чем представлена сердечная мышца
Структура сердечной мышцы
Главная / Полезная информация / Статьи / Кардиология 
Несмотря на то, что сердечная мышца имеет авторитмичность, частота сердечных сокращений модулируется эндокринной и нервной системами.
Существуют два основных типа сердечно-мышечных клеток : миокардиальные сократительные клетки и клетки миокарда.
По сравнению с гигантскими цилиндрами скелетных мышц, клеток сердечной мышцы или кардиомиоцитов значительно короче с гораздо меньшими диаметрами. Сердечная мышца также демонстрирует страты, чередующийся узор тёмных полос А и светлых полос I, приписываемых точному расположению миофиламентов и фибрилл, которые организованы в саркомерах по длине клетки. Эти сократительные элементы практически идентичны скелетной мышце. T (поперечные) канальцы проникают из поверхностной плазматической мембраны, сарколемма, внутрь клетки, позволяя электрическому импульсу достигать внутренней поверхности. Т-канальцы встречаются только на дисках Z, тогда как в скелетных мышцах они встречаются на стыке полос А и I. Таким образом, в сердечной мышце имеется около половины Т-канальцев, как у скелетных мышц. К тому же, саркоплазматический ретикулум хранит несколько ионов кальция, поэтому большая часть ионов кальция должна поступать извне клеток. Результатом является более медленное начало сокращения. Митохондрии многочисленны, обеспечивая энергию для сокращений сердца. Как правило, кардиомиоциты имеют одно центральное ядро, но в некоторых клетках могут находиться два или более ядра.
Клетки сердечной мышцы свободно расходятся. Соединение между двумя соседними ячейками обозначено критической структурой, называемой интеркалированным диском, что помогает поддерживать синхронизированное сжатие мышцы. Сарколемы из соседних клеток связываются вместе на интеркалированных дисках. Они состоят из десмосом, специализированных связываний протеогликанов, плотных соединений и большого количества щелевых соединений, которые позволяют проходить ионы между клетками и помогают синхронизировать сжатие. Межклеточная соединительная ткань также помогает связывать клетки вместе. Важность сильного связывания этих клеток связана с силами, оказываемыми сокращением.
Чем представлена сердечная мышца
Специальные механизмы в сердце обеспечивают его регулярную сократительную деятельность благодаря возникновению возбуждения и распространению его по миокарду. В этой главе мы обсудим работу сердца как насоса, начиная с особенностей сердечной мышцы.
Сердце состоит из трех основных типов мышечной ткани: миокарда предсердий, миокарда желудочков и атипического миокарда проводящей системы сердца. Сокращение миокарда предсердий и желудочков имеет тот же механизм, что и сокращение скелетных мышц, но отличается большей продолжительностью. Волокна проводящей системы содержат мало миофибрилл и сокращаются слабо. Основной функцией этих волокон является автоматическая генерация импульсов и проведение их к сократительному миокарду предсердий и желудочков, что обеспечивает контроль над ритмом сердечных сокращений.
Строение сердца, направление движения крови в полостях сердца и крупных сосудах, сердечные клапаны. 
Синцитиальное строение миокарда.
На рисунке показано гистологическое строение миокарда. Видно, что волокна сердечной мышцы образуют сеть благодаря разветвлению волокон, которые затем сливаются и разветвляются вновь. Видно также, что волокна сердечной мышцы имеют такую же поперечную исчерченность, что и волокна скелетных мышц. Более того, они содержат типичные миофибриллы, состоящие из актиновых и миозиновых филаментов. Так же, как и в волокнах скелетных мышц, эти филаменты располагаются параллельно и скользят относительно друг друга в процессе сокращения. Однако сердечная мышца имеет ряд существенных отличий от скелетной мышцы.
Сердечная мышца как синцитий. Темные зоны, пересекающие волокна сердечной мышцы на рисунке, называют вставочными дисками. Они представляют собой клеточные мембраны, которые отделяют клетки сердечной мышцы друг от друга. Таким образом, волокна миокарда состоят из большого количества отдельных кардиомиоцитов, которые соединены между собой последовательно и параллельно.
