Закладка сердца и сосудов происходит на

«Сердце – оно источник наших чувств, увлечений, любви. Оно позволяет вкусить радость жизни.
Да, удивительный этот орган – сердце!»
(из анимационного сериала о строении тела человека для детей «Жила-была жизнь» ). Сердце  –  важнейший и сложный по строению физический орган человека.  
Это обусловлено, с одной стороны его основными функциями для всего человеческого организма, с другой – обеспечивает широкое  многообразие врожденных пороков развития.  

Из школьной программы по биологии мы помним, что сердце человека имеет 4 камеры (2 предсердия и 2 желудочка), выполняющего роль насосной функции. Правая половина (правое предсердие и правый желудочек) сердца собирает использованную бедную кислородом кровь и направляет в легкие. Левая половина (левое предсердие и левый желудочек) получает из легких оксигенированную кровь и посылает тканям и органам человека. Таким образом, благодаря сердцу поддерживается «часовой механизм» снабжения питанием органов и возврат использованной крови кислородом от органов в легкие. Формирование сердца уже начинается с ранних сроков беременности и на этапах эмбриогенеза выполняет свою основную функцию кровообращения плода. Эмбрионегез сердца представляет собой поэтапное строительство сердечных структур со 2 по 6 неделю беременности. Именно этот период является особенно чувствительным со стороны факторов риска развития врожденных пороков сердчечно-сосудистой системы малыша, которые мы разберём в нашей следующей статье.

Закладка сердца появляется у эмбриона в конце 2-й недели развития из простых 2-х сердечных трубок, которые сливаясь воедино, образуют общую сердечную трубку и кровь поступает одним сплошным потоком .
В конце 3-й — начале 4-й недели у эмбриона совершается неравномерный рост сердечной трубки и это приводит к изменению и усложнению формы. Образуется сигмовидное или S-образное сердце, в котором различают венозный синус, следующий за ним венозный отдел (первичный желудочек), артериальный отдел (первичное предсердие) и затем общий артериальный ствол. Сердце на этой стадии однокамерное и в этот период оно начинает сокращаться.
В дальнейшие стадии развития венозный и артериальный отделы сердца разрастаются, и между ними возникает глубокая перетяжка. Оба колена артериального отдела постепенно срастаются. Так формируется двухкамерное сердце эмбриона (4-я неделя развития ).
На этой стадии существует лишь большой круг кровообращения; малый круг складывается позже в связи с развитием легких. Дальнейшим этапом развития является образование межпредсердной перегородки (стадия трехкамерного сердца или 5-6 неделя развития).

На 6-й неделе развития эмбриона происходит разделение желудочковой камеры посредством межжелудочковой перегородки, а также одновременно формируются клапаны и происходит разделение общего артериального ствола на аорту и легочную артерию (стадия четырехкамерного сердца).

На сроке в 6–7 недель, в уже практически “готовом” сердце заканчивается построение межжелудочковой перегородки, разделяющей правый и левый желудочек сердца.
Кровообращение плода имеет свои особенности в отличие от взрослых, так как дыхательная и пищеварительная системы внутриутробно практически не функционируют.
Итак, как же малышу удается обходиться без дыхания, печенек и вкусных булочек?

Все питательные вещества и кислород поступают с кровью матери путем вспомогательных приспособлений, к которым относится плацента, пуповина и фетальные коммуникации (венозный проток, овальное окно и артериальный проток).
Фетальные коммуникации – это сердечные структуры плода, с помощью которых кровь смешивается (в отличии от взрослых) и большая часть поступает в левые отделы, так как легкие не совершают газообмен. Давайте, подробно проанализируем, как это происходит.

Пупочная вена из плаценты собирает богатую оксигенированную (артериальную) кровь с питательными веществами и направляет к печени, где она разделяется на 2 ветви: воротная вена и венозный проток. Воротная вена кровоснабжает органы брюшной полости (печень, кишечник и тд.).
Венозный проток – 1- фетальная коммуникация или сосуд, соединяющий пупочную вену с сердцем плода. Смешивание крови происходит на уровне нижней полой вены, она в свою очередь собирает бедную использованную кровь (венозную) из нижней части туловища.
Далее смешанная кровь направляется к правому предсердию, туда же из верхней части тела поступает венозная кровь из верхней половой вены.
Ток крови из правого предсердия в правый желудочек делится на 2 пути, связанные с отсутствием дыхания малыша.
Первый путь начинается с поступления крови из правого предсердия в правый желудочек и далее в лёгкие с помощью легочного ствола, который разделяет на правое и левое легкие свои ветви.
Так как альвеолы не производят газообмен и заполнены жидкостью (происходит системный спазм всех артериол), где 1/3 часть крови возвращается через легочные вены в левое предсердие.
Второй путь: оставшаяся 2/3 часть крови вынуждена поступать через такие фетальные коммуникации, как овальное окно и артериальный проток.

