Часть I
СТРОЕНИЕ СЕРДЦА И СОСУДОВ

Сердечно-сосудистая система представляет собой хорошо отлаженный механизм, от правильного функционирования которого зависит человеческая жизнь. Любой сбой в работе приводит к болезни. Чтобы предотвратить неполадки, надо понимать действие этого механизма. Поэтому разберемся в том, как устроены и работают сердце и сосуды.

Система кровообращения объединяет человеческий организм. Перекачивая по телу кровь, она делает его единым целым. Кровеносная система условно делится на две неравные части: на малый и большой круги кровообращения.

В малом круге, который составляют правый желудочек сердца, сосуды и левое предсердие, происходит непосредственный обмен между кровью и внешней средой – кровь насыщается кислородом, одновременно освобождаясь от углекислого газа.

Большой круг, состоящий из левого желудочка, сосудов и правого предсердия, разносит кровь по всему организму, до самого его удаленного и потаенного уголка.

Оба круга кровообращения работают не изолированно друг от друга – каждый сам за себя. Нет, они связаны между собой сосудистыми анастомозами, предсердиями и желудочками сердца. Ведущую роль в кровообращении организма играет большой круг. По сравнению с малым он испытывает значительные нагрузки. Именно поэтому в рейтинге сердечно-сосудистых заболеваний преобладают болезни, связанные с его нарушениями, причем наиболее уязвимым местом оказывается левый желудочек сердца. Что же представляет собой наш главный жизнеобеспечивающий орган?

Ничего возвышенного, как ни хотелось бы нам предположить обратное, в его строении нет. Сердце – это не вместилище души, а сосудом жизни его можно назвать только в поэтическом порыве. Увы, наше сердце – это полый мышечный орган, выполняющий грубую функцию мускульного насоса. Простое приспособление для перекачивания больших объемов крови, но в очень напряженном, переменчивом, безостановочном режиме, без сна и отдыха. У взрослого мужчины его объем и масса составляют в среднем 780 см³ и 330 г, у женщины – 570 см³ и 260 г. Форма сердца не похожа на детский рисунок (с пронизывающей стрелой), а определяется многими факторами, среди которых важны возраст, пол, телосложение, состояние здоровья и прочее. Сердце состоит из четырех камер, разделенных мышечными перегородками. В правое предсердие входят полые, а в левое предсердие – легочные вены. Из правого и левого желудочков, соответственно, выходят легочная артерия (легочный ствол) и восходящая аорта. Правый желудочек и левое предсердие за мыкают малый круг, левый желудочек и правое предсердие – большой круг кровообращения.

Рис. 1. Схема расположения наиболее крупных кровеносных сосудов в теле человека. Артерии показаны белым, вены – черным цветом

«Географически» сердце располагается в нижней части переднего средостения, большая часть его передней поверхности прикрыта легкими. Вместе с впадающими участками полых и легочных вен, а также выходящими аортой и легочным стволом оно покрыто сердечной сорочкой (по-другому, перикардом). В полости перикарда содержится небольшое количество серозной жидкости в качестве своеобразной физиологической «смазки». Стенки всех камер сердца построены по единому принципу и состоят из эпикарда, миокарда и эндокарда. Основной их компонент – миокард, обеспечивает сократительную, «насосную» функцию сердца. Эпикард покрывает миокард снаружи, эндокард – со стороны внутренних полостей камер сердца.

Как любой другой орган, сердце нуждается в кровоснабжении. Оно обеспечивает себя кровью через левую и правую венечные артерии. Обе последние дают многочисленные ветви к стенкам предсердий и желудочков. Отток крови от сердца происходит в венечный синус, передние вены сердца и вены, впадающие непосредственно в правую половину сердца. Отверстие синуса прикрыто мышечной заслонкой. В системе оттока от сердца большое значение имеет и лимфатическое русло.

Вот так обманчиво просто. Но в своей гениальной простоте сердце обеспечивает главное – бесперебойную работу всего организма, если ему, конечно, никто и ничто не будет мешать. Его основной функцией является перекачивание крови. Поэтому часто этот орган сравнивают с насосом. Его отличают исключительно высокие производительность и скорость, запас прочности и постоянное обновление тканей. Нужны экстраординарные, форс-мажорные обстоятельства, чтобы нарушить устойчивость сердечного функционирования.

Сердцу, как «насосной станции» организма, необходимы «трубопроводные магистрали». Эту функцию выполняет сосудистая система, представляющая собой кровеносные сосуды – артериальные, то есть отходящие от сердца, и, соответственно, притекающие к нему – венозные сосуды, со связывающим их микроциркуляторным руслом. Отходящие от желудочков сердца сосуды начинаются одним стволом (легочная артерия и аорта). Удаляясь от сердца, они мельчают, делясь на разветвления, идущие ко все более мелким органам и тканям, до мелких ветвей, переходящих в микроциркуляторное русло. Микрорусло – конечная станция кровеносного пути, состоит из артериол (сосудов, по которым кровь притекает) и венул – сосудов оттока, а также из сетей прекапилляров, капилляров и посткапилляров. Именно здесь происходит главное биохимическое таинство – осуществляется обмен крови с тканью органов. Затем венулы, сливаясь, образуют все более крупные сосуды, которые в итоге впадают в предсердия. Движение крови в сосудах вызывается разницей давлений на их концах и обеспечивается циклической деятельностью сердца. Физиологическими функциями артериального русла являются давление и скорость крови в сосудах, напряженность и жесткость их стенок.

