Строение сердца человека: камеры, клапаны и сосуды

· M2 Holo Lab · 9 минут чтения

Сердце — мышечный насос размером чуть больше кулака и массой около 200–425 г. Внутри у него четыре камеры и четыре клапана. Правая половина гонит кровь в лёгкие, левая — во всё тело. Ниже — строение сердца по частям, на 3D-модели из 16 частей, которую в M2 можно разобрать руками.

3D-модель сердца человека: синим окрашены отделы с бедной кислородом кровью, красным — с богатой
Модель сердца из 16 частей в M2. Синим окрашены отделы с бедной кислородом кровью, красным — с богатой.

Где находится сердце

Сердце лежит в грудной клетке между лёгкими, за грудиной и немного левее центра. Снаружи его окружает околосердечная сумка — перикард. Стенка сердца состоит из трёх слоёв: внутреннего эндокарда, толстого мышечного миокарда и наружного эпикарда.

Четыре камеры сердца

Верхние камеры — предсердия — принимают кровь. Нижние — желудочки — выталкивают её из сердца. Правую и левую половины разделяет перегородка, поэтому кровь двух половин не смешивается.

Камеры сердца на 3D-модели: правое и левое предсердия, правый и левый желудочки, межжелудочковая перегородка
Четыре камеры и перегородка. Правые отделы на рисунке слева: сердце смотрит на вас, как на рисунке в учебнике.
  • Правое предсердие принимает бедную кислородом кровь из тела по верхней и нижней полым венам. В его стенке лежит синусовый узел — природный «кардиостимулятор», с которого начинается каждый удар.
  • Правый желудочек качает кровь в лёгкие. Давление в лёгочных сосудах низкое, поэтому стенка правого желудочка тоньше, чем у левого: обычно 3–5 мм.
  • Левое предсердие принимает обогащённую кислородом кровь из лёгких по лёгочным венам, обычно их четыре.
  • Левый желудочек — главный насос: выталкивает кровь в аорту и дальше по всему телу. Стенка у него самая толстая в сердце, около 1 см, а давление при сокращении — около 120 мм рт. ст.
  • Межжелудочковая перегородка — мышечная стенка между желудочками. Она не даёт смешиваться крови правой и левой половин и сама участвует в сокращении.

Четыре клапана сердца

Клапаны пропускают кровь только в одну сторону. Два клапана стоят между предсердиями и желудочками, ещё два — на выходе из желудочков.

Клапаны сердца на 3D-модели: трёхстворчатый, митральный, аортальный, клапан лёгочного ствола и сосочковые мышцы
Клапаны лежат почти в одной плоскости, на границе предсердий и желудочков.
КлапанГде стоитСтворки
Трёхстворчатыйправое предсердие → правый желудочек3
Клапан лёгочного стволаправый желудочек → лёгочный ствол3 полулунные
Митральныйлевое предсердие → левый желудочек2
Аортальныйлевый желудочек → аорта3 полулунные

Створки трёхстворчатого и митрального клапанов держат сухожильные хорды — прочные тяжи, которые крепятся к сосочковым мышцам внутри желудочков. Когда желудочек сокращается, сосочковые мышцы натягивают хорды, и створки не выворачивает обратно в предсердие.

Знакомое «тук-тук» — это звук закрывающихся клапанов: сначала захлопываются митральный и трёхстворчатый, затем аортальный и клапан лёгочного ствола.

Крупные сосуды

Сосуды сердца на 3D-модели: аорта, лёгочный ствол, лёгочные вены, верхняя полая вена, коронарные артерии и вены сердца
Крупные сосуды выходят из основания сердца, коронарные лежат на его поверхности.
  • Верхняя и нижняя полые вены приносят в правое предсердие кровь от верхней и нижней частей тела.
  • Лёгочный ствол выходит из правого желудочка и делится на правую и левую лёгочные артерии. У взрослого это единственные артерии, по которым идёт бедная кислородом кровь.
  • Лёгочные вены несут обогащённую кислородом кровь из лёгких в левое предсердие — единственные вены с такой кровью.
  • Аорта выходит из левого желудочка. Это самая крупная артерия тела, около 3 см в диаметре. От её дуги отходят сосуды к голове и рукам, дальше аорта идёт вниз вдоль позвоночника.

