Анатомія та фізіологія серця: Структура, функції, кровопостачання та регуляція

Серцево-судинна система

Загальна характеристика

Серцево-судинна система складається із серця та кровоносних судин. Основна функція системи – транспортування крові, поживних речовин, біологічно активних сполук та виведення продуктів обміну речовин.

• Серце – центральний орган, що забезпечує кровообіг завдяки ритмічним скороченням.

• Кровоносні судини – система трубок, що транспортують кров, регулюють кровопостачання органів і здійснюють обмін між кров’ю і тканинами.

• Судини поділяються на артерії, гемомікроциркуляторне русло та вени.

Анатомія серця

Зовнішня будова серця

Серце (cor, cardia) – непарний, порожнистий, чотирикамерний м’язовий орган конусоподібної форми, розташований у передньому середостінні. Функціонує як насос, виштовхуючи кров в артеріальну систему під час скорочення та приймаючи її з вен під час розслаблення.

• Вага: чоловіки – 300 г, жінки – 220 г, новонароджені – 18-20 г.

• Розміщення: 2/3 зліва, 1/3 справа від серединної лінії.

• Поверхні: передня (грудинно-реброва), нижня (діафрагмальна), легенева (медіастинальна).

• Борозни: міжшлуночкова (передня, задня), вінцева (між передсердями і шлуночками).

Камери серця

• Праве передсердя (atrium dextrum): неправильна кубічна форма, містить отвори верхньої та нижньої порожнистих вен, правий атріовентрикулярний отвір (тристулковий клапан), праве вушко.

• Правий шлуночок (ventriculus dexter): тригранна піраміда, має сосочкові м’язи, хордові нитки, правий атріовентрикулярний отвір, отвір легеневого стовбура.

• Ліве передсердя (atrium sinistrum): кубічна форма, отвори чотирьох легеневих вен, лівий атріовентрикулярний отвір (двостулковий/мітральний клапан), ліве вушко.

• Лівий шлуночок (ventriculus sinister): має власне шлуночок, лівий аортальний конус, сосочкові м’язи, хордові нитки, лівий атріовентрикулярний та аортальний отвори.

Оболонки серця

• Ендокард: вистилає внутрішню поверхню камер, утворює клапани.

• Міокард: м’язова оболонка, складається з трьох шарів у шлуночках (зовнішній, середній, внутрішній) і двох у передсердях.

• Епікард: тонка пластинка сполучної тканини, вісцеральний листок перикарда.

• Перикард: фіброзно-серозний мішок, що оточує серце, має зовнішній (фіброзний) і внутрішній (серозний) шари, між якими міститься серозна рідина (1-2 мл).

Клапанний апарат серця

Будова та функції клапанів

Клапани серця утворені складками ендокарда і запобігають зворотному руху крові.

• Тристулковий клапан: між правим передсердям і правим шлуночком (три стулки).

• Двостулковий (мітральний) клапан: між лівим передсердям і лівим шлуночком (дві стулки).

• Клапан легеневого стовбура: три півмісяцеві заслінки.

• Клапан аорти: три півмісяцеві заслінки.

Кровопостачання серця

Типи кровопостачання

• Правовінцевий тип (60-84%): переважає права вінцева артерія.

• Лівовінцевий тип (7-14%): переважає ліва вінцева артерія.

• Симетричний тип (10-28%): рівномірне кровопостачання обома артеріями.

Вени серця

Вени серця збирають венозну кров від міокарда і впадають у праве передсердя через вінцеву пазуху.

Проекція меж та клапанів серця на передню стінку грудної клітки

Проекція меж серця

• Верхня межа: верхній край хрящів ІІІ пари ребер.

• Права межа: 2 см вправо від правого краю груднини.

• Нижня межа: від верхнього краю хряща V правого ребра до верхівки серця (ліве V міжребер’я, 1-2 см медіальніше від лівої середньоключичної лінії).

• Ліва межа: від хряща ІІІ лівого ребра до верхівки серця.

Проекція клапанів серця

Клапан	Анатомічний орієнтир
Тристулковий	Груднина у місці прикріплення IV і V ребер
Двостулковий	V міжребер’я, 1-2 см медіальніше від лівої середньоключичної лінії
Аортальний	II міжребер’я справа від груднини
Клапан легеневого стовбура	II міжребер’я зліва від груднини

Фізіологія серцево-судинної системи

Властивості серцевого м’яза

• Збудливість: здатність відповідати на подразнення.

