращение предсердий начинается с места впадения в него вен, поэтому устья их сжаты и попасть назад в вены кровь не может. Длится 0,1 секунды
2. Вслед за предсердиями сокращаются желудочки- систола желудочков . Створчатые клапаны, отделяющие предсердия от желудочков, поднимаются, захлопываются и препятствуют возврату крови в предсердия. Удерживающие их нити и сосочковые мышцы напряжены. Благодаря этому кровь не может попасть в предсердия. Под ее напором открываются полулунные клапаны на границе между желудочками и выносящими сосудами, и кровь направляется из левого желудочка в аорту (большой круг кровообращения), а из правого желудочка в легочные артерии (малый круг кровообращения). При каждом сокращении желудочков порция крови объемом 60-70 см^3 выбрасывается из правого желудочка в легочную артерию и из левого желудочка в аорту. Кровь из левого желудочка выбрасывается в аорту под давлением 140-150 мм рт. ст., с силой ударяется о стенки аорты и растягивает их. Но стенки аорты, как и все артерии, эластичны и поэтому стремятся вернуться к своему исходному положению; в результате происходит их колебание. Длится 0,3 секунды.
3. Пауза. После окончания сокращения желудочков артерии растягиваются под напором вытолкнутой крови, а полулунные клапаны захлопываются, и кровь устремляется по артериям. Попасть обратно в желудочки сердца кровотоку не дают полулунные клапаны. Во время паузы сердечные камеры заполняются кровью. Створчатые клапаны открыты. Из вен кровь попадает в предсердия и частично стекает в желудочки. Длится 0,4 секунды.
Когда начнется новый цикл, оставшаяся в предсердиях кровь уже будет вытолкнута в желудочки - цикл повторится. Когда сердце учащает свою работу, пауза сокращается.

 

 2.5Электрокардиография 

Деятельность сердца, как и деятельность любой возбудимой ткани, сопровождается электрическими явлениями.    При возникновении разности электрических потенциалов между возбужденными и невозбужденными участками сердца электрические силовые линии распределяются по всему телу. Этопозволяет регистрировать типичные кривые колебаний потенциалов при приложении электродов к определенным точкам тела. Такая методика исследования электрической активности сердца, введенная В. Эйнтгофеном, А.Ф. Самойловым, Ч. Льюисом, В. Ф.  Зелениным и др., получила название электрокардиографии, а регистрируемые с ее помощью кривые названы электрокардиограммами.Для исследования электрокардиограммы в настоящее время пользуются специальными приборами - электрокардиографами с ламповыми или полупроводниковыми усилителями постоянного или переменного тока или напряжения и осциллографами или гальванометрами. Запись кривых происходит на движущейся бумаге. Регистрацию электрокардиограмм обычно производит при положении человека лежа и в непосредственной близости от регистрирующего прибора. Однако разработаны и такие приборы, с помощью которых записывают электрокардиограммы у человека во время активной мышечной деятельности и на расстоянии от него. Такие приборы - телеэлектрокардиографы - основаны на принципе передачи посредством радиосвязи электрокардиограммы на расстояние.Для этого электроды, приложенные к телу, соединяют с радиопередатчиком небольших размеров и веса, который помещают в кармане костюма или в шлеме, надеваемом на голову исследуемого человека. Сигналы радиопередатчика воспринимаются на пункте регистрации радиоприемным устройством и записываются в виде кривых. Таким способом регистрируют электрокардиограммы у спортсменов во время соревнований, у рабочих во время тяжелой физической работы. Пользуясь мощным радиопередатчиком, исследуют электрокардиограммы у космонавтов во время космического полета.Вследствие несимметричности положения сердца в грудной клетке исвоеобразной формы тела человека, электрические силовые линиираспределяются по всей поверхности тела неравномерно. Поэтому в зависимости от точек отведения потенциалов форма электрокардиограмм и вольтаж ее зубцов будут различны.Предложено производить ряд отведений электрокардиограмм от конечностей и от поверхности грудной клетки. Наиболее приняты три так называемых стандартных отведения, при которых электроды помещают следующим образом: I отведение: правая рука - левая рука, II отведение: правая рука - левая нога, III отведение: левая рука - левая нога.Для отведения электрокардиограммы от грудной клетки рекомендуютприкладывать один электрод к одной из 6 точек. Другим электродом служит приложенный к правой руке или же три соединенных вместе электрода, наложенных на обе руки и левую ногу. В последнем случае форма электрокардиограммы определяется электрическими изменениями, происходящими только на участке грудного электрода.В сердце здорового человека на электрокардиограмме отчетливо видны пять зубцов, из которых три обращены вверх (PRT) а два вниз (QS). Зубец Р отражает электрические явления в предсердиях, а зубцы QRST характеризуют движение волны возбуждения в желудочках сердца. Электрокардиография приобрела широкое применение в медицине как диагностический метод, позволяющий установить характер ряда нарушений сердечной деятельности.