В области вставочных дисков мембраны клеток сливаются друг с другом таким образом, что формируются высокопроницаемые щелевые контакты (gap junctions), через которые свободно диффундируют ионы. Следовательно, важной функциональной особенностью миокарда является свободное движение ионов во внутриклеточной жидкости вдоль миокардиального волокна, что обеспечивает беспрепятственное распространение потенциалов действия от одной мышечной клетки к другой через вставочные диски. Таким образом, миокард представляет собой функциональное объединение (синцитий) большого количества клеток, настолько тесно взаимосвязанных между собой, что возбуждение только одной клетки приводит к распространению потенциала действия ко всем клеткам миокардиального синцития.
Сердце состоит из двух функциональных синцитиев: предсердного синцития, представленного мышечной стенкой обоих предсердий, и желудочкового синцития, представленного мышечной стенкой обоих желудочков. Предсердия отделены от желудочков фиброзной перегородкой, в которой имеются атриовентрикулярные отверстия, снабженные клапанами. Возбуждение не может пройти от предсердного синцития к желудочковому непосредственно через фиброзную ткань. Оно передается только с помощью специального атриовентрикулярного пучка диаметром в несколько миллиметров, состоящего из волокон проводящей системы сердца.
Наличие в сердце двух функциональных синцитиальных систем позволяет предсердиям сокращаться раньше, чем начнется сокращение желудочков. Это очень важно для эффективной насосной функции сердца.
Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021
Как устроено сердце
Сердце – это мышечный насос, который обеспечивает беспрерывное движение крови по сосудам. Вместе сердце и сосуды составляют сердечно-сосудистую систему. Эта система состоит из большого и малого кругов кровообращения. Из левых отделов сердца кровь сначала движется по аорте, затем по крупным и мелким артериям, артериолам, капиллярам. В капиллярах кислород и другие необходимые организму вещества поступают в органы и ткани, а оттуда выводятся углекислый газ, продукты обмена. После этого кровь из артериальной превращается в венозную и опять начинает движение к сердцу. Сначала по венулам, затем по более мелким и крупным венам. Через нижнюю и верхнюю полые вены кровь снова попадает в сердце, только уже в правое предсердие. Образуется большой круг кровообращения.
Венозная кровь из правых отделов сердца по легочным артериям направляется в легкие, где обогащается кислородом, и снова возвращается в сердце – это малый круг кровообращения.
Внутри сердце разделено перегородками на четыре камеры. Два предсердия разделены межпредсердной перегородкой на левое и правое предсердия. Левый и правый желудочки сердца разделены межжелудочковой перегородкой. В норме левые и правые отделы сердца абсолютно раздельны. У предсердий и желудочков разные функции. В предсердиях накапливается кровь, поступающая в сердце. Когда объем этой крови достаточен, она проталкивается в желудочки. А желудочки проталкивают кровь в артерии, по которым она движется по всему организму. Желудочкам приходится выполнять более тяжелую работу, поэтому мышечный слой в желудочках значительно толще, чем в предсердиях. Предсердия и желудочки с каждой стороны сердца соединяются предсердно-желудочковым отверстием. Кровь через сердце движется только в одном направлении. По большому кругу кровообращения из левой части сердца (левого предсердия и левого желудочка) в правую, а по малому из правой в левую.
Правильное направление движения крови обеспечивает клапанный аппарат сердца:
Трехстворчатый клапан
Он расположен между правым предсердием и правым желудочком. Он состоит из трех створок. Если клапан открыт, кровь переходит из правого предсердия в правый желудочек. Когда желудочек наполняется, мышца его сокращается и под действием давления крови клапан закрывается, препятствуя обратному току крови в предсердие.
Легочный клапан
Двустворчатый или митральный клапан
Находится между левым предсердием и левым желудочком. Состоит из двух створок. Если он открыт, кровь поступает из левого предсердия в левый желудочек, при сокращении левого желудочка он закрывается, препятствуя обратному току крови.
Аортальный клапан
Закрывает вход в аорту. Тоже состоит из трех створок, которые имеют вид полулуний. Открывается при сокращении левого желудочка. При этом кровь поступает в аорту. При расслаблении левого желудочка, закрывается. Таким образом, венозная кровь (бедная кислородом) из верхней и нижней полой вен попадает в правое предсердие. При сокращении правого предсердия через трехстворчатый клапан она продвигается в правый желудочек. Сокращаясь, правый желудочек выбрасывает кровь через легочной клапан в легочные артерии (малый круг кровообращения). Обогащаясь кислородом в легких, кровь превращается в артериальную и по легочным венам продвигается в левое предсердие, затем в левый желудочек. При сокращении левого желудочка артериальная кровь через аортальный клапан под большим давлением попадает в аорту и разносится по всему организму (большой круг кровообращения).
