БИОЛОГИЯ Том 2 - руководство по общей биологии - 2004

14. ТРАНСПОРТ У ЖИВОТНЫХ

14.7. Сердце

14.7.1. Строение

Сердце расположено в грудной полости между легкими и за грудиной. Оно окружено плотным, но тонким мешком — перикардом (околосердечной сумкой), наружный слой которого образован неэластичной белой фиброзной тканью. Внутренний, или серозный, слой состоит из двух листков. Внутренний (висцеральный) листок сращен с сердцем и образует его наружную оболочку — эпикард, а наружный (париетальный) прирастает к фиброзной ткани. Между этими листками находится полость, в которую секретируется перикардиальная жидкость, уменьшающая трение между стенкой сердца и окружающими тканями при его сокращениях. Неэластичная природа перикарда в целом не позволяет сердцу слишком растягиваться или переполняться кровью.

Сердце человека состоит из четырех камер: двух верхних — относительно тонкостенных предсердий и двух нижних — толстостенных желудочков (рис. 14.13). Предсердия получают кровь из вен и закачивают ее в желудочки, а те выталкивают ее в артерии. Стенки предсердий тонки, поскольку их сокращения перемещают кровь на очень короткое расстояние.

Рис. 14.13. А. Сердце в разрезе. Б. Упрощенная схема строения сердца. Обратите внимание на неодинаковую толщину стенок разных его частей.

Правая сторона сердца полностью отделена от левой, поэтому часто говорят о правом и левом сердце. Правое предсердие получает дезоксигенированную (венозную) кровь из системного круга кровообращения, а левое — оксигенированную (артериальную) из легких. Мышечная стенка левого желудочка по меньшей мере втрое толще стенок правого желудочка. Эта разница объясняется тем, что правый желудочек нагнетает кровь только в легкие, расположенные рядом с сердцем в грудной полости, тогда как левый посыпает кровь по всему телу. Соответственно кровь, поступающая в аорту из левого желудочка, находится под значительно большим давлением (примерно 14,0 кПа), чем кровь, поступающая в легочную артерию (2,1 кПа). Движение крови в легкие и от них составляет малый, или легочный, круг кровообращения, а движение крови по всему остальному телу — большой, или системный, круг.

14.3. Каковы дополнительные преимущества более низкого давления крови в легочном круге кровообращения по сравнению с давлением в большом круге кровообращения?

При сокращении предсердий кровь выталкивается в желудочки; при этом кольцевые мышцы, расположенные при впадении полых и легочных вен в предсердия, сокращаются, в результате чего кровь не может оттекать обратно в вены. Левое предсердие отделено от левого желудочка двустворчатым (митральным) клапаном, а правое предсердие от правого желудочка — трехстворчатым (рис. 14.14, А). Они известны также как атриовентрикулярные (предсердно-желудочковые) клапаны. К створкам этих клапанов со стороны желудочков прикреплены фиброзные тяжи (сухожильные хорды), которые другим своим концом прикреплены к конусовидным сосочковым (папиллярным) мышцам, представляющим собой выросты внутренней стенки желудочков. Предсердно-желудочковые клапаны открываются при сокращении предсердий, а при сокращении желудочков их створки плотно смыкаются, предотвращая возврат крови обратно в предсердия. Одновременно сокращаются сосочковые мышцы, натягивая сухожильные хорды, и препятствуя створкам клапанов выворачиваться в сторону предсердий. У основания аорты и легочной артерии находятся полулунные клапаны, имеющие вид карманов (рис. 14.14, Б) и не пропускающие кровь из этих сосудов назад в сердце.

Сразу за клапаном аорты от нее отходят две венечные (коронарные) артерии. Это единственные сосуды, снабжающие стенки сердца оксигенированной кровью.

Рис. 14.14. А. Трехстворчатый клапан. Б. Двустворчатый клапан с сухожильными хордами, соединяющими его створки с сосочковыми мышцами. В. Открытый полулунный клапан в основании легочной артерии. Г. Закрытый полулунный клапан в основании легочной артерии.

Строение сердечной мышцы

Стенка сердца образована сердечными мышечными волокнами, соединительной тканью и мелкими кровеносными сосудами. Каждое мышечное волокно (кардиомиоцит) содержит одно или два ядра, множество крупных митохондрий и множество параллельных друг другу миофибрилл. Миофибриллы образованы актиновыми и миозиновыми нитями (миофиламентами), которые обеспечивают сокращение кардиомиоцита подобно тому, как это происходит в скелетной мышце (разд. 18.4). В принципе внутреннее строение кардиомиоцитов такое же, как у волокон скелетных мышц, поэтому под микроскопом они также выглядят поперечно-полосатыми (рис. 14.15 и 14.16). Темные полосы, называемые интеркалярными или вставочными дисками, представляют собой поверхностные клеточные мембраны, отделяющие одну мышечную клетку от другой. Мембраны модифицированы, что позволяет ионам быстро диффундировать сквозь них. Это в свою очередь обеспечивает быстрое распространение возбуждения (потенциала действия) по всей сердечной мышце. Поскольку эти клетки соединены друг с другом и образуют сложную сеть, возбуждение, возникающее в одной из них, тут же охватывает весь миокард, который в результате действует как единое целое. Такая особенность объясняет отсутствие в стенке сердца управляющих его работой нейронов. Сокращается миокард медленнее, чем скелетные мышцы, и утомляется не так быстро.

Рис. 14.15. Строение сердечной мышцы.

Рис. 14.16. Микрофотография среза сердечной мышц.