Овальное окно – 2 – фетальная коммуникация представляет собой отверстие с клапаном между предсердиями. Поступившая смешанная кровь в левое предсердие притекает в левый желудочек и далее в аорту, где она разноситься по всем органам плода. От брюшной аорты отходят 2 пупочные артерии, отдающие кровь вновь плаценте углекислый газ и продукты жизнедеятельности плода. Важно отметить, что в плаценте кровь матери и плода ни в ком случае не смешивается, кровяные клетки матери отдают кислород и принимают «отходы» от кровяных клеток малыша.

Артериальный проток – 3 – фетальная коммуникация или сосуд соединяющий легочный ствол (ЛС) с аортой, где кровь сбрасывается в аорту.

Учитывая  такой сложный и многоэтапный механизм развития сердечно-сосудистой системы, различного рода воздействия на организм беременной в эмбриональном и раннем плодовом периодах могут приводить к возникновению широкого спектра врожденных аномалий этой системы. И об этом мы поговорим в следующей статье.

Как устроено человеческое сердце?

Сердце (лат. сor) – мышечно-полостное образование, которое обеспечивает адекватную поставку крови ко всем клеткам и тканям. Особенность органа заключается в автономности: индивидуальной иннервации и регуляции сократительной функции. Однако мышечные, клапанные и структуры проводящей системы крайне чувствительны к изменениям во всем организме.

Топография органа: сердце располагается в грудной полости в комплексе структур средостения (образования, которое находится между двумя легкими), занимая среднюю нижнюю часть. Орган «лежит» на диафрагме, заключенный в околосердечную сумку – перикард. Боковыми стенками прилегает к корням легких и магистральным сосудам.

Схематическое изображение внутренней структуры сердца:

При общем клиническом осмотре путем перкуссии (поколачивания) по передней стенке грудной клетки определяется относительная и абсолютная сердечная тупость. Преимущественная часть органа находится с левой стороны, правая граница – по внешнему краю грудины.

Выслушивают деятельность сердца, функционирования клапанов с помощью фонендоскопа в точках их проекции.

Анатомия

Морфологическая структура сердца определяется экспертами по-разному. Анатомически орган делят на правую и левую половину, которые соединяются посредством сосудов большого и малого круга циркуляции крови.

Во время внутриутробного развития сердце проходит разные стадии формирования камер. В случае незавершенного процесса при рождении сохраняются патологические шунты между левыми и правыми отделами, которые вызывают нарушения гемодинамики.

Камеры (полости) обеих половин соединены между собой с помощью отверстий, где направление потока регулируется деятельностью створчатых структур клапанов.

Стенка органа представлена тремя основными оболочками:

• эндокард – выстилает внутреннюю поверхность сердца, формирует сухожильные хорды (нити) и клапанный аппарат;
• миокард – мышечный слой, формирующий стенку органа, межжелудочковую перегородку и папиллярные мышцы;
• эпикард – внешняя соединительнотканная оболочка, которая считается внутренним листком околосердечной сумки. Между слоями перикарда находится небольшое количество (до 2 мл) жидкости, что обеспечивает гладкое скольжение органа во время разных фаз сердечного цикла.

Воспалительные патологии околосердечной сумки или реактивные изменения на фоне других заболеваний (например, панкреатита или острой почечной недостаточности) ведут к повышенному синтезу жидкости, которая препятствует расширению полостей сердца и адекватному притоку крови.

Камеры

Схема строения сердца подразумевает разделение органа на половины, которые представлены четырьмя основными и двумя дополнительными камерами.

Клиническое значение ушек – дополнительный объем, которым заполняется сердце при повышенных нагрузках. Однако застой крови в камерах повышает риск развития тромбов (сгустков) с возможным разнесением в сосуды мозга или миокарда и последующим инсультом или инфарктом.

Клапанные структуры

Регуляция потока крови в определенном направлении задается клапанными структурами, производными соединительнотканной внутренней оболочки (эндокарда). В гемодинамической системе органа выделяют четыре основных клапана:

• митральный (левый атриовентрикулярный) – представлен двумя створками, которые открываются в полость желудочков во время сокращения предсердий;
• аортальный (состоит из трех створок) – расположен на выходе из левого желудочка;
• трехстворчатый, определяющий движение крови в правых отделах;
• клапан легочной артерии (трехстворчатый), регулирующий поток жидкости из желудочка в малый круг циркуляции крови.

Смыкание и открытие створок клапанов обеспечивается сокращением папиллярных мышц и протяженностью сухожильных хорд (слишком короткие или длинные волокна последних ведут к недостаточности аппарата и обратному забросу крови).

Сосудистая система органа

Постоянная мышечная работа сердца требует большого количества энергии, которая поставляется по венечным артериям с питательными веществами и кислородом. Коронарные сосуды органа отделяются от аорты непосредственно у основания створок клапана.

Выделяют две основные артерии, кровоснабжающие миокард:

1. Правая, выходящая из аорты на заднюю поверхность сердца, обеспечивает трофику правого предсердия и желудочка.
2. Левая, которая огибает предсердие и ложится в переднюю борозду, обеспечивает кровоснабжение основной мышечной массы сердца (левые отделы, межжелудочковая перегородка и передняя стенка). Нарушение кровотока в этом сосуде чаще всего вызывает боли и ощущение покалывания за грудиной.

