Сердце
Насос, который работает всю жизнь без остановки.
Что такое сердце
Сердце — это мышечный орган, который работает как насос и гонит кровь по всему телу. Оно бьётся без остановки всю жизнь: сокращается, выбрасывает порцию крови в сосуды, расслабляется, набирает новую — и так 60–80 раз в минуту в покое, около 100 000 ударов за сутки. За сутки сердце перекачивает порядка 7000 литров крови (около 5 литров в минуту), а за долгую жизнь — объём, сравнимый с небольшим озером.
По размеру сердце примерно с кулак самого человека, а масса его у взрослого — около 250–350 граммов. Это не очень большой орган, но по важности — один из главных: без кровотока ни одна клетка тела не проживёт и нескольких минут.
Сердце — центральный орган сердечно-сосудистой системы. Оно создаёт давление, которое продвигает кровь по артериям, а та, вернувшись по венам, снова попадает в сердце. Подробнее о том, как кровь проходит по всему маршруту, — в статье Круги кровообращения.
Где находится сердце
Сердце расположено в грудной клетке — в её центральной части, за грудиной (плоской костью, которую прощупывают в середине груди) и между лёгкими. Это пространство между лёгкими называют средостением.
Важно уточнить: сердце находится не строго по центру, как иногда думают. Примерно две трети его лежат в левой половине груди и одна треть — в правой. Оно наклонено: верхняя его часть (называемая основанием) направлена вверх и немного вправо, а суженная нижняя верхушка — верхушка сердца — обращена вниз, влево и вперёд. Именно поэтому сердце «слышно» и «чувствуется» слева, чуть ниже соска.
Четыре камеры
Внутри сердце разделено перегородкой на две половины — правую и левую. Они полностью отделены друг от друга, и кровь из одной половины никогда не смешивается с кровью из другой. Каждая половина, в свою очередь, делится ещё на две камеры — верхнюю и нижнюю. Итого получается четыре камеры:
Правое предсердие и левое предсердие — это камеры, которые принимают кровь, приходящую из сосудов. Они небольшие и тонкостенные: их задача — не толкать кровь далеко, а лишь передать её вниз, в желудочки. «Предсердие» — от слова «пред-сердце», то есть то, что стоит перед главными камерами.
Правый желудочек и левый желудочек — камеры, которые выбрасывают кровь в сосуды. У них мощные мышечные стенки, потому что именно им приходится создавать давление. Разница между ними — ниже.
Кровь движется по сердцу в строгом порядке: сначала попадает в предсердие, из него — в желудочек, а из желудочка — в крупный сосуд. Такой «односторонний» ход обеспечивают клапаны.
Клапаны: четыре «двери» сердца
Клапаны сердца — это тонкие и прочные створки (как створки двери), которые открываются и закрываются в такт с работой сердца. Их задача — пропускать кровь в нужную сторону и захлопываться при обратном движении. Клапанов четыре:
- Трёхстворчатый клапан — между правым предсердием и правым желудочком. Назван по трём створкам.
- Митральный клапан (или двустворчатый) — между левым предсердием и левым желудочком. Назван по форме двух створок, напоминающих митру (головной убор епископа).
- Лёгочный клапан — на выходе из правого желудочка в лёгочную артерию (сосуд, ведущий к лёгким).
- Аортальный клапан — на выходе из левого желудочка в аорту (самую крупную артерию тела).
Работают клапаны так: когда желудочек сокращается, входной клапан захлопывается (чтобы кровь не пошла назад в предсердие), а выходной открывается (кровь уходит в сосуд). Когда желудочек расслабляется — наоборот. Благодаря этому кровь движется только вперёд.
Кровь через сердце
Проследим путь крови, чтобы стало понятно, как камеры и клапаны работают вместе. Начнём с правой половины:
- Правая половина принимает кровь, которая уже отдала кислород тканям и вернулась к сердцу. По крупным венам она входит в правое предсердие, оттуда — в правый желудочек. Тот сокращается и через лёгочный клапан выталкивает кровь в лёгочную артерию, которая несёт её к лёгким — за кислородом.
- Левая половина получает кровь, уже обогащённую кислородом в лёгких. По лёгочным венам она входит в левое предсердие, оттуда — в левый желудочек. Тот сокращается и через аортальный клапан выталкивает кровь в аорту, а та разносит её по всему телу.
Подробнее о том, как устроены эти два маршрута, — в статье Круги кровообращения.
