Особенности строения и функции сердца человека. Строение сердца Сердечный отдел

Строение сердца любого организма имеет много характерных нюансов. В процессе филогенеза, то есть эволюции живых организмов к более сложным, сердце птиц, животных и человека приобретает четыре камеры вместо двух камер у рыб и трех камер у земноводных. Такое сложное строение наилучшим образом приспособлено для разделения потоков артериальной и венозной крови. Кроме этого, анатомия сердца человека подразумевает множество мельчайших деталей, каждая из которых выполняет свои строго определенные функции.

Сердце как орган

Итак, сердце является не чем иным, как полым органом, состоящим из специфической мышечной ткани, которая и осуществляет моторную функцию. Сердце располагается в грудной клетке за грудиной, больше слева, а продольная ось его направлена кпереди, влево и вниз. Спереди сердце граничит с легкими, почти полностью прикрываясь ими, оставляя лишь незначительную часть, непосредственно прилегающую к грудной клетке изнутри. Границы этой части по другому называются абсолютной сердечной тупостью, а определить их можно с помощью простукивания грудной стенки ().

У людей с нормальной конституцией сердце имеет полугоризонтальное положение в грудной полости, у лиц с астенической конституцией (худощавых и высоких) – почти вертикальное, а у гиперстеников (плотных, коренастых, с большой мышечной массой) – почти горизонтальное.

положение сердца

Задняя стенка сердца прилегает к пищеводу и к крупным магистральным сосудам (к грудному отделу аорты, к нижней полой вене). Нижняя часть сердца расположена на диафрагме.

внешнее строение сердца

Возрастные особенности

Сердце человека начинает формироваться на третьей неделе внутриутробного периода и продолжается весь период вынашивания беременности, проходя стадии от однокамерной полости к четырехкамерному сердцу.

развитие сердца во внутриутробном периоде

Формирование четырех камер (двух предсердий и двух желудочков) происходит уже в первые два месяца беременности. Мельчайшие структуры полностью формируются к родам. Именно в первые два месяца сердце эмбриона наиболее уязвимо для негативного влияния некоторых факторов на будущую маму.

Сердце плода участвует в кровотоке по его организму, но отличается кругами кровообращения – у плода пока не работает собственное дыхание легкими, а “дышит” он через плацентарную кровь. В сердце плода существуют некоторые отверстия, позволяющие “выключать” легочной кровоток из кровообращения до родов. Во время родов, сопровождающихся первым криком новорожденного, и, следовательно, в момент повышения внутригрудного давления и давления в сердце ребенка, эти отверстия закрываются. Но это происходит далеко не всегда, и у ребенка они могут остаться, например, (не следует путать с таким пороком, как дефект межпредсердной перегородки). Открытое окно пороком сердца не является, и впоследствии, по мере роста ребенка, зарастает.

гемодинамика в сердце до и после рождения

Сердце новорожденного ребенка имеет округлую форму, а размеры его составляют 3-4 см в длину и 3-3.5 см в ширину. В первый год жизни ребенка сердце значительно увеличивается в размерах, причем больше в длину, чем в ширину. Масса сердца новорожденного ребенка составляет около 25-30 грамм.

По мере роста и развития малыша сердце также растет, иногда значительно опережая развитие самого организма согласно возрасту. К 15 годам масса сердца возрастает почти в десять раз, а объем его увеличивается более, чем в пять раз. Наиболее интенсивно сердце растет до пяти лет, а затем в период полового созревания.

У взрослого человека размеры сердца составляют около 11-14 см в длину, и 8-10 см в ширину. Многие справедливо полагают, что размеры сердца каждого человека соответствуют размеру его сжатого кулака. Масса сердца у женщин составляет около 200 грамм, а у мужчин – около 300-350 грамм.

После 25 лет начинаются изменения в соединительной ткани сердца, которая образует сердечные клапаны. Эластичность их уже не такая, как в детстве и юношестве, а края могут стать неровными. По мере взросления, а затем и старения человека изменения происходят во всех структурах сердца, а также в сосудах, его питающих (в коронарных артериях). Эти изменения могут приводить к развитию многочисленных кардиологических заболеваний.

Анатомические и функциональные особенности сердца

Анатомически сердце представляет собой орган, разделенный с помощью перегородок и клапанов на четыре камеры. “Верхние” две называются предсердиями (atrium), а “нижние” две – желудочками (ventriculum). Между правым и левым предсердиями располагается межпредсердная перегородка, а между желудочками – межжелудочковая. В норме эти перегородки не имеют в себе отверстия. Если же отверстия имеются, это приводит к смешиванию артериальной и венозной крови, и, соответственно, к гипоксии многих органов и тканей. Такие отверстия называются дефектами перегородок и относятся к .

базовое строение камер сердца

Границами между верхними и нижними камерами являются атрио-вентрикулярные отверстия – левое, прикрытое створками митрального клапана, и правое, прикрытое створками трикуспидального клапана. Целостность перегородок и правильная работа клапанных створок предотвращают смешивание кровяных потоков в сердце, и способствуют четкому однонаправленному движению крови.

Предсердия и желудочки отличаются – предсердия имеют меньшие размеры, нежели желудочки, и меньшую толщину стенок. Так, стенка предсердий составляет порядка всего трех миллиметров, стенка правого желудочка – около 0.5 см, а левого – около 1.5 см.

У предсердий имеются небольшие выступы – ушки. Они обладают незначительной присасывающей функцией для лучшего нагнетания крови в полость предсердий. В правое предсердие возле его ушка впадает устье полой вены, а в левое – легочные вены в количестве четырех (реже пяти). От желудочков отходят легочная артерия (называемая чаще легочным стволом) справа и луковица аорты слева.

строение сердца и входящих в него сосудов

Изнутри верхние и нижние камеры сердца тоже отличаются и имеют свои особенности. Поверхность предсердий является более гладкой, чем желудочков. От клапанного кольца между предсердием и желудочком берут начало тонкие соединительнотканные клапаны – двустворчатый (митральный) слева и трехстворчатый (трикуспидальный) справа. Другим краем створки обращены внутрь желудочков. Но для того, чтобы они не свисали свободно, их как бы поддерживают тонкие сухожильные нити, называемые хордами. Они словно пружинки, растягиваются при смыкании створок клапанов и сжимаются при раскрытии створок. Хорды берут начало от сосочковых мышц из стенки желудочков – в составе трех в правом и двух в левом желудочке. Именно поэтому желудочковая полость имеет неровную и бугристую внутреннюю поверхность.

Функции предсердий и желудочков также различаются. В связи с тем, что предсердиям кровь необходимо проталкивать в желудочки, а не в более крупные и длинные сосуды, преодолевать сопротивление мышечной ткани им приходится меньшее, поэтому предсердия меньше по размеру и стенки их тоньше, нежели у желудочков. Желудочки проталкивают кровь в аорту (слева) и в легочную артерию (справа). Условно сердце разделяется на правую и левую половину. Правая половина служит для потока исключительно венозной крови, а левая – для артериальной. Схематично «правое сердце» обозначается синим цветом, а «левое сердце» – красным. В норме эти потоки никогда не смешиваются.

гемодинамика в сердце

Один сердечный цикл длится около 1 секунды и осуществляется следующим образом. В момент наполнения кровью предсердий стенки их расслабляются – происходит диастола предсердий. Открыты клапаны полых вен и легочных вен. Трикуспидальный и митральный клапаны закрыты. Затем предсердные стенки напрягаются и выталкивают кровь в желудочки, трикуспидальный и митральный клапаны открыты. В этот момент происходит систола (сокращение) предсердий и диастола (расслабление) желудочков. После принятия крови желудочками трикуспидальный и митральный клапаны закрываются, а клапаны аорты и легочной артерии открываются. Далее сокращаются уже желудочки (систола желудочков), а предсердия вновь наполняются кровью. Наступает общая диастола сердца.

сердечный цикл

Основная функция сердца сводится к насосной, то есть к проталкиванию определенного кровяного объема в аорту с такими давлением и скоростью, чтобы кровь была доставлена к самым отдаленным органам и к мельчайшим клеточкам организма. Причем в аорту проталкивается артериальная кровь с высоким содержанием кислорода и питательных веществ, поступающая в левую половину сердца из сосудов легких (притекает к сердцу по легочным венам).

Венозная кровь, с низким содержанием кислорода и других веществ, собирается от всех клеток и органов с систему полых вен, и притекает в правую половину сердца из верхней и нижней полых вен. Далее венозная кровь выталкивается из правого желудочка в легочную артерию, а затем в легочные сосуды с целью осуществления газообмена в альвеолах легких и с целью обогащения кислородом. В легких артериальная кровь собирается в легочные венулы и вены, и вновь притекает в левую половину сердца (в левое предсердие). И так регулярно сердце осуществляет перекачивание крови по организму с частотой 60-80 ударов в минуту. Данные процессы обозначаются понятием «кругов кровообращения». Их два – малый и большой:

• Малый круг включает в себя поток венозной крови из правого предсердия через трикуспидальный клапан в правый желудочек – затем в легочную артерию – далее в артерии легких – обогащение крови кислородом в легочных альвеолах – поток артериальной крови в мельчайшие вены легких – в легочные вены – в левое предсердие.
• Большой круг включает поток артериальной крови из левого предсердия посредством митрального клапана в левый желудочек – через аорту в артериальное русло всех органов – после газообмена в тканях и органах кровь становится венозной (с большим содержанием углекислого газа вместо кислорода) – далее в венозное русло органов – в систему полых вен – в правое предсердие.

круги кровообращения

Видео: анатомия сердца и сердечный цикл кратко

Морфологические особенности сердца

Если рассмотреть срезы сердца под микроскопом, то можно увидеть особенный тип мускулатуры, который больше не встречается ни в одном органе. Это разновидность поперечно-полосатой мускулатуры, но имеющей существенные гистологические отличия от обычных скелетных мышц и от мышц, выстилающих внутренние органы. Основная функция сердечной мышцы, или миокарда, заключается в обеспечении важнейшей способности сердца, составляющей основу жизнедеятельности всего организма в целом. Это способность к сокращению, или сократимость.

Для того, чтобы волокна сердечной мышцы сокращались синхронно, к ним необходимо подвести электрические сигналы, которые и возбуждают волокна. В этом заключается другая способность сердца – .

