§ 25. Сердце: его строение и работа

Определения и обозначения

Предсердия — две верхние камеры сердца, которые принимают кровь из вен. Когда предсердия сокращаются, кровь переходит из них в желудочки. Так кровь собирается в сердце и передаётся в камеры, способные вытолкнуть её дальше.

Желудочки — две нижние камеры сердца с сильными мышечными стенками. Правый желудочек направляет кровь в лёгочную артерию, к лёгким, а левый — в аорту, к органам тела. Их сокращение создаёт силу, необходимую для продвижения крови по сосудам.

Клапаны сердца — створчатые образования, которые пропускают кровь в одном направлении. При движении крови вперёд створки открываются, а при попытке обратного тока смыкаются. Благодаря этому кровь не возвращается в уже пройденную камеру.

Сердечный цикл — последовательность сокращения и расслабления предсердий и желудочков. В ходе цикла камеры по очереди наполняются кровью и выталкивают её. Понятие цикла помогает понять, как сердце поддерживает непрерывное движение крови, чередуя работу и отдых.

Как это устроено

Сердце разделено перегородкой на правую и левую половины. Правая сторона принимает кровь, бедную кислородом, и отправляет её к лёгким; левая получает кровь, насыщенную кислородом, и направляет её к тканям. Если бы эти потоки смешивались, органы получали бы кровь с меньшим содержанием кислорода, поэтому перегородка помогает сохранять раздельное движение крови по двум кругам кровообращения.

Сначала кровь поступает из вен в предсердия, а затем перемещается в желудочки. Из правого предсердия она проходит через трёхстворчатый клапан в правый желудочек, а из левого предсердия через двустворчатый клапан — в левый. Желудочки выталкивают кровь через выходные клапаны: правый — в лёгочную артерию, левый — в аорту; так кровь отправляется в нужный круг кровообращения.

Клапаны открываются и закрываются из-за разницы давления по обе стороны от них, возникающей при наполнении и сокращении камер. Когда кровь движется вперёд, она раздвигает створки; когда начинает давить обратно, створки смыкаются. Поэтому клапаны работают как заслонки, а не как насос: движущую силу создают сокращения сердечной мышцы.

Сердечный цикл начинается с сокращения предсердий: они проталкивают кровь в расслабленные желудочки. Затем сокращаются желудочки, и кровь выбрасывается в лёгочную артерию и аорту; в это время предсердия расслаблены и наполняются кровью. После этого наступает общая пауза: все камеры расслабляются, кровь продолжает поступать в предсердия, а сердце готовится к следующему циклу.

Во время цикла сердце не только сокращается, но и расслабляется. В среднем при частоте 75 циклов в минуту один цикл длится 0,8 секунды: около 0,1 секунды приходится на сокращение предсердий, 0,3 — желудочков и 0,4 — на общую паузу. Расслабление даёт камерам возможность наполниться, а пауза — сердечной мышце восстановиться, поэтому чередование фаз позволяет сердцу работать непрерывно.

Камеры сердца и их работа

Сравнивайте камеры по двум вопросам: откуда к ним поступает кровь и куда она направляется дальше. В таблице видно, что правые камеры связаны с венозной кровью и лёгкими, а левые — с артериальной кровью и органами. Полезно проследить каждый путь сверху вниз: от предсердия через желудочек к выходящему сосуду.

Разбор задач

Задача 1. Проследите путь крови от полых вен до лёгочной артерии, назвав камеры сердца и клапан между ними. Нужно идти по направлению тока крови, не перескакивая через камеры. Между правым предсердием и правым желудочком находится трёхстворчатый клапан.

1. Из полых вен кровь попадает в правое предсердие. Это верхняя камера правой половины сердца, принимающая венозную кровь.
2. При переходе в правый желудочек кровь проходит через трёхстворчатый клапан. Он пропускает её вперёд и не даёт вернуться в предсердие.
3. Из правого желудочка кровь выходит через клапан лёгочной артерии в этот сосуд. Он направляет её к лёгким.

