У какого животного, кроме земноводного, трехкамерное сердце?

Безусловно, человеческое сердце – это поразительное чудо, благодаря которому мы живём, это сосуд души, и так далее. Однако способно ли оно самовосстанавливаться? Качает ли оно исключительно чистую кровь? Можно ли его заморозить, а потом вернуть к жизни?

Сердца некоторых видов животных способны на это и даже большее. Мы исследовали животный мир, начиная от глубин океана и заканчивая вершиной Гималаев, на предмет сердечных чудес, и вот что нам удалось обнаружить.

Насекомые

Дождевой червь

Внутренности дождевого червя, включая его пять псевдо-сердец

В зависимости от того, какой точки зрения вы придерживаетесь, у дождевых червей либо есть пять «сердец», либо вообще отсутствует сердце как таковое.

Несмотря на то, что у них нет привычного мышечного органа с несколькими камерами, они имеют пять специальных кровеносных сосудов, которые называются «дугами аорты». Сокращаясь, дуги аорты перекачивают кровь по всему телу червя. Так что, если вы случайно повредите сердце земляного червя, не волнуйтесь – у него есть ещё четыре штуки таких же точно.

Таракан

Человеческое сердце состоит из четырёх камер, каждая из которых выполняет определённую функцию – если с одной из них что-либо случится, произойдёт непоправимое. В свою очередь, сердце таракана имеет двенадцать-тринадцать камер, которые расположены в ряд и приводятся в движение отдельной группой мышц. Это означает, что если одна камера перестанет функционировать, с тараканом ничего не произойдёт.

Муха-журчалка

Муха-журчалка

Мухи-журчалки любят парить в воздухе над цветами, собирая драгоценную пыльцу. Помогает им это делать то, что, по сути, является сердцем, которое перекачивает кровь в голову и грудную клетку, где находятся ротовые аппараты и мышцы, отвечающие за взмах крыльями.

Этимология

Русское слово «сердце» восходит к праслав. *sьrdьko, продолжающему пра-и.е. *ḱērd (от того же корня лит. širdìs, др.-греч. καρδία, лат. cor, англ. heart).

Какие животные имеют трехкамерное сердце?

Земноводные (амфибии) и пресмыкающиеся (рептилии или гады) имеют трёхкамерное сердце и два круга кровообращения.

Сердце взрослой лягушки трехкамерное, состоящее из желудочка и двух предсердий.

Трехкамерное сердце состоит из двух предсердий и одного желудочка. (говорят, что у крокодила четырехкамерное сердце), однако перегородка, разделяющая сердце, неполная, и в ней остается отверстие между двумя камерами. Кровь из желудочка попадает в один из двух сосудов. Она попадает либо через легочную артерию в легкие, либо через аорту в остальные части тела. Кровь, обогащенная кислородом попадает из легких в сердце и по легочной вене — в левое предсердие. А кровь с углекислым газом, возвращаясь из тела, попадает через венозный синус в правое предсердие. Оба предсердия опустошаются в одном желудочке, смешивая обогащенную кислородом кровь , идущую от легких с кровью, лишенной кислорода , которая поступает из тканей тела.

Хотя эта система гарантирует, что кровь всегда поступает в легкие и затем обратно в сердце, смешивание крови в одном и том же желудочке означает, что органы не получают кровь, насыщенную кислородом.

Эта система не так эффективна, как четырехкамерная, которая поддерживает два круга кровообращения, но она достаточна для холоднокровных организмов. Скорость сердцебиения амфибий и рептилий зависит от температуры. Чем выше температура, тем быстрее бьется сердце.

Рыбы, а также их соседи

Данио-рерио

В этой маленькой красивой рыбке бьётся сердце настоящего супергероя. В 2002 году учёные установили, что если у данио-рерио удалить до 20% нижнего желудочка, то рыбка сможет восстановить утраченные ткани в течение двух месяцев. Это происходит благодаря специализированным мышечным клеткам, которые способны не только к регенерации, но и стимуляции роста новых кровеносных сосудов. Изучив самовосстанавливающиеся сердца данио-рерио, учёные надеются применить полученные знания по отношению к органам человека.

Шипоносая белокровка

Шипоносая белокровка

Шипоносая белокровка обитает в Южном океане на глубине одного километра. Как ей удаётся справляться с холодом? Отчасти благодаря своему сердцу, которое намного больше и примерно в пять раз сильнее сердца обычной аквариумной рыбки. В крови шипоносой белокровки также отсутствует гемоглобин – красный белок, отвечающий за связывание кислорода. Вместо этого, благодаря низким температурам, кислород растворяется непосредственно в плазме шипоносой белокровки, что обуславливает прозрачность её крови.