Проводимость и сократимость возможны за счет того, что сердце в автономном режиме генерирует в себе электричество. Данные функции (автоматизм и возбудимость) обеспечиваются особенными волокнами, которые являются составной частью проводящей системы. Последняя представлена электрически активными клетками синусового узла, атрио-вентрикулярного узла, пучком Гиса (с двумя ножками – правой и левой), а также волокнами Пуркинье. В том случае, когда у пациента поражение миокарда затрагивает эти волокна, развиваются , по-другому называемые .

сердечный цикл

В норме электрический импульс зарождается в клетках синусового узла, который располагается в зоне ушка правого предсердия. За короткий промежуток времени (около половины миллисекунды) импульс распространяется по миокарду предсердий, а далее попадает в клетки атрио-вентрикулярного соединения. Обычно сигналы передаются к АВ-узлу по трем основным трактам – пучкам Венкенбаха, Тореля и Бахмана. В клетках АВ-узла время передачи импульса удлиняется до 20-80 миллисекунд, а затем импульсы попадают посредством правой и левой ножек (а также передней и задней ветвей левой ножки) пучка Гиса к волокнам Пуркинье, и в итоге, к рабочему миокарду. Частота передачи импульсов по всем проводящим путям равна частоте сердечных сокращений и составляет 55-80 импульсов в минуту.

Итак, миокард, или сердечная мышца является средней оболочкой в стенке сердца. Внутренняя и внешняя оболочки представляют собой соединительную ткань, и называются эндокардом и эпикардом. Последний слой входит в состав перикардиальной сумки, или сердечной “сорочки”. Между внутренним листком перикарда и эпикардом образуется полость, заполненная очень незначительным количеством жидкости, для обеспечения лучшего скольжения листков перикарда в моменты сердечных сокращений. В норме объем жидкости составляет до 50 мл, превышение данного объема может свидетельствовать о перикардите.

строение сердечной стенки и оболочки

Кровоснабжение и иннервация сердца

Несмотря на то, что сердце является насосом по обеспечению всего организма кислородом и питательными веществами, само оно тоже нуждается в артериальной крови. В связи с этим вся стенка сердца имеет хорошо развитую артериальную сеть, которая представлена разветвлением коронарных (венечных) артерий. Устья правой и левой венечных артерий отходят от корня аорты и подразделяются на ветви, проникающие в толщу сердечной стенки. Если эти важнейшие артерии забиваются тромбами и атеросклеротическими бляшками, у пациента разовьется , и орган уже не сможет выполнять свои функции в полном объеме.

расположение коронарных артерий, кровоснабжающих сердечную мышцу (миокард)

На то, с какой частотой и силой бьется сердце, оказывают влияние нервные волокна, отходящие от важнейших нервных проводников – блуждающего нерва и симпатического ствола. Первые волокна обладают способностью замедлять частоту ритма, последние – увеличивать частоту и силу сердцебиения, то есть действуют подобно адреналину.

иннервация сердца

В заключение необходимо отметить, что анатомия сердца может иметь какие-либо отклонения у отдельных пациентов, поэтому определить норму или патологию у человека способен только врач после проведения обследования, способного наиболее информативно визуализировать сердечно-сосудистую систему.

Видео: лекция по анатомии сердца

Для того чтобы обеспечить адекватное питание внутренних органов, сердце перекачивает в день в среднем семь тонн крови. Его размер при этом равен сжатому кулаку. На протяжении жизни этот орган совершает приблизительно 2,55 миллиардов ударов. Окончательное формирование сердца происходит к 10 неделе внутриутробного развития. После рождения кардинально меняется вид гемодинамики – от питания плацентой матери к самостоятельному, легочному дыханию.

Читайте в этой статье

Мышечные волокна (миокард) являются преобладающим видом клеток сердца. Они составляют его основную массу и находятся в среднем слое. Снаружи орган покрыт эпикардом. Он на уровне прикрепления аорты и легочной артерии заворачивается, направляясь книзу. Таким образом формируется околосердечная сумка – перикард. В нем содержится около 20 — 40 мл прозрачной жидкости, которая не дает листкам слипаться и травмироваться при сокращениях.

Внутренняя оболочка (эндокард) складывается вдвое в местах перехода предсердий в желудочки, устьев аортального и легочного ствола, образуя клапаны. Их створки крепятся к кольцу из соединительной ткани, а свободная часть движется потоком крови. Для того, чтобы не происходило выворачивание частей в предсердие, к ним присоединены нити (хорды), отходящие от сосочковых мышц желудочков.

Сердце имеет следующую структуру:

• три оболочки – эндокард, миокард, эпикард;
• перикардиальную сумку;
• камеры с артериальной кровью – левое предсердие (ЛП) и желудочек (ЛЖ);
• отделы с венозной кровью – правое предсердие (ПП) и желудочек (ПЖ);
• клапаны между ЛП и ЛЖ (митральный) и трехстворчатый справа;
• два клапана разграничивают желудочки и крупные сосуды (аортальный слева и легочной артерии справа);
• перегородка делит сердце на правую и левую половину;
• выносящие сосуды, артерии – пульмональная (венозная кровь из ПЖ), аорта (артериальная из ЛЖ);
• приносящие, вены – легочные (с артериальной кровью) заходят в ЛП, полые вены впадают в ПП.

Внутренняя анатомия и особенности строения клапанов, предсердий, желудочков

Каждая часть сердца имеет свою функцию и анатомические особенности. В целом, более мощным является ЛЖ (по сравнению с правым), так как он с усилием продвигает кровь в артерии, преодолевая высокое сопротивление сосудистых стенок. ПП развито больше левого, оно принимает кровь из всего организма, а левое всего лишь из легких.

С какой стороны сердце у человека

У человека сердце находится с левой стороны в центре грудной клетки. В этой области расположена основная часть – 75% от всего объема. Одна треть переходит за среднюю линию в правую половину. При этом ось сердца идет под наклоном (направление по косой). Такое положение считают классическим, так как оно встречается у подавляющего большинства взрослых людей. Но возможны и варианты:

• декстрокардия (правостороннее);
• почти горизонтальное – при широкой, короткой грудной клетке;
• близкое к вертикальному – у худощавых.

Где находится сердце у человека

Сердце у человека находится в грудной клетке между легкими. Оно прилегает к грудине изнутри, а снизу ограничено диафрагмой. Окружает его околосердечная сумка – перикард. Болезненность в области сердца появляется слева вблизи молочной железы. Там проецируется верхушка. Но при стенокардии боль пациенты ощущают за грудинной, и она распространяется по левой половине грудной клетки.

Как расположено сердце в теле человека

Сердце в теле человека расположено по центру грудной клетки, но его основная часть переходит в левую половину, а всего одна треть локализована в правой части. У большинства оно имеет угол наклона, но у полных людей его позиция ближе к горизонтальной, а у худощавых – к вертикальной.

Расположение сердца в грудной клетке у человека

У человека сердце располагается в грудной клетке таким образом, что передними, боковыми поверхностями оно контактирует с легкими, а задненижней – с диафрагмой. Основание сердца (сверху) переходит в крупные сосуды – аорту, легочную артерию. Верхушка – это самая нижняя часть, она примерно соответствует 4-5 промежутку между ребрами. Ее можно найти в этой области, опустив воображаемый перпендикуляр от центра левой ключицы.

Под внешним строением сердца понимают его камеры, оно содержит два предсердия, два желудочка. Они разделены перегородками. Впадают в сердце легочные, полые вены, а выносят кровь артерии легких, аорта. Между крупными сосудами, на границе одноименных предсердий и желудочков есть клапаны:

• аортальный;
• легочной артерии;
• митральный (слева);
• трикуспидальный (между правыми частями).

Сердце окружено полостью с небольшим количеством жидкости. Ее образуют листки перикарда.

Если сжать кулак, то можно представить себе в точности вид сердца. При этом та часть, которая находится у лучезапястного сустава, будет его основанием, а острый угол между первым и большим пальцем – верхушкой. Что немаловажно, размер его тоже очень близок к сжатому кулаку.

Так выглядит сердце человека

Границы сердца и их проекция на поверхность грудной клетки

Границы сердца находят перкуторно, при простукивании, более точно их помогает определять рентгенография или эхокардиография. Проекциями сердечного контура на поверхность грудной клетки являются:

• правая – на 10 мм правее грудины;
• левая – 2 см внутрь от перпендикуляра от центра ключицы;
• верхушка – 5 межреберье;
• основание (верхняя) – 3 ребро.

Какие ткани входят в состав сердца

В состав сердца входят следующие виды тканей:

• мышечная – основная, называется миокардом, а клетки кардиомиоцитами;
• соединительная – клапаны, хорды (нити, которые держат створки), наружный (эпикардиальный) слой;
• эпителий – внутренняя оболочка (эндокард).

Поверхности сердца человека

У сердца человека различают такие поверхности:

• ребер, грудины – передняя;
• легочные – боковые;
• диафрагмальная – нижняя.

Верхушка и основание сердца

Верхушка сердца направлена вниз и влево, ее локализация – это 5 межреберный промежуток. Она представляет собой вершину конуса. Широкая часть (основание) находится сверху, ближе к ключицам, а проецируется на уровень 3 ребра.

Форма сердца человека

По форме сердце здорового человека похоже на конус. Его острие направлено под острым углом вниз и влево от центра грудины. Основание содержит устья крупных сосудов и расположено на уровне 3 ребра.

Правое предсердие

Получает кровь из полых вен. Рядом с ними располагается овальное отверстие, соединяющее ПП и ЛП в сердце плода. У новорожденного оно закрывается после открытия легочного кровотока, а затем полностью зарастает. В систолу (сокращение) венозная кровь проходит в ПЖ через трехстворчатый (трикуспидальный) клапан. ПП имеет достаточно мощный миокард и кубическую форму.

Левое предсердие

Артериальная кровь из легких проходит в ЛП по 4 легочным венам, а затем течет через отверстие в ЛЖ. Стенки ЛП в 2 раза тоньше, чем у правого. По форме ЛП похоже на цилиндр.

Правый желудочек

Он имеет вид перевернутой пирамиды. Емкость ПЖ составляет около 210 мл. В нем можно выделить две части – артериальный (легочной) конус и собственно полость желудочка. В верхней части расположены два клапана: трикуспидальный и пульмонального ствола.

Левый желудочек

Похож на перевернутый конус, его нижняя часть образует верхушку сердца. Толщина миокарда самая большая – 12 мм. Вверху размещены два отверстия – для соединения с аортой и ЛП. Оба они перекрываются клапанами – аортальным и митральным.

