Анатомия сердца человека: строение и главные функции

Содержание:

    Сердце – важнейший орган, отвечающий за непрерывный ток крови в необходимых телу объемах по всей сосудистой сети. Артерии выносят из полости сердца кровь, а вены – возвращают ее обратно после того, как она выполнила все свои функции в тканях организма.

    В анатомии сердца человека выделяют «артериальное сердце», объединяющее левые полости сердца (предсердие и желудочек), и «венозное сердце», объединяющее правое предсердие и правый желудочек. Соответственно названию, через левые отделы органа протекает артериальная кровь, а через правые – венозная.

    На данных схемах строения сердце в разрезе, а также его вид спереди и сзади:

    Положение сердца в грудной клетке, размер и масса

    Положение сердца в грудной клетке не строго серединное, а направлено своей осью из центра влево и книзу, а также сзади наперед, таким образом, что две трети сердечной массы расположены слева от серединной линии тела, а одна треть – справа.

    По направлению ориентировочной оси сердца выделяют три вида его положения: вертикальное (характерное для астенического типа телосложения), поперечное (гиперстенический тип) и косое (нормостенический тип). Это связано с особенностями формы грудной клетки у каждого типа: чем она шире и короче, тем более горизонтальной (поперечной) будет позиция сердца, а чем уже и длиннее, — тем более вертикальной (поперечной).

    Топографическая анатомия сердца характеризуется его расположением в нижней части переднего средостения и прилежанием к медиальным поверхностям легких и сосудам легочных корней. Сверху из него исходит сосудистый пучок, с сосудами которого также граничат стенки органа.

    Само сердце размещено в полости перикарда (сердечной сумке), отделяющей его от других органов и содержащей небольшое количество серозной жидкости.

    Размеры сердечной полости различны в зависимости от фазы ее сокращения: при выбросе сердца оно максимально сжато и это систола, при забросе в него крови – расслаблено – диастола. Благодаря строению и функции сердца, форма его зависит от индивидуальных особенностей тела: телосложения (о чем шла речь выше), возраста, пола, массы тела, физического развития, окружающих условий и т. д.

    Так, известно, что чем выше рост и масса тела, тем большими будут и размеры сердца. Также сердце больше у людей, активно занимающихся спортом или тяжелым физическим трудом. Нормальные среднестатистические величины размеров и массы органа у человека среднего возраста представлены ниже в виде таблицы:

    Характеристика

    Средние значения

    Частые значения

    Длина

    10-15 см

    12-13 см

    Ширина у основания

    8-11 см

    9-10 см

    Переднезадний размер

    6-8,5 см

    6,5-7 см

    Масса у мужчин

    332 г

    274-385 г

    Масса у женщин

    253 г

    203-302 г

     

    Каким способом можно определить величину сердца?

    Единого мнения о том, каким способом можно определить величину сердца, пока в науке нет. Множество методов может давать несколько отличающиеся результаты, тем не менее, позволяющие оценить, нормальны ли размеры или все же присутствует патологическое их изменение.

    Самый старый, простой и доступный метод – это перкуторная оценка размеров сердца и сосудистого пучка. Применяется в классической врачебно-терапевтической практике.

    Второй, также немолодой метод, – рентгенологическая оценка размеров (при стандартной рентгенографии либо при проведении скопического исследования грудной клетки). Рентгенографические измерения в клинике кардиологами уже применяются довольно редко, а вот скопия все еще пользуется популярностью в некоторых областях с ограниченными возможностями исследований.

    Самой широко применяемой в кардиологической практике методикой для оценки сердца является ультразвуковое исследование сердца и применение допплер-эхокардиографии. При этом оцениваются следующие показатели: масса миокарда, индекс массы миокарда, конечно-диастолический объем, конечные диастолический и систолический размеры, толщина стенки органа в диастолу (вне сокращений сердца), фракция выброса, ударный объем. А также оценивается состояние клапанов сердца и количество жидкости в перикарде.

