Сердце и сосуды

Сердце и сосуды

Сердечно-сосудистая система человека замкнутая. Это означает, что кровь перемещается только по сосудам и отсутствуют какие-либо полости, куда кровь изливается. Благодаря работе сердца и разветвленной системе сосудов, каждая клетка нашего организма получает кислород и питательные вещества, которые необходимы для жизнедеятельности.

Обратите внимание на устоявшееся название — сердечно-сосудистая система. На первое место выносится именно сердечная мышца, которая выполняет важнейшую функцию. Мы переходим к изучению этого уникального органа.

Сердце

Раздел медицины, изучающий сердце, носит название кардиология (от др.-греч. καρδία — сердце и λόγος — изучение). Сердце — полый мышечный орган, сокращающийся с определенным ритмом в течение всей жизни человека.

Снаружи сердце покрыто околосердечной сумкой — перикардом. Состоит из 4 камер: 2 желудочков — правого и левого, и 2 предсердий — правого и левого. Запомните, что между желудочками и предсердиями находятся створчатые клапаны.

Между правым предсердием и правым желудочком расположен трехстворчатый (трикуспидальный) клапан, между левым предсердием и левым желудочком — двустворчатый (митральный) клапан.

В сердце кровь движется однонаправленно: из предсердий в желудочки, благодаря наличию створчатых (атриовентрикулярных) клапанов (от лат. atrium — предсердие и ventriculus — желудочек).

От левого желудочка отходит самый крупный сосуд человека — аорта, диаметром 2.5 см, кровь в которой течет со скоростью 50 см в секунду. От правого желудочка отходит легочный ствол. Между левым желудочком и аортой, а также правым желудочком и легочным стволом находятся полулунные клапаны.

Мышечная ткань сердца представлена одиночными клетками — кардиомиоцитами, обладающими поперечной исчерченностью. Сердце обладает особым свойством — автоматией: изолированное от организма сердце продолжает сокращаться без внешних воздействий. Это связано с наличием в толще мышечной ткани особых клеток — пейсмекерных (клетки водителя ритма, атипичные кардиомиоциты), которые сами периодически генерируют нервные импульсы.

В сердце имеется проводящая система благодаря которой возбуждение, возникшее в одной части сердца, постепенно охватывает другие части. В проводящей системе выделяют синусный, атриовентрикулярный узлы, пучок Гиса и волокна Пуркинье. Именно благодаря наличию этих проводящих структур сердце способно к автоматии.

Сердечный цикл

Систола предсердий (от греч. systole — сжимание, сокращение)

Длится 0,1 сек. В эту фазу предсердия сокращаются, их объем уменьшается, и кровь из них поступает в желудочки. Створчатые клапаны в период этой фазы открыты, полулунные — закрыты.

Длится 0,3 сек. Створчатые (атриовентрикулярные) клапаны закрываются, чтобы не допустить обратного тока крови в предсердия. Мышечная ткань желудочков начинает сокращаться, их объем уменьшается: открываются полулунные клапаны. Кровь изгоняется из желудочков в аорту (из левого желудочка) и легочный ствол (из правого желудочка).

Длится 0,4 сек. В диастолу полости сердца расширяются — мышцы расслабляются, полулунные клапаны закрываются. Створчатые клапаны открыты. В эту фазу предсердия наполняются кровью, которая пассивно поступает в желудочки. Затем цикл повторяется.

Мы уже разобрали сердечный цикл, однако я хочу акцентировать ваше внимание на некоторых деталях. В общей сложности один цикл длится 0,8 сек. Предсердия отдыхают 0,7 секунд — во время систолы желудочков и общей диастолы, а желудочки отдыхают 0,5 секунд — во время систолы предсердий и общей диастолы. Благодаря такому энергетически выгодному циклу, сердечная мышца мало утомляется при работе.

Частоту сокращений сердца (ЧСС) можно измерить с помощью пульса — толчкообразных колебаний стенок сосудов, связанных с сердечным циклом. Средняя частота пульса в норме — 60-80 ударов в минуту. У спортсмена ЧСС реже, чем у нетренированного человека. При больших физических нагрузках ЧСС может возрастать до 150 уд/мин.

Возможны изменения сердечного ритма в виде его чрезмерного урежения или учащения, соответственно выделяют: брадикардию (от греч. βραδυ — медленный и καρδιά — сердце) и тахикардию (от др.-греч. ταχύς — быстрый и καρδία — сердце). Брадикардия характеризуется урежением пульса до 30-60 уд/мин, тахикардия — выше 90 уд/мин.

