Строение сердца

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

Анатомически сердце - это мышечный орган. Размер его небольшой, примерно с размер сжатого кулака. Сердце работает на протяжении всей жизни человека. Оно перекачивает около 5-6 литров крови в минуту. Этот объем увеличивается, когда человек двигается, физически напрягается, и уменьшается во время отдыха.

Сердце располагается в центре грудной клетки, заключено в тонкую фиброзную околосердечную сумку, перикард, и поддерживается крупными кровеносными сосудами. Небольшое количество жидкости в полости перикарда смачивает поверхность сердца и способствует его свободным движениям во время сокращения и расслабле ния

Единственной функцией сердца является обеспечение энергией, которая необходима для циркуляции крови в сердечно-сосудистой системе. Кровоток через все органы тела осуществляется пассивно и происходит только благодаря тому, что при осуществлении насосной деятельности сердца артериальное давление поддерживает ся на более высоком уровне, чем венозное Насос правого сердца создает энергети ческий импульс, необходимый для передвижения крови через сосуды легких, а насос левого сердца обеспечивает необходимую энергию для перемещения крови через органы тела.

Путь крови через камеры сердца указан на рис. 2-1. Венозная кровь возвращает ся из органов тела в правоелредсердие через верхнюю и нижнюю полые вены.

Она проходит через трикуспидальный клапан в правый желудочек, а отсюда прогоняется через клапан легочной артерии в легочное кровообращение через легочные арте рии Насыщенная кислородом венозная легочная кровь течет по легочным венам в левое предсердие и проникает через митральный клапан в левый желудочек Отсюда кровь прогоняется через аортальный клапан в аорту для дальнейшего распределения по органам тела

Хотя в целом анатомические характеристики насоса правого сердца несколько отличаются от таковых левого сердца, тем не менее, их деятельность как насосов иден тична Каждый насос состоит из желудочка, который является закрытой камерой, окруженной мышечной стенкой, как показано на рис 2-2.

Клапаны имеют такое строение, чтобы кровоток мог осуществляться только в одном направлении, они пассивно открываются и закрываются, реагируя на динамику градиента давления вокруг них Насосная деятельность желудочка осуществляется за счет циклического изменения полости желудочков в результате ритмичного и синхронного сокращения и расслабления отдельных клеток сердечной мышцы, которые концентрически располагаются в толще стенки желудочка Когда мышечные клетки желудочка сокращаются, то в желудочковой ткани возникает концентрическое на пряжение, которое создает постепенно нарастающее давление внутри камеры Как толь ко желудочковое давление превышает давление в легочной артерии (правый насос) или аорте (левый насос), кровь с силой выбрасывается из камеры через выходной клапан, как показано на рис 2-2. Эта фаза сердечного цикла, во время которой сокращаются клетки мускулатуры желудочка, называется систолой Так как во время систолы давление в желудочке выше, чем в предсердии, то атриовентрикулярный (АУ) клапан закрыт.

Когда мышечные клетки желудочка расслабляются, давление в желудочке падает ниже, чем в предсердии, AV клапан открывается и желудочек заполняется вновь кровью, как показано на рис 2-2 Эта часть сердечного цикла называется диастолой Клапан на выходе во время диастолы закрыт, так как артериальное давление выше, чем внутри желудочковое После периода диастолического заполнения начинается систолическая фаза нового сердечного цикла

Можно сказать, что сердце – это мышечный насос, который обеспечивает беспрерывное движение крови по сосудам. Вместе сердце и сосуды составляют сердечно-сосудистую систему. Эта система состоит из большого и малого кругов кровообращения. Из левых отделов сердца кровь сначала движется по аорте, затем по крупным и мелким артериям, артериолам, капиллярам. В капиллярах кислород и другие необходимые организму вещества поступают в органы и ткани, а оттуда выводятся углекислый газ, продукты обмена. После этого кровь из артериальной превращается в венозную и опять начинает движение к сердцу. Сначала по венулам, затем по более мелким и крупным венам. Через нижнюю и верхнюю полые вены кровь снова попадает в сердце, только уже в правое предсердие. Образуется большой круг кровообращения.

Венозная кровь из правых отделов сердца по легочным артериям направляется в легкие, где обогащается кислородом и снова возвращается в сердце.