Сердечная мышца называется миокардом
Выделяют сократительный и проводящий миокард. Сократительный миокард – это собственно мышца, которая сокращается и производит работу сердца. Для того, чтобы сердце могло сокращаться в определенном ритме, оно имеет уникальную проводящую систему. Электрический импульс для сокращения сердечной мышцы возникает в синоатриальном узле, который находится в верхней части правого предсердия и распространяется по проводящей системе сердца, достигая каждого мышечного волокна
Cначала сокращаются оба предсердия, затем оба желудочка, тем самым обеспечивая поступление крови ко всем органам и тканям организма.
Сердечная мышца имеет две оболочки (наружную и внутреннюю). Внутренняя оболочка сердца называется эндокардом. Наружная оболочка сердца называется перикардом.
Сердце в организме человека
Сердце человека начинает биться еще в утробе матери и непрерывно работает на протяжении всей жизни. Это совершенный биомеханизм, имеющий очень высокую надежность и огромное количество «планов Б» на случай практически любых непредвиденных ситуаций. Тем не менее заболевания сердечно-сосудистой системы в развитых странах лидируют по смертности. В нашем материале мы рассматриваем сердце как орган, но также касаемся вопросов наиболее распространенных сердечных патологий, их симптомов и профилактики.
Роль сердца в организме
На сердце лежит очень ответственная задача — обеспечение циркуляции крови. Почему это так важно? Все дело в том, что каждому органу в организме в той или иной степени необходимо постоянное поступление кислорода и питательных веществ. Помимо этого от органов нужно забирать «отработанный» материал в лице углекислого газа и различных метаболитов. И то и другое обеспечивает кровь, движение которой сопряжено с работой сердца. Сокращаясь с определенной силой и частотой, оно поддерживает постоянную циркуляцию крови по сосудам. Таким образом, остановка сердца или нарушение его работы приводит к кислородному голоданию всего организма.
Сердце — обыкновенная мышца?
Что произойдет, если сердце перестанет работать?
Рисунок 1. Что полезно для здоровья сердца. Изображение: МедПортал
Где находится сердце
Сердце располагается в грудной полости непосредственно за грудиной. Большая его часть находится слева по отношению к грудине, посередине и справа от нее — меньшая. Однако крайне редко сердце может находиться, наоборот, больше справа от грудины. Такая анатомическая особенность называется декстрокардией.
С двух сторон сердце окутывают легкие, спереди оно небольшим участком касается непосредственно грудной клетки, а сзади проходят позвоночник, сосуды, нервы, пищеварительный и дыхательный тракты. Таким образом, сердце как бы «замуровано» органами и костными образованиями со всех сторон. Промежуток между легкими, грудиной и позвоночником, в котором находится сердце, называется средостением.
Как отличить сердечную боль от других?
Боль при межреберной невралгии, патологии дыхательной системы и костно-мышечного аппарата очень похожа на боль в сердце. Если не знать некоторых особенностей такого типа болей, можно легко принять имеющиеся ощущения за сердечную патологию. Проблемы с сердцем маловероятны, если:
Несмотря на такие, казалось бы, четкие различия болевых синдромов, боль при сердечной патологии иногда может быть атипичной. В этом случае даже врач не всегда может правильно поставить диагноз, основываясь лишь на характеристиках боли. Например, известны случаи, когда пациент обращается к стоматологу по поводу боли в нижней челюсти, даже не подозревая, что в данном случае это симптом стенокардии. Известны и другие варианты атипичных симптомов. Поэтому все впервые выявленные боли в области сердца — повод для обращения к врачу.
Некоторые заболевания врач может определить, просто послушав биение сердца. Фото: branin / freepik.com
Строение и функции отделов сердца
Сердце представляет собой конусообразный мышечный орган, верхушка которого обращена вниз. Верхняя часть органа, из которой выходят крупные сосуды, называется основанием сердца.
Сердце состоит из четырех камер: двух предсердий, располагающихся сверху, в основании, и двух желудочков, располагающихся снизу, образующих верхушку. Чтобы лучше представить себе строение органа и функцию каждого его отдела, удобно разделить сердце на 2 половины, правую и левую, и рассмотреть их в отдельности.
Правая половина сердца
Справа сердце представлено правым предсердием и правым желудочком. Предсердие значительно уступает желудочку в размерах. Эти образования отграничены друг от друга трехстворчатым клапаном.
