Морфологическая характеристика сердца

Сердце (лат. - сог, греч. - cardia) представляет собой полый мышечный орган, расположенный в переднем средостении. Форма сердца близка к кониче­ской: широкое основание направлено вверх и назад, а суженная часть - верхушка - вниз, вперед и влево. Таким образом, про­дольная ось сердца расположена косо сверху вниз, справа налево и сзади наперед, под углом около 40° во фронтальной плоскости. При этом сердце повернуто так, что правые его отделы лежат больше кпереди, а левые - кзади.

Сердце человека продольной перегородкой разделено на две несообщающиеся между собой половины (иногда различают пра­вое и левое сердце, перекачивающие соответственно венозную и артериальную кровь). В верхней части каждой половины рас­положено предсердие, в нижней части - желудочек, отделенные друг от друга прослойкой плотной волокнистой соединительной ткани в виде двух фиброзных колец. Последние окружают левое и правое предсердно-желудочковые (атриовентрикулярные) от­верстия, через которые каждое предсердие сообщается с соот­ветствующим желудочком.

Из левого желудочка выходит аорта, несущая кровь в сосуды большого крута, из которых по верхней и нижней полым венам кровь притекает в правое предсердие. (В последнее также через коронарный синус сердца поступает венозная кровь из тканей самого сердца.)

От правого желудочка отходит легочный ствол, по которому кровь поступает в малый круг кровообращения, а по четырем легочным венам кровь возвращается в левое предсердие.

Правое предсердие по форме напоминает куб (объем 100-180 см ³), имеет дополнительную полость-правое ушко. Оно отделено от левого предсердия межпредсердной перегородкой, на которой имеется овальная ямка- остаток заросшего после рождения овального отверстия.

В правом предсердии имеются следующие отверстия: верхней полой вены, нижней полой вены. Вдоль последнего тянется полулунная складка (евстахиева заслонка). Расширенный участок полости правого предсердия, принимающий обе полые вены, называется синусом полых вен.

На внутренней поверхности правого ушка и стенки предсердия видны продольные мышечные валики- гребенчатые мышцы, которые выступают в полость предсердия.

Третьим отверстием правого предсердия является правое предсердно-желудочковое отверстие. Между ним и отверстием нижней полой вены находится отверстие венечного синуса. В его устье- серповидная складка- заслонка венечного синуса (тебезиева заслонка).

Правый желудочек по форме напоминает трехгранную пирамиду с верхушкой, обращенной вниз (его объем 150-240 см³). В нем выделяют следующие отверстия: правое предсердно-желудочковое, отверстие легочного ствола. В правом предсердно-желудочковом отверстии расположен трехстворчатый клапан. Он фиксирован на плотном соединительнотканном фиброзном кольце, его ткань продолжается в створки клапана (сухожильные пластинки треугольной формы, их свободные края обращены в полость желудочка). При сокращении предсердий створки клапана прижимаются током крови к стенкам желудочков. При сокращении желудочков свободные края створок смыкаются, но в предсердия не выворачиваются, так как со стороны желудочков их удерживают натягивающиеся сухожильные хорды (соединительнотканные тяжи). В просвет желудочков выступают тяжи- мясистые трабекулы и конусовидные сосочковые мышцы. От вершины сосочковых мышц начинаются сухожильные хорды.

В начале легочного ствола расположен клапан легочного ствола. Он состоит из трех расположенных по кругу полулунных заслонок, которые крепятся к фиброзному кольцу. На их середине для более плотного смыкания имеются узелки. Между стенкой легочного ствола и каждой из заслонок имеется синус легочного ствола- небольшой карман.

Левое предсердие неправильной кубовидной формы (объем 110-130 см³). В нем имеются четыре отверстия легочных вен (без клапанов), левое предсердно-желудочковое отверстие (в нем двухстворчатый- митральный клапан, имеющий аналогичное трехстворчатому строение). На передней стенке левого предсердия имеется конусообразное расширение- левое ушко (дополнительный резервуар для крови).

Левый желудочек конусовидный, основание обращено кверху, его объем 140-210 см³. В нем имеются левое предсердно-желудочковое отверстие и отверстие аорты. В последнем имеется клапан из трех полулунных заслонок, которые толще, чем в клапане легочного ствола.

Сердце окружено перикардом (околосердечной сумкой), который имеет два листка - внутренний (висцеральный) и на­ружный (париетальный). Между этими листками образуется щелевидная перикардиальная полость, выстланная мезотелием и содержащая небольшое количество серозной жидкости (в норме около 30-50 мл). Эта жидкость уменьшает взаимное

трение листков перикарда при сокращениях сердца. Париетальный

листок перикарда переходит в адвентицию крупных сосудов,

а спереди прикрепляется к грудине. Висцеральный листок перикарда образует наружную оболочку сердца - эпикард.

Внутренняя оболочка сердца – эндокард - выстилает полости сердца изнутри. Она образована соединительнотканными элементами, гладкомышечными клетками и эпителиальной тканью (эндотелием), покрывающей поверхность эндокарда, обращенную в полость сердца. Складки (дупликатуры) эндокарда образуют клапаны сердца. Атриовентрикулярные клапаны - левый (двустворчатый или митральный) и правый (трехстворчатый) - располагаются между предсердиями и желудочками. При повышении давления крови в желудочках во время их сокращения клапаны закрывают предсердно-желудочковые отверстия, препятствует обратному току крови из желудочков в предсердия. Полулунные клапаны расположены в проксимальных отделах аорты и легочного ствола. Каждый такой клапан представляет собой три карманообразные складки, направленные свобод­ой краями в просвет сосудов. Во время расслабления желудочков давление в них становится меньше, чем в аорте и легочном стволе, вследствие чего кровь наполняет кармашки полулунных клапанов. В результате просвет сосудов перекрывается, что препятствует обратному току крови из аорты и легочного ствола в желудочки.

Врожденные или приобретенные дефекты строения клапанов сердца, отверстий или перегородок между камерами сердца, а также отходящих от него крупных сосудов называются пороками сердца. Дефекты клапанного аппарата сердца могут приводить к развитию сердечной недостаточности.

Основную массу сердца составляет его средняя оболочка - миокард, или сердечная мышца. Миокард предсердий состоит двух слоев - поверхностного, образованного циркулярными волокнами, который является общим для обоих предсердий, и внутреннего, который образован продольно расположенными во­локнами, самостоятельными в каждом предсердии. Внутренний слой предсердий образует вокруг устьев полых и легочных вен подобие сфинктеров, которые при сокращении предсердий почти полностью перекрывают просвет этих сосудов, препятствуя обратному току крови из предсердий в указанные вены.

В желудочках миокард образован тремя слоями: поверхностным, средним и глубоким. Косо расположенные волокна поверхностного слоя спускаются к верхушке сердца, где загибаются внутрь и переходят в глубокий продольный слой. Производными последнего являются сосочковые (папиллярные) мышцы, выступающие в просвет желудочков. От этих мышц отходят сухожильные нити (хорды), которые прикрепляются к атриовентрикулярным клапанам со стороны, обращенной в полость желудочков. При сокращении миокарда желудочков сокращаются и сосочковые мышцы. В результате сухожильные нити натягиваются и удерживают створчатые клапаны от прогибания в полость предсердий. Недостаточность этой функции (например, вследствие повреждения сосочковых мышц при инфаркте миокарда) приводит к прогибанию (пролапсу) створок клапанов в полость предсердий во время сокращения желудочков и, соответственно, к нарушению внутрисердечной гемодинамики.

Расположенный между поверхностным и глубоким средний слой образован циркулярными волокнами, самостоятельными для каждого желудочка. Большая часть мышечных волокон предсердий и желудочков прикреплена к фиброзной ткани, которая разделяет эти камеры сердца и электрически изолирует их друг от друга. Следствием этого является возможность раздельного сокращения предсердий и желудочков.

