§ 44. Строение и работа сердца

Определения и обозначения

Сердце — полый мышечный орган, который ритмично сокращается и обеспечивает движение крови по сосудам. Его стенки способны менять объём камер: при сокращении кровь выталкивается, а при расслаблении сердце наполняется. Благодаря этому кровь постоянно движется по большому и малому кругам кровообращения.

Предсердие — верхняя камера сердца, принимающая кровь из вен и передающая её в желудочек. Предсердия работают как приёмные камеры: они помогают направить кровь дальше, но сами не выталкивают её в артерии. Это различие позволяет точно проследить путь крови через сердце.

Желудочек — нижняя камера сердца, выталкивающая кровь в артерии. Правый желудочек направляет кровь к лёгким, а левый — в сосуды всего тела. Сильное сокращение желудочков создаёт давление, необходимое для движения крови по кругам кровообращения.

Сердечный цикл — последовательность сокращения и расслабления предсердий и желудочков. Во время цикла камеры поочерёдно наполняются кровью и выталкивают её дальше. Понимание этой смены помогает объяснить работу клапанов и ритмичность сердцебиения.

Как это устроено

Сердце находится в грудной клетке между лёгкими, за грудиной, и немного смещено влево. Его стенка состоит из внутреннего слоя, мышечного слоя и наружной оболочки; снаружи орган окружён околосердечной сумкой. Главную работу выполняет сердечная мышца — миокард: её волокна сокращаются и уменьшают объём камер. Благодаря мышечной стенке сердце может создавать давление, чтобы перемещать кровь по сосудам.

Перегородка отделяет правую половину сердца от левой. Справа проходит венозная кровь, бедная кислородом и богатая углекислым газом, а слева — артериальная кровь, поступившая из лёгких и насыщенная кислородом. Если бы эти потоки смешивались, органы получали бы кровь с меньшим количеством кислорода. Разделение позволяет направлять кровь по двум кругам: от сердца к лёгким и от сердца ко всему телу.

Кровь возвращается из органов по венам в правое предсердие, а из лёгких по лёгочным венам — в левое. Из предсердий она проходит через клапаны в соответствующие желудочки: справа находится трёхстворчатый клапан, слева — двустворчатый, или митральный. Затем сокращаются желудочки: правый отправляет кровь через клапан лёгочной артерии в лёгкие, левый — через клапан аорты в большой круг. Клапаны открываются при движении крови вперёд и закрываются, когда кровь стремится вернуться.

Мышечная стенка предсердий тоньше стенок желудочков, потому что предсердия проталкивают кровь лишь на небольшое расстояние — в расположенные рядом желудочки. Желудочкам нужно создавать большее усилие: они выталкивают кровь в артерии. Самая мощная стенка у левого желудочка, потому что ему приходится преодолевать сопротивление сосудов всего тела и поддерживать высокое давление. Правый желудочек направляет кровь только к лёгким, поэтому его стенка тоньше.

Сердечный цикл включает сокращение предсердий, сокращение желудочков и общее расслабление. Сначала предсердия проталкивают кровь в желудочки; затем желудочки сокращаются, и давление закрывает клапаны между камерами, не позволяя крови вернуться. При расслаблении клапаны на выходе из желудочков закрываются, а камеры снова наполняются. Толчки крови в артериях после сокращений желудочков ощущаются как пульс, а смена фаз обеспечивает непрерывность кровообращения.

Строение и функции отделов сердца

Читайте таблицу по столбцам, чтобы сравнить работу четырёх камер, а по строкам — чтобы сопоставить один признак. Проследите путь крови от предсердия к желудочку и далее в сосуд: так легче проверить, какие клапаны она проходит. Названия артерий и вен показывают направление движения крови относительно сердца, а не содержание кислорода.

Разбор задач

Задача 1. Определите путь эритроцита от верхней и нижней полых вен до лёгочной артерии. Нужно назвать камеры сердца и клапаны, которые встречаются на пути. Эритроцит переносится током венозной крови к лёгким.

1. Полые вены приносят кровь в правое предсердие.
2. Из правого предсердия эритроцит проходит через трёхстворчатый клапан в правый желудочек.
3. При сокращении желудочка кровь проходит через клапан лёгочной артерии и попадает в лёгочную артерию.

