КРОВЕНОСНАЯ СИСТЕМА
Кровеносной системой называется система сосудов и полостей, по
которым происходит циркуляция крови. Посредством кровеносной системы клетки
и ткани организма снабжаются питательными веществами и кислородом и
освобождаются от продуктов обмена веществ. Поэтому кровеносную систему
иногда называют транспортной, или распределительной, системой.
Сердце и кровеносные сосуды образуют замкнутую систему, по которой
кровь движется благодаря сокращениям сердечной мышцы и миоцитов стенок
сосудов. Кровеносные сосуды представлены артериями, несущими кровь от
сердца, венами, по которым кровь течет к сердцу, и микроциркуляторным
руслом, состоящим из артериол, капилляров, посткопиллярных венул и
артериоловенулярных анастомозов.
По мере отдаления от сердца калибр артерий постепенно уменьшается
вплоть до мельчайших артериол, которые в толще органов переходят в сеть
капилляров. Последние, в свою очередь, продолжаются в мелкие, постепенно
укрупняю
щиеся вены, по которым кровь притекает к сердцу. Кровеносная система
разделена на два круга кровообращения большой и малый. Первый начинается в
левом желудочке и заканчивается в правом предсердии, второй начинается в
правом желудочке и заканчивается в левом предсердии. Кровеносные сосуды
отсутствуют лишь в эпителтальном покрове кожи и слизистых оболочек, в
волосах, ногтях, роговице глаза и суставных хрящах.
Кровеносные сосуды получают свое название от органов, который они
кровоснабжают (почечная артерия, селезеночная вена), места их отхождения от
более крупного сосуда (верхняя брыжеечная артерия, нижняя брыжеечная
артерия), кости, к которой они прилежат (локтевая артерия), направления
(медиальная артерия, окружающая бедро), глубины залегания (поверхностная
или глубокая артерия). Многие мелкие артерии называются ветвями, а вены -
притоками.
В зависимости от области ветвления артерии делятся на париетальные
(пристеночные), кровоснабжающие стенки тела, и висцеральные
(внутренностные), кровоснабжающие внутренние органы. До вступления артерии
в орган она называется органной, войдя в орган - внутриорганной. Последняя
разветвляется в пределах и снабжает его отдельные структурные элементы.
Каждая артерия распадается на более мелкие сосуды. При магистральном
типе ветвления от основного ствола - магистральной артерии, диаметр которой
постепенно уменьшается отходят боковые ветви. При древовидном типе
ветвления артерия сразу же после своего отхождения разделяется на две или
несколько конечных ветвей, напоминая при этом крону дерева.
Кровь, тканевая жидкость и лимфа образуют внутреннюю среду. Она сохраняет относительное постоянство своего состава - физических и химических свойств (гомеостаз), что обеспечивает устойчивость всех функций организма. Сохранение гомеостаза является результатом нервно-гуморальной саморегуляции.Каждая клетка нуждается в постоянном притоке кислорода и питательных веществ, в удалении продуктов обмена веществ. И то и другое происходит через кровь. Клетки организма с кровью непосредственно не соприкасаются, так как кровь движется по сосудам замкнутой кровеносной системы. Каждую клетку омывает жидкость, в которой содержатся необходимые для нее вещества. Это межклеточная или тканевая жидкость.
Между тканевой жидкостью и жидкой частью крови - плазмой через стенки капилляров осуществляется обмен веществ путем диффузии. Лимфа образуется из тканевой жидкости, поступающей в лимфатические капилляры, которые берут начало между клетками тканей и переходят в лимфатические сосуды, впадающие в крупные вены груди. Кровь - жидкая соединительная ткань. Она состоит из жидкой части - плазмы и отдельных форменных элементов: красных кровяных клеток - эритроцитов, белых кровяных клеток - лейкоцитов и кровяных пластинок - тромбоцитов. Форменные элементы крови образуются в кроветворных органах: в красном костном мозге, печени, селезенке, лимфатических узлах. 1 мм куб. крови содержит 4,5-5 млн. эритроцитов, 5-8 тыс. лейкоцитов, 200-400 тыс. тромбоцитов. Клеточный состав крови здорового человека довольно постоянен. Поэтому различные изменения его, наступающие при заболеваниях, могут иметь важное диагностическое значение. При некоторых физиологических состояниях организма качественный и количественный состав крови часто изменяется (беременность, менструация). Однако небольшие колебания происходят в течение дня под влиянием приема пищи, работы и т.п. Чтобы устранить влияние этих факторов, кровь для повторных анализов следует брать в одно и тоже время и при одинаковых условиях.
В организме человека содержится 4,5-6 л крови (1/13 массы его тела).
Плазма составляет 55% объема крови, а форменные элементы - 45%. Красный цвет крови придают эритроциты, содержащие красный дыхательный пигмент - гемоглобин, присоединяющий кислород в легких и отдающий его в тканях. Плазма - бесцветная прозрачная жидкость, состоящая из неорганических и органических веществ (90% вода, 0,9% различные минеральные соли). К органическим веществам плазмы относятся белки - 7%, жиры - 0,7%, 0,1% - глюкоза, гормоны, аминокислоты, продукты обмена веществ. Гомеостаз поддерживается деятельностью органов дыхания, выделения, пищеварения и др., влиянием нервной системы и гормонов. В ответ на воздействия из внешней среды в организме автоматически возникают ответные реакции, препятствующие сильным изменениям внутренней среды.
Жизнедеятельность клеток организма зависит от солевого состава крови. А постоянство солевого состава плазмы обеспечивает нормальное строение и функцию клеток крови. Плазма крови выполняет функции:
1) транспортную;
2) выделительную;
3) защитную;
4) гуморальную.
Кровь, беспрерывно циркулирующая в замкнутой системе кровеносных сосудов, выполняет в организме различные функции:
1) дыхательную - переносит кислород от легких к тканям и углекислый газ от тканей к легким;
2) питательную (транспортную) - доставляет пищевые вещества к клеткам;
3) выделительную - выносит ненужные продукты обмена веществ;
4)терморегуляторную - регулирует температуру тела;
5) защитную - вырабатывает вещества, необходимые для борьбы с микроорганизмами
6) гуморальную - связывает между собой различные органы и системы, перенося вещества, которые в них образуются.
Гемоглобин – основной компонент эритроцитов (красные кровяные тельца крови), представляет собой сложный белок, состоящий из гемма (железосодержащая часть Hb) и глобина (белковая часть Hb). Главная функция гемоглобина состоит в переносе кислорода от легких к тканям, а также в выведении углекислого газа (CO2) из организма и регуляции кислотно-основного состояния (КОС)
Эритроциты - (красные кровяные тельца) – наиболее многочисленные форменные элементы крови, содержащие гемоглобин, транспортирующие кислород и углекислый газ. Образуются из ретикулоцитов по выходе их из костного мозга. Зрелые эритроциты не содержат ядра, имеют форму двояковогнутого диска. Средний срок жизни эритроцитов - 120 дней.
Лейкоциты – это белые клетки крови, отличающиеся от эритроцитов наличием ядра, большими размерами и способностью к амебоидному движению. Последнее делает возможным проникновение лейкоцитов через сосудистую стенку в окружающие ткани, где они выполняют свои функции. Количество лейкоцитов в 1 мм3 периферической крови взрослого человека составляет 6-9 тыс. и подвержено значительным колебаниям в зависимости от времени суток, состояния организма, условий, в которых он пребывает. Размеры различных форм лейкоцитов находятся в пределах от 7 до 15 мкм. Продолжительность пребывания лейкоцитов в сосудистом русле составляет от 3 до 8 суток, после чего они покидают его, переходя в окружающие ткани. Причем лейкоциты лишь транспортируются кровью, а свои основные функции – защитную и трофическую – выполняют в тканях. Трофическая функция лейкоцитов состоит в их способности синтезировать ряд белков, в том числе белков-ферментов, которые используются клетками тканей для строительных (пластических) целей. Кроме того, некоторые белки, выделяющиеся в результате гибели лейкоцитов, также могут служить для осуществления синтетических процессов в других клетках организма.
Защитная функция лейкоцитов заключается в их способности освобождать организм от генетически чужеродных субстанций (вирусов, бактерий, их токсинов, мутантных клеток собственного организма и т.д.), сохраняя и поддерживая генетическое постоянство внутренней среды организма. Защитная функция белых клеток крови может осуществляться либо
Путем фагоцитоза («пожирание» генетически чужеродных структур),
Путем повреждения мембран генетически чужеродных клеток (что обеспечивается Т-лимфоцитами и приводит к гибели чужеродных клеток),
Продукцией антител (веществ белковой природы, которые продуцируются В-лимфоцитами и их потомками – плазматическими клетками и способны специфически взаимодействовать с чужеродными субстанциями (антигенами) и приводить к их элиминации (гибели))
Выработкой ряда веществ (например, интерферона, лизоцима, компонентов системы комплемента), которые способны оказывать неспецифическое противовирусное или противобактериальное действие.