Почему стенки предсердий тоньше стенок желудочков

Толщина стенок предсердия меньше, они более тонкие, так как им нужно протолкнуть кровь только в желудочки. За ними по силе следует правый желудочек, он выбрасывает содержимое в соседние легкие, а самым большим по размеру стенок является левый. Он перекачивает кровь в аорту, где имеется высокое давление.

Трикуспидальный клапан

Правый предсердно-желудочковый клапан состоит из уплотненного кольца, ограничивающего отверстие, и створок, их может быть не 3, а от 2 до 6.

У половины людей встречается именно трехстворчатая конфигурация.

Функция этого клапана состоит в препятствии забросу крови в ПП при систоле ПЖ.

Клапан легочного ствола

Он не дает крови пройти обратно в ПЖ после его сокращения. В составе имеются заслонки, близкие по форме к полумесяцу. Посредине каждой есть узелок, герметизирующий смыкание.

Митральный клапан

Имеет две створки, одна находится спереди, а другая сзади. Когда клапан открыт, то кровь поступает из ЛП в ЛЖ. При сжимании желудочка его части смыкаются для того, чтобы обеспечить прохождение крови в аорту.

Клапан аорты

Образован тремя заслонками полулунной формы. Подобно пульмональному не содержит нитей, которые удерживают створки. В зоне расположения клапана аорта расширяется и имеет углубления, названные синусами.

Масса сердца взрослого человека

В зависимости от телосложения и общего веса тела масса сердца у взрослого человека колеблется от 200 до 330 г. У мужчин оно в среднем на 30-50 г тяжелее, чем у женщин.

Схема кругов кровообращения

Газообмен происходит в альвеолах легких. В них приходит венозная кровь из пульмональной артерии, выходящей из ПЖ. Несмотря на название, легочные артерии переносят кровь венозного состава. После отдачи углекислоты и насыщения кислородом по пульмональным венам кровь проходит в ЛП. Так формируется малый круг кровотока, названный легочным.

Большой круг охватывает весь организм в целом. Из ЛЖ артериальная кровь разносится по всем сосудам, питая ткани. Лишенная кислорода, венозная кровь течет из полых вен в ПП, затем в ПЖ. Круги замыкаются между собой, обеспечивая непрерывный поток.

Для того чтобы кровь попала в миокард, она должна пройти вначале в аорту, а затем в две венечные артерии. Они названы так из-за формы разветвлений, напоминающий корону (венец). Венозная кровь из сердечной мышцы преимущественно поступает в венечный синус. Он открывается в правое предсердие. Этот круг кровообращения считается третьим, коронарным.

Смотрите на видео о строении сердца человека:

Чем особенное строение сердца у ребенка

До шестилетнего возраста сердце имеет форму шара за счет больших предсердий. Его стенки легко растягиваются, они гораздо тоньше, чем у взрослых. Постепенно формируется сеть сухожильных нитей, фиксирующих створки клапанов и сосочковых мышц. Полное развитие всех структур сердца оканчивается к 20 годам.

Положение сердца новорожденного в грудной клетке вначале косое, прилегающее к передней поверхности. Это вызвано увеличением объема легочной ткани и уменьшением массы вилочковой железы.

До двух лет сердечный толчок образует правый желудочек, а затем и часть левого. По скорости роста до 2 лет лидируют предсердия, а после 10 – желудочки. До десяти лет ЛЖ опережает правый.

Основные функции миокарда

Сердечная мышца отличается по строению от всех других, так как имеет несколько уникальных свойств:

• Автоматизм – возбуждение под действием собственных биоэлектрических импульсов. Вначале они формируются в синусовом узле. Он – главный водитель ритма, генерирует сигналы около 60 — 80 за минуту. Нижележащие клетки проводящей системы – это узлы 2 и 3 порядка.
• Проводимость - импульсы от места образования могут распространяться от синусового узла к ПП, ЛП, предсердно-желудочковому узлу, по миокарду желудочков.
• Возбудимость- в ответ на внешние и внутренние раздражители миокард активизируется.
• Сократимость – способность сокращаться при возбуждении. Эта функция и создает насосные возможности сердца. Сила, с которой миокард реагирует на электрический стимул, зависит от давления в аорте, степени растяжения волокон в диастолу, объема крови в камерах.

Функционирование сердца проходит три этапа:

1. Сокращение ПП, ЛП и расслабление ПЖ и ЛЖ с открыванием клапанов между ними. Переход крови в желудочки.
2. Систола желудочков – раскрываются клапаны сосудов, кровь течет в аорту и легочную артерию.
3. Общее расслабление (диастола) – кровь заполняет предсердия и надавливает на клапаны (митральный и трехстворчатый) вплоть до их раскрывания.

В период сокращения желудочков захлопнуты давлением крови клапаны между ними и предсердиями. В диастолу давление в желудочках падает, оно становится ниже, чем в крупных сосудах, тогда части пульмонального и аортального клапана смыкаются, чтобы поток крови не вернулся обратно.

Цикл работы сердца

В цикле работы сердца выделяют 2 стадии – сокращения и расслабления. Первая называется систолой и включает также 2 фазы:

• сжимание предсердий для заполнения желудочков (длится 0,1 сек.);
• работу желудочковой части и выброс крови в крупные сосуды (около 0,5 сек.).

Затем наступает расслабление – диастола (0,36 сек). Клетки меняют полярность, чтобы отреагировать на следующий импульс (реполяризация), а кровеносные сосуды миокарда приносят питание. В этом периоде начинают наполняться предсердия.

Сердце обеспечивает продвижение крови по большому и малому кругу благодаря согласованной работе предсердий, желудочков, магистральных сосудов и клапанов. Миокард обладает способностью вырабатывать электрический импульс, проводить его от узлов автоматизма до клеток желудочков. В ответ на воздействие сигнала мышечные волокна переходят в активное состояние и сокращаются. Сердечный цикл состоит из систолического и диастолического периода.

Полезное видео

Смотрите на видео о работе сердца человека:

Читайте также

Важную функцию играет коронарное кровообращение. Его особенности, схему движения по малому кругу, сосуды, физиологию и регуляцию изучают кардиологи при подозрении на проблемы.

Непростая проводящая система сердца обладает множеством функций. Ее строение, в котором есть узлы, волокна, отделы, а также другие элементы помогают в общей работе сердца и всей системе кроветворения в организме.

Из-за тренировок сердце спортсмена отличается от обычного человека. Например, по ударному объему, ритму. Однако у бывшего спортсмена или же при приеме стимуляторов могут начаться заболевания - аритмия, брадикардия, гипертрофия. Чтобы этого не допустить, стоит пить специальные витамины и препараты.

При подозрении на любое отклонение назначается рентген сердца. Он может выявить тень в норме, увеличение размера органа, пороки. Иногда проводится рентгенография с контрастированием пищевода, а также в одной-трех и иногда даже четырех проекциях.

Сердце является одним из совершеннейших органов человеческого тела, который был создан с особой продуманностью и тщательностью. У него великолепные качества: фантастическая мощность, редчайшая неутомимость и неподражаемая способность приноравливаться к внешней среде. Не зря многие люди называют сердце человеческим мотором, ведь на самом деле, это так и есть. Если только вдуматься в колоссальную работу нашего «мотора», то это удивительнейший орган.

Что такое сердце и каковы его функции?

Сердце – это мышечный орган, который благодаря ритмичным повторным сокращениям обеспечивает кровоток по кровеносным сосудам.

Главной функцией сердца является обеспечение постоянного и беспрерывного кровотока по всему организму . Поэтому сердце представляет собой некий насос, который циркулирует кровь по всему телу, и это является его главной функцией. Благодаря работе сердца кровь поступает во все части тела и органы, насыщает ткани питательными веществами и кислородом, при этом также насыщает кислородом и саму кровь. При физической нагрузке, увеличении скорости движения (беге) и при стрессе - сердце должно произвести мгновенную реакцию и увеличить скорость и количество сокращений.

С тем, что такое сердце и каковы его функции – мы ознакомились, теперь давайте же мы рассмотрим структуру сердца.

Для начала стоит сказать, что сердце человека находится в левой части грудной клетки. Важно отметить, что в мире есть группа уникальных людей, у которых сердце расположено не с левой стороны, как обычно, а с правой стороны, такие люди, как правило, имеют зеркальное строение организма, в результате чего и сердце находится в противоположной от обычного расположения стороне.

Сердце состоит из четырёх отдельных камер (полостей):

• Левое предсердие;


• Правое предсердие;


• Левый желудочек;


• Правый желудочек.

Данные камеры разделены перегородками.

За ток крови отвечают клапаны, которые находятся в сердце . В левое предсердие входят лёгочные вены в правое предсердие – полые (верхняя полая и нижняя полая вены). Из левого и правого желудочков выходят лёгочный ствол и восходящая аорта.

Левый желудочек с левым предсердием разделяет митральный клапан (двухстворчатый клапан). Правый желудочек и правым предсердием разделяет трёхстворчатый клапан . Также в самом сердце находятся лёгочный и аортальный клапаны , которые отвечают за вытекание крови из левого и правого желудочков.

Круги кровообращения сердца

Как известно сердце производит 2 вида кругов кровообращения – это в свою очередь большой круг кровообращения и малый. Большой круг кровообращения берёт начало из левого желудочка и заканчивается в правом предсердии.

Задачей большого круга кровообращения является снабжение кровью всех органов организма, а также непосредственно самих лёгких.

Малый круг кровообращения берёт начало из правого желудочка и заканчивается в левом предсердии.

Что касается малого круга кровообращения, то он отвечает за газообмен в лёгочных альвеолах.

Вот собственно вкратце, что касается кругов кровообращения.

Что делает сердце?

Для чего нужно сердце? Как вы уже поняли, сердце производит беспрерывный кровоток по всему организму. Трехсотграммовый клубок мышц, упругий и подвижный - представляет собой постоянно работающую всасывающую и нагнетающую помпу, правая половина которой забирает в себя из вен использованную в организме кровь и направляет ее в лёгкие для обогащения кислородом. Затем кровь из лёгких поступает в левую половину сердца и с определенной степенью усилия, измеряемого уровнем артериального давления, выбрасывает кровь.

Циркуляция крови при кровообращении происходит примерно 100 тысяч раз в день, на расстоянии свыше 100 тысяч километров (такова общая длина сосудов человеческого тела). За год число сердечных сокращений достигает астрономической величины - 34 миллиона. За это время перекачивается 3 миллиона литров крови. Гигантская работа! Какие удивительные резервы скрыты в этом биологическом двигателе!

