Строение сердечно – сосудистой системы и ее функции – это ключевые знания, которые необходимы персональному тренеру для построения грамотного тренировочного процесса для подопечных, на основе адекватных их уровню подготовки нагрузок. Прежде, чем приступить к построению тренировочных программ, необходимо понять принцип работы этой системы, каким образом кровь перекачивается по организму, какими путями это происходит и что влияет на пропускную способность ее сосудов.
Сердечно – сосудистая система нужна организму для переноса питательных веществ и компонентов, а также для ликвидации продуктов обмена из тканей, поддержания постоянства внутренней среды организма, оптимальной для его функционирования. Сердце является ее основным компонентом, который выступает в роли насоса, перекачивающего кровь по организму. В то же время сердце является лишь частью целостной системы кровообращения организма, которая сначала гонит кровь от сердца к органам, а затем от них обратно к сердцу. Также мы рассмотрим отдельно артериальную и отдельно венозную системы кровообращения человека.
Строение и функции сердца человека
Сердце представляет собой своеобразный насос, состоящий из двух желудочков, которые взаимосвязаны между собой и в то же время независимы друг от друга. Правый желудочек гонит кровь через легкие, левый желудочек гонит ее через весь остальной организм. Каждая половина сердца имеет две камеры: предсердие и желудочек. Их вы можете видеть на изображении ниже. Правое и левое предсердия выступают в роли резервуаров, из которых кровь попадает непосредственно в желудочки. Оба желудочка в момент сокращения сердца выталкивают кровь и прогоняют ее по системе легочных, а также периферических сосудов.
Строение сердца человека: 1-легочный ствол; 2-клапан легочной артерии; 3-верхняя полая вена; 4-правая легочная артерия; 5-правая легочная вена; 6-правое предсердие; 7-трикуспидальный клапан; 8-правый желудочек; 9-нижняя полая вена; 10-нисходящая аорта; 11-дуга аорты; 12-левая легочная артерия; 13-левая легочная вена; 14-левое предсердие; 15-аортальный клапан; 16-митральный клапан; 17-левый желудочек; 18-межжелудочковая перегородка.
Строение и функции кровеносной системы
Кровообращение всего тела, как центральное (сердце и легкие), так и периферическое (все остальное тело) формирует целостную закрытую систему, разделенную на два контура. Первый контур прогоняет кровь от сердца и носит название артериальной системы кровообращения, второй контур возвращает кровь к сердцу и носит название венозной системы кровообращения. Кровь, возвращающаяся от периферии к сердцу, изначально попадает к правому предсердию посредством верхней и нижней полых вен. Из правого предсердия кровь перетекает в правый желудочек, и посредством легочной артерии поступает к легким. После того, как в легких произойдет обмен кислорода с углекислым газом, кровь через легочные вены возвращается к сердцу, попадая сначала в левое предсердие, после в левый желудочек и затем только по новой в артериальную систему кровоснабжения.
Строение кровеносной системы человека: 1-верхняя полая вена; 2-сосуды идущие к легким; 3-аорта; 4-нижняя полая вена; 5-печеночная вена; 6-воротная вена; 7-легочная вена; 8-верхняя полая вена; 9-нижняя полая вена; 10-сосуды внутренних органов; 11-сосуды конечностей; 12-сосуды головы; 13-легочная артерия; 14-сердце.
I-малый круг кровообращения; II-большой круг кровообращения; III-сосуды идущие к голове и рукам; IV-сосуды идущие к внутренним органам; V-сосуды идущие к ногам
Строение и функции артериальной системы человека
Функции артерий заключаются в транспортировке крови, которая выбрасывается сердцем при его сокращении. Поскольку выброс этот происходит под довольно высоким давлением, природа снабдила артерии прочными и упругими мышечными стенками. Более мелкие артерии, которые называются артериолами, предназначены для контроля объема циркуляции кровообращения и выполняют роль сосудов, по которым кровь попадает непосредственно в ткани. Артериолы имеют ключевое значение в регуляции кровотока в капиллярах. Они также защищены упругими мышечными стенками, которые дают возможность сосудам либо по мере надобности перекрывать их просвет, либо значительно расширять его. Это дает возможность изменять и контролировать кровообращение внутри капиллярной системы в зависимости от потребностей конкретных тканей.
Строение артериальной системы человека: 1-плечеголовый ствол; 2-подключичная артерия; 3-дуга аорты; 4-подмышечная артерия; 5-внутренняя грудная артерия; 6-нисходящий отдел аорты; 7-внутренняя грудная артерия; 8-глубокая плечевая артерия; 9-лучевая возвратная артерия; 10-верхняя надчревная артерия; 11-нисходящий отдел аорты; 12-нижняя надчревная артерия; 13-межкостные артерии; 14-лучевая артерия; 15-локтевая артерия; 16-ладонная запястная дуга; 17-тыльная запястная дуга; 18-ладонные дуги; 19-пальцевые артерии; 20-нисходящая ветвь огибающей артерии; 21-нисходящая коленная артерия; 22-верхние коленные артерии; 23-нижние коленные артерии; 24-малоберцовая артерия; 25-задняя большеберцовая артерия; 26-большая большеберцовая артерия; 27-малоберцовая артерия; 28-артериальная дуга стопы; 29-плюсневая артерия; 30-передняя мозговая артерия; 31-средняя мозговая артерия; 32-задняя мозговая артерия; 33-базилярная артерия; 34-наружная сонная артерия; 35-внутренняя сонная артерия; 36-позвоночные артерии; 37-общие сонные артерии; 38-легочная вена; 39-сердце; 40-межреберные артерии; 41-чревный ствол; 42-желудочные артерии; 43-селезеночная артерия; 44-общая печеночная артерия; 45-верхняя брыжеечная артерия; 46-почечная артерия; 47-нижняя брыжеечная артерия; 48-внутренняя семенная артерия; 49-общая подвздошная артерия; 50-внутренняя подвздошная артерия; 51-наружная подвздошная артерия; 52-огибающие артерии; 53-общая бедренная артерия; 54-прободающие ветви; 55-глубокая артерия бедра; 56-поверхностная бедренная артерия; 57-подколенная артерия; 58-тыльные плюсневые артерии; 59-тыльные пальцевые артерии.
Строение и функции венозной системы человека
Предназначение венул и вен заключается в том, чтобы по ним возвращать кровь обратно к сердцу. Из крохотных капилляров кровь поступает в мелкие венулы, а оттуда в более крупные вены. Поскольку давление в венозной системе значительно ниже, чем в артериальной, стенки сосудов здесь значительно тоньше. Тем не менее, стенки вен также окружены упругой мышечной тканью, которая по аналогии с артериями позволяет им или сильно сужаться, полностью перекрывая просвет, либо сильно расширяться, выступая в таком случае резервуаром для крови. Особенностью некоторых вен, к примеру в нижних конечностях является наличие односторонних клапанов, задача которых обеспечивать нормальный возврат крови к сердцу, предотвращая тем самым ее отток под воздействием гравитации, когда тело находится в вертикальном положении.
Строение венозной системы человека: 1-подключичная вена; 2-внутренняя грудная вена; 3-подмышечная вена; 4-латеральная вена руки; 5-брахиальные вены; 6-межреберные вены; 7-медиальная вена руки; 8-срединная локтевая вена; 9-грудинонадчревная вена; 10-латеральная вена руки; 11-локтевая вена; 12-медиальная вена предплечья; 13-надчревная нижняя вена; 14-глубокая ладонная дуга; 15-поверхностная ладонная дуга; 16-ладонные пальцевые вены; 17-сигмовидная пазуха; 18-наружная яремная вена; 19-внутренняя яремная вена; 20-нижняя щитовидная вена; 21-легочные артерии; 22-сердце; 23-нижняя полая вена; 24-печеночные вены; 25-почечные вены; 26-брюшная полая вена; 27-семенная вена; 28-общая подвздошная вена; 29-прободающие ветви; 30-наружная подвздошная вена; 31-внутренняя подвздошная вена; 32-наружная половая вена; 33-глубокая вена бедра; 34-большая вена ноги; 35-бедренная вена; 36-добавочная вена ноги; 37-верхние коленные вены; 38-подколенная вена; 39-нижние коленные вены; 40-большая вена ноги; 41-малая вена ноги; 42-передняя/задняя большеберцовая вена; 43-глубокая подошвенная вена; 44-тыльная венозная арка; 45-тыльные пястные вены.
