Основная статья: Тело человека
Появление сердца
Основная статья: Беременность и роды
Примерно на 23-й день беременности у будущего малыша начинает работать сердце.
На этом сроке беременности, сердце эмбриона немного меньше рисового зернышка.
Как устроено сердце
Две половины и четыре отдела
Сердце человека - четырёхкамерное. Оно разделено сплошной перегородкой на две части – правую и левую (в правой половине сердца течёт венозная кровь, в левой — артериальная).
Сильнее и крупнее из них левая, так как она отвечает за циркуляцию крови по всему организму.
В правой половине органа кровь перемещается по малому кругу, то есть от легких и обратно.
Правая и левая половины сердца разделены неполной перегородкой на два сообщающихся отдела: верхний отдел – предсердия (правое и левое предсердия) и нижний отдел – желудочки (правый и левый желудочки). Обзор российского рынка банковской цифровизации: импортозамещение, искусственный интеллект и собственные экосистемы 6.8 т
На видео ниже мы наблюдаем через МРТ работу сердца.
Две камеры, которые на видео расположены слева внизу, — это предсердия, собирающие кровь от всего тела (правое предсердие) и от лёгких (левое предсердие). Накопив пришедшую кровь, предсердия сокращаются, при этом открываются клапаны, и кровь поступает в две другие камеры — желудочки, они видны правее и выше. Затем наступает фаза сокращения желудочков. Закрытые клапаны не пропускают кровь обратно в предсердия, и она изливается в артерии — сосуды, отходящие от сердца (их в этом ракурсе не видно).
После этого наступает полное расслабление сердца, оно «отдыхает». Клапаны в основании артерий не дают крови идти обратно. Но отдых недолог — нужно снова приниматься за работу и осуществлять очередное сокращение. Глядя на это видео, врач может сказать, нет ли у пациента врожденных пороков или других заболеваний сердца.
Клапаны сердца
Ниже представлена анимация, иллюстрирующая внутреннее строение сердца, а именно двустворчатый (митральный клапан) в левой части сердца и аортальный (полулунный) клапан.
Также можно заметить синусы Вальсальвы — находятся за пазухами аорты, сразу за полулунными створками, из них начинается русло правой и левой венечных артерий (кровоснабжение сердца).
Наглядная визуализация работы сердечного клапана.
Отверстия между предсердиями и желудочками закрываются створчатыми клапанами, которые сухожильными нитями прикреплены к стенкам сердца.
Так выглядят сухожильные нити, которые отвечают за движения створок сердечных клапанов.
Именно сердечные клапаны обеспечивают полноценную пропускную способность сердца. За 24 часа им приходится открываться и закрываться около 100 000 раз.
Между левым предсердием и левым желудочком находится двустворчатый (митральный) клапан, между правым предсердием и правым желудочком расположен трёхстворчатый клапан.
Масса сердца 200-400 грамм
Масса сердца колеблется в пределах 200—400 г. по объему сердце сопоставимо с кулаком (750 см3).
Внутрисердечная нервная система: как управляется сердце
Основная статья: Внутрисердечная нервная система
Хотя сердце в первую очередь контролируется мозгом и вегетативной нервной системой, у него также есть собственный мини-"мозг", называемый внутрисердечной нервной системой. Она контролирует внешние вегетативные сигналы и поддерживает полноценную работу сердца в любых ситуациях. Подробнее здесь.
3D-модель «мозга» сердца, созданная исследователями из Университета Томаса Джефферсона
Собственная электрическая система
Человеческое сердце, извлеченное из грудной клетки, на самом деле способно в течение короткого периода времени биться, поскольку оно обладает своей собственной электрической системой и будет продолжать получать необходимые элементы из окружающего воздуха.
Сердцебиение
Сердце среднестатистического человека бьется с частотой 72 ударов за минуту. Таким образом, за 65 лет жизни сердце способно сократиться 2,5 млрд раз.
Максимальная частота сердечных сокращений у здорового тренированного человека при очень интенсивной физической нагрузке может достигать 220 ударов в минуту. С возрастом это число снижается.
