Решебник по биологии 9 класс Суматохин. Углубленный Часть 1, 2 Часть 2 | Страница 10

Сравнение сердечной и скелетной мышечных тканей

В тетради необходимо зарисовать клетки сердечной мышечной ткани (кардиомиоциты) при большом увеличении, показывая их разветвленное строение, наличие поперечной исчерченности, центральное расположение одного-двух ядер и места соединения клеток — вставочные диски.

Мышечная ткань сердца, или миокард, имеет особые черты строения, которые отличают ее от скелетной мускулатуры и обеспечивают выполнение насосной функции. Клетки сердечной мышцы — кардиомиоциты — обладают поперечной исчерченностью, как и скелетные мышцы, но при этом они разветвлены, содержат обычно одно-два ядра, расположенных в центре клетки, и соединены между собой вставочными дисками. Такое соединение образует функциональную сеть, что позволяет сердечной мышце сокращаться как единое целое. Главная особенность сердечной мышцы — автоматизм, то есть способность самостоятельно генерировать ритмичные импульсы для сокращения, что необходимо для непрерывной работы сердца в течение всей жизни.

Кровеносную систему человека составляют сердце и кровеносные сосуды.

Сердце лежит в грудной полости за грудиной, немного смещенное влево. Сердце играет роль насоса, который нагнетает кровь в сосуды и создает в них давление, необходимое для движения крови.

В стенке сердца выделяют три слоя: эндокард, миокард и эпикард.

Миокард образован сердечной мышечной тканью (кардиомиоцитами). Его роль — сократительная функция, он обеспечивает перекачивание крови, выполняя роль мощного насоса.

В сердце есть створчатые клапаны (трехстворчатый и двустворчатый) и полулунные клапаны (клапан аорты и клапан легочного ствола). Клапаны сердца обеспечивают однонаправленный ток крови в сердце и из него, предотвращая обратный ток крови.

Кровь поступает в сердце по полым венам (в правое предсердие) и легочным венам (в левое предсердие).

Слои сердечной стенки и их функциональное значение:

Сердце человека имеет четыре камеры: два предсердия (правое и левое) и два желудочка (правый и левый).

• Правое и левое предсердия расположены сверху (базальная часть сердца) и принимают кровь из вен. Они разделены межпредсердной перегородкой.

• Правый и левый желудочки расположены снизу (верхушка сердца) и выталкивают кровь в артерии. Они разделены межжелудочковой перегородкой.

• Каждое предсердие расположено над соответствующим ему желудочком (правое над правым, левое над левым) и соединено с ним предсердно-желудочковым отверстием с клапаном.

Предсердия (правое и левое) — выполняют преимущественно резервуарную (накопительную) функцию, а также в период сокращения желудочков принимают кровь, протекающую по венам. Они собирают кровь перед ее поступлением в желудочки.

Желудочки (правый и левый) — выполняют насосную функцию, поскольку они непосредственно осуществляют выброс порций крови под давлением в сосудистую систему (в легочный ствол и в аорту).

Стенка левого желудочка мощнее, чем стенка правого желудочка, а миокард предсердий тоньше, чем миокард желудочков. Это объясняется функциональной нагрузкой камер сердца, поскольку толщина мышечного слоя (миокарда) прямо пропорциональна работе, которую должна выполнять камера:

• Миокард предсердий тоньше, так как предсердиям необходимо протолкнуть кровь только в желудочки, которые находятся непосредственно под ними, поэтому им не требуется создавать высокое давление.

• Миокард желудочков значительно толще, поскольку желудочки должны выталкивать кровь в круги кровообращения (правый в малый, левый в большой), преодолевая сопротивление сосудов и создавая высокое давление.

• Стенка левого желудочка (9–11 мм) мощнее стенки правого желудочка (6–7 мм), так как левый желудочек выбрасывает кровь в большой круг кровообращения (через аорту), который снабжает весь организм. Для этого необходимо создать самое высокое давление. Правый желудочек выбрасывает кровь в малый (легочный) круг кровообращения, имеющий меньшую протяженность и меньшее сопротивление, поэтому ему требуется меньшее мышечное усилие и давление.

Потоки артериальной и венозной крови в сердце человека не смешиваются, потому что сердце четырехкамерное и разделено сплошной продольной перегородкой (межпредсердной и межжелудочковой) на левую (артериальную) и правую (венозную) половины. Венозная кровь поступает и движется только по правой половине, а артериальная — только по левой.

Движение крови из желудочков в предсердия невозможно, потому что предсердно-желудочковые отверстия закрыты створчатыми клапанами (трехстворчатым и двустворчатым), которые открываются только в сторону желудочков. При сокращении желудочков створки клапанов смыкаются и закрывают путь обратно в предсердия, что предотвращает обратный ток крови.

Обратный ток крови из аорты в левый желудочек невозможен, потому что между левым желудочком и аортой расположен клапан аорты, который состоит из трех полулунных заслонок. Этот клапан открывается только в сторону аорты. Когда давление в желудочке падает после сокращения, заслонки клапана под давлением крови в аорте смыкаются и препятствуют обратному току крови в желудочек.

Кровеносная система позвоночных животных эволюционировала последовательно, что связано с переходом от водного к наземному образу жизни и повышением уровня метаболизма.

• Рыбы: Имеют двухкамерное сердце (одно предсердие и один желудочек) и один круг кровообращения. В сердце всегда только венозная кровь. Такое строение характерно для низкого метаболизма и дыхания жабрами.

• Земноводные: Имеют трехкамерное сердце (два предсердия и один желудочек) и два круга кровообращения (малый — легочный, большой — системный). В единственном желудочке происходит частичное смешение артериальной и венозной крови.

• Пресмыкающиеся: Имеют трехкамерное сердце с неполной перегородкой в желудочке (кроме крокодилов), что уменьшает смешение крови. Сохраняется два круга кровообращения.

• Птицы и Млекопитающие (включая человека): Имеют четырехкамерное сердце (два предсердия и два желудочка) с полной перегородкой между желудочками. Это обеспечивает полное разделение артериального и венозного потоков крови, что является наиболее эффективным для обеспечения кислородом, необходимым для поддержания высокого уровня метаболизма и теплокровности.

Уникальность кардиомиоцитов (клеток сердечной мышечной ткани) проявляется в сочетании признаков, присущих как скелетной, так и гладкой мускулатуре, а также в их особой функциональной способности:

• Морфологическая уникальность: Кардиомиоциты являются поперечноисчерченными, как и скелетные мышцы, но при этом они разветвляются и соединены между собой специальными контактами — вставочными дисками. Они содержат обычно одно или два ядра, расположенных в центре клетки (в отличие от многоядерных скелетных волокон с периферическим расположением ядер).

• Функциональная уникальность (Автоматия): Главная уникальность заключается в их способности к автоматии (самопроизвольности). Определенные группы кардиомиоцитов (клетки водителя ритма) способны самостоятельно генерировать электрические импульсы с определенной частотой без внешнего нервного стимула. Это обеспечивает непрерывный и ритмичный цикл сокращения сердца.

• Сокращение как единое целое: Благодаря вставочным дискам, кардиомиоциты объединены в функциональный синцитий (единую сеть), что позволяет электрическому импульсу быстро распространяться, и сердце сокращается как единый орган, а не отдельные клетки.

• Непроизвольность: В отличие от скелетных мышц, сокращение кардиомиоцитов является непроизвольным, то есть не подчиняется сознательному контролю.