Строение и функции системы мелких капилляров
Функции капилляров заключаются в реализации обмена кислорода, жидкостей, различных питательных веществ, электролитов, гормонов и прочих жизненно важных компонентов между кровью и тканями тела. Поступление питательных веществ к тканям происходит за счет того, что стенки этих сосудов обладают очень маленькой толщиной. Тонкие стенки позволяют питательным веществам проникать к тканям и обеспечивать их всеми необходимыми компонентами.
Строение сосудов микроциркуляции: 1-артерии; 2-артериолы; 3-вены; 4-венулы; 5-капилляры; 6-клетки ткани
Работа кровеносной системы
Движение крови по всему организму зависит от пропускной способности сосудов, точнее от их сопротивления. Чем это сопротивление ниже, тем сильнее возрастает кровоток, в то же время, чем сопротивление выше, тем кровоток становится слабее. Само по себе сопротивление зависит от величины просвета сосудов артериальной системы кровообращения. Общее сопротивление всех сосудов системы кровообращения называется общим периферическим сопротивлением. Если в организме в короткий промежуток времени происходит сокращение просвета сосудов, общее периферическое сопротивление повышается, а при расширении просвета сосудов оно понижается.
Как расширение, так и сокращение сосудов всей кровеносной системы происходит под воздействием множества различных факторов, таких как интенсивность тренировки, уровень стимуляции нервной системы, активность обменных процессов в конкретных группах мышц, течение процессов теплообмена с внешней средой и не только. В процессе тренировки, возбуждение нервной системы приводит к расширению сосудов и повышению кровотока. В то же время, самое значительное усиление кровообращения в мышцах – это прежде всего результат протекания обменных и электролитических реакций в тканях мышц под воздействием как аэробных, так и анаэробных физических нагрузок. Это в том числе и повышение температуры тела и рост концентрации углекислого газа. Все эти факторы способствуют расширению сосудов.
Одновременно с этим, кровоток в других органах и частях тела, которые не задействованы в выполнении физической нагрузки понижается в следствие сокращения артериол. Этот фактор наряду с сужением крупных сосудов венозной системы кровообращения способствует увеличению объема крови, которая участвует в кровоснабжении вовлеченных в работу мышц. Тот же эффект наблюдается и в ходе выполнения силовых нагрузок с малыми весами, но с большим количеством повторений. Реакцию организма в данном случае можно приравнять к аэробной нагрузке. В то же время, при выполнении силовой работы с большими весами, сопротивление кровотоку в рабочих мышцах повышается.
Заключение
Мы рассмотрели строение и функции кровеносной системы человека. Как теперь нам стало понятно, она нужна для перекачивания крови по организму при помощи сердца. Артериальная система гонит кровь от сердца, венозная система возвращает кровь обратно к нему. С точки зрения физической активности, подвести итог можно следующим образом. Кровоток в системе кровообращения зависит от степени сопротивления кровеносных сосудов. Когда сопротивление сосудов снижается, кровоток возрастает, а при увеличении сопротивления – понижается. Сокращение или расширение кровеносных сосудов, которые и определяют степень сопротивления, зависят от таких факторов, как тип упражнения, реакция нервной системы и течение обменных процессов.
Кровеносная система выполняет в организме одну из самых важных функций - доставляет к органам и тканям кислород и питательные вещества, необходимые для жизнедеятельности организма, одновременно выводя из них углекислый газ и продукты жизнедеятельности. Другой не менее важной функцией кровеносной системы является регуляция деятельности всего организма и отдельных его систем и органов. Это достигается благодаря переносу гормонов желез внутренней секреции по всему организму. Кровеносная и нервная системы образуют вместе единую систему регуляции, координации, приспособления и защиты организма
СОСТАВЛЯЮЩИЕ КРОВЕНОСНОЙ СИСТЕМЫ.
Кровь
Oсновная функционирующая и составляющая часть кровеносной системы. Она представляет собой жидкую соединительную ткань, состоящую из плазмы и форменных элементов: эритроцитов (красные кровяные тельца), лейкоцитов (белые кровяные тельца), тромбоцитов (кровяные пластинки). Красный цвет крови придает гемоглобин, содержащийся в эритроцитах. Кровь характеризуется относительным постоянством химического состава, осмотического давления и активной реакции (pH). Переносит кислород от органов дыхания к тканям и углекислый газ от тканей к органам дыхания, доставляет питательные вещества из органов пищеварения к тканям, а продукты обмена к органам выделения, участвует в регуляции водно-солевого обмена и кислотно-щелочного равновесия в организме, в поддержании постоянной температуры тела. Благодаря наличию в крови антител, антитоксинов и лизинов, а также способности лейкоцитов поглощать микроорганизмы и инородные тела кровь выполняет защитную функцию.
Функции крови
Транспортная функция.
Циркулируя по сосудам, кровь транспортирует множество соединений - среди них газы, питательные вещества и др
Дыхательная функция
Эта функция заключается в связывании и переносе кислорода и углекислого газа.
Трофическая (питательная) функция.
Кровь обеспечивает все клетки организма питательными веществами: глюкозой, аминокислотами, жирами, витаминами, минеральными веществами
Экскреторная функция
Кровь уносит из тканей конечные продукты метаболизма: мочевину, мочевую кислоту и другие вещества, удаляемые из организма органами выделение
Терморегуляторная функция
Кровь охлаждает внутренние органы и переносит тепло к органам теплоотдачи. Поддержание постоянства внутренней среды. Кровь поддерживает стабильность ряда констант организма
Обеспечение водно-солевого обмена
Кровь обеспечивает водно-солевой обмен между кровью и тканями. В артериальной части капилляров жидкость и соли поступают в ткани, а в венозной части капилляра возвращаются в кровь
Защитная функция
Кровь выполняет защитную функцию, являясь важнейшим фактором иммунитета, или защиты организма от живых тел и генетически чуждых веществ
Гуморальная регуляция
Благодаря своей транспортной функции кровь обеспечивает химическое взаимодействие между всеми частями организма, т.е. гуморальную регуляцию. Кровь переносит гормоны и другие физиологически активные вещества
Общее количество крови достигает 10% жирового веса животного. Однако только 54% ее циркулирует в сосудах, остальные до 20 % -в печени, около 16% в селезенке, не более 10% в коже.
СОСТАВЛЯЮЩИЕ КРОВИ
|
К клеткам крови относятся:
Эритроциты
Красные кровяные тельца, безъядерные клетки в виде уплощенных дисков диаметром 4,2-10 мкм. Они доставляют кислород из легких к клеткам, забирают у последних углекислый газ и переносят его в легкие. Количество эритроцитов колеблется в пределах 5,2-8,4 млн/мкл. Эритроциты живут не более 120 суток
Лейкоциты (лимфоциты, моноциты, гранулоциты)
Белые кровяные тельца, имеют разнообразное строение и участвуют в защитной функции организма. Существует несколько разновидностей лейкоцитов. Число их колеблется от8,5 до 10,5 тыс/мкл. Лейкоциты живут около 24 часов
Тромбоциты
Кровяные пластинки, отвечают за процесс свертывания крови. Их число колеблется от 250 до 550 тыс/мкл
Антитела
глобулярные белки (иммуно-глобулины) плазмы крови, обладающие способностью специфически связываться с антигенами (вещества, которые воспринимаются организмом как чужеродные и вызывают специфический иммунный ответ. Способны взаимодействовать с клетками иммунной системы и антителами. Попадание антигенов в организм может вызвать формирование иммунитета, возникновение состояния иммунологической толерантности или аллергию. Свойствами антигенов обладают белки, полисахариды и др. макромолекулы.). Взаимодействуя с микроорганизмами, препятствуют их размножению или нейтрализуют выделяемые ими токсические вещества.
Антитоксины
специфические белки (антитела), обезвреживающие токсины микроорганизмов (напр., столбнячный, дифтерийный), растений (рицин, абрин) и животных (яд змей, каракурта).
