Сердца являются мышечным органом в большинстве животных , который качает кровь через кровеносные сосуды в системе кровообращения . [1] Перекачиваемая кровь переносит кислород и питательные вещества к телу, а метаболические отходы, такие как углекислый газ, попадают в легкие . [2] У человека сердце размером примерно с сжатый кулак находится между легкими, в среднем отделе грудной клетки .[3]
| Сердце | |
|---|---|
 Человеческое сердце | |
| Подробности | |
| Система | Кровообращение |
| Артерия | Аорта , [a] легочный ствол и правая и левая легочные артерии , [b] правая коронарная артерия , левая главная коронарная артерия [c] |
| Вен | Верхняя полая вена , нижняя полая вена , [d] правая и левая легочные вены , [e] большая сердечная вена , средняя сердечная вена , малая сердечная вена , передние сердечные вены [f] |
| Нерв | Ускоренный нерв , блуждающий нерв |
| Идентификаторы | |
| латинский | кор |
| Греческий | Кардиа (καρδία) |
| MeSH | D006321 |
| TA98 | A12.1.00.001 |
| TA2 | 3932 |
| Анатомическая терминология [ редактировать в Викиданных ] | |
У людей, других млекопитающих и птиц сердце разделено на четыре камеры: верхнее левое и правое предсердия и нижние левый и правый желудочки . [4] [5] Обычно правое предсердие и желудочек вместе называют правым сердцем, а их левые аналоги - левым сердцем . [6] Рыбы, напротив, имеют две камеры, предсердие и желудочек, в то время как рептилии имеют три камеры. [5] В здоровом сердце кровь проходит через сердце в одном направлении благодаря сердечным клапанам , которые предотвращают обратный ток . [3] Сердце заключено в защитный мешок, перикард , который также содержит небольшое количество жидкости . Стенка сердца состоит из трех слоев: эпикарда , миокарда и эндокарда . [7]
Сердце перекачивает кровь в ритме, определяемом группой кардиостимуляторов в синоатриальном узле . Они генерируют ток, вызывающий сокращение сердца, проходящий через атриовентрикулярный узел и проводящую систему сердца . Сердце получает кровь с низким содержанием кислорода из большого круга кровообращения , которая попадает в правое предсердие через верхнюю и нижнюю полые вены и переходит в правый желудочек. Отсюда он закачивается в малый круг кровообращения через легкие, где получает кислород и выделяет углекислый газ. Затем насыщенная кислородом кровь возвращается в левое предсердие, проходит через левый желудочек и выкачивается через аорту в большой круг кровообращения, где кислород используется и метаболизируется до углекислого газа. [8] Сердце бьется с частотой около 72 ударов в минуту. [9] Физические упражнения временно увеличивают частоту сердечных сокращений, но в долгосрочной перспективе снижают частоту сердечных сокращений в состоянии покоя и полезны для здоровья сердца. [10]
Сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) являются наиболее частой причиной смерти во всем мире по состоянию на 2008 год, на их долю приходится 30% смертей. [11] [12] Из них более трех четвертей являются результатом ишемической болезни сердца и инсульта . [11] К факторам риска относятся , среди прочего, курение , избыточный вес , мало физических упражнений, высокий уровень холестерина , высокое кровяное давление и плохо контролируемый диабет . [13] Сердечно-сосудистые заболевания часто протекают бессимптомно или могут вызывать боль в груди или одышку . Диагноз болезни сердца часто делается путем принятия в медицинскую истории , слушая к сердечным звукам с стетоскоп , ЭКГ и УЗИ . [3] Специалисты, специализирующиеся на заболеваниях сердца, называются кардиологами , хотя при лечении могут участвовать многие медицинские специалисты. [12]
Состав
Расположение и форма