При некоторых аритмиях пульс может достигать и 250 ударов в минуту, но это небезопасно. При заболеваниях сердца и 120 ударов в минуту могут иметь негативные последствия.
Для сравнения заметим, что сердце мыши бьется с частотой 500 ударов в минуту, а у слона эта величина — всего 25 ударов в минуту.
У человеческого сердца нет лимита на число сокращений за всю жизнь. Однако есть исследования, которые говорят, что живут дольше те, у кого пульс реже.
Как и всем мышцам, сердцу иногда нужно расслабиться. В работе сердца существуют мгновения передышки – тогда оно «молчит» между сокращениями. За время жизни сердце «отдыхает» примерно два десятка лет.
После каждого удара сердце на мгновение останавливается и наполняется кровью. Коронарные артерии, располагающиеся на наружной поверхности сердца, служат для того, чтобы сама сердечная мышца получала кровь (и кислород), пока ждёт следующего сокращения.
Перекачивание от 6 до 30 литров крови в минуту
Сердце является мощным насосом, перекачивающим кровь через артерии и вены. Объем крови, перекачиваемый сердцем за одну минуту, составляет 6 л (со скоростью кровотока 2 км/ч, то есть путь крови от руки до языка занимает 15 секунд, от одной кисти до другой — 13 секунд и от бедра до стопы — 2 секунды), но может достигать и 30 л/мин, если сердце переполняется кровью, например, когда человек находится в состоянии возбуждения или выполняет большую физическую нагрузку.
В состоянии покоя сердце перекачивает 360 л крови в час, 8640 л за сутки (то есть 15 т), 3 153 600 л за год. На протяжении жизни сердце мужчины пропускает через себя 224 миллиона литров крови, а сердце женщины — 249 миллионов, а это эквивалентно количеству воды, вытекаемой из Сены за 10 минут.
Человеческое сердце создает давление, которого достаточно, чтобы кровь брызнула на семь с половиной метров вперед.
Поэтому понятно, почему так легко почувствовать сердцебиение. Чтобы кровь проходила по всему организму быстро, необходимо большое давление, которое возникает в результате сильных сокращений стен желудочков, толкающих кровь.
Расход энергии
Сердце вырабатывает энергию в размере 1-5 Вт; за жизнь это около 0,7 МВт.
Как сохранить здоровье сердца
Как считают специалисты, сердце обладает такой высокой надежностью и большим запасом прочности, которой вполне достаточно на жизнь в течении 150 лет.
Сердечно-сосудистые заболевания
Основная статья: Сердечно-сосудистые заболевания
Диагностика сердечных заболеваний
Основная статья:Диагностика сердечных заболеваний
Болезни сердца
2022: Искусственные подсластители повышают риск сердечно-сосудистых заболеваний на 9%
11 сентября 2022 года было опубликовано исследование, согласно которому существует прямая корреляция между высоким потреблением искусственных подсластителей и повышением общего риска развития сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ), включая кардиометаболические нарушения. Подробнее здесь.
2020: Рост смертности от сердечно-сосудистых заболеваний в России на 11,6%, до 97,3 тыс. человек
В 2020 году от болезней систем кровообращения (БСК) в России скончались 97,3 тыс. человек, что на 11,6% больше, чем годом ранее. Такие данные в июне 2021-го обнародовал Росстат. Подробнее здесь.
2019: В России 841 тыс человек скончались от болезней сердца и сосудов
Операции на сердце
Основная статья: Операции на сердце
Рынок сердечных имплантатов
Искусственное сердце
Искусственные клапаны сердца
Основная статья: Искусственные клапаны сердца
2024: Компания представила искусственное сердце, которое пульсирует как настоящее
В начале ноября 2024 года американская компания SynCardia анонсировала технологию полностью имплантируемого искусственного сердца под названием Emperor. Подробнее здесь.