Лизин
алифатическая аминокислота с выраженными свойствами основания. Входит в состав белков. Незаменимая аминокислота, не синтезируются клетками животных и человека и поступает в организм в составе белков пищи. Отсутствие или недостаток незаменимых аминокислот приводит к остановке роста, падению массы, нарушениям обмена веществ, при острой недостаточности к гибели организма
ОСНОВНЫЕ КРОВЕТВОРНЫЕ ОРГАНЫ
|
Кровеносная система состоит из огромного числа сосудов, имеющих разные диаметр, длину и строение. Они пронизывают весь организм и составляют абсолютно замкнутое сосудистое русло.
КРОВЕНОСНЫЕ СОСУДЫ, эластичные трубчатые образования в теле животных и человека, по которым кровь движется от сердца или центрального пульсирующего сосуда к тканям тела артерии, артериолы, артериальные капилляры) и от них к сердцу (венозные капилляры, венулы, вены). Нарушение целостности стенки сосудов приводит к кровотечению. Интенсивность кровотечения зависит от диаметра сосуда, места повреждения и других факторов. Потеря более 50% крови приводит к смерти.
|
Основным органом, осуществляющим кровоток, является сердце.
Сердце - это своеобразный мышечный насос, который перекачивает кровь. Внутри сердечной мышцы имеется специальный регулирующий механизм, который обеспечивает автоматический режим работы сердца. Остановка сердца приводит к гибели организма.
Сердце - полый мышечный орган; имеет округлую форму, с несколько притупленной верхушкой. Сердце располагается за грудиной, в нижнем отделе переднего средостения, на диафрагме.
Оно расположено в специальной околосердечной полости, в области от 3 до 7 ребра. Большая половина сдвинута влево
На поверхностях сердца находятся борозды, в которых расположены питающие его артерии и вены. Полость сердца разделяется на четыре камеры: правое и левое предсердия и правый и левый желудочки.
Левое предсердие получает артериальную кровь из четырех легочных вен. Оно сообщается с левым желудочком через отверстие, снабженное двустворчатым клапаном. При сокращении левого желудочка кровь поступает в аорту.
В правое предсердие впадают верхняя и нижняя полые вены, а также собственные вены сердца. Из правого предсердия венозная кровь через отверстие с трехстворчатым клапаном попадает в правый желудочек, а из него в легочный ствол. Таким образом, в левом желудочке начинается большой круг кровообращения, а в правом - малый.
 |
Большое значение для правильной организации потоков крови в сердце имеет его клапанный аппарат. Работа клапанов заключается в следующем. При сокращении желудочков (процесс называется систола) трех и двух створчатые клапаны устанавливаются так, что препятсвуют обратному току крови из желудочков в предсердия. Так что кровь из правого и левого желудочков может поступать соответственно в стволь легочных артерий и в аорту. Функция клапанов легочного ствола и аорты заключается в том, что при расслаблении желудочков (диастола) кровь, поступившая в легочный ствол и аорту устремляется обратно. При этом она захватывает створки клапанов и устанавливает их в плоскости основания этих сосудов. Створки клапанов соприкасаются своими краями и препятсвуют попаданию крови обратно в полости желудочков. .
Стенку сердца составляют три слоя: наружный (эпикард), срединй (мышечный) (миокард) и внутренний (эндокард). Специальные мышечные волокна, которые обладают способностью передавать возбуждение от особых узлов - водителей ритма - к миокарду предсердий и желудочков, образуют проводящую систему сердца. Эта система обеспечивает автоматизм сердечных сокращений.
КРУГИ КРОВООБРАЩЕНИЯ
 |
В общем кровеносном русле выделяют большой и малый круги кровообращения. Задача большого круга - кровоснабжение органов. Он начинается аортой. Аорта - самый большой непарный артериальный сосуд.) от левого желудочка сердца. От нее к голове, шее, грудным конечностям кровь поступает по плечегонной и подключичной артериям, а к остальным частям тела – по грудной и брюшной аорте. От последних двух отходят крупные артерии, которые многократно делятся, формируя неорганное сосудистое русло. Проникая внутрь органов, артерии образуют терминальное (гемомикроциркулярное) русло. Последние состоит из пяти звеньев – артериолы, прекаппиляра, капилляра, посткапилляра и венулы – обеспечивает обменные процессы.
Еще внутри органов венулы сливаются во внутриорганные вены, а те в свою очередь, формируют внеорганное венозное русло. По нему кровь оттекает в краниальную и каудальную полые вены. Последние впадают в правое предсердие, где и заканчивается большой круг кровообращения. Нужно помнить, что от всех органов пищеварения, расположенных в брюшной полости (кроме каудальной части прямой кишки)), отток венозной крови осуществляется в воротную вену. Последняя в печени делится до капилляров, образуя чудесную венозну сеть. Отток крови из печени происходит по печеночным венам, открывающимся в каудальную полую вену. Из правого предсердия кровь поступает в правый желудочек через капилляры легких. .
Задача малого круга (дыхательный или легочный) - провести эту венозную кровь через легкие, где она насытится кислородом и станет артериальной. Он начинается из правого желудочка сердца стволом легочных артерий. Последний над сердцем делится на правую и левую легочную артерии, вступающие через ворота легких в его ткани. В капилярах ацинусов легких происходит газообмен, а насыщенная кислородом кровь по легочным венам возвращается в левый желудочек, то есть опять к началу большого круга кровообращения.
КРОВЕНОСНАЯ СИСТЕМА ПЛОДА
В период внутриутробной жизни развивается и функционирует особый орган – плацента, обеспечивающая поступление к развивающемуся организму не только кислорода из крови матери, но и всех питательных веществ, необходимых для его роста и развития. Через плаценту осуществляется выделение продуктов обмена веществ. При этом кровь плода и матери не смешивается.
 |
1 – краниальная (передняя) полая вена.
2 – каудальная (задняя) полая вена.
3 – правое предсердие.
4 – поток крови в овальное отверстие.
5 – правый желудочек.
6 – легочный ствол.
7 – легочные артерии.
7*– артериальный проток.
8 – левое предсердие.
9 – левый желудочек.
10 – дуга аорты.
11 – грудная аорта.
12 – пупочная вена
12*– венозный поток.
13 – капилляры печени.
У плода как и у взрослой особи, из левого желудочка сердца выходит аорта, несущая кровь ко всем органам и тканям. От нее на уровне последних поясничных позвонков – первых крестцовых позвонков, отходят парные пупочные артерии. Они проходят справа и слева от мочевого пузыря и направляются к пупочному отверстию. Через него артерии выходят из тела плода и направляются к плаценте, где и разделяются до капилляров. В капиллярах плаценты происходит газообмен и насыщение крови питательными веществами.
Из сосудистой сети плаценты артериальная кровь поступает в пупочную вену. Последняя через пупочное отверстие в составе пупочного канатика проникает в брюшную полости плода и направляется к воротам печени. Через них пупочная вена проникает в ткани печени и делится до капилляров. Сюда же в печень поступает венозная кровь, оттекающая от желудка, тонкой и толстой кишки, селезенки и поджелудочной железы плода. Здесь же происходит первое смешение артериальной и венозной крови плода. У собаки часть крови из пупочной вены попадает через венозный проток непосредственно в полую вену минуя печень.
Из печени выходят многочисленные печенычные вены, открывающиеся в полую вену. А по ней оттекает венозная кровь от органов тазовой полости, тазовой конечности, брюшной стенки и почек плода – т.о. в полой вене происходит второе смешение венозной крови плода с кровью, богатой кислородом и питательными веществами. По каудальной вене кровь поступает в правое предсердие, где смешивается уже в третий раз с венозной кровью оттекающей от передней (краниальной) части тела плода по краниальной полой вене.
Из правого предсердия кровь движется в двух направлениях:
- Часть крови через правое предсердечножелудочковое отверстие сердца поступает в правый желудочек. А из него выходит ствол легочных артерий, которым начинается малый дыхательный круг кровообращения. Так как у плода легкие не функционируют, то почти вся кровь из ствола легочных артерий через артериальный поток поступает в аорту. Последний располагается чуть дальше отхождения от аорты плечеголовной и подключичной артерий, что обеспечивает поступление к передней части плода крови, более насыщенной кислородом и питательными веществами. Это создает условия для более интенсивного развития передней части тела зародыша.
- Часть крови через овальное отверстие в межпредсердной перегородке поступает в левое предсердие, а из него через левое предсердножелудочковое отверстие сердца – в левый желудочек. Из последнего выходит аорта, несущая кровь по всему телу плода, в том числе и в пупочную артерию. Так замыкаются круги кровообращения.