Стенка сердца: три слоя
Стенка сердца построена из трёх слоёв:
- Эндокард (от греч. «внутри» + «сердце») — тонкий внутренний слой, выстилающий изнутри все камеры и клапаны. Он гладкий, чтобы кровь не задерживалась и не сворачивалась.
- Миокард (от греч. «мышца» + «сердце») — главный, толстый мышечный слой. Именно он сокращается и создаёт силу, продвигающую кровь. Толщина миокарда разная: в предсердиях он тонкий, в правом желудочке — толще, а в левом — самый мощный.
- Эпикард (от греч. «над» + «сердце») — наружный слой, тонкая оболочка, покрывающая сердце снаружи.
Снаружи сердце заключено в особый мешочек — перикард (от греч. «вокруг сердца»). Между сердцем и перикардом есть небольшое количество жидкости, которая смазывает поверхности и позволяет сердцу сокращаться, не натирая окружающие ткани. Это как защитный чехол: он удерживает сердце в нужном положении и предохраняет его от перерастяжения.
Миокард — особая мышца. Она отличается от скелетных мышц тем, что работает непрерывно и автоматически, не уставая в привычном смысле и не подчиняясь нашей воле: мы не можем «приказать» сердцу остановиться. Именно поэтому его называют непроизвольной (не зависящей от сознания) мышцей. Её клетки к тому же соединены особыми контактами, которые передают возбуждение от клетки к клетке, поэтому мышца сокращается как единое целое. О том, что заставляет её сокращаться в строгом ритме, — в статье Проводящая система сердца.
Сердечный цикл: сокращение и расслабление
Сердце никогда не «замирает» — но и не сокращается безостановочно. Каждый удар — это короткий цикл из двух фаз:
Систола (от греч. «сжатие») — фаза, когда мышца сердца сокращается и выбрасывает кровь в сосуды. Желудочки сжимаются мощно, клапаны на выходе открываются, и кровь уходит в аорту и лёгочную артерию. Именно в этот момент возникает то самое «верхнее» число артериального давления.
Диастола (от греч. «расширение») — фаза, когда мышца расслабляется и камеры наполняются новой порцией крови. Это «пауза» для отдыха и наполнения. Ей соответствует «нижнее» число давления. О том, что означают эти два числа, — в статье Артериальное давление.
Важная деталь: во время диастолы расслаблено всё сердце сразу — это его настоящая «передышка». А пока сокращаются желудочки, отдыхают предсердия. Но полного «выключения» не бывает: даже в «отдыхе» сердце активно наполняется кровью, а его мышца тем временем получает кислород по коронарным сосудам — они снабжают её именно в расслаблении.
Сколько крови перекачивает сердце
За работой сердца стоят два простых показателя, из которых складывается вся его производительность.
Ударный объём — это количество крови, которое желудочек выбрасывает за одно сокращение. В покое это около 60–80 миллилитров — примерно треть стакана за каждый удар.
Минутный объём — сколько крови сердце перекачивает за минуту. Он равен ударному объёму, умноженному на частоту пульса. В покое это около 5 литров в минуту — то есть весь объём крови тела проходит через сердце примерно за минуту.
При нагрузке оба показателя растут: сердце бьётся чаще и выбрасывает больше крови за удар. Минутный объём у здорового человека может увеличиться в несколько раз — до 20 литров в минуту и более у тренированных людей. Так тело быстро обеспечивает мышцы кислородом, когда он особенно нужен.
Как сердце подстраивается под нагрузку
Сердце не бьётся с одной и той же силой всю жизнь — оно постоянно подстраивается под потребности тела. Управляют этим два механизма, которые работают вместе:
- Частота ударов. Нервная система ускоряет или замедляет пульс. В покое сердце «придерживают», при нагрузке, волнении или стрессе — «отпускают», и оно частит.
- Сила сокращения. Чем больше крови притекает к сердцу и растягивает его камеры, тем сильнее оно сокращается в ответ — как растянутая пружина. Это встроенное свойство самой сердечной мышцы: она подстраивает силу выброса под приток.
Благодаря этому сердце само согласует свою работу с телом: сколько крови к нему притекло — столько оно и выбросит, ускоряясь при нагрузке и успокаиваясь в покое. О том, кто задаёт сам ритм, — в статье Проводящая система сердца.