2023
В ИТМО открыли мобильную лабораторию для создания искусственного сердца
В ИТМО создали первую в России мобильную лабораторию-куб для работы с клетками. В ней будут выращивать клеточные культуры, создавать базы данных и проводить передовые исследования в области тканевой инженерии с помощью искусственного интеллекта. В перспективе ученые ИТМО планируют выращивать клетки миокарда, чтобы создать полноценное искусственное сердце. Об этом 19 июля 2023 года сообщили представители ИТМО. Подробнее здесь.
Разработчик искусственного сердца BiVacor привлек $18 млн инвестиций
29 марта 2023 года компания BiVacor, разработчик искусственного сердца, сообщила о привлечении инвестиций в размере $18 млн. Деньги будут направлены на финансирование продолжающихся исследований и разработок, а также на организацию комплексных испытаний продуктов. Кроме того, планируются кадровые изменения — будут приняты новые специалисты на ключевые руководящие должности. Подробнее здесь.
2022: В Москве разработали кабель для искусственного сердца
В конце марта 2022 года стало известно о создании в России специального кабеля, предназначенного для работы мобильного искусственного сердца. Это разработка инженеров НПП «Спецкабель», сообщает пресс-служба столичного департамента инвестиционной и промышленной политики. Подробнее Кабель для искусственного сердца.
2021
Проведение первой операции по имплантации искусственного сердца
В конце июля 2021 года компания Carmat представила полностью искусственное сердце Aeson, предназначенное для лечения людей с терминальной стадией бивентрикулярной сердечной недостаточности. Подробнее здесь.
Анонс Corvion LVAD - левожелудочкового аппарата вспомогательного кровообращения с беспроводной зарядкой
В середине февраля 2021 года компания Corvion представила левожелудочковый аппарат вспомогательного кровообращения (LVAD) с беспроводной зарядкой, который предназначен для пациентов с тяжелой сердечной недостаточностью, ожидающих трансплантации сердца. Эти устройства также могут использоваться в краткосрочной перспективе для поддержки пациентов, которые перенесли кардиологическую операцию. Подробнее здесь.
2020
Разрешение на продажу искусственного сердца Carmat
В конце декабря 2020 года французская компания Carmat получила разрешение на продажу в Европе первого в мире полностью искусственного сердца. Подробнее здесь.
Печать сердца на биопринтере. Видео
2019: Полностью мягкое сердце напечатано на 3D принтере
Одна из проблем искусственного сердца заключается в том, что металлические и пластиковые механизмы очень трудно интегрировать с тканью, так как они могут повредить её или кровь из-за неестественного стиля движений.
В мае 2019 г сердце было создано с использованием 3D-принтера, благодаря чему исследователи смогли сделать сложную внутреннюю структуру, в то же время используя мягкие и гибкие материалы. Весь искусственный орган — это единый "моноблок", поэтому учёным не приходится беспокоиться, как различные внутренние механизмы сочетаются друг с другом (за исключением входных и выходных портов, через которые кровь будет приходить и уходить).
В тестах искусственный орган показал себя неплохо, но учёные отметили одну важную деталь: пока что такое сердце не может стать человеческим имплантом. Дело в том, что нынешние материалы выдерживают всего несколько тысяч ударов (этого хватит примерно на полчаса работы). Однако в планах исследователей подобрать те материалы, которые прослужат гораздо дольше.
Цифровые двойники сердца
Остановка и массаж сердца
2023: Разработан первый российский роботизированный комплекс для непрямого массажа сердца
Официально представлен первый российский роботизированный комплекс для непрямого массажа сердца. Речь идет об устройстве под названием «КардиоРобот», который при поддержке Минпромторга РФ разработало НПП «Алмаз» холдинга «Росэлектроника». Подробнее здесь.
Кардиодефибрилляторы
Основная статья: Кардиодефибрилляторы
Кардиодефибрилляторы - устройства, которые восстанавливают нормальное сердцебиение пациента, посылая в сердце небольшой электрический импульс или электрический разряд.