Через непродолжительное время зарастает и артериальный проток, превращаясь в артериальную связку. С закрытием артериального протока кровь начинает поступать во все части тела под одинаковым давлением.
С выключением плаценты запустевают пупочные артерии, превращаясь в круглые связки мочевого пузыря, а непарная, к моменту рождения пупочная вена – в круглую связку печени.
ОТЛИЧИЯ КРОВЕНОСНОЙ СИСТЕМЫ ПЛОДА И ВЗРОСЛОЙ ОСОБИ.
- Артериальная кровь поступает через пупочную артерию в печень, затем в сердце, далее в легкие,в сердце и в большой круг кровообращения, т.е. в сердце и легких не артериальная кровь, как у взрослых животных, а смешанная.
- Наличие у плода боталлова протока между аортой и пупочной артерией - Попадающая в легочный ствол венозная кровь через артериальный (боталлов) проток сбрасывается в аорту ниже мест отхождения от нее крупных сосудов, питающих голову, шею, верхние конечности. В результате остальная часть аорты содержит смешанную кровь, состав которой достаточен для кровоснабжения органов и стенок брюшной полости, таза и нижних конечностей. Значительная часть этой смешанной крови через две пупочные артерии, отходящие от сосудов таза, выносится в плаценту.
- У плода наличие овального отверстия между правым и левым предсердием – из плаценты артериальная кровь по пупочной вене поступает в конечном итоге в нижнюю полую вену, а через нее - в правое предсердие. Здесь поток этой крови через отверстие в перегородке между предсердиями (овальное отверстие) поступает прямо в левое предсердие и далее в левый желудочек и большой круг кровообращения, минуя малый.
- У взрослой особи легкие функционируют в полной мере, а у плода в ходе внутриутробного периода развития легкие как дыхательные органы не функционируют.
- Все круги кровообращения работают в полной мере в то время как у плода газообмен происходит с участием плаценты, поэтому у плода и малый круг кровообращения не работает в полной мере.
- Сразу после рождения, с первыми дыхательными движениями, потоки крови в артериальном протоке и овальном отверстии прекращаются, а сами они в ближайшие недели и месяцы полностью зарастают. Если этого не происходит, то речь идет о серьезном пороке развития.
Кровеносная система (анатомия человека)
Кровь заключена в систему трубок, в которых она благодаря работе сердца как "нагнетающего насоса" находится в непрерывном движении.
Кровеносные сосуды делятся на артерии, артериолы, капилляры, венулы и вены. По артериям кровь течет от сердца к тканям. Артерии по току крови древовидно ветвятся на все более мелкие сосуды и, наконец, превращаются в артериолы, которые в свою очередь распадаются на систему тончайших сосудов - капилляров. Капилляры имеют просвет, почти равный диаметру эритроцитов (около 8 мкм). От капилляров начинаются венулы, которые сливаются в вены постепенно укрупняющиеся. К сердцу кровь притекает по самым крупным венам.
Количество крови, протекающей через орган, регулируется артериолами, которые И. М. Сеченов назвал "кранами кровеносной системы". Имея хорошо развитую мышечную оболочку, артериолы в зависимости от потребностей органа могут сужаться и расширяться, изменяя тем самым кровоснабжение тканей и органов. Особенно важная роль принадлежит капиллярам. Их стенки обладают высокой проницаемостью, благодаря чему происходит обмен веществами между кровью и тканями.
Различают два круга кровообращения - большой и малый.
Малый круг кровообращения начинается легочным стволом, который отходит от правого желудочка. По нему кровь доставляется в систему легочных капилляров. От легких артериальная кровь оттекает по четырем венам, впадающим в левое предсердие. Здесь заканчивается малый круг кровообращения.
Большой круг кровообращения начинается от левого желудочка, из которого кровь поступает в аорту. Из аорты через систему артерий кровь уносится в капилляры органов и тканей всего тела. От органов и тканей кровь оттекает по венам и через две полые - верхнюю и нижнюю - вены вливается в правое предсердие (рис. 85).
Рис. 85. Схема кровообращения и тока лимфы.1 - сеть капиляров в
легких; 2 - аорта; 3 - сеть капилляров внутренних органов; 4 - сеть
капиляров нижних ценностей и таза; 5 - воротная вена; 6 - сеть
капиляров печени:7 - нижняя полая вена; 8 - грудной лимфатический
проток; 9 - легочный ствол, 10 - верхняя полая вена; 11 - сеть
капилляров головы и верхних конечностей
Таким образом, каждая капля крови, только пройдя через малый круг кровообращения, поступает в большой и так непрерывно движется по замкнутой системе кровообращения. Скорость кругооборота крови по большому кругу кровообращения составляет 22 с, по малому - 4 - 5 с.
Артерии представляют собой цилиндрической формы трубки. Стенка их состоит из трех оболочек: наружной, средней и внутренней (рис. 86). Наружная оболочка (адвентиция) соединительнотканная, средняя гладкомышечная, внутренняя (интима) эндотелиальная. Помимо эндотелиальной выстилки (один слой эндотелиальных клеток), внутренняя оболочка большинства артерий имеет еще внутреннюю эластическую мембрану. Наружная эластическая мембрана расположена между наружной и средней оболочками. Эластические мембраны придают стенкам артерий добавочную прочность и упругость. Просвет артерий меняется в результате сокращения или расслабления гладких мышечных клеток средней оболочки.
Рис. 86. Строение стенки артерии и вены (схема), а - артерия; б -
вена; 1 - внутренняя оболочка; 2 - средняя оболочка; 3 - наружная
оболочка
Капилляры - это микроскопические сосуды, которые находятся в тканях и соединяют артерии с венами. Они представляют собой важнейшую часть кровеносной системы, так как именно здесь осуществляются функции
крови. Капилляры есть почти во всех органах и тканях (их нет только в эпидермисе кожи, роговице и хрусталике глаза, в волосах, ногтях, эмали и дентине зубов). Толщина стенки капилляра около 1 мкм, длина не более 0,2 - 0,7 мм, стенка образована тонкой соединительнотканной базальной мембраной и одним рядом эндотелиальных клеток. Длина всех капилляров составляет примерно 100 000 км. Если их вытянуть в одну линию, то ими можно опоясать земной шар по экватору 2 1 / 2 раза.
Вены - кровеносные сосуды, несущие кровь к сердцу. Стенки вен гораздо тоньше и слабее артериальных, но состоят из тех же трех оболочек (см. рис. 86). Благодаря меньшему содержанию гладких мышечных и эластических элементов стенки вен могут спадаться. В отличие от артерий мелкие и средние вены снабжены клапанами, препятствующими обратному току крови в них.
Артериальная система соответствует общему плану строения тела и конечностей. Там, где скелет конечности состоит из одной кости, имеется одна основная (магистральная) артерия; например, на плече - плечевая кость и плечевая артерия. Там, где две кости (предплечья, голени), имеется по две магистральные артерии.
Разветвления артерий соединяются между собой, образуя артериальные соустья, которые принято называть анастомозами. Такие же анастомозы соединяют вены. При нарушении притока крови или ее оттока по основным (магистральным) сосудам анастомозы способствуют движению крови в различных направлениях, перемещению ее из одной области в другую. Это особенно важно, когда условия кровообращения меняются, например, в результате перевязки основного сосуда при ранении или травме. В таких случаях кровообращение восстанавливается по ближайшим сосудам через анастомозы - вступает в действие так называемое окольное, или коллатеральное, кровообращение.
КРОВЕНОСНАЯ СИСТЕМА
(система кровообращения), группа органов, принимающих участие в циркуляции крови в организме. Нормальное функционирование любого животного организма требует эффективной циркуляции крови, поскольку она переносит кислород, питательные вещества, соли, гормоны и другие жизненно необходимые вещества ко всем органам тела. Кроме того, кровеносная система возвращает кровь от тканей в те органы, где она может обогатиться питательными веществами, а также к легким, где происходят ее насыщение кислородом и освобождение от диоксида углерода (углекислого газа). Наконец, кровь должна омывать ряд особых органов, таких, как печень и почки, которые нейтрализуют или выводят конечные продукты метаболизма. Накопление этих продуктов может привести к хроническому нездоровью и даже к смерти. В данной статье рассматривается кровеносная система человека. (О системах кровообращения у других видов
см. в статье АНАТОМИЯ СРАВНИТЕЛЬНАЯ .)
