Сердце и кровообращение
Строение сердца
Сердце человека — это полый мышечный орган, состоящий из четырех камер: правого и левого предсердий и правого и левого желудочков. Правые и левые отделы сердца разделены между собой перегородками — межпредсердной и межжелудочковой. А правое и левое предсердия соединены соответственно с правым и левым желудочками при помощи отверстий, снабженных клапанами.
Разделение сердца на правый и левый отделы не только анатомическое. Эти два отдела сердца выполняют различную работу, беря на себя обеспечение кровообращения по двум кругам — большому и малому.
Большой круг кровообращения начинается в левом желудочке, продолжается в аорте (крупнейшем кровеносном сосуде, несущем кровь от сердца ко всему организму) и далее идет по всем сосудам тела, конечностей, мозга, внутренних органов (кроме легких) и заканчивается в правом предсердии.
Основными задачами большого круга кровообращения являются:
- доставка ко всем органам и тканям крови, обогащенной кислородом (артериальной крови);
- осуществление в капиллярах органов и тканей газообмена — в ткани поступает кислород, необходимый для жизнедеятельности клеток, а в кровеносное русло — углекислый газ (продукт обмена, отходы жизнедеятельности);
- транспортировка крови, насыщенной углекислым газом, обратно к сердцу.
Малый круг кровообращения начинается в правом желудочке, далее следует по легочной артерии, несущей кровь к легким, и заканчивается в левом предсердии. Задачи малого круга кровообращения столь же важны: он осуществляет доставку крови, насыщенной углекислым газом в сосуды легких, где происходит обратный газообмен — кровь отдает углекислый газ и обогащается кислородом. Далее сосуды малого круга кровообращения доставляют кровь, обогащенную кислородом, в левое предсердие, откуда она начинает свой путь по большому кругу.
В регулировании кровотока внутри сердца огромную роль играют клапаны между предсердиями и желудочками, между желудочками и крупными сосудами: они препятствуют обратному току крови из сосудов в полости сердца и из желудочков в предсердия.
Важные изменения
Сразу же после рождения
ребенка, в момент совершения первого
вдоха, происходят поистине революционные
изменения в системе
II.Сердце.
1.Анатомическое строение сердца. Сердечный цикл. Значение клапанного аппарата.
Сердце человека — полый мышечный орган. Сплошной вертикальной перегородкой сердце делится на две половины: левую и правую. Вторая перегородка, идущая в горизонтальном направлении, образует в сердце четыре полости: верхние полости—предсердия, нижние—желудочки. Масса сердца новорожденных в среднем равна 20 г. Масса сердца взрослого человека составляет 0,425—0,570 кг. Длина сердца у взрослого человека достигает 12—15см, поперечный размер 8—10 см, переднезадний 5—8 см. Масса и размеры сердца увеличиваются при некоторых заболеваниях (пороки сердца), а также у людей, длительное время занимающихся напряженным физическим трудом или спортом.
Стенка сердца состоит из трех слоев: внутреннего, среднего и наружного. Внутренний слой представлен эндотелиальной оболочкой (эндокард), которая выстилает внутреннюю поверхность сердца. Средний слой (миокард) состоит из поперечно-полосатой мышцы. Мускулатура предсердий отделена от мускулатуры желудочков соединительнотканной перегородкой, которая состоит из плотных фиброзных волокон — фиброзное кольцо. Мышечный слой предсердий развит значительно слабее, чем мышечный слой желудочков, что связано с особенностями функций, которые выполняет каждый отдел сердца. Наружная поверхность сердца покрытасерозной оболочкой (эпикард), которая является внутренним листком околосердечной сумки—перикарда. Под серозной оболочкой расположены наиболее крупные коронарные артерии и вены, которые обеспечивают кровоснабжение тканей сердца, а также большое скопление нервных клеток и нервных волокон, иннервирующих сердце.