Внутри сердце разделено перегородками на четыре камеры. Два предсердия разделены межпредсердной перегородкой на левое и правое предсердия. Левый и правый желудочки сердца разделены межжелудочковой перегородкой. В норме левые и правые отделы сердца абсолютно раздельны. У предсердий и желудочков разные функции. В предсердиях накапливается кровь, поступающая в сердце. Когда объем этой крови достаточен, она проталкивается в желудочки. А желудочки проталкивают кровь в артерии, по которым она движется по всему организму. Желудочкам приходится выполнять более тяжелую работу, поэтому мышечный слой в желудочках значительно толще, чем в предсердиях. Предсердия и желудочки с каждой стороны сердца соединяются предсердно-желудочковым отверстием. Кровь через сердце движется только в одном направлении. По большому кругу кровообращения из левой части сердца (левого предсердия и левого желудочка) в правую, а по малому из правой в левую. Правильное направление обеспечивает клапанный аппарат сердца:

трехстворчатый

легочный

митральный

аортальный клапаны.

Они открываются в нужный момент и закрываются, препятствуя кровотоку в обратном направлении.

Трехстворчатый клапан

Он расположен между правым предсердием и правым желудочком. Он состоит из трех створок. Если клапан открыт, кровь переходит из правого предсердия в правый желудочек. Когда желудочек наполняется, мышца его сокращается и под действием давления крови клапан закрывается, препятствуя обратному току крови в предсердие.

Легочный клапан

При закрытом трехстворчатом клапане выход крови в правом желудочке возможен только через легочной ствол в легочные артерии. Легочный клапан расположен на входе в легочный ствол. Он открывается под давлением крови при сокращении правого желудочка, кровь поступает в легочные артерии, затем под действием обратного тока крови при расслаблении правого желудочка он закрывается, препятствуя обратному поступлению крови из легочного ствола в правый желудочек.

Двустворчатый или митральный клапан

Находится между левым предсердием и левым желудочком. Состоит из двух створок. Если он открыт, кровь поступает из левого предсердия в левый желудочек, при сокращении левого желудочка он закрывается, препятствуя обратному току крови.

Аортальный клапан

Закрывает вход в аорту. Тоже состоит из трех створок, которые имеют вид полулунный. Открывается при сокращении левого желудочка. При этом кровь поступает в аорту. При расслаблении левого желудочка, закрывается. Таким образом, венозная кровь (бедная кислородом) из верхней и нижней полой вен попадает в правое предсердие. При сокращении правого предсердия через трехстворчатый клапан она продвигается в правый желудочек. Сокращаясь, правый желудочек выбрасывает кровь через легочной клапан в легочные артерии (малый круг кровообращения). Обогащаясь кислородом в легких кровь превращается в артериальную и по легочным венам продвигается в левое предсердие, затем в левый желудочек. При сокращении левого желудочка артериальная кровь через аортальный клапан под большим давлением попадает в аорту и разносится по всему организму (большой круг кровообращения).

Сердечная мышца называется миокардом

Выделяют сократительный и проводящий миокард. Сократительный миокард - это собственно мышца, которая сокращается и производит работу сердца. Для того чтобы сердце могло сокращаться в определенном ритме, оно имеет уникальную проводящую систему. Электрический импульс для сокращения сердечной мышцы возникает в синоатриальном узле, который находится в верхней части правого предсердия и распространяется по проводящей системе сердца, достигая каждого мышечного волокна.

Сердце представляет собой настолько своеобразный орган сосудистой системы, что его удобнее рассмотреть отдельно от сосудов. По своему развитию, строению и функции сердце значительно отличается от остальных частей сосудистой системы.

Стенка его подразделяется на три оболочки, или слоя: эндокард, миокард и эпикард (от греческого слова cardia — сердце), но эти оболочки не соответствуют трем оболочкам сосудистой стенки. Морфологическое значение сердечной стенки становится понятным только после рассмотрения его развития.

Развитие сердца

Развивается сердце из двух зачатков: из эндотелиальной трубки с окружающей ее мезенхимой и из так называемой миоэпикардиальной пластинки, происходящей из висцеральных листков спланхнотомов.

Первый зачаток соответствует тому зачатку, из которого развиваются и все сосуды; миоэпикардиальная же пластинка является образованием совершенно особым. Вскоре - после своей закладки она диференцируется на две части, из которых внутренняя, прилежащая к эндотелиальной трубке, превращается в зачаток сердечной мышцы, а наружная становится висцеральным листком околосердечной сумки, т.е. эпикардом.

Таким образом, внутренняя оболочка сердца, или эндокард, по своему происхождению соответствует всей стенке сосудов, а миокард и эпикард являются слоями, не имеющими аналогов в стенках сосудов.

Эпикард — это обычная серозная оболочка. Следовательно, наиболее характерной частью, отличающейся своим развитием, является сердечная мышца, образующая средний слой сердца.

Гистологическое строение сердечной стенки

Не входя в отдельные анатомические детали, мы рассмотрим только гистологическое строение сердечной стенки, изучение которой начнем с внутренней оболочки, или эндокарда.