Сердце человека находится в среднем средостении , на уровне грудных позвонков T5-T8 . Двойной мембранный мешок, называемый перикардом, окружает сердце и прикрепляется к средостению. [15] Задняя поверхность сердца находится рядом с позвоночником , а передняя поверхность находится за грудиной и реберными хрящами . [7] Верхняя часть сердца является местом прикрепления нескольких крупных кровеносных сосудов - полых вен , аорты и легочного ствола . Верхняя часть сердца расположена на уровне третьего реберного хряща. [7] Нижняя вершина сердца, верхушка, находится слева от грудины ( 8–9 см от срединной линии ) между стыком четвертого и пятого ребер рядом с их сочленением с реберными хрящами. [7]
Самая большая часть сердца обычно немного смещена к левой стороне грудной клетки (хотя иногда она может быть смещена вправо ) и ощущается как левая, потому что левое сердце сильнее и больше, поскольку оно качает все части тела. Поскольку сердце находится между легкими , левое легкое меньше правого и имеет сердечную выемку на границе для размещения сердца. [7] Сердце имеет форму конуса, его основание направлено вверх и сужается к вершине. [7] Сердце взрослого человека имеет массу 250–350 граммов (9–12 унций). [16] Сердце часто называют размером с кулак: 12 см (5 дюймов) в длину, 8 см (3,5 дюйма) в ширину и 6 см (2,5 дюйма) в толщину, [7] хотя это описание оспаривается. , так как сердце, скорее всего, будет немного больше. [17] У хорошо тренированных спортсменов сердце может быть намного больше из-за воздействия физических упражнений на сердечную мышцу, аналогичного реакции скелетных мышц. [7]
Палаты
Сердце имеет четыре камеры: два верхних предсердия - приемные камеры и два нижних желудочка - выпускные камеры. Предсердия открываются в желудочки через атриовентрикулярные клапаны, расположенные в атриовентрикулярной перегородке . Это различие видно также на поверхности сердца в виде коронарной борозды . [18] В верхнем правом предсердии есть структура в форме уха, называемая придатком правого предсердия , или ушной раковиной, а также в верхнем левом предсердии, придатком левого предсердия . [19] Правое предсердие и правый желудочек вместе иногда называют правым сердцем . Точно так же левое предсердие и левый желудочек вместе иногда называют левым сердцем . [6] Желудочки отделены друг от друга межжелудочковой перегородкой , видимой на поверхности сердца в виде передней продольной борозды и задней межжелудочковой борозды . [18]
Сердца скелет состоит из плотной соединительной ткани , и это дает структуру сердца. Он образует атриовентрикулярную перегородку, отделяющую предсердия от желудочков, и фиброзные кольца, которые служат основанием для четырех сердечных клапанов . [20] Каркас сердца также является важной границей в системе электропроводности сердца, поскольку коллаген не может проводить электричество . Межпредсердная перегородка разделяет предсердия, а межжелудочковая перегородка разделяет желудочки. [7] Межжелудочковая перегородка намного толще, чем межпредсердная перегородка, так как желудочки должны создавать большее давление при сокращении. [7]
Клапаны
Сердце имеет четыре клапана, которые разделяют его камеры. Один клапан находится между каждым предсердием и желудочком, а один клапан находится на выходе из каждого желудочка. [7]
Клапаны между предсердиями и желудочками называются атриовентрикулярными клапанами. Между правым предсердием и правым желудочком находится трехстворчатый клапан . Трикуспидальный клапан имеет три створки [21], которые соединяются с сухожильными хордами и тремя сосочковыми мышцами, названными передней, задней и перегородочной мышцами, по их относительному положению. [21] В митральный клапан находится между левым предсердием и левым желудочком. Он также известен как двустворчатый клапан из-за наличия двух створок, переднего и заднего. Эти створки также прикрепляются через сухожильные хорды к двум папиллярным мышцам, выступающим из стенки желудочка. [22]
