Возрастные особенности строения и работы сердца

Введение

Организм - единое целое. Все органы и их назначения взаимосвязаны. Организм - биологическая система, состоящая из взаимосвязанных и соподчинённых элементов, взаимоотношения которых и особенности их строения подчинены их функционированию как единого целого. Сердце представляет собой часть живого организма и в то же время - это уникальный орган, не похожий на другие. Работа сердца обеспечивает все органы кислородом и питательными веществами, обеспечивающими их функционирование. Сердце - это своеобразный мотор, вечный двигатель, который самоорганизован и самодостаточен. Знание строения сердца и его систем помогут оказать реальную помощь его функционированию. Это придает актуальность данному исследованию.

Цель данной работы - выявить возрастные особенности строения и работы сердца.

Объект исследования - сердце.

Предмет исследования - возрастные особенности строения и работы сердца.

В рамках достижения поставленной цели решаются следующие задачи: дать общее понятие о строении сердца; выявить особенности строения и работы сердца у плода; рассмотреть особенности роста и развития сердца в грудном и дошкольном возрасте; изучить проблемы движения крови по сосудам.

В работе над темой использовались методы: наблюдение, сопоставление данных, контент-анализ.

Исследование базировалось на литературных источниках по данной теме следующих авторов: Л.А. Бельченко, В.А. Лавриненко, Г.И. Миловзоров, В.М. Смирнова и др.

1. Строение сердца

Строение сердца имеет свои особенности и отличается от строения других органов и систем организма. Основную массу стенки сердца составляет поперечная мышца. Изнутри и снаружи - она покрыта оболочками. Сердце со всех сторон окружено плотной околосердечной сумкой. Между наружной поверхностью сердцу и околосердечной сумкой находится замкнутая полость, стенки которой всегда влажны, что предохраняет сердце от трения и тем самым значительно облегчает его работу.

Сердечная мышца. Мышца сердца, в отличие от мышц других внутренних органов, обладает поперечной направленностью. Волокна сердечной мышцы соединены друг с другом при помощи отростков, благодаря которым возбуждение, возникшее в одном волокне, быстро распространяется на другие, захватывая всю мышцу. Замечательное свойство сердечной мышцы - ее неспособность давать длительное сокращение. Любая скелетная мышца может оставаться в состоянии непрерывного сокращения в течение многих секунд и даже минут, а сердечная мышца после каждого сокращения, длящегося лишь доли секунды, обязательно приходит в расслабленное состояние.

Стенки желудочков значительно толще стенок предсердий, что объясняется неодинаковой работой этих отделов сердца. Мышца предсердия проталкивает кровь только в желудочек. Мышца желудочка, сокращаясь, прогоняет кровь через длинную и разветвленную сеть сосудов. Особенно велика работа левого желудочка, который прогоняет кровь через большой круг кровообращения, а, следовательно, через капилляры всех органов и тканей тела. Поэтому мышца левого желудочка значительно толще, чем мышца правого.

Клапаны сердца. Одностороннему движению крови способствуют клапаны. Между предсердиями и желудочками находятся створчатые клапаны, имеющие вид пластинок, состоящих из плотной соединительной ткани. При захлопнутых створках клапан совершенно закрывает отверстие между предсердием и желудочком. Снизу от мышечных выступов внутренней поверхности желудочка к створкам клапана идут сухожильные нити. Створчатый клапан может открываться только в одну сторону - в сторону желудочка. При расслабленных желудочках клапаны открыты, и кровь свободно проходит из предсердий в желудочки. При сокращении желудочков кровь не может попасть обратно в предсердия, так как створки клапана под давлением крови захлопываются, а натягивающиеся сухожильные нити не позволяют им вывернуться в сторону предсердий.

В аорте и в легочной артерии, у самого выхода этих сосудов из сердца, находятся полулунные клапаны, имеющие вид кармашков. При токе крови из желудочков в артерии кармашки клапанов прижимаются к стенкам сосудов, и кровь проходит свободно. При обратном токе кровь наполняет кармашки; оттопыриваясь, они полностью заслоняют просвет сосуда и препятствуют возвращению крови из артерий в желудочки.

Ритм сердечных сокращений. Первое, что бросается в глаза при наблюдении за работой сердца, - это ритмичность, правильная повторяемость трех основных фаз, сердечного цикла, т.е. последовательного сокращения и расслабления сердца. Если взрослый человек лежит, его сердце сокращается 60-70 раз в минуту. Сначала наступает первая фаза - систола, или сокращение, предсердий, она продолжается чуть побольше, 0,1 секунды; в это время желудочки находятся в состоянии расслабления, или диастолы. Затем начинается вторая фаза - систола обоих желудочков, которая длится примерно 0,3-0,4 секунды; в это время предсердия расслаблены. Последняя, третья фаза - пауза, или общее расслабление всего сердца. Во время паузы сердце наполняется кровью, притекающей из вен. Длительность паузы в значительной мере зависит от частоты сердечных сокращений; при 60-70 сокращениях в минуту она длится около 0,4 секунды.