Кровяные пластинки (тромбоциты) представляют собой фрагменты крупных клеток красного костного мозга – мегакариоцитов. Они безъядерны, овально-округлой формы (в неактивном состоянии имеют дисковидную форму, а в активном – шаровидную) и отличаются от других форменных элементов крови самыми малыми размерами (от 0,5 до 4 мкм). Количество кровяных пластинок в 1 мм3 крови составляет 250-450 тыс. Центральная часть кровяных пластинок зернистая (грануломер), а периферическая – не содержит гранул (гиаломер). Они выполняют две функции: трофическую по отношению к клеткам сосудистых стенок (ангиотрофическая функция: в результате разрушения кровяных пластинок выделяются вещества, которые используются клетками для собственных нужд) и участвуют в свертывании крови. Последняя является их основной функцией и определяется способностью тромбоцитов скучиваться и склеиваться в единую массу в месте повреждения сосудистой стенки, образуя тромбоцитарную пробку (тромб), которая временно закупоривает брешь в стенке сосуда. Кроме того, по мнению некоторых исследователей, кровяные пластинки способны фагоцитировать инородные тела из крови и подобно другим форменным элементам – фиксировать на своей поверхности антитела.
Свертывание крови - это защитная реакция организма, направленная на предотвращение потери крови из поврежденных сосудов. Механизм свертывания крови очень сложен. В нем участвуют 13 плазменных факторов, обозначенных римскими цифрами в порядке их хронологического открытия. В случае отсутствия повреждения кровеносных сосудов все факторы свертывания крови находятся в неактивном состоянии.
Сущность
ферментативного процесса свертывания
крови заключается в переходе растворимого
белка плазмы крови фибриногена в
нерастворимый волокнистый фибрин,
образующий основу кровяного сгустка
-тромба. Цепную реакцию свертывания
крови начинает фермент тромбопластин,
высвобождающийся при разрыве тканей,
стенок сосудов, повреждении тромбоцитов
(1-й этап). Совместно с определенными
плазменными факторами и в присутствии
ионов Са2" он превращает неактивный
фермент протромбин, образуемый клетками
печени в присутствии витамина К, в
активный фермент тромбин (2-й этап). На
3-м этапе происходит превращение
фибриногена в фибрин при участии тромбина
и ионов Са2+
По общности некоторых антигенных свойств эритроцитов все люди подразделяются на несколько групп, называемых группами крови. Принадлежность к определённой группе крови является врождённой и не изменяется на протяжении жизни. Наибольшее значение имеет разделение крови на четыре группы по системе «AB0» и на две группы - по системе «резус». Соблюдение совместимости крови именно по этим группам имеет особое значение для безопасного переливания крови. Однако существуют и другие, менее значимые, группы крови. Можно определить вероятность появления у ребёнка той или иной группы крови, зная группы крови его родителей.
Каждому конкретному человеку свойственна одна из четырех возможных групп крови. Каждая группа крови отличается со держанием особых белков в плазме н эритроцитах. В нашей стране население распределяется по группам крови приблизительно так: 1 группа - 35%, 11 - 36%, III - 22%, IV группа - 7%.
Резус-фактор - особый белок, содержащийся в эритроцитах большинства людей. Их относят к группе резус-положительных.Если таким людям переливать кровь человека с отсутствием этого белка (резус-отрицательная группа), то возможны серьезные осложнения. Для их предупреждения дополнительно вводят гамма-глобулин - специальйый белок. Каждому человеку необходимо знать свой резус-фактор и группу крови ипомнить, что они не меняются в течение жизни, это наследственный признак
Сердце – центральный орган кровеносной системы, который представляет собой полый мышечный орган, функционирующий как насос и обеспечивающий движение крови в системе кровообращения. Сердце представляет собой мышечный полый орган конусообразный формы. По отношению к срединной линии человека (линии, делящей тело человека на левую и правую половины) сердце человека располагается несимметрично – около 2/3 - слева от середины линии тела, около 1/3 сердца – справа от срединной линии тела человека. Сердце находится в грудной клетке, заключено в околосердечную сумку – перикард, располагается между правой и левой плевральными полостями, содержащими легкие. Продольная ось сердца идет косо сверху вниз, справа налево и сзади вперед. Положение сердца бывает различным: поперечным, косым или вертикальным. Вертикальное положение сердца чаще всего бывает у людей с узкой и длинной грудной клеткой, поперечное – у людей с широкой и короткой грудной клеткой. Различают основание сердца, направленное кпереди, книзу и влево. В основании сердца находятся предсердия. Из основания сердца выходят: аорта и легочный ствол, в основание сердца входят: верхняя и нижняя полые вены, правые и левые легочные вены. Таким образом сердце фиксировано на перечисленных выше крупных сосудах. Своей задненижней поверхностью сердце прилегает к диафрагме (перемычка между грудной и брюшной полостями), а грудино-реберной поверхностью - обращено к грудине и реберным хрящам. На поверхности сердца различают три борозды – одну венечную; между предсердиями и желудочками и две продольные (передняя и задняя) между желудочками. Длина сердца взрослого человека колеблется от 100 до 150 мм, ширина в основании 80 – 110 мм, переднезаднее расстояние – 60 – 85 мм. Вес сердца в среднем у мужчин составляет 332 г, у женщин – 253 г. У новорожденных вес сердца составляет 18-20г. Сердце состоит из четырех камер: правое предсердие, правый желудочек, левое предсердие, левый желудочек. Предсердия располагаются над желудочками. Полости предсердий отделяются друг от друга межпредсердной перегородкой, а желудочки разделены межжелудочковой перегородкой. Предсердия сообщаются с желудочками посредством отверстий. Правое предсердие имеет емкость у взрослого человека 100 –140 мл, толщину стенок 2-3 мм. Правое предсердие сообщается с правым желудочком посредством правого предсердно-желудочкового отверстия, имеющего трехстворчатый клапан. Сзади в правое предсердие вверху впадает верхняя полая вена, внизу – нижняя полая вена. Устье нижней полой вены ограничено заслонкой. В задне-нижнюю часть правого предсердия впадает венечный синус сердца, имеющий заслонку. Венечный синус сердца собирает венозную кровь из собственных вен сердца. Правый желудочек сердца имеет форму трехгранной пирамиды, обращенной основанием кверху. Емкость правого желудочка у взрослых 150-240 мл, толщина стенок 5-7 мм. Вес правого желудочка 64-74 г. В правом желудочке выделяют две части: собственно желудочек и артериальный конус, расположенный в верхней части левой половины желудочка. Артериальный конус переходит в легочный ствол – крупный венозный сосуд, несущий кровь в легкие. Кровь правого желудочка поступает в легочный ствол через трехстворчатый клапан. Левое предсердие имеет емкость 90-135 мл, толщину стенок 2-3 мм. На задней стенке предсердия расположены устья легочных вен (сосудов, несущих из легких обогащенную кислородом кровь), по два справа и слева. евый желудочек имеет коническую форму; его емкость от 130 до 220 мл; толщина стенки 11 – 14 мм. Вес левого желудочка 130-150 г. В полости левого желудочка имеются два отверстия: предсердно-желудочковое (слева и спереди), снабженное двустворчатым клапаном, и отверстие аорты (главной артерии организма), снабженное трехстворчатым клапаном. В правом и левом желудочках есть многочисленные мышечные выступы в виде перекладин – трабекулы. Работу клапанов регулируют сосочковые мышцы. Стенка сердца состоит из трех слоев: наружного – эпикарда, среднего – миокарда (мышечной слой), и внутреннего – эндокарда. Как правое, так и левое предсердие с боковых сторон имеют небольшие выступающие части – ушки. Источником иннервации сердца является сердечное сплетение - часть общего грудного вегетативного сплетения. В самом сердце много нервных сплетений и нервных узлов, которые регулируют частоту и силу сокращений сердца, работу сердечных клапанов. Кровоснабжение сердца осуществляется двумя артериями: правой венечной и левой венечной, которые являются первыми ветвями аорты. Венечные артерии делятся на более мелкие ветви, которые охватывают сердце. Диаметр устьев правой венечной артерии колеблется от 3,5 до 4,6 мм, левой – от 3,5 до 4,8 мм. Иногда вместо двух венечных артерий может быть одна. Отток крови из вен стенок сердца в основном происходит в венечный синус, впадающий в правое предсердие. Лимфатическая жидкость через лимфатические капилляры оттекает из эндокарда и миокарда в лимфатические узлы, расположенные под эпикардом, а оттуда лимфа поступает в лимфатические сосуды и узлы грудной клетки. Работа сердца как насоса является основным источником механической энергии движения крови в сосудах, благодаря чему поддерживается непрерывность обмена веществ и энергии в организме. Деятельность сердца происходит за счет преобразования химической энергии в механическую энергию сокращения миокарда. Кроме того, миокард обладает свойством возбудимости. Импульсы возбуждения возникают в сердце под влиянием протекающих в нем самом процессов. Это явление получило название автоматии. В сердце существуют центры, которые генерируют импульсы, ведущие к возбуждению миокарда с последующим его сокращением (т.е. осуществляется процесс автоматии с последующим возбуждением миокарда). Такие центры (узлы) обеспечивают ритмичное сокращение в необходимой очередности предсердий и желудочковов сердца. Сокращения обоих предсердий, а затем обоих желудочков осуществляются практически одновременно. Внутри сердца вследствие наличия клапанов кровь движется в одном направлении. В фазе диастолы (расширение полостей сердца, связанное с расслаблением миокарда) кровь поступает из предсердий в желудочки. В фазе систолы (последовательные сокращения миокарда предсердий,а затем желудочков) кровь поступает из правого желудочка в легочный ствол, из левого желудочка – в аорту. В фазе диастолы сердца давление в его камерах близко к нулю; 2/3 объема крови, поступающей в фазе диастолы, притекает из-за положительного давления в венах вне сердца и 1/3 подкачивается в желудочки в фазу систолы предсердий. Предсердия являются резервуаром для притекающей крови; объем предсердий может возрастать, благодаря наличию предсердных ушек. Изменение давления в камерах сердца и отходящих от него сосудах вызывает движение клапанов сердца, перемещение крови. При сокращении правый и левый желудочки изгоняют по 60 – 70 мл крови. По сравнению с другими органами (за исключением коры головного мозга) сердце наиболее интенсивно поглощает кислород. У мужчин размеры сердца на 10 – 15% больше, чем у женщин, а частота сердечных сокращений на 10-15% ниже. Физические нагрузки вызывают увеличение притока крови к сердцу вследствие вытеснения ее из вен конечностей при сокращении мышц и из вен брюшной полости. Этот фактор действует в основном при динамических нагрузках; статические нагрузки несущественно изменяют венозный кровоток. Увеличение притока венозной крови к сердцу приводит к усилению работы сердца. При максимальной физической нагрузке величина энергетических затрат сердца может возрасти в 120 раз по сравнению с состоянием покоя. Длительное воздействие физических нагрузок вызывает увеличение резервных возможностей сердца. Отрицательные эмоции вызывают мобилизацию энергетических ресурсов и увеличивают выброс в кровь адреналина (гормон коры надпочечников) - это приводит к учащению и усилению сердечных сокращений (нормальная частота сердечных сокращений – 68-72 в минуту), что является приспособительной реакцией сердца. На сердце также влияют факторы окружающей среды. Так, в условиях высокогорья, при низком содержании кислорода в воздухе развивается кислородное голодание мышцы сердца с одновременным рефлекторным усилением кровообращения как ответной реакцией на это кислородное голодание. Отрицательное воздействие на деятельность сердца оказывают резкие колебания температуры, шум, ионизирующее излучение, магнитные поля, электромагнитные волны, инфразвук, многие химические вещества (никотин, алкоголь, сероуглерод, металлоорганические соединения, бензол, свинец).