В сосочковых мышцах проходят от стенок сердца к клапанам хрящевых соединений , называемых хорда tendinae . Эти мышцы предотвращают слишком сильное падение клапанов назад при закрытии. [23] Во время фазы расслабления сердечного цикла сосочковые мышцы также расслабляются, и напряжение сухожильных хорд незначительно. По мере того как камеры сердца сокращаются, сокращаются и сосочковые мышцы. Это создает напряжение в сухожильных хордах, помогая удерживать створки атриовентрикулярных клапанов на месте и предотвращая их попадание обратно в предсердия. [7] [g] [21]
Два дополнительных полулунных клапана находятся на выходе каждого из желудочков. Легочный клапан расположен в основании легочной артерии . У него есть три бугорка, которые не прикреплены к папиллярным мышцам. Когда желудочек расслабляется, кровь течет обратно в желудочек из артерии, и этот поток крови заполняет подобный карману клапан, давя на створки, которые закрываются, чтобы закрыть клапан. Полулунный аортальный клапан находится у основания аорты и также не прикреплен к сосочковым мышцам. У него также есть три створки, которые закрываются под давлением крови, текущей из аорты. [7]
Правое сердце
Правое сердце состоит из двух камер, правого предсердия и правого желудочка, разделенных клапаном, трикуспидальным клапаном . [7]
Правое предсердие почти непрерывно получает кровь из двух основных вен тела, верхней и нижней полых вен . Небольшое количество крови из коронарного русла также оттекает в правое предсердие через коронарный синус , который находится непосредственно выше и до середины отверстия нижней полой вены. [7] В стенке правого предсердия есть углубление овальной формы, известное как fossa ovalis , которое является остатком отверстия в сердце плода, известного как овальное отверстие . [7] Большая часть внутренней поверхности правого предсердия гладкая, впадина овальной ямки является медиальной, а на передней поверхности видны выступы грудинных мышц , которые также присутствуют в ушка правого предсердия . [7]
Правое предсердие соединено с правым желудочком трехстворчатым клапаном. [7] Стенки правого желудочка выстланы carneae трабекулами , гребнями сердечной мышцы, покрытыми эндокардом. В дополнение к этим мышечным гребням полоса сердечной мышцы, также покрытая эндокардом, известная как лента-замедлитель, укрепляет тонкие стенки правого желудочка и играет решающую роль в сердечной проводимости. Он возникает из нижней части межжелудочковой перегородки и пересекает внутреннее пространство правого желудочка, чтобы соединиться с нижней сосочковой мышцей. [7] Правый желудочек сужается к легочному стволу , в который он выбрасывает кровь при сокращении. Легочный ствол разветвляется на левую и правую легочные артерии, по которым кровь поступает в каждое легкое. Легочный клапан находится между правым отделом сердца и легочным стволом. [7]
Левое сердце
Левое сердце имеет две камеры: левое предсердие и левый желудочек, разделенные митральным клапаном . [7]
Левое предсердие получает обратно насыщенную кислородом кровь из легких через одну из четырех легочных вен . В левом предсердии есть выпуклость, называемая придатком левого предсердия . Как и правое предсердие, левое предсердие выстлана грудинными мышцами . [24] Левое предсердие соединено с левым желудочком митральным клапаном. [7]
Левый желудочек намного толще правого из-за большей силы, необходимой для перекачивания крови по всему телу. Как и правый желудочек, в левом также есть carneae трабекулы , но нет полосы замедлителя . Левый желудочек перекачивает кровь к телу через аортальный клапан в аорту. Два небольших отверстия над аортальным клапаном несут кровь к самому сердцу, левой главной коронарной артерии и правой коронарной артерии . [7]
Стена сердца
Стенка сердца состоит из трех слоев: внутреннего эндокарда , среднего миокарда и внешнего эпикарда . Они окружены двойным мембранным мешком, называемым перикардом .