Скелетные мышцы сокращаются под влиянием импульсов, идущих из центральной нервной системы. Будучи вырезаны из тела, они самостоятельно сокращаться не могут. Иначе ведет себя сердечная мышца: волны возбуждения возникают в ней самостоятельно, при участии нервных узлов, находящихся в самом сердце. Работа сердца. Работа сердечной мышцы очень велика. Желудочки сердца человека при своем сокращении выбрасывают в артериальное русло примерно по 60-80 куб. см крови каждый. Левый желудочек при одном сокращении в среднем выполняет работу, равную 0,08-0,09 кГм. Работа правого желудочка, прогоняющего кровь только через легкие, менее значительна и не превышает 0,02 кГм. Можно считать, что оба желудочка сердца пря каждом сокращении выполняют работу в 0,1 кГм.

Сердце, весящее всего лишь 300 г., за одну минуту выполняет работу, равную 6-8 кГм. В течение суток, перегоняя тысячи литров крови, сердце выполняет огромную работу, превышающую 10000 кГм. Такую работу выполняет подъемный кран, поднимающий 2 т груза на высоту 5 м Причина неутомимости сердечной мышцы заключается в ритмичности ее работы - в правильном чередовании сокращения, т.е. работы, и расслабления, или отдыха. При 75 сокращениях в минуту каждый полный период сокращения длится 0,8 секунды. Из этого времени на сокращение предсердий приходится 0,1 секунды, на сокращение желудочков - 0,3 секунды; пауза длится 0,4 секунды. Таким образом, желудочки отдыхают почти вдвое больше времени, чем работают. Отдых предсердий длится еще больше Небольшие промежутки отдыха, следующие за каждым сокращением, вполне достаточны для того, чтобы сердечная мышца могла снова сократиться с той же силой.

2. Особенности строения и работы сердца у плода

Сердце плода отличается от сердца как растущего, так и взрослого организма. Отличие характеризуется не только размерами, но и функциями.

Кровообращение плода. У плода, как и у взрослого человека, имеются два круга кровообращения - большой и малый. Однако в период внутриутробного развития снабжение организма кислородом и питательными веществами происходит совсем не так, как у взрослых.

Уже к концу первой недели развития эмбрион начинает внедряться в разбухшую слизистую оболочку матки. Ворсинки, которыми покрыта внедрившаяся в матку наружная оболочка эмбриона, разрастаются, частично разрушая кровеносные сосуды слизистой оболочки матки. В результате вокруг ворсинок образуются так называемые лакуны - пространства, заполненные материнской кровью. Она поступает сюда из артерий, через их поврежденные стенки, и оттекает по венам в общий круг кровообращения материнского организма.

Одновременно в теле зародыша развиваются сердце и кровеносные сосуды. Сосуды образуются и в ворсинчатой части его наружной оболочки. Кровь зародыша по двум пупочным артериям течет к капиллярам ворсинок, оттекая от них по одной широкой пупочной вене. Кровь матери не смешивается с кровью зародыша, однако обмен веществ между кровью матери и кровью зародыша происходит очень интенсивно. Из лакун в кровь зародыша проникают питательные вещества и кислород, а из крови зародыша в лакуны поступают углекислота и другие продукты обмена.

Орган, образованный ворсинками наружной оболочки зародыша и слизистой оболочкой матки, называется плацентой. Значение плаценты заключается в том, что она выполняет те функции, которые после рождения выполняются органами дыхания, пищеварения и выделения. Плацента непрерывно растет и к концу беременности весит 500-600 г. Окруженный оболочкой пучок сосудов, соединяющий плод с плацентой, превращается в пуповину - шнур, достигающий к концу беременности толщины пальца и в длину 50-60 см.

Движение крови через плаценту представляет существенную часть большого круга кровообращения плода. Из плаценты кровь поступает в нижнюю полую вену, оттуда в правое предсердие. Отсюда кровь попадает частично в правый желудочек, а частично через имеющееся у плода овальное отверстие между обоими предсердиями в левый желудочек. Из правого желудочка кровь поступает в легочную артерию. Дальше возможны два пути: через легкие и по не существующему у взрослого человека широкому артериальному протоку, соединяющему легочную артерию с аортой. Понятно, что по этому более легкому пути и устремляется основная масса крови, выбрасываемой правым желудочком.

