MedBookAide - путеводитель в мире медицинской литературы
Разделы сайта
Поиск
Контакты
Консультации

Билибин Д. П., Фролов В. А., Дворников В. Е. - Плохо с сердцем...

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
<<< Назад Содержание Дальше >>>

Рис. 3. Сердце Вид спереди (по A^JB. Коробкову,_ С. А. Чесноковой)

Рис. 4. Сердце Вид спереди. Околосердечная (перикардиальная) сумка вскрыта и развернута:

/-сердце, покрытое эпикардом; 2 - сердечная сумка (по В. Н. Тонкову)

Рис. 5. Электронограммы здорового сердца:

Я — ядро клетки; ;И — митохондрии; Ф — миофибриллы; Л — лизосомы; Р — эндо-плазматический ретикулум сти сердца изнутри. Сердечная мышца (миокард) имеет очень сложное строение. Под электронным микроскопом, позволяющим рассматривать строение сердца при увеличении в десятки и сотни тысяч раз, видно (рис. 5), что сердечная клетка, покрытая тонкой двуслойной оболочкой — так называемой сарколеммой,, содержит 'ряд внутриклеточных образований — органелл, каждая из которых выполняет свою очень важную для клетки функцию. Во-первых, это ядро, главный командный пункт, который руководит всей жизнедеятельностью клетки, дает команду на изменение интенсивности процессов обмена веществ.. Во-вторых, это митохондрии, маленькие овальные и круглые образования. Митохондрии— это «электростанции клетки», они вырабатывают энергию, которую клетка использует для своей жизнедеятельности. В-третьих, это миофибриллы—сократительные элементы сердечной клетки. Если ядро, митохондрии и ряд других внутриклеточных включений имеются в любой клетке человеческого организма, то миофибриллы есть лишь в тех клетках, которые обладают способностью к сокращению. В-четвертых, лизосомы, представляющие собой мешочки с ферментами, которые могут расщепить (переварить) любой химический субстрат, входящий в состав клетки. Наконец, в сердечной клетке

Рис. 6. Движение крови в сердце во время систолы предсердий и желудочков (по А. В. Коробкову, С. А. Чесшжовой) имеется сложная система внутриклеточных трубочек (эндо-плазматический ретикулум). По этим трубочкам в клетку доставляются питательные вещества, электролиты, вода.

Все эти органеллы располагаются в полужидком веществе — клеточной цитоплазме. В ней также находятся запасы питательных и энергообразующих веществ, которые или растворены в цитоплазме, или образуют небольшие конгломераты, которые называются цитогранулами.

Теперь рассмотрим, как работает сердце. Деятельность сердца состоит из двух периодически сменяющих друг друга фаз — систолы и диастолы. Во время систолы отделы сердца сокращаются и выбрасывают кровь в другие отделы системы кровообращения, а во время диастолы они расслабляются и заполняются кровью. Сначала сокращаются предсердия, после них— желудочки (рис. 6), что обусловливает поступление крови из предсердий в желудочки, а затем из желудочков — в магистральные артериальные сосуды: аорту ,и легочную артерию (рис. 7). Это происходит благодаря тому, что в нормально работающем сердце вначале возбуждаются предсердия, а затем — желудочки. В результате осуществляется строго последовательное перемещение крови в сосудистой системе: кровь из легочных вен поступает в левое, а из полых вен — в правое предсердие. Затем полости предсердий опорожняются, а полости желудочков наполняются. Последующее сокращение желудочков проталкивает кровь в артерии.

Итак, кровь идет из вен в предсердия, из предсердий в желудочки, из желудочков в аорту и легочную артерию. Почему же в нормально работающем сердце не происходит обратного тока крови? Почему, сократившись, желудочки не могут протолкнуть кровь в предсердия (ведь они же сильнее)? Почему в момент расслабления желудочков кровь не может в них попасть из аорты и легочной артерии? 16

Рис. 7. Приток крови к сердцу во время диастолы и выброс крови из сердца в магистральные сосуды во время систолы

Стрелками показано направление кровотока (по А. В. Коробкову, С. А. Чесноковой)

Дело заключается в том, что, помимо строгой последовательности в работе отделов сердца, оно имеет еще сложную систему клапанов, являющихся чудом биомеханики. И эти два фактора: последовательность в работе и клапанный аппарат — обусловливают движение крови в строго заданном направлении.

