Как работает сердце: четыре камеры, два круга и один ровный ритм
Сердце — мышечный насос размером с кулак, который перегоняет кровь по телу. Его четыре камеры работают в двух кругах: правая половина отправляет бедную кислородом кровь в лёгкие, левая гонит насыщенную кислородом кровь ко всему остальному телу. Клапаны не дают крови течь назад, а электрический сигнал от собственного водителя ритма задаёт удары — в покое обычно от 60 до 100 в минуту.
В учебниках сердце описано в нескольких строках, но порядок событий проще понять как историю: кровь приходит, проталкивается дальше, обновляется в лёгких и снова уходит. Здесь прослежен один удар с самого начала, объяснены звук «тук-тук», два круга и цифры за ними.
Главные идеи
- Сердце размером с кулак, у взрослого оно весит примерно 250–350 граммов.
- В нём четыре камеры — два предсердия принимают кровь и два желудочка выталкивают её, — между правой и левой половиной перегородка, а ещё четыре клапана.
- Кровь идёт по двум кругам: правая половина отправляет её в лёгкие, левая — в тело, и сильнее всех работает левый желудочек.
- Каждый удар начинается в синоатриальном узле; первый тон — закрытие клапанов между предсердиями и желудочками, второй — закрытие выходных клапанов.
- В покое сердце бьётся 60–100 раз в минуту и перекачивает примерно 5 литров крови в минуту.
Насос: четыре камеры, перегородка и четыре клапана
Сердце расположено в центре грудной клетки, между лёгкими, и слегка наклонено влево. Сердце взрослого весит примерно 250–350 граммов и по размеру близко к кулаку его хозяина. Стенка состоит в основном из сердечной мышцы — миокарда, внутри её выстилает тонкий слой — эндокард, а снаружи сердце окружено защитной сумкой — перикардом.
Внутри четыре камеры. Две верхние, предсердия, собирают кровь. Две нижние, желудочки, выталкивают её. Стенка из ткани, перегородка, разделяет правую и левую половины, так что они не смешиваются. Четыре клапана работают как двери, открывающиеся в одну сторону: трёхстворчатый между правым предсердием и правым желудочком, митральный слева, а также клапаны лёгочного ствола и аорты, где кровь покидает желудочки.
Сердечной мышце нужна собственная кровь. Венечные (коронарные) артерии отходят от аорты и идут по поверхности сердца, неся насыщенную кислородом кровь самой мышце.
Два круга: в лёгкие и в тело
Кровь движется по двум связанным кругам. В первом бедная кислородом кровь из тела попадает в правое предсердие по двум крупным венам — верхней и нижней полым. Оттуда она идёт в правый желудочек, который гонит её по лёгочной артерии в лёгкие. Там кровь забирает кислород и по лёгочным венам возвращается в левое предсердие.
Во втором круге левое предсердие передаёт кровь левому желудочку, который создаёт высокое давление, нужное, чтобы протолкнуть её через аорту и артерии ко всему телу. Артерии разветвляются на всё более мелкие сосуды и наконец на капилляры со стенкой в одну клетку толщиной: в них кислород и питательные вещества переходят к тканям, а углекислый газ и отходы возвращаются обратно. Затем вены собирают кровь и приносят её в правое предсердие.
На учебных рисунках насыщенную кислородом кровь красят красным, а бедную кислородом — синим. Это только условность: кровь в ваших венах тёмно-красная, а не синяя.
Один удар: откуда берётся «тук-тук»
Удар сердца — это сокращение предсердий и желудочков. Сначала предсердия сжимаются и проталкивают кровь в желудочки. Доли секунды спустя сокращаются желудочки и выбрасывают кровь в лёгочную артерию и аорту. Потом мышца расслабляется, и камеры снова наполняются.
Сигнал для каждого удара рождается в группе клеток-водителей ритма — синоатриальном узле в правом предсердии. Он распространяется по предсердиям, ненадолго задерживается в атриовентрикулярном узле, чтобы желудочки успели наполниться, а затем бежит по стенкам желудочков. Нервная система и гормоны ускоряют или замедляют ритм, но задаёт его сам узел.
Знакомый звук «тук-тук» — это стук закрывающихся клапанов. Первый тон — закрытие клапанов между предсердиями и желудочками, когда предсердия опустели; второй — закрытие клапанов аорты и лёгочного ствола, когда желудочки выбросили кровь.
Цифры: пульс, выброс и сто тысяч ударов в день
В покое частота 60–100 ударов в минуту считается нормальной для взрослых — об этом сообщает Национальный институт сердца, лёгких и крови США. Чтобы найти пульс, приложите два пальца к внутренней стороне запястья под большим пальцем, считайте удары 30 секунд и удвойте число.
