Немного сведений об анатомии и физиологии сердечно-сосудистой системы
Сердце – это полый мышечный орган, который располагается в середине грудной клетки, большей частью слева. Выполняет в организме функцию нагнетания крови в сосуды.
Средняя масса сердца составляет 220—300 г[1], длина – 12—15 см, ширина – 8—11 см, а толщина – 5—8 см. Чтобы представить себе эти размеры, сожмите пальцы в кулак. Вот такой, сравнительно небольшой орган обеспечивает весь организм кровью.
Сердце (см. рис. 1) состоит из четырех камер, или полостей, – из двух предсердий и двух желудочков. Предсердия – это анатомические структуры, которые служат для сбора крови из сосудов и сброса ее в желудочки. Желудочки необходимы для проталкивания крови в сосуды. Предсердия и желудочки отделены друг от друга перегородками – межпредсердной и межжелудочковой. В местах сообщения предсердий, желудочков и сосудов находятся специальные клапаны, которые в раскрытом виде пропускают ток крови, а в закрытом обеспечивают герметичность полостей. Между правым предсердием и правым желудочком находится правый предсердно-желудочковый (трехстворчатый) клапан, между правым желудочком и легочной артерией находится легочной клапан, между левым предсердием и левым желудочком находится митральный клапан, между левым желудочком и аортой – аортальный клапан.
Кровообращение в организме
Кровообращение в организме происходит следующим образом (рис. 1).
В правое предсердие поступает кровь из верхней и нижней полых вен. В эти две вены собирается вся кровь, циркулирующая в организме. Затем из правого предсердия кровь поступает в правый желудочек, а из него по легочным артериям – в легкие, где происходит обмен углекислого газа на кислород. Из легких по легочным венам кровь поступает в левое предсердие, а из него в левый желудочек.
Левый желудочек проталкивает кровь в самую крупную артерию организма – аорту, которая затем распадается на артерии. Артерии продолжаются в капилляры, где и происходит обмен питательных веществ и кислорода на углекислый газ и продукты обмена веществ. Такая кровь попадает из капилляров в вены, а затем в правое предсердие и т. д.
Рис. 1. Строение сердца:1 – нижняя полая вена; 2 – правый желудочек; 3 – трехстворчатый клапан; 4 – правое предсердие; 5 – легочные вены, по которым кровь поступает из легких; 6 – клапан легочной артерии; 7 – легочные артерии, по которым кровь поступает в легкие; 8 – верхняя полая вена; 9 – аорта (восходящая часть); 10 – легочные артерии, по которым кровь поступает в легкие; 11 – ствол легочной артерии; 12 – легочные вены, по которым кровь поступает из легких; 13 – левое предсердие; 14 – двухстворчатый (митральный) клапан; 15 – аортальный клапан; 16 – левый желудочек; 17 – межжелудочковая перегородка; 18 – аорта (нисходящая часть)
Анатомические структуры, по которым осуществляется движение крови от левого желудочка к полым венам и правому предсердию, называются большим кругом кровообращения, а анатомические структуры, по которым осуществляется движение крови от правого желудочка через легкие к левому предсердию, называются малым кругом кровообращения. Большой круг кровообращения снабжает кровью весь организм, малый круг кровообращения снабжает кровью легкие.
Для того чтобы представить масштаб выполняемой сердцем работы, приведем несколько цифр. За 1 минуту сердце перекачивает 4,5—5 л крови, а за 1 час – около 300 л крови, за сутки – свыше 7000 л, за год – 2 500 000 л, а за 70 лет жизни – 175 000 000 л, что соответствует по объему примерно 4375 железнодорожным цистернам. При одном ударе сердце совершает работу, достаточную для подъема груза массой 200 г на высоту 1 м.
Благодаря такой интенсивной работе, сердце перекачивает кровь через весь организм менее чем за 1 минуту, при этом длина кровеносных сосудов человека составляет почти 100 000 км.
Как кровоснабжается сердце
Кровоснабжение сердца осуществляется главным образом правой и левой венечными артериями, которые отходят от аорты (рис. 2).
Рис. 2. Система кровоснабжения сердца:1 – правая венечная артерия; 2 – аорта; 3 – левая венечная артерия; 4 – огибающая ветвь левой венечной артерии; 5 – передняя межжелудочковая ветвь левой венечной артерии
Правая венечная артерия доставляет кровь к правому желудочку, к нижней и задней стенке левого желудочка.
Левая венечная артерия имеет две крупные ветви: переднюю межжелудочковую ветвь и огибающую ветвь.
Передняя межжелудочковая ветвь доставляет кровь к передней и передне-боковой стенкам левого желудочка и к большей части межжелудочковой перегородки. Огибающая ветвь проходит между левым предсердием и желудочком и доставляет кровь к боковой стенке левого желудочка.
Кровь в венечные артерии поступает во время расслабления сердца, поскольку во время сокращения левого желудочка входы в артерии сердца прикрываются клапанами, а сами артерии сжимаются сокращенной мышцей сердца.
