Клиническое исследование сердечных сокращений. Работу сердца можно оценить, используя различные подходы. При тщательном осмотре левой половины передней поверхности грудной клетки на расстоянии 7–10 см от средней линии можно заметить слабую пульсацию, создаваемую сердечными сокращениями. У некоторых лиц удается ощутить и глухой стук в этой области.
Чтобы судить о работе сердца, обычно прослушивают его через стетоскоп. Сокращение предсердий происходит беззвучно, но сокращение желудочков, ведущее к одновременному захлопыванию створок трехстворчатого и митрального клапанов, порождает тупой звук – т.н. первый сердечный тон. Когда желудочки расслабляются и в них снова начинает поступать кровь, резко захлопываются легочный и аортальный клапаны, что сопровождается отчетливым щелчком – вторым сердечным тоном. Оба этих тона часто передают звукоподражанием «тук-тук». Время между ними короче, чем период между сокращениями, поэтому работа сердца слышна как «тук-тук», пауза, «тук-тук», пауза и т.д. По характеру этих звуков, их продолжительности и моменту появления пульсовой волны можно определить длительность систолы и диастолы.
В случаях, когда клапаны сердца повреждены и нарушена их функция, между сердечными тонами, как правило, возникают дополнительные звуки. Обычно они бывают менее отчетливыми, шипящими или свистящими, и длятся дольше сердечных тонов. Их называют шумами. Причиной шума может быть и дефект перегородки между камерами сердца. Определив область, в которой прослушивается шум, и момент его возникновения в сердечном цикле (во время систолы или диастолы), можно установить, какой именно клапан ответствен за этот шум.
За работой сердца можно следить и путем регистрации его электрической активности в процессе сокращений. Источником такой активности служит проводящая система сердца, причем с помощью прибора, называемого электрокардиографом, импульсы можно регистрировать с поверхности тела. Электрическая активность сердца, записанная электрокардиографом, называется электрокардиограммой (ЭКГ). На основании ЭКГ и других сведений, получаемых при обследовании больного, врачу часто удается достаточно точно определить характер нарушения сердечной деятельности и распознать болезнь сердца.
Регуляция сердечных сокращений. Сердце взрослого человека обычно сокращается с частотой 60–90 раз в минуту. У детей частота сердцебиений выше: у младенцев примерно 120, а у детей до 12 лет – 100 в минуту. Это лишь средние показатели, и в зависимости от условий они могут очень быстро меняться.
Сердце обильно снабжено нервами двух типов, регулирующими частоту его сокращений. Волокна парасимпатической нервной системы достигают сердца в составе идущего из мозга блуждающего нерва и оканчиваются главным образом в синусном и АВ узлах. Стимуляция этой системы приводит к общему «замедляющему» эффекту: снижается частота разрядов синусного узла (и, следовательно, частота сердцебиений) и увеличивается задержка импульсов в АВ узле. Волокна симпатической нервной системы достигают сердца в составе нескольких сердечных нервов. Они оканчиваются не только в обоих узлах, но и в мышечной ткани желудочков. Раздражение этой системы вызывает «ускоряющий» эффект, противоположный эффекту парасимпатической системы: возрастает частота разрядов синусного узла и сила сокращений сердечной мышцы. Интенсивная стимуляция симпатических нервов может в 2–3 раза увеличить частоту сердцебиений и объем выбрасываемой за минуту крови (минутный объем).
Активность двух систем нервных волокон, регулирующих работу сердца, контролируется и координируется сосудодвигательным (вазомоторным) центром, расположенным в продолговатом мозгу. Наружная часть этого центра посылает импульсы в симпатическую нервную систему, а из середины исходят импульсы, активирующие парасимпатическую нервную систему. Вазомоторный центр не только регулирует работу сердца, но и координирует эту регуляцию с воздействием на мелкие периферические кровеносные сосуды. Иными словами, воздействие на сердце осуществляется одновременно с регуляцией артериального давления и других функций.