Оба желудочка сердца плода выполняют одинаковую работу, нагнетая кровь в аорту: левый - непосредственно, а правый - через артериальный проток. Иными словами, оба они сокращаются с одинаковой силой. Этим объясняется примерно одинаковая толщина мышечной стенки того и другого желудочка.

Изменения в кровообращении у новорожденного. Момент рождения - это резкий переход к новым, совершенно отличным от прежних условиям существования организма Перерезка пуповины нарушает ту связь с материнским организмом, которая обеспечивала получение плодом питательных веществ, кислорода и освобождение от углекислоты и других продуктов жизнедеятельности. Тотчас же в организме новорожденного наступает кислородное голодание, иными словами, задушение, что ведет к общему сильному возбуждению и, в частности, к появлению первых дыхательных движений.

Растяжение легких, наступающее при первом вдохе и сохраняющееся в течение всей жизни, способствует расширению легочных капилляров. К тому же сильно сокращаются кольцевые мышечные волокна, которые находятся в стенке артериального протока, соединяющего легочную артерию с аортой. В результате кровь из правого желудочка целиком или почти целиком направляется к легким; оттуда по легочным венам кровь поступает в левое предсердие и, заполняя его, давит на клапан овального отверстия между предсердиями, что препятствует попаданию крови из правого предсердия в левое. Таким образом, сразу же после рождения появляются условия, которые способствуют последовательному движению крови по большому и малому кругу.

Уже к концу внутриутробного периода развития артериальный проток начинает суживаться вследствие разрастания внутреннего слоя его стенки. После рождения, когда кровь практически перестает протекать по протоку, его сужение происходит еще быстрее, и через 6-8 недель просвет протока полностью зарастает. Постепенно зарастает и овальное отверстие путем прирастания к нему клапана, который в это время сильно увеличивается в длину и толщину. Окончательное закрытие овального отверстия происходит на 9-10-м месяце жизни, а иногда и значительно позднее. Нередко очень небольшое отверстие остается на всю жизнь, что не мешает нормальной работе сердца. Пупочные артерии и вена после перевязки пуповины также постепенно зарастают.

Таким образом, сердце плода и в период новорожденности и младенчества претерпевает значительные изменения и отличается от сердца взрослого человека.

3. Рост и развитие сердца в грудном и дошкольном возрасте

Сердце новорожденного в среднем весит 20 г., что составляет примерно 0,6% веса тела. В течение первых 1,5-2 лет сердце быстро растет, увеличивая свой вес в 3 раза. Однако общий вес тела растет еще быстрее, утраиваясь к концу первого года жизни. В результате к 2 годам вес сердца составляет несколько меньше 0,5% общего веса тела. В последующие годы рост сердца, как и общий рост тела, становится более медленным, вновь возрастая лишь в 14-15 лет, что опять-таки соответствует увеличению общего веса тела.

В течение первого года жизни поперечник сердца относительно широк, а потому оно имеет округлую форму; широки устья отходящих от сердца сосудов, и относительно велики предсердия, особенно правое. Интенсивный рост предсердий, в частности левого, продолжается примерно до 13 лет. В последующие годы объем предсердий и желудочков увеличивается в равной мере. С возрастом в сердце происходят и другие изменения. Так, утолщаются волокна сердечной мышцы. За первые два года жизни в среднем диаметр их поперечника увеличивается с 6 до 9 микрон. В этот же период изменяется внутренняя структура волокон; становится хорошо заметна их поперечная исчерченность. Небольшое увеличение толщины волокон наблюдается и в последующие годы.

Клапаны, особенно расположенные между предсердиями и желудочками, также с возрастом изменяются. Ткань створок становится более плотной; изменяется расположение и количество мышечных выступов и сухожильных нитей. Различие в силе сокращений правого и левого желудочков ведет к постепенному увеличению толщины левого желудочка. Уже к 6 месяцам жизни мышца левого желудочка толще мышцы правого в полтора раза, а к 4-6 годам - даже в 2 раза. Соответственно левый желудочек весит больше правого на 2-м месяце жизни на 60%, на 6-м - почти вдвое, а в 6-7 лет даже больше чем вдвое.

В период роста сердце менее устойчиво по отношению к различным вредным воздействиям. Так, например, в условиях голодания у взрослых людей вес сердца если и уменьшается, то в очень малой степени. Детское сердце в тех же условиях значительно теряет в весе.