К основным органам кровеносной системы относят сердце и сосуды, по которым течет жидкая ткань, именуемая кровью. Одной из её задач является транспортировать к тканям различные вещества, в которых нуждаются клетки для роста и развития. Также она забирает от них продукты распада и относит к вспомогательным органам кровеносной системы, где они обезвреживаются или выводятся наружу. Это легкие, печень, почки, селезенка. В то время как центральный орган кровеносной системы – это сердце.
Кровь являет собой смесь плазмы (жидкой части) и клеток, большую часть которых вырабатывает красный костный мозг (лейкоцитов, тромбоцитов, эритроцитов). Лейкоциты отвечают за иммунитет человека, тромбоциты принимают участие в процессах свертывания, реагируя на малейшее повреждение тканей. Эритроциты транспортируют к клеткам кислород и выводят наружу углекислый газ. Способности присоединять газы, а также придавать крови красного цвета эритроциты обязаны особой физиологии строения. А именно – сложному белку гемоглобину, в состав которого входит гем.
Плазма, в которой находятся клетки крови, являет собой жидкость желтоватого цвета. В её состав входят белки, гормоны, ферменты, липиды, глюкоза, соли и другие вещества, исполняющие в организме самые разные задачи (их число исчисляется миллиардами). Например, гормоны регулируют работу разных органов, липиды переносят к клеткам холестерин, глюкоза является основным источником энергии в организме.
Если кровь не будет течь по сосудам, человек умрет в ближайшие несколько минут. Объясняется это тем, что все клетки организма, прежде всего – ткани головного мозга, нуждаются в постоянном, непрерывном питании. Поэтому даже замедление кровотока приводит к развитию в организме серьезных патологических последствий.
Движется кровь только по сосудам, которыми пронизан весь организм, и за их пределы не выходит: если это случится, человек может умереть от кровопотери. При этом жидкая ткань мчится по двум замкнутым кругам – малому и большому. Каждый из них начинается в желудочке и завершается в предсердии.
Среди сосудов кровеносной системы различают артерии и вены. Одним из основных различий между кругами кровотока является состав текущей по сосудам жидкой ткани. В артериях, принадлежащим к большому кругу, течет кровь с кислородом и полезными компонентами, в венах – с углекислым газом и продуктами распада. В сосудах малого круга находится субстанция, что нуждается в очистке от углекислоты, мчится по артериям, а насытившаяся кислородом – по венам.
Работа сердечной мышцы
За движение жидкой ткани по сосудам отвечает сердце. Работает оно по принципу насоса: с этой задачей справляется средняя оболочка сердца, именуемая мышцей миокарда.
Сердце человека – это полый мышечный орган, который разделяет на правую и левую части непроницаемая перегородка. Правое предсердие отделено от правого желудочка клапаном. Сюда из вен попадает субстанция, насыщенная углекислотой. Кровь, пройдя через правые полости сердца, попадает в легочную артерию, которая затем разделяется на два более мелких ствола. Отсюда добирается до капилляров, затем – до легочных пузырьков (альвеолам).
Здесь эритроциты расстаются с забранным у клеток углекислым газом, присоединяют к себе кислород. Затем очищенная кровь по одной из четырех вен перетекает к левому предсердию, где завершается малый круг.
Стоит заметить, что физиология желудочка сердца отличается от предсердий более крупными размерами. Это объясняется тем, что предсердия просто собирают кровь, чтобы отправить её в желудочек, а желудочки выталкивают субстанцию в сосуды.
Если человек пребывает в спокойном состоянии, свой путь по малому кругу кровь проходит за пять секунд. Этого времени достаточно, чтобы эритроциты смогли осуществить газообмен и обеспечить кровь необходимым кислородом. Если человек выполняет активные упражнения или находится под эмоциональным напряжением, сердце работает быстрее.
Левый желудочек, с которого берет свое начало большой круг, обладает самыми толстыми стенками в сердце. Во время диастолы (расслабления мышц желудочков и предсердий) кровь заполняет полости сердца.
Затем в период сокращения (систолы) левый желудочек выкидывает в аорту поступившую из предсердия жидкую ткань. Силы, с которой он это делает, достаточно для того, чтобы кровь менее чем за полминуты добралась до самых отдаленных участков организма, передала им питательные компоненты, забрала продукты распада и оказалась в правом предсердии. Учитывая огромную скорость, с которой движется жидкая ткань, становится понятно, почему так опасны сильные повреждения сосудов и почему человек при повреждении крупной вены или артерии очень быстро теряет кровь.
Вены и артерии
Сосуды организма по виду напоминают пронизывающую организм сеть трубок с разным диаметром и толщиной стенок. Кровь, обогащенная кислородом и питательными элементами, под влиянием ритмически сокращающейся сердечной мышцы движется по:
- аорте – самому крупному кровеносному сосуду, диаметр которого равен 2,5 см;
- артериям – в них разветвляется аорта, после чего кровь идет в верхнюю часть тела, вниз, а также уходит по коронарным артериям, которые обслуживают сердце;
- артериолам – они отходят от артерий в разные стороны, характеризуются меньшим диаметром;
- прекапиллярам;
- капиллярам – из прекапилляров кровь переходит в капилляры, через стенки которых полезные компоненты проникают в ткани.
Стоит заметить, что говоря о токе крови, ученые выделяют такой термин, как терминальное (микроциркуляторное) русло. Оно являет собой совокупность сосудов от артериол до венул (мелких вен).
Артерии имеют толстый мышечный слой, их физиология характеризуется эластичностью: это нужно, чтобы выдерживать скорость и сильнейшее давление крови, которая мчится по ним. По мере удаления от сердца и все большему разветвлению артерий, давление уменьшается, и достигает низких значений, когда кровь добирается до капилляров. Низкая скорость в терминальном русле необходима для того, чтобы между кровью и клетками смог произойти обмен. После того как в жидкой ткани оказываются продукты распада, она приобретает более темный тона и переходит из капилляров в посткапилляры, венулы, затем – в вены.
Движется жидкая ткань значительно медленнее, чем по артериям, а физиология строения венозных сосудов несколько отличается. Они имеют очень мягкие эластичные стенки, которые позволяют им растягиваться, больший просвет: вены вмещают около семидесяти процентов от общего количества крови.
В то время как ток артериальной крови зависит от сердечной мышцы, в венах она больше двигается за счет сокращения скелетных мышц, а также дыхания. Помимо этого, на стенках многих вен находятся клапаны: кровь, которая движется к сердцу с нижней части тела, течет вверх. Клапаны не позволяют ей поддаться силе тяжести и не дают возможности двигаться в противоположном от сердца направлении.
Больше всего клапанов находится в венах рук и ног. В тоже время крупные вены, например, полые, воротная, а также те, по которым кровь течет из головного мозга, клапанов не имеют: это нужно, чтобы не допустить застоя жидкой ткани.
Вспомогательные органы
Прежде чем попасть к сердцу, насыщенная продуктами распада кровь, двигаясь по венозному руслу, проходит очистку в печени, селезенке, почках. Это – вспомогательные органы в кровеносной системе.
Почки выводят из крови ненужные вещества (очищают от шлаков, что содержат азоты и других продуктов обмена). Затем они отправляют ненужные организму компоненты наружу по мочевыделительной системе.
Огромная роль в очистке жидкой ткани от вредных веществ принадлежит печени. К ней токсины в составе венозной крови по воротной вене поступают от желудка, кишечника, поджелудочной железы, селезенки, желчного пузыря. Печень яды перерабатывает в безвредные вещества, затем очищенная кровь возвращается в венозное русло.