    Кроме того, можно измерять любые размеры сердца и его полостей при проведении компьютерной томографии с внутривенным контрастированием, специальных его кардиографических методик, а так же магнитно-резонансного исследования органов грудной клетки в целом и самого сердца в том числе.

    Насосная и 4 дополнительных функций сердца

    Если говорить по-простому, то основной физиологической функцией сердца является насосная функция, т. е. обеспечение ритмических регулярных выбросов определенного объема крови в сосуды организма. В анатомо-физиологическом понимании же выделяют 5 функций сердца человека: автоматизм, возбудимость, проводимость, сократимость и рефрактерность. Автоматизм, возбудимость и проводимость иногда объединяют в одну функцию – автоволновую.

    Главной функцией сердца считается автоматизм, т. е. постоянные волновые сокращения, вызываемые собственными электрическими импульсами. Остальные 4 функции сердца являются дополнительными и обеспечивают непрерывность автоматизма.

    Возбудимость сердечной мышцы в зависимости от физических и химических факторов обеспечивает чуткую реакцию скорости сердечных сокращений и других характеристик кровообращения на различные изменения состояния и потребностей тела.

    Проводимость обеспечивает точную передачу сократительных команд по электрическим путям с клетки на клетку.

    Сократительная, нагнетательная и гемодинамическая функции сердца

    Сократительная функция сердца обеспечивает непрерывность кровотока по сосудам и зависит от длины мышечных волокон и их силы сокращения.

    Рефрактерность – это временной период невосприимчивости миоцитов к раздражающим импульсам, который обеспечивает постоянство сердечного цикла.

    Кроме вышеупомянутой основной пятерки функций, стоит упомянуть и про нагнетательную функцию сердца, которая гарантирует постоянство, непрерывность и стабильность кровообращения, выбрасывая кровь в артерии и обеспечивая кровяное давления в сосудах. В среднем, за 70 лет жизни человека, эта функция принуждает сердечную мышцу сократиться более 2,5 млрд. раз, а через его полости проходит больше 250 млн. л крови.

    Такая схожесть сердца с безостановочно работающим насосом приводит к выполнению гемодинамической функции сердца в три ритмично сменяющие друг друга фазы. Как и у каждого насоса, в сердце есть клапаны, отделяющие вены от предсердий и предсердия от желудочков и препятствующие обратному току жидкости при сокращении соответствующей камеры сердца. Итак, кровь прилила из вен в предсердия, устья вен закрылись и началось сокращение предсердий, изгоняющее кровь из него через открытые соответствующие клапаны в расслабленные желудочки.

    После заполнения желудочков сердца захлопываются уже трехстворчатый и двухстворчатый клапаны, закрывая возможность оттока жидкости обратно в предсердия, а открываются аортальный и легочный клапаны. Через них начинается изгнание крови сокращающимися желудочками в аорту и легочную артерию. Такие особенности строения обеспечивают функциям сердца постоянство и дают возможность во время диастолы (фазы расслабления) мышечным волокнам сердца отдохнуть, пока идет пассивное заполнение предсердий новой порцией крови из вен.

    Один такой цикл работы сердца длится приблизительно 0,85 сек., из которых на время сокращения предсердий приходится 0,11 сек., на сокращение желудочков — 0,32 сек., и на период отдыха — 0,4 сек. Количество сердечных циклов на минуту времени и определяет частоту сердечных сокращений.

    На данной схеме сердца стрелками указано направление тока крови в его камерах и по сосудам (цвет стрелок соответствует разным видам крови):

    Сколько камер в сердце человека и какую функцию выполняют клапаны?