Сердце кормит само себя
Возникает тонкий момент. Сердце прокачивает через свои камеры всю кровь тела, но сама кровь в камерах не питает мышцу сердца — она проносится мимо слишком быстро и не успевает отдать кислород. Поэтому у сердца есть собственные сосуды, которые питают его мышцу: коронарные артерии (от лат. corona — «венец»: они лежат на поверхности сердца, как венец на голове).
Эти артерии отходят от аорты у самого её начала и снабжают миокард кровью. Если коронарную артерию перекрывает тромб или бляшка, участок сердечной мышцы перестаёт получать кислород и гибнет — это и есть инфаркт миокарда. Подробнее о том, что происходит при закупорке сосудов, — в статье Инфаркт и инсульт.
Что происходит при нарушениях
Сердце — очень надёжный орган, но и его работа может нарушаться. Вот самые частые группы расстройств.
Коронарные (собственные) артерии сердца сужаются из-за атеросклероза — на их стенках растут бляшки. Когда просвет сосуда сужается, мышца сердца начинает «голодать» по кислороду: при нагрузке возникает боль или сжатие за грудиной (стенокардия). Если сосуд перекрывается полностью, развивается инфаркт миокарда — гибель части мышцы сердца. Это состояние требует немедленной помощи.
Сбой в проводящей системе ведёт к тому, что сердце бьётся слишком быстро, слишком медленно или неритмично. Самая частая форма — мерцательная аритмия, при которой сокращения становятся хаотичными. Подробнее — в статье Проводящая система сердца.
Клапан может перестать открываться полностью (тогда он сужается, стеноз) или перестать плотно закрываться (тогда кровь протекает назад, недостаточность). Так или иначе кровь перестаёт двигаться свободно, и сердцу приходится работать с повышенной нагрузкой. Это прямая иллюстрация того, как важна роль клапанов.
Сердце перестаёт справляться с насосной функцией — не успевает прокачивать нужный объём крови. Органы начинают страдать от нехватки кровоснабжения, появляются одышка, слабость, отёки. Обычно это итог других болезней сердца и сосудов.
Инфекция может поразить внутреннюю оболочку (эндокардит) или мышцу (миокардит), а иногда и наружную оболочку. Воспалённое сердце хуже справляется с работой и требует внимания врача.
Боль в груди, перебои в работе сердца, одышка и внезапная слабость могут иметь самые разные причины и требуют внимания. При острой боли за грудиной, особенно отдающей в руку, шею или челюсть, при потере сознания или резкой одышке нужно немедленно вызывать скорую помощь. Эта статья объясняет строение и работу сердца, но не заменяет консультацию врача.
Связи с другими системами
- Сосуды и кровь: сердце — насос, но без артерий, вен и капилляров ему некуда было бы качать кровь. Вместе они образуют единую замкнутую систему.
- Нервная система: она задаёт «режим» работы сердцу. В покое вегетативная нервная система «притормаживает» пульс, а при стрессе или волнении — ускоряет его. Именно поэтому сердце частит от страха или радости. Подробнее — в разделе Нервная система.
- Дыхательная система: сердце тесно связано с лёгкими через малый круг кровообращения — оно направляет «отработанную» кровь в лёгкие за кислородом и забирает её обратно уже свежей. Две системы работают в буквальной связке. Подробнее — в разделе Дыхательная система.
- Эндокринная система: гормоны — адреналин и кортизол — напрямую влияют на силу и частоту сокращений сердца, а инсулин и диабет — на состояние коронарных сосудов. Подробнее — в разделах Надпочечники и Инсулин и уровень сахара.
- Мышцы и движение: физическая активность тренирует миокард, как и любую другую мышцу: тренированное сердце сокращается реже, но мощнее, и работает экономичнее. Поэтому движение — один из лучших способов поддержать сердце. Подробнее — в разделе Опорно-двигательная система.
Сердце — удивительный орган: небольшой, но невероятно выносливый, работающий без единого перерыва от рождения до смерти. Четыре камеры и четыре клапана позволяют ему перекачивать кровь по двум кругам сразу, а собственные коронарные сосуды питают его мышцу. Независимая проводящая система задаёт ритм без участия сознания, а миокард подчиняется ей всю жизнь. Именно поэтому сердце так чутко отражает наше состояние: оно первым реагирует на волнение, нагрузку и болезни. А понимание того, чем питается и как отдыхает сердечная мышца, — ключ к здоровью всей сердечно-сосудистой системы.