• Скоротливість: здатність скорочуватись.

• Провідність: здатність проводити збудження.

• Рефрактерність: відсутність збудливості.

• Автоматизм: здатність скорочуватись під дією власних імпульсів.

Потенціал дії кардіоміоцитів

• Мембранний потенціал спокою: -90 мВ, підтримується виходом K+.

• Деполяризація: відкриття Na+-каналів, надходження Na+ у клітину, інверсія заряду.

• Фаза плато: активація повільних Ca2+-каналів, тривале утримання мембрани в деполяризованому стані.

• Реполяризація: закриття Ca2+-каналів, вихід K+, відновлення потенціалу спокою.

Закон "все або нічого": сила скорочення не залежить від сили подразника.

Рефрактерність: абсолютна (0,27 с) і відносна (0,03 с) – визначає здатність серця відповідати на нові подразнення.

Провідна система серця

• Синоатріальний вузол (СА-вузол): водій ритму, генерує імпульси 65-80/хв.

• Атріовентрикулярний вузол (АВ-вузол): проводить імпульси від передсердь до шлуночків.

• Пучок Гіса: розгалужується на праву і ліву ніжки, переходить у волокна Пуркіньє.

Провідна система забезпечує ритм, координацію і послідовність скорочень серця.

Електрокардіограма (ЕКГ)

• Відведення: I (права рука – ліва рука), II (права рука – ліва нога), III (ліва рука – ліва нога).

• Зубці: Р (збудження передсердь), Q (міжшлуночкова перегородка), R (шлуночки), S (завершення деполяризації шлуночків), Т (реполяризація шлуночків).

• Інтервали: PQ (0,1-0,21 с), QRS (0,07-0,09 с), QT (0,35-0,44 с), RR (визначає ЧСС).

Серцевий цикл

Фази серцевого циклу (ЧСС = 75/хв)

Фаза	Тривалість (с)
Систола шлуночків	0,33
Період напруги	0,08
Фаза асинхронного скорочення	0,05
Фаза ізометричного скорочення	0,03
Період вигнання	0,25
Фаза швидкого вигнання	0,12
Фаза повільного вигнання	0,13
Діастола шлуночків	0,47
Період розслаблення	0,12
Протодіастолічний період	0,04
Період ізометричного розслаблення	0,08
Період наповнення	0,25
Фаза швидкого наповнення	0,08
Фаза повільного наповнення	0,17
Пресистолічний період (систола передсердя)	0,1

Тривалість фаз залежить від частоти серцевих скорочень. При збільшенні ЧСС діастола скорочується більше, ніж систола.

Регуляція роботи серця

Внутрішньосерцеві механізми

• Гетерометрична регуляція (закон Франка-Старлінга): сила скорочення міокарда прямо пропорційна вихідній довжині м’язового волокна.

• Гомеометричний механізм (ефект Анрепа): збільшення сили скорочень без зміни довжини волокна при підвищенні тиску в аорті чи легеневому стовбурі.

• Вставні диски (нексуси): забезпечують проведення збудження між кардіоміоцитами.

• Внутрішньосерцеві рефлекси: інтрамуральні ганглії, що забезпечують рефлекторну регуляцію нагнітання крові.

Зовнішньосерцева регуляція

• Нервова регуляція: здійснюється блукаючими (парасимпатичними) та симпатичними нервами.

• Блукаючий нерв (ацетилхолін): уповільнює ЧСС, зменшує силу скорочень, знижує збудливість.

• Симпатичний нерв (норадреналін): підвищує ЧСС, силу скорочень, збудливість.

• Гуморальна регуляція: адреналін, норадреналін, тироксин, глюкагон, інсулін, гістамін, серотонін, електроліти (K+, Ca2+).

Взаємодія між парасимпатичною та симпатичною іннервацією має реципрокний характер.

Вплив електролітів

• K+: надлишок знижує потенціал спокою, підвищує збудливість, але при значному підвищенні пригнічує діяльність серця.

• Ca2+: надлишок підсилює, дефіцит послаблює серцеву діяльність.

Значення фізичного тренування для роботи серця

Фізичне тренування підвищує ефективність роботи серця, сприяє розвитку гіпертрофії міокарда, підвищує ударний об’єм і знижує частоту серцевих скорочень у стані спокою.

Додаткова інформація: Для збереження здоров’я серця важливо дотримуватись режиму праці та відпочинку, оскільки активність серцево-судинної системи має добові коливання.