Большой круг кровообращения начинается аортой, диаметр корня которой колеблется от полутора до трех сантиметров, то есть это очевидно крупный сосуд. Аорта дает начало артериальным сосудам. Различают восходящий отдел, дугу и нисходящий отдел аорты. Начальная часть восходящего отдела расширена и называется луковицей. В стенке последней имеются три пазухи, соответствующие трем полулунным лепесткам расположенного здесь аортального клапана. Из правой и левой пазух луковицы отходят одноименные венечные артерии, осуществляющие кровоснабжение сердца. Диаметр венечных артерий в среднем в 10 раз меньше диаметра аорты. От дуги аорты отходят крупные сосуды, обеспечивающие кровоснабжение верхней части туловища – плечеголовной ствол, разделяющийся на правые подключичную и общую сонную артерии, левые сонную и подключичную артерии. Подключичные артерии снабжают кровью верхние конечности, сонные – голову и шею. От грудного отдела аорты отходят сосуды, несущие кровь грудной стенке и органам грудной полости, от брюшного – стенке и органам брюшной полости, а также крупные ветви для кровоснабжения туловища и нижних конечностей. Разветвляясь, истончаясь и все более увеличиваясь количественно, артерии в итоге переходят в микроциркуляторное русло. Диаметры его капилляров столь узки, что вполне сопоставимы с размерами элементов крови. Такое «геометрическое родство» создает наилучшие условия для обмена между кровью микроциркуляторного русла и тканью того или иного органа. Что и является главной задачей транспортной системы крови.

Вены большого круга собирают кровь из микроциркуляторного русла органов и тканей. Постепенно сливаясь друг с другом, они образуют все более крупные ветви, конечными коллекторами которых являются верхняя и нижняя полые вены, впадающие в правое предсердие. Верхняя полая вена собирает кровь от венозных сосудов головы, шеи, верхних конечностей и стенок туловища, а нижняя – от нижних конечностей, стенок и органов дна туловища, органов и стенок брюшной полости. Обе вены, в отличие от впадающих в них сосудов, клапанов не имеют. Последние есть в большинстве венозных сосудов с диаметром более 2 мм и представляют собой складки стенок. Слоистое строение стенок венозных сосудов выражено гораздо слабее, чем артериальных, и границы между слоями провести трудно.

Малый круг кровообращения начинается легочным стволом. Тот, в свою очередь, разделяется на правую и левую легочные артерии, которые дают начало артериальному руслу легких. Периодически разветвляясь, артерии переходят в артериолы, а затем в микроциркуляторное русло. Кровь микроциркуляторного русла собирается сливающимися и постепенно укрупняющимися венозными сосудами легких. От каждого легкого формируются две легочные вены, впадающие в левое предсердие. Вместе с сосудами системы легочной артерии в легких существуют бронхиальные сосуды большого круга кровообращения, обеспечивающие поступление в легкие крови для их собственных питательных функций. Ведь ткани этого органа также не могут обойтись без крови.

Рис. 2. Схема строения сердца

Лимфатические сосуды идут параллельно венозным, сливаясь во все более крупные стволы, которые впадают в ветви конечных венозных сосудов большого круга кровообращения. По ходу лимфатических сосудов на определенных уровнях имеются лимфатические узлы, поставляющие в кровь, а через нее и всем «заинтересованным сторонам» процесса, иммунные клетки. Иннервация кровеносных сосудов происходит в основном за счет ветвей симпатических нервов. Нервные волокна образуют разветвленные сплетения в сосудистой стенке, чем обеспечивается эффективная регуляция их тонуса, а значит, регуляция кровотока в сосудах на разных уровнях и в различных отделах организма.

Каким образом работает сердце? Его функционирование представляет собой циклический процесс. Условно каждый цикл делится на период сокращения – систолу и период расслабления – диастолу. Сокращением и расслаблением сердца принято считать систолу и диастолу желудочков. В систолу при сокращении миокарда кровь выбрасывается из камеры сердца, а в диастолу – поступает в нее. Имеет место некоторое запаздывание систолы правых камер сердца к систоле левых, что нормально для здорового сердца. В период сокращения возникающие в миокарде напряжения порождают рост внутрижелудочкового давления. Объем крови в желудочке не изменяется, а напряжения в стенке возрастают. Период сокращения продолжается до того момента, когда давление крови в желудочках не станет равным давлению в легочном стволе или аорте. Как только оно становится большим, клапаны открываются, и начинается период изгнания крови. Диастолу желудочков образуют периоды расслабления и диастолического наполнения, когда в желудочки поступает наибольший объем крови. Кровь из предсердий приходит в желудочки пассивно за счет предсердно-желудочковой разницы давления. Как только уровень давления выравнивается, начинается систола предсердий. В этой фазе оставшаяся порция крови активно перемещается в желудочки.

В период сокращения желудочков в связи с повышением внутрижелудочкового давления створки клапанов прерывают сообщение между предсердиями и желудочками. И из-за существенного превышения давления в желудочках в отличие от предсердий выпячиваются в сторону последних. Эти изменения более выражены в митральном клапане. В период изгнания крови створки клапанов все более смыкаются друг другом так, что прилегают не только краями, но частично и краевыми поверхностями. Этим предупреждается обратное поступление крови из желудочков в предсердия. Удержанию створок при сокращении сердца также способствует давление крови в предсердиях, нарастающее в период изгнания. Вслед за периодом расслабления, когда давление в желудочках падает до значений, более низких, чем в предсердиях, происходит раскрытие створок клапанов и желудочки наполняются кровью. По мере их наполнения створки всплывают и к концу фазы медленного наполнения смыкаются, однако в отличие от систолы в ненапряженном состоянии. В фазу наполнения клапаны максимально раскрыты, их створки как бы распластываются по внутренним стенкам желудочков.

Клапаны аорты и легочной артерии регулируют взаимоотношения сосудистых резервуаров большого и малого кругов кровообращения с соответствующими желудочками. В период сокращения желудочков давление крови в сосудах оттока выше, чем в желудочках, и клапан закрыт. В начале периода изгнания при превышении давлением желудочков давления в сосудах их клапаны открываются. Из-за того что пограничные слои крови заходят в аортальный синус и синус легочного ствола под створки клапанов, последние несколько отходят от их стенок, чем уменьшают их просвет в период изгнания. На большем протяжении периода изгнания, когда давление в желудочках выше, клапаны открыты. Но при повышении давления в сосудах возникает обратное течение крови и клапаны прикрываются. К концу периода изгнания они закрываются.

Итак, что же такое артериальное кровяное давление? Как уже было сказано, это давление крови на стенки кровеносных сосудов – вен, артерий и капилляров. Оно необходимо для того, чтобы обеспечить продвижение крови по кровеносным сосудам. Величина артериального давления (АД) определяется силой сердечных сокращений, количеством крови, которое выбрасывается в сосуды при каждом сокращении сердца, сопротивлением, которое стенки кровеносных сосудов оказывают току крови, и в меньшей степени числом сердечных сокращений за единицу времени. Кроме того, она зависит от количества циркулирующей в кровеносной системе крови, ее вязкости. Влияют на величину артериального давления также и колебания давления в брюшной и грудной полостях, связанные с дыхательными движениями, а также другие факторы.

Когда в сердце нагнетается кровь, давление в нем возрастает до того момента, пока кровь не выбрасывается из сердца в сосуды. Эти две фазы – нагнетание крови в сердце и выталкивание ее в сосуды – составляют, как мы уже говорили, систолу сердца. Затем сердце расслабляется и после своего рода «отдыха» начинает снова наполняться кровью. Этот этап называется диастолой сердца. Соответственно, давление в сосудах имеет два крайних значения: максимальное – систолическое, и минимальное – диастолическое. Разница в величине систолического и диастолического давления, точнее, колебания в их величинах называется пульсовым давлением. Норма систолического давления в крупных артериях – 110–130 мм рт. ст., а диастолического – около 90 мм рт. ст. в аорте и около 70 мм рт. ст. в крупных артериях. Это те самые показатели, которые известны нам под названием верхнего и нижнего давления. При более высоких значениях давления, главным образом диастолического, говорят о синдроме артериальной гипертензии. При пониженных значениях давления, прежде всего систолического, имеет место синдром артериальной гипотензии.

Таким образом, сердце и сосуды – это единая, хорошо отлаженная и надежная система снабжения тканей и органов кровью, которая поставляет туда кислород, а выводит продукты обмена веществ – «отработанный материал». Вся работа сердца направлена на непрерывность тока крови и питание жизненно важных органов.

Хотите немного статистики? За 70 лет жизни сердце сокращается около 2500 млн раз и перекачивает более 150 млн л крови. Каждую минуту оно качает около 4,5–5 л крови. Сердцу приходится очень непросто, сердечная мышца производит огромную работу и нуждается в беспрерывном притоке питательных веществ и кислорода. Поэтому-то сердце обильно снабжается кровью. Обеспечивающие этот доступ сосуды располагаются наподобие короны, их называют венечными или коронарными (от лат. corona – «венец»). Такая система, гениальная в своей простоте, могла бы работать без сбоев долгие годы, если бы не многочисленные факторы внешней среды, постепенно выводящие ее из динамического равновесия и приводящие к болезням.