Как делать массаж сердца детям
У детей массаж сердца следует проводить одной рукой, а у детей грудного возраста — кончиками двух пальцев с частотой 100-120 нажатий в минуту. Точка приложения пальцев у детей до 1 года — на ширину одного пальца ниже линии сосков.
2021: В России создают «кардиороботов» для массажа сердца за ₽329 млн
В декабре 2021 года стало известно о том, что НПП «Алмаз» (входит в холдинг «Росэлектроника» госкорпорации «Ростех») занялся разработкой «Кардиороботов», а затем будет производить их. Речь идет об автоматизированных устройствах для непрямого массажа сердца при проведении реанимации. Подробнее здесь.
2019: Механическое устройство для компрессии грудной клетки
LUCAS 2 - механическое устройство, которое в 2019 г помогает персоналу скорой помощи, парамедикам, врачам и медсестрам выполнять непрерывные и эффективные компрессии грудной клетки у пациентов с остановкой сердца, при их эвакуации и транспортировке.
1987: 4 часа - самая долгая остановка сердца
На 4 ч остановилось сердце у рыбака Яна Эгиля Ревсдала, после того как в декабре 1987г. он упал за борт у берегов Норвегии в районе Бергена и температура его тела понизилась до 24 °С. Он поправился после подключения к аппарату искусственного кровообращения в больнице Хеукеланда.
Книга рекордов Гиннеса 1998 года.
История
1852
Один из первых медицинских приборов для лечения сердечно-сосудистых заболеваний, 1852 г.
380 млн л.н.: Самое старое сердце в мире
В середине сентября 2022 года ученые из Университета Кертина обнаружили прекрасно сохранившееся сердце вместе с окаменелыми желудком в Западной Австралии, а также кишечником и печенью у древней рыбы. Сердцу 380 млн лет и это рекорд, а сама находка поможет в изучении эволюции челюстных позвоночных. Ученые отметили, что мягкие ткани древних видов редко сохраняются.
Согласно исследованию, опубликованному в журнале Science, расположение органов в теле артродиров, вымершего класса панцирных рыб, процветавших в девонский период с 419,2 млн лет назад до 358,9 млн лет назад, сходно с анатомией современных акул, что дает новые эволюционные подсказки.
Самое старое сердце в мире
Ученые из Университета Кертина обнаружили прекрасно сохранившееся сердце
Исключительным в находке рыб является то, что их мягкие ткани сохранились в трех измерениях. В большинстве случаев мягкие ткани сохраняются в расплющенных окаменелостях, где мягкая анатомия представляет собой не более чем пятно на камне.
Исследователи использовали нейтронные пучки и синхротронное рентгеновское излучение для сканирования образцов, все еще находящихся в известняковых конкрециях, и построили трехмерные изображения мягких тканей внутри них на основе различной плотности минералов, отложенных бактериями и окружающей горной породой.
|
| Как палеонтолог, изучающий окаменелости более 20 лет, я была действительно поражена, обнаружив трехмерное и прекрасно сохранившееся сердце у 380 млн предка! Впервые мы можем увидеть все органы вместе у примитивной челюстной рыбы, и мы были особенно удивлены, узнав, что они не так уж сильно отличаются от нас, - сказала ведущий исследователь и профессор палеонтологии Университета в Австралии Кейт Тринайстик (Kate Trinajstic).
|
|
Полученные результаты впервые демонстрируют 3D-модель сложного S-образного сердца артродира, состоящего из двух камер, причем меньшая камера расположена сверху. Эти особенности считаются передовыми для столь ранних позвоночных, предлагая уникальное окно в то, как область головы и шеи начала изменяться для размещения челюстей, что является критическим этапом в эволюции человеческого тела.
Печень была большой и позволяла рыбам сохранять плавучесть, как у современных акул. Однако ученые указывает на одно критическое отличие. У некоторых современных костных рыб, таких как лунгфиш и бересклет, есть легкие, которые развились из плавательных пузырей, но исследователи не нашли никаких доказательств наличия легких у вымерших панцирных рыб. Это позволяет предположить, что современные легкие развились независимо у костистых рыб в более позднее время.[1]
Примечания