Если в печени развиваются патологические процессы или в неё поступило слишком много токсинов, за один и даже несколько раз она не справляется с работой. Поэтому в кровяное русло, а затем в сердце кровь попадает неочищенная. Если жидкая ткань оказывается неспособна попасть в печень из-за того, что сосуды в органе оказались перекрыты (например, цирроз), она может обойти этот орган и продолжить свой путь по кровяному руслу неочищенной. Но такая ситуация долго длиться не будет, и человека в ближайшее время ждет смерть.
Печень не только очищает кровь, но и вырабатывает ферменты, которые попадают в кровяное русло и участвуют в различных процессах жизнедеятельности, свертывания. Она контролирует уровень глюкозы, превращая её излишки в гликоген и выступая в качестве депо, охраняя его, а также выполняет огромное количество других функций. Стоит заметить, что в печень впадает и артериальная кровь, которая нужна для нормальной жизнедеятельности органа.
По мере продвижения к сердцу кровь, которая идет от печени, почек, головного мозга, рук и других органов, собирается в вены. В результате возле печени остаются две полые вены, по которым венозная кровь попадает в правое предсердие, желудочек, легкие, где происходит её очистка от углекислоты.
Распространение крови по всему организму человека осуществляется за счет работы сердечно-сосудистой системы. Ее основным органом является сердце. Каждый его удар способствует тому, что кровь двигается и питает все органы и ткани.
Структура системы
В организме выделяют различные виды кровеносных сосудов. У каждого из них свое предназначение. Так, в систему входят артерии, вены и лимфатические сосуды. Первые из них предназначены для того, чтобы кровь, обогащенная питательными веществами, поступала к тканям и органам. Она насыщается углекислым газом и различными продуктами, выделенными в процессе жизнедеятельности клеток, и по венам возвращается обратно к сердцу. Но прежде чем поступить в этот мышечный орган, кровь фильтруется в лимфатических сосудах.
Общая длина системы, состоящей из кровеносных и лимфатических сосудов, в организме взрослого человека составляет порядка 100 тыс. км. А отвечает за ее нормальное функционирование сердце. Именно оно перекачивает каждые сутки около 9,5 тыс. литров крови.
Принцип работы
Кровеносная система предназначена для жизнеобеспечения всего организма. Если нет проблем, то функционирует она следующим образом. Из левой части сердца через крупнейшие артерии выходит обогащенная кислородом кровь. Она разносится по организму ко всем клеточкам через широкие сосуды и мельчайшие капилляры, которые можно разглядеть лишь под микроскопом. Именно кровь она поступает в ткани и органы.
Место, где соединяется артериальная и венозная системы, называется «капиллярное русло». Стенки кровеносных сосудов в нем тонкие, а сами они очень мелкие. Это позволяет в полной мере выделять через них кислород и различные питательные элементы. Отработанная кровь поступает в вены и возвращается по ним к правой стороне сердца. Оттуда она попадает в легкие, где и обогащается вновь кислородом. Проходя через лимфатическую систему, кровь очищается.
Вены разделяются на поверхностные и глубокие. Первые находятся близко к поверхности кожи. По ним кровь поступает в глубокие вены, которые возвращают ее к сердцу.
Регуляция кровеносных сосудов, работы сердца и общего кровотока осуществляется центральной нервной системой и выделяемыми в тканях местными химическими веществами. Это помогает контролировать поток крови через артерии и вены, увеличивая или уменьшая его интенсивность в зависимости от процессов, проходящих в организме. Например, он увеличивается при физических нагрузках и уменьшается при травмах.
Как происходит кровоток
Отработанная «обедненная» кровь по венам поступает в правое предсердие, откуда перетекает в правый желудочек сердца. Мощными движениями эта мышца выталкивает поступившую жидкость в легочный ствол. Он разделяется на две части. Кровеносные сосуды легких предназначены для обогащения крови кислородом и возвращению их в левый желудочек сердца. У каждого человека эта его часть более развита. Ведь именно левый желудочек отвечает за то, как весь организм будет снабжаться кровью. Подсчитано, что нагрузка, которая приходится на него, в 6 раз больше, чем та, которой подвергается правый желудочек.
Кровеносная система включает в себя два круга: малый и большой. Первый из них предназначен для того, чтобы насытить кровь кислородом, а второй - для ее транспортировки по всему оргазму, доставки до каждой клеточки.
Требования к системе кровообращения
Чтобы организм человека нормально функционировал, необходимо соблюдение ряда условий. В первую очередь внимание уделяется состоянию сердечной мышцы. Ведь именно она является тем насосом, который гонит по артериям необходимую биологическую жидкость. Если работа сердца и кровеносных сосудов нарушена, мышца ослаблена, то это может стать причиной периферических отеков.
Немаловажно, чтобы соблюдался перепад областей низкого и высокого давления. Это необходимо для нормального кровотока. Так, например, в области сердца давление ниже, чем на уровне капиллярного русла. Это позволяет соблюдать законы физики. Кровь двигается из зоны более высокого давления в ту область, где оно ниже. Если возникает ряд заболеваний, из-за которых установленный баланс нарушается, то это чревато застоями в венах, отеками.
Выброс крови из нижних конечностей осуществляется благодаря так называемым мышечно-венозным помпам. Так именуют икроножные мышцы. При каждом шаге они сокращаются и выталкивают кровь против природной силы притяжения в сторону правого предсердия. Если это функционирование нарушается, например, в результате травмы и временного обездвиживания ног, то возникает отек, обусловленный уменьшением венозного возврата.
Еще одним важным звеном, отвечающим за то, чтобы кровеносные сосуды человека функционировали нормально, являются венозные клапаны. Они предназначены для того, чтобы поддерживать идущую по ним жидкость до тех пор, пока она не попадет в правое предсердие. Если этот механизм нарушается, а это возможно в результате травм или в связи с износом клапанов, будет наблюдаться патологический сбор крови. В результате это приводит к повышению давления в венах и выдавливанию жидкой части крови в ткани, находящиеся вокруг. Ярким примером нарушения этой функции является варикозное расширение вен на ногах.
Классификация сосудов
Чтобы разобраться, как работает кровеносная система, необходимо понять, как функционирует каждая из ее составляющих. Так, легочные и полые вены, легочный ствол и аорта - это основные пути перемещения необходимой биологической жидкости. А все остальные способны регулировать интенсивность притока и оттока крови к тканям благодаря возможности менять свой просвет.
Все сосуды в организме разделяются на артерии, артериолы, капилляры, венулы, вены. Все они образуют замкнутую соединяющуюся систему и служат единой цели. При этом каждый кровеносный сосуд имеет свое предназначение.
Артерии
Участки, по которым перемещается кровь, разделяют в зависимости от того, в каком направлении она в них движется. Так, все артерии предназначены для переноса крови от сердца по организму. Они бывают эластичного, мышечного и мышечно-эластичного типа.
К первому виду относятся те сосуды, которые непосредственно связаны с сердцем и выходят из его желудочков. Это легочный ствол, легочная и сонная артерии, аорта.
Все указанные сосуды кровеносной системы состоят из эластичных волокон, которые растягиваются. Это происходит при каждом ударе сердца. Как только сокращение желудочка прошло, стенки возвращаются в первоначальный вид. За счет этого поддерживается нормальное давление на протяжении периода, пока сердце опять не заполнится кровью.
Ко всем тканям организма кровь поступает через артерии, которые отходят от аорты и легочного ствола. При этом различные органы нуждаются в разном количестве крови. Значит, артерии должны уметь сужать или расширять свой просвет для того, чтобы жидкость через них проходила лишь в необходимых дозах. Это достигается благодаря тому, что в них работают гладкие мышечные клетки. Такие кровеносные сосуды человека называются распределительными. Их просвет регулируется симпатической нервной системой. К мышечным артериям относят артерию мозга, лучевую, плечевую, подколенную, позвоночную и прочие.
Также выделяют и другие виды кровеносных сосудов. К ним относят мышечно-эластичные или смешанные артерии. Они могут очень хорошо сокращаться, но при этом обладают высокой эластичностью. К такому виду относятся подключичная, бедренная, подвздошная, брыжеечная артерии, чревный ствол. В них присутствуют как эластичные волокна, так и мышечные клетки.
Артериолы и капилляры
По мере движения крови вдоль артерий их просвет уменьшается, а стенки становятся тоньше. Постепенно они переходят в наименьшие капилляры. Участок, где заканчиваются артерии, называют артериолами. Стенки их состоят из трех слоев, но они слабо выражены.
Наиболее тонкими сосудами являются капилляры. В совокупности они представляют собой самую протяженную часть всей системы кровоснабжения. Именно они соединяют между собой венозное и артериальное русла.
Истинным капилляром называют кровеносный сосуд, который образуется в результате разветвления артериол. Они могут образовывать собой петли, сети, которые располагаются в коже или синовиальных сумках, или сосудистые клубочки, находящиеся в почках. Величина их просвета, скорость кровотока в них и форма образуемых сетей зависят от тканей и органов, в которых они находятся. Так, например, в скелетных мышцах, легких и оболочках нервов расположены самые тонкие сосуды - их толщина не превышает 6 мкм. Они образуют лишь плоские сети. В слизистых оболочках и коже они могут достигать 11 мкм. В них сосуды формируют трехмерную сеть. Самые широкие капилляры находятся в кроветворных органах, железах внутренней секреции. Их диаметр в них достигает 30 мкм.