Интересно знать: на одно сокращение тратится энергия, достаточная для того, чтобы поднять груз весом в 400 г на высоту один метр. Причём спокойное сердце использует только 15% от всей энергии, которой оно располагает. При тяжёлой работе, эта цифра увеличивается до 35%.

В отличие от мышц скелетной мускулатуры, которые могут часами пребывать в покое, сократительные клетки миокарда трудятся неустанно в течение долгих лет. Это порождает одно важное требование: снабжение их воздухом должно быть беспрерывным и оптимальным. Если не будет питательных веществ и кислорода - клетка мертвеет мгновенно. Она не может остановиться и подождать запаздывающие дозы живительного газа и глюкозы, так как не создаёт запасов, необходимых для так называемого манёвра. Её жизнь заключается в спасительном глотке свежей крови.

Но разве может голодать мышца, насыщенная кровью? Да, может. Дело в том, что миокард не питается кровью, которой полны его полости. Снабжение его кислородом и необходимыми питательными веществами идёт через два «трубопровода», которые ответвляются от основания аорты и венчают мышцу наподобие короны (отсюда их название «коронарные» или «венечные»). Они в свою очередь образуют густую сеть капилляров, питающих его собственную ткань. Здесь очень много запасных ответвлений - коллатералей, которые дублируют основные сосуды и идут с ними параллельно - нечто вроде рукавов и протоков большой реки. Кроме того, бассейны основных «кровеносных рек» не разобщены, а связаны в единое целое благодаря поперечным сосудам - анастомозам. Случись беда: закупорка или разрыв - кровь устремится по запасному руслу и потеря с лихвой компенсируется. Таким образом, природа предусмотрела не только скрытые мощности насосного механизма, но и совершенную систему замещающего кровоснабжения.

Этот общий для всех сосудов процесс особенно патологичен для коронарных артерий. Ведь они очень тонкие, самая крупная из них не шире соломинки, через которую пьют коктейль. Играет роль и особенность кровообращения в миокарде. Как ни странно, в этих интенсивно циркулирующих артериях кровь периодически останавливается. Эту странность ученые объясняют так. В отличие от других сосудов коронарные артерии испытывают воздействие двух сил, которые противоположны друг другу: пульсового напора крови, поступающей через аорту, и встречного давления, возникающего в момент сокращения сердечной мышцы и стремящегося вытолкнуть кровь назад, к аорте. Когда противодействующие силы становятся равными, кровоток останавливается на долю секунды. Этого времени достаточно, чтобы из крови выпала в осадок часть тромбообразующего материала. Вот почему атеросклероз коронарных сосудов развивается за много лет до того, как он возникает в других артериях.

Заболевания сердца

Сейчас же сердечно-сосудистые заболевания наступают на людей активными темпами, особенно на пожилых. Миллионы смертей в год - таков исход болезней сердца. Это значит: трое больных из пяти умирают непосредственно от инфарктов. Статистика отмечает два тревожных факта: тенденцию роста заболеваний и их омоложение.

К болезням сердца относятся 3 группы заболеваний, которые поражают:

• Клапаны сердца (врождённые или приобретённые пороки сердца);


• Сердечные сосуды;


• Ткани оболочек сердца.

Атеросклероз . Это заболевание, которое поражает сосуды. При атеросклерозе происходит полное или частичное перекрытие кровеносных сосудов, что также сказывается на работе сердца. Именно данная болезнь является наиболее частым заболеванием, связанным с сердцем. Внутренние стенки сосудов сердца имеют поверхность, покрытую известковыми отложениями, уплотняющими и суживающими просвет животворных русел (на латыни «инфарктус» означает «запертый»). Для миокарда очень важна эластичность сосудов, так как человек живет в самых разнообразных двигательных режимах. Например, вы неторопливо прогуливаетесь, разглядывая витрины магазинов, и вдруг вспоминаете, что вам необходимо быть пораньше дома, к остановке подъезжает нужный вам автобус, и вы бросаетесь вперёд, чтобы успеть на него. В результате этого, сердце начинает «бежать» вместе с вами, резко меняя темп работы. Сосуды, питающие миокард, в этом случае расширяются - питание должно соответствовать усиленному расходу энергии. Но у больного атеросклерозом известь, оштукатурившая сосуды, как бы превращает сердце в камень - оно не откликается на его желания, так как не в состоянии пропустить для питания миокарда столько рабочей крови, сколько её нужно при беге. Так бывает с автомобилем, скорость которого невозможно увеличить, если засорившиеся трубопроводы не подают в камеры сгорания достаточного количества «бензина».

Сердечная недостаточность . Под данным термином понимается заболевание, при котором происходит комплекс расстройств из-за понижения сократительной способности миокарда, что является следствием развития застойных процессов. При сердечной недостаточности происходит застой крови как в малом, так и в большом круге кровообращения.

Пороки сердца . При пороках сердца в работе клапанного аппарата могут наблюдаться дефекты, которые могут приводить к сердечной недостаточности. Пороки сердца бывают как врождёнными, так и приобретёнными.

Аритмия сердца . Данная патология сердца вызвана

Сердце человека - это конусообразный полый мышечный орган, в который поступает кровь из впадающих в него венозных стволов, и перекачивающий её в артерии, которые примыкают к сердцу. Полость сердца разделена на 2 предсердия и 2 желудочка. Левое предсердие и левый желудочек в совокупности образуют «артериальное сердце», названное так по типу проходящей через него крови, правый желудочек и правое предсердие объединяются в «венозное сердце», названное по тому же принципу. Сокращение сердца называется систола, расслабление - диастола.

Форма сердца не одинакова у разных людей. Она определяется возрастом, полом, телосложением, здоровьем, другими факторами. В упрощенных моделях описывается сферой, эллипсоидами, фигурами пересечения эллиптического параболоида и трёхосного эллипсоида. Мера вытянутости (фактор) формы есть отношение наибольших продольного и поперечного линейных размеров сердца. При гиперстеническом типе телосложения отношение близко к единице и астеническом - порядка 1,5. Длина сердца взрослого человека колеблется от 10 до 15 см (чаще 12-13 см), ширина в основании 8-11 см (чаще 9-10 см) и переднезадний размер 6-8,5 см (чаще 6, 5-7 см). Масса сердца в среднем составляет у мужчин 332 г (от 274 до 385 г), у женщин - 253 г (от 203 до 302 г).

Сердце человека - романтический орган. У нас оно считается вместилищем души. «Сердцем чувствую» - говорят в народе. У африканских аборигенов оно считается органом ума.

Здоровое сердце представляет собой сильный, непрерывно работающий орган, размером с кулак и весом около полкилограмма.

Cостоит из 4-х камер. Мышечная стенка, называемая перегородкой, делит сердце на левую и правую половины. В каждой половине находится 2 камеры.

Верхние камеры называются предсердиями, нижние - желудочками. Два предсердия разделены межпредсердной перегородкой, а два желудочка - межжелудочковой перегородкой. Предсердие и желудочек каждой стороны сердца соединяются предсердно-желудочковым отверстием. Это отверстие открывает и закрывает предсердно-желудочковый клапан. Левый предсердно-желудочковый клапан известен также как митральный клапан, а правый предсердно-желудочковый клапан - как трехстворчатый клапан. Правое предсердие получает всю кровь, возвращающуюся из верхней и нижней частей организма. Затем через трикуспидальный клапан, оно посылает ее к правому желудочку, которое в свою очередь нагнетает кровь через клапан легочного ствола - к легким.

В легких кровь обогащается кислородом и возвращается в левое предсердие, которое через митральный клапан посылает ее в левый желудочек.

Левый желудочек через аортальный клапан по артериям нагнетает кровь по всему организму, где она снабжает ткани кислородом. Обедненная кислородом кровь по венам возвращается в правое предсердие.

Кровоснабжение сердца осуществляется двумя артериями: правой венечной артерией и левой венечной артерией, которые являются первыми ветвями аорты. Каждая из венечных артерий выходит из соответствующей правой и левой пазух аорты. Для предотвращения кровотока в обратном направлении служат клапаны.

Виды клапанов: двухстворчатый, трехстворчатый и полулунный.

Полулунные клапаны имеют клиновидные створки, которые препятствуют возвращению крови на выходе из сердца. В сердце есть два полулунных клапана. Один из этих клапанов предотвращает обратный ток в легочной артерии, другой клапан находится в аорте и служит для аналогичной цели.

Другие клапаны предотвращают ток крови из нижних камер сердца в верхние. Двухстворчатый клапан находится в левой половине сердца, трехстворчатый – в правой. У этих клапанов схожее строение, но один из них имеет две створки, а другой, соответственно, три.

Для перекачки крови через сердце в его камерах происходят чередующиеся расслабления (диастолы) и сокращения (систолы), во время которых камеры наполняются кровью и выталкивают ее соответственно.

Естественный водитель ритма, называемый синусовым узлом или узлом Кис-Фляка, располагается в верхней части правого предсердия. Это анатомическое образование, которое контролирует и регулирует сердечный ритм в соответствие с активностью организма, временем суток и многими другими факторами, влияющими на человека. В естественном водителе ритма сердца возникают электрические импульсы, которые проходят через предсердия, заставляя их сокращаться, к атриовентрикулярному (то есть предсердно-желудочковому) узлу, расположенному на границе предсердий и желудочков. Затем возбуждение по проводящим тканям распространяется в желудочках, вызывая их сокращение. После этого сердце отдыхает до следующего импульса, с которого начинается новый цикл.

Основной функцией сердца является обеспечение кровообращения сообщением крови кинетической энергии. Для обеспечения нормального существования организма в различных условиях сердце может работать в достаточно широком диапазоне частот. Такое возможно благодаря некоторым свойствам, таким как:

Автоматия сердца - это способность сердца ритмически сокращаться под влиянием импульсов, зарождающихся в нем самом. Описана выше.

Возбудимость сердца - это способность сердечной мышцы возбуждаться от различных раздражителей физической или химической природы, сопровождающееся изменениями физико – химических свойств ткани.

Проводимость сердца - осуществляется в сердце электрическим путем вследствие образования потенциала действия в клетках пейс-мейкерах. Местом перехода возбуждения с одной клетки на другую, служат нексусы.

Сократимость сердца – Сила сокращения сердечной мышцы прямо пропорциональна начальной длине мышечных волокон

Рефрактерность миокарда – такое временое состояние не возбудимости тканей

При сбое сердечного ритма происходит мерцание, фибриляция – быстрые асинхронные сокращения сердца, что может привести к летальному исходу.

