Строение, работа и возрастные особенности сердца

Сердце человека представляет собой четырехкамерный полый орган, производящий ритмические сокращения и расслабления, благодаря чему возможно движение крови по сосудам.

Расположено сердце в грудной полости, в нижнем отделе переднего средостения, в основном слева от срединной плоскости. В соответствии с конусообразной формой сердца в нем выделяют верхушку и основание. Верхушка направлена вниз, кпереди и влево, а основание — вверх, кзади и вправо. На сердце различают грудино-реберную (переднюю), диафрагмальную (нижнюю) и легочные (боковые) поверхности, правый и левый края, венечную и две (передняя и задняя) межжелудочковые борозды.

Размер сердца принято сравнивать с величиной кулака данного человека. Положение и масса сердца зависят от типа телосложения, формы грудной клетки пола, возраста человека, степени физической активности. Масса сердца индивидуально варьирует и у взрослых составляет 220—400 г, у женщин — 220—250 г, у мужчин — 300—400 г. Общий объем сердца составляет у мужчин 700—900 мл, у женщин 500—600 мл. Тяжелый физический труд и занятия спортом способствуют развитию гипертрофии миокарда и ведут к увеличению объема полостей сердца.

Камеры сердца. Сердце человека четырехкамерное — имеет два предсердия и два желудочка. Продольной перегородкой, в которой различают две части — межпредсердную и межжелудочковую перегородки — оно разделено на несообщающиеся между собой половины — правую и левую. В правой половине — правом предсердии и правом желудочке — течет венозная кровь, а в левой половине — левом предсердии и левом желудочке — артериальная кровь (рис. 17).

Правое предсердие расширено кзади, а спереди сужено и образует полый вырост — правое ушко. На перегородке, отделяющей правое предсердие от левого (межпредсердная перегородка), имеется овальной формы углубление — овальная ямка. На месте этой ямки у плода было овальное отверстие, посредством которого предсердия сообщались между собой. После рождения овальное отверстие обычно зарастает.

В правое предсердие впадают верхняя и нижняя полые вены, венечный синус и мелкие венозные сосуды — наименьшие вены сердца.
По этим сосудам в правое предсердие поступает венозная кровь.
На внутренней поверхности предсердия имеются складки: одна у отверстия нижней полой вены снизу — заслонка нижней полой вены, другая у отверстия венечного синуса сердца справа — заслонка венечного синуса.

Рис. 17. Строение сердца:

1 — левое предсердие, 2 — двухстворчатый клапан (митральный),
3 — сосочковая мышца левого желудочка, 4 — мышечный слой сердца,
5 — левый желудочек, 6 — перегородка сердца, 7 — правый желудочек,
8 — сосочковая мышца правого желудочка, 9 — трехстворчатый клапан,
10 — правое предсердие, 11 — верхняя полая вена, 12 — аорта,
13 — клапаны аорты; 14 — легочный ствол

Правый желудочек отделен от левого межжелудочковой перегородкой. Полость правого желудочка подразделяют на два отдела: задний — собственно полость желудочка и передний — артериальный конус (воронка). Артериальный конус переходит вверху в легочный ствол, которым начинается малый круг кровообращения.

Левое предсердие как и правое, состоит из расширенной части и выступающего кпереди ушка. В расширенную часть впадают четыре легочные вены (по две с каждой стороны — правой и левой). По этим венам в предсердие поступает артериальная кровь.

Левый желудочек на своей внутренней поверхности имеет мясистые трабекулы и две сосочковые мышцы с отходящими от них сухожильными хордами. В передневерхнем отделе левого желудочка имеется отверстие аорты.

Клапаны сердца. Предсердно-желудочковые отверстия, отверстия аорты и легочного ствола имеют складки эндокарда — клапаны. Общее назначение клапанов — недопущение обратного тока крови. Правое предсердно-желудочковое отверстие имеет правый предсердно-желудочковый клапан. Он состоит из трех створок, поэтому называется трехстворчатым. Левое предсердно-желудочковое отверстие снабжено левым предсердно-желудочковым клапаном (митральный клапан), состоящим из двух створок.

Каждое отверстие легочного ствола и аорты имеют по три полулунные заслонки. Заслонки отверстия легочного ствола вместе составляют клапан легочного ствола, а заслонки аортального отверстия — клапан аорты. Во время сокращения желудочков заслонки этих клапанов прижимаются к стенкам легочного ствола и аорты и кровь свободно течет из желудочков в сосуды. В период расслабления желудочков полулунные заслонки закрывают отверстия и не допускают обратного тока крови из сосудов в желудочки.

