ОСНОВЫ СТРОЕНИЯ И ФУНКЦИИ СЕРДЦА

Насосная функция сердца

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 расслабле­ния.

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 поддерживает­ся на более высоком уровне, чем венозное. Насос правого сердца создает энергети­ческий 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 возвращает­ся из органов тела в правое предсердие через верхнюю и нижнюю полые вены. Она

Рис. 2-1. Пути кровотока в сердце.

проходит через трикуспидальный клапан в правый желудочек, а отсюда прогоняется через клапан легочной артерии в легочное кровообращение через легочные арте­рии. 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 иден­тична. 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 на­пряжение, которое создает постепенно нарастающее давление внутри камеры. Как толь­ко 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 (AV) клапан закрыт.

Когда мышечные клетки желудочка расслабляются, давление в желудочке падает ниже, чем в предсердии, АV 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 внутрижелудочковое. После периода диастолического заполнения начинается систо­лическая фаза нового сердечного цикла.

Возбуждение сердца

Для того чтобы насосная деятельность сердца была эффективной, необходима точная координация сокращений миллионов отдельных клеток сердечной мышцы. Сокращение каждой отдельной клетки вызывается, когда электрический импульс воз­буждения (потенциал действия) распространяется по ее мембране. Правильная ко­ординация сократительной активности отдельных клеток сердечной мускулатуры до­стигается, прежде всего, посредством проведения данного потенциала действия от одной клетки к другой через вставочные диски, которые объединяют все клетки сердца в единый функциональный синцитий (т. е. ткань, которая функционирует, как синх­ронно работающая система).

Кроме того, мышечные клетки в некоторых участках сердца специфично приспо­соблены для регуляции частоты возбуждения миокарда, пути проведения и скорости распространения импульсов через различные отделы сердца. Основные компоненты этой специализированной системы, отвечающей за процессы возбуждения и проведе­ния в сердце, показаны на рис. 2-3. Она включает синоатриальный узел (SА узел),

Рис. 2-3. Проводящая система сердца.

предсердные межузловые пути, атриовентрикулярный узел (АV узел), общий АV узловой пучок Гиса, правая и левая ножки пучка, состоящие из специализированных клеток, называемых волокнами Пуркинье.

SА узел расположен в области впадения верхней полой вены в правое предсердие. Специализированные клетки предсердной мускулатуры этой зоны могут спонтанно генерировать потенциалы действия, которые в дальнейшем распространяются по все­му сердцу, вызывая его сокращение. Эта зона SА узла в норме функционирует как внутрисердечный водитель ритма. Потенциал действия далее распространяется по стен­ке предсердия в виде волны, исходящей из SА узла. Хотя есть некоторые доказатель­ства существования особых путей проведения в предсердии от SА узла к АV узлу через передние, средние и задние межузловые пучки, анатомически эти пути недостаточно различимы.

Скорость проведения сигнала по предсердию составляет около 1 м/с и волна потенциала действия достигает АV узла примерно через 0,08 с после того, как она возникла в SА узле.

АV узел состоит из мелких специализированных клеток, расположенных на пра­вой поверхности межпредсердной перегородки непосредственно под эндокардом. Ниж­няя часть АV узла состоит из параллельно-ориентированных волокон, которые в нор­ме образуют только мостик из смежных клеток сердца через хрящевидное образование, создающее опору для клапанов сердца и электрически изолирующее предсердия от желудочков. Распространение импульса через эту зону АV узла происходит очень медленно (= 0,05 м /с) и поэтому между возбуждением предсердия и желудочков воз­никает промежуток длительностью = 0,15 с.

В области вхождения пучка Гиса в ткань межжелудочковой перегородки, пучок распадается на левую и правую ножки, которые состоят из волокон Пуркинье большого диаметра. Эти специализированные мышечные волокна быстро (со скоростью 3 м/с) проводят импульс по перегородке до субэндокардиальных слоев миокарда, основания папиллярных мышц и далее, через пенетрирующие волокна, проходят в эпикардиальный слой мышечной ткани правого и левого желудочка. Волна возбуждения, проходя по многочисленным веточкам волокон Пуркинье, в конечном итоге достигает обыч­ных мышечных клеток. Это приводит к быстрому, почти одновременному возбужде­нию всех клеток желудочковой мускулатуры.