Возрастные изменения частоты и силы сердечных сокращений. Количество крови, перекачиваемой сердцем, зависит как от частоты сердечных сокращений, так и от систолического объема, т.е. объема крови, выбрасываемой в аорту при каждом сокращении левого желудочка.

По мере роста сердца систолический объем крови увеличивается. Сердце новорожденного при каждой систоле выталкивает в аорту всего лишь 2,5 мл крови, а к концу 1-го года жизни систолический объем увеличивается до 10 мл. Это объясняется увеличением притока крови к сердцу и растяжением желудочков при поступлении в них крови из сокращающихся предсердий. К концу 2-го года жизни систолический объем возрастает примерно на 4 мл, а в каждый последующий год - на 2 мл.

Частота сердечных сокращений в первые месяцы жизни 120-140 в минуту, к концу 1-го года жизни - 100-130, у детей 2-4 лет - 90-120, а 5-6 лет - 80-110 раз в минуту. В последующие годы частота сердечных сокращений продолжает понемногу снижаться.

Характерная особенность детского сердца - неравномерность сердечных сокращений, иными словами, отсутствие правильной ритмичности: на протяжении 2-3 минут при спокойном лежании ребенка его сердце несколько раз меняет частоту сокращений. Неравномерна и сила сокращений, поэтому объем крови, выбрасываемой в аорту, при каждой систоле то увеличивается, то уменьшается. Неравномерность частоты и силы сердечных сокращений особенно велика у детей первых двух лет жизни. В дошкольном возрасте она несколько снижается, а к 7-8 годам у некоторых детей сердечные сокращения становятся равномерными. У большинства же недостаточная равномерность сокращений остается до 14-15 лет.

Путем умножения величины систолического объема крови на число сокращений в единицу времени можно определить интенсивность перекачивания крови сердцем. Обычно вычисляют количество крови, выбрасываемой сердцем за 1 минуту. Это количество называется минутным объемом.

В первый месяц жизни минутный объем крови равняется в среднем 325 мл. При пересчете на 1 кг веса тела это составит около 100 мл. У годовалого ребенка минутный объем равен 1200 мл (около 120 мл на 1 кг веса), в 5 лет-2000 мл (около 110 мл). У взрослого человека в среднем минутный объем равен 4000 мл, или около 60 мл на 1 кг веса.

Таким образом, минутный объем крови при пересчете на 1 кг веса тела очень высок у детей. Это объясняется тем, что в период роста организм нуждается в повышенном количестве кислорода.

4. Движение крови по сосудам

Движение кровы по сосудам обеспечивается артериями, капиллярами, венами, а также уровнем давления крови в сосудах.

Артерии, капилляры, вены. По своему строению артерии, капилляры и вены сильно отличаются друг от друга. Толстая стенка артерий в основном состоит из гладкой мышечной и упругой эластической тканей. Такое строение артерий придает им большую прочность и упругость. Опыты показали, что крупные артерии выдерживают давление до 20 атмосфер.

В аорте и других крупных артериях очень мало мышечных и много эластических волокон. В мелких артериях, наоборот, мало эластических и много мышечных волокон. Стенки капилляров в основном состоят из одного слоя плоских клеток. Такое же строение имеют мельчайшие вены, которые образуются путем слияния капилляров. Стенки более крупных вен относительно тонки, легко растягиваются и столь же легко спадаются; в них мало эластических волокон и слабо развит мышечный слой.

Давление крови в сосудах. При каждом сокращении сердце, действуя подобно насосу, нагнетает в сосуды очередную порцию крови, создавая в них давление, необходимое, чтобы обеспечить ее продвижение по всему кровеносному пути. Под влиянием давления стенки крупных артерий растягиваются, вмещая в себя всю порцию крови, поступившей из сердца.

В промежуток между двумя сокращениями сердца ток крови из крупных артерий в мелкие не прекращается. Это объясняется тем, что эластичные стенки крупных артерий обладают весьма совершенной упругостью, т.е. по прекращении растягивания они возвращаются к исходному состоянию. Чем больше они растянуты, тем сильнее противодействуют растяжению, выдавливая избыток крови в единственно возможном направлении - в сторону более мелких артерий. Таким образом эластичность и упругость стенок крупных артерий обеспечивает непрерывность движения крови.

В любом участке сосудистой системы кровь течет от того места, где давление больше, к тому месту, где оно меньше. Иными словами, по пути тока крови давление всегда понижается, так как оно затрачивается на продвижение крови. Выше всего давление в крупных артериях, недалеко от сердца, а ниже всего - в крупных венах, приносящих кровь к сердцу.