Толщина миокарда камер сердца зависит от приходящейся на них нагрузки: стенки левых отделов сердца толще стенок правых, а стенки желудочков толще стенок предсердий. Наибольшую толщину (10-15 мм) имеет стенка левого желудочка, который проталкивает кровь по сосудам большого круга кровообращения. Толщина стенок правого желудочка составляет 5-8 мм; толщина стенок предсердий еще меньше (2-3 мм). В процессе приспособления сердца к повышенной нагрузке масса миокарда и толщина стенок сердца могут увеличиваться, что наблюдается, например, у спортсменов и у больных с повышенным артериальным давлением.

Основным тканевым компонентом миокарда является поперечнополосатая мышечная ткань сердечного (целомического) типа. Этой ткани присущи следующие свойства: возбудимость - способность отвечать на действие раздражителей возбуждением в виде электрических импульсов; автоматия (автоматизм) - способность самовозбуждаться, т. е. генерировать электрические импульсы в отсутствие внешних раздражителей; проводимость - способность проводить возбуждение от клетки к клетке без затухания; сократимость - способность мышечных волокон укорачиваться, или увеличивать свое напряжение.

В составе сердечной мышечной ткани выделяют несколько морфофункциональных разновидностей кардиомиоцитов.

1. Сократительные (типичные, рабочие) кардиомиоциты со­ставляют 99% массы миокарда. Они обеспечивают сократитель­ную функцию сердца и содержат большое количество упорядо­ченных миофибрилл и митохондрий, имеют развитый саркоплазматический ретикулум и систему Т-трубочек.

2. Проводящие (атипичные, специализированные) кардио­миоциты имеют слабо развитый сократительный аппарат и фор­мируют проводящую систему сердца. Среди этого вида кардио­миоцитов различают Р-клетки и клетки Пуркинье:

а) округлые Р-клетки (от англ. pale - бледный) со светлой ци­топлазмой, почти лишенной сократительных элементов, обладают способностью периодически генерировать электрические им­пульсы, обеспечивая (в норме) автоматию сердечной мышцы;

б) клетки Пуркинье имеют протяженную форму с большим диаметром и образуют волокна, осуществляя быстрое, незатухаю­щее, своевременное и синхронное проведение возбуждения к со­кратительным кардиомиоцитам. Автоматия у клеток Пуркинье есть, но выражена в меньшей степени, чем у Р-клеток.

3. Переходные кардиомиоциты или Т-клетки (от англ. transiti­onal - переходный) располагаются между проводящими и сокра­тительными кардиомиоцитами и имеют промежуточные цитоло­гические характеристики. Эти клетки обеспечивают взаимодей­ствие остальных типов кардиомиоцитов.

4. Секреторные кардиомиоциты располагаются, преимуще­ственно, в предсердиях и выполняют эндокринную функцию. В частности, эти клетки секретируют во внутреннюю среду предсердный натрийуретический пептид - гормон, принимающий участие в регуляции водно-электролитного баланса и артериаль­ного давления.

Все типы клеток миокарда высоко дифференцированы и не обладают способностью к делению. Поэтому в постэмбриональ­ном периоде сердечная мышечная ткань не способна к регенера­ции, и участки повреждения миокарда (например, при инфаркте) замещаются соединительной тканью. По той же причине увели­чение мышечной массы миокарда при повышенной нагрузке на сердце происходит за счет увеличения объема отдельных кар­диомиоцитов (гипертрофии), а не их общего количества (гипер­плазии).

Морфологически сердечная мышечная ткань, в отличие от скелетной, не имеет симпластического строения, однако отдель­ные кардиомиоциты и структурно, и функционально тесно связаны друг с другом посредством вставочных дисков, особенно хорошо выраженных между сократительными кардиомиоцитами. Механическую связь обеспечивают находящиеся в области вставочного диска десмосомы, а функциональное взаимодействие - щелевые контакты (gap junctions) или нексусы.