    Между левыми камерами сердца, предсердием и желудочком, располагается митральный (двухстворчатый) клапан, состоящий из двух фиброзно-мышечных лепестков. Между правыми камерами — трехстворчатый клапан, из трех лепестков, соответственно. На выходах из обоих желудочков, в преддверии соответствующего сосуда, расположены еще 2 клапана: аортальный и легочной. О том, какую же функцию выполняют клапаны сердца, уже указывалось выше: они обеспечивают ток крови строго в одном направлении, не пропуская ее обратно, туда, откуда она была приведена до этого.

    Все полости сердца человека называются камерами, точно так же как и у других биологических видов. У рыб, к примеру, двухкамерное сердце, у земноводных и пресмыкающихся – трехкамерное, а у всех птиц и млекопитающих – четырехкамерные сердца. Соответственно, такое четырехкамерное сердце имеет 4 полости, столько же, сколько камер в сердце человека: 2 предсердия и 2 желудочка.

    Каждая пара камер (предсердие и желудочек) соединены между собой атрио-вентрикулярным (предсердно-желудочковым) отверстием, а между собой 2 предсердия или 2 желудочка в норме никогда не соединяются и разделены перегородками. Как уже говорилось выше, предсердия кровь принимают, передают в желудочки, а те нагнетают ее в сосуды.

    Левое и правое предсердия сердца

    Артериальная кровь поступает в сердце через левое предсердие из четырех легочных вен (за счет насыщения кислородом после прохождения через легкие в легочные вены поступает именно артериальная кровь, а не венозная, как было бы логично предположить по названию). Левое предсердие расположено кпереди от нисходящей аорты и пищевода и имеет левое ушко с гребенчатыми мышцами.

    Венозная же кровь поступает в сердце через правое предсердие из верхней и нижней полых вен. У правого предсердия спереди также имеется ушко с рядом гребенчатых мышц, которым соответствует борозда от места соединения с первичным венозным синусом у зародыша. Ушки правого и левого предсердий охватывают основание аорты и легочного ствола.

    Между обоими предсердиями косо расположена перегородка с овальным углублением в месте, где во внутриутробном периоде развития организма было расположено овальное отверстие, через которое соединялись эти две камеры сердца. Иногда овальное отверстие не зарастает и сохраняется всю жизнь, от его размеров зависит будет ли оно клинически проявляться и необходимо ли будет хирургическое вмешательство. Толщина стенок предсердий колеблется в норме от 2 до 3 мм.

    Левый и правый желудочки сердца

    Из левого предсердия кровь поступает через левое атриовентрикулярное отверстие и митральный (двухстворчатый клапан) в нем в конусовидный левый желудочек, а из сердца затем выводится в аорту через ее устье и соответствующий, аортальный, клапан. Свободные края створок митрального клапана направлены в полость желудочка и укреплены сухожильными хордами и сосочковыми мышцами. Толщина стенок левого желудочка самая значительная во всем сердце и достигает 15 мм, что обосновано тем, что именно через него проходит кровь всего большого круга кровообращения, что требует большей силы выталкивания порции крови (выше сопротивление и давление по сравнению с малым кругом).

    Из правого предсердия кровь поступает через правое атриовентрикулярное отверстие и трехстворчатый клапан в нем в пирамидально-треугольный правый желудочек, а из сердца затем выводится в легочный ствол. Свободные края створок клапана также укреплены хордами и мышцами. Полости обоих желудочков отделены друг от друга мышечной перегородкой, в верхней части которой есть мембранозная часть.

    Строение камер сердца человека

    Особенности строения камер сердца зависят во многом от эмбрионального развития, что проявлено и тут: эта фиброзная часть соответствует участку неполного развития межжелудочковой перегородки животных и может быть незакрытой, что также расценивается либо как аномалия, либо как порок.

    Строгое разделение полостей в строении сердца обосновано кругами кровообращения, т. к. кровь из обоих кругов не должна смешиваться между собой.

    Анатомия крупных сосудов сердца также направлена на поддержание этого баланса: малый круг начинается из правого желудочка легочным стволом и заканчивается легочными венами в левом предсердии, а большой круг берет начало из левого желудочка в виде восходящей аорты, а завершается через полые вены в правом предсердии.