Эндокард. Эндокард развит не одинаково в различных отделах сердца. В общем он толще в левых камерах. Наибольшей толщины и сложности эндокард достигает на левой поверхности перегородки желудочков и у выходных отверстий аорты и легочной артерии. Наиболее тонок эндокард на трабекулах.

В толстых участках эндокарда (рис. 365) различают следующие слои: 1) эндотелий с подстилающим слоем тонкофибриллярной ткани, содержащей клетки камбиального типа (1), 2) внутренний соединительнотканный слой (2); 3) и 4) мышечно-эластиновый слой (3), в котором только иногда удается различить более внутренний эластический слой с преобладанием эластиновых волокон, и более наружный мышечный слой с преобладанием гладких мышечных волокон. Все эти слои обычно лишены сосудов. Однако мелкие сосуды присутствовать могут. Как кровеносные, так и лимфатические сосуды располагаются лишь в пятом, наружном соединительнотканном слое (4), содержащем большее или меньшее количество толстых эластиновых волокон, связанных с более тонкими эластиновыми сетями миокарда.

Эндокард по своему происхождению соответствует сосудистой стенке, а перечисленные только что слои его - трем оболочкам сосудов. Первые два слоя (1, 2) соответствуют внутренней оболочке (tunica intima), оба средние слоя (3) —средней оболочке (tunica media) и, наконец, последний, пятый слой (4)— наружной облочке (tunica adventitia).

В тонких участках эндокарда сколько-нибудь отчетливого подразделения на отдельные слои провести не удается, хотя все элементы их (эластиновые волокна, соединительнотканные пучки и гладкие мышечные клетки) в эндокарде имеются всюду. У более старых субъектов в эндокарде увеличивается число эластиновых волокон.

Сердечные клапаны (как атриовентрикулярные, так и полулунные) представляют собой складки эндокарда и в нормальном состоянии не содержат сосудов. В атриовентрикулярных клапанах на стороне, обращенной к предсердиям, преобладают гладкие мышцы, на противоположной — эластиновые волокна.

Эпикард. Эпикард, являясь висцеральным листком перикарда, имеет строение серозной оболочки. Он очень тонок и состоит из соединительной ткани, в которой часто, особенно у сосудов, располагаются жировые дольки. Снаружи эпикард покрыт серозным эпителием, состоящим из плоских клеток полигональной формы. В эпителии эпикарда встречаются и многоядерные клетки. В эпикарде проходят крупные кровзносные и лимфатические сосуды, а также нервы.

Миокард. Сердечная мышца, образующая среднюю часть сердечной стенки, или миокард, хотя и подразделяется на отдельные части (миокард предсердий и желудочков), но по своему происхождению и тонкому строению представляет единое целое. Такое строение миокарда как нельзя более соответствует его функциональным особенностям.

Гистогенез миокарда. Миокард развивается из клеток той части стенки спланхнотомов, из которых состоят обращенные к сердечной трубке части упомянутых выше мио-эпикардиальных пластинок. Эти клетки на известной стадии развития сливаются вместе в синцитиальную плазматическую многоядерную массу, которая, однако, в экспериментальных условиях может распадаться на отдельные клетки. Ядра этого синцития размножаются, масса его увеличивается в объеме, и в нем появляются идущие по различным направлениям миофибриллы с поперечной исчерченностью (рис. 366). После того, как ушковой перетяжкой сердечная трубка разграничивается на предсердия и желудочки, миокард подразделяется на соответствующие две части, которые, однако, перешейком ушкового канала остаются связанными друг с другом. Развивающийся синцитий миокарда врастающей соединительной тканью разделяется на отдельные мышечные пучки.

В сердце, закончившем свое развитие, пучки мышечных волокон миокарда располагаются довольно сложно, причем в предсердиях более правильно, чем в желудочках. Не входя в детальное рассмотрение расположения пучков в отдельных частях сердечной мышцы, отметим, что в миокарде предсердий можно различить два слоя: общий для обоих предсердий наружный кольцевой слой и внутренний продольный. Желудочки имеют трех- и четырехслойный миокард. В наружном слое, общем для обоих желудочков, мышечные пучки образуют петлю, начинающуюся в передней верхней части правого желудочка и заканчивающуюся в задней верхней части левого желудочка. Эти мышцы на верхушке сердца и образуют фигуру, известную в анатомии под названием водоворота (vortex cordis).

Остальные слои — отдельные для каждого желудочка. В правом желудочке их два: внутренний продольный и наружный (лежит между внутренним собственным и наружным общим) с петлеобразным ходом волокон. В левом желудочке собственных слоев три и расположение их еще более сложно, чем в правом желудочке.

Особенности строения сердечной мышечной ткани. Микроскопическое строение сердечной мышцы отличается рядом особенностей от строения скелетной поперечнополосатой мускулатуры (рис. 367 и 368).

