Проходя через капилляры легких, кровь насыщается кислородом, отдает углекислоту и вновь становится артериальной. Углекислый газ из легких при дыхании выделяется наружу. Так, с одной стороны, сложно, а с другой, просто и разумно устроена кровеносная система человека.
Камеры сердца не изолированы между собой наглухо. В желудочках сердца у входа в аорту и легочный ствол находятся по три карманообразных полулунных клапана. Концы свободных краев клапанов непосредственно примыкают друг к другу. При направлении движения крови из сосудов в сердце клапаны смыкаются и закрывают просвет полости желудочков, не давая возможности обратного тока крови в сосуды.
Предсердия сообщаются с желудочками при помощи отверстий, также имеющих запирательные клапаны – атриовентрикулярные (предсердно-желудочковые), которые образованы широкими пластинками – створками. Между левым предсердием и левым желудочком находится клапан, имеющий две створки – переднюю и заднюю – двухстворчатый (митральный) клапан. Этот клапан у многих из нас на слуху. Между правым предсердием и правым желудочком – свой трехстворчатый (трикуспидальный) клапан.
От створок клапанов отходят сухожильные нити-струны (chordae), соединяющие их с сердечной мышцей, что при ее сокращении обеспечивает закрытие клапанов. Как в сказке: дерни за веревочку – дверь откроется, только в случае с сердцем «дверь закрывается».
В кровеносной системе выделяют две замкнутые системы сосудов – большой и малый круг кровообращения. Это традиционно известно всем из школьного курса анатомии. Большой круг кровообращения в артериальной части включает аорту со всеми ее ветвями-артериями, а в венозной части – полые вены с их ветвями – венами и снабжает все органы и ткани кислородом и питательными веществами. Малый круг кровообращения – легочный – состоит из легочного ствола, легочных артерий и легочных вен. Он обеспечивает газообмен между кровью легочных капилляров и воздухом.
Кровообращение – движение крови по сосудам – процесс, необходимый для нормальной жизнедеятельности организма.
«Насосная» функция сердца заключается в перекачивании крови из вен большого и малого круга кровообращения в артерии. Сердечная мышца состоит из двух мышечных элементов различного типа – сократительного миокарда и проводниковой системы.
Сокращения сердечной мышцы обусловлены электрическими импульсами, возникающими и проводящимися в удивительной и сложной проводниковой системе. Она состоит из узлов, межузловых путей и волокон сети Пуркинье. В нормальном сердце импульсы возбуждения возникают в синусовом узле, расположенном в левом предсердии, по цепочке проходят через предсердия, атриовентрикулярный (предсердно-желудочковый) A-V узел, расположенный на границе между предсердиями и желудочками, через пучок Гиса, сеть волокон Пуркинье, достигают сократительного миокарда и вызывают сокращение сердечной мышцы.
Сердечная мышца обладает следующими основными свойствами: автоматизмом, возбудимостью, проводимостью, сократимостью и рефрактерностью.
Автоматизм – это способность клеток проводниковой системы генерировать электрические импульсы без участия нервной системы в ней самой без всякой стимуляции извне.
Благодаря этому свойству сердце может продолжать ритмически сокращаться даже после извлечения его из грудной клетки. Подобные кадры любят использовать режиссеры «околомедицинских» фильмов.
Возбудимость – способность клеток проводниковой системы и сократительного миокарда реагировать на различные раздражители.
Под влиянием раздражителей сердечная клетка электрически активируется и генерирует потенциал действия.
Проводимость – способность всех клеток миокарда проводить импульсы возбуждения к соседним клеткам.
Сократимость – способность клеток миокарда к сокращению при возбуждении.
Рефрактерность – неспособность активизированной сердечной клетки вновь активироваться при дополнительном раздражении.
Ритмическое сокращение мускулатуры предсердий и желудочков – это систола предсердий и желудочков. Она ведет к повышению давления находящейся в них крови, вытекающей в том направлении, где ее давление ниже и куда состояние клапанов сердца допускает ее отток.
Каждый цикл деятельности сердца всегда начинается с сокращения (систолы) предсердий. Благодаря сокращению мускулатуры предсердий в момент систолы кровь из них переходит в желудочки. Систола желудочков – сокращение мускулатуры желудочков – сопровождается значительным повышением давления крови в их полостях, которое становится выше давления крови в предсердиях. Это ведет к смыканию атриовентрикулярных клапанов.
Когда давление крови в желудочках превысит давление крови в аорте и в легочном стволе, раскрываются полулунные клапаны, и наступает фаза изгнания крови из желудочков в сосуды. В течение всего периода изгнания давление крови в желудочках сердца превышает давление крови в отходящих от них сосудах. Это обеспечивает поступление крови в артериальную систему.
Сразу по прекращении систолы желудочков начинается диастола – расслабление мышцы сердца, во время которой происходит наполнение сердца кровью. В течение всей систолы желудочков предсердия находятся в фазе диастолы – расслабляются. В них втекает кровь из полых вен, предсердия наполняются и растягиваются кровью, давление в них возрастает, раскрываются атриовентрикулярные клапаны. Кровь, скопившаяся в предсердиях, втекает в желудочки.
Можете представить себе, сколько раз произошел этот процесс в вашем сердце, пока вы читали это описание!
Сила сердечных сокращений зависит от достигаемой к концу диастолы степени растяжения полости сердца и отражает свойства самой мышечной ткани сердца (закон сердца).
Хотя автономия и обеспечивает возможность ритмических сокращений сердца, но оно не изолировано от остального организма. Деятельность сердца находится под непрерывным воздействием нервной системы, которая помогает приспособить ее к различным условиям внешней и внутренней среды.
Влияние на сердце вегетативной нервной системы выражается следующим образом: стимуляция парасимпатических волокон блуждающего нерва (n. Vagus) ослабляет и урежает сокращения сердца. В свою очередь, раздражение симпатических волокон вызывает, наоборот, учащение и усиление работы сердца. Таким образом, нервная система играет роль своеобразного «диспетчера», который определяет, каким наилучшим образом скоординировать работу сердца.
Большую роль в деятельности сердца играет и центральная нервная система. Для любой жизнедеятельности нужна энергия. Для сокращения сердечной мышцы энергия образуется при расщеплении макроэргических соединений (АТФ – аденазин трифосфорной кислоты и др.). Во время диастолы эти соединения воспроизводятся. Интересно, что если их синтез осуществляется в присутствии достаточного количества кислорода (аэробным путем), то в результате производится большее количество энергии, а если кислорода мало (анаэробным путем), то энергии аккумулируется значительно меньше.
Сердце обеспечивается энергией также за счет расщепления глюкозы, ионного равновесия в миокардиальной клетке (K/Na), движения в ней ионов кальция и др.