В зоне щелевых контактов, которая занимает около 10-20% площади вставочного диска, мембраны соседних клеток находятся на очень малом (около 2-3 нм) расстоянии друг от друга и пронизаны каналами, которые представляют собой сложные белковые комплексы плазматических мембран и проницаемы для ионов. Такое строение межклеточных контактов обеспечивает их низкое электрическое сопротивление и свободную передачу электрического сигнала от одной клетки к другой (по типу электрического синапса). При повреждающих воздействиях (гипотермия, некоторые яды и др.) проницаемость каналов в области щелевых контактов резко снижается, что приводит к нарушениям проведения возбуждения в миокарде.

Вставочные диски, расположенные на торцах клеток, соединяют кардиомиоциты «конец в конец», что приводит к образованию мышечных волокон, которые также связаны друг с другом посредством вставочных дисков. Таким образом, кардиомиоциты объединены в непрерывную электрическую сеть - функциональный синцитий, что отличает миокард от таких возбудимых тканей, как скелетная, мышечная и нервная. Вследствие строения миокарда возбуждение, возникшее в любой точке сердца, охватывает его целиком.

Кроме кардиомиоцитов, в состав миокарда входят волокна соединительной ткани. Соединительнотканный каркас сердца, связывает кардиомиоциты между собой, а также с эндо- и эпикардом, влияя на механические характеристики сердечной мышцы- растяжимость, упругость и др.

Половые различия заключаются в том, что у женщин чаще,чем у мужчин наблюдается горизон­тальное положение сердца, да и само сердце мень­ше, что говорит о менее развитой мускулатуре.

Положение сердца и его форма зависят в основ­ном от высоты стояния диафрагмы, которая у раз­личных по конституции людей различна. Так, у лю­дей с длинной и узкой грудной клеткой (астени­ческий тип телосложения) диафрагма расположена низко, сердце опускается, как бы вытягивается, приобретая более вертикальное положение. У людей с широкой и короткой грудной клеткой (гиперстенический тип) - высокое стояние диафрагмы, за счет этого сердце как бы поднимается и ложится на нее, приобретая горизонтальное положение. И только у людей с промежуточным типом (у нормостеников) наблюдается косое положение сердца.

Большое влияние на величину сердца оказывает развитие мускулатуры. У людей, занимающихся пре­имущественно физическим трудом, сердце больше, чем у интеллектуалов. Наглядно выражено влияние физи­ческих нагрузок на сердце у спортсменов: увели­чение вызывается физическим напряжением, носящим длительный характер, например, велоспорт, греб­ля, марафонский бег, лыжный спорт и др. Мощное сердце таких спортсменов иногда называют "бычьим сердцем". У бегунов на короткие дистанции, боксеров, футболистов, гимнастов сердце увеличи­вается в меньшей степени.

Форма, строение и местоположение сердца как органа, функционирующего непрерывно на протяже­нии всей жизни человека, тесно связаны с услови­ями жизнедеятельности организма. В этой связи структурно-функциональные характеристики сердца претерпевают значительные изменения. Зависимость сердца от условий жизни и деятельности человека обусловливает также появление индивидуальных различий в строении и топографии сердца.

Изменения формы сердца наблюдаются при самой разнообразной его патологии. Например, округле­ние сердца происходит при стенозах предсердно-желудочковых клапанов вследствие увеличения предсердий, увеличение конусообразности - при гипертрофии левого желудочка (гипертония, пора­жение аортальных клапанов, стенозы легочного ствола и др.).

Различают три основные формы сердца: шаровид­ную (вертикальная ось сердца меньше горизонталь­ной), коническую (вертикальная ось больше гори­зонтальной) и смешанную (вертикальная ось соот­ветствует горизонтальной).