Самый внутренний слой сердца называется эндокардом. Он состоит из выстилки из простого плоского эпителия и покрывает камеры и клапаны сердца. Он непрерывен с эндотелием вен и артерий сердца и соединен с миокардом тонким слоем соединительной ткани. [7] Эндокард, секретируя эндотелин , также может играть роль в регулировании сокращения миокарда. [7]
Средний слой сердечной стенки - это миокард, который представляет собой сердечную мышцу - слой непроизвольной поперечно-полосатой мышечной ткани, окруженной коллагеновой оболочкой . Рисунок сердечной мышцы элегантен и сложен, поскольку мышечные клетки закручиваются и закручиваются по спирали вокруг камер сердца, а внешние мышцы образуют рисунок в виде восьмерки вокруг предсердий и вокруг оснований крупных сосудов и внутренних мышц, образуя фигура 8 вокруг двух желудочков и движется к верхушке. Этот сложный круговорот позволяет сердцу более эффективно перекачивать кровь. [7]
В сердечной мышце есть два типа клеток: мышечные клетки, которые обладают способностью легко сокращаться, и клетки-стимуляторы проводящей системы. Мышечные клетки составляют основную часть (99%) клеток предсердий и желудочков. Эти сократительные клетки связаны вставными дисками, которые позволяют быстро реагировать на импульсы потенциала действия от клеток водителя ритма. Вставные диски позволяют клеткам действовать как синцитий и обеспечивать сокращения, которые перекачивают кровь через сердце в основные артерии . [7] Клетки водителя ритма составляют 1% клеток и образуют проводящую систему сердца. Как правило, они намного меньше сократительных клеток и имеют мало миофибрилл, что снижает их сократимость. Их функция во многом схожа с нейронами . [7] Ткань сердечной мышцы обладает ауторитмичностью , уникальной способностью инициировать сердечный потенциал действия с фиксированной скоростью - быстро распространяя импульс от клетки к клетке, чтобы вызвать сокращение всего сердца. [7]
В клетках сердечной мышцы экспрессируются специфические белки . [25] [26] Они в основном связаны с сокращением мышц и связываются с актином , миозином , тропомиозином и тропонином . К ним относятся MYH6 , ACTC1 , TNNI3 , CDH2 и PKP2 . Другими экспрессируемыми белками являются MYH7 и LDB3 , которые также экспрессируются в скелетных мышцах. [27]
Перикард
Перикарда является мешочек , который окружает сердце. Жесткая внешняя поверхность перикарда называется фиброзной оболочкой. Он покрыт двойной внутренней мембраной, называемой серозной мембраной, которая производит перикардиальную жидкость для смазывания поверхности сердца. [28] Часть серозной оболочки, прикрепленная к фиброзной оболочке, называется париетальным перикардом, а часть серозной оболочки, прикрепленная к сердцу, известна как висцеральный перикард. Перикард присутствует для смазывания его движения относительно других структур внутри грудной клетки, для стабилизации положения сердца в грудной клетке и для защиты сердца от инфекции. [29]
Коронарное кровообращение
Ткани сердца, как и все клетки в организме, нуждаются в снабжении кислородом , питательными веществами и способах удаления метаболических отходов . Это достигается за счет коронарного кровообращения , которое включает артерии , вены и лимфатические сосуды . Кровоток через коронарные сосуды возникает в виде пиков и спадов, связанных с расслаблением или сокращением сердечной мышцы. [7]
Ткань сердца получает кровь из двух артерий, которые возникают чуть выше аортального клапана. Это левая главная коронарная артерия и правая коронарная артерия . Левая главная коронарная артерия разделяется вскоре после выхода из аорты на два сосуда: левую переднюю нисходящую и левую огибающую артерию . Левая передняя нисходящая артерия снабжает ткань сердца, а также переднюю, внешнюю сторону и перегородку левого желудочка. Он делает это путем разветвления на более мелкие артерии - диагональные и перегородочные ветви. Левая огибающая снабжает спинку и под левым желудочком. Правая коронарная артерия снабжает кровью правое предсердие, правый желудочек и нижние задние отделы левого желудочка. Правая коронарная артерия также снабжает кровью атриовентрикулярный узел (примерно у 90% людей) и синоатриальный узел (примерно у 60% людей). Правая коронарная артерия проходит в бороздке в задней части сердца, а левая передняя нисходящая артерия проходит в бороздке спереди. Между людьми существуют значительные различия в анатомии артерий, кровоснабжающих сердце [30] . Артерии делятся на самых дальних участках на более мелкие ветви, которые соединяются вместе на краях каждого артериального распределения. [7]
Коронарный синус большая вена , которая стекает в правое предсердие, и получает большую часть венозного оттока сердца. Он получает кровь из большой сердечной вены (принимающей левое предсердие и оба желудочка), задней сердечной вены (дренирующей заднюю часть левого желудочка), средней сердечной вены (дренирующей нижнюю часть левого и правого желудочков) и малых сердечные вены . [31] В передних сердца вены стечь переднюю часть правого желудочка и слейте непосредственно в правое предсердие. [7]