Рисунок 2. Правая половина сердца. Красными стрелками обозначен ход венозной крови. Сверху схематично изображены легкие. Иллюстрация Данилы Мельникова
Как можно видеть на рисунке 1, на выходе из правого желудочка также имеется клапан, называемый клапаном легочного ствола. Оба клапана предназначены для того, чтобы кровь во время очередного сокращения миокарда не возвращалась в предыдущие отделы сердца.
Левая половина сердца
Левая половина сердца (левое сердце) отвечает за транспорт артериальной крови, обогащенной кислородом в легких, ко всем органам и системам. Левое сердце развито сильнее правого, поскольку для продвижения крови в каждый капилляр тела человека необходимо создать большое артериальное давление. Также в отличие от правой стороны между левым предсердием и левым желудочком находится двухстворчатый (митральный) клапан. В остальном строение левых отделов сердца похоже на строение правых (см. рисунок 3).
Рисунок 3. Левая половина сердца. Красными стрелками обозначен ток артериальной крови. Сверху схематично изображены легкие. Синие сосуды — легочные вены. Иллюстрация Данилы Мельникова
Описывая направление тока крови, мы остановились на легких. Что происходит дальше? После осуществления газообмена кровь по легочным венам поступает в левое предсердие. Далее предсердие сокращается, открывается митральный клапан, и левый желудочек наполняется кровью. Набрав необходимый объем крови, желудочек сокращается, открывается аортальный клапан, находящийся в основании аорты, и кровь поступает в аорту. Аорта, в свою очередь, отдавая многочисленные ветви, кровоснабжает все органы и системы.
Круги кровообращения
Собрав две половины сердца воедино, мы увидим следующую картину (см. рисунок 4). Образуются два круга кровообращения. Первый, малый круг, начинается в правом желудочке и заканчивается в левом предсердии. Он необходим для оксигенации крови в легких. Второй, большой круг, начинается в левом желудочке и заканчивается в правом предсердии. Его предназначение — разнести оксигенированную кровь по органам, а венозную кровь забрать от них в сердце, чтобы вновь пустить по малому кругу.
Рисунок 4. Круги кровообращения. Обозначения: П/П — правое предсердие; П/Ж — правый желудочек; Л/П — левое предсердие; Л/Ж — левый желудочек. Печень внизу рисунка — пример кровоснабжаемого органа. Иллюстрация Данилы Мельникова
Как можно видеть, сердце неразрывно связано кругами кровообращения со всеми органами человека, но в первую очередь — с легкими, ведь для них существует отдельный круг. Именно поэтому при патологии сердца нередко страдают и легкие.
Как бьется сердце человека?
Как и любая мышца, сердце иннервируется периферическими нервами, что позволяет регулировать силу и частоту его сокращений. Однако известен следующий факт. Если произвести денервацию сердца, то есть пересечь идущие к нему нервы, оно не прекратит биение. Если то же самое сделать с любой другой мышцей, она больше не сможет сокращаться. Почему так происходит?
Все дело в том, что сердце располагает собственным аналогом нервной системой, которую называют проводящей системой сердца. Она представлена двумя узлами и несколькими ветвями из клеток, несколько отличающихся от обычных клеток миокарда. Они способны постоянно генерировать электрические импульсы с определенной частотой, которые запускают мышечное сокращение. Когда врачи устанавливают больному кардиостимулятор, они тем самым пытаются восстановить нарушенную работу нашего «врожденного кардиостимулятора» — проводящей системы сердца.
Но периферическая иннервация, от которой мы «избавились» в эксперименте выше, также имеет важную функцию. Когда мы в спокойной обстановке находимся в положении лежа, едва ли возможно ощутить собственный пульс — мы не чувствуем биения сердца. Но после короткой пробежки стук сердца можно почувствовать уже буквально во всем теле. Это явление можно объяснить тем, что во время физической активности повышается тонус симпатических нервов, идущих к сердцу. Вследствие этого повышается сила и частота сердечных сокращений, чтобы обеспечить возросшую потребность работающих мышц в кислороде. В спокойной остановке или во время сна превалирует работа парасимпатической иннервации, и все происходит наоборот.
Почему сердце издает стук?
Приложив ухо к груди человека, можно услышать характерный ритмичный стук. В норме он состоит из двух тонов: первого — сильного, звонкого и второго — более тихого. Тоны создаются клапанами во время смыкания их створок. Когда врач слушает сердце больного фонендоскопом, он может оценить эти звуки и дать предварительное заключение по работе клапанного аппарата.