Перикард и его значение. Перикард (сердечная сорочка) окружает сердце как мешок и обеспечивает его свободное движение. Перикард состоит из двух листков: внутреннего (эпикард) и наружного, обращенного в сторону органов грудной клетки. Между листками перикарда имеется щель, заполненная серозной жидкостью. Жидкость уменьшает трение листков перикарда. Перикард ограничивает растяжение сердца наполняющей его кровью и является опорой для коронарных сосудов.
В сердце различают два
вида клапанов—
Полулунные клапаны отделяют аорту от левого желудочка и легочный ствол от правого желудочка. Каждыйполулунный клапан состоит из трех створок (кармашки), в центре которых имеются утолщения — узелки. Эти узелки, прилегая, друг к другу, обеспечивают полную герметизацию при закрытии полулунных клапанов.
III. Кровеносные сосуды.
1. Типы кровеносных
сосудов, особенности их
В сосудистой системе различают
несколько видов сосудов: магистральные,
резистивные, истинные капилляры, емкостные
и шунтирующие.
Магистральные сосуды—это наиболее крупные артерии, в которых ритмически пульсирующий, изменчивый кровоток превращается в более равномерный и плавный. Кровь в них движется от сердца. Стенки этих сосудов содержат мало гладкомышечных элементов и много эластических волокон.
Резистивные сосуды (сосуды сопротивления) включают в себя прекапиллярные (мелкие артерии, артериолы) и посткапиллярные (венулы и мелкие вены) сосуды сопротивления.
Истинные капилляры (обменные сосуды)— важнейший отдел сердечно-сосудистой системы. Через тонкие стенки капилляров происходит обмен между кровью и тканями (транскапиллярный обмен). Стенки капилляров не содержат гладкомышечных элементов, они образованы одним слоем клеток, снаружи которого находится тонкая соединительнотканая мембрана.
Емкостные сосуды—венозный отдел сердечно сосудистой системы. Их стенки тоньше и мягче стенок артерий, также имеют в просвете сосудов клапаны. Кровь в них движется от органов и тканей к сердцу. Емкостными эти сосуды называют потому, что они вмещают примерно 70—80% всей крови.
Шунтирующие сосуды - артериовенозные анастомозы, обеспечивающие прямую связь между мелкими артериями и венами в обход капиллярного ложа.
2. Давление крови в различных отделах сосудистого русла.
Движение крови по сосудам.
Давление крови в различных отделах сосудистого русла неодинаково: в артериальной системе оно выше, в венозной ниже.
Кровяное давление—давление крови на стенки кровеносных сосудов. Нормальное кровяное давление необходимо для циркуляции крови и надлежащего снабжения кровью органов и тканей, для образования тканевой жидкости в капиллярах, а также для осуществления процессов секреции и экскреции.
Величина кровяного давления зависит от трех основных факторов: частоты и силы сердечных сокращений; величины периферического сопротивления, т. е. тонуса стенок сосудов, главным образом артериол и капилляров; объема циркулирующей крови.
Различают артериальное, венозное и капиллярное давление крови.
Движение крови в венах. Кровь из микроциркуляторного русла (венулы, мелкие вены) поступает в венозную систему. В венах давление крови низкое. Если в начале артериального русла давление крови равно 140 мм рт. ст., то в венулах оно составляет, 10—15 мм рт. ст. В конечной части венозного русла давление крови приближается к нулю и даже может быть ниже атмосферного давления.
Движению крови по венам способствует ряд факторов. А именно: работа сердца, клапанный аппарат вен, сокращение скелетных мышц, присасывающаяся функция грудной клетки.
Работа сердца создает разность давлений крови в артериальной системе и правом предсердии. Это обеспечивает венозный возврат крови к сердцу. Наличие в венах клапанов способствует движению крови в одном направлении — к сердцу. Чередование сокращений и расслабление мышц является важным фактором, способствующим движению крови по венам. При сокращении мышц тонкие стенки вен сжимаются, и кровь продвигается по направлению к сердцу. Расслабление скелетных мышц способствует поступлению крови из артериальной системы в вены. Такое нагнетающее действие мышц получило название мышечного насоса, который является помощником основного насоса — сердца. Вполне понятно, что движение крови по венам облегчается во время ходьбы, когда ритмически работает мышечный насос нижних конечностей.