С каждым ударом выталкивается порция крови — ударный объём, у взрослого среднего размера в покое он около 70 миллилитров, а нормальный диапазон — от 55 до 100 миллилитров. Умножьте частоту на объём — получится сердечный выброс: при 72 ударах в минуту это примерно 5 литров в минуту, почти весь объём крови взрослого. OpenStax называет средним выбросом в покое 5,25 литра в минуту на каждый желудочек.
При 70 ударах в минуту сердце бьётся около 100 000 раз в сутки, ведь 70 × 60 × 24 = 100 800. За 80 лет получается примерно 3 миллиарда ударов. При нагрузке растут и частота, и выброс — мышцам нужно больше кислорода.
Увидеть, как бьётся сердце: глава VJOURNAL SMART BOOK
В учебнике «Биология» из серии VJOURNAL SMART BOOK в VITON13 SCHOOL есть глава «Сердце и кровообращение». Рядом с текстом стоит живая 3D-модель сердца, и она бьётся, пока вы читаете. Её моменты идут в том же порядке, что и эта статья: насос размером с кулак с четырьмя камерами, один удар с его «тук-тук», два круга, нарисованные движущимися точками крови, артерии, капилляры и вены, а в конце — кровяное давление и ускоренное сердце.
В песочнице под рисунком вы сами задаёте частоту и смотрите, как меняются удар и выброс, а затем сравниваете модель со своим пульсом, который посчитали на запястье. В конце главы — короткий тест и список источников, на которых держатся факты; это школьный учебник, а не медицинская рекомендация.
Простыми словами
Сердце — это двойной насос в одном корпусе. Правая половина гонит отработанную кровь в лёгкие за свежей порцией кислорода, а левая гонит свежую кровь в тело. Клапаны — двери, которые открываются только в одну сторону.
Попробуйте сами
Найдите пульс двумя пальцами на внутренней стороне запястья, посчитайте удары за 30 секунд и удвойте, а затем задайте такую же частоту ползунком в главе про сердце.
Ожидаемый результат
Пульс в покое примерно 60–100 ударов в минуту и модель, которая бьётся с заданной вами частотой и показывает, сколько крови она перекачивает.
Проверьте себя: Сердце бьётся 72 раза в минуту и выталкивает по 70 миллилитров за удар. Сколько крови оно перекачивает за минуту?
72 × 70 = 5 040 миллилитров, то есть около 5 литров в минуту — примерно весь объём крови взрослого человека.
Вопросы и ответы
Почему в сердце четыре камеры?
Две камеры принимают кровь, две выталкивают её. Разделение на правую и левую половину держит бедную кислородом кровь, идущую в лёгкие, отдельно от богатой кислородом, идущей в тело, поэтому каждый круг работает при своём давлении.
Что заставляет сердце биться само?
Группа клеток-водителей ритма, синоатриальный узел в правом предсердии, вырабатывает электрический сигнал, который расходится по сердцу. Нервная система и гормоны могут ускорять или замедлять ритм, но задаёт его узел.
Какой пульс в покое считается нормальным?
Для взрослых нормой в покое считается 60–100 ударов в минуту — по данным Национального института сердца, лёгких и крови США. Частота меняется с нагрузкой, а если вас беспокоит свой пульс, спросите врача.
Правда ли, что кровь в венах синяя?
Нет. Кровь всегда какого-то оттенка красного: ярче, когда несёт много кислорода, и темнее, когда его меньше. Вены сквозь кожу могут казаться синими, а на схемах синий цвет лишь обозначает кровь, бедную кислородом.
Какого размера сердце и сколько оно весит?
OpenStax описывает типичное сердце как величиной с кулак: примерно 12 см в длину, 8 см в ширину и 6 см в толщину. Женское сердце весит около 250–300 граммов, мужское — 300–350.
Проследите путь одной капли крови: правое предсердие, правый желудочек, лёгкие, левое предсердие, левый желудочек, тело. Потом откройте главу про сердце, нажмите «играть» и сравните свой пульс с моделью.
Источники и дальнейшее чтение
- NHLBI, US National Institutes of Health: Anatomy of the heart ↗Источники проверены:
- NHLBI: How the heart beats ↗Источники проверены:
- NHLBI: How blood flows through the heart ↗Источники проверены:
- OpenStax Anatomy and Physiology 2e: Heart Anatomy ↗Источники проверены:
- OpenStax Anatomy and Physiology 2e: Cardiac Physiology ↗Источники проверены: