"Биология. Учебное пособие для учреждений общего среднего образования с русским языком обучения", О.Л. Борисов, А.А. Антипенко, О.Н. Рогожников
Сердце — полый мышечный орган, который работает как насос и поддерживает движение крови по сосудам. Оно состоит из четырёх камер: двух предсердий и двух желудочков; правая и левая половины разделены перегородкой. Клапаны направляют кровь в одну сторону, а сердечная мышца сокращается ритмично. Понимание строения сердца помогает проследить путь крови, объяснить различия между камерами и разобраться, как организм поддерживает кровообращение.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Миокард — мышечный слой стенки сердца. Когда его клетки сокращаются, стенки камер сжимаются и создают давление на кровь. Благодаря этому кровь перемещается из предсердий в желудочки, а затем из желудочков в артерии. Миокард нужен сердцу, чтобы работать как насос.
Створчатый клапан — клапан между предсердием и желудочком. При движении крови из предсердия в желудочек его створки открыты, а при сокращении желудочка смыкаются. Так кровь не возвращается в предсердие. Клапан помогает сохранять правильное направление тока, но сам кровь не проталкивает.
Полулунный клапан — клапан на выходе из желудочка в артерию. Он открывается, когда давление в сокращающемся желудочке становится выше давления в артерии. После выброса крови клапан закрывается и не позволяет ей вернуться в желудочек. Благодаря этому кровь движется дальше по сосудам.
Сердечный цикл — последовательность сокращения и расслабления предсердий и желудочков. В него входят сокращение предсердий, сокращение желудочков и общая пауза, когда расслаблены обе группы камер. Фазы сменяются по очереди, поэтому сердце успевает и наполниться кровью, и вытолкнуть её. Повторение циклов поддерживает непрерывное кровообращение.
Сердце разделено на правую и левую половины, и в каждой есть предсердие и желудочек. Предсердия принимают кровь, а желудочки выталкивают её из сердца. Между половинами находится перегородка, поэтому кровь, идущая по разным кругам кровообращения, не смешивается. Если смотреть на изображение сердца спереди, его правая сторона обычно окажется слева для наблюдателя: стороны называют по отношению к самому человеку.
Кровь проходит через камеры в установленном порядке: из вен поступает в предсердия, затем попадает в желудочки и выходит по артериям. Например, кровь из полых вен сначала оказывается в правом предсердии, а потом — в правом желудочке. Давление, возникающее при сокращении камер, продвигает кровь вперёд. Клапаны открываются для её прохода и закрываются, когда кровь могла бы потечь назад, поэтому путь остаётся однонаправленным.
Стенки камер имеют разную толщину, потому что выполняют работу с разной нагрузкой. Предсердиям нужно переместить кровь только в расположенные рядом желудочки, поэтому их стенки тоньше. Желудочки выталкивают кровь в артерии, и их мышечные стенки развиты сильнее. Самая толстая стенка у левого желудочка: он создаёт давление, достаточное для движения крови по большому кругу через всё тело, тогда как правый направляет её к лёгким.
Сердечный цикл состоит из трёх фаз: сокращения предсердий, сокращения желудочков и общей паузы. Сначала предсердия сокращаются и завершают наполнение желудочков. Затем сокращаются желудочки: давление в них растёт, створчатые клапаны закрываются, а полулунные открываются, и кровь уходит в артерии. Во время общей паузы камеры расслабляются, полулунные клапаны препятствуют возврату крови, а сердце снова наполняется.
Работу сердца обеспечивают миокард и собственная проводящая система — структуры, которые создают и проводят сигналы к сердечной мышце. Благодаря этим сигналам сокращения повторяются ритмично и камеры работают согласованно. Сначала кровь принимают предсердия, затем её выталкивают желудочки; между сокращениями сердце расслабляется. Такая смена действий не даёт кровотоку остановиться и позволяет сердцу вновь наполниться перед следующим сокращением.
| Фаза | Продолжительность | Предсердия | Желудочки | Движение крови и состояние клапанов |
|---|---|---|---|---|
| Сокращение предсердий | 0,1 с | Сокращаются | Расслаблены | Кровь поступает в желудочки; створчатые клапаны открыты, полулунные закрыты. |
| Сокращение желудочков | 0,3 с | Расслаблены | Сокращаются | Кровь направляется в артерии; створчатые клапаны закрыты, полулунные открыты. |
| Общая пауза | 0,4 с | Расслаблены | Расслаблены | Кровь поступает из вен в предсердия и частично проходит в желудочки; полулунные клапаны закрыты. |
Таблица показывает, какие камеры работают в каждой фазе и через какие клапаны проходит кровь. Время приведено для цикла длительностью 0,8 с, характерного для частоты 75 ударов в минуту. Состояние клапанов связано с изменением давления: они открываются для движения крови вперёд и закрываются, чтобы не допустить обратного тока.