Небольшие лимфатические сети, называемые сплетениями, существуют под каждым из трех слоев сердца. Эти сети собираются в главный левый и главный правый ствол, которые перемещаются вверх по бороздке между желудочками на поверхности сердца, принимая более мелкие сосуды по мере их продвижения вверх. Затем эти сосуды проходят в предсердно-желудочковую бороздку и получают третий сосуд, дренирующий часть левого желудочка, находящуюся на диафрагме. Левый сосуд соединяется с этим третьим сосудом и проходит вдоль легочной артерии и левого предсердия, заканчиваясь нижним трахеобронхиальным узлом . Правый сосуд проходит вдоль правого предсердия и части правого желудочка, расположенной на диафрагме. Затем он обычно проходит перед восходящей аортой и затем заканчивается брахиоцефальным узлом. [32]
Нервное питание
Сердце получает нервные сигналы от блуждающего нерва и нервов, отходящих от симпатического ствола . Эти нервы влияют на частоту сердечных сокращений, но не контролируют ее. Симпатические нервы также влияют на силу сердечных сокращений. [33] Сигналы, которые проходят по этим нервам, исходят от двух парных сердечно-сосудистых центров в продолговатом мозге . Блуждающий нерв в парасимпатической нервной системе действует , чтобы уменьшить частоту сердечных сокращений, и нервы от симпатического ствола действует , чтобы увеличить частоту сердечных сокращений. [7] Эти нервы образуют сеть нервов, лежащую над сердцем, которая называется сердечным сплетением . [7] [32]
Блуждающий нерв - это длинный блуждающий нерв, который выходит из ствола мозга и обеспечивает парасимпатическую стимуляцию большого количества органов грудной клетки и брюшной полости, включая сердце. [34] Нервы из симпатического ствола выходят через грудные ганглии T1-T4 и направляются как в синоатриальные, так и в атриовентрикулярные узлы, а также в предсердия и желудочки. Желудочки в большей степени иннервируются симпатическими волокнами, чем парасимпатическими. Симпатическая стимуляция вызывает высвобождение нейромедиатора норадреналина (также известного как норадреналин ) в нервно-мышечном соединении сердечных нервов. Это укорачивает период реполяризации, тем самым ускоряя скорость деполяризации и сокращения, что приводит к увеличению частоты сердечных сокращений. Он открывает химические или управляемые лигандами каналы для ионов натрия и кальция, обеспечивая приток положительно заряженных ионов . [7] Норэпинефрин связывается с рецептором бета – 1 . [7]
Разработка
Сердце - первый развивающийся функциональный орган, который начинает биться и перекачивать кровь примерно через три недели эмбриогенеза . Это раннее начало имеет решающее значение для последующего эмбрионального и пренатального развития .
Сердце происходит из спланхноплеврической мезенхимы в нервной пластинке, которая образует кардиогенную область . Здесь образуются две эндокардиальные трубки, которые сливаются, образуя примитивную сердечную трубку, известную как трубчатое сердце . [35] Между третьей и четвертой неделями сердечная трубка удлиняется и начинает складываться, образуя S-образную форму внутри перикарда. Это приводит к правильному расположению камер и крупных сосудов для развитого сердца. Дальнейшее развитие будет включать формирование перегородок и клапанов, а также реконструкцию камер сердца. К концу пятой недели перегородки завершаются, а сердечные клапаны - к девятой неделе. [7]
До пятой недели в сердце плода появляется отверстие, известное как овальное отверстие . Овальное отверстие позволяло крови в сердце плода проходить непосредственно из правого предсердия в левое предсердие, позволяя некоторому количеству крови проходить в обход легких. Через несколько секунд после рождения лоскут ткани, известный как первичная перегородка, который ранее действовал как клапан, закрывает овальное отверстие и устанавливает типичный паттерн сердечного кровообращения. На месте овального отверстия остается углубление на поверхности правого предсердия, называемое овальной ямкой. [7]
Эмбриональное сердце начинает биться на уровне около 22 дней после зачатия (5 недель после последнего нормального менструального периода, LMP). Он начинает биться со скоростью, близкой к материнской, примерно 75–80 ударов в минуту. Затем частота сердечных сокращений эмбриона увеличивается и достигает пика в 165–185 ударов в минуту в начале 7-й недели (в начале 9-й недели после LMP). [36] [37] Через 9 недель (начало стадии плода ) он начинает замедляться, снижаясь до 145 (± 25) ударов в минуту при рождении. Нет разницы в частоте сердечных сокращений у женщин и мужчин до рождения. [38]
Физиология
Кровоток