Посмотрите на рис. 8, где показаны так называемые полулунные клапаны аорты (точно такие же имеются и у легочной артерии). Они представляют собой кармашки, обращенные выпуклой частью к полости соответствующего желудочка сердца. Когда желудочки сокращаются, кровь, поступающая в аорту и легочную артерию, прижимает эти кармашки к стенке сосуда и беспрепятственно выбрасывается из сердца. Когда же желудочки переходят в состояние диастолы и расслабляются, кровь делает попытку вернуться назад. Она заполняет эти кармашки, давит на них своим весом, и кармашки захлопываются, не давая крови возможности проникнуть обратно в желудочек.

Между предсердиями и желудочками также имеются клапаны (рис. 9), которые устроены по-другому. Они состоят из плоских плотных створок (две створки между левыми предсердием и желудочком — этот клапан называется двустворчатым, или митральным; три створки между правыми отделами сердца — этот клапан называется трехстворчатым, или трикуспидальным). Края клапанов связаны тонкими и прочными сухожильными нитями с особыми мышечными выростами на стен]

Рис. 8. Полулунные клапаны аорты Устье аорты разрезано и развернуто (по В. Н. Тон папиллярными мышцами. Когда желудочек расслаблен, створки клапанов свисают в его полость, и кровь из соответствующего предсердия свободно течет в полость желудочка. По мере наполнения желудочка клапаны, имеющие удельный вес меньше удельного веса крови, начинают всплывать, и когда желудочек будет полностью залит кровью, створки клапанов сомкнутся и разделят полости предсердий и желудочков. Дополнительную порцию крови предсердия направляют в желудочки во время своей систолы. При этом клапаны под давлением кров» легко

Рис. 9. Клапанный аппарат сердца

Пунктиром показаны контуры желудочков и клапанных отверстий при диастоле сердца, предсердия удалены (по А. В. Коробкову, С. А. Чесноковой) открываются в полость желудочков. В момент систолы желудочков, когда их мускулатура разовьет весьма значительную сократительную силу и кровь будет давить снизу на створки предсердие-желудочковых клапанов, натянутся сухожильные нити (поскольку папиллярные мышцы в момент систолы желудочков также находятся в состоянии сокращения) и не дадут клапанам вывернуться в предсердия (см. рис. 6). В этот же момент открываются клапаны аорты и легочной артерии и кровь устремляется по пути наименьшего для нее сопротивления, т. е. в отводящие магистральные артериальные сосуды. Следует заметить, что в случае некоторых патологических повреждений папиллярных мышц или сухожильных нитей возможен вариант, при котором клапаны будут все же выворачиваться в сторону предсердий во время систолы желудочков (так называемый про-ляпс клапанов). Вследствие этого явления могут возникнуть серьезные нарушения кровообращения. Естественно, патология кровообращения возникает и при повреждении самих клапанов (полулунных и створчатых), например, в результате ревматического процесса.

Мы убедились, что деятельность сердца должна быть синхронизирована, для того чтобы все его отделы и элементы функционировали в строго определенные отрезки времени. Это достигается благодаря наличию в сердечной мышце так называемой специфической мускулатуры или проводниковой системы сердца.

Сердце здорового взрослого человека, находящегося в состоянии покоя, сокращается 70—80 раз в минуту. У детей и пожилых людей это происходит несколько чаще; кроме того, частота сердечных сокращений увеличивается при выполнении мышечной работы, при эмоциональном напряжении, причем последний фактор иногда влияет на сердце значительно сильнее, чем даже тяжелая физическая работа.

Сердце способно к периодическим сокращениям даже в том случае, если оно находится вне организма. Если у экспериментального животного удалить сердце и положить его на стол, оно будет сокращаться в течение нескольких минут. Если же к нему подсоединить трубки и через них питать его кровью или специальным раствором, то оно может работать часами. Значит, сердце имеет свой «завод», свой, употребляя биологический термин, водитель ритма. Этот водитель (вернее, водители, так как их несколько) ритма расположен в проводниковой мускулатуре сердца.