Стенка сердца представлена тремя оболочками: внутренней, средней и наружной. Внутренняя оболочка — эндокард — состоит из эндотелия (выстилает оболочку изнутри), подэндотелиального слоя, мышечно-эластического и наружного соединительно-тканного слоев. Средняя мышечная оболочка сердца — миокард — построена из специализированной поперечно-полосатой мышечной ткани и составляет по толщине большую часть стенки сердца. Поперечно-полосатая сердечная мышечная ткань сокращается непроизвольно и по своему микроскопическому строению значительно отличается от поперечно-полосатой скелетной мышечной ткани. Одно из характерных отличий ее состоит в том, что сердечные мышечные волокна построены из поперечно-полосатых мышечных клеток — сердечных миоцитов (кардиомиоцит), соединенных друг с другом при помощи вставочных дисков. Сердечные миоциты — прямоугольной формы, длина их колеблется от 50 до 120 мкм, а толщина равна 15—20 мкм. Каждый миоцит имеет 1—2 ядра и цитоплазму, в которой находятся миофибриллы. Для сердечных миоцитов характерно наличие очень большого количества митохондрий. В отличие от скелетной поперечно-полосатой мышечной ткани в сердечной между мышечными волокнами имеются перемычки, объединяющие их в единую систему.

Мышечная оболочка предсердий состоит из двух слоев: поверхностного и глубокого, она тоньше мышечной оболочки желудочков, состоящей из трех слоев: внутреннего, среднего и наружного. Особенно толстая мышечная оболочка левого желудочка, который производит по сравнению с правым желудочком большую работу (проталкивает кровь в сосуды большого круга кровообращения). Глубокий мышечный слой предсердий, внутренний и наружный мышечные слои желудочков состоят преимущественно из продольно идущих мышечных волокон, а поверхностный слой предсердий и средний слой желудочков — из циркулярно расположенных волокон. При этом мышечные волокна предсердий не переходят в мышечные волокна желудочков; предсердия и желудочки сокращаются неодновременно. В миокарде, помимо мышечных волокон, выполняющих сократительную функцию, имеются специальные мышечные клетки волокна Пуркине, входящие в состав проводящей системы сердца. Мышечные волокна миокарда прикрепляются к правому и левому фиброзным кольцам, расположенным вокруг соответствующих предсердно-желудочковых отверстий. Скопления фиброзной ткани имеются также вокруг отверстий легочного ствола и аорты и в верхней части межжелудочковой перегородки. Фиброзные кольца вместе с другими скоплениями фиброзной ткани составляют своеобразный скелет сердца.

Наружная оболочка сердца — эпикард — сращена с миокардом и представляет собой висцеральную (внутренностную) пластинку околосердечной серозной оболочки — перикарда. Париетальная (пристеночная) пластинка этой оболочки образует вокруг сердца серозный мешок — околосердечную сумку, которая сращена с сухожильным центром диафрагмы и с медиастинальной плеврой обоих плевральных мешков. Эпикард переходит в париетальную пластинку перикарда в области основания сердца по стенкам крупных сосудов, входящих в сердце и выходящих из него. Между двумя пластинками перикарда имеется щелевидное пространство — перикардиальная полость, в которой находится небольшое количество серозной жидкости, смягчающей трение при работе сердца.

Работа сердца обеспечивает безостановочное движение крови по сосудам и заключается в ритмическом сокращении сердца, чередующимся с его расслаблением. Сокращение сердечной мышцы называется систолой, а ее расслабление — диастолой. Период, включающий систолу и диастолу, составляет сердечный цикл. Он состоит из трех фаз: систолы предсердий, систолы желудочков и общей диастолы сердца. Первая фаза — сокращение обеих предсердий, в результате чего кровь из предсердий поступает в желудочки; вторая фаза — сокращение обеих желудочков, при этом кровь из левого желудочка поступает в аорту, из правого желудочка — в легочный ствол, предсердия в это время расслабляются и принимают кровь из впадающих в них вен. Третья фаза — это общая пауза, в течение которой вся сердечная мышца расслаблена и кровь не только продолжает поступать в предсердия, но и свободно протекает из предсердий в желудочки. Затем все три фазы повторяются.