Прежде всего сердечная мышца имеет сетчатую структуру, образованную из мышечных волокон, тонкое строение которых в общем весьма сходно с поперечнополосатыми волокнами соматической мускулатуры.

Сетчатое строение достигается в результате развития связей между волокнами. Связи устанавливаются при помощи боковых перемычек, так что в своей совокупности вся сеть образует узкопетлистый синцитий. Свободные концы в перекладинах этой сети имеются только в области фиброзного кольца, к которому прикрепляются концы отдельных мышечных волокон.

В саркоплазме мышечных волокон можно видеть миофибриллы, расположенные более или менее радиально и расчлененные на диски, аналогичные тем, которые встречаются в соматической мускулатуре. В саркоплазме располагаются и ядра. Однако в отличие от соматической мускулатуры ядра располагаются не в поверхностных слоях саркоплазмы, а в ее центральной части (рис. 367, 4).

Следует отметить, что саркоплазма мышечных волокон миокарда богата различными включениями. В ней можно найти гликоген и значительное количество жировых веществ, среди которых много фосфолипоидов. Жировые вещества присутствуют как в виде явного жира, так и в маскированном состоянии. При многих, заболеваниях, вызывающих жировую дегенерацию, количество явного жира увеличивается, хотя общее его количество уменьшается. Кроме того, в саркоплазме вокруг ядра постоянно встречаются зернышки пигмента, обычно к старости увеличивающиеся в количестве.

По поверхности волокна покрыты очень тонкой оболочкой, выступающей на срезах в виде резко очерченной линии (рис. 368). Эту оболочку можно сравнивать с сарколеммой, но представляет ли она в действительности таковую, сказать трудно. Ее происхождение до сих пор точно не прослежено, поэтому одни авторы полагают, что она развивается в результате уплотнения эктоплазмы мышечных волокон, в то время как другие производят ее, как и сарколемму скелетных мышц, за счет основного вещества соединительной ткани.

На продольных разрезах сердечной мышцы обнаруживаются еще особые полоски, пересекающие в поперечном направлении отдельные мышечные перекладины. Эти полоски получили название спаивающих линий, или вставочных пластинок, или полосок (рис: 368, 1, и 371, 1).

Форма пластинок может быть различной. В большинстве, случаев они имеют форму правильной прямой линии, но встречаются пластинки, образующие уступы, что придает им вид сруктуры, построенной наподобие лестницы.

Как морфологическое, так и физиологическое значение спаивающих пластинок остается в значительной степени неясным. Если присмотреться к продольному разрезу, то можно подметить, что мышечная сеть подразделяется этими пластинками на отдельные территории (называемые иногда сегментами), в каждой из которых лежит одно, два, а иногда и больше ядер. Это обстоятельство дало повод некоторым авторам с известными к тому основаниями видеть в этих полосках клеточные границы и считать сердечную мышцу клеточным образованием.

Новейшие данные, особенно наблюдения над ростом волокон миокарда эмбрионов в культурах in vitro, когда происходит высвобождение клеточных территорий как раз по границам описываемых полосок, несомненно являются серьезным подтверждением взглядов тех авторов, которые рассматривают сердечную мышцу как клеточное образование.

Однако данные гистогенеза и само строение вставочных пластинок заставляют в этом несколько сомневаться. Вставочные пластинки появляются на поздних стадиях развития и увеличиваются в количестве к старости. Что касается строения этих пластинок, то миофибриллы проходят через них, не прерываясь, но теряют на месте полосок поперечную исчерченность.

Высказывалось предположение и о том, что вставочные пластинки являются местами роста мышечных волокон. Одно время весьма вероятной казалась гипотеза, рассматривающая вставочные пластинки как промежуточные сухожилия, благодаря которым вся мышечная сеть сердца разбивается на микроскопические функциональные элементы, мышечные сегменты.

Между мышечными волокнами миокарда, как и в соматической мускулатуре, располагается рыхлая соединительная ткань. Внутри пучков (perimysium internum) соединительнотканные прослойки состоят из очень нежной ткани ретикулярного типа (решетчатые волокна), в которой наблюдаются многочисленные щели, наполненные лимфатической жидкостью (щели Генле).

Мышечные волокна оплетены густой сетью кровеносных капилляров, имеющих такой же характер, как и в скелетных мышцах. Что касается лимфатических сосудов, то вопрос об их распределении в миокарде и об их отношении к упомянутым только что лимфатическим пространствам не может считаться разрешенным. Во всяком случае в миокарде их очень мало, а может быть, и нет совсем.

В более толстых прослойках соединительной ткани миокарда встречаются и эластиновые волокна. В миокарде предсердий их больше и они грубее, чем в миокарде желудочков, где ими образуются очень тонкие сети.