2.6 Возрастные особенности сердечной деятельности.

Сердце закладывается вначале в виде двух правой и левой трубок, возникающих из мезенхимы и расположенных в области головной кишки; в процессе развития эти парные трубки сливаются, образуя одну трубку с двуслойной стенкой. В дальнейшем путем постепенного преобразования внутренний слой трубки организует эндокард, а наружный слой - миокард и эпикард. В процессе роста трубка из удлиненной переходит в S-образную. Далее эта изогнутая трубка претерпевает очень сложные изменения в отношении положения, размеров, внешней формы и строения полости. Внутри ее полости появляются перегородки, разделяющие сердце  четыре камеры. Внутри камер из утолщений эндокарда образуются атриовентрикулярные клапаны и заслонки. В процессе развития сердце постепенно из шейной области опускается в грудную, где в зависимости от возраста меняет свое положение. У новорожденного сердце занимает поперечное положение и оттеснено кзади увеличенной вилочковой железой. Кроме того, увеличенная печень обусловливает высокое стояние сердца: его верхушка проецируется на уровне четвертого межреберья слева, к 5 годам она расположена на уровне пятого межреберья, к 10 годам почти достигает уровня верхушки взрослого человека. Предсердия и желудочки развиваются неравномерно. У новорожденного и в первые месяцы грудного возраста рост предсердий протекает более интенсивно, чем рост желудочков; на втором году жизни рост их в общем одинаков. Начиная с 10-летнего возраста, наоборот, желудочки опережают в росте предсердия; при этом более интенсивно протекает рост левого желудочка. С конца первого года сердце начинает располагаться в косом положении. Масса сердца у новорожденного в среднем 24 г, к 8 мес. она удваивается, к 2-3 годам - увеличивается в 3 раза, к 5 годам - в 4 раза; в период полового созревания наблюдается усиление роста сердца.

Функциональные различия в сердечной деятельности детей и подростков сохраняются до 12 лет. Частота сердечного ритма у детей больше, чем у взрослых. ЧСС у детей более подвержена влиянию внешних воздействий: физических упражнений, эмоционального напряжения и т.д. Кровяное давление у детей ниже, чем у взрослых. Ударный объем у детей значительно меньше, чем у взрослых. С возрастом увеличивается минутный объем крови, что обеспечивает сердцу адаптационные возможности к физическим нагрузкам.

В периоды полового созревания, происходящие в организме бурные процессы роста и развития влияют, на внутренние органы и, особенно, на сердечную деятельность. В этом возрасте отмечается несоответствие размера сердца диаметру кровеносных сосудов. При быстром росте сердца кровеносные сосуды растут медленнее, просвет их недостаточно широк, и в связи с этим сердце подростка несет дополнительную нагрузку, проталкивая кровь по узким сосудам. По этой же причине у подростка может быть временное нарушение питания сердечной мышцы, повышенная утомляемость, легкая отдышка, неприятные ощущения в области сердца.

Другой особенностью сердечной деятельности подростка является то, что сердце у подростка очень быстро растет, а развитие нервного аппарата, регулирующего работу сердца, не успевает за ним. В результате у подростков иногда наблюдаются сердцебиение, неправильный ритм сердца и т.п. Все перечисленные изменения временны и возникают в связи с особенностью роста и развития, а не в результате болезни.

Литература. 1. Н.Н. Леонтьева, К.В. Маринова Анатомия и физиология детского организма Москва «Просвещение» 1986 г. ( с.224-228)2. А.Г. Хрипкова, М.В. Антропова, Д.А. Фарбер Возрастная физиология и школьная гигиена. Москва «Просвещение» 1990 г (с.87-96,222-234)3. Анатомия человека в двух томах. Том 2 Под редакцией академика Российской АМН ПРОФ. М.р. Сапина, Москва «Медицина» 1997г.(с.90-117)4. Анатомия и физиология человека. Федюкович Н.И. Ростов на Дону «Феникс» 2004г.( с.239-245,387-396)

5.Смирнов В.М, С.М. Будылина Физиология сенсорных систем и высшая нервная деятельность Москва, Издательский центр «Академия» 2003г. (с.54-60)