Отрицательное внутригрудное
давление, особенно в фазу вдоха, способствует
венозному возврату крови к сердцу.
Внутригрудное отрицательное
В мелких и средних венах
отсутствуют пульсовые
Движение крови в венах. Кровь из микроциркуляторного русла (венулы, мелкие вены) поступает в венозную систему. В венах давление крови низкое. Если в начале артериального русла давление крови равно 140 мм рт. ст., то в венулах оно составляет, 10—15 мм рт. ст. В конечной части венозного русла давление крови приближается к нулю и даже может быть ниже атмосферного давления.
Движению крови по венам способствует ряд факторов. А именно: работа сердца, клапанный аппарат вен, сокращение скелетных мышц, присасывающаяся функция грудной клетки.
Работа сердца создает разность давлений крови в артериальной системе и правом предсердии. Это обеспечивает венозный возврат крови к сердцу. Наличие в венах клапанов способствует движению крови в одном направлении — к сердцу. Чередование сокращений и расслабление мышц является важным фактором, способствующим движению крови по венам. При сокращении мышц тонкие стенки вен сжимаются, и кровь продвигается по направлению к сердцу. Расслабление скелетных мышц способствует поступлению крови из артериальной системы в вены. Такое нагнетающее действие мышц получило название мышечного насоса, который является помощником основного насоса — сердца. Вполне понятно, что движение крови по венам облегчается во время ходьбы, когда ритмически работает мышечный насос нижних конечностей.
Отрицательное внутригрудное
давление, особенно в фазу вдоха, способствует
венозному возврату крови к сердцу.
Внутригрудное отрицательное
В мелких и средних венах
отсутствуют пульсовые
дети
У детей относительная масса сердца и общий просвет сосудов больше, чем у взрослых, что в значительной степени облегчает процессы кровообращения.
Есть ли закономерности в росте сердца? Можно отметить, что рост сердца находится в тесной связи с общим ростом тела. Наиболее интенсивный рост сердца наблюдается в первые годы развития и в конце подросткового периода.
Также изменяется форма
и положение сердца в грудной
клетке. У новорожденных сердце
шаровидной формы и
Функциональные различия в сердечно-сосудистой системе детей и подростков сохраняются до 12 лет. Частота сердечного ритма у детей больше, чем у взрослых. ЧСС у детей более подвержена влиянию внешних воздействий: физических упражнений, эмоционального напряжения и т.д. Кровяное давление у детей ниже, чем у взрослых. Ударный объем у детей значительно меньше, чем у взрослых. С возрастом увеличивается минутный объем крови, что обеспечивает сердцу адаптационные возможности к физическим нагрузкам.
В периоды полового созревания, происходящие в организме бурные процессы роста и развития влияют, на внутренние органы и, особенно, на сердечно-сосудитстую систему. В этом возрасте отмечается несоответствие размера сердца диаметру кровеносных сосудов. При быстром росте сердца кровеносные сосуды растут медленнее, просвет их недостаточно широк, и в связи с этим сердце подростка несет дополнительную нагрузку, проталкивая кровь по узким сосудам. По этой же причине у подростка может быть временное нарушение питания сердечной мышцы, повышенная утомляемость, легкая отдышка, неприятные ощущения в области сердца.
Другой особенностью сердечно-сосудистой системы подростка является то, что сердце у подростка очень быстро растет, а развитие нервного аппарата, регулирующего работу сердца, не успевает за ним. В результате у подростков иногда наблюдаются сердцебиение, неправильный ритм сердца и т.п. Все перечисленные изменения временны и возникают в связи с особенностью роста и развития, а не в результате болезни.
литература
3. Ю.А. Ермолаев Возрастная физиология. – М.: Высш. Шк., 1985 г.
4. С.Е. Советов, Б.И. Волков и др. Школьная гигиена. – М.: Просвещение, 1967 г.