Ответ: полые вены → правое предсердие → трёхстворчатый клапан → правый желудочек → клапан лёгочной артерии → лёгочная артерия.

Задача 2. Расположите фазы сердечного цикла и укажите, какие камеры сокращаются. Чтобы не перепутать порядок, проследите путь крови: сначала она переходит из предсердий в желудочки, затем покидает сердце. После выброса наступает расслабление всех камер.

1. Первая фаза — сокращение предсердий; желудочки в это время расслаблены и наполняются кровью. Предсердия передают им оставшуюся кровь.
2. Вторая фаза — сокращение желудочков; предсердия расслаблены. Кровь выталкивается в лёгочную артерию и аорту.
3. Третья фаза — общая пауза: предсердия и желудочки расслаблены. Камеры наполняются, после чего цикл начинается снова.

Ответ: сокращение предсердий → сокращение желудочков → общая пауза; в паузу ни предсердия, ни желудочки не сокращаются.

Задача 3. Один сердечный цикл длится 0,8 секунды, а за минуту сердце совершает 75 циклов. Найдите длительность цикла по частоте и сравните результаты. В одной минуте 60 секунд, поэтому время одного цикла можно вычислить делением общего времени на количество циклов.

1. Запишите вычисление: 60 с ÷ 75 циклов = 0,8 с на цикл. Единицу измерения указываем в секундах, потому что делим секунды на число циклов.
2. Сравните найденное значение с данным в условии: оба равны 0,8 секунды. Значит, данные согласуются и не противоречат друг другу.

Ответ: длительность цикла по частоте — 0,8 секунды; результат совпадает с указанным в условии.

Типичные ошибки

Ошибка — менять местами предсердия и желудочки, считая, что кровь принимают нижние камеры. Такое может случиться, если запомнить только, что в сердце четыре камеры, не связав их расположение с работой. Проверьте себя: предсердия находятся сверху и принимают кровь, а желудочки расположены снизу и выталкивают её.

Ошибка — считать, что кровь перекачивают клапаны. Их открывание и закрывание заметно в схеме движения, поэтому клапан легко принять за источник движения. Проверьте себя вопросом, что создаёт давление: это сокращение сердечной мышцы, а клапаны только направляют поток и мешают ему течь назад.

Ошибка — думать, что слева в сердце находится венозная кровь, а справа артериальная. Путаница возникает, если слова «правая» и «левая» связать с положением сердца, а не с кровью в камерах. Проверьте себя по пути крови: правая половина направляет венозную кровь к лёгким, левая получает из лёгких артериальную и отправляет её к органам.

Ошибка — называть сердечным циклом только сокращение сердца. При таком взгляде легко забыть о расслаблении камер и общей паузе, хотя без них цикл не был бы полным. Проверьте себя, перечислив все три фазы по порядку: сокращение предсердий, сокращение желудочков, общая пауза.

Связь с другими темами

Чтобы понять работу сердца, нужно знать различия между артериальной и венозной кровью. Также полезно представлять большой и малый круги кровообращения: малый связывает сердце с лёгкими, а большой — с органами тела. Эти знания помогают проследить, почему кровь проходит через разные камеры и сосуды.

Знание строения сердца пригодится при изучении кровообращения: можно объяснить, как кровь движется по сосудам и где начинается каждый круг. Оно также помогает разобраться, откуда берётся пульс и как нервная и другие системы организма регулируют работу сердечно-сосудистой системы. Тогда строение камер связывается с работой всего организма.

Что запомнить

• Сердце состоит из четырёх камер: двух предсердий и двух желудочков.
• Перегородка разделяет сердце на правую и левую половины.
• Клапаны обеспечивают движение крови в одном направлении.
• Правые камеры сердца работают с венозной кровью, левые — с артериальной.
• Сердечный цикл состоит из сокращения предсердий, сокращения желудочков и общей паузы.
• Фазы сокращения и расслабления регулярно сменяют друг друга.