Существуют индивидуальные особенности отхождения артерий, потому при контрастных методах исследования выделяют разные типы кровоснабжения сердца.

Отток венозной крови происходит по одноименным сосудам, которые открываются небольшими отверстиями в полость правого предсердия.

Гистология: как выглядит сердце под микроскопом?

Структура сердца организована тремя основными оболочками, клеточное строение которых определяется выполняемыми функциями. Микроскопическое расположение тканей в разрезе (гистология) представлено в таблице:

На фото представлено гистологическое строение сердца (мышечного слоя):

Круги кровообращения: куда и откуда двигается кровь по сосудам?

Основная функция сердца – обеспечивать адекватную доставку крови ко всем структурам организма. Реализуется эта задача с помощью согласованной работы кардиоваскулярной и дыхательной системы.

Схематическое изображение кровообращения в организме:

В функциональной анатомии выделяют два круга, по которым движется кровь (большой и малый) и проходят этапы обеспечения организма кислородом, питательными веществами и выведения токсических метаболитов (продуктов обмена).

Большой круг

Транспортируется артериальная кровь по большому кругу циркуляции, начинающемуся с полости левого желудочка. Во время сокращения последнего жидкость поступает в аорту – самый большой сосуд человеческого организма, отдельные ветки которого доставляют питательные вещества по всему телу:

• коронарные сосуды;
• подключичная артерия, разветвления которой питают органы головы, шеи, структуры верхней конечности;
• межреберные и бронхиальные, обеспечивающие трофику органов средостения, легких и структур грудной стенки;
• чревной ствол, почечные и брыжеечные артерии питают все органы пищеварительного тракта, мочевыделительной системы, брюшную стенку;
• бифуркация (раздвоение) аорты на общие подвздошные артерии обеспечивает трофику структур малого таза, нижних конечностей.

Транспортируется кровь по сосудам с постепенным сужением диаметра: от артерий и артериол к капиллярам. Клеточная стенка последних имеет большие поры, через которые перемещается кислород и питательные вещества к тканям за градиентом концентрации.

Забор отработанной крови происходит в конечном отделе капилляра, потом по венулам и к магистральным полым венам, которые впадают в полость правого атриума:

• нижняя – от структур брюшной полости, малого таза, мягких тканей ног;
• верхняя – от органов головы и шеи, части грудной полости.

Малый круг

Венозная кровь, поступающая в правые отделы сердца, обогащена углекислым газом, высокие концентрации которого оказывают угнетающее действие на дыхательный и сосудодвигательный центр головного мозга. Выводится газ с помощью малого круга кровообращения, начинающегося с правого желудочка:

1. Легочный ствол, который делится на правую и левую артерию.
2. Долевые и сегментарные артерии.
3. Легочные капилляры, которые входят в состав аэрогематического барьера. Тонкие стенки альвеол и сосудов способствуют перемещению кислорода и углекислого газа по диффузионному механизму (градиенту концентрации).
4. Венулы, которые впадают в магистральные вены (по две от каждого легкого) и несут кровь в левое предсердие.

Название сосудов определяется не составом крови, а направлением по отношении к сердцу: по венам движется жидкость к органу, по артерии – от него.

Сердечный цикл

Адекватное кровоснабжение организма обеспечивается слаженным сокращением мышечных волокон сердечной стенки, которые определяют цикл работы органа.

Выделяют две основные фазы:

• систола – сокращение;
• диастола – расслабления.

Разная скорость проведения импульса по атипичным кардиомиоцитам с наличием задержки в атриовентрикулярном узле обеспечивает скоординированную работу органа: во время систолы предсердий кровь проникает в желудочки. Последние находятся в фазе расслабления, что формирует достаточный объем для заполнения жидкостью (в левом до 100 мл).

Во время сокращения желудочков открываются клапаны аорты и легочной артерии, створки атриовентрикулярных соединений закрыты – кровь идет в круги циркуляции. На периферических сосудах определяется пульс, а области грудной клетки – биение сердца.

В это время предсердия находятся в фазе диастолы и заполняются кровью из полых (правые отделы) и легочных вен (левые).

Существует утверждение, что сердце полжизни работает и половину – отдыхает, поскольку длительность систолы и диастолы – одинаковая (по 0,4 секунды).

Функции сердца

Сердце по праву считается главным органом человеческого тела, потому что нарушения его функций вызывает тотальные расстройства, а остановка деятельности ведет к смерти пациента.

Основные функции человеческого сердца:

• автоматизм – самостоятельный синтез нервных импульсов для сокращения миокарда;
• проводимость – атипичные клетки обеспечивают налаженную работу разных отделов мускулатуры органа;
• насосная функция – перекачивание крови по организму с достаточным давлением для доставки к периферии;
• газообмен обеспечивается за счет работы малого круга по принципу градиента концентрации кислорода;
• эндокринная роль – в стенке левого предсердия вырабатывается натрийуретический гормон, что влияет на работу почек и выведение солей из организма.

Выводы

Жизненно важными системами человеческого тела считаются кардиоваскулярная и дыхательная. Строение и функции сердца напрямую определяют работу других органов за счет адекватного кровоснабжения головного мозга, эндокринных желез и почек.