Каракатица

Анатомия каракатицы

Как и все головоногие моллюски, каракатица имеет три сердца – по одному сердцу для пары жабр и одно сердце для всего остального тела. Результаты исследований показывают, что каракатицы, обитающие в холодных водах, имеют больший размер сердца, нежели те, что обитают в тёплых водах; это связано с повышением аэробных возможностей. Кроме того, в их крови содержится гемоцианин (вместо гемоглобина), который придаёт ей голубой цвет. Каракатицы – истинные аристократки.

Птицы

Колибри

Колибри, запечатлённая в полёте

Вы наверняка слышали о том, что колибри делают 15 взмахов крыльями за одну секунду – и всё благодаря обладанию уникальным сердцем, которое сокращается до 21 раза в секунду и обеспечивает быструю доставку кислорода в мышечные митохондрии.

Горный гусь

Миграция – процесс нелёгкий для всех птиц, однако горным гусям в этом плане повезло меньше всего: их маршрут пролегает прямо над Гималаями. Эти птицы регулярно летают над горными перевалами на высоте 6000 метров над уровнем моря – и всё благодаря тому, что они имеют необычайно сильное сердце, связанное с мышцами, которые задействуются в полёте, набором дополнительных капилляров.

Императорские пингвины

Императорские пингвины

Императорские пингвины славятся мягкостью своего сердца. Большую часть своего времени пары императорских пингвинов проводят, заботясь друг о друге и своём потомстве. Менее известным, однако очень важным является тот факт, что сердца императорских пингвинов работают крайне медленно, особенно во время погружения в воду: они делают около 15 сокращений в минуту, отключая от кровоснабжения все (кроме жизненно важных) органы и обеспечивая организм ровно стольким количеством кислорода, которое необходимо для глубоководной охоты.

Регенерация

Мышечная ткань сердца млекопитающих не имеет возможности восстанавливаться после повреждений (исключение — млекопитающие в эмбриональном периоде способны к регенерации органа в определённых рамках), в отличие от тканей некоторых рыб и амфибий. Однако исследователи Юго-Западного медицинского центра системы Техасского университета доказали, что сердце мышонка, которому всего день от рождения ещё может восстанавливаться, а сердце семидневного мышонка — уже нет.

Рептилии и земноводные

Лесная лягушка

Сердца многих животных, начиная от медведей и заканчивая сурками, замедляются, когда они впадают в спячку, однако, насколько нам известно, у лесных лягушек они могут вообще перестать биться в этот период. Зимой эти лягушки, по сути, превращаются в «сосульки»: благодаря специальному раствору в клетках, они могут приостановить метаболическую активность и позволить большей части воды в своём теле затвердеть без каких-либо последствий. Их сердца воспринимают это как должное; они прекращают биться, когда мир замерзает, и возобновляют активность с наступлением тепла.

Стеклянная лягушка

Все лягушки имеют трёхкамерное сердце с двумя предсердиями, получающими кровь от других частей тела, и одним желудочком, который шунтирует её обратно. Стеклянные лягушки уникальны тем, что весь этот процесс вы можете наблюдать своими глазами – их полупрозрачная кожа на брюхе позволяет человеку увидеть работу сердца и кровеносных сосудов внутри этих земноводных.

Питон

Питон подстерегает свою жертву

После того как питон хорошенько «пообедает», его сердце увеличивается в размерах на 40 процентов из-за жирных кислот, поступивших вместе с пищей. (Это ускоряет пищеварение – процесс, который у питонов может занимать до нескольких дней.)

Эмбриональное развитие

Сердце, как и кровеносная и лимфатическая системы, является производным мезодермы. Своё начало сердце берёт с объединения двух зачатков, которые, сливаясь, замыкаются в сердечную трубку, в которой уже представлены характерные для сердца ткани. Эндокард формируется из мезенхимы, а миокард и эпикард — из висцерального листка сплахнотома.

Примитивная сердечная трубка делится на несколько частей:

В дальнейшем сердечная трубка заворачивается в результате своего интенсивного роста, сперва S-образно во фронтальной плоскости, а затем U-образно в сагиттальной плоскости, результатом чего является нахождение артерий впереди венозных ворот у сформировавшегося сердца.

Для более поздних этапов развития характерно септирование, разделение сердечной трубки перегородками на камеры. У рыб септирование не происходит, в случае амфибий стенка образуется только между предсердиями. Межпредсердная стенка (лат. septum interatriale) состоит из трёх компонентов, из которых оба первых растут сверху вниз в направлении желудочков:

• Первичная стенка;
• Вторичная стенка;
• Ложная стенка.