В аорте и крупных артериях величина кровяного давления непрерывно меняется: при каждом сокращении сердца оно скачкообразно возрастает, становясь максимальным к концу систолы желудочков. Затем оно снова снижается, становясь минимальным к началу следующей систолы желудочков. Разница между максимальным, или синодическим, и минимальным, или диастодические давлением составляет амплитуду кровяного давления, или пульсовое давление. Его определение очень существенно для суждения о работе сердца. Измеряется давление в миллиметрах столба ртути (мм Hg).

У молодого взрослого человека, когда он спокойно сидит или лежит, систолическое давление в аорте и крупных сосудах большого круга кровообращения обычно равно 120 мм Hg, диастолическое - 70 мм Hg. Следовательно, пульсовое давление равно 50 мм Hg.

В малом круге кровообращения кровь встречает значительно меньшее сопротивление, чем в большом. Поэтому кровяное давление в легочной артерии относительно очень невелико, а именно около 20% аортального.

По пути тока крови кровяное давление падает. Быстрее всего оно уменьшается в тех участках кровеносного русла, где сопротивление току крови наиболее велико. Протекая по капиллярам, кровь преодолевает особенно большое сопротивление, которое создается трением крови о стенки узких сосудов, а потому здесь затрачивается значительная часть ее движущей силы. Именно здесь кровяное давление падает быстрее всего.

Пульс. В некоторых местах тела артерии легко прощупываются. Верным признаком, что под пальцами действительно находится артерия, служит ощущение ритмических толчков. Ритмическое пульсирование артериальной стенки называется пульсом. В артерии, сильно придавленной пальцем, движение крови прекращается, но тут же рядом, выше сдавленного места, т.е. ближе к сердцу, пульс продолжает ясно ощущаться. Это объясняется тем, что пульсовые толчки зависят не от изменений движения крови, а от внезапного повышения давления в артериях при каждом поступлении новой порции крови из желудочка в аорту. Пульсовые толчки передаются по всем артериям со скоростью, во много раз превосходящей скорость течения крови.

Таким образом, следя за пульсом, можно сосчитать число сердечных сокращений.

сердце плод кровообращение сосуд

Заключение

Строение сердца имеет свои особенности и отличается от строения других органов и систем организма. Основную массу стенки сердца составляет поперечная мышца. Изнутри и снаружи - она покрыта оболочками. Сердце со всех сторон окружено плотной околосердечной сумкой. Между наружной поверхностью сердцу и околосердечной сумкой находится замкнутая полость, стенки которой всегда влажны, что предохраняет сердце от трения и тем самым значительно облегчает его работу.

В аорте и в легочной артерии, у самого выхода этих сосудов из сердца, находятся полулунные клапаны, имеющие вид кармашков. При токе крови из желудочков в артерии кармашки клапанов прижимаются к стенкам сосудов, и кровь проходит свободно. При обратном токе кровь наполняет кармашки; оттопыриваясь, они полностью заслоняют просвет сосуда и препятствуют возвращению крови из артерий в желудочки.

Сердце плода отличается от сердца как растущего, так и взрослого организма. Отличие характеризуется не только размерами, но и функциями. Характерная особенность детского сердца - неравномерность сердечных сокращений. Неравномерность частоты и силы сердечных сокращений особенно велика у детей первых двух лет жизни. В период роста сердце менее устойчиво по отношению к различным вредным воздействиям.

Движение кровы по сосудам обеспечивается артериями, капиллярами, венами, а также уровнем давления крови в сосудах. В любом участке сосудистой системы кровь течет от того места, где давление больше, к тому месту, где оно меньше.

Иными словами, по пути тока крови давление всегда понижается, так как оно затрачивается на продвижение крови. Выше всего давление в крупных артериях, недалеко от сердца, а ниже всего - в крупных венах, приносящих кровь к сердцу.

Список литературы

1.Бельченко Л.А. Физиология человека. Организм как целое: учебное пособие [Текст] / Л.А. Бельченко, В.А. Лавриненко. - М.: Медицина, 2006. - 438.

2.Миловзоров Г.И. Физиология человека [Текст] / Г.И. Миловзоров. - М.: Веста, 2007. - 456 с.

3.Смирнов В.М. Физиология человека [Текст] / В.М. Смирнов. - М.: Вече, 2007. - 398 с.

4.Ткаченко Б.И. Нормальная физиология человека [Текст] / Б.И. Ткаченко. - М.: Изд-во «Медицина», 2006. - 349 с.

5.Физиология человека [Текст] / Под ред. В.М. Покровского, Г.Ф. Коротько. - М.: Изд-во «Медицина», 2006. - 542 с.

Больше работ по теме: