Сердце, центральный орган кровеносной системы животных и человека, нагнетающий кровь в артериальную систему и обеспечивающий движение её по сосудам. Сердце, представляет собой приблизительно конусообразной формы полый орган с хорошо развитым слоем мышц, или миокардом, и клапанами. Масса и размеры сердца увеличиваются при некоторых заболеваниях (пороки сердца), а также у людей, длительное время занимающихся напряженным физическим трудом или спортом. Требования, предъявленные организмом к системе кровообращения, существенно варьируют, поэтому деятельность сердца должна изменяться в широких пределах. Так, минутный объем сердца человека в покое (количество крови выбрасываемое желудочком за 1 минуту) составляет около 5 л, а при тяжелой физической нагрузке возрастает почти до 30 л. Оптимальная адаптация сердца возможна лишь в том случае, если все его функции (распространение возбуждения, сокращение, деятельность клапанов, коронарное кровообращение и т. д.) изменяются в строгом соответствии друг с другом. Малейшие отклонения от нормы могут привести к серьезным нарушениям сердечной деятельности. Задача сердца — создать и поддерживать постоянную разность давления крови в артериях и венах, что обеспечивает движение крови. На протяжении жизни изменяются величина, вес, форма и положение сердца, существенно изменяются кровоснабжение сердечной мышцы и функции сердца. Немалое влияние на состояние сердца оказывает возраст. Так известно, что формирование сердца идёт до 20 лет, инволюция сердца начинается уже с 30–40 лет. В пожилом возрасте происходит повышение доли соединительной ткани в эпикарде и других оболочках, снижение мышечной ткани. Ишемическая болезнь сердца — одно из самых распространенных патологическое состояние, характеризующееся абсолютным или относительным нарушением кровоснабжения миокарда вследствие поражения коронарных артерий. Инфаркт — омертвление (некроз) органа вследствие острого недостатка кровоснабжения. После инфаркта лейкоциты убирают клетки, на месте которых в последствие образуется рубец из коллагена. Выжившие кардиомиоциты, пытаясь компенсировать погибшие кардиомиоциты увеличиваются в размере (становятся гипертрофированными).
Актуальность работы заключалась в выяснении возрастных особенностей сердца, которые важно учитывать при выборе нагрузки. Знание о строение сердца и его функциях обуславливается тем, что каждым годом увеличивается число людей, страдающих заболеванием сердца.
Целью исследования было: изучение строения миокарда; выяснение функциональных особенностей миокарда в норме и при инфаркте; исследование процесса старения миокарда; освоение навыков работы со световым микроскопом, ознакомление с работой электронного микроскопа.
Методы исследования: анализ литературы по данному вопросу; работа с микропрепаратами на световом микроскопе; наблюдение за ходом работы на электронном микроскопе. Известно, что стенки сердца состоят из трёх слоёв. Эндокард — внутренний слой, соприкасающийся с кровью. Производными эндокарда являются клапаны сердца и сухожильные нити, тянущиеся от стенок желудочков сердца к предсердно-желудочковым клапанам. Эндокард облегчает скольжение крови и ограничивает сердечную мышцу. Средний слой, самый толстый слой стенки сердца — Миокард. Наружный слой, или Эпикард, — серозная оболочка, покрывающая снаружи миокард. Является внутренним листком Перикарда (мешок из соединительной ткани, покрытый серозной оболочкой), уменьшает трение сокращающегося и расслабляющегося сердца о перикард. Миокард — средний, самый толстый слой сердца. Образован особыми мышечными клетками (Кардиомиоцитами). Именно благодаря кардиомиоцитам сокращается сердечная мышца. Они лежат параллельно друг другу и соединены конец в конец посредством вставочного диска, тем самым образуют длинные мышечные волокна. Ядра кардиомиоцитов обычно овальные, ориентированы вдоль длинной оси клетки. В цитоплазме каждого кардиомиоцита находится около сотни Миофибрилл. Каждая миофибрилла состоит из саркомеров. При анализе свето-микроскопических препаратов миокарды можно исследовать общую морфологию клеток, расположение ядер, но поперечная исчерченность миофибрилл видна не всегда и не при всех окрасках. Для того, чтобы детальнее рассмотреть эти структуры миокарда обычного светового микроскопа недостаточно, для этого используют электронный микроскоп, увеличение которого достигает 1 млн. раз. Саркомер: светлые I-диски (из белка Актина) и темных А-дисков (из белка Миозина); Н-зона (пространство между актинами); белок CapZ (белок, ч помощью которого крепится актин); Z-диск (стенка саркомера); М-линия (место соединения миозинов). Чередование светлых и тёмных дисков придаёт поперечную исчерченность мышечному волокну. Мышцы с таким строением получили название поперечнополосатые. Движение актина относительно миозина приводит к сокращению или расслаблению мышечного волокна. Обеспечение этих процессов осуществляет множество крупных митохондрий, располагающихся вокруг миофибрилл. Кроме сократительных кардиомиоцитов, в миокарде имеются мышечные клетки, основная задача которых — проведение электрических импульсов. Эти клетки содержат меньше сократительных белков и имеют больший диаметр, чем кардиомиоциты.
В ходе работы были изучены: секреторные кардиомиоциты, которые находятся только в предсердиях, в основном в правом, и выделяют различные гормоны в кровь; гормон, снижающий артериальное давление — предсердный натриуретический фактор, или пептид; проводящие кардиомиоциты, которые содержат мало миофибрилл. Их функция — провести электрический импульс к рабочим кардиомиоцитам.
Рис.1. Миокард левого желудочка сердца под световым микроскопом.
Изменения миокарда с возрастом у крыс (кардиомиоцит левого желудочка) (Фото с электронного микроскопа)
Рис.2. Кардиомиоцит молодой крысы. Рис.3. Кардиомиоцит старой крысы (темные пятна на снимке — гранулы пигмента старения — липофусцина.
Таким образом, в ходе работы было изучено строение миокарда млекопитающих методами световой и электронной микроскопии; описаны разные типы кардиомиоцитов в норме, описаны изменения структуры миокарда при инфаркте; показаны внутриклеточные проявления процесса старения кардиомиоцитов миокарда.
Литература:
- Е. Я. Парнес «Норма и патология в человеческом организме: кровеносная система» Москва, 2004
- Е. А. Шубникова, Н. А. Юрина, Н. Б. Гусев О. П. Балезина, Г. Б. Большакова «МЫШЕЧНЫЕ ТКАНИ» Москва, «Медицина», 2001
- В. А. Фуралев «Мышцы», Москва «Аверно» 2002.