Условие. Расположите камеры сердца по ходу крови, поступающей из полых вен, и укажите сосуд, по которому она покидает сердце. Чтобы решить задачу, нужно определить, в какую половину сердца впадают эти вены. Затем проследить движение крови через камеры и назвать выходной сосуд.
Ответ. Путь через камеры: правое предсердие → правый желудочек. Из сердца кровь покидает по лёгочной артерии и направляется к лёгким. Клапаны между камерами и на выходе из желудочка обеспечивают последовательное движение.
Условие. Определите, какие клапаны открыты и закрыты при сокращении желудочков, и объясните направление движения крови. Важно учитывать, что сокращение повышает давление внутри желудочков. Кровь перемещается туда, где давление ниже, если путь открыт.
Ответ. Во время выброса крови створчатые клапаны закрыты, полулунные открыты. Кровь направляется из желудочков в артерии, а обратный ток в предсердия предотвращают сомкнутые створчатые клапаны. После снижения давления полулунные клапаны также закрываются.
Условие. Частота сердечных сокращений равна 75 ударам в минуту. Сокращение предсердий длится 0,1 с, а сокращение желудочков — 0,3 с; нужно найти длительность цикла и общей паузы. Один удар соответствует одному сердечному циклу, поэтому сначала переводим частоту в длительность одного цикла.
Ответ. Сердечный цикл длится 0,8 с, общая пауза — 0,4 с. Проверка: 0,1 + 0,3 + 0,4 = 0,8 с, то есть длительности всех трёх фаз составляют полный цикл. При решении важно не путать частоту ударов с продолжительностью одного удара.
Иногда правую и левую половины сердца определяют по сторонам наблюдателя на рисунке. Так легко перепутать камеры, потому что стороны сердца называют относительно самого человека, которому оно принадлежит. Чтобы проверить себя, вспомните: полые вены впадают в правое предсердие, а лёгочные вены — в левое. Сопоставьте путь крови с этим правилом, а не с расположением на листе.
Клапанам иногда приписывают активное проталкивание крови. Это неверно: кровь перемещает сокращающийся миокард, а клапаны реагируют на разность давления и направляют поток. Ошибку можно проверить вопросом: что создаёт давление на кровь? Если ответ — клапан, нужно исправить рассуждение. Клапан открывает или перекрывает путь, но не работает как отдельный насос.
Створчатые клапаны путают с полулунными, потому что и те и другие препятствуют обратному току. Различайте их по месту: створчатые находятся между предсердием и желудочком, полулунные — у выхода желудочка в артерию. Чтобы проверить ответ, проследите путь крови через желудочек. На входе в него расположен створчатый клапан, на выходе — полулунный.
Ещё одна ошибка — считать, что все камеры сокращаются одновременно. Тогда непонятно, как предсердия могли бы наполнить желудочки, если бы те уже сокращались. Проверьте себя по фазам цикла: сначала сокращаются предсердия, затем желудочки, после чего наступает общая пауза. В каждый момент камеры выполняют согласованные, но не одинаковые действия.
Для понимания работы сердца нужно знать, как устроена кровеносная система и чем артерии отличаются от вен и капилляров. Артерии несут кровь от сердца, вены возвращают её к сердцу, а в капиллярах происходит обмен веществ между кровью и тканями. Знание кругов кровообращения помогает определить, куда направляется кровь из каждого желудочка. Так строение камер связывается с путём крови по организму.
Строение сердца пригодится при изучении регуляции кровообращения и влияния физической нагрузки на организм. Во время нагрузки потребность тканей в кислороде меняется, а работа сердца приспосабливается к новым условиям. Понимание нормальной работы сердца помогает осмысленно изучать профилактику заболеваний сердечно-сосудистой системы. Оно также помогает объяснить, почему забота о здоровье важна для всего организма.
Почему кровь в правой и левой половинах сердца не смешивается?
Правую и левую половины разделяет сплошная перегородка. Поэтому кровь, поступающая в правую половину, не соединяется с кровью левой половины.
Чем створчатые клапаны отличаются от полулунных?
Створчатые клапаны находятся между предсердиями и желудочками, а полулунные — на выходе из желудочков в артерии. Они открываются и закрываются при изменении давления и не дают крови течь назад.
Почему стенка левого желудочка толще стенки правого?
Левый желудочек выталкивает кровь в большой круг кровообращения, поэтому ему нужно создавать большее давление. Правый желудочек направляет кровь только к лёгким, и его нагрузка меньше.
Как кровь проходит через сердце?
Из вен кровь поступает в предсердия, затем проходит в желудочки и из них направляется в артерии. Правая половина отправляет кровь в лёгочную артерию к лёгким, левая — в аорту и далее по большому кругу.
Из каких фаз состоит сердечный цикл?
Сердечный цикл включает сокращение предсердий, сокращение желудочков и общую паузу. Эти фазы сменяются последовательно, благодаря чему камеры успевают наполниться кровью и вытолкнуть её.
§ 27. Строение и функции сердца