    Два круга кровообращения сердца: большой и малый

    Таким образом, кровь поступает из сердца в два круга кровообращения, которые замкнуты на нем и сообщаются только посредством его. Это обеспечивает обогащение крови кислородом, передачу кислорода клеткам и тканям организма и выведение из них углекислого газа и других конечных веществ обмена. Одна порция крови проходит из сердца по большому кругу кровообращения за 25 сек., по малому – за 5сек.

    Артериальная кровь в большом (системном) круге кровообращения из аорты поступает во все ее ветви (артерии) и расходится по всем органам и тканям в артериолах и капиллярах, неся кислород и другие необходимые вещества каждой клеточке организма.

    Через капиллярную стенку происходит обмен с клетками: взамен кислороду и полезным веществам в кровь поступает углекислый газ и продукты метаболизма, что превращает артериальную кровь в венозную. Затем капилляры объединяются в венулы, те в свою очередь — в вены и вся кровь из вен впадает в верхнюю и нижнюю полые вены, что и завершает ток по данному кругу.

    Венозная кровь в малом (легочном) круге кровообращения из легочного ствола поступает в легочные артерии, делящиеся на долевые, сегментарные, субсегментарные ветви и затем на артериолы и капилляры.

    Капиллярная сеть оплетает легочные альвеолы и через стенки альвеолы и капилляра происходит газообмен, в результате которого венозная кровь вновь становится артериальной, кислород, который на вдохе поступил в легкие, перешел в кровь, а углекислый газ из крови – в альвеолу для того, чтобы легкие его выдохнули прочь. Из капилляров обновленная кровь поступает в вены, затем общим током впадает в 4 основные легочные вены и в сердце для того, чтобы быть вытолкнутой в большой круг. Так, насосоподобная анатомия сердца и круги кровообращения, похожие на трубы, присоединенные к нему, образуют перекрестный ток крови и обеспечивают газообмен в легких и в тканях.

    На видео «Сердце и круги кровообращения» анатомические и топографические пояснения дает торакальный хирург:

    Анатомия крупных сосудов сердца человека (с фото)

    Анатомия сосудов сердца человека предполагает кровоснабжение тканей сердца и венозный отток от них. Кровоснабжение происходит за счет правой и левой коронарных (венечных) артерий и обе артерии отходят от аорты: правая – от правого ее синуса, левая – от левого. Венозный отток производится через большую, среднюю и малую вены сердца, передние вены сердца и заднюю вену левого желудочка, а также через косую вену левого предсердия. Все вены, отводящие кровь от сердечной мышцы (кроме передних и наименьших) впадают в коронарный синус и, соответственно, из него в полость правого предсердия. Передние же вены сердца впадают в правое предсердие, а наименьшие — в правое и левое предсердия и в желудочки.

    На представленном ниже фото — анатомия сосудов сердца и варианты их расположения:

    Строение стенки сердца человека

    В строении стенки сердца различают 3 слоя: тонкий внешний соединительнотканный эпикард, средний миокард и тонкий внутренний эпителиальный эндокард.

    Эпикард представлен висцеральным слоем перикарда и покрывает само сердце, частично выходящие из него и впадающие в него крупные сосуды, с которых переходит во внутренний слой перикарда.

    Миокард собственно и является сердечной мышцей и состоит из мышечных клеток кардиомиоцитов, формирующих поперечно-полосатую мышечную ткань, и большого количества вставных дисков. Миокард густо пронизан кровеносными сосудами и нервными волокнами, образующими несколько нервных сплетений, которые обеспечивают электропроводимость.

    Мышечные волокна предсердий и желудочков берут начало от соединительной ткани, которая входит в состав каркаса сердца, к которому относятся:

    • правое и левое фиброзные (соединительнотканные) кольца, которые находятся вокруг правого и левого атрио-вентрикулярных отверстий;
    • правый и левый фиброзные треугольники между клапаном аорты и обоими фиброзными кольцами;
    • мембранозная часть межжелудочковой перегородки.

