Біологія. Повторне видання. 8 клас. Матяш

§ 28. Серце: його будова та функції

Пригадайте особливості кровоносної системи у різних представників хребетних тварин. Які особливості будови серцевого м’яза? Які судини називають артеріями, венами та капілярами?

Рух крові замкненою системою кровоносних судин і порожнин серця називають кровообігом. Система, яка забезпечує кровообіг, має назву кровоносна, або серцево-судинна.

Яке значення кровообігу? Система органів кровообігу складається із серця і різноманітних за діаметром, будовою та функціями кровоносних судин (мал. 105).

Свої основні функції (транспортну, регуляторну та захисну) кров виконує завдяки постійному рухові по кровоносних судинах. Цей рух забезпечується ритмічними скороченнями серця, що працює як насос, і, створюючи тиск крові, перекачує її по кровоносній системі. Припинення руху крові, навіть короткочасне, смертельно небезпечне для організму.

Мал. 105. Кровоносна система людини

Мал. 106. Розміщення серця в організмі людини

Клітини організму, особливо нервові, навіть кілька хвилин не можуть функціонувати без кисню і поживних речовин, які переносить кров.

Яка будова серця? Серце - порожнистий конусоподібний м’язовий орган, розміщений у грудній порожнині (мал. 106). Розширена його основа обернена вгору, а вузька верхівка - донизу. Дві третини серця містяться в лівій половині грудної порожнини, а одна - в правій. Таким чином, серце зміщене ліворуч від середньої лінії тіла. Серце дорослої людини в середньому 12-13 см завдовжки і до 9-10 см у діаметрі. Маса серця в чоловіків дещо більша, ніж у жінок: близько 300 г (у жінок - 220 г).

Зовні серце оточене еластичною навколосерцевою сполучнотканинною сумкою - перикардом, який оберігає його від надмірного розтягнення під час наповнення кров’ю. Внутрішні стінки навколосерцевої сумки виділяють рідину, що зволожує серце і зменшує його тертя об стінки перикарда під час скорочень. Стінка серця складається з трьох шарів: внутрішнього - ендокарда, середнього - м’язового - міокарда і зовнішнього - сполучнотканинного - епікарда.

Міокард утворений особливою посмугованою м’язовою тканиною (мал. 107, 1, 2). Її клітини, на відміну від скелетних м’язових волокон, з’єднані між собою. Коли збуджується і скорочується одна клітина, то це збудження передається до всіх м’язових клітин передсердя чи шлуночка. Результатом цього є їхнє одночасне скорочення.

Завдяки особливостям будови діяльність серця підпорядкована правилу «все або нічого». Це означає, що у відповідь на подразнення або всі м’язові волокна серця відповідають скороченням, або, якщо подразник недостатньо сильний, вони не реагують на нього. При цьому сила скорочення серцевого м’яза не залежить від сили подразнення.

Мал. 107. 1. Будова серця. 2. Будова серцевого м’яза

Ендокард - внутрішній сполучнотканинний шар оболонки серця - вистеляє порожнини серця. Як і в інших ссавців, серце людини чотирикамерне: складається з двох передсердь (правого та лівого; верхня частина серця) і двох шлуночків (правого та лівого; нижня частина серця) (мал. 107).

Передсердя — це відділи серця, у які кров збирається з вен.

Шлуночки — це відділи серця, з яких кров надходить в артерії.

Ліва і права частини серця розділені суцільною перегородкою, тому венозна та артеріальна кров у ньому не змішуються. У правій половині рухається венозна кров, у лівій - артеріальна.

Між порожнинами серця, а також між серцем та аортою і між серцем та легеневим стовбуром складки ендокарда утворюють клапани (знайдіть їх на малюнку 107). Так, між передсердями та шлуночками розташовані стулкові клапани. Правий клапан складається з трьох стулок (тристулковий клапан), а лівий - з двох (двостулковий) (мал. 108). До стулок прикріплені сухожильні струни, які на протилежному кінці з’єднані зі стінками шлуночка особливими м’язами. Вони запобігають вивертанню клапанів у бік передсердь. Стулкові клапани забезпечують рух крові від передсердь до шлуночків і перешкоджають зворотному току крові до передсердь під час скорочення шлуночків. На межі правого шлуночка та стовбура легеневих артерій й лівого шлуночка та аорти містяться півмісяцеві (кишенькові) клапани. Кожен з них має вигляд трьох кишень, які вільно пропускають кров зі шлуночка у бік кровоносних судин та запобігають її поверненню із судин у бік серця (мал. 108).

М’язові оболонки передсердь і шлуночків роз’єднані між собою, тож передсердя та шлуночки здатні скорочуватися незалежно, однак узгоджено.

Шлуночки виконують більшу роботу, ніж передсердя, бо вони проштовхують кров по всій довжині судин, тоді як передсердя переганяють кров тільки до шлуночків. Тому м’язові стінки шлуночків значно товстіші, ніж у передсердь. Найтовщою є стінка лівого шлуночка, бо саме скорочення лівого шлуночка виштовхують кров до великого кола кровообігу.