Таблица 1. Значения сердечного индекса в зависимости от пола, возраста и типа кровообращения у школьников 8-16 лет (л/мин*м2)
Возраст, лет |
Пол |
ГТК |
ЭТК |
ГрТК |
8-11 |
мальчики |
2,27-3,39 |
3,40-4,52 |
4,53-5,67 |
девочки |
1,89-3,10 |
3,11-4,31 |
4,32-5,54 | |
12 |
мальчики |
1,64-2,33 |
2,34-3,02 |
3,03-3,72 |
девочки |
2,60-3,39 |
3,40-4,19 |
4,20-5,00 | |
13-14 |
мальчики |
2,29-3,05 |
3,06-3,82 |
3,83-4,59 |
девочки |
1,94-2,84 |
2,85-3,75 |
3,76-4,66 | |
15 |
мальчики |
1,89-2,78 |
2,79-3,69 |
3,70-4,60 |
девочки |
2,57-3,40 |
3,41-4,24 |
4,25-5,09 | |
16 |
мальчики |
2,55-3,21 |
3,22-3,87 |
3,88-4,55 |
девочки |
2,26-2,72 |
2,73-3,19 |
3,20-3,67 |
Примечание. ГрТК - гиперкинетический тип кровообращения; ГТК - гипокинетический тип кровообращения; ЭТК - эукинетический тип кровообращения грудной клетки обнаружены в 8-, 9-, 16-летнем возрасте, причем для лиц мужского пола характерны более высокие значения окружности грудной клетки. Возрастная прогрессия значений жизненной емкости легких (ЖЕЛ) в периоде 8-16 лет установлена в многочисленных исследованиях (А.Н. Бойко, 1970; И.И. Шмыков с соавт., 1989; А.И. Бурханов с соавт., 1991; А.И. Киеня с соавт., 1997) что связывают с общими ростовыми процессами и анатомическим увеличением размера легких (И.И. Шмыков с соавт., 1989). Половые различия обнаруживаются уже с 4-5 лет (А.Н. Бойко, 1970; И.И. Шмыков с соавт., 1989), когда жизненная емкость легких больше у мальчиков. На основании данных проведенного исследования мы можем констатировать, что ЖЕЛ увеличивается с возрастом и имеет большие значения у мальчиков, чем у девочек (табл.4). Замечено стирание различий по данному показателю в возрасте 12-15 лет, что объясняется перестройкой нервной и гуморальной регуляции дыхания в период полового созревания и более быстрым ростом девочек в этом возрасте (А.Н. Бойко, 1970; И.И. Шмыков с соавт., 1989). Площадь поверхности тела (Sт) увеличивается в период от 8 до 16 лет, при опережении мальчиков по данному показателю в 8-9 лет, а девочек - в возрасте 11, 14 лет.
3. Рост и развитие сердца в грудном и дошкольном возрасте
Сердце новорожденного в среднем весит 20 г., что составляет примерно 0,6% веса тела. В течение первых 1,5-2 лет сердце быстро растет, увеличивая свой вес в 3 раза. Однако общий вес тела растет еще быстрее, утраиваясь к концу первого года жизни. В результате к 2 годам вес сердца составляет несколько меньше 0,5% общего веса тела. В последующие годы рост сердца, как и общий рост тела, становится более медленным, вновь возрастая лишь в 14-15 лет, что опять-таки соответствует увеличению общего веса тела.
В течение первого года жизни поперечник сердца относительно широк, а потому оно имеет округлую форму; широки устья отходящих от сердца сосудов, и относительно велики предсердия, особенно правое. Интенсивный рост предсердий, в частности левого, продолжается примерно до 13 лет. В последующие годы объем предсердий и желудочков увеличивается в равной мере. С возрастом в сердце происходят и другие изменения. Так, утолщаются волокна сердечной мышцы. За первые два года жизни в среднем диаметр их поперечника увеличивается с 6 до 9 микрон. В этот же период изменяется внутренняя структура волокон; становится хорошо заметна их поперечная исчерченность. Небольшое увеличение толщины волокон наблюдается и в последующие годы.