Основные размеры сердца: наибольшая длина от основания сердца до верхушки - 10-16 см; наи­большая ширина- у основания - 8-12 см; толщина (передне-задний размер на уровне основания серд­ца) - 6-9 см. Наибольшая окружность на уровне основания - 28-31 см. Средняя масса - около 300 г (200-400 г). Масса сердца мужчины в среднем равна 300 г (1/215 массы тела), женщины - 220 г (1/250 массы тела). У ребенка масса сердца к шести месяцам постнатального онтогенеза удваива­ется, к году утраивается, а к 16 годам увеличива­ется в 10 раз.

Кровоснабжение сердца осуществляется двумя артериями: правой и левой венечными, которые являются ветвями аорты. Начало венечных артерий находится в правом и левом синусах аорты, ниже верхних краев полулунных клапанов. Поэтому во время систолы вход в венечные артерии прикрывается клапанами аорты, а сами артерии сжимаются сокращающейся мускулатурой желудочков. Таким образом, во время систолы кровоснабжение сердца уменьшается. Венечные артерии делятся на более мелкие ветви, которые охватывают сердце (левая делится на две ветви- огибающую и переднюю межжелудочковую; правая- на заднюю межжелудочковую и правую огибающую). Диаметр устьев правой венечной артерии колеблется от 3,5 до 4,6 мм, левой- от 3,5 до 4,8 мм. Иногда вместо двух венечных артерий может быть одна. Артериальные сети миокарда желудочков значительно гуще, чем в стенках предсердий. Кровоснабжение проводящей системы сердца осуществляется либо из одной, либо из обеих венечных артерий. Кроме венечных артерий кровоснабжение сердца осуществляется дополнительными источниками, к которым относятся внутренние грудные, верхние диафрагмальные, межреберные артерии, бронхиальные, пищеводные, медиастинальные ветви грудной части аорты. Микроциркуляторное русло сердца представлено, как и в других органах, артериолами, прекапиллярами, капиллярами, посткапиллярами и венулами. В миокарде содержится большое количество капилляров, примерно совпадающее с количеством мышечных волокон.

Венозное русло сердца по своему объему значительно превосходит артериальное. Такое преобладание устанавливается в период полового созревания. В раннем детском возрасте соотношение более равномерное. Внутриорганное венозное русло представлено венозными сетями, расположенными во всех слоях сердечной стенки. Посткапилляры и венулы, следуя в основном параллельно мышечным волокнам и анастомозируя друг с другом, образуют обширные венозные сети. В эти сети оттекает кровь из-под эндокардиальных венозных образований. Вены миокарда, постепенно увеличиваясь в размерах, впадают в постэпикардиальную венозную сеть, образованную крупными отводящими венами сердца и их притоками. Мелкие артерии сопровождаются двойными венами, крупные- одинокими. Одной из особенностей венозной системы сердца является то, что вены сердца открываются не в полые вены, а непосредственно в полость сердца. Отток крови из вен стенок сердца в основном происходит в венечный синус, впадающий в правое предсердие, а также в передние вены и в наименьшие вены. Среди вен сердца можно отметить большую, среднюю, малую вены, заднюю вену левого желудочка, косую вену левого предсердия.

В сердце, как и в других органах, имеются лимфокапиллярные сети, расположенные во всех его оболочках. Лимфатические сосуды, формирующиеся из лимфокапиллярных сетей, сами образуют сети, сплетения и отводящие лимфатические сосуды (коллекторы), впадающие в регионарные лимфоузлы. Соответственно трем оболочкам стенки сердца выделяют эндокардиальные, миокардиальные и эпикардиальные лимфокапиллярные сети. Лимфатические капилляры и посткапилляры в сердце интимно прилегают к кровеносным капиллярам, составляя единую сосудистую систему, осуществляющую капиллярно-тканевой обмен. Субэпикардиальные лимфатические сосуды, собирающие лимфу из эндокарда, миокарда и эпикарда, формируют отводящие лимфатические сосуды 3-го и 4-го порядков, которые направляются к основанию сердца. Так образуются коллекторы (левый и правый).