Плотность их размещения также неодинакова. Наибольшая концентрация капилляров отмечается в миокарде и головном мозге, на каждый 1 мм 3 их насчитывается до 3 000. При этом в скелетной мышце их всего лишь до 1000, а в костной ткани и того меньше. Также важно знать, что в активном состоянии в нормальных условиях кровь циркулирует не по всем капиллярам. Около 50% их находятся в неактивном состоянии, их просвет сжат до минимума, по ним проходит лишь плазма.
Венулы и вены
Капилляры, кровь в которые поступает из артериол, объединяются и образуют более крупные сосуды. Их называют посткапиллярные венулы. Диаметр каждого такого сосуда не превышает 30 мкм. В местах перехода образуются складки, которые выполняют те же функции, что и клапаны в венах. Через их стенки могут проходить элементы крови и плазма. Посткапиллярные венулы объединяются и впадают в собирательные. Их толщина составляет до 50 мкм. В их стенках начинают появляться гладкомышечные клетки, но часто они даже не окружают просвет сосуда, зато их наружная оболочка уже четко выражена. Собирательные венулы переходят в мышечные. Диаметр последних часто достигает и 100 мкм. У них уже есть до 2 слоев мышечных клеток.
Кровеносная система устроена таким образом, что число сосудов, отводящих кровь, обычно в два раза превышает количество тех, по которым она поступает в капиллярное русло. При этом жидкость распределена так. В артериях находится до 15% от всего количества крови в организме, в капиллярах до 12%, а в венозной системе 70-80%.
Кстати, жидкость может перетекать из артериол в венулы, не попадая в капиллярное русло через специальные анастомозы, в стенки которых входят мышечные клетки. Они находятся практически во всех органах и предназначены для того, чтобы кровь могла сбрасываться в венозное русло. С их помощью контролируется давление, регулируется переход тканевой жидкости и кровоток через орган.
Вены образуются после слияния венул. Их структура напрямую зависит от месторасположения и диаметра. На количество мышечных клеток влияет место их локализации и то, под влиянием каких факторов в них перемещается жидкость. Вены разделяются на мышечные и волокнистые. К последним можно отнести сосуды сетчатки глаза, селезенки, костей, плаценты, мягких и твердых оболочек мозга. Кровь, циркулирующая в верхней части туловища, передвигается в основном под силой тяжести, а также под влиянием присасывающего действия во время вдоха полости груди.
Вены нижних конечностей отличаются. Каждый кровеносный сосуд ног должен противостоять давлению, который создается столбом жидкости. И если глубокие вены способны поддерживать свою структуру благодаря давлению окружающих мышц, то поверхностным приходится сложнее. У них хорошо развит мышечный слой, а их стенки существенно толще.
Также характерным отличием вен является наличие клапанов, которые препятствуют обратному оттоку крови под влиянием силы тяжести. Правда, их нет в тех сосудах, которые находятся в голове, мозгу, шее и внутренних органах. Также они отсутствуют в полых и мелких венах.
Функции кровеносных сосудов различаются в зависимости от их предназначения. Так, вены, например, служат не только для перемещения жидкости в область сердца. Они также предназначены для резервирования ее в отдельных участках. Вены задействуется в случае, когда организм напряженно трудится и нуждается в увеличении объема циркулирующей крови.
Структура стенок артерий
Каждый кровеносный сосуд состоит из нескольких слоев. Их толщина и плотность зависят исключительно от того, к какому виду вен или артерий они относятся. Также это влияет на их состав.
Так, например, эластичные артерии содержат большое количество волокон, которые обеспечивают растяжение и упругость стенок. Внутренняя оболочка каждого такого кровеносного сосуда, которую называют интимой, составляет около 20% от общей толщины. Она выстлана эндотелием, а под ним находится рыхлая соединительная ткань, межклеточное вещество, макрофаги, мышечные клетки. Наружный слой интимы ограничен внутренней эластичной мембраной.
Средний слой таких артерий состоит из эластических мембран, с возрастом они утолщаются, их количество увеличивается. Между ними находятся гладкомышечные клетки, которые продуцируют межклеточное вещество, коллаген, эластин.
Наружная оболочка эластических артерий образована волокнистой и рыхлой соединительной тканью, продольно в ней расположены эластические и коллагеновые волокна. В ней же находятся мелкие сосуды и нервные стволы. Они отвечают за питание внешней и средней оболочек. Именно наружная часть предохраняет артерии от разрывов и перерастяжений.
Ненамного отличается строение кровеносных сосудов, которые называют мышечными артериями. Они также состоят из трех слоев. Внутренняя оболочка выстлана эндотелием, в ней находится внутренняя мембрана и соединительная рыхлая ткань. В мелких артериях этот слой развит слабо. Соединительная ткань содержит эластичные и коллагеновые волокна, они в ней расположены продольно.
Средний слой образован гладкомышечными клетками. Именно они отвечают за сокращение всего сосуда и за проталкивание крови в капилляры. Гладкомышечные клетки соединяются с межклеточным веществом и эластичными волокнами. Слой окружен своеобразной эластической мембраной. Волокна, расположенные в мышечном слое, соединяются с наружной и внутренней оболочками слоя. Они как бы образуют эластичный каркас, который не дает артерии слипаться. А мышечные клетки отвечают за регуляцию толщины просвета сосуда.
Наружный слой состоит из рыхлой соединительной ткани, в которой находятся коллагеновые и эластичные волокна, они в ней расположены косо и продольно. В нем же проходят нервы, лимфатические и кровеносные сосуды.
Строение кровеносных сосудов смешанного типа является промежуточным звеном между мышечными и эластичными артериями.
Артериолы также состоят из трех слоев. Но выражены они достаточно слабо. Внутренняя оболочка - это эндотелий, прослойка соединительной ткани и эластичной мембраны. Средний слой состоит из 1 или 2 слоев мышечных клеток, которые расположены спирально.
Структура вен
Для того чтобы сердце и кровеносные сосуды, называемые артериями, функционировали, необходимо, чтобы кровь могла обратно подниматься наверх, минуя силу притяжения. Для этих целей предназначены венулы и вены, имеющие особое строение. Состоят эти сосуды из трех слоев, также как и артерии, хотя они намного тоньше.
Внутренняя оболочка вен содержит эндотелий, в ней также есть слабо развитая эластическая мембрана и соединительная ткань. Средний слой является мышечным, он развит слабо, эластичные волокна в нем практически отсутствуют. Кстати, именно из-за этого, разрезанная вена всегда спадается. Самой толстой является наружная оболочка. Она состоит из соединительной ткани, в ней находится большое количество коллагеновых клеток. Также в некоторых венах в ней находятся гладкомышечные клетки. Именно они способствуют проталкиванию крови в сторону сердца и препятствуют ее обратному току. Во внешнем слое также содержатся лимфатические капилляры.
Сердечно-сосудистая система – основная транспортная система человеческого организма. Она обеспечивает все процессы метаболизма в организме человека и является компонентом различных функциональных систем, определяющих гомеостаз.
Система кровообращения включает:
1. Кровеносную систему (сердце, сосуды).
2. Систему крови (кровь и форменные элементы).
3. Лимфатическую систему (лимфатические узлы и их протоки).
Основой кровообращения является сердечная деятельность . Сосуды, отводящие кровь от сердца, называют артериями , а доставляющие ее к сердцу – венами . Сердечно-сосудистая система обеспечивает движение крови по артериям и венам и осуществляет кровоснабжение всех органов и тканей, доставляя к ним кислород и питательные вещества и выводя продукты обмена. Она относится к системам замкнутого типа, то есть артерии и вены в ней соединены между собой капиллярами. Кровь никогда не покидает сосуды и сердце, только плазма частично просачивается сквозь стенки капилляров и омывает ткани, а затем возвращается в кровяное русло.
Сердце – полый мышечный орган размером примерно с кулак человека. Сердце разделено на правую и левую части, каждая из которых имеет две камеры: предсердие (для сбора крови) и желудочек с впускным и выпускным клапанами для предотвращения обратного тока крови. Из левого предсердия кровь попадает в левый желудочек через двухстворчатый клапан, из правого предсердия в правый желудочек - через трёхстворчатый . Стенки и перегородки сердца представляют собой мышечную ткань сложного слоистого строения.
Внутренний слой называется эндокардом , средний - миокардом , наружный - эпикардом . Снаружи сердце покрыто перикардом - околосердечной сумкой. Перикард заполнен жидкостью и выполняет защитную функцию.
Сердце обладает уникальным свойством самовозбуждения, то есть импульсы к сокращению зарождаются в нем самом.
Коронарные артерии и вены снабжают саму сердечную мышцу (миокард) кислородом и питательными веществами. Это питание для сердца, которое выполняет такую важную и большую работу. Различают большой и малый (легочный) круг кровообращения.
Большой круг кровообращения начинается от левого желудочка, при сокращении которого кровь выплескивается в аорту (самую крупную артерию) через полулунный клапан. От аорты по более мелким артериям кровь разноситься по телу. В капиллярах тканей происходит газообмен. Затем кровь собирается в вены и возвращается в сердце. Через верхнюю и нижнюю полые вены она попадает в правый желудочек.