Клетки проводниковой системы сердца несколько отличаются как по своему строению, так и по особенностям обмена веществ от других клеток сердечной мышцы. Под микроскопом можно увидеть, что эти клетки отделены друг от друга более значительными промежутками, они содержат гораздо меньше миофи-брилл, т. е. сократительных структур, чем клетки в других участках миокарда. Однако главной особенностью клеток проводниковой системы сердца является ее способность спонтанно (т. е. самопроизвольно) приходить в состояние возбуждения и генерировать импульсы («потенциалы действия»), схожие с импульсами, возникающими в клетках нервной системы. Эти импульсы способны вызывать к жизни биоэлектрическую активность и сокращение других клеток миокарда.

В сердце имеется несколько центров, способных генерировать спонтанные импульсы, т. е. несколько центров сердечного автоматизма. Первый и главный из них расположен в ткани правого предсердия в области впадения в него полых вен. Поскольку место владения IB сердце полых вен носит название венозного синуса, сам центр называется синусным узлом. Он генерирует импульсы, т. е. возбуждает сердце, с частотой 70— 80 раз в минуту.

Второй центр автоматизма расположен в сердце на границе между предсердиями и желудочками и поэтому носит название атриовентрикулярного узла (от латинских слов: atrium — предсердие и ventriculus — желудочек). Этот водитель ритма генерирует импульсы с частотой 40—50 раз в минуту. Импульсы от синусного узла приходят в атриовентрикулярный узел по мускулатуре предсердий.

От атриовентрикулярного узла в толще сердечной перегородки (ближе к эндокарду) идет мощный ствол проводниковой мускулатуры — пучок Гиса. Он разделяется на две ножки, одна из которых идет к правому, а другая — к левому желудочку. Ножки пучка Гиса ветвятся и в конечном итоге пронизывают весь миокард в виде так называемых волокон Пуркинье. Каждое волокно Пуркинье также обладает способностью к спонтанной ритмической активности и генерирует импульсы с частотой 10—30 раз в минуту.

Таким образом, в сердце имеется три группы центров, которые способны возбуждать миокард с различной частотой. Однако сердце возбуждается и сокращается 70—-80 раз в минуту, т. е. нормальным водителем его ритма является только синусный узел. Почему же «молчат» другие центры автоматии? Дело в том, что ритм сердца в целом определяется ритмом элемента, который самовозбуждается наиболее часто. Таким элементом и является синусный узел. Только в том случае, если синусный узел будет поврежден и не сможет «руководить» деятельностью сердца, водителем сердечного ритма станет атриовентрикулярный узел. Когда же будет поврежден и он, функцию водителя ритма возьмет на себя какой-либо из желудочковых центров автоматии, какое-либо из волокон Пуркинье. Таким образом в сердце строго соблюдается своеобразная «иерархия» центров автоматизма.

Резюмируя изложенное, можно следующим образом представить себе процесс распространения возбуждения в сердечной мышце (рис. 10). Импульс, зародившийся в синусном узле, охватывает мускулатуру предсердий, возбуждает ее и по этой 20