Строение стенки сердца
Стенка сердца состоит из трех слоев – эндокарда, миокарда и эпикарда.
Эндокард [2] – это внутренний слой стенки сердца, образованный соединительнотканной оболочкой, которая выстилает изнутри все полости и внутренние структуры сердца.
Миокард[3], или сердечная мышца, – это средний слой стенки сердца, образованный мышечными волокнами, последовательно соединенными друг с другом.
Толщина миокарда предсердий не превышает в норме 2—3 мм, правого желудочка – 3—4 мм, левого желудочка – 7—8 мм.
Эпикард[4] – это наружный слой стенки сердца, образованный соединительнотканной оболочкой, покрывающий наружную поверхность сердца, а также начальные отделы аорты, легочных сосудов и полых вен. Он переходит в околосердечную сумку (перикард), которая окружает сердце. В норме полость перикарда содержит около 20—30 мл прозрачной жидкости, которая уменьшает трение стенок сердца во время его сокращения и расслабления.
Строение артериальных сосудов
Стенки артерий состоят из трех слоев, или оболочек (рис. 3):
✓ внутренняя оболочка, или интима[5], которая состоит из слоя эндотелиальных клеток и соединительнотканной прослойки. Слой эндотелиальных клеток (эндотелий[6]) образует сплошную гладкую поверхность. Эндотелий имеет способность препятствовать сгущению крови, синтезирует и секретирует ряд регуляторных соединений, обеспечивающих нормальное состояние других сосудистых тканей;
✓ средняя оболочка, которая состоит из упругой эластичной ткани и волокон гладкой мускулатуры. Этот слой самый толстый и «заведует» изменениями диаметра артерии;
✓ наружная оболочка, которая состоит из соединительной ткани.
Рис. 3. Строение артериального сосуда:1 – эндотелий; 2 – соединительнотканная прослойка; 3 – средняя оболочка; 4 – наружная оболочка
Стенки артерий отличаются значительной толщиной и эластичностью, так как им приходится выдерживать большое давление крови. Благодаря упругим и мышечным элементам артерии способны удерживать стенки в состоянии напряжения, сильно сокращаться и затем расслабляться, обеспечивая равномерный приток крови.
Состав крови
Кровь осуществляет транспорт различных веществ в организме, а также выполняет защитные, регуляторные и некоторые другие функции.
Кровь состоит из жидкой составляющей, которая называется плазмой, и различных клеток – эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов. В состав плазмы входят различные химические вещества – белки, углеводы, липиды и др.
В развитии атеросклероза и стенокардии важную роль играет нарушение липидного обмена.
Липиды[7] – это группа веществ, характеризующихся растворимостью в органических растворителях (таких, как эфир и хлороформ) и не растворимых в воде. По химической структуре липиды определяют как группу веществ, содержащих жирные кислоты и их производные[8].
Липиды не растворяются в крови, и для их транспортировки по кровеносной системе необходим «извозчик». Поэтому липиды прикрепляются к белкам, и такой комплекс (его называют липопротеином) может переноситься с кровью. Эти комплексы могут быть различной плотности (высокой или низкой). Различают липопротеины высокой плотности, липопротеины низкой плотности и липопротеины очень низкой плотности. В состав липидов могут входить различные вещества, в частности холестерин и триглицериды.
Липопротеины высокой плотности транспортируют холестерин из органов в кровь и поэтому считаются «полезными» (или «хорошими»).
Липопротеины низкой плотности и липопротеины очень низкой плотности транспортируют холестерин из крови в ткани, и повышение их уровня свидетельствует о прогрессировании атеросклероза. Эти липопротеины называют «вредными» (или «плохими»).
Строго говоря, подразделение липопротеинов на «полезные» и «вредные» не совсем правомерно, поскольку и те, и другие необходимы организму, но в определенной пропорции. При патологии эта пропорция нарушается, что способствует развитию атеросклероза.
Холестерин[9] – это вещество из группы липидов. Холестерин был впервые выделен из желчных камней, отсюда происходит его название. Холестерин входит в состав клеток головного мозга, гормонов коры надпочечников и половых гормонов, регулирует проницаемость клеточных мембран. Около 70—80% холестерина вырабатывается самим организмом (печенью, кишечником, почками, надпочечниками, половыми железами), остальные 20—30% поступают с пищей животного происхождения. Холестерин обеспечивает стабильность клеточных мембран в широком интервале температур. Он необходим для выработки витамина D, выработки надпочечниками различных биологически активных веществ, включая женские и мужские половые гормоны, а по последним данным – играет важную роль в деятельности головного мозга и иммунной системы, включая защиту от рака.
Триглицериды представляют собой эфиры трехатомного спирта глицерина и высших жирных кислот. Триглицериды поступают в организм с животными и растительными жирами, а также синтезируются в печени человека из углеводов. Триглицериды являются основным источником энергии у человека. Повышенный уровень триглицеридов приводит к увеличению риска развития атеросклероза.