Мал. 108. Будова клапанів серця: 1 - стулкові: а - тристулковий, б - двостулковий; 2 - півмісяцеві (кишенькові); 3 - розгорнутий півмісяцевий клапан

Які властивості серцевого м’яза? Серцевому м’язу завдяки особливостям його будови притаманні такі властивості: збудливість, скоротливість, провідність, автоматія. Збудливість - здатність серцевого м’яза сприймати подразники та відповідати на них збудженням. Збудження серцевого м’яза супроводжується його скороченням. Збудження, яке виникає в певній ділянці серця, поширюється по всьому серцю завдяки провідності серцевого м’яза. Як ми згадували раніше, це забезпечується зв’язками між його клітинами. Тому серце скорочується як єдине ціле із чіткою послідовністю: спочатку передсердя, а потім - шлуночки.

Цікаво знати

Автоматія серця - його здатність до ритмічних скорочень за відсутності дії будь-яких зовнішніх подразників чи впливу нервової системи. Автоматію забезпечує скупчення особливих м’язових клітин - так званих водіїв ритму. Ці клітини здатні до збудження без участі зовнішніх подразників. Вони утворюють імпульси із частотою 60-80 за хвилину. Головний центр утворення імпульсів - вузол, розташований у стінці правого передсердя.

Під час поширення збудження в серці виникають електричні струми, які розповсюджуються по всьому тілу. Це дає можливість дослідити ритм роботи серця. Найчастіше електричні сигнали серця реєструють з поверхні шкіри кінцівок і грудної клітки й записують у вигляді електрокардіограми (пригадайте, як називають прилад, за допомогою якого записують електрокардіограму; див. мал. 5). Вона відображає стан провідної системи серця і слугує одним із найважливіших діагностичних показників його роботи.

Як серце постачається кров’ю? Серцевий м’яз працює постійно і ритмічно без зупинки впродовж усього життя людини. Це головна фізіологічна відмінність між серцевим і скелетними м’язами. Тому серцевий м’яз потребує постійного надходження з кров’ю великої кількості кисню та поживних речовин. Для цього серце має дві коронарні, або вінцеві (від лат. корона - вінець), артерії, що розгалужуються на безліч дрібних судин, аж до капілярів (мал. 109). Через коронарні артерії за добу протікає 500 л крові. Продукти обміну речовин і вуглекислий газ з клітин серця виводяться з венозною кров’ю через коронарні вени.

Порушення постачання серця артеріальною кров’ю становить смертельну небезпеку. Його наслідком може бути інфаркт міокарда, який супроводжується змертвінням ділянки серцевого м’яза. Причинами інфаркту можуть бути зменшення просвіту коронарних артерій унаслідок утворення в них тромбів, стискання їхніх стінок чи відкладання жирової речовини на внутрішній поверхні стінок судин.

Мал. 109. Кровопостачання серця

Інфаркт міокарда - смертельно небезпечне захворювання людини, що потребує негайної госпіталізації. У разі інфаркту міокарда людина відчуває сильний біль у грудній клітці, який поширюється в ліве плече, шию, вуха, нижню щелепу, ключиці, ділянку між лопатками. Для профілактики інфаркту міокарда потрібно вести здоровий та активний спосіб життя, повністю відмовитись від алкоголю і куріння, дотримуватись збалансованого харчування, уникати фізичного та нервового перенапруження, постійно контролювати свій артеріальний тиск.

Ключові терміни і поняття: епікард, міокард, ендокард, перикард, передсердя, шлуночки, півмісяцеві клапани, стулкові клапани, коронарні артерії, електрокардіограма.

ПЕРЕВІРТЕ ТА ЗАСТОСУЙТЕ ЗДОБУТІ ЗНАННЯ

Дайте відповіді на запитання

1. Де розміщене серце людини? 2. Що таке перикард? 3. Яка будова стінок серця? 4. Які особливості будови та функцій серцевого м’яза? 5. У чому полягає автоматія серця? 6. Що визначає ритм скорочень серця? 7. Які клапани розділяють передсердя та шлуночки? Які їхні функції? 8. Яка будова півмісяцевих клапанів? Які їхні функції? 9. Що означає правило «все або нічого»?

Виберіть одну правильну відповідь

1. Укажіть м’язовий шар оболонки серця: а) ендокард; б) міокард; в) епікард; г) перикард.

2. Позначте складові серця людини: а) одне передсердя та один шлуночок; б) два передсердя та один шлуночок; в) одне передсердя і два шлуночки; г) два передсердя і два шлуночки.

3. Назвіть клапани, які містяться між правим передсердям і шлуночком: а) півмісяцевий; б) двостулковий; в) тристулковий.

4. Укажіть кровоносні судини, які постачають серце киснем і поживними речовинами: а) аорта; б) легеневі артерії; в) коронарні артерії; г) коронарні вени.

Розв’яжіть задачу. Обчисліть кількість крові (л), яку перекачує серце людини за годину, якщо воно скорочується у середньому 70 разів за 1 хв, викидаючи при кожному скороченні з двох шлуночків 150 мл крові. Виберіть правильну відповідь: а) 630; б) 10,5; в) 105; г) 63.

Поясніть, чому потрібно підтримувати постійний рух крові.

Обговоріть у групах. Дослідіть взаємозв’язок будови і функцій кровоносної системи, серця та серцевого м’яза.

Поміркуйте. Як можна довести, що серце хребетних тварин скорочується автоматично?