Малый круг кровообращения начинается от правого желудочка. Он служит для питания сердца, обогащения крови кислородом. По легочным артериям (легочной ствол) кровь движется в легкие. В капиллярах происходит газообмен, после чего кровь собирается в легочные вены и попадает в левый желудочек.
Свойство автоматизма обеспечивает проводящая система сердца, расположенная в толще миокарда. Она способна генерировать собственные и проводить поступающие из нервной системы электрические импульсы, вызывающие возбуждение и сокращение миокарда. Участок сердца в стенке правого предсердия, где возникают импульсы, вызывающие ритмические сокращения сердца, называют синусовым узлом . Тем не менее, сердце связано с центральной нервной системой нервными волокнами, оно иннервируется более чем двадцатью нервами.
Нервы выполняют функцию регуляции сердечной деятельности, которая служит еще одним примером поддержания постоянства внутренней среды (гомеостаза ). Сердечная деятельность регулируется нервной системой – одни нервы увеличивают частоту и силу сердечных сокращений, а другие – уменьшают.
Импульсы по этим нервам поступают на синусовый узел, заставляя его работать сильнее или слабее. Если перерезать оба нерва, сердце все равно будет сокращаться, но с постоянной скоростью, так как перестанет приспосабливаться к потребностям организма. Эти нервы, усиливающие или ослабляющие сердечную деятельность, составляют часть вегетативной (или автономной) нервной системы, которая регулирует непроизвольные функции организма. Примером такой регуляции является реакция на внезапный испуг – вы чувствуете, что сердце “замирает”. Это приспособительная реакция ухода от опасности.
Нервные центры, регулирующие деятельность сердца, находятся в продолговатом мозге. В эти центры поступают импульсы, сигнализирующие о потребностях тех или иных органов в притоке крови. В ответ на эти импульсы продолговатый мозг посылает сердцу сигналы: усилить или ослабить сердечную деятельность. Потребность органов в притоке крови регистрируется двумя типами рецепторов – рецепторами растяжения (барорецепторами) и хеморецепторами. Барорецепторы реагируют на изменение кровяного давления – повышение давления стимулирует эти рецепторы и заставляет посылать в нервный центр импульсы, активирующие тормозящий центр. При понижении давления, наоборот, активируется усиливающий центр, сила и частота сердечных сокращений увеличиваются и кровяное давление повышается. Хеморецепторы “чувствуют” изменения концентрации кислорода и углекислого газа в крови. Например, при резком увеличении концентрации углекислого газа или понижении концентрации кислорода эти рецепторы тотчас же сигнализируют об этом, заставляя нервный центр стимулировать сердечную деятельность. Сердце начинает работать более интенсивно, количество крови, протекающей через легкие, увеличивается и газообмен улучшается. Таким образом, перед нами пример саморегулирующейся системы.
Не только нервная система влияет на работу сердца. На функции сердца влияют и гормоны , выделяемые в кровь надпочечниками. Например, адреналин усиливает сердцебиение, другой гормон, ацетилхолин , наоборот, угнетает сердечную деятельность.
Теперь, наверное, вам не составит труда понять, почему, если резко встать из лежачего положения, может даже наступить кратковременная потеря сознания. В вертикальном положении кровь, питающая мозг, движется против силы тяжести, поэтому сердце вынуждено приспосабливаться к этой нагрузке. В лежачем положении голова ненамного выше сердца, и такой нагрузки не требуется, поэтому барорецепторы дают сигналы ослабить частоту и силу сердечных сокращений. Если же неожиданно встать, то барорецепторы не успевают сразу отреагировать, и на какой-то момент произойдет отток крови от мозга и, как следствие, головокружение, а то и помутнение сознания. Как только по команде барорецепторов темп сердечных сокращений ускорится, кровоснабжение мозга окажется нормальным, и неприятные ощущения исчезнут.
Сердечный цикл . Работа сердца совершается циклически. Перед началом цикла предсердия и желудочки находятся в расслабленном состоянии (так называемая фаза общего расслабления сердца) и наполнены кровью. Началом цикла считают момент возбуждения в синусовом узле, в результате которого начинают сокращаться предсердия, и в желудочки попадает дополнительное количество крови. Затем предсердия расслабляются, а желудочки начинают сокращаться, выталкивая кровь в отводящие сосуды (легочную артерию, несущую кровь в легкие, и аорту, доставляющую кровь в остальные органы). Фаза сокращения желудочков с изгнанием из них крови называется систолой сердца . После периода изгнания желудочки расслабляются, и наступает фаза общего расслабления – диастола сердца . С каждым сокращением сердца у взрослого человека (в состоянии покоя) в аорту и легочный ствол выбрасывается 50-70 мл крови, в минуту – 4-5 л. При большом физическом напряжении минутный объем может достигать 30-40 л.
Стенки кровеносных сосудов очень эластичны и способны растягиваться и сужаться в зависимости от давления крови в них. Мышечные элементы стенки кровеносных сосудов всегда находятся в определенном напряжении, которое называют тонусом. Тонус сосудов, а также сила и частота сердечных сокращений обеспечивают в кровяном русле давление, необходимое для доставки крови во все участки тела. Этот тонус, так же как интенсивность сердечной деятельности, поддерживается с помощью вегетативной нервной системы. В зависимости от потребностей организма парасимпатический отдел, где основным посредником (медиатором ) является ацетилхолин, расширяет кровеносные сосуды и замедляет сокращения сердца, а симпатический (посредник – норадреналин) – наоборот, суживает сосуды и ускоряет работу сердца.
Во время диастолы полости желудочков и предсердий вновь заполняются кровью, одновременно происходит восстановление энергетических ресурсов в клетках миокарда за счет сложных биохимических процессов, в том числе за счет синтеза аденозинтрифосфата. Затем цикл повторяется. Этот процесс фиксируется при измерении артериального давления – верхний предел, регистрируемый в систоле, называют систолическим , а нижний (в диастоле) – диастолическим давлением.
Измерение артериального давления (АД) является одним из методов, позволяющим контролировать работу и функционирование сердечно-сосудистой системы.
1. Диастолическое АД – это давление крови на стенки сосудов во время диастолы.(60-90)
2. Систолическое АД – это давление крови на стенки сосудов во время систолы(90-140).
Пульс - толчкообразные колебания стенок артерий, связанные с сердечными циклами. Частота пульса измеряется в количестве ударов в минуту и у здорового человека составляет от 60 до 100 ударов в минуту, у натренированных людей и спортсменов - от 40 до 60.
Систолический объём сердца - это объём кровотока за одну систолу, количество крови перекачиваемой желудочком сердца за одну систолу.
Минутный объем сердца - это общее кол-во крови, выбрасываемое сердцем за 1 мин.
Система крови и лимфатическая система. Внутренняя среда организма представлена тканевой жидкостью, лимфой и кровью, состав и свойства которых теснейшим образом связаны между собой. Через сосудистую стенку в кровоток транспортируются гормоны и различные биологически активные соединения.
Основной составной частью тканевой жидкости, лимфы и крови является вода. В организме человека вода составляет 75% от массы тела. Для человека массой тела 70 кг тканевая жидкость и лимфа составляют до 30% (20-21 л), внутриклеточная жидкость - 40% (27-29 л) и плазма - около 5% (2,8-3,0 л).
Между кровью и тканевой жидкостью происходят постоянный обмен веществ и транспорт воды, несущей растворенные в ней продукты обмена, гормоны, газы, биологически активные вещества. Следовательно, внутренняя среда организма представляет собой единую систему гуморального транспорта, включающую общее кровообращение и движение в последовательной цепи: кровь - тканевая жидкость - ткань (клетка) - тканевая жидкость - лимфа - кровь.
В систему крови входят кровь, органы кроветворения и кроверазрушения, а также аппарат регуляции. Кровь как ткань обладает следующими особенностями: 1) все ее составные части образуются за пределами сосудистого русла; 2) межклеточное вещество ткани является жидким; 3) основная часть крови находится в постоянном движении.
Кровь состоит из жидкой части - плазмы и форменных элементов - эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов . У взрослого человека форменные элементы крови составляют около 40-48%, а плазма - 52-60%. Это соотношение получило название гематокритного числа.
Лимфатическая система - часть сосудистой системы у человека, дополняющая сердечно-сосудистую систему. Она играет важную роль в обмене веществ и очищении клеток и тканей организма. В отличие от кровеносной системы, лимфатическая система млекопитающих незамкнутая и не имеет центрального насоса. Лимфа, циркулирующая в ней, движется медленно и под небольшим давлением.
В структуру лимфатической системы входят: лимфатические капилляры, лимфатические сосуды, лимфатические узлы, лимфатические стволы и протоки.
Начало лимфатической системы составляют лимфатические капилляры , дренирующие все тканевые пространства и сливающиеся в более крупные сосуды. По ходу лимфатических сосудов располагаются лимфатические узлы , при прохождении которых изменяется состав лимфы и она обогащается лимфоцитами . Свойства лимфы, во многом определяются органом, от которого она оттекает. После приема пищи состав лимфы резко изменяется, так как в нее всасываются жиры, углеводы и даже белки.
Лимфатическая система – это один из главных стражей следящих за чистотой организма. Малые лимфатические сосуды находящиеся близко от артерий и вен, собирают лимфу (избыточную жидкость) из тканей. Лимфатические капилляры устроены таким образом, что лимфа забирает большие молекулы и частицы, например, бактерии, которые не могут проникнуть в кровеносные сосуды. Лимфатические сосуды соединяясь образуют лимфоузлы. Лимфоузлы человека обезвреживают все бактерии и токсические продукты до того, как они попадут в кровь.