Клапаны, особенно расположенные между предсердиями и желудочками, также с возрастом изменяются. Ткань створок становится более плотной; изменяется расположение и количество мышечных выступов и сухожильных нитей. Различие в силе сокращений правого и левого желудочков ведет к постепенному увеличению толщины левого желудочка. Уже к 6 месяцам жизни мышца левого желудочка толще мышцы правого в полтора раза, а к 4-6 годам - даже в 2 раза. Соответственно левый желудочек весит больше правого на 2-м месяце жизни на 60%, на 6-м - почти вдвое, а в 6-7 лет даже больше чем вдвое.
В период роста сердце менее устойчиво по отношению к различным вредным воздействиям. Так, например, в условиях голодания у взрослых людей вес сердца если и уменьшается, то в очень малой степени. Детское сердце в тех же условиях значительно теряет в весе.
Возрастные изменения частоты и силы сердечных сокращений. Количество крови, перекачиваемой сердцем, зависит как от частоты сердечных сокращений, так и от систолического объема, т.е. объема крови, выбрасываемой в аорту при каждом сокращении левого желудочка.
По мере роста сердца систолический
объем крови увеличивается. Сердце
новорожденного при каждой систоле
выталкивает в аорту всего
лишь 2,5 мл крови, а к концу 1-го года
жизни систолический объем
Частота сердечных сокращений в первые месяцы жизни 120-140 в минуту, к концу 1-го года жизни - 100-130, у детей 2-4 лет - 90-120, а 5-6 лет - 80-110 раз в минуту. В последующие годы частота сердечных сокращений продолжает понемногу снижаться.
Характерная особенность детского сердца - неравномерность сердечных сокращений, иными словами, отсутствие правильной ритмичности: на протяжении 2-3 минут при спокойном лежании ребенка его сердце несколько раз меняет частоту сокращений. Неравномерна и сила сокращений, поэтому объем крови, выбрасываемой в аорту, при каждой систоле то увеличивается, то уменьшается. Неравномерность частоты и силы сердечных сокращений особенно велика у детей первых двух лет жизни. В дошкольном возрасте она несколько снижается, а к 7-8 годам у некоторых детей сердечные сокращения становятся равномерными. У большинства же недостаточная равномерность сокращений остается до 14-15 лет.
Путем умножения величины систолического объема крови на число сокращений в единицу времени можно определить интенсивность перекачивания крови сердцем. Обычно вычисляют количество крови, выбрасываемой сердцем за 1 минуту. Это количество называется минутным объемом.
В первый месяц жизни минутный
объем крови равняется в
Таким образом, минутный объем крови при пересчете на 1 кг веса тела очень высок у детей. Это объясняется тем, что в период роста организм нуждается в повышенном количестве кислорода.
4. Движение крови по сосудам
Движение кровы по сосудам обеспечивается артериями, капиллярами, венами, а также уровнем давления крови в сосудах.
Артерии, капилляры, вены. По своему строению артерии, капилляры и вены сильно отличаются друг от друга. Толстая стенка артерий в основном состоит из гладкой мышечной и упругой эластической тканей. Такое строение артерий придает им большую прочность и упругость. Опыты показали, что крупные артерии выдерживают давление до 20 атмосфер.
В аорте и других крупных артериях очень мало мышечных и много эластических волокон. В мелких артериях, наоборот, мало эластических и много мышечных волокон. Стенки капилляров в основном состоят из одного слоя плоских клеток. Такое же строение имеют мельчайшие вены, которые образуются путем слияния капилляров. Стенки более крупных вен относительно тонки, легко растягиваются и столь же легко спадаются; в них мало эластических волокон и слабо развит мышечный слой.
Давление крови в сосудах. При каждом сокращении сердце, действуя подобно насосу, нагнетает в сосуды очередную порцию крови, создавая в них давление, необходимое, чтобы обеспечить ее продвижение по всему кровеносному пути. Под влиянием давления стенки крупных артерий растягиваются, вмещая в себя всю порцию крови, поступившей из сердца.
