Развитие сердца

СЕРДЦЕ

Сердце и сосуды образуют сердечно-сосудистую систему. Она является главной системой транспортировки веществ и обеспечения обменных процессов. Кровеносная система позвоночных замкнутая. Первичной функцией кровеносной системы является обмен веществ между кровью и тканями. Этому отвечает микроциркуляторное русло, главной составной частью которого являются капилляры. Доставка и распределение крови осуществляется артериями, которые идут от сердца в центробежном направлении. Отведение крови от органов и тканей происходит по венам, приносящим кровь в центростремительном направлении к сердцу.

Выбрасываясь из сердца в артерии и снова притекая к нему по венам, кровь совершает в организме движение по кругу. Различают большой и малый круги кровообращения. Большой круг охватывает все тело, с ним связаны все функции кровеносной системы. Малый круг проходит через легкие и выполняет главным образом функцию газообмена.

Иллюстрации

Сердце является двигателем крови. От его работы зависят кровообращение, а, следовательно, обмен веществ и жизнедеятельность всего организма.

В настоящее время выделилась специальная отрасль медицины - кардиология, предметом которой является изучение сердца в норме и патологии. Значение кардиологии определяется тем, что болезни сердца и сосудов являются главными причинами смерти людей в экономически развитых странах. Врачу в его практической работе приходится постоянно иметь дело с людьми, страдающими болезнями сердца. В его обязанности входит профилактика сердечно-сосудистых заболеваний.

Всех, кто изучал сердце, поражала его «неутомимость», способность работать непрерывно в течение жизни человека. Но это не значит, что сердце работает без отдыха. Сокращения сердца происходят ритмически, причем из общей длительности сердечного цикла в 0.8-0.9 с примерно половина приходится на фазу расслабления сердечной мышцы. Значит, в действительности сердце «отдыхает» столько же, сколько и работает.

Постоянно сокращаясь, мышца сердца совершает значительную механическую работу, в сутки она выражается примерно в 20000 кг. За одно сокращение в спокойном состоянии сердце взрослого человека выбрасывает 70-80 мл крови. Минутный объем сердца составляет 4-7 л. Если принять, что средний минутный объем равен 5 л, то количество крови, которое сердце выбрасывает за час, составит 300 л, за сутки более 7000 л, за год около 2.5 млн. л, а за 50 лет жизни сердце перекачивает не менее 130 000 м³ крови. Нужно еще учесть, что при мышечной работе минутный объем сердца возрастает в несколько раз. Тогда приведенные выше цифры значительно возрастут.

Сердце - весьма выносливый орган, способный работать долгие годы с повышенной нагрузкой. Вместе с тем сердце чутко реагирует на любые изменения потребности организма в снабжении кислородом органов и тканей. Всевозможные воздействия окружающей среды, изменения режима, эмоциональные стрессы отражаются на сердце усилением или ослаблением, учащением или замедлением его сокращений. Функциональное и морфологическое приспособление сердца к условиям жизни человека обеспечиваются совершенной системой регуляции и саморегуляции, от которой зависят согласованность работы всех частей сердца, тонкая адаптация его структуры к функциональному состоянию.

Развитие сердца

Сложная и своеобразная конструкция сердца, отвечающая его роли биологического двигателя, складывается в эмбриональном периоде, У эмбриона сердце проходит стадии, когда его строение аналогично двухкамерному сердцу рыб и не полностью перегороженному сердцу рептилий. Зачаток сердца появляется в период нервной трубки у зародыша 2.5 недель, имеющего длину всего 1.5 мм. Он образуется из кардиогенной мезенхимы вентрально от головного конца передней кишки в виде парных продольных клеточных тяжей, в которых формируются тонкие эндотелиальные трубки. В середине 3-й недели у эмбриона длиной 2.5 мм обе трубки сливаются между собой, образуя простое трубчатой сердце. На этой стадии зачаток сердца состоит из двух слоев. Внутренний, более тонкий слой представляет первичный эндокард. Снаружи располагается более толстый слой, состоящий из первичного миокарда и эпикарда. В это же время происходит расширение полости перикарда, которая окружает сердце. В конце 3-й недели сердце начинает сокращаться.