Рептилии обладают четырёхкамерным сердцем, однако, желудочки объединены при помощи межжелудочкового отверстия. И только у птиц и млекопитающих развивается плёночная перегородка, которая закрывает межжелудочковое отверстие и отделяет левый желудочек от правого. Межжелудочковая стенка состоит из двух частей:

• Мышечная часть, растёт снизу вверх и разделяет собственно желудочки, в районе сердечной луковицы остаётся отверстие — лат. foramen interventriculare.
• Мембранная часть, отделяет правое предсердие от левого желудочка, а также закрывает межжелудочковое отверстие.

Развитие клапанов происходит параллельно септированию сердечной трубки. Аортальный клапан формируется между артериальным конусом (лат. conus arteriosus) левого желудочка и аортой, клапан лёгочной вены — между артериальным конусом правого желудочка и лёгочной артерией. Между предсердием и желудочком образуются митральный (двухстворчатый) и трехстворчатый (трикуспидальный) клапаны. Синусальные клапаны образуются между предсердием и венозным синусом. Левый синусальный клапан позднее объединяется с перегородкой между предсердиями, а правый формирует клапан нижней полой вены и клапан коронарного синуса.

Млекопитающие

Синий кит

Сердце синего кита, которое хранится в Королевском музее Онтарио

Популярная легенда гласит, что сердце синего кита – размером с автомобиль, а человек легко может пролезть через его аорту. Это не совсем верно. По словам Жаклин Миллер, сердце синего кита имеет размер «небольшого гольфмобиля или циркового электрического автомобильчика с бампером», а в его аорту поместится разве что одна голова человека.

Жираф

Сердце жирафа каждый день вынуждено бороться с давлением силы тяжести, чтобы доставить кровь к голове этого длинношеего животного. Ему удаётся это сделать благодаря очень толстым и прочным стенкам и кровеносным сосудам, которые расширяются и сужаются в быстром темпе. Когда шея жирафа удлиняется, кровеносные сосуды также претерпевают изменения, становясь толще.

Гепард

Сердце гепарда в покое совершает около 120 ударов в минуту – примерно столько же, сколько и сердце человека, который бежит трусцой. В то время как максимальная частота сердечных сокращений у человека составляет приблизительно 220 ударов в минуту – и чтобы её достичь, нужно некоторое время, «сердечная ракета» гепарда способна всего за несколько секунд развить частоту до 250 ударов в минуту. Это изменение является настолько интенсивным, что оно позволяет гепарду бежать на предельной скорости всего лишь около 20 секунд, после чего органы хищника начинают перегреваться и повреждаться.

Человеческое сердце

Сердце человека состоит из четырёх камер, разделённых перегородками и клапанами. Кровь из верхней и нижней полой вены поступает в правое предсердие, проходит через трикуспидальный клапан (он состоит из трёх лепестков) в правый желудочек. Затем через лёгочный клапан и лёгочный ствол поступает в лёгочные артерии, идёт к лёгким, где происходит газообмен и возвращается к левому предсердию. Затем через митральный (двухстворчатый) клапан поступает в левый желудочек, затем проходит через аортальный клапан в аорту.

В правое предсердие входят полые, в левое предсердие — лёгочные вены. Из правого и левого желудочка выходят, соответственно, лёгочная артерия (лёгочный ствол) и восходящая аорта. Правый желудочек и левое предсердие замыкают малый круг кровообращения, левый желудочек и правое предсердие — большой круг. Сердце входит в состав органов среднего средостения, бо́льшая часть его передней поверхности прикрыта лёгкими. С впадающими участками полых и лёгочных вен, а также выходящими аортой и лёгочным стволом оно покрыто сорочкой (сердечной сумкой или перикардом). В полости перикарда содержится небольшое количество серозной жидкости. У взрослого человека его объём и масса составляют в среднем для мужчин 783 см³ и 332 г, для женщин — 560 см³ и 253 г.

Через сердце человека в течение суток проходит от 7 000 до 10 000 литров крови, за год около 3 150 000 литров.

В 2015 году ученые Калифорнийского университета в Беркли (США) создали уменьшенную копию человеческого сердца. Сделать это удалось благодаря плюрипотентным стволовым клеткам, которые могут становиться клетками любого органа под воздействием определённых химических сигналов, которые и смогли подобрать учёные. На такой модели можно изучать все этапы развития сердца младенца в утробе матери.