Составные части кровеносной системы.
В самом общем виде эта транспортная система состоит из мышечного четырехкамерного насоса (сердца) и многих каналов (сосудов), функция которых заключается в доставке крови ко всем органам и тканям и последующем возврате ее к сердцу и легким. По главным составляющим этой системы ее называют также сердечно-сосудистой, или кардиоваскулярной. Кровеносные сосуды делятся на три основных типа: артерии, капилляры и вены. Артерии несут кровь от сердца. Они разветвляются на сосуды все меньшего диаметра, по которым кровь поступает во все части тела. Ближе к сердцу артерии имеют наибольший диаметр (примерно с большой палец руки), в конечностях они размером с карандаш. В самых отдаленных от сердца частях тела кровеносные сосуды столь малы, что различимы лишь под микроскопом. Именно эти микроскопические сосуды, капилляры, снабжают клетки кислородом и питательными веществами. После их доставки кровь, нагруженная конечными продуктами обмена веществ и диоксидом углерода, направляется в сердце по сети сосудов, называемых венами, а из сердца - в легкие, где происходит газообмен, в результате которого кровь освобождается от груза диоксида углерода и насыщается кислородом.
В процессе прохождения по телу и его органам какая-то часть жидкости через стенки капилляров просачивается в ткани. Эта опалесцирующая, напоминающая плазму жидкость называется лимфой. Возврат лимфы в общую систему кровообращения осуществляется по третьей системе каналов - лимфатическим путям, которые сливаются в крупные протоки, впадающие в венозную систему в непосредственной близости от сердца. (Подробное описание лимфы и лимфатических сосудов
см. в статье ЛИМФАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА .)
РАБОТА КРОВЕНОСНОЙ СИСТЕМЫ
Легочное кровообращение. Описание нормального движения крови по организму удобно начать с того момента, когда она возвращается в правую половину сердца по двум крупным венам. Одна из них, верхняя полая вена, приносит кровь от верхней половины тела, а вторая, нижняя полая вена, - от нижней. Кровь из обеих вен поступает в собирательный отдел правой части сердца, правое предсердие, где смешивается с кровью, приносимой коронарными венами, открывающимися в правое предсердие через коронарный синус. По коронарным артериям и венам циркулирует кровь, необходимая для работы самого сердца. Предсердие заполняется, сокращается и выталкивает кровь в правый желудочек, который, сокращаясь, нагнетает кровь через легочные артерии в легкие. Постоянный ток крови в этом направлении поддерживается работой двух важных клапанов. Один из них, трехстворчатый, расположенный между желудочком и предсердием, препятствует возврату крови в предсердие, а второй, клапан легочной артерии, захлопывается в момент расслабления желудочка и тем самым предотвращает возврат крови из легочных артерий. В легких кровь проходит по разветвлениям сосудов, попадая в сеть тонких капилляров, которые непосредственно контактируют с мельчайшими воздушными мешочками - альвеолами. Между капиллярной кровью и альвеолами происходит обмен газов, что и завершает легочную фазу кровообращения, т.е. фазу поступления крови в легкие
(см. также ДЫХАНИЯ ОРГАНЫ). Системное кровообращение. С этого момента начинается системная фаза кровообращения, т.е. фаза переноса крови ко всем тканям организма. Очищенная от диоксида углерода и обогащенная кислородом (оксигенированная) кровь возвращается к сердцу по четырем легочным венам (две из каждого легкого) и под низким давлением поступает в левое предсердие. Путь поступления крови от правого желудочка сердца в легкие и возврата от них к левому предсердию составляет т.н. малый круг кровообращения. Заполненное кровью левое предсердие сокращается одновременно с правым и выталкивает ее в массивный левый желудочек. Последний, заполнившись, сокращается, посылая кровь под высоким давлением в артерию самого большого диаметра - аорту. От аорты отходят все артериальные ветви, снабжающие ткани организма. Как и на правой стороне сердца, на левой существуют два клапана. Двустворчатый (митральный) клапан направляет кровоток в аорту и препятствует возврату крови в желудочек. Весь путь крови от левого желудочка вплоть до возврата ее (по верхней и нижней полым венам) в правое предсердие обозначается как большой круг кровообращения.
Артерии. У здорового человека диаметр аорты составляет приблизительно 2,5 см. Этот крупный сосуд отходит от сердца вверх, образует дугу, а затем спускается через грудную клетку в брюшную полость. По ходу аорты от нее ответвляются все крупные артерии, входящие в большой круг кровообращения. Первые две ветви, отходящие от аорты почти у самого сердца, - это коронарные артерии, снабжающие кровью ткань сердца. Кроме них, восходящая аорта (первая часть дуги) не дает ответвлений. Однако на вершине дуги от нее отходят три важных сосуда. Первый - безымянная артерия - сразу же делится на правую сонную артерию, снабжающую кровью правую половину головы и мозга, и правую подключичную артерию, проходящую под ключицей в правую руку. Второе ответвление от дуги аорты - левая сонная артерия, третье - левая подключичная артерия; по этим ветвям кровь направляется в голову, шею и левую руку. От дуги аорты начинается нисходящая аорта, которая снабжает кровью органы грудной клетки, а затем через отверстие в диафрагме проникает в брюшную полость. От брюшного отдела аорты отделяются две почечные артерии, питающие почки, а также брюшной ствол с верхними и нижними брыжеечными артериями, отходящими к кишечнику, селезенке и печени. Затем аорта делится на две подвздошные артерии, снабжающие кровью органы таза. В области паха подвздошные артерии переходят в бедренные; последние, спускаясь по бедрам, на уровне коленного сустава переходят в подколенные артерии. Каждая из них в свою очередь делится на три артерии - переднюю большеберцовую, заднюю большеберцовую и малоберцовую артерии, которые питают ткани голеней и стоп. На всем протяжении кровеносного русла артерии по мере своего разветвления становятся все меньше и меньше и, наконец, приобретают калибр, лишь в несколько раз превышающий размеры содержащихся в них клеток крови. Эти сосуды называются артериолами; продолжая делиться, они образуют диффузную сеть сосудов (капилляров), диаметр которых примерно равен диаметру эритроцита (7 мкм).
Строение артерий. Хотя крупные и мелкие артерии несколько различаются по своему строению, стенки тех и других состоят из трех слоев. Наружный слой (адвентиция) представляет собой сравнительно рыхлый пласт фиброзной, эластической соединительной ткани; через него проходят мельчайшие кровеносные сосуды (т.н. сосуды сосудов), питающие сосудистую стенку, а также веточки автономной нервной системы, которые регулируют просвет сосуда. Средний слой (медиа) состоит из эластической ткани и гладких мышц, обеспечивающих упругость и сократимость сосудистой стенки. Эти свойства необходимы для регуляции кровотока и поддержания нормального артериального давления в меняющихся физиологических условиях. Как правило, стенки крупных сосудов, например аорты, содержат больше эластической ткани, чем стенки меньших артерий, в которых преобладает мышечная ткань. По этой тканевой особенности артерии делят на эластические и мышечные. Внутренний слой (интима) по толщине редко превышает диаметр нескольких клеток; именно этот слой, выстланный эндотелием, придает внутренней поверхности сосуда облегчающую кровоток гладкость. Через него поступают питательные вещества к глубинным слоям медии. По мере уменьшения диаметра артерий их стенки истончаются и три слоя становятся все менее различимыми, пока - на артериолярном уровне - в них остаются в основном спиральные мышечные волокна, немного эластической ткани и внутренняя выстилка из эндотелиальных клеток.