Регуляторный центр деятельности сердечно-сосудистой системы лежит в продолговатом и спинном мозге. Парасимпатическая нервная система замедляет, а симпатическая нервная система ускоряет ЧСС. Оказывают влияние также гуморальные факторы (от лат. humor — влага), главным образом гормоны: надпочечников — адреналин (усиливает работу сердца), щитовидной железы — тироксин (ускоряет ЧСС).

Сосуды

К тканям и органам кровь движется внутри сосудов. Они подразделяются на артерии, вены и капилляры. В общих чертах мы обсудим их строение и функции. Хочу заметить: если вы считаете, что по венам течет венозная, а по артериям — артериальная кровь, вы ошибаетесь. В следующей статье вы найдете конкретные примеры, опровергающие это заблуждение.

По артериям кровь течет от сердца к внутренним органам и тканям. Они обладают толстыми стенками, в составе которых имеются эластические и гладкие мышечные волокна. Давление крови в них наиболее высокое, по сравнению с венами и капиллярами, в связи с чем они и имеют вышеуказанную толстую стенку.

Изнутри артерия выстлана эндотелием — эпителиальными клетками, которые образуют однослойный пласт тонких клеток. Благодаря наличию гладких мышечных клеток в толще стенки, артерии могут сужаться и расширяться. Скорость кровотока в артериях примерно 20-40 см в секунду.

Большей частью артерии несут артериальную кровь, однако нельзя забывать об исключениях: от правого желудочка по легочным артериям к легким идет венозная кровь.

По венам кровь течет к сердцу. По сравнению со стенкой артерии, в венах меньше эластических и мышечных волокон. Давление крови в них небольшое, поэтому стенка вен тоньше, чем у артерий.

Характерный признак вен (который вы всегда заметите на схеме) наличие внутри вены клапанов. Клапаны препятствуют обратному току крови в венах — обеспечивают однонаправленное движение крови. Скорость кровотока в венах около 20 см в секунду.

Только представьте: вены поднимают кровь от ног к сердцу, действуя против силы тяжести. В этом им помогают вышеупомянутые клапаны и сокращения скелетных мышц. Вот почему очень важна физическая активность, противопоставленная гиподинамии, которая вредит здоровью, нарушая движение крови по венам.

Преимущественно в венах находится венозная кровь, однако нельзя забывать об исключениях: к левому предсердию подходят легочные вены с артериальной кровью, обогащенной кислородом после прохождения легких.

Самые мелкие кровеносные сосуды — капилляры (от лат. capillaris — волосяной). Их стенка состоит из одного слоя клеток, что делает возможным газообмен и обменные процессы различными веществами (питательными, побочными продуктами) между клетками, окружающими капилляр, и кровью в капилляре. Скорость движения крови по капиллярам самая низкая (по сравнению с артериями, венами) — составляет 0,05 мм в секунду, что необходимо для процессов обмена.

Суммарный просвет капилляров больше, чему у артерий и вен. Они подходят к каждой клетке нашего организма, именно они являются связующим звеном, благодаря которому ткани получают кислород, питательные вещества.

По мере прохождения крови по капиллярам, она теряет кислород и насыщается углекислым газом. Поэтому на картинке выше вы видите, что поначалу кровь в капиллярах артериальная, а затем — венозная.

Гемодинамика

Гемодинамикой называют процесс циркуляции крови. Важным показателем является кровяное давление — давление, оказываемое кровью на стенки кровеносных сосудов. Его величина зависит от силы сокращения сердца и сопротивления сосудов. Различают систолическое (в среднем 120 мм. рт. ст.) и диастолическое (в среднем 80 мм. рт. ст.) артериальное давление.

Систолическое артериальное давление подразумевает давление в кровеносном русле в момент сокращения сердца, диастолическое — в момент его расслабления.

При физической нагрузке и стрессе артериальное давление повышается, пульс учащается. Во время сна артериальное давление снижается, как и частота сердечных сокращений.

Уровень артериального давления — важный показатель для врача. Артериальное давление может быть повышено у пациента с болезнью почек, надпочечников, поэтому крайне важно знать и контролировать его уровень.

Повышение артериального давления, к примеру 220/120 мм рт. ст. врачи называют артериальной гипертензией (от греч. hyper — чрезмерно; говорить гипертония не совсем верно, гипертония — повышенный тонус мышц), а понижение, например до 90/60 мм. рт. ст. будет называться артериальной гипотензией (от греч. hypo — под, внизу).

Все мы, вероятно, хотя бы раз в жизни испытывали ортостатическую гипотензию — снижение уровня артериального давления при резком подъеме из положения сидя или лежа. Сопровождается легким головокружением, однако может приводить и к обмороку, потере сознания. Ортостатическая гипотензия может (в рамках нормы) проявляться у подростков.