Атриовентрикулярный узел

Рис. 10. Проводниковая система сердца

Стрелками показано движение возбуждения по проводниковой системе (по А. В. Коробкову, С. А. Чесноковой) мускулатуре достигает атриовентрикулярного узла, который с очень небольшой задержкой генерирует свой импульс. Последний распространяется по пучку Гиса и его ножкам, и возбуждение охватывает желудочки сердца. Вслед за возбуждением какого-либо отдела сердца наступает и его сокращение. Таким образом, вначале сокращаются предсердия в направлении от места впадения в них полых вен к желудочкам. Кровь из предсердий поступает в желудочки, которые в этот момент еще He-возбуждены и, следовательно, находятся в состоянии диастоли-ческого расслабления. К концу наполнения желудочков они начинают охватываться волной возбуждения, причем эта волна идет по ходу волокон проводниковой системы сердца, т. е. от верхушки желудочков к их основанию. Кровь выбрасывается" в аорту и легочную артерию, а отверстия между желудочками и предсердиями к этому времени закрыты атриовентрикулярны-ми клапанами (митральным и трикуспидальным). Предсердия в этот период находятся в состоянии расслабления и заполняются кровью, притекающей к ним по венам. Как только возбуждение желудочков закончится, они начинают расслабляться и заполняться кровью, притекающей из предсердий, которие-уже начали новый цикл возбуждения. График одного полного'" Цикла возбуждения и последующего сокращения предсердий и желудочков представлен на рис. 11.

Зная основные закономерности работы сердца, легко понять] и принципы, лежащие в основе деятельности всей системы кровообращения человека (рис. 12). Венозная кровь по нижней и верхней полым венам поступает в правое предсердие. Нижняя-j полая вена собирает венозную кровь из венозных сосудов (вен) туловища человека и нижних конечностей, верхняя — из вен головы, шеи и верхних конечностей. Правый желудочек выбрасы-, вает венозную кровь в легочную артерию (не удивляйтесь — все сосуды, исходящие от сердца традиционно называются артериями, хотя в данном случае по легочной артерии течет венозная кровь). С легочной артерии начинается малый круг кровообращения. По левой и правой легочной артерии (на них разделяется общий ствол легочной артерии) кровь поступает в капилляры правого и левого легкого и там отдает ненужный организму углекислый газ и обогащается кислородом (т. е. кровь из венозной становится артериальной). По легочным венам артериальная кровь достигает левого предсердия, поступает в левый желудочек и мощной струей выбрасывается в аорту — самый большой артериальный магистральный сосуд большого круга кровообращения. Пройдя через капилляры большого круга кровообращения, кровь отдает тканям кислород и питательные вещества, насыщается углекислым газом и, став венозной, вновь доставляется к правому предсердию. Далее весь цикл^повторяется вновь и вновь. И малый и большой крути кровообращения имеют массу особенностей и специфических принципов функционирования. Нас пока это не должно занимать. Главное —мы знаем теперь как работает сердце человека».

На экране дисплея высвечивается надпись: «Сеанс проверки' и усвоения знаний закончен. Прошу лицеиста Георгия Ломтева отметить свою табель-карту».

Жорка вставляет табель-карту в прорезь на панели дисплея. Ирина Петровна снимает с него электроды.

— Ну как — понравилось?

Рис. 12. Схема кровообращения человека (по А. В. Коробкову, С. А. Чес-

КОКОВОЙ)

- Неплохо... А что-здесь только программы, по ;™™Р™ Биомила (Жорка смутился), то есть я хочу сказать-Л) Сергеевна преподает? ,

_ Нет Жора, по всем дисциплинам всех циклов с

- И, значит, я это.., могу прийти и поработать по инз ному циклу? А то мне очень нужно разобраться с последи модификацией двигателя Ванкеля.

Можешь Жора, конечно, можешь. Расписание в холле

6Жора, довольный собой и Иноком, выходит из корпуса. Вечереет. Кое-где в окнах учебных корпусов уже гоРитнр?етпояПнРы°х жит очередной день. Но впереди еще так много дней, i труда и учебы.

Конечно, очень важно знать общие принципы и закономерности работы сердца человека. Но в наши дни биология и медицина стремятся познать сущность физиологических и патофизиологических процессов, протекающих на клеточном и молекулярном уровнях. Это очень важно, так как практически во всех случаях «эпицентром» болезни является именно клетка и даже ее отдельные части — органеллы. Этой теме и будут посвящены два следующих очерка.

Энергетика сердца

— Зажим!

В операционную неслышно вползают тревога и ожидание. Десять секунд они будут стоять за плечами людей в белых халатах. Эти десять секунд едва ли не самые важные в сегодняшнем эксперименте, во всех экспериментах этой серии.