Нагнетание крови обеспечивается посредством попеременного сокращения (систола) и расслабления (диастола) миокарда. Волокна сердечной мышцы сокращаются вследствие электрических импульсов (процессов возбуждения), образующихся в мембране (оболочке) клеток. Эти импульсы появляются ритмически в самом сердце. Свойство сердечной мышцы самостоятельно генерировать периодические импульсы возбуждения называется автоматией.

Мышечное сокращение в сердце - хорошо организованный периодический процесс. Функция периодической (хронотропной) организации этого процесса обеспечивается проводящей системой.

В результате ритмического сокращения сердечной мышцы обеспечивается периодическое изгнание крови в сосудистую систему. Период сокращения и расслабления сердца составляет сердечный цикл. Он складывается из систолы предсердий, систолы желудочков и общей паузы. Во время систолы предсердий давление в них повышается от 1-2 мм рт. ст. до 6-9 мм рт. ст. в правом и до 8-9 мм рт. ст. в левом. В результате кровь через предсердно-желудочковые отверстия подкачивается в желудочки. У человека кровь изгоняется, когда давление в левом желудочке достигает 65-75 мм рт. ст., а в правом - 5-12 мм рт. ст. После этого начинается диастола желудочков, давление в них быстро падает, вследствие чего давление в крупных сосудах становится выше и полулунные клапаны захлопываются. Как только давление в желудочках снизится до 0, открываются створчатые клапаны и начинается фаза наполнения желудочков. Диастола желудочков заканчивается фазой наполнения, обусловленной систолой предсердий.

Длительность фаз сердечного цикла - величина непостоянная и зависит от частоты ритма сердца. При неизменном ритме длительность фаз может нарушаться при расстройствах функций сердца.

Сила и частота сердечных сокращений могут меняться в соответствии с потребностями организма, его органов и тканей в кислороде и питательных веществах. Регуляция деятельности сердца осуществляется нейрогуморальными регуляторными механизмами.

Сердце обладает и собственными механизмами регуляции. Одни из них связаны со свойствами самих волокон миокарда - зависимостью между величиной ритма сердца и силой сокращения его волокна, а также зависимостью энергии сокращений волокна от степени растяжения его во время диастолы.

Упругие свойства материала миокарда, проявляемые вне процесса активного сопряжения, называют пассивными. Наиболее вероятные носители упругих свойств - опорно-трофический остов (в особенности - коллагеновые волокна) и актомиозиновые мостики, имеющиеся в определенном количестве и в пассивной мышце. Вклад опорно-трофического остова в упругие свойства миокарда возрастает при склеротических процессах. Мостиковый компонент жесткости увеличивается при ишемической контрактуре и воспалительных заболеваниях миокарда.

БИЛЕТ 34 (БОЛЬШОЙ И МАЛЫЙ КРУГ КРОВООБРАЩЕНИЯ)

СЕРДЦЕ
мощный мышечный орган, нагнетающий кровь через систему полостей (камер) и клапанов в распределительную сеть, называемую системой кровообращения. У человека сердце расположено вблизи центра грудной полости. Оно состоит в основном из прочной эластичной ткани - сердечной мышцы (миокарда), которая на протяжении всей жизни ритмически сокращается, посылая кровь через артерии и капилляры к тканям организма. При каждом сокращении сердце выбрасывает около 60-75 мл крови, а за минуту (при средней частоте сокращений 70 в минуту) - 4-5 л. За 70 лет сердце производит более 2,5 млрд. сокращений и нагнетает примерно 156 млн. литров крови. Этот по-видимому неутомимый насос, размером со сжатый кулак, весит немногим больше 200 г, лежит почти на боку за грудиной между правым и левым легкими (которые частично прикрывают его переднюю поверхность) и снизу соприкасается с куполом диафрагмы. По форме сердце сходно с усеченным конусом, слегка выпуклым, как груша, с одной стороны; верхушка расположена слева от грудины и обращена к передней части грудной клетки. От противоположной верхушке части (основания) отходят крупные сосуды, по которым притекает и оттекает кровь.
См. также КРОВЕНОСНАЯ СИСТЕМА . Без кровообращения жизнь невозможна, и сердце, как его двигатель, представляет собой жизненно важный орган. При остановке или резком ослаблении работы сердца смерть наступает уже через несколько минут.
Камеры сердца. Сердце человека разделяется перегородками на четыре камеры, которые заполняются кровью не одновременно. Две нижние толстостенные камеры - желудочки, играющие роль нагнетающего насоса; они получают кровь из верхних камер и, сокращаясь, направляют ее в артерии. Сокращения желудочков и создают то, что называют сердцебиениями. Две верхние камеры - предсердия (иногда называемые ушками); это тонкостенные резервуары, которые легко растягиваются, вмещая в интервалах между сокращениями поступающую из вен кровь. Левый и правый отделы сердца (состоящие из предсердия и желудочка каждый) изолированы друг от друга. Правый отдел получает бедную кислородом кровь, оттекающую от тканей организма, и направляет ее в легкие; левый отдел получает насыщенную кислородом кровь из легких и направляет ее к тканям всего тела. Левый желудочек намного толще и массивнее других камер сердца, поскольку выполняет самую тяжелую работу по нагнетанию крови в большой круг кровообращения; обычно толщина его стенок немногим меньше 1,5 см.

Основные сосуды. Кровь поступает в правое предсердие по двум крупным венозным стволам: верхней полой вене, которая приносит кровь от верхних частей тела, и нижней полой вене, приносящей кровь от нижних его частей. Из правого предсердия кровь поступает в правый желудочек, откуда нагнетается через легочную артерию в легкие. По легочным венам кровь возвращается в левое предсердие, а оттуда проходит в левый желудочек, который через самую крупную артерию, аорту, нагнетает кровь в большой круг кровообращения. Аорта (ее диаметр у взрослого человека примерно 2,5 см) вскоре разделяется на несколько ветвей. По основному стволу, нисходящей аорте, кровь направляется в брюшную полость и нижние конечности, а сверху от аорты отходят коронарные (венечные), подключичные и сонные артерии, по которым кровь направляется в саму сердечную мышцу, верхнюю часть туловища, руки, шею и голову.
Клапаны. Система кровообращения снабжена рядом клапанов, которые препятствуют обратному току крови и тем самым обеспечивают нужное направление кровотока. В самом сердце имеются две пары таких клапанов: одна между предсердиями и желудочками, вторая между желудочками и выходящими из них артериями. Клапаны между предсердием и желудочком каждого отдела сердца похожи на занавески и состоят из прочной соединительной (коллагеновой) ткани. Это т.н. атриовентрикулярные (АВ), или предсердно-желудочковые, клапаны; в правом отделе сердца расположен трехстворчатый клапан, а в левом - двустворчатый, или митральный. Они допускают движение крови только из предсердий в желудочки, но не обратно. Клапаны между желудочками и артериями иногда называют полулунными в соответствии с формой их створок. Правый называют также легочным, а левый - аортальным. Эти клапаны допускают ток крови из желудочков в артерии, но не обратно. Между предсердиями и венами клапанов нет.
Ткани сердца. Внутренняя поверхность всех четырех камер сердца, а также все структуры, выступающие в их просвет - клапаны, сухожильные нити и сосочковые мышцы, - выстланы слоем ткани, называемым эндокардом. Эндокард плотно сращен с мышечным слоем. В обоих желудочках находятся тонкие пальцевидные выступы - сосочковые, или папиллярные, мышцы, которые прикрепляются к свободным концам трехстворчатого и митрального клапанов и препятствуют тонким створкам этих клапанов отгибаться под давлением крови в полость предсердий в момент сокращения желудочков. Стенки сердца и перегородки, разделяющие его на правую и левую половины, состоят из мышечной ткани (миокарда) с поперечной исчерченностью, чем они похожи на ткань произвольных мышц тела. Миокард образован удлиненными мышечными клетками, составляющими единую сеть, что обеспечивает их координированное, упорядоченное сокращение. Перегородка между предсердиями и желудочками, к которой крепятся мышечные стенки этих камер сердца, состоит из прочной фиброзной ткани, за исключением рассматриваемого ниже небольшого пучка измененной мышечной ткани (атриовентрикулярной проводящей системы). Снаружи сердце и начальные части выходящих из него крупных сосудов покрыты перикардом - прочным двухслойным мешком из соединительной ткани. Между слоями перикарда содержится небольшое количество водянистой жидкости, которая, действуя как смазка, позволяет им свободно скользить друг по другу при расширении и сокращении сердца.
Сердечный цикл. Последовательность сокращений камер сердца называют сердечным циклом. За время цикла каждая из четырех камер проходит не только фазу сокращения (систолы), но и фазу расслабления (диастолы). Первыми сокращаются предсердия: вначале правое, почти сразу же за ним левое. Эти сокращения обеспечивают быстрое заполнение кровью расслабленных желудочков. Затем сокращаются желудочки, с силой выталкивающие содержащуюся в них кровь. В это время предсердия расслабляются и заполняются кровью из вен. Каждый такой цикл продолжается в среднем 6/7 секунды.

Одна из наиболее характерных особенностей сердца - его способность к регулярным спонтанным сокращениям, не требующим внешнего пускового механизма типа нервной стимуляции. Эта способность обусловлена тем, что сердечная мышца активируется электрическими импульсами, возникающими в самом сердце. Их источником служит небольшая группа видоизмененных мышечных клеток в стенке правого предсердия. Они образуют поверхностную С-образную структуру, длиной примерно 15 мм, которая носит название синоатриального, или синусного, узла. Его называют также водителем ритма (пейсмекером) - он не только запускает сердцебиения, но и определяет их исходную частоту, характерную для каждого вида животных и сохраняющуюся постоянной в отсутствие регуляторных (химических или нервных) воздействий. Возникающие в водителе ритма импульсы волнообразно распространяются по мышечным стенкам обоих предсердий, вызывая их практически одновременное сокращение. На уровне фиброзной перегородки между предсердиями и желудочками (в центральной части сердца) происходит задержка этих импульсов, поскольку они могут распространяться только по мышцам. Однако здесь находится мышечный пучок, т.н. атриовентрикулярная (АВ) проводящая система. Ее начальная часть, в которую поступает импульс, называется АВ узлом. По нему импульс распространяется очень медленно, поэтому между возникновением импульса в синусном узле и его распространением по желудочкам проходит около 0,2 сек. Именно эта задержка и позволяет крови поступать из предсердий в желудочки, пока последние остаются еще расслабленными. Из АВ узла импульс быстро распространяется вниз по проводящим волокнам, образующим т.н. пучок Гиса. Эти волокна пронизывают фиброзную перегородку и входят в верхний отдел межжелудочковой перегородки. Затем пучок Гиса делится на две ветви, идущие по обеим сторонам верхней части этой перегородки. Ветвь, проходящая по левожелудочковой стороне перегородки (левая ножка пучка Гиса), вновь разделяется и ее волокна веерообразно распределяются по всей внутренней поверхности левого желудочка. Ветвь, идущая по правожелудочковой стороне (правая ножка пучка Гиса), сохраняет строение плотного пучка почти до самой верхушки правого желудочка, и здесь разделяется на волокна, распределяющиеся под эндокардом обоих желудочков. Через эти волокна, носящие название волокон Пуркинье, любой импульс может быстро распространиться по внутренней поверхности обоих желудочков. Затем он направляется вверх по боковым стенкам желудочков, вызывая их сокращение, идущее снизу вверх, что приводит к выталкиванию крови в артерии.
Кровяное давление. В разных участках сердца и крупных сосудов давление, создаваемое сокращением сердца, неодинаково. Кровь, возвращающаяся в правое предсердие по венам, находится под относительно малым давлением - около 1-2 мм рт. ст. Правый желудочек, посылающий кровь в легкие, во время систолы доводит это давление примерно до 20 мм рт. ст. Возвращающаяся в левое предсердие кровь опять-таки находится под низким давлением, которое при сокращении предсердия повышается до 3-4 мм рт. ст. Левый желудочек выталкивает кровь с большой силой. При его сокращении давление достигает примерно 120 мм рт. ст., и данный уровень, который поддерживается в артериях всего тела. Отток крови в капилляры в промежутке между сокращениями сердца снижает артериальное давление примерно до 80 мм рт. ст. Эти два уровня давления, а именно систолическое давление и диастолическое, вместе взятые, и называют кровяным или, точнее, артериальным давлением. Таким образом, типичное "нормальное" давление - 120/80 мм рт. ст.
Клиническое исследование сердечных сокращений. Работу сердца можно оценить, используя различные подходы. При тщательном осмотре левой половины передней поверхности грудной клетки на расстоянии 7-10 см от средней линии можно заметить слабую пульсацию, создаваемую сердечными сокращениями. У некоторых лиц удается ощутить и глухой стук в этой области. Чтобы судить о работе сердца, обычно прослушивают его через стетоскоп. Сокращение предсердий происходит беззвучно, но сокращение желудочков, ведущее к одновременному захлопыванию створок трехстворчатого и митрального клапанов, порождает тупой звук - т.н. первый сердечный тон. Когда желудочки расслабляются и в них снова начинает поступать кровь, резко захлопываются легочный и аортальный клапаны, что сопровождается отчетливым щелчком - вторым сердечным тоном. Оба этих тона часто передают звукоподражанием "тук-тук". Время между ними короче, чем период между сокращениями, поэтому работа сердца слышна как "тук-тук", пауза, "тук-тук", пауза и т.д. По характеру этих звуков, их продолжительности и моменту появления пульсовой волны можно определить длительность систолы и диастолы. В случаях, когда клапаны сердца повреждены и нарушена их функция, между сердечными тонами, как правило, возникают дополнительные звуки. Обычно они бывают менее отчетливыми, шипящими или свистящими, и длятся дольше сердечных тонов. Их называют шумами. Причиной шума может быть и дефект перегородки между камерами сердца. Определив область, в которой прослушивается шум, и момент его возникновения в сердечном цикле (во время систолы или диастолы), можно установить, какой именно клапан ответствен за этот шум. За работой сердца можно следить и путем регистрации его электрической активности в процессе сокращений. Источником такой активности служит проводящая система сердца, причем с помощью прибора, называемого электрокардиографом, импульсы можно регистрировать с поверхности тела. Электрическая активность сердца, записанная электрокардиографом, называется электрокардиограммой (ЭКГ). На основании ЭКГ и других сведений, получаемых при обследовании больного, врачу часто удается достаточно точно определить характер нарушения сердечной деятельности и распознать болезнь сердца.
Регуляция сердечных сокращений. Сердце взрослого человека обычно сокращается с частотой 60-90 раз в минуту. У детей частота сердцебиений выше: у младенцев примерно 120, а у детей до 12 лет - 100 в минуту. Это лишь средние показатели, и в зависимости от условий они могут очень быстро меняться. Сердце обильно снабжено нервами двух типов, регулирующими частоту его сокращений. Волокна парасимпатической нервной системы достигают сердца в составе идущего из мозга блуждающего нерва и оканчиваются главным образом в синусном и АВ узлах. Стимуляция этой системы приводит к общему "замедляющему" эффекту: снижается частота разрядов синусного узла (и, следовательно, частота сердцебиений) и увеличивается задержка импульсов в АВ узле. Волокна симпатической нервной системы достигают сердца в составе нескольких сердечных нервов. Они оканчиваются не только в обоих узлах, но и в мышечной ткани желудочков. Раздражение этой системы вызывает "ускоряющий" эффект, противоположный эффекту парасимпатической системы: возрастает частота разрядов синусного узла и сила сокращений сердечной мышцы. Интенсивная стимуляция симпатических нервов может в 2-3 раза увеличить частоту сердцебиений и объем выбрасываемой за минуту крови (минутный объем). Активность двух систем нервных волокон, регулирующих работу сердца, контролируется и координируется сосудодвигательным (вазомоторным) центром, расположенным в продолговатом мозгу. Наружная часть этого центра посылает импульсы в симпатическую нервную систему, а из середины исходят импульсы, активирующие парасимпатическую нервную систему. Вазомоторный центр не только регулирует работу сердца, но и координирует эту регуляцию с воздействием на мелкие периферические кровеносные сосуды. Иными словами, воздействие на сердце осуществляется одновременно с регуляцией артериального давления и других функций. Вазомоторный центр и сам испытывает влияние многих факторов. Сильные эмоции, например возбуждение или страх, усиливают поступление в сердце импульсов, идущих из центра по симпатическим нервам. Важную роль играют и физиологические изменения. Так, возрастание концентрации углекислоты в крови наряду со снижением содержания кислорода вызывает мощную симпатическую стимуляцию сердца. Переполнение кровью (сильное растяжение) определенных участков сосудистого русла оказывает противоположное действие, угнетая симпатическую и стимулируя парасимпатическую нервную систему, что приводит к замедлению сердцебиений. Физические нагрузки тоже усиливают симпатические влияния на сердце и повышают частоту сердечных сокращений вплоть до 200 в минуту и более, но этот эффект, по-видимому, реализуется не через вазомоторный центр, а напрямую через спинной мозг. Ряд факторов влияет на работу сердца непосредственно, без участия нервной системы. Например, повышение температуры сердца ускоряет ритм сердечных сокращений, а снижение замедляет его. Некоторые гормоны, такие, как адреналин и тироксин, тоже оказывают прямой эффект и, поступая в сердце с кровью, увеличивают частоту сердцебиений. Регуляция силы и частоты сердечных сокращений - очень сложный процесс, в котором взаимодействуют многочисленные факторы. Одни из них влияют на сердце прямо, тогда как другие действуют опосредованно - через различные уровни центральной нервной системы. Вазомоторный центр обеспечивает координацию этих влияний на работу сердца с функциональным состоянием остальных отделов системы кровообращения таким образом, что достигается нужный эффект.
Кровоснабжение сердца. Хотя через камеры сердца проходит огромное количество крови, само сердце ничего не извлекает из нее для собственного питания. Его высокие метаболические потребности обеспечиваются коронарными артериями - специальной системой сосудов, по которым сердечная мышца непосредственно получает примерно 10% всей прокачиваемой ею крови. Состояние коронарных артерий имеет важнейшее значение для нормальной работы сердца. В них нередко развивается процесс постепенного сужения (стеноз), который при перенапряжении вызывает загрудинные боли и приводит к сердечному приступу. Две коронарные артерии, диаметром 0,3-0,6 см каждая, представляют собой первые ответвления аорты, отходящие от нее примерно на 1 см выше аортального клапана. Левая коронарная артерия почти сразу же делится на две крупные ветви, одна из которых (передняя нисходящая ветвь) проходит по передней поверхности сердца к его верхушке. Вторая ветвь (огибающая) располагается в желобке между левым предсердием и левым желудочком; вместе с правой коронарной артерией, лежащей в желобке между правым предсердием и правым желудочком, она, как корона, огибает сердце. Отсюда и название "коронарные". От крупных коронарных сосудов отходят меньшие веточки, которые проникают в толщу сердечной мышцы, снабжая ее питательными веществами и кислородом. Передняя нисходящая ветвь левой коронарной артерии питает переднюю поверхность и верхушку сердца, а также переднюю часть межжелудочковой перегородки. Огибающая ветвь питает часть стенки левого желудочка, отдаленную от межжелудочковой перегородки. Правая коронарная артерия снабжает кровью правый желудочек и у 80% людей - заднюю часть межжелудочковой перегородки. Примерно в 20% случаев эта часть получает кровь из левой огибающей ветви. Синусный и АВ узлы обычно снабжаются кровью из правой коронарной артерии. Интересно отметить, что коронарные артерии - единственные, в которые основное количество крови поступает во время диастолы, а не систолы. Это связано главным образом с тем, что во время систолы желудочков эти артерии, глубоко проникающие в толщу сердечной мышцы, пережимаются и не могут вместить большое количество крови. Венозная кровь в коронарной системе собирается в крупные сосуды, располагающиеся обычно вблизи коронарных артерий. Часть их сливается, образуя крупный венозный канал - коронарный синус, который проходит по задней поверхности сердца в желобке между предсердиями и желудочками и открывается в правое предсердие. При повышении давления в коронарных артериях и увеличении работы сердца кровоток в коронарных артериях возрастает. Недостаток кислорода также приводит к резкому возрастанию коронарного кровотока. Симпатические и парасимпатические нервы, по-видимому, слабо влияют на коронарные артерии, оказывая основное свое действие прямо на сердечную мышцу.