Существует нервная регуляция гемодинамики, заключающаяся в действии на сосуды волокон симпатической нервной системы, которая сужает сосуды (давление повышается), парасимпатической нервной системы, которая расширяет сосуды (давление соответственно понижается).

На просвет сосудов оказывают действия также гуморальные факторы, распространяющиеся через жидкие среды организма. Ряд веществ оказывает сосудосуживающие действие: вазопрессин, норадреналин, адреналин, другая часть оказывает сосудорасширяющее действие — ацетилхолин, гистамин, окись азота (NO).

Заболевания

Атеросклероз (греч. athḗra — кашица + sklḗrōsis — затвердевание) — хроническое заболевание артерий, возникающее в результате нарушения в них обмена жиров и белков. При атеросклерозе в сосуде формируется холестериновая бляшка, которая постепенно увеличивается в размерах, приводя в итоге к полной закупорке сосуда.

Бляшка суживает просвет сосуда, уменьшая количество крови, протекающей по нему к органу. Атеросклероз нередко затрагивает сосуды, которые питают сердце — коронарные артерии. В этом случае болезнь может проявляться болями в сердце при незначительных физических нагрузках. Если атеросклероз затрагивает сосуды головного мозга — у пациента ухудшается память, концентрация внимания, когнитивные (интеллектуальные) функции.

В какой-то момент атеросклеротическая бляшка может лопнуть, в этом случае происходит невероятное: кровь начинает сворачиваться прямо внутри сосуда, ведь клетки реагируют на разрыв бляшки, как на повреждение сосуда! Образуется тромб, который может закупорить просвет сосуда, после чего кровь полностью перестает поступать к органу, который этот сосуд кровоснабжает.

Такое состояние называется инфаркт (лат. infarcire — «начинять, набивать») — резкое прекращения кровотока при спазме артерии или закупорке. Инфаркт выражается в омертвлении тканей органа вследствие острого недостатка кровоснабжения. Инфаркт головного мозга называют — инсульт (лат. insultus — нападение, удар).

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2022

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Продолжительность

Как показывает таблица, сердечный цикл продолжается примерно 0, 8 сек, если считать, что средняя частота сокращений составляет от 60 до 80 ударов в минуту. Систола предсердий занимает 0,1 с, систола желудочков — 0,3 с, общая диастола сердца – все оставшееся время, равное 0,4 с.

Что происходит во время сердечного цикла?

сердечный цикл с биоэлектрической точки зрения (импульс зарождается в синусовом узле и распространяется по сердцу)

Электрические механизмы сердечного цикла включают в себя функции автоматизма, возбуждения, проведения и сократимости, то есть способность генерировать в клетках миокарда электричество, проводить его по электрически активным волокнам далее, а также способность отвечать механическим сокращением в ответ на электрическое возбуждение.

Благодаря таким сложным механизмам на протяжении всей жизни человека поддерживается способность сердца правильно и регулярно сокращаться, в то же время тонко реагируя на постоянно изменяющиеся условия окружающей среды. Так, например, систола и диастола происходят быстрее и активнее в том случае, если человеку угрожает опасность. При этом под влиянием адреналина коры надпочечников активизируется древний, эволюционно сложившийся принцип трех «Б» – бей, бойся, беги, для выполнения которого требуется большее кровоснабжение мышц и головного мозга, что, в свою очередь, напрямую зависит от активности сердечно-сосудистой системы, в частности, от ускоренного чередования фаз сердечного цикла.

гемодинамическое отражение сердечного цикла

Если говорить о гемодинамике (продвижении крови) по камерам сердца во время полного сердечного сокращения, то стоит отметить следующие особенности. В начале сердечного сокращения после того, как получено электрическое возбуждение мышечными клетками предсердий, в них задействуются биохимические механизмы. В каждой клетке находятся миофибриллы из белков миозина и актина, которые под влиянием микротоков ионов в клетку и из клетки начинают сокращаться. Совокупность сокращений миофибрилл приводит к сокращению клетки, а совокупность сокращений мышечных клеток – к сокращению всей сердечной камеры. В начале сердечного цикла сокращаются предсердия. При этом кровь, посредством открытия атрио-вентрикулярных клапанов (трикуспидального справа и митрального слева), поступает в полость желудочков. После того, как электрическое возбуждение распространилось на стенки желудочков, происходит систолическое сокращение желудочков. Кровь при этом изгоняется в указанные выше сосуды. После изгнания крови из полости желудочков наступает общая диастола сердца, при этом стенки сердечных камер расслаблены, а полости пассивно наполняются кровью.