Лимфатическая система человека имеет на своем пути клапаны, которые обеспечивают лимфообращение только в одном направлении.
Лимфатическая система человека входит в состав иммунной системы и служит для защиты организма от микробов, бактерий, вирусов. Загрязненная лимфатическая система человека может привести к большим проблемам. Так как все системы организма связаны, загрязненность органов и крови отразится на лимфе. Поэтому, прежде чем начинать чистить лимфатическую систему, необходимо очистить кишечник и печень.
Сердечно-сосудистая система человека настолько сложна, что одно только схематичное описание функциональных особенностей всех её составляющих – тема для нескольких научных трактатов. В этом материале предложены сжатые сведения о строении и функциях сердца человека, дающие возможность получить общее представление о том, насколько незаменим этот орган.
Физиология и анатомия сердечно-сосудистой системы человека
Анатомически сердечносо-судистая система человека состоит из сердца, артерий, капилляров, вен и выполняет три основные функции:
- транспортировку питательных веществ, газов, гормонов и продуктов метаболизма к клеткам и из клеток;
- регуляцию температуры тела;
- защиту от вторгающихся микроорганизмов и чужеродных клеток.
Эти функции сердечно-сосудистой системы человека непосредственно выполняются жидкостями, циркулирующими в системе, - кровью и лимфой. (Лимфа - прозрачная водянистая жидкость, содержащая белые клетки крови и находящаяся в лимфатических сосудах.)
Физиология сердечно-сосудистой системы человека образована двумя родственными структурами:
- Первая структура сердечон-сосудистой системы человека включает : сердце, артерии, капилляры и вены, которые обеспечивают замкнутый круговорот крови.
- Вторая структура сердечно-сосудистой системы состоит из: сети капилляров и протоков, впадающих в венозную систему.
Строение, работа и функции сердца человека
Сердце - это мышечный орган, нагнетающий кровь через систему полостей (камер) и клапанов в распределительную сеть, называемую системой кровообращения.
Начать рассказ о строении и работе сердца следует с определения его месторасположения. У человека сердце расположено вблизи центра грудной полости. Оно состоит в основном из прочной эластичной ткани - сердечной мышцы (миокарда), которая на протяжении всей жизни ритмически сокращается, посылая кровь через артерии и капилляры к тканям организма. Говоря о строении и функциях сердечно-сосудистой системы человека, стоит отметить, что основным показателем работы сердца является то количество крови, которое оно должно перекачивать за 1 минуту. При каждом сокращении сердце выбрасывает около 60-75 мл крови, а за минуту (при средней частоте сокращений 70 в минуту) -4-5 л, т. е. 300 л в час, 7200 л в сутки.
Помимо того что работа сердца и кругов кровообращения поддерживает устойчивый, нормальный кровоток, этот орган быстро приспосабливается и адаптируется к постоянно меняющимся потребностям организма. К примеру, в состоянии активности сердце нагнетает больше крови и меньше - в состоянии покоя. Когда взрослый человек находится в состоянии покоя, сердце совершает от 60 до 80 сокращений в минуту.
При физической нагрузке, в момент стресса или возбуждения ритм и частота сердечных сокращений может возрастать до 200 ударов в минуту. Без системы органов кровообращения человека функционирование организма невозможно, и сердце как его «мотор» представляет собой жизненно важный орган.
При остановке или резком ослаблении ритма сердечных сокращений смерть наступает уже через несколько минут.
Сердечено-сосудистая система органов кровообращения человека: из чего состоит сердце
Итак, из чего состоит сердце человека и что такое сердцебиение?
В строение сердца человека входит несколько структур: стенок, перегородок, клапанов, проводящей системы и системы кровоснабжения. Оно разделяется перегородками на четыре камеры, которые заполняются кровью не одновременно. Две нижние толстостенные камеры в строении сердечно сосудистой системы человека - желудочки - играют роль нагнетающего насоса. Они получают кровь из верхних камер и, сокращаясь, направляют ее в артерии. Сокращения предсердий и желудочков и создают то, что называют сердцебиениями.
Сокращение левого и правого предсердий
Две верхние камеры - предсердия. Это тонкостенные резервуары, которые легко растягиваются, вмещая в интервалах между сокращениями поступающую из вен кровь. Стенки и перегородки составляют мышечную основу четырех камер сердца. Мышцы камер расположены таким образом, что при их сокращении кровь буквально выбрасывается из сердца. Притекающая венозная кровь поступает в правое предсердие сердца, проходит через трехстворчатый клапан в правый желудочек, откуда попадает в легочную артерию, пройдя через ее полулунные клапаны, и далее в легкие. Таким образом, правая часть сердца получает кровь от тела и прокачивает ее в легкие.
Кровь в сердечно-сосудистой системе организма человека, возвращающаяся из легких, поступает в левое предсердие сердца, проходит через двухстворчатый, или митральный, клапан и попадает в левый желудочек, из которого проталкивается в аорту, прижимая к ее стенке аортальные полулунные клапаны. Таким образом, левая часть сердца получает кровь из легких и прокачивает ее в тело.
Сердечно-сосудистая система человека включает клапаны сердца и легочный ствол
Клапаны представляют собой соединительнотканные складки, которые допускают ток крови только в одном направлении. Четыре сердечных клапана (трехстворчатый, легочный, двухстворчатый, или митральный, и аортальный) выполняют роль «дверцы» между камерами, открывающейся в одну сторону. Работа сердечных клапанов способствуют продвижению крови вперед и препятствуют ее движению в обратном направлении. Трехстворчатый клапан расположен между правым предсердием и правым желудочком. Само название этого клапана в анатомии сердечно-сосудистой системы человека говорит о его строении. При открытии этого клапана сердца человека кровь переходит из правого предсердия в правый желудочек. Он предотвращает обратный ток крови в предсердие, закрываясь во время сокращения желудочка. При закрытом трехстворчатом клапане кровь в правом желудочке находит выход только в легочный ствол.
Легочный ствол делится на левую и правую легочные артерии, которые идут соответственно в левое и правое легкое. Вход в легочный ствол закрывается легочным клапаном. Этот орган сердечно-сосудистой системы человека состоит из трех створок, которые открыты при сокращении правого желудочка сердца и закрыты в момент его расслабления. Анатомо-физиологические особенности сердечно-сосудистой системы человека таковы, что легочный клапан позволяет крови попадать из правого желудочка в легочные артерии, но предотвращает обратный ток крови из легочных артерий в правый желудочек.
Работа двустворчатого сердечного клапана при сокращении предсердия и желудочков
Двухстворчатый, или митральный, клапан регулирует ток крови из левого предсердия в левый желудочек. Как и трехстворчатый клапан, он закрывается в момент сокращения левого желудочка. Аортальный клапан состоит из трех створок и закрывает собой вход в аорту. Этот клапан пропускает кровь из левого желудочка в момент его сокращения и препятствует обратному току крови из аорты в левый желудочек в момент расслабления последнего. Лепестки здорового клапана представляют собой тонкую, гибкую ткань совершенной формы. Они открываются и закрываются, когда сердце сокращается или расслабляется.
В случае дефекта (порока) клапанов, ведущего к их неполному смыканию, возникает обратный ток некоторого количества крови через поврежденный клапан при каждом мышечном сокращении. Эти дефекты могут быть как врожденными, так и приобретенными. Наиболее подвержены изменениям митральные клапаны.
Левый и правый отделы сердца (состоящие из предсердия и желудочка каждый) изолированы друг от друга. Правый отдел получает бедную кислородом кровь, оттекающую от тканей организма, и направляет ее в легкие. Левый отдел получает насыщенную кислородом кровь из легких и направляет ее к тканям всего тела.
Левый желудочек намного толще и массивнее других камер сердца, поскольку выполняет самую тяжелую работу - нагнетание крови в большой круг кровообращения: обычно толщина его стенок немногим меньше 1,5 см.
Сердце окружено околосердечной сумкой (перикардом), содержащей перикардиальную жидкость. Эта сумка позволяет сердцу свободно сокращаться и расширяться. Перикард прочен, он состоит из соединительной ткани и имеет двухслойную структуру. Перикардиальная жидкость содержится между слоями перикарда и, действуя как смазка, позволяет им свободно скользить друг по другу при расширении и сокращении сердца.
Цикл сердечных сокращений: фазы, ритм и частота
Сердце имеет строго определенную последовательность сокращения (систолы) и расслабления (диастолы), называемую сердечным циклом. Поскольку длительность систолы и диастолы одинакова, половину времени цикла сердце находится в расслабленном состоянии.
Сердечная деятельность регулируется тремя факторами:
- сердцу присуща способность к спонтанным ритмическим сокращениям (так называемый автоматизм);
- частота сердечных сокращений определяется главным образом иннервирующей сердце вегетативной нервной системой;
- гармоничное сокращение предсердий и желудочков координируется проводящей системой, состоящей из многочисленных нервных и мышечных волокон и расположенной в стенках сердца.
Выполнение сердцем функций по «сбору» и перекачиванию крови зависит от ритма движения крошечных импульсов, поступающих из верхней камеры сердца в нижнюю. Эти импульсы распространяются по проводящей системе сердца, которая задает необходимую частоту, равномерность и синхронность сокращений предсердий и желудочков в соответствии с потребностями организма.
