Как устроено сердце и как оно работает

Как устроено сердце и как оно работает

Слово «сердце» очень часто употребляется в нашей речи. Мы чувствуем сердцем, радуемся сердцем, разбиваем сердце, сердце замирает, уходит в пятки, сердцу не прикажешь. Сердце, как никакой другой орган, человек наделяет множеством эпитетов, подчеркивающих его особое значение для жизнедеятельности организма. И оснований для этого более чем достаточно, ведь биение сердца в первую очередь ассоциируется со словом «жизнь». Сердце начинает биться задолго до появления человека на свет и далее – на протяжении всей его жизни – неутомимо трудится, выполняя колоссальный объем работы. Для примера скажу, что за сутки сердце делает около 100 000 сокращений, перекачивая при этом почти 170 литров крови.

Как же оно устроено и как работает?

Рис. 1. Анатомия сердца и крупных сосудов

С анатомической точки зрения сердце – это полый орган, стенки которого состоят их трех слоев: внешнего (эпикард), внутреннего (эндокард) и расположенного между ними мышечного слоя (миокард), несущего основную функциональную нагрузку. Миокард – это особая мышца, не похожая ни на одну другую мышцу в организме человека. Состоит она из специальных клеток – кардиомиоцитов. Эти клетки способны не только сокращаться (функция сократимости), но и самостоятельно вырабатывать электрические импульсы и проводить их от клетки к клетке (функция возбуждения и проведения). Особые качества кардиомиоцитов связаны с особенностями внутриклеточного обмена электролитов: кальция, магния, калия. Сердечную мышцу отличает от всех других мышц организма еще и высокая потребность в кислороде и отсутствие так называемого кислородного резерва. Даже в обычных условиях ей необходимо забирать из протекающей артериальной крови максимальное количество кислорода – почти 98 %, в то время как остальным мышцам достаточно около 70 %. Разница между этими цифрами и составляет так называемый кислородный резерв, который другие мышцы могут использовать в условиях повышенной нагрузки. Сердечная мышца такой возможности не имеет, и это делает ее более чувствительной к нехватке кислорода.

С функциональной точки зрения сердце – это насос, главная функция которого – снабжать кровью органы и ткани человека, то есть обеспечивать приток крови, насыщенной кислородом (артериальной), и отток крови, бедной кислородом (венозной). На работу сердца большое влияние оказывают гормональные изменения, а также нервные импульсы, которые регулируют частоту и силу сердечных сокращений. Например, при физической или эмоциональной нагрузках сердце начинает биться чаще. В состоянии покоя или сна частота сердечных сокращений замедляется. Благодаря взаимосвязи всех органов и систем человека, управляемых головным мозгом, сердце чутко реагирует на потребности организма, обеспечивая его необходимым в данный момент количеством крови.

Сердце состоит из четырех камер: двух желудочков – левого и правого, двух предсердий – левого и правого. Каждое предсердие связано с желудочком отверстием для протока крови. Отверстия снабжены клапанами, препятствующими обратному току. Правое предсердие отделяет от правого желудочка трехстворчатый клапан, левое предсердие от левого желудочка – двустворчатый (или митральный) клапан. Кроме того, каждая камера сердца сообщается с сосудами, по которым кровь притекает или оттекает от сердца. К предсердиям кровь притекает по полым и легочным венам, а от желудочков оттекает по аорте и легочному стволу. Камеры сердца сообщаются с крупными сосудами через клапаны.

Сердце устроено таким образом, что правая его часть (предсердие и желудочек) всегда заполнена венозной кровью, а левая – артериальной. В норме у взрослого человека эти два потока не смешиваются. К правому предсердию по полым венам приносится венозная кровь, она поступает в правый желудочек и из него через легочный ствол выбрасывается в малый круг кровообращения – систему легочных сосудов, где происходит насыщение венозной крови кислородом и превращение ее в артериальную. Затем артериальная кровь поступает через легочные вены в левое предсердие, далее – в левый желудочек и из него через аорту – в большой круг кровообращения, то есть ко всем органам и тканям человека.

Каждое сокращение сердца именуется сердечным циклом и делится на три фазы, причем последовательность этих фаз в норме неизменна, с какой бы частотой сердце ни сокращалось:

первая фаза – диастола (расслабление) предсердий, в эту фазу кровь поступает в расслабленные предсердия;

вторая фаза – систола (сокращение) предсердий и диастола (расслабление) желудочков, в эту фазу кровь из сокращающихся предсердий поступает в расслабленные желудочки;

третья фаза – систола желудочков, кровь выбрасывается из желудочков в большой и малый круги кровообращения.

Само сердце, как и любой другой орган человеческого организма, тоже нуждается в кровоснабжении. Кровоснабжение сердца осуществляется по коронарным (венечным) артериям и преимущественно в фазу диастолы, в отличие от остальных органов, которые получают кровь в систолу. Коронарные артерии отходят непосредственно от аорты и огибают сердце справа и слева, формируя подобие короны (отсюда и их название).

Рис. 2. Анатомия коронарных артерий