Патогенез экстрасистолии

Сердце — полый мышечный орган, у человека и теплокровных животных имеет четырёхкамерное строение [13] . Сердце способно самостоятельно сокращаться через определённые промежутки времени. Эта функция называется автоматизмом и возможна благодаря возникновению электрических импульсов в самом сердце, точнее в его проводящей системе.

Проводящая система сердца — это комплекс специальных клеток, обеспечивающих возникновение и распространение электрического импульса по миокарду. Благодаря этому становится возможным последовательное, координированное сокращение миокарда. Проводящая система сердца представлена синусным узлом, атриовентрикулярным узлом (между предсердиями и желудочками), пучком Гиса с левой и правой ножкой, волокнами Пуркинье.

Один из механизмов развития экстрасистолии — повторный вход волны электрического возбуждения [4] .

При развитии в отдельных участках миокарда патологических процессов электрические свойства этих участков миокарда и проводящей системы сердца могут существенно отличаться друг от друга. К таким патологическим процессам относятся ишемия, дистрофия, некроз, кардиосклероз, а также значительные метаболические нарушения. Возникает разная скорость проведения электрического импульса и развиваются однонаправленные блокады проведений и участки замедленного распространения электрических импульсов.

Возбуждение этого участка может повторно распространяться на рядом лежащие отделы сердца ещё до того, как к ним вновь подойдет очередной импульс из синоатриального узла. Возникает повторный вход волны возбуждения в те отделы сердца, которые только что вышли из состояния рефрактерности («нечувствительности»), в результате чего наступает преждевременное внеочередное возбуждение сердца — экстрасистола.

Другой механизм развития экстрасистол — патологический автоматизм, когда электрические импульсы зарождаются не там, где это предусмотрено нормальным ходом процесса.

Содержание

А Диаграмма Виггера Проиллюстрируйте события и детали сердечного цикла с помощью электрографических линий, которые отображают (вертикальные) изменения значения параметра по мере прохождения времени слева направо. Желудочковая «диастола», или расслабление, начинается с «изоволюмической релаксации», затем проходит через три подстадии притока, а именно: «быстрый приток», «диастаз» и «систола предсердий». (В течение периода «диастолы» «желудочковый объем» увеличивается (см. График красной линией), начиная с вертикальной полосы на «Аортальный клапан закрывается» и заканчивая вертикальной чертой в R в комплексе QRS). + Желудочковая «систола» или сокращение начинается с «изоволюмического сокращения», то есть с вертикальной черты на «Клапан A -V закрывается»; заканчивается завершением этапа «Выброс» у штанги на «Аортальный клапан закрывается». Во время стадии «выброса» (красная линия) запись «объема желудочка» падает до минимального значения (см. фракция выброса), поскольку желудочки перекачивают кровь в легочные артерии и аорту.

Сердечный цикл включает четыре основных этапа активности: 1) «Изоволюмическое расслабление», 2) Приток, 3) «Изоволюмическое сокращение», 4) «Изобилие». (См. Диаграмму Виггерса, на которой этапы представлены в порядке ярлыков в 3,4,1,2 порядке слева направо.) При движении слева направо по диаграмме Виггерса показаны действия в рамках четырех этапов в течение одного сердечного цикла. . (См. Последовательные панели, помеченные внизу справа: «Диастола», затем «Систола»).

Стадии 1 и 2 вместе — «Изоволюмическое расслабление» плюс приток (равно «Быстрый приток», «Диастаз» и «Систола предсердий») ​​- составляют период желудочковой «диастолы», включая систолу предсердий, во время которой кровь возвращается в сердце. через предсердия в расслабленные желудочки. Стадии 3 и 4 вместе — «изоволюмическое сокращение» плюс «выброс» — представляют собой желудочковый период «систолы», который представляет собой одновременное перекачивание отдельных кровеносных сосудов. из два желудочка, один — к легочной артерии, а другой — к аорте. Примечательно, что ближе к концу «диастолы» предсердия начинают сокращаться, а затем перекачивают кровь в желудочки; такие роды под давлением во время релаксации желудочков (желудочковая диастола) называется систола предсердий, иначе предсердный толчок.

Также поучительно следить за увеличением и уменьшением объема крови в сердце (см. Диаграмму Виггерса). Обведенная красной линией линия «Объем желудочков» обеспечивает отличное отслеживание двух периодов и четырех стадий одного сердечного цикла. Начиная с периода диастолы: плато низкого объема стадии «изоволюмической релаксации», за которым следует быстрый подъем и два более медленных подъема, все компоненты «стадии притока» — возрастают до плато большого объема «изоволюмического сокращения» сцена; (найдите метку в левой части диаграммы). Затем начинается систола, включая стадию высокого «изоволюмического сокращения» до быстрого уменьшения объема крови (то есть вертикальное падение красной линии), что означает опорожнение желудочков во время стадии «выброса» завершенного цикла. — все равно одному сердцебиению.