    Миокард предсердий состоит из двух слоев:

    • поверхностного с круговыми волокнами, общего для обоих предсердий;
    • глубокого слоя с продольными волокнами, своего для каждого предсердия.

    Миокард желудочков состоит из трех слоев:

    • внешнего (поверхностного) слоя, начинающегося от фиброзных колец и продольно идущего до верхушки сердца, где через завиток он переходит в глубокий слой противоположной стороны;
    • среднего (кругового) слоя, своего для каждого желудочка;
    • глубокого (внутреннего) слоя из продольных волокон.

    Таким образом, внешний и внутренний слои миокарда являются общими для обоих желудочков, а средний является индивидуальным.

    Кардиомиоциты предсердий, особенно в области ушек, содержат секреторные гранулы, которые продуцируют предсердный гормон — натрийуретический фактор, который выделяется при перерастягивании предсердий и их ушек кровью. Это позволяет регулировать давление в сосудистой системе путем его снижения.

    Эндокард выстилает изнутри полости сердца и их мелкие элементы (мышцы, струны и т.д.), а также переходит на внутренние поверхности сосудов. Кроме того, эндокард образует складки (дупликатуры) в виде створок всех клапанов сердца.

    Регуляция функции сердца человека

    Обеспечение автоматизма сердечной работы и регуляцию функции сердца выполняет проводящая система сердца, формирующая и проводящая по миокарду волновые постоянные электрические импульсы. Данные импульсы формируются в синоатриальном узле, первом центре проводящей системы, и по путям проведения поступают в кардиомиоциты, заставляя их сокращаться. Таким образом, регулируется частота сердечных сокращений, работа сердца приобретает непрерывную ритмичность, что и обеспечивает нормальное состояние сердечной деятельности. Этот узел расположен в стенке правого предсердия и он отдает команды мышечным волокнам обоих предсердий.

    Второй узел проводящей системы сердца, атриовентрикулярный, размещен в нижней части межпредсердной перегородки и отдает команды по одноименному пучку и двум его ножкам мышечным волокнам обоих желудочков.

    Кроме проводящей системы в регуляции также участвуют миогенные (гетерометрический и гомеометрический) механизмы, на нее влияет симпатическая и парасимпатическая нервная система (усиливают и ослабляют сокращения соответственно) и происходит гормональная регуляция (влияние надпочечников через выделение адреналина и норадреналина). Нельзя не упомянуть и про кальциевую и калиевую регуляцию, а также эндорфины и множество биологически активных веществ.

    Сердце иннервирует симпатическими, парасимпатическими и чувствительными волокнами. Симпатические волокна идут от шейных и верхнегрудных узлов соответствующего ствола и отвечают за ускорение ритма сердца и расширение его сосудов. Парасимпатические волокна отходят от блуждающего нерва, замедляют ритм и сужают сосуды. Чувствительные волокна идут от сердца в виде сердечных нервов к спинному и головному мозгу.

    Нервы сердца сплетаются в поверхностное и глубокое сплетения и переходят в единое внутриорганное сплетение, которое условно рассматривают, как комплекс из подэпикардиального, интрамышечного и подэпикардиального сплетений.

    Подытожив, хочется отметить, что главный орган нашего тела очень непрост, как в своем строении и работе, так и в регуляции этой работы. Все факторы, влияющие на него – единая, отлаженная система, и, если изменяется хоть одно звено в этой цепи, то нарушения наступают незамедлительно. Зачастую поиск причины патологических изменений сердца может быть не только непростым и длительным, но и практически невозможным. Берегите свое сердце, любите его, и оно ответит вам взаимностью!



    Оставить комментарий:

    Ваш e-mail не будет опубликован.