Ответ: верхняя или нижняя полая вена → правое предсердие → трёхстворчатый клапан → правый желудочек → клапан лёгочной артерии → лёгочная артерия. Сначала эритроцит оказывается в правой половине сердца, а затем направляется в малый круг кровообращения. В лёгких кровь отдаст углекислый газ и получит кислород.

Задача 2. Объясните, почему стенка левого желудочка толще стенки правого. Учитывайте, куда направляет кровь каждый желудочек. Нужно связать толщину мышцы с необходимым давлением, а не только с тем, что камеры расположены по разные стороны сердца.

1. Правый желудочек выталкивает кровь к лёгким, то есть по малому кругу.
2. Левый желудочек отправляет кровь по большому кругу через сосуды всего тела.
3. Чем длиннее путь и больше сопротивление сосудов, тем большее давление нужно создать; для этого требуется более мощная мышца.

Ответ: стенка левого желудочка толще, потому что он должен с силой протолкнуть кровь по всему большому кругу кровообращения. Правому желудочку достаточно направить кровь к близко расположенным лёгким, поэтому его мышечная стенка тоньше. Толщина стенок соответствует нагрузке, которую выполняет каждый желудочек.

Задача 3. Частота пульса равна 75 ударам в минуту. Найдите длительность одного сердечного цикла и число циклов за 5 минут. Считайте, что каждый удар соответствует одному циклу и частота остаётся постоянной. Используйте 60 секунд в минуте.

1. За одну минуту происходит 75 циклов, поэтому длительность одного цикла равна 60 ÷ 75 = 0,8 секунды.
2. За пять минут число циклов равно 75 × 5 = 375.
3. Проверка: за 5 минут проходит 300 секунд; 300 ÷ 0,8 = 375 циклов.

Ответ: один сердечный цикл длится 0,8 секунды, а за 5 минут происходит 375 циклов. При неизменной частоте число циклов находят умножением количества циклов за минуту на время в минутах. Длительность одного цикла можно проверить, разделив 60 секунд на частоту в минуту.

Типичные ошибки

Артерии и вены иногда путают с артериальной и венозной кровью. Это происходит потому, что в большом круге артерии обычно несут кровь с кислородом, а вены — без него, но в малом круге всё наоборот. Сосуд называют по направлению движения крови: артерия несёт её от сердца, вена — к сердцу. Проверяйте себя вопросом «куда движется кровь относительно сердца?», а не «сколько в ней кислорода?».

Предсердия могут ошибочно представить камерами, выталкивающими кровь в артерии. Их задача — принять кровь из вен и передать её через клапан в желудочек; в артерии кровь выталкивают именно желудочки. Путаница возникает из-за того, что все камеры сокращаются. Чтобы проверить ответ, восстановите последовательность: предсердие → желудочек → артерия.

Трёхстворчатый и двустворчатый клапаны иногда меняют местами. Название первого связано с правой половиной сердца, а второй расположен между левыми предсердием и желудочком. Запомните правило: трёхстворчатый клапан находится справа, двустворчатый, или митральный, — слева. Проверяйте, между какими камерами проходит кровь.

Считать, что сердце работает только при сокращении, — значит не учитывать расслабление. Во время расслабления камеры наполняются кровью, поэтому эта фаза необходима для следующего сокращения. Ошибка возникает, если замечать только толчок сердца или пульса. Проверка простая: полный сердечный цикл включает и сокращение, и расслабление.

Связь с другими темами

Чтобы проследить путь крови через сердце, нужно знать устройство кровеносной системы, различия артерий, вен и капилляров, а также большой и малый круги кровообращения. Эта тема помогает понять, как кровь обогащается кислородом в лёгких и отдаёт его тканям. Позже строение сердца пригодится при изучении кровяного давления, пульса и регуляции кровообращения. Знание нормальной работы сердца также помогает разбираться в профилактике сердечно-сосудистых заболеваний.

Что запомнить

• Сердце состоит из двух предсердий и двух желудочков.
• Правая половина сердца работает с венозной кровью, левая — с артериальной.
• Клапаны обеспечивают движение крови только в одном направлении.
• Левый желудочек выталкивает кровь в большой круг кровообращения.
• Правый желудочек направляет кровь в малый круг кровообращения.
• Сердечный цикл включает сокращение и расслабление отделов сердца.
• Ритмичная работа сердца поддерживает непрерывное кровообращение.