Нервная регуляция работы сердца

Дополнительные сведения: ЭКГ

В полости сердца и в стенках крупных сосудов расположены рецепторы, воспринимающие колебания давления крови. Нервные импульсы, приходящие от этих рецепторов, вызывают рефлексы, подстраивающие работу сердца к потребностям организма. Импульсы-команды о перестройке работы сердца поступают от нервных центров продолговатого мозга и спинного мозга. Парасимпатические нервы передают импульсы, снижающие частоту сердечных сокращений, симпатические нервы доставляют импульсы, повышающие частоту сокращений. Любая физическая нагрузка, сопровождающаяся подключением к работе большой группы мышц, даже простое изменение положение тела, требует коррекции работы сердца и может возбудить центр, ускоряющий деятельность сердца. Болевые раздражители и эмоции также могут изменить ритм работы сердца.

Проводящая система сердца (ПСС) — комплекс анатомических образований сердца (узлов, пучков и волокон), состоящих из атипичных мышечных волокон (сердечные проводящие мышечные волокна) и обеспечивающих координированную работу разных отделов сердца (предсердий и желудочков), направленную на обеспечение нормальной сердечной деятельности. Атипичные кардиомиоциты обладают способностью спонтанно генерировать импульс возбуждения и проводить его ко всем отделам сердца, обеспечивая тем самым их координированные сокращения (и это принято называть автономностью сердечного ритма). Основным водителем сердечного ритма является синоатриальный узел (узел Киса-Флека/водитель ритма первого порядка). От него импульс переходит в атриовентрикулярный узел (узел Ашоффа-Тавары/водитель ритма второго порядка), далее в пучок и ножки Гисса, и наконец в волокна Пуркинье. В них развивается самая большая скорость импульса-до 5 м/с.

Воздействия со стороны нервной системы оказывают лишь модулирующее влияние на автономную работу проводящей системы сердца.

Декстрокардия

Декстрокардия (лат. dextrocardia от лат. dexter — правый и др.-греч. καρδία — сердце)) — редкое врождённое состояние — вариант расположения сердца в нормальной анатомии, когда за счёт разворота внутренних органов, произошедшего во время эмбрионального развития сердце оказывается повёрнутым на 180 градусов относительно вертикальной оси и занимает не традиционное расположение в левой части грудной клетки, а справа: то есть верхушка сердца обращена вправо. Впервые декстрокардию описал Марко Аурелио Северино в 1643 году. Может сочетаться с полным эмбриональным поворотом на 180 градусов всех внутренних органов лат. situs inversus viscerum (дословно: «перевёрнутое расположение внутренних органов») — тогда внутренние органы имеют зеркальное расположение по сравнению с их нормальным положением: верхушка сердца обращена вправо (сердце находится с правой стороны), трёхдольным (англ. trilobed) является левое лёгкое, двудольным (англ. bilobed) — правое лёгкое. Кровеносные сосуды, нервы, лимфатические сосуды и кишечник также инвертированы. печень и желчный пузырь расположены слева (перемещаются из правого в левое подреберье), желудок и селезёнка — справа.

При отсутствии врождённых пороков сердца люди с транспозицией внутренних органов могут вести нормальный образ жизни, без каких-либо осложнений, связанных с вариантом их анатомического строения.

Болезни сердца

Сердце 64-летнего мужчины

Сердце: вскрыто, показаны камеры

Раздел медицины, изучающий сердце и связанную с ним патологию, называется кардиология.

Сердечная недостаточность

Под медицинским термином «сердечная недостаточность» понимают комплекс расстройств, обусловленных, главным образом, понижением сократительной способности сердечной мышцы (миокарда), способствующем развитию застойных процессов. Преимущественная недостаточность левого желудочка сердца протекает с застоем крови в малом круге кровообращения (что сопровождается одышкой, цианозом, кровохарканьем и так далее), а правого желудочка — с венозным застоем в большом круге кровообращения (отёки, увеличенная печень). В результате сердечной недостаточности возникают гипоксия органов и тканей, ацидоз и другие нарушения метаболизма.

Пороки сердца

Под пороком понимают патологическое состояние сердца, в ходе которого наблюдаются дефекты клапанного аппарата, или его стенок, приводящие к сердечной недостаточности. Различают врождённые и приобретённые пороки сердца:

Аритмия сердца

Аритми́я сердца (от др.-греч. ἀρρυθμία — «несогласованность, нескладность» — нарушение сердечного ритма) — патология проводящей системы сердца. Данное патологическое состояние проявляется нарушением частоты, ритмичности и последовательности возбуждения и сокращения сердца. По мнению экспертов ВОЗ, аритмия — любой ритм сердца, отличающийся от нормального синусового ритма (ВОЗ, 1978).

Фибрилляция сердца — состояние сердца, при котором отдельные группы мышечных волокон сердечной мышцы сокращаются разрозненно и нескоординированно, вследствие чего сердце теряет способность совершать согласованные сокращения, что приводит к неэффективности работы этого органа. Выделяют фибрилляцию предсердий и фибрилляцию желудочков сердца.

Фибрилляция предсердий

Фибрилля́ция предсе́рдий (синоним: мерцательная аритмия) — разновидность наджелудочковой тахиаритмии с хаотической электрической активностью предсердий с частотой импульсов 350—700 в минуту, что исключает возможность координированного сокращения волокон их мышечной ткани. Является одной из наиболее распространённых аритмий. Мерцательная аритмия может быть выявлена при исследовании пульса и обнаружении, что сердцебиения происходят с нерегулярным интервалом. Однако окончательный диагноз выставляется по ЭКГ-признакам: отсутствие зубцов P, которые присутствуют при нормальном ритме сердца и характеризуют электрическую активность при сокращении предсердий. Вместо них появляется множество волн f, которые характеризуют фибрилляцию (то есть мерцание, дрожание) предсердий.

Стенокардия

Стенокардия (или грудная жаба) — патологическое состояние (заболевание) развивающееся в результате кислородного голодания сердечной мышцы. Основной клинический признак — интенсивная боль за грудиной (ангинозная боль). Однако болевые ощущения могут носить вариабельный характер. Пациент может жаловаться на чувство дискомфорта в груди, боли в животе, горле, руке, лопатке. Нередко заболевание протекает без болевого синдрома, что характерно для больных сахарным диабетом.

Инфаркт миокарда

Острый инфаркт миокарда является одной из клинических форм ишемической болезни сердца, протекающей с развитием ишемического некроза участка миокарда, обусловленного абсолютной или относительной недостаточностью его кровоснабжения.

Эндокардит

Эндокардит (новолат. endocarditis; от др.-греч. ἔνδον — внутри, καρδία — сердце, + itis) — воспаление внутренней оболочки сердца — эндокарда. Самостоятельное значение имеет подострый бактериальный эндокардит, вызываемый чаще стрептококком. В большинстве случаев эндокардит не является самостоятельным заболеванием, а представляет собой частное проявление других заболеваний. Начало заболевания может быть как отчётливым, так и относительно постепенным. Проявления болезни складываются из симптомов инфекционного процесса, иммунных нарушений и признаков поражения клапанов сердца.

Дилатационная кардиомиопатия

Дилатацио́нная ка́рдиоми́опати́я (ДКМП) — заболевание миокарда, характеризующееся возникновением расширения (дилатации) полостей сердца, с развитием ухудшения сократительной способности миокарда (систолической дисфункции), но без увеличения толщины стенок (гипертрофии миокарда). Причины возникновения и развития данной патологии разнообразны. По сути, это заболевание является синдромом, развивающимся в исходе различных состояний, поражающих миокард. Это весьма распространённое заболевание — его частота достигает 1:2500, это третья по частоте причина сердечной недостаточности. Клиническая картина характеризуется развитием прогрессирующей сердечной недостаточности, нарушений сердечного ритма и проводимости, тромбоэмболий, внезапной смерти. Критерием заболевания считается снижение фракции выброса левого желудочка ниже 45 % и размер полости левого желудочка в диастолу более 6 см. Лечение дилатационной кардиомиопатии стволовыми клетками восстанавливает работу печени, почек, лёгких, освобождая их от застоя крови и жидкостей. Однако в настоящее время вопрос подобной терапии исследован недостаточно, и находится в фазе активных клинических испытаний.

Кардиогенный шок

Кардиогенный шок — крайняя степень левожелудочковой сердечной недостаточности, характеризующаяся резким снижением сократительной способности миокарда (падением ударного и минутного выброса), которое не компенсируется повышением сосудистого сопротивления и приводит к неадекватному кровоснабжению всех органов и тканей, прежде всего — жизненно важных органов. Чаще всего он развивается как осложнение инфаркта миокарда, реже миокардита или отравления кардиотоксическими субстанциями.

Расширение сердца

Оно проявляется расстройством кровообращения вследствие ослабления сердечной мышцы при увеличении объёма полостей сердца и истончении его стенок. Исход заболевания зависит от тяжести процесса, состояния резервных сил больного и своевременности лечебной помощи.

Пересадка сердца

Современная медицинская наука позволяет успешно осуществлять пересадку сердца от донора (находящегося в состоянии клинической смерти) к реципиенту (пациенту, сердце которого предельно изношено или серьёзно повреждено).

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...