Последовательность сокращений камер сердца называют сердечным циклом. За время цикла каждая из четырех камер проходит такую фазу сердечного цикла, как сокращение (систола), и фазу расслабления (диастолы).
Первыми происходит сокращение предсердий: вначале правое, почти сразу же за ним левое. Эти сокращения обеспечивают быстрое заполнение кровью расслабленных желудочков. Затем сокращаются желудочки, с силой выталкивающие содержащуюся в них кровь. В это время предсердия расслабляются и заполняются кровью из вен.
Одна из наиболее характерных особенностей сердечно-сосудистой системы человека - способность сердца к регулярным спонтанным сокращениям, не требующим внешнего пускового механизма типа нервной стимуляции.
Сердечная мышца приводится в движение электрическими импульсами, возникающими в самом сердце. Их источником служит небольшая группа специфических мышечных клеток в стенке правого предсердия. Они образуют поверхностную структуру длиной примерно 15 мм, которая носит название синоатриального, или синусного, узла. Он не только инициирует сердцебиения, но и определяет их исходную частоту, сохраняющуюся постоянной в отсутствие химических или нервных воздействий. Это анатомическое образование контролирует и регулирует сердечный ритм в соответствии с активностью организма, временем суток и многими другими факторами, влияющими на человека. В естественном состоянии ритма сердца возникают электрические импульсы, которые проходят через предсердия, заставляя их сокращаться, к предсердно-желудочковому узлу, расположенному на границе предсердий и желудочков.
Затем возбуждение по проводящим тканям распространяется в желудочках, вызывая их сокращение. После этого сердце отдыхает до следующего импульса, с которого начинается новый цикл. Возникающие в водителе ритма импульсы волнообразно распространяются по мышечным стенкам обоих предсердий, вызывая их практически одновременное сокращение. Эти импульсы могут распространяться только по мышцам. Поэтому в центральной части сердца между предсердиями и желудочками находится мышечный пучок, так называемая атриовентрикулярная проводящая система. Ее начальная часть, в которую поступает импульс, называется АВ-узлом. По нему импульс распространяется очень медленно, так что между возникновением импульса в синусном узле и его распространением по желудочкам проходит около 0,2 секунды. Именно эта задержка и позволяет крови поступать из предсердий в желудочки, пока последние остаются еще расслабленными. Из АВ-узла импульс быстро распространяется вниз по проводящим волокнам, образующим, так называемый пучок Гиса.
Правильность работы сердца, его ритм можно проверить, положив руку на сердце или измерив, пульс.
Показатели работы сердца: частота и сила сердечных сокращений
Регуляция сердечных сокращений . Сердце взрослого человека обычно сокращается с частотой 60-90 раз в минуту. У детей частота и сила сердечных сокращений выше : у младенцев - примерно 120, а у детей до 12 лет- 100 ударов в минуту. Это лишь средние показатели работы сердца, и в зависимости от условий (например, от физической или психоэмоциональной нагрузки и пр.) цикл сердечных сокращений может очень быстро меняться.
Сердце обильно снабжено нервами, регулирующими частоту его сокращений. Регуляция сердечных сокращений при сильных эмоциях, например возбуждении или страхе, усиливается, так как увеличивается поступление в сердце импульсов, идущих из мозга.
Важную роль в работе сердца играют и физиологические изменения.
Так, возрастание концентрации углекислоты в крови, наряду со снижением содержания кислорода, вызывает мощную стимуляцию сердца.
Переполнение кровью (сильное растяжение) определенных участков сосудистого русла оказывает противоположное действие, что приводит к замедлению сердцебиений. Физические нагрузки тоже повышают частоту сердечных сокращений вплоть до 200 в минуту и более. Ряд факторов влияют на работу сердца непосредственно, без участия нервной системы. Например, повышение температуры тела ускоряет ритм сердечных сокращений, а снижение замедляет его.
Некоторые гормоны, такие как адреналин и тироксин, тоже оказывают прямой эффект и, поступая в сердце с кровью, увеличивают частоту сердцебиений. Регуляция силы и частоты сердечных сокращений - очень сложный процесс, в котором взаимодействуют многочисленные факторы. Одни влияют на сердце прямо, другие действуют опосредованно - через различные уровни центральной нервной системы. Мозг обеспечивает координацию этих влияний на работу сердца с функциональным состоянием остальных отделов системы.
Работа сердца и круги кровообращения
Кровеносная система человека, кроме сердца, включает в себя разнообразные кровеносные сосуды:
- Сосуды представляют собой систему полых эластичных трубок различного строения, диаметра и механических свойств, заполненных кровью. В зависимости от направления движения крови сосуды делятся на артерии, по которым кровь отводится от сердца и поступает к органам, и вены - сосуды, кровь в которых течет по направлению к сердцу.
- Между артериями и венами находится микроциркуляторное русло, формирующее периферическую часть сердечнососудистой системы. Микроциркуляторное русло представляет собой систему мелких сосудов, включающую артериолы, капилляры, венулы.
- Артериолы и венулы представляют собой мелкие разветвления соответственно артерий и вен. Приближаясь к сердцу, вены снова сливаются, образуя более крупные сосуды. Артерии имеют большой диаметр и толстые эластичные стенки, выдерживающие очень высокое давление крови. В отличие от артерий вены имеют более тонкие стенки, которые содержат меньше мышечной и эластичной ткани.
- Капилляры - это самые мелкие кровеносные сосуды, которые соединяют артериолы с венулами. Благодаря очень тонкой стенке капилляров в них происходит обмен питательными и другими веществами (такими, как кислород и углекислый газ) между кровью и клетками различных тканей. В зависимости от потребности в кислороде и других питательных веществах разные ткани имеют разное количество капилляров.
Такие ткани, как мышцы, потребляют большое количество кислорода и поэтому имеют густую сеть капилляров. С другой стороны, ткани с медленным обменом веществ (такие, как эпидермис и роговица) вообще не содержат капилляров. Человек и все позвоночные животные имеют замкнутую кровеносную систему.
Сердечнососудистая система человека образует два соединенных последовательно круга кровообращения: большой и малый.
Большой круг кровообращения обеспечивает кровью все органы и ткани. Он начинается в левом желудочке, откуда выходит аорта, а заканчивается в правом предсердии, куда впадают полые вены.
Малый круг кровообращения ограничен циркуляцией крови в легких, здесь происходит обогащение крови кислородом и выведение углекислого газа. Он начинается правым желудочком, из которого выходит легочный ствол, а заканчивается левым предсердием, в которое впадают легочные вены.
Органы сердечно сосудистой системы человека и кровоснабжение сердца
Сердце имеет и собственное кровоснабжение: особые ветви аорты (коронарные артерии) снабжают его насыщенной кислородом кровью.
Хотя через камеры сердца проходит огромное количество крови, само сердце ничего не извлекает из нее для «собственного питания». Потребности сердца и кругов кровообращения обеспечиваются коронарными артериями - специальной системой сосудов, по которым сердечная мышца непосредственно получает примерно 10% всей прокачиваемой ею крови.
Состояние коронарных артерий имеет важнейшее значение для нормальной работы сердца и его кровоснабжения: в них нередко развивается процесс постепенного сужения (стеноз), который при перенапряжении вызывает загрудинные боли и приводит к сердечному приступу.
Две коронарные артерии, диаметром 0,3-0,6 см каждая, представляют собой первые ответвления аорты, отходящие от нее примерно на 1 см выше аортального клапана.
Левая коронарная артерия почти сразу же делится на две крупные ветви, одна из которых (передняя нисходящая ветвь) проходит по передней поверхности сердца к его верхушке.
Вторая ветвь (огибающая) располагается в желобке между левым предсердием и левым желудочком. Вместе с правой коронарной артерией, лежащей в желобке между правым предсердием и правым желудочком, она, как корона, огибает сердце. Отсюда и название - «коронарные».
От крупных коронарных сосудов сердечно-сосудистой системы человека отходят меньшие веточки, которые проникают в толщу сердечной мышцы, снабжая ее питательными веществами и кислородом.
При повышении давления в коронарных артериях и увеличении работы сердца кровоток в коронарных артериях возрастает. Недостаток кислорода также приводит к резкому возрастанию коронарного кровотока.
Артериальное давление поддерживается ритмичными сокращениями сердца, которое исполняет роль насоса, накачивающего кровь в сосуды большого круга кровообращения. Стенки некоторых сосудов (так называемые резистивные сосуды - артериолы и прекапилляры) снабжены мышечными структурами, которые могут сокращаться и, следовательно, суживать просвет сосуда. Это создает сопротивление току крови в ткани, и она скапливается в общем кровотоке, повышая системное давление.
Роль сердца в формировании определяется, таким образом, количеством крови, которое оно выбрасывает в сосудистое русло в единицу времени. Это количество определяют термином «сердечный выброс», или «минутный объем сердца». Роль резистивных сосудов определяют как общее периферическое сопротивление, которое зависит главным образом от радиуса просвета сосудов (а именно артериол), т. е. от степени их сужения, а также от длины сосудов и вязкости крови.
При увеличении количества крови, выбрасываемого сердцем в сосудистое русло, давление увеличивается. Чтобы сохранить адекватный уровень артериального давления, происходит расслабление гладкой мускулатуры резистивных сосудов, их просвет увеличивается (т. е. уменьшается общее периферическое сопротивление), кровь идет в периферические ткани, а системное артериальное давление снижается. И, наоборот, при повышении общего периферического сопротивления происходит снижение минутного объема.
