Рассуждение о морфомеханике. 1.2.24 Сердечная мышца

 

1.2.24 Сердечная мышца

Устройство сердечной мышцы принципиально не отличается от скелетной мышечной ткани. Основными гистологическими элементами сердечной мышцы являются кардиомиоциты. Они, будучи соединенные друг с другом вставочными дисками, залегают между элементами рыхлой соединительной ткани. Их сократительный аппарат, аналогичен скелетной мышце и представлен миофибриллами, которые в отличие от других волокнистых структур организма отграничены сарколеммой (Бойчук Н.В. и соавт., 1997).

Сердечная мышечная ткань образует мышечную оболочку сердца – миокард. Наружный его слой состоит из косых пучков, глубокий из пучков, поднимающихся от верхушки сердца к основанию, а средний имеет циркулярную ориентацию. Между предсердиями и желудочками залегает плотная соединительная ткань в виде колец, связанных с клапанами и их сухожильными струнами (Синельников Р.Д., 1973).

Соединительная ткань, формирующая клапанный аппарат, составляет единую структуру с рыхлой соединительной тканью, окружающей кардиомиоциты и участвующей в образовании стенок сосудов, покидающих и впадающих в сердце. Соединительная ткань образует упруго-эластичный скелет сердца. Как в крупных сосудах, так и в сердце встречаются эластические и коллагеновые волокна, первые из них доминируют. Больше всего волокон эластического типа встречается в эндокарде, где они располагаются между гладкомышечными клетками (Гистология..., 1972).

Размеры кардиомиоцитов существенно меньше, клеток скелетных мышц, соответственно и длина их сократительных элементов. Кардиомиоциты объединяются в ветвящиеся цепочки - сердечные «волокна». Другим отличием скелетной мышцы от мышцы сердца является непроизвольность ее сокращения благодаря деятельности автономного источника иннервации – пейсмекера (Хэм А., Кормак Д., 1983).

Насосная функция сердца обеспечивается его сокращением, то есть целенаправленным деформированием, и вызывает движение крови по сосудам. Давление крови, развиваемое в левом желудочке сердца у человека, находящегося в покое, составляет 120 мм рт. ст. и увеличивается при физической нагрузке. Сила сокращения мышцы сердца тесно связана с величиной напряжения в его стенке. Согласно уравнению Лапласа, напряжение прямо пропорционально давлению, а также радиусу полости и обратно пропорционально толщине стенки. Давление крови и, следовательно, напряжение в стенке сердца имеет пульсирующий характер (Циммерман М. и соавт., 1996).

В процессе работы сердца, в цикле сердечных сокращений, структуры, образующие сердце как орган, упруго деформируются. Вследствие периодического сокращения кардиомиоцитов наблюдаются деформации сжатия, растяжения и изгиба элементов сердца. Основная роль в противодействии возникающим потокам внутренних сил, принадлежит соединительнотканным образованиям, как выше было указано, являющихся «скелетом» сердца. Отмечается четкое соответствие строения отдельных элементов сердца тем напряжениям, которые в них действуют. Наличие коллагеновых и эластических волокон в клапанах сердца позволяет им адекватно противостоять циклической деформации изгиба и растяжения. Доминирование коллагеновых волокон в фиброзном кольце и сухожильных струнах как нельзя более всего обеспечивает им способность противостоять растягивающим силам.

Внутренняя оболочка сердца – эндокард, содержит значительное количество эластических волокон, что объясняется периодически наблюдающимся изгибом, растяжением и сжатием данного образования. Эндокард можно рассматривать, как эластический вид мышечной ткани (подробнее см. ниже). Присутствие в нем значительного числа эластических волокон предопределяет высокие эластические свойства стенок сердца. Кроме этого, особенность эластина обеспечивает определенную экономию энергии в фазе систолы, которая отчасти позволяет сократиться стенке сердца за счет ранее растянутых эластических волокон. Снижение прочности стенки сердца, высокая его хрупкость, ранимость связана с деструкцией эластических волокон, которая наблюдается практически во всех тканях у пожилых (эластолиз).

Рыхлая соединительная ткань, окружающая кардиомиоциты миокарда, хорошо приспособлена к восприятию сил сжатия и растяжения, а также многократным деформациям. Примером соответствия ткани воздействующему на нее механическому фактору является кровь, заполняющая полости сердца. Именно жидкое состояние крови в полной мере отвечает требованиям, возлагаемым на ткань контактирующей с элементами, расположенными внутри сердца и его стенками. Сердечные сокращения вызывают многократные циклические деформации крови, которая перемещается, заполняет сложные по форме полости, испытывая периодическое сжатие, смещение слоев, разделение на потоки. Думается, что ни одна другая ткань не способна нормально существовать при подобных нагрузках и циклических деформациях кроме как жидкая.

Сила сокращения сердечной мышцы является для крови внешней силой. Однако она порождается самим организмом, и им регулируема, поэтому до известной степени может считаться внутренней силой живой системы. Как и в случае со скелетными мышцами, мышца сердца способна активно влиять на величины действующих напряжений и направление основных потоков внутренних сил в нем самом, в крови, опосредованно в стенках сосудов, а также в смежных с ними тканей. При этом сердечная мышца, через генерированные ею напряжения, оказывает влияние на строение, форму и функцию смежных с ней тканей и органов.

««назад || СОДЕРЖАНИЕ КНИГИ || вперед»»

                                                                     

Автор:

Архипов С.В. – С.В. Архипов-Балтийский является псевдонимом, который использовался до начала 2006 года с целью более точной дифференцировки на научном поле.

Цитирование:

Архипов-Балтийский СВ. Рассуждение о морфомеханике. Норма. В 2 т. Т. 1. Гл. 1-4. - Испр. и доп. изд. Калининград, 2004. [aleph.rsl.ru]

Архипов-Балтийский СВ. Рассуждение о морфомеханике. Норма. В 2 т. Т. 2. Гл. 5-6. - Испр. и доп. изд. Калининград, 2004. [aleph.rsl.ru]

Примечания:

Первая крупная публикация автора, посвященная морфомеханике живых систем, биомеханике пояса нижних конечностей и связки головки бедра, ligamentum capitis femoris (LCF).

Ключевые слова

ligamentum capitis femoris, ligamentum teres, связка головки бедра, анатомия, морфомеханика, биомеханика

СОДЕРЖАНИЕ РЕСУРСА

Биомеханика и морфомеханика