Вазомоторный центр и сам испытывает влияние многих факторов. Сильные эмоции, например возбуждение или страх, усиливают поступление в сердце импульсов, идущих из центра по симпатическим нервам. Важную роль играют и физиологические изменения. Так, возрастание концентрации углекислоты в крови наряду со снижением содержания кислорода вызывает мощную симпатическую стимуляцию сердца. Переполнение кровью (сильное растяжение) определенных участков сосудистого русла оказывает противоположное действие, угнетая симпатическую и стимулируя парасимпатическую нервную систему, что приводит к замедлению сердцебиений.
Физические нагрузки тоже усиливают симпатические влияния на сердце и повышают частоту сердечных сокращений вплоть до 200 в минуту и более, но этот эффект, по-видимому, реализуется не через вазомоторный центр, а напрямую через спинной мозг.
Ряд факторов влияет на работу сердца непосредственно, без участия нервной системы. Например, повышение температуры сердца ускоряет ритм сердечных сокращений, а снижение замедляет его. Некоторые гормоны, такие, как адреналин и тироксин, тоже оказывают прямой эффект и, поступая в сердце с кровью, увеличивают частоту сердцебиений.
Регуляция силы и частоты сердечных сокращений – очень сложный процесс, в котором взаимодействуют многочисленные факторы. Одни из них влияют на сердце прямо, тогда как другие действуют опосредованно – через различные уровни центральной нервной системы. Вазомоторный центр обеспечивает координацию этих влияний на работу сердца с функциональным состоянием остальных отделов системы кровообращения таким образом, что достигается нужный эффект.
Кровоснабжение сердца. Хотя через камеры сердца проходит огромное количество крови, само сердце ничего не извлекает из нее для собственного питания. Его высокие метаболические потребности обеспечиваются коронарными артериями – специальной системой сосудов, по которым сердечная мышца непосредственно получает примерно 10% всей прокачиваемой ею крови.
Состояние коронарных артерий имеет важнейшее значение для нормальной работы сердца. В них нередко развивается процесс постепенного сужения (стеноз), который при перенапряжении вызывает загрудинные боли и приводит к сердечному приступу.
Две коронарные артерии, диаметром 0,3–0,6 см каждая, представляют собой первые ответвления аорты, отходящие от нее примерно на 1 см выше аортального клапана. Левая коронарная артерия почти сразу же делится на две крупные ветви, одна из которых (передняя нисходящая ветвь) проходит по передней поверхности сердца к его верхушке. Вторая ветвь (огибающая) располагается в желобке между левым предсердием и левым желудочком; вместе с правой коронарной артерией, лежащей в желобке между правым предсердием и правым желудочком, она, как корона, огибает сердце. Отсюда и название «коронарные».
От крупных коронарных сосудов отходят меньшие веточки, которые проникают в толщу сердечной мышцы, снабжая ее питательными веществами и кислородом. Передняя нисходящая ветвь левой коронарной артерии питает переднюю поверхность и верхушку сердца, а также переднюю часть межжелудочковой перегородки. Огибающая ветвь питает часть стенки левого желудочка, отдаленную от межжелудочковой перегородки. Правая коронарная артерия снабжает кровью правый желудочек и у 80% людей – заднюю часть межжелудочковой перегородки. Примерно в 20% случаев эта часть получает кровь из левой огибающей ветви. Синусный и АВ узлы обычно снабжаются кровью из правой коронарной артерии. Интересно отметить, что коронарные артерии – единственные, в которые основное количество крови поступает во время диастолы, а не систолы. Это связано главным образом с тем, что во время систолы желудочков эти артерии, глубоко проникающие в толщу сердечной мышцы, пережимаются и не могут вместить большое количество крови.
Венозная кровь в коронарной системе собирается в крупные сосуды, располагающиеся обычно вблизи коронарных артерий. Часть их сливается, образуя крупный венозный канал – коронарный синус, который проходит по задней поверхности сердца в желобке между предсердиями и желудочками и открывается в правое предсердие.
При повышении давления в коронарных артериях и увеличении работы сердца кровоток в коронарных артериях возрастает. Недостаток кислорода также приводит к резкому возрастанию коронарного кровотока. Симпатические и парасимпатические нервы, по-видимому, слабо влияют на коронарные артерии, оказывая основное свое действие прямо на сердечную мышцу.