Капилляры. Наконец, артериолы незаметно переходят в капилляры, стенки которых высланы лишь эндотелием. Хотя в этих тончайших трубочках содержится менее 5% объема циркулирующей крови, они крайне важны. Капилляры образуют промежуточную систему между артериолами и венулами, и их сети настолько плотны и широки, что ни одну часть тела нельзя проколоть, не пронзив огромное их количество. Именно в этих сетях под действием осмотических сил совершается переход кислорода и питательных веществ в отдельные клетки организма, а взамен в кровь поступают продукты клеточного метаболизма. Кроме того, эта сеть (т.н. капиллярное ложе) играет важнейшую роль в регуляции и поддержании температуры тела. Постоянство внутренней среды (гомеостаз) организма человека зависит от сохранения температуры тела в узких границах нормы (36,8-37°). Обычно кровь из артериол попадает в венулы через капиллярное ложе, но в условиях холода происходят закрытие капилляров и снижение кровотока, в первую очередь в коже; при этом кровь из артериол поступает в венулы, минуя множество разветвлений капиллярного ложа (шунтирование). Напротив, при необходимости теплоотдачи, например в тропиках, все капилляры открываются, и кожный кровоток возрастает, что способствует потере тепла и сохранению нормальной температуры тела. Такой механизм существует у всех теплокровных животных.
Вены. На противоположной стороне капиллярного ложа сосуды сливаются в многочисленные мелкие каналы, венулы, которые по размерам сравнимы с артериолами. Они продолжают соединяться, образуя более крупные вены, по которым кровь от всех частей тела оттекает обратно к сердцу. Постоянному кровотоку в этом направлении способствует система клапанов, имеющихся в большинстве вен. Венозное давление, в отличие от давления в артериях, не зависит напрямую от напряжения мышц сосудистой стенки, так что кровоток в нужном направлении определяется в основном иными факторами: подталкивающей силой, создаваемой артериальным давлением большого круга кровообращения; "присасывающим" эффектом отрицательного давления, возникающего в грудной клетке при вдохе; насосным действием мышц конечностей, которые в ходе обычных сокращений проталкивают венозную кровь к сердцу. Стенки вен по строению сходны с артериальными в том, что тоже состоят из трех слоев, выраженных, однако, значительно слабее. Для движения крови по венам, которое происходит практически без пульсации и при сравнительно низком давлении, не требуется таких толстых и упругих стенок, как у артерий. Другое важное отличие вен от артерий - присутствие в них клапанов, поддерживающих при низком давлении кровоток в одном направлении. В наибольшем количестве клапаны содержатся в венах конечностей, где мышечные сокращения играют особенно важную роль в перемещении крови обратно к сердцу; крупные вены, такие, как полые, воротная и подвздошные, клапанов лишены. На пути к сердцу вены собирают кровь, оттекающую от желудочно-кишечного тракта по воротной вене, от печени по печеночным венам, от почек по почечным венам и от верхних конечностей по подключичным венам. Вблизи сердца образуются две полые вены, по которым кровь попадает в правое предсердие. Сосуды малого круга кровообращения (легочные) напоминают сосуды большого круга, за тем лишь исключением, что в них отсутствуют клапаны, а стенки как артерий, так и вен гораздо тоньше. В отличие от большого круга кровообращения по легочным артериям в легкие течет венозная, неоксигенированная, кровь, а по легочным венам - артериальная, т.е. насыщенная кислородом. Термины "артерии" и "вены" соответствуют направлению движения крови в сосудах - от сердца или к сердцу, а не тому, какая в них содержится кровь.
Вспомогательные органы. Ряд органов осуществляет функции, дополняющие работу кровеносной системы. Теснее всего с ней связаны селезенка, печень и почки.
Селезенка. При многократном прохождении по кровеносной системе красные кровяные клетки (эритроциты) повреждаются. Такие "отработанные" клетки удаляются из крови многими путями, но главная роль здесь принадлежит селезенке. Селезенка не только разрушает поврежденные эритроциты, но и вырабатывает лимфоциты (относящиеся к белым кровяным клеткам). У низших позвоночных селезенка играет также роль резервуара эритроцитов, но у человека эта функция выражена слабо.
См. также СЕЛЕЗЕНКА .
Печень. Для осуществления своих более чем 500 функций печень нуждается в хорошем кровоснабжении. Поэтому она занимает важнейшее место в системе кровообращения и обеспечивается собственной сосудистой системой, которая носит название воротной. Ряд функций печени имеет непосредственное отношение к крови, например удаление из нее отработанных эритроцитов, выработка факторов свертывания крови и регуляция уровня сахара в крови путем накопления его избытка в форме гликогена.
См. также ПЕЧЕНЬ .
Почки. Почки получают примерно 25% всего объема крови, выбрасываемого сердцем каждую минуту. Их особая роль заключается в очистке крови от азотсодержащих шлаков. При расстройстве этой функции развивается опасное состояние - уремия. Нарушение кровоснабжения или повреждение почек вызывает резкий подъем кровяного давления, что в отсутствие лечения может привести к преждевременной смерти от сердечной недостаточности или инсульта.
См. также ПОЧКИ ; УРЕМИЯ .
КРОВЯНОЕ (АРТЕРИАЛЬНОЕ) ДАВЛЕНИЕ
При каждом сокращении левого желудочка сердца артерии заполняются кровью и растягиваются. Эта фаза сердечного цикла называется желудочковой систолой, а фаза расслабления желудочков - диастолой. Во время диастолы, однако, вступают в действие эластические силы крупных кровеносных сосудов, поддерживающие артериальное давление и не дающие прерваться току крови, поступающей к различным частям тела. Смена систол (сокращений) и диастол (расслаблений) придает кровотоку в артериях пульсирующий характер. Пульс можно обнаружить на любой крупной артерии, но обычно его прощупывают на запястье. У взрослых частота пульса составляет, как правило, 68-88, а у детей - 80-100 ударов в минуту. О существовании артериальной пульсации свидетельствует и тот факт, что при перерезке артерии ярко-красная кровь вытекает толчками, а при перерезке вены синеватая (из-за меньшего содержания кислорода) кровь течет равномерно, без видимых толчков. Для обеспечения должного кровоснабжения всех частей тела на протяжении обеих фаз сердечного цикла нужен определенный уровень кровяного давления. Хотя эта величина значительно колеблется даже у здоровых людей, нормальное артериальное давление составляет в среднем 100-150 мм рт.ст. во время систолы и 60-90 мм рт.ст. во время диастолы. Разницу между этими показателями называют пульсовым давлением. Например, у человека с артериальным давлением 140/90 мм рт.ст. пульсовое давление равно 50 мм рт.ст. Другой показатель - среднее артериальное давление - можно приближенно рассчитать путем усреднения систолического и диастолического давления или прибавления половины пульсового давления к диастолическому. Нормальное артериальное давление определяется, поддерживается и регулируется многими факторами, главные из которых - сила сердечных сокращений, эластическая "отдача" стенок артерий, объем крови в артериях и сопротивление мелких артерий (мышечного типа) и артериол движению крови. Все эти факторы вместе определяют боковое давление на эластические стенки артерий. Его можно очень точно измерить с помощью специального электронного датчика, введенного в артерию, и записи результатов на бумаге. Такие приборы, однако, довольно дороги и применяются только для специальных исследований, а врачи, как правило, производят косвенные измерения с помощью т.н. сфигмоманометра (тонометра). Сфигмоманометр состоит из манжетки, которую оборачивают вокруг конечности, где производят измерение, и регистрирующего прибора, которым может служить столбик ртути или простой манометр-анероид. Обычно манжетку туго оборачивают вокруг руки выше локтя и надувают до тех пор, пока не исчезнет пульс на запястье. Находят плечевую артерию на уровне локтевого сгиба и устанавливают над ней стетоскоп, после чего из манжетки медленно выпускают воздух. Когда давление в манжетке спускается до уровня, при котором по артерии возобновляется ток крови, возникает слышимый с помощью стетоскопа звук. Показания измерительного прибора в момент появления этого первого звука (тона) соответствуют уровню систолического артериального давления. При дальнейшем выпускании воздуха из манжетки характер звука значительно меняется или он полностью исчезает. Этот момент соответствует уровню диастолического давления. У здорового человека артериальное давление колеблется на протяжении суток в зависимости от эмоционального состояния, напряжения, сна и многих других физических и психических факторов. Эти колебания отражают определенные сдвиги существующего в норме тонкого равновесия, которое поддерживается как нервными импульсами, поступающими из центров головного мозга по симпатической нервной системе, так и изменениями в химическом составе крови, оказывающими прямое либо опосредованное регуляторное действие на кровеносные сосуды. При сильном