Длительность сердечного цикла зависит от частоты сердечных колебаний. При сердечном ритме 75 ударов в 1 мин она составляет 0,8 с, при этом систола предсердия равна 0,1 с, систола желудочков — 0,33 с и общая диастола сердца — 0,37 с.

У физически активных людей в состоянии покоя сердечный ритм, как правило, реже, чем у ведущих малоподвижный образ жизни. Частота сердцебиений менее 60 ударов в 1 мин называется брадикардией. Частота сердечных сокращений, превышающая 90 ударов в 1 мин, называется тахикардией. Частота сердцебиений зависит от положения тела: при положении стоя она больше, чем при положениях сидя и лежа. Сердечный ритм учащается при эмоциональных возбуждениях. Учащение сердцебиений вызываетмышечная работа.

Сердце новорожденного имеет шарообразную форму. Поперечный размер сердца равен продольному или превышает его, что связано с недостаточным развитием желудочков и относительно большими размерами предсердий. Ушки предсердий большие, они прикрывают основание сердца. Грудино-реберная поверхность образована правым предсердием, правым желудочком и сравнительно большой частью левого желудочка. С грудной стенкой соприкасаются только желудочки. Передняя и задняя межжелудочковые борозды обозначены хорошо ввиду отсутствия подэпикардиальной клетчатки. Верхушка сердца закруглена. Длина сердца у новорожденного равна 3,0—3,5 см, ширина — 2,7—3,9 см. Объем правого предсердия составляет 7—10 см³, левого — 4—5 см³. Емкость каждого желудочка равна 8—10 см³. Масса сердца у новорожденного 20—24 г, то есть 0,8—0,9 % массы тела (у взрослых 0,5 %). Объем сердца от периода новорожденности до 16-летнего возраста увеличивается в 3—3,5 раза.

Растет сердце наиболее быстро в течение первых двух лет жизни, затем в 5—9 лет и в период полового созревания. К двум годам линейные размеры сердца увеличиваются в 1,5 раза, к семи годам — в два раза, а к 15—16 годам — в три раза. Рост сердца в длину идет быстрее, чем в ширину (длина удваивается к 5—6 годам, а ширина — к 8—10 годам).
В течение первого года жизни рост предсердий обычно опережает увеличение желудочков. С двухлетнего возраста развитие и предсердий и желудочков происходит примерно одинаково, а после 10 лет желудочки растут быстрее, чем предсердия. Масса сердца удваивается к концу первого года жизни, утраивается — к 2—3 годам, к шести годам возрастает в пять раз, а к 15 годам увеличивается в 10 раз по сравнению с периодом новорожденности.

Межпредсердная перегородка имеет отверстие, которое прикрыто со стороны левого предсердия тонкой эндокардиальной складкой.

Миокард левого желудочка развивается быстрее, и к концу второго года его масса вдвое больше, чем правого. Эти соотношения сохраняются и в дальнейшем. У новорожденных и детей всех возрастных групп предсердно-желудочковые клапаны эластичные, створки блестящие.
В 20—25 лет створки этих клапанов уплотняются, края их становятся неровными. В старческом возрасте происходит частичная атрофия сосочковых мышц, в связи с чем может нарушаться функция клапанов.

Проводящая система сердца

Проводящая система сердца обеспечивает способность сердца автономно ритмически сокращаться под влиянием импульсов, возникающих в нем самом, независимо от раздражений, поступающих извне, например, из мозга. Специальные мышечные клетки, образующие проводящую систему, отличаются от остальных мышечных волокон миокарда более крупными размерами, содержат больше саркоплазмы и меньше миофибрилл. Они располагаются группами на границе эндокарда и миокарда и носят название волокон Пуркине.

Проводящая система сердца включает: а) синусно-предсердный узел (узел Киса — Флека), который находится в стенке правого предсердия у места впадения верхней полой вены; б) предсердно-желудочковый узел (узел Ашоффа — Тавара), расположенный в стенке правого предсердия у места впадения нижней полой вены; в) предсердно-желудочковый пучок, в котором различают ствол (пучок Гиса) и две ножки — правую и левую. Ствол предсердно-желудочкового пучка отходит от одноименного узла и направляется в межжелудочковую перегородку, где делится на ножки. Правая и левая ножки продолжаются в миокард соответствующих желудочков. Проводящая система богато снабжена нервными элементами (нервные клетки и волокна). Патологические изменения в этой системе приводят к нарушениям ритма сердечной деятельности (учащение или, наоборот, урежение сердечных сокращений, разная частота сокращений предсердий и желудочков).