В промежуток между двумя сокращениями сердца ток крови из крупных артерий в мелкие не прекращается. Это объясняется тем, что эластичные стенки крупных артерий обладают весьма совершенной упругостью, т.е. по прекращении растягивания они возвращаются к исходному состоянию. Чем больше они растянуты, тем сильнее противодействуют растяжению, выдавливая избыток крови в единственно возможном направлении - в сторону более мелких артерий. Таким образом эластичность и упругость стенок крупных артерий обеспечивает непрерывность движения крови.
В любом участке сосудистой системы кровь течет от того места, где давление больше, к тому месту, где оно меньше. Иными словами, по пути тока крови давление всегда понижается, так как оно затрачивается на продвижение крови. Выше всего давление в крупных артериях, недалеко от сердца, а ниже всего - в крупных венах, приносящих кровь к сердцу.
В аорте и крупных артериях величина кровяного давления непрерывно меняется: при каждом сокращении сердца оно скачкообразно возрастает, становясь максимальным к концу систолы желудочков. Затем оно снова снижается, становясь минимальным к началу следующей систолы желудочков. Разница между максимальным, или синодическим, и минимальным, или диастодические давлением составляет амплитуду кровяного давления, или пульсовое давление. Его определение очень существенно для суждения о работе сердца. Измеряется давление в миллиметрах столба ртути (мм Hg).
У молодого взрослого человека, когда он спокойно сидит или лежит, систолическое давление в аорте и крупных сосудах большого круга кровообращения обычно равно 120 мм Hg, диастолическое - 70 мм Hg. Следовательно, пульсовое давление равно 50 мм Hg.
В малом круге кровообращения кровь встречает значительно меньшее сопротивление, чем в большом. Поэтому кровяное давление в легочной артерии относительно очень невелико, а именно около 20% аортального.
По пути тока крови кровяное давление падает. Быстрее всего оно уменьшается в тех участках кровеносного русла, где сопротивление току крови наиболее велико. Протекая по капиллярам, кровь преодолевает особенно большое сопротивление, которое создается трением крови о стенки узких сосудов, а потому здесь затрачивается значительная часть ее движущей силы. Именно здесь кровяное давление падает быстрее всего.
Пульс. В некоторых местах
тела артерии легко прощупываются.
Верным признаком, что под пальцами
действительно находится
Таким образом, следя за пульсом,
можно сосчитать число
сердце плод кровообращение сосуд
Заключение
Строение сердца имеет свои особенности и отличается от строения других органов и систем организма. Основную массу стенки сердца составляет поперечная мышца. Изнутри и снаружи - она покрыта оболочками. Сердце со всех сторон окружено плотной околосердечной сумкой. Между наружной поверхностью сердцу и околосердечной сумкой находится замкнутая полость, стенки которой всегда влажны, что предохраняет сердце от трения и тем самым значительно облегчает его работу.
В аорте и в легочной
артерии, у самого выхода этих сосудов
из сердца, находятся полулунные клапаны,
имеющие вид кармашков. При токе
крови из желудочков в артерии
кармашки клапанов прижимаются к
стенкам сосудов, и кровь проходит
свободно. При обратном токе кровь
наполняет кармашки; оттопыриваясь,
они полностью заслоняют
Сердце плода отличается
от сердца как растущего, так и
взрослого организма. Отличие характеризуется
не только размерами, но и функциями.
Характерная особенность
Движение кровы по сосудам обеспечивается артериями, капиллярами, венами, а также уровнем давления крови в сосудах. В любом участке сосудистой системы кровь течет от того места, где давление больше, к тому месту, где оно меньше.
Иными словами, по пути тока крови давление всегда понижается, так как оно затрачивается на продвижение крови. Выше всего давление в крупных артериях, недалеко от сердца, а ниже всего - в крупных венах, приносящих кровь к сердцу.