Прошлый раз ничего не получилось. Прошлый раз именно после этой короткой команды, когда бранши зажима намертво сомкнулись на кроличьей аорте, пошла фибрилляция желудочков. Пренеприятнейшее явление! Скачет в бешеной пляске кривая кардиограммы, ломая привычный частокол стройных пичков и овалов безобразной синусоидой; скатывается до нуля линия внутрисердечного давления, замолкает равномерный писк кар-диосигнализатора. Очень часто фибрилляция—синоним смерти, во всяком случае — клинической смерти. При этом слове клиницисты вспоминают о тяжелых инфарктах и осложненных пороках сердца, а экспериментаторы тоскливо прикидывают, что надо готовить к опыту еще одно животное и начинать все сначала.

Прошлый раз было поздно, мы устали и после безуспешных -попыток унять фибрилляцию и спасти кролика решили, что «пожалуй на сегодня хватит».

И снова опыт, снова напряженное внимание. Нет, этот кролик молодец! После полной, как говорят медики, «обтурации» (т. е. закупоривания, перекрытия) аорты его сердце все положенные по протоколу десять секунд с новыми и новыми усилиями пыталось протолкнуть непослушные 5 миллилитров крови из левого желудочка в аорту. Маленький комочек мышечиой -ткани стремился сделать невозможное и преодолеть жесткую .преграду. Дружно ползли вверх кривые давления, частили комплексы кардиограммы. Бумажная лента и экран монитора бесстрастно фиксировали эти потуги. Ровно десять секунд. И еще раз десять—-после новой обтурации, проведенной через положенные 7 минут.

Так шел эксперимент. Мы регистрировали «максимально достижимую функцию» сердца кролика. Регистрировали и сравнивали: вот так ведет себя сердце вполне здорового животного, а так—сердце, исхлестанное болезнью: инфарктами, токсикозом и многими другими патологическими процессами, нмеющи-.24 ми красивые латинские названия и ощутимо горький привкус

Наш эксперимент несложен, абсолютно лишен сенсационности, на редкость будничен. Это работа: ежедневная, привычная,, в чем-то похожая на испытания двигателя на стенде. Да, действительно, похоже. Мы окружаем живой насос — сердце — сложным переплетением катетеров и проводов. Закрепляем датчик» и запускаем его на экстремальный режим, внимательно следя по приборам за его нелегкой борьбой. Форсаж — двигатель показывает все, на что он способен. Форсаж — и иной раз рассыпаются подшипники и-ломаются коленчатые валы. Но в итоге испытатель узнает возможности мотора, а врач постигает общие законы и глубину патологии, ибо зачастую только так, в жестких крайних рамках экспериментальных условий, можно понять и, как мы увидим ниже, даже количественно измерить и математически определить «Ее величество Болезнь». Пусть сначала в лабораторных условиях и на кролике, но, в конечном счете, для клиники и больного.

Наш сегодняшний эксперимент прост и весьма не нов по теперешним стандартам. Он дает только главные, результирующие данные: на столько-то миллиметров ртутного столба давление в полости больного сердца при обтурации аорты ниже, чем при-тех же условиях давление здорового. Так-то изменяется ритм", эдак-то не совпадают фазы сердечных сокращений. Но это только начало, первая ступенька на крутой лестнице нашего исследования.

Много лет тому 'назад газеты мира обошел редкий фотоснимок. Темное небо, сияющий диск полной луны и освещенные ек> угольно-черные, без единого светлого оконного квадратика, громады небоскребов. Это фотография города — фотография Нью-Йорка, по прихоти технической неисправности лишенного электроэнергии.

Энергия — основное мерило уровня нашей цивилизации,— эталон совершенства человеческой техники. Начиная с первого парового двигателя и кончая термоядерными Токамаками наших дней, человечество борется за рациональное и наиболее полное использование энергии. Энергии пара, бензина, электричества, ядерных реакций.

Однако при всем могуществе современной техники мы в большинстве случаев можем только мечтать о таком компактном, мощном (при пересчете на единицу веса) и высокопродуктивном двигателе, каким являются двигатели нашего тела — мышцы.

<<< Назад Содержание Дальше >>>

medbookaide.ru