эмоциональном напряжении симпатические нервы вызывают сужение мелких артерий мышечного типа, что приводит к повышению артериального давления и частоты пульса. Еще большее значение имеет химическое равновесие, влияние которого опосредуется не только мозговыми центрами, но и отдельными нервными сплетениями, связанными с аортой и сонными артериями. Чувствительность этой химической регуляции иллюстрирует, например, эффект накопления диоксида углерода в крови. При повышении его уровня возрастает кислотность крови; это как прямо, так и опосредованно вызывает сокращение стенок периферических артерий, что сопровождается повышением артериального давления. Одновременно возрастает частота сердечных сокращений, но сосуды мозга парадоксальным образом расширяются. Сочетание этих физиологических реакций обеспечивает стабильность снабжения мозга кислородом благодаря увеличению объема поступающей крови. Именно тонкая регуляция артериального давления позволяет быстро сменять горизонтальное положение тела на вертикальное без значительного перемещения крови в нижние конечности, что могло бы вызвать обморок из-за недостаточного кровоснабжения мозга. В таких случаях происходит сокращение стенок периферических артерий и насыщенная кислородом кровь направляется преимущественно к жизненно важным органам. Вазомоторные (сосудодвигательные) механизмы имеют еще большее значение для таких животных, как жираф, мозг которого, когда он поднимает голову после питья, за несколько секунд перемещается вверх почти на 4 м. Аналогичное уменьшение содержания крови в сосудах кожи, пищеварительного тракта и печени происходит в моменты стресса, эмоциональных переживаний, шока и травмы, что позволяет обеспечить мозг, сердце и мышцы большим количеством кислорода и питательных веществ. Подобные колебания артериального давления являются нормальными, однако изменения его наблюдаются и при ряде патологических состояний. При сердечной недостаточности сила сокращения сердечной мышцы может падать настолько, что артериальное давление оказывается слишком низким (артериальная гипотония). Точно так же потеря крови или других жидкостей вследствие тяжелого ожога или кровотечения может вызвать снижение до опасного уровня и систолического, и диастолического давления. При некоторых врожденных пороках сердца (например, незаращении артериального протока) и ряде поражений клапанного аппарата сердца (например, недостаточности аортального клапана) резко падает периферическое сопротивление. В таких случаях систолическое давление может оставаться нормальным, а диастолическое значительно снижается, что означает рост пульсового давления. Некоторые заболевания сопровождаются не снижением, а, напротив, повышением артериального давления (артериальной гипертонией). У пожилых людей, чьи сосуды теряют эластичность и становятся более жесткими, развивается обычно доброкачественная форма артериальной гипертонии. В этих случаях из-за уменьшения растяжимости сосудов систолическое артериальное давление достигает высокого уровня, тогда как диастолическое остается практически нормальным. При некоторых заболеваниях почек и надпочечников в кровь поступает очень большое количество таких гормонов, как катехоламины и ренин. Эти вещества вызывают сужение кровеносных сосудов и, следовательно, гипертонию. Как при данной, так и при других формах повышения артериального давления, причины которых менее понятны, возрастает также активность симпатической нервной системы, что еще больше усиливает сокращение сосудистых стенок. Длительно существующая артериальная гипертония, если ее не лечить, приводит к ускоренному развитию атеросклероза, а также к возрастанию частоты почечных заболеваний, к сердечной недостаточности и инсультам.
См. также ГИПЕРТОНИЯ АРТЕРИАЛЬНАЯ . Регуляция артериального давления в организме и поддержание необходимого кровоснабжения органов лучше всего позволяют понять колоссальную сложность организации и работы системы кровообращения. Эта поистине замечательная транспортная система является настоящей "дорогой жизни" организма, поскольку недостаточность кровоснабжения любого жизненно важного органа, в первую очередь мозга, в течение хотя бы нескольких минут приводит к его необратимому повреждению и даже к смертельному исходу.
БОЛЕЗНИ КРОВЕНОСНЫХ СОСУДОВ
Болезни кровеносных сосудов (сосудистые заболевания) удобно рассматривать в соответствии с типом сосудов, в которых развиваются патологические изменения. Растяжение стенок сосудов или самого сердца приводит к образованию аневризм (мешковидных выпячиваний). Обычно это следствие развития рубцовой ткани при ряде заболеваний коронарных сосудов, сифилитическом поражении либо гипертонии. Аневризма аорты или желудочков сердца - наиболее серьезное осложнение сердечно-сосудистых заболеваний; она может спонтанно разорваться, вызвав смертельное кровотечение.
Аорта. Самая крупная артерия, аорта, должна вмещать выбрасываемую под давлением кровь из сердца и за счет своей эластичности перемещать ее в артерии меньшего калибра. В аорте могут развиваться инфекционные (чаще всего сифилитический) и артериосклеротические процессы; возможен и разрыв аорты вследствие травмы или врожденной слабости ее стенок. Высокое кровяное давление часто приводит к хроническому расширению аорты. Однако заболевания аорты имеют меньшее значение, чем болезни сердца. Самые тяжелые ее поражения - обширный атеросклероз и сифилитический аортит.
Атеросклероз. Аортальный атеросклероз - форма простого артериосклероза внутренней выстилки аорты (интимы) с зернистыми (атероматозными) жировыми отложениями в этом слое и под ним. Одним из тяжелых осложнений данной болезни аорты и ее основных ветвей (безымянной, подвздошных, сонных и почечных артерий) является образование тромбов на внутреннем слое, что может создавать препятствия кровотоку в этих сосудах и приводить к катастрофическому нарушению кровоснабжения мозга, ног и почек. Такого рода обструктивные (препятствующие кровотоку) поражения некоторых крупных сосудов удается устранять хирургическим путем (сосудистая хирургия).
Сифилитический аортит. Снижение распространенности самого сифилиса делает более редким и вызываемое им воспаление аорты. Оно проявляется спустя примерно 20 лет после заражения и сопровождается значительным расширением аорты с образованием аневризм или распространением инфекции на аортальный клапан, что приводит к его недостаточности (аортальная регургитация) и перегрузке левого желудочка сердца. Возможно также сужение устья коронарных артерий. Любое из этих состояний может приводить к смерти, иногда очень быстро. Возраст, в котором проявляется аортит и его осложнения, колеблется от 40 до 55 лет; заболевание чаще наблюдается у мужчин. Артериосклероз аорты, сопровождающийся потерей эластичности ее стенок, характеризуется поражением не только интимы (как при атеросклерозе), но и мышечного слоя сосуда. Это болезнь пожилого возраста, и с увеличением продолжительности жизни населения она встречается все чаще. Потеря эластичности уменьшает эффективность кровотока, что само по себе может приводить к сходному с аневризмой расширению аорты и даже к ее разрыву, особенно в брюшном отделе. В настоящее время иногда удается справиться с этим состоянием хирургическим путем (см. также АНЕВРИЗМА).
Легочная артерия. Поражения легочной артерии и двух ее главных ветвей немногочисленны. В этих артериях иногда возникают артериосклеротические изменения, а также встречаются врожденные пороки. К двум наиболее важным изменениям относятся: 1) расширение легочной артерии вследствие повышения в ней давления из-за какого-либо препятствия кровотоку в легких или на пути крови в левое предсердие и 2) закупорка (эмболия) одной из ее главных ветвей вследствие прохождения тромба из воспаленных крупных вен голени (флебит) через правую половину сердца, что является частой причиной внезапной смерти.
Артерии среднего калибра. Самым частым заболеванием средних артерий является артериосклероз. При его развитии в коронарных артериях сердца поражается внутренний слой сосуда (интима), что может привести к полной закупорке артерии. В зависимости от степени поражения и общего состояния больного производят либо баллонную ангиопластику, либо коронарное шунтирование. При баллонной ангиопластике в пораженную артерию вводят катетер с баллоном на конце; раздувание баллона приводит к расплющиванию отложений вдоль артериальной стенки и расширению просвета сосуда. При операциях шунтирования вырезают участок сосуда из другой части тела и вшивают его в коронарную артерию в обход суженного места, восстанавливая нормальный кровоток. При поражении артерий ног и рук происходит уплотнение среднего, мышечного, слоя сосудов (медии), что приводит к их утолщению и искривлению. Поражение этих артерий имеет сравнительно менее тяжелые последствия.
Артериолы. Поражение артериол создает препятствие свободному кровотоку и приводит к повышению артериального давления. Однако еще до того, как артериолы склерозируются, возможно возникновение спазмов неизвестного происхождения, что служит частой причиной гипертонии.