Сосуды самого сердца

Сердце питает само себя через коронарные артерии. Они отходят от корня аорты сразу над аортальным клапаном и лежат на поверхности сердца. Левая коронарная артерия делится на переднюю нисходящую и огибающую, правая снабжает правые отделы сердца и заднюю часть перегородки. Закупорка коронарной артерии — главная причина инфаркта.

Отработанную кровь от сердечной мышцы собирают вены сердца. Они сливаются в коронарный синус, а он впадает в правое предсердие.

Путь крови через сердце

  1. Кровь от тела по полым венам приходит в правое предсердие.
  2. Через трёхстворчатый клапан она проходит в правый желудочек.
  3. Правый желудочек выталкивает её через клапан лёгочного ствола в лёгочные артерии.
  4. В лёгких кровь отдаёт углекислый газ и забирает кислород.
  5. По лёгочным венам она возвращается в левое предсердие.
  6. Через митральный клапан кровь проходит в левый желудочек.
  7. Левый желудочек выталкивает её через аортальный клапан в аорту, и дальше она расходится по всему телу.

Обе половины работают одновременно: сначала сокращаются оба предсердия, затем оба желудочка. Поэтому правая половина отправляет кровь в лёгкие ровно тогда, когда левая — в тело.

Как мы собирали эту модель

Модель взята из открытого анатомического атласа HuBMAP. Исходные сетки очень подробные, поэтому для браузера мы их упростили, разделили сердце на 16 частей и сжали, чтобы модель быстро загружалась на обычном ноутбуке. Горизонтальные линии на иллюстрациях — контуры срезов: благодаря им голограмма читается даже там, где части накладываются друг на друга.

Цвета подобраны по крови, а не по учебному атласу: синие отделы несут бедную кислородом кровь, красные — богатую. Так на модели сразу видно, где правая половина сердца, работающая на лёгкие, а где левая, работающая на всё тело.

Не всё получилось с первого раза:

  • Тонкие сосуды. Коронарные артерии и лёгочные вены рукой брались хуже остальных частей: в наших тестах 14 попыток из 16. Поэтому любую часть можно выбрать и из списка.
  • Подписи. Сначала они стояли у всех 16 частей сразу и закрывали само сердце. Теперь подпись появляется только у той части, на которую вы навели руку.
  • Тёмные пятна на Mac. На видеокартах Apple на поверхности частей появлялись тёмные дырки: формула подсветки в редких точках давала «не число». На тестовом компьютере этого видно не было, нашли ошибку по записи экрана с настоящего Mac.

Как изучать строение сердца в 3D

В M2 модель сердца разбирается на 16 частей, сгруппированных так же, как в этой статье: камеры, клапаны, крупные сосуды и сосуды самого сердца. Часть можно вынуть щипком, повернуть в руке и раскрыть на весь экран. В крупном плане модель становится полупрозрачной, и камеру или клапан видно изнутри. У каждой части есть короткая карточка с пояснением.

Модель построена на данных атласа Human Reference Atlas (HuBMAP), созданного по проекту Visible Human Национальной медицинской библиотеки США. Работает в браузере через обычную веб-камеру, без VR-шлема.

Вопросы и ответы

Сколько камер в сердце человека?

Четыре: правое и левое предсердия сверху и правый и левый желудочки снизу. Предсердия принимают кровь, желудочки выталкивают её из сердца.

Сколько клапанов в сердце?

Четыре: трёхстворчатый, клапан лёгочного ствола, митральный и аортальный. Они пропускают кровь только в одну сторону.

Почему стенка левого желудочка толще, чем у правого?

Левый желудочек качает кровь во всё тело и работает под давлением около 120 мм рт. ст., а правый — только в лёгкие, где давление намного ниже. Поэтому стенка левого желудочка около 1 см, а правого — 3–5 мм.

Что питает само сердце?

Коронарные артерии. Они отходят от корня аорты и лежат на поверхности сердца, а отработанную кровь собирают вены сердца и коронарный синус.

Сколько весит сердце человека?

Обычно около 200–425 г, размером оно чуть больше кулака.

Источники

  1. NHLBI (NIH): How the Heart Works
  2. Texas Heart Institute: Heart Anatomy
  3. Cleveland Clinic: Heart
  4. Cleveland Clinic: Heart Valves
  5. Radiopaedia: Chordae tendineae
  6. HuBMAP Human Reference Atlas: 3D Reference Organ Set, doi:10.48539/HBM447.LMKF.747

Иллюстрации отрисованы из модели сердца M2. Факты сверены с источниками ниже. Статья для обучения и не заменяет консультацию врача.