Так как звуки клапанов соответствуют очередным сердечным сокращениям, то с их помощью можно дать характеристику ритму сердца. Различные патологические явления могут изменять ритм, делать его неправильным, частым, редким, глухим и т.д. Эти характеристики позволяют врачу диагностировать некоторые заболевания сердца, едва услышав его биение.
Как болит сердце?
Сердечные боли чаще всего обусловлены ишемической болезнью сердца (ИБС). При этом состоянии нарушается кровообращение в самом сердце, и возникает боль вследствие недостатка кислорода. Такая боль имеет свои особенности:
Существуют и боли, не связанные с ИБС, их называют кардиалгиями. Они могут свидетельствовать о совершенно разных заболеваниях и не всегда связаны с патологией в сердце. Кардиалгии носят различный характер, но редко бывают давящими и жгучими, как при ИБС. Интенсивность их также ниже.
При обнаружении любых болей в области сердца нужно обратиться к кардиологу. Если боль интенсивная и длится дольше 10 минут — это повод для вызова скорой медицинской помощи. Игнорировать боль в сердце может быть опасным для жизни.
Другие симптомы сердечной патологии
Заболевания сердца дают о себе знать не только болью, но и другими симптомами:
При физической нагрузке повышается сила и частота сердечных сокращений, и мы хорошо ощущаем собственный пульс. Фото: axesor / Depositphotos
Как питаться, чтобы сохранить здоровье сердца?
Здоровый рацион позволяет добиться профилактики в отношении сразу двух самых частых сердечно-сосудистых патологий: гипертонической болезни и ишемической болезни сердца. Самые эффективные меры — следующие³:
Профилактика правильной работы сердца
Когда речь идет о профилактике заболеваний сердечно-сосудистой системы, физическая активность — первое, о чем стоит задуматься. Об этом единогласно говорят цифры исследований.
Регулярная физическая активность по сравнению с малоподвижным образом жизни связана с уменьшением общей смертности на 22–36%² и снижением сердечно-сосудистой смертности на 25–35%².
У людей с уже диагностированной ишемической болезнью сердца тренировки приводили к снижению риска общей смертности на 19–58%² и сердечно-сосудистой – на 20–62%². Даже 1 час ходьбы в неделю уже уменьшает вышеназванные риски². А если проходить по часу каждый день? Корреляция также была найдена и со скоростью ходьбы: чем быстрее шаг, тем выше результат профилактики. Таким образом, чтобы значимо снизить риск сердечной патологии достаточно каждый день уделять полчаса-час интенсивной прогулке.
Физическая активность — хорошая профилактика болезней сердца. Чем быстрее шаг, тем лучше результат. Фото: Kzenon / Depositphotos
Неужели сердце настолько уязвимо?
На самом деле сердце располагает большим количеством приспособительных реакций. Они могут сохранить его нормальную деятельность продолжительное время даже в условиях большого количества негативных факторов вроде неправильного питания, малоактивного образа жизни и ожирения. В условиях возросшей нагрузки миокард увеличивается в размерах и компенсирует ее. При нарушении работы проводящей системы сердце не прекращает сокращаться — в работу вступают водители ритма второго порядка, которые продолжают посылать импульсы, хоть и с меньшей частотой. При клапанных пороках из-за нарушения гемодинамических параметров сердце сильнее сокращается и также увеличивается в размерах. Таких примеров можно привести множество.
Проблема заключается в том, что эти приспособительные реакции помогают лишь на время. С течением нескольких лет они оборачиваются против сердца и запускаются процессы необратимого повреждения. Причем симптомы, к сожалению, появляются как раз в то время, когда уже становится поздно — возникшие изменения необратимы, наступает хронизации заболевания.
Заключение
Сердце — важнейший орган, от правильной работы которого напрямую зависит жизнь человека и ее качество. Несмотря на многоуровневую защиту, этот орган у нас в единственном экземпляре и многие его заболевания являются хроническими. В связи с этим важно понимать, как устроено сердце, как поддерживать его функцию на должном уровне, какие тревожные сигналы оно может подавать. Нужно прислушиваться к своему сердцу и не откладывать обращение к врачу, если было замечено что-то неладное. А еще лучше предотвратить патологию. Регулярная физическая активность и здоровое питание значимо снижают риск сердечно-сосудистых заболеваний и вносят, таким образом, большой вклад в ваше долголетие.