БОЛЕЗНИ СЕРДЦА
До начала 16 в. какие-либо представления о болезнях сердца отсутствовали; считалось, что любое повреждение этого органа неминуемо приводит к быстрой смерти. В 17 в. была открыта система кровообращения, а в 18 в. обнаружена связь между прижизненными симптомами и данными вскрытия больных, умерших от сердечных заболеваний. Изобретение в начале 19 в. стетоскопа позволило при жизни различать сердечные шумы и другие нарушения работы сердца. В 1940-х годах начали производить катетеризацию сердца (введение в сердце трубочек для изучения его функции), что привело в последующие десятилетия к быстрому прогрессу в изучении болезней этого органа и их лечении. Болезни сердца - ведущая причина смерти и инвалидности населения в развитых странах. В США от сердечно-сосудистых заболеваний умирает ежегодно почти 1 млн. человек, что превышает суммарную смертность от других, следующих по значимости, основных причин: рака, несчастных случаев, хронических заболеваний легких, пневмонии, сахарного диабета, цирроза печени и самоубийств. Возросшая частота болезней сердца среди населения отчасти связана с увеличением продолжительности жизни, поскольку они чаще встречаются именно в пожилом возрасте.
Классификация болезней сердца. Болезни сердца могут иметь множество причин, но к важнейшим из них относятся лишь немногие, тогда как все остальные встречаются относительно редко. В большинстве стран мира список таких болезней, расположенных по частоте и значимости, возглавляют четыре группы: врожденные пороки сердца, ревматические болезни сердца (и другие поражения сердечных клапанов), ишемическая болезнь сердца и гипертоническая болезнь. К менее частым заболеваниям относятся инфекционные поражения клапанов (острый и подострый инфекционный эндокардит), сердечная патология, вызванная заболеваниями легких ("легочное сердце") и первичное поражение сердечной мышцы, которое может быть как врожденным, так и приобретенным. В Южной и Центральной Америке очень распространена болезнь сердечной мышцы, связанная с заражением простейшими, т.н. южноамериканский трипаносамоз, или болезнь Шагаса, которой страдают примерно 7 млн. человек.
Врожденные пороки сердца. Врожденными называют те заболевания, которые развились еще до рождения или во время родов; они не обязательно являются наследственными. Многие виды врожденной патологии сердца и кровеносных сосудов встречаются не только порознь, но и в различных сочетаниях примерно у 1 из каждых 200 новорожденных. Причины большинства врожденных пороков сердечно-сосудистой системы остаются неизвестными; при наличии в семье одного ребенка с пороком сердца риск рождения других детей с такого рода пороком несколько возрастает, но все же остается низким: от 1 до 5%. В настоящее время многие из этих пороков поддаются хирургической коррекции, что обеспечивает возможность нормального роста и развития таких детей. Самые распространенные и тяжелые врожденные пороки можно классифицировать в соответствии с механизмами нарушения функции сердца. Одна группа пороков - это наличие шунтов (обходных путей), из-за которых поступающая из легких обогащенная кислородом кровь нагнетается обратно в легкие. При этом возрастает нагрузка как на правый желудочек, так и на сосуды, несущие кровь в легкие. К такого рода порокам относятся незаращение артериального протока - сосуда, по которому у плода кровь обходит еще не работающие легкие; дефект межпредсердной перегородки (сохранение отверстия между двумя предсердиями к моменту рождения); дефект межжелудочковой перегородки (щель между левым и правым желудочками). Другая группа пороков связана с наличием препятствий кровотоку, приводящих к увеличению рабочей нагрузки на сердце. К ним относятся, например, коарктация (сужение) аорты или сужение выпускных клапанов сердца (стеноз легочного или аортального клапана). Тетрада Фалло, самая частая причина синюшности (цианоза) ребенка, - сочетание четырех пороков сердца: дефекта межжелудочковой перегородки, сужения выхода из правого желудочка (стеноз устья легочной артерии), увеличения (гипертрофии) правого желудочка и смещения аорты; в результате бедная кислородом ("синяя") кровь из правого желудочка попадает в основном не в легочную артерию, а в левый желудочек и из него в большой круг кровообращения. В настоящее время установлено также, что клапанная недостаточность у взрослых может быть следствием постепенной дегенерации клапанов при двух типах врожденных аномалий: у 1% людей артериальный клапан имеет не три, а лишь две створки, а у 5% наблюдается пролапс митрального клапана (выбухание его в полость левого предсердия во время систолы).
Ревматическое поражение сердца. В 20 в. в развитых странах наблюдается неуклонное снижение частоты ревматизма, но и до сих пор примерно 10% операций на сердце производится по поводу его хронического ревматического поражения. В Индии, Южной Америке и многих других менее развитых странах ревматизм все еще встречается очень часто. Ревматизм возникает как позднее осложнение стрептококковой инфекции (обычно горла) (см. РЕВМАТИЗМ). В острой стадии процесса, чаще всего у детей, поражаются миокард (сердечная мышца), эндокард (внутренняя оболочка сердца) и нередко перикард (наружная оболочка сердца). В более тяжелых случаях наблюдается увеличение размеров сердца из-за острого воспаления его мышцы (миокардита); воспаляется и эндокард, особенно те его участки, которые покрывают клапаны (острый вальвулит). Хроническое ревматическое поражение сердца вызывает стойкое нарушение его функции, часто наступающее вслед за острым приступом ревматизма. Миокардит в основном излечивается, но деформации клапанов, особенно митрального и аортального, обычно остаются. Прогноз у больных с ревматическим поражением сердца зависит от тяжести начальных поражений, но в еще большей степени - от возможных рецидивов инфекции. Лечение сводится к профилактике повторных инфекций с помощью антибиотиков и к хирургическому восстановлению или замене поврежденных клапанов.
Ишемическая болезнь сердца. Поскольку внутренняя оболочка сердца препятствует поступлению в него питательных веществ и кислорода из крови, которую оно перекачивает, сердце зависит от своей собственной системы кровоснабжения - коронарных артерий. Повреждение или закупорка этих артерий приводит к ишемической болезни сердца. В развитых странах ишемическая болезнь сердца стала самой частой причиной смерти и инвалидности, связанными с сердечно-сосудистыми заболеваниями. В США на ее долю приходится около 30% смертности. Она намного опережает другие заболевания в качестве причины внезапной смерти и особенно часто встречается у мужчин. Развитию ишемической болезни сердца способствуют такие факторы, как курение, гипертония (повышенное кровяное давление), высокий уровень холестерина в крови, наследственная предрасположенность и малоподвижный образ жизни. С течением времени отложения холестерина и кальция, а также разрастание соединительной ткани в стенках коронарных сосудов утолщают их внутреннюю оболочку и приводят к сужению просвета. Частичное сужение коронарных артерий, ограничивающее кровоснабжение сердечной мышцы, может вызывать стенокардию (грудную жабу) - сжимающие боли за грудиной, приступы которых чаще всего возникают при увеличении рабочей нагрузки на сердце и соответственно его потребности в кислороде. Сужение просвета коронарных артерий способствует также образованию в них тромбозов (см. ТРОМБОЗ). Коронаротромбоз приводит обычно к инфаркту миокарда (омертвению и последующему рубцеванию участка сердечной ткани), сопровождающемуся нарушением ритма сердечных сокращений (аритмией). Лечение, проводимое в специализированных отделениях больниц в случае возникновения аритмий и резкого повышения или снижения кровяного давления, уменьшает смертность в острой стадии инфаркта миокарда. После выведения больного из этой стадии ему назначают длительную терапию бета-блокаторами, такими, как пропранолол и тимолол, которые уменьшают нагрузку на сердце, препятствуя влиянию на него адреналина и адреналиноподобных веществ, и заметно снижают риск повторных инфарктов и гибели в постинфарктный период. Поскольку суженные коронарные артерии не в состоянии удовлетворить возрастающую при физических нагрузках потребность сердечной мышцы в кислороде, для диагностики часто применяют нагрузочные пробы с одновременной регистрацией ЭКГ. Лечение хронической стенокардии основано на использовании медикаментозных средств, которые либо уменьшают нагрузку на сердце, снижая кровяное давление и замедляя сердечный ритм (бета-блокаторы, нитраты), либо вызывают расширение самих коронарных артерий. Когда такое лечение оказывается безуспешным, обычно прибегают к операции шунтирования, суть которой - в направлении крови из аорты по венозному трансплантату в нормальный участок коронарной артерии в обход суженного ее участка.
Поражение сердца при артериальной гипертонии. Артериальная гипертония (гипертензия) в форме хронически повышенного кровяного давления распространена во всем мире и на ее долю приходится почти 25% всех случаев сердечно-сосудистых заболеваний. Первоначально сердце приспосабливается к повышенному давлению, увеличивая массу и силу сердечной мышцы (гипертрофия сердца). Однако при очень высокой и длительной артериальной гипертонии оно постепенно ослабевает, гипертрофия сменяется простым расширением полостей сердца, и наступает сердечная недостаточность. Гипертония нередко служит причиной и ишемической болезни сердца. К другим частым причинам смерти при многолетней гипертонии относятся инсульты и поражения почек. В последние десятилетия успехи медикаментозного лечения артериальной гипертонии снизили частоту поражения сердца при этом заболевании.
См. также ГИПЕРТОНИЯ АРТЕРИАЛЬНАЯ . Другие болезни сердца встречаются лишь в малом проценте случаев. К редким их причинам относятся сифилис, туберкулез, опухоли, воспалительные поражения миокарда или эндокарда, повышенная активность щитовидной железы и бактериальная инфекция сердечных клапанов (эндокардит).
Нарушения функции сердца. Многие болезни сердца, в том числе и первичное поражение сердечной мышцы, в конечном итоге приводят к миокардиальной, или застойной, сердечной недостаточности. Наиболее эффективные способы ее профилактики заключаются в лечении артериальной гипертонии, своевременной замене пораженных сердечных клапанов и лечении ишемической болезни сердца. Даже при развившейся застойной сердечной недостаточности часто удается помочь больному, применяя препараты наперстянки, диуретики (мочегонные) и сосудорасширяющие средства, которые снижают рабочую нагрузку на сердце. Нарушения сердечного ритма (аритмии) встречаются часто и могут сопровождаться такими симптомами, как перебои или головокружения. К самым распространенным нарушениям ритма, выявляемым с помощью электрокардиографии, относятся преждевременные сокращения желудочков (экстрасистолы) и внезапное кратковременное учащение предсердных сокращений (предсердная тахикардия); эти нарушения бывают функциональными, т.е. могут возникать в отсутствие каких-либо заболеваний сердца. Они иногда вообще не ощущаются, но могут и причинять значительное беспокойство; в любом случае такие аритмии редко бывают серьезными. Более выраженные нарушения ритма, в том числе быстрые беспорядочные сокращения предсердий (мерцательная аритмия), чрезмерное учащение этих сокращений (трепетание предсердий) и учащение желудочковых сокращений (желудочковая тахикардия), требуют применения препаратов наперстянки или противоаритмических средств. Для выявления и оценки аритмий у кардиологических больных и выбора наиболее эффективных лечебных средств в настоящее время проводят непрерывную регистрацию ЭКГ на протяжении суток с помощью портативного прибора, а иногда и через вживленные в сердце датчики. К тяжелому нарушению функции сердца приводит его блокада, т.е. задержка электрического импульса на пути от одного участка сердца к другому. При полной блокаде сердца частота сокращений желудочков может падать до 30 в минуту и ниже (нормальная частота у взрослого человека в покое составляет 60-80 сокращений в минуту). Если интервал между сокращениями достигает нескольких секунд, возможна потеря сознания (т.н. приступ Адамса - Стокса) и даже смерть из-за прекращения кровоснабжения мозга.
Методы диагностики. "Золотым стандартом" в диагностике болезней сердца стала катетеризация его полостей. Через вены и артерии в камеры сердца проводят длинные гибкие трубки (катетеры). За движением катетеров следят на экране телевизора и по мере продвижения катетера из одной камеры сердца в другую отмечают наличие любых аномальных соединений (шунтов). Одновременно регистрируют давление, чтобы определить его градиент по обе стороны сердечных клапанов. После введения в сердце рентгеноконтрастного вещества получают движущееся изображение, на котором видны места сужений коронарных артерий, негерметичность клапанов и нарушения работы сердечной мышцы. Без катетеризации сердца диагностическая ценность всех других методов часто оказывается недостаточной. К последним относятся эхокардиография - ультразвуковой метод, дающий изображение сердечной мышцы и клапанов в движении, - а также изотопное сканирование, позволяющее с помощью малых доз радиоактивных изотопов получить изображение камер сердца.
ОПЕРАЦИИ НА СЕРДЦЕ
Чуть более 100 лет назад ведущий хирург мира Т. Бильрот предсказывал, что любой врач, рискнувший произвести операцию на человеческом сердце, сразу же потеряет уважение своих коллег. Сегодня только в США ежегодно выполняется около 100 000 таких операций. Еще в конце 19 в. появились сообщения об успешных попытках операций на сердце, а в 1925 впервые удалось расширить пораженный сердечный клапан. В конце 30 - начале 40-х годов начались операции по коррекции врожденных аномалий сосудов, расположенных рядом с сердцем, например перевязка артериального протока (оставшегося открытым сосуда, который у плода несет кровь в обход легких и закрывается после рождения) и расширение аорты при ее коарктации (сужении). В середине 40-х годов были разработаны методы частичной хирургической коррекции ряда сложных врожденных пороков сердца, что сохранило жизнь многим обреченным детям. В 1953 Дж.Гиббону (США) удалось ликвидировать дефект межпредсердной перегородки (сохранившегося после рождения сообщения между двумя предсердиями); операция была произведена на открытом сердце под непосредственным визуальным контролем, что стало возможным благодаря применению устройства, обеспечивающего экстракорпоральное кровообращение, а именно аппарата сердце-легкие. Создание такого аппарата увенчало 15-летние упорные исследования Гиббона и его жены. Эта операция ознаменовала начало современной эры сердечной хирургии.
Аппарат сердце-легкие. Хотя современные аппараты сердце-легкие по производительности и эффективности намного превосходят первую модель Гиббона, принцип их работы остается тем же. Венозную кровь больного, чаще всего с помощью крупных канюль (трубок), введенных через правое предсердие в верхнюю и нижнюю полые вены, отводят в оксигенатор - устройство, в котором кровь на большой поверхности контактирует с богатой кислородом газовой смесью, что обеспечивает ее насыщение кислородом и потерю углекислоты. Затем оксигенированная (насыщенная кислородом) кровь через канюлю, помещенную в артерию (обычно в аорту вблизи отхождения от нее безымянной артерии), нагнетается обратно в тело больного. При прохождении крови через аппарат сердце-легкие, как правило, используют приспособления для ее подогрева и охлаждения, а также добавляют к ней необходимые вещества. В настоящее время применяются оксигенаторы двух основных типов. В одних из них (пузырьковых) для создания большой поверхности контакта между кровью и газом богатая кислородом газовая смесь пропускается через кровь в виде пузырьков. Недостатком этого эффективного и недорогого метода оксигенации является повреждение клеток крови при длительном прямом воздействии кислорода. Другой тип - мембранные оксигенаторы, в которых между кровью и газом находится тонкая пластиковая мембрана, защищающая кровь от непосредственного контакта с газовой смесью. Однако мембранные оксигенаторы несколько дороже и сложнее в работе, поэтому обычно их применяют лишь в тех случаях, когда предполагается длительное использование аппарата.
Типы операций. Кардиохирургия - эффективный способ лечения ряда врожденных, клапанных и коронарных болезней сердца. Операции на сердце проводят лишь после всестороннего обследования больного с тем, чтобы сократить время на уточнение задачи во время самой операции. Предоперационное обследование обычно включает катетеризацию сердца, т.е. введение в него катетера с диагностической целью. В настоящее время хирургическое лечение ряда врожденных пороков сердца сопряжено лишь с очень небольшим риском во время операции и высокой вероятностью положительного результата. Для закрытия отверстий в стенках, разделяющих предсердия или желудочки (дефектов межпредсердной или межжелудочковой перегородки), когда эти пороки не сочетаются с другими аномалиями, используют кусочки дакрона, вшиваемые в края отверстия. При врожденных стенозах (сужении) клапанов, чаще всего легочного или аортального, их расширяют, производя разрезы на прилежащих участках ткани. В настоящее время удается излечивать детей и с такими сложными пороками, как тетрада Фалло и неправильное расположение крупных артерий. Важнейшие достижения последних двух десятилетий - операции на сердце у младенцев (в возрасте до 6 месяцев) и создание снабженных клапанами протоков (анастомозов), соединяющих сердце с крупными сосудами, у детей с соответствующими врожденными пороками.
Замена клапанов. Первые успешные операции по замене сердечных клапанов были выполнены в начале 1960-х годов, но и до сих пор продолжается работа по совершенствованию искусственных клапанов. В настоящее время существуют два основных вида клапанных протезов - механические и биологические. И в тех, и в других имеется кольцо (обычно из дакрона), которое вшивают в сердце, чтобы фиксировать положение протеза. Механические клапанные протезы построены либо по принципу шарика в сетке, либо по принципу поворачивающегося диска. В первом случае кровоток в правильном направлении выталкивает шарик из отверстия, прижимая его ко дну сетки и создавая тем самым возможность дальнейшего прохождения крови; обратный кровоток вталкивает шарик в отверстие, которое таким образом оказывается закрытым и не пропускает кровь. В клапанах с поворачивающимся диском этот диск полностью закрывает отверстие, но закреплен только с одного конца. Движущаяся в правильном направлении кровь давит на диск, поворачивая его на шарнирном креплении и открывая отверстие; при обратном движении крови диск полностью перекрывает отверстие. Биологические искусственные клапаны - это либо свиные аортальные клапаны, которые крепятся на специальном устройстве, либо клапаны, выкроенные из бычьего перикарда (фиброзной сумки, окружающей сердце). Предварительно их фиксируют в растворе глютарового альдегида; в результате они утрачивают свойства живой ткани и потому не подвергаются отторжению, опасность которого существует при любой пересадке органов. При использовании механических клапанов, которые могут функционировать многие годы, больному до конца жизни приходится применять антикоагулянты, чтобы предотвратить образование на клапанах кровяных сгустков. Биологические клапаны не требуют обязательного применения антикоагулянтов (хотя оно часто рекомендуется), но изнашиваются быстрее, чем механические. Операции на коронарных артериях. Большинство кардиохирургических операций, производимых в настоящее в США, выполняется по поводу ишемической болезни сердца и ее осложнений, т.е. патологии, связанной с изменением состояния коронарных артерий. Первая такая операция была выполнена в конце 1960-х годов. Теперь хирурги умеют прокладывать обходные пути вокруг суженных участков мельчайших коронарных артерий, используя оптическое увеличение, очень тонкий шовный материал и методики, позволяющие работать на остановленном сердце. В одних случаях для создания обходного пути (шунта) используют отрезок подкожной вены голени, соединяя один его конец с аортой, а другой - с коронарной артерией, минуя суженный ее участок; в других случаях к проходимому участку коронарной артерии подсоединяют артерию молочной железы, отделив ее от передней грудной стенки. При правильном подборе больных риск при подобных операциях не превышает 1-2%, а разительного улучшения состояния можно ожидать более чем в 90% случаев. Показанием к такой операции обычно служит стенокардия. Другой широко применяемый в настоящее время метод при сужении артерий - баллонная ангиопластика, при которой катетер с баллончиком на конце вводят в коронарную артерию, а затем баллончик надувают, чтобы растянуть утолщенные стенки артерии. Некоторые осложнения ишемической болезни сердца также требуют хирургического вмешательства. Например, в тех случаях, когда происходит разрыв рубца, образовавшегося в результате инфаркта миокарда, и нарушается цельность межжелудочковой перегородки, оперативным путем закрывают возникшее отверстие. Другое осложнение заключается в образовании на месте рубца аневризмы (пузыреобразного выпячивания) сердца. При необходимости такие аневризмы удаляют тоже хирургическим путем.
Пересадка сердца. В самых тяжелых случаях требуется замена всего сердца, для чего проводят его пересадку (трансплантацию). Привлекательность этой операции, широко разрекламированной в конце 1960-х годов, значительно померкла, когда выяснилось, что она сопряжена с почти непреодолимыми проблемами, которые создает отторжение чужеродных тканей или применение средств, подавляющих реакцию отторжения. Однако в начале 1980-х годов с появлением новых медикаментозных средств, противодействующих отторжению, количество операций по пересадке сердца резко возросло. В наши дни более 50% больных после такой операции живут свыше 5 лет. Несмотря на все сложности, пересадка сердца в настоящее время является единственной возможностью спасти жизнь больных с конечной стадией сердечных заболеваний, когда другие методы лечения оказываются безуспешными. Когда-нибудь вместо пересадки чужого сердца можно будет использовать полностью искусственное сердце. В 1982 такое сердце было впервые вживлено больному, который прожил после этого 112 дней и умер не из-за его остановки, а вследствие общего тяжелого состояния. Все еще остающееся на стадии разработки искусственное сердце нуждается в существенном усовершенствовании, включая и автономное энергоснабжение.
См. также