Вследствие своего быстрого роста сердечная трубка начинает изгибаться вправо, образую петлю, а затем принимает S-образную форму. Эта стадия носит название сигмовидного сердца. На 4-й неделе у зародыша 5 мм длины в сердце можно выделить несколько частей. Первичное предсердие принимает кровь из сходящихся к сердцу вен. В месте слияния вен образуется расширение, называемое венозным синусом. Из предсердия через относительно узкий предсердно-желудочковый канал кровь поступает в первичный желудочек. Желудочек продолжается в луковицу сердца, за которой следует артериальный ствол. В местах перехода желудочка в луковицу и луковицы в артериальный ствол, а также по сторонам предсердно-желудочкового канала находятся эндокардиальные бугры, из которых развиваются клапаны сердца. По своему строению сердце эмбриона аналогично двухкамерному сердцу взрослой рыбы, функция которого состоит в подаче венозной крови к жабрам.

В течение 5-й и 6-й недель происходят существенные изменения во взаимном расположении отделов сердца. Его венозный конец перемещается краниально и дорсально, а желудочек и луковица смещаются каудально и вентрально. На поверхности сердца появляются венечная и межжелудочковая борозды, и оно приобретает в общих чертах дефинитивную внешнюю форму. В этот же период начинаются внутренние преобразования, которые приводят к образованию четырехкамерного сердца, характерного для высших позвоночных. В сердце развиваются перегородки и клапаны. Разделение предсердий начинается у эмбриона 6 мм длины. На середине его задней стенки появляется первичная перегородка, она достигает предсердно-желудочкового канала и сливается с эндокардиальными буграми, которые к этому времени увеличиваются и разделяют канал на правую и левую части. Первичная перегородка не является полной, в ней образуются сначала первичное, а затем вторичное межпредсердные отверстия. Позднее образуется вторичная перегородка, в которой имеется овальное отверстие. Через овальное отверстие кровь переходит из правого предсердия в левое. Отверстие прикрывается краем первичной перегородки, образующим заслонку, препятствующую обратному току крови. Полное слияние первичной и вторичной перегородок наступает в конце внутриутробного периода.

Иллюстрации

На 7-й и 8-й неделях эмбрионального развития наступает частичная редукция венозного синуса. Его поперечная часть преобразуется в венечный синус, левый рог уменьшается до небольшого сосуда - косой вены левого предсердия, а правый рог образует часть стенки правого предсердия между местами впадения в него верхней и нижней полых вен. В левое предсердие втягиваются общая легочная вена и стволы правой и левой легочных вен, в результате чего в предсердие открываются по две вены из каждого легкого.

Луковица сердца у зародыша 5 недель сливается с желудочком, образуя принадлежащий правому желудочку артериальный конус. Артериальный ствол делится развивающейся в нем спиральной перегородкой на легочный ствол и аорту. Снизу спиральная перегородка продолжается по направлению к межжелудочковой перегородке таким образом, что легочный ствол открывается в правый, а начало аорты в левый желудочек. В образовании спиральной перегородки принимают участие эндокардиальные бугры, расположенные в луковице сердца; за их счет формируются также клапаны аорты и легочного ствола.

Межжелудочковая перегородка начинает развиваться на 4-й неделе, рост ее происходит снизу вверх, но до 7-й недели перегородка остается неполной. В верхней ее части находится межжелудочковое отверстие. Последнее закрывается растущими эндокардиальными буграми, в этом месте формируется перепончатая часть перегородки. Из эндокардиальных бугров образуются предсердно-желудочковые клапаны.

По мере разделения камер сердца и формирования клапанов происходит дифференцировка тканей, из которых построена стенка сердца. В миокарде выделяется предсердно-желудочковая проводящая система. Перикардиальная полость обособляется от общей полости тела. Сердце перемещается из области шеи в грудную полость. Сердце эмбриона и плода имеет относительно большие размеры, так как оно обеспечивает не только продвижение крови по сосудам тела зародыша, но и плацентарное кровообращение.

На всем протяжении внутриутробного периода сохраняется сообщение между правой и левой половинами сердца посредством овального отверстия. Кровь, поступающая в правое предсердие по нижней полой вене, направляется с помощью заслонок этой вены и венечного синуса к овальному отверстию и через него в левое предсердие. Из верхней полой вены кровь идет в правый желудочек и выбрасывается в легочный ствол. Малый круг кровообращения у плода не функционирует, так как узкие легочные сосуды оказывают большое сопротивление тику крови. Через легкие у плода проходит лишь 5-10% крови, поступающей в легочный ствол. Остальная кровь сбрасывается по артериальному протоку в аорту и поступает в большой круг кровообращения, минуя легкие. Благодаря овальному отверстию и артериальному протоку поддерживается баланс прохождения крови через правую и левую половины сердца.