Этапы

Диастола (справа) обычно относится к предсердиям и желудочкам при одновременном расслаблении и расширении — при наполнении кровью, возвращающейся в сердце. Систола (слева) обычно относится к систола желудочков, во время которого желудочки качают (или выбрасывают) кровь из сердца через аорту и легочные вены.

Конфигурации клапана на основных этапах сердечного цикла +

Стадии 1, 2а и 2b вместе составляют период «диастолы»; стадии 3 и 4 вместе составляют период «систолы».

+ на основе Ganong [8]

# Быстро наполняющийся приток, вызванный систолой предсердий во время «желудочковая диастола — поздняя»

* Атриовентрикулярные (АВ) клапаны = трикуспидальный клапан; митральный клапан

† Полулунные клапаны = легочный клапан; аортальный клапан

Дикротическая выемка — восстановление аорты, помогает перфузировать коронарные артерии, с возрастом аорта становится жесткой и менее эластичной, поэтому выемка может быть меньше и возникают проблемы с перфузией коронарных артерий.

Физиология

CGI анимированные изображение человеческого сердца, разделенное на части, с движениями и синхронизацией по времени с диаграммой Виггерса. В разделе показаны: 1) открытые желудочки, сокращающиеся один раз за удар сердца, то есть один раз за каждый сердечный цикл; 2) митральный клапан левого сердца (частично скрытый); 3) трикуспидальный и легочный клапаны правого сердца — обратите внимание, что эти парные клапаны открываются и закрываются противоположно. + (Аортальный клапан левого сердца расположен ниже клапана легочной артерии и полностью закрыт.) Предсердия (без разрезов) видны над желудочками.

В сердце четырехкамерный орган состоящий из правой и левой половин, называемый правое сердце и левое сердце. Две верхние камеры, левая и правая предсердие, являются точками входа в сердце для кровотока, возвращающегося из сердечно-сосудистая система, а две нижние камеры, левая и правая желудочки, выполните сокращения, которые выбрасывают кровь из сердце течет по кровеносной системе. Тираж разделен на легочное кровообращение- во время которой правый желудочек перекачивает обедненную кислородом кровь в легкие через легочный ствол и артерии; или Систематическая циркуляция- в котором левый желудочек качает / выбрасывает новую насыщенную кислородом кровь по всему телу через аорта и все остальные артерии.

Система электрической проводимости сердца

В здоровом сердце все действия и отдых в течение каждого индивидуального сердечного цикла или сердечного ритма инициируются и управляются сигналами системы электропроводности сердца, которая представляет собой «проводку» сердца, которая передает электрические импульсы по всему телу. кардиомиоциты, специализированные мышечные клетки сердца. Эти импульсы в конечном итоге стимулируют сердечную мышцу сокращаться и тем самым выбрасывать кровь из желудочков в артерии и сердечную мышцу. сердечно-сосудистая система; и они обеспечивают систему постоянно синхронизированной и сложной передачи сигналов, которая контролирует ритмическое биение клеток сердечной мышцы, особенно сложную генерацию импульсов и мышечные сокращения в камерах предсердий. Ритмическая последовательность (или синусовый ритм) этой передачи сигналов через сердце координируется двумя группами специализированных клеток: синоатриальный (SA) узел, расположенный в верхней стенке правого предсердия, и атриовентрикулярный (AV) узел, расположенный в нижней стенке правое сердце между предсердием и желудочком. Синоатриальный узел, часто известный как кардиостимулятор, является точкой происхождения для генерации волны электрических импульсов, которая стимулирует сокращение предсердий, создавая потенциал действия через клетки миокарда. [9] [10]

Импульсы волны задерживаются по достижении AV-узла, который действует как ворота для замедления и координации электрического тока, прежде чем он будет проведен ниже предсердий и через цепи, известные как связка Его и Волокна Пуркинье- все, что стимулирует сокращение обоих желудочков. Запрограммированная задержка в атриовентрикулярном узле также обеспечивает время для того, чтобы объем крови мог пройти через предсердия и заполнить камеры желудочков — непосредственно перед возобновлением систолы (сокращений), выбросом нового объема крови и завершением сердечного цикла. [10] (См. Диаграмму Виггера: отслеживание «Желудочкового объема» (красный) на панели «Систола».)