Вены. Заболевания вен встречаются очень часто. Наиболее распространено варикозное расширение вен нижних конечностей; это состояние развивается под действием силы тяжести при ожирении или беременности, а иногда и вследствие воспаления. При этом нарушается функция венозных клапанов, вены растягиваются и переполняются кровью, что сопровождается отеками ног, появлением болей и даже изъязвлений. Для лечения применяют различные хирургические процедуры. Облегчению болезни способствуют тренировка мышц голени и снижение веса тела. Другой патологический процесс - воспаление вен (флебит) - тоже чаще всего отмечается в голенях. В этом случае возникают препятствия кровотоку с нарушением местного кровообращения, но главная опасность флебита заключается в отрыве небольших кровяных сгустков (эмболов), которые могут пройти через сердце и вызвать остановку кровообращения в легких. Это состояние, называемое эмболией легочной артерии, является очень тяжелым и нередко имеет смертельный исход. Поражение крупных вен представляет гораздо меньшую опасность и встречается намного реже. См. также
Кровь - жидкая ткань, циркулирующая в кровеносной системе человека и представляющая собой непрозрачную красную жидкость, состоящую из бледно-желтой плазмы и взвешенных в ней клеток - красных кровяных телец (эритроцитов), белых кровяных телец (лейкоцитов) и красных пластинок (тромбоцитов). На долю взвешенных клеток (форменных элементов) приходится 42–46 % общего объема крови.
Основная функция крови - транспорт различных веществ внутри организма. Она переносит дыхательные газы (кислород и углекислый газ) как в физически растворенном, так и в химически связанном виде. Этой способностью кровь обладает благодаря гемоглобину - белку, содержащемуся в эритроцитах. Кроме того, кровь доставляет питательные вещества от органов, где они всасываются или хранятся, к месту их потребления; образующиеся здесь метаболиты (продукты обмена) транспортируются к выделительным органам или к тем структурам, где может происходить их дальнейшее использование. Целенаправленно, к органам-мишеням, кровью переносятся также гормоны, витамины и ферменты. Благодаря высокой теплоемкости своей главной составной части - воды (в 1 л плазмы содержится 900–910 г воды), кровь обеспечивает распределение тепла, образующегося в процессе метаболизма, и его выделение во внешнюю среду через легкие, дыхательные пути и поверхность кожи.
Доля крови у взрослого человека составляет примерно 6–8 % общей массы тела, что соответствует 4–6 л. Объем крови у человека может претерпевать значительные и длительные отклонения в зависимости от степени тренированности, климатических и гормональных факторов. Так, у некоторых спортсменов объем крови в результате тренировок может превышать 7 л. А после длительного периода постельного режима он может становиться ниже нормы. Кратковременные изменения объема крови наблюдаются при переходе из горизонтального в вертикальное положение тела и при мышечной нагрузке.
Кровь может выполнять свои функции, только находясь в постоянном движении. Это движение производится по системе сосудов (эластичных трубочек) и обеспечивается сердцем. Благодаря сосудистой системе организма, крови доступны все уголки тела человека, каждая клетка. Сердце и кровеносные сосуды (артерии, капилляры, вены) образуют сердечно-сосудистую систему (рис. 2.1).
Движение крови по сосудам легких от правого сердца к левому называется легочным кровообращением (малый круг). Начинается он с правого желудочка, выбрасывающего кровь в легочный ствол. Затем кровь поступает в сосудистую систему легких, имеющую в общих чертах то же строение, что и большой круг кровообращения. Далее по четырем крупным легочным венам она поступает к левому предсердию (рис. 2.2).
Следует отметить, что артерии и вены различаются не по составу движущейся в них крови, а по направлению движения. Так, по венам кровь поступает к сердцу, а по артериям оттекает от него. В системном кровообращении оксигенерированная (обогащенная кислородом) кровь течет по артериям, а в легочном - по венам. Поэтому, когда кровь, насыщенную кислородом, называют артериальной, имеют в виду лишь системное кровообращение.
Сердце является полым мышечным органом, разделенным на две части - так называемое «левое» и «правое» сердце, каждое из которых включает предсердие и желудочек. Частично лишенная кислорода кровь от органов и тканей организма поступает к правому сердцу, выталкивающему ее к легким. В легких кровь насыщается кислородом, частично лишаясь углекислого газа, затем возвращается к левому сердцу и вновь поступает к органам.
Нагнетательная функция сердца основана на чередовании сокращения (систолы) и расслабления (диастолы) желудочков, что возможно благодаря физиологическим особенностям миокарда (мышечной ткани сердца, составляющей основную часть его массы) - автоматии, возбудимости, проводимости, сократимости и рефрактерности. Во время диастолы желудочки заполняются кровью, а во время систолы они выбрасывают ее в крупные артерии (аорту и легочный ствол). У выхода из желудочков расположены клапаны, препятствующие обратному поступлению крови из артерий в сердце. Перед тем как заполнить желудочки, кровь притекает по крупным венам (полым и легочным) в предсердия.
Рис. 2.1. Сердечно-сосудистая система человека
Систола предсердий предшествует систоле желудочков; таким образом, предсердия служат как бы вспомогательными насосами, способствующими заполнению желудочков.
Рис. 2.2. Строение сердца, малый (легочный) и большой круги кровеобращения
Кровоснабжение всех органов (кроме легких) и отток крови от них носит название системного кровообращения (большой круг). Начинается он с левого желудочка, выбрасывающего во время систолы кровь в аорту. От аорты отходят многочисленные артерии, по которым кровоток распределяется на несколько параллельных региональных сосудистых сетей, снабжающих кровью отдельные органы и ткани - сердце, головной мозг, печень, почки, мышцы, кожу и т. д. Артерии делятся, и по мере роста их числа уменьшается диаметр каждой из них. В результате разветвления мельчайших артерий (артериол) образуется капиллярная сеть - густое переплетение мелких сосудов с очень тонкими стенками. Именно здесь происходит основной двусторонний обмен различными веществами между кровью и клетками. При слиянии капилляров образуются венулы, которые далее объединяются в вены. В конечном счете, к правому предсердию подходят только две вены - верхняя полая и нижняя полая.
Разумеется, фактически оба круга кровообращения составляют единое кровеносное русло, в двух участках которого (правом и левом сердце) крови сообщается кинетическая энергия. Хотя между ними существует принципиальное функциональное различие. Объем крови, выбрасываемый в большой круг, должен быть распределен по всем органам и тканям, потребность которых в кровоснабжении различна и зависит от их состояния и деятельности. Любые изменения мгновенно регистрируются центральной нервной системой (ЦНС), и кровоснабжение органов регулируется целым рядом управляющих механизмов. Что касается сосудов легких, через которые проходит постоянное количество крови, то они предъявляют к правому сердцу относительно постоянные требования и выполняют в основном функции газообмена и теплоотдачи. Поэтому система регуляции легочного кровотока менее сложна.
У взрослого человека примерно 84 % всей крови содержится в большом круге кровообращения, 9 % - в малом круге и оставшиеся 7 % - непосредственно в сердце. Наибольший объем крови содержится в венах (примерно 64 % общего объема крови в организме), т. е. вены играют роль резервуаров крови. В состоянии покоя кровь циркулирует лишь примерно в 25–35 % всех капилляров. Основным кроветворным органом является костный мозг.
Требования, предъявляемые организмом к системе кровообращения, существенно варьируют, поэтому ее деятельность изменяется в широких пределах. Так, в покое у взрослого человека в сосудистую систему при каждом сокращении сердца выбрасывается 60–70 мл крови (систолический объем), что соответствует 4–5 л минутного объема сердца (количество крови, выбрасываемое желудочком за 1 мин). А при тяжелой физической нагрузке минутный объем возрастает до 35 л и выше, при этом систолический объем крови может превышать 170 мл, а систолическое артериальное давление достигает 200–250 мм рт. ст.
Кроме кровеносных сосудов в организме есть еще один тип сосудов - лимфатические.
Лимфа - бесцветная жидкость, образующаяся из плазмы крови путем ее фильтрации в межтканевые пространства и оттуда в лимфатическую сиcтему. Лимфа содержит воду, белки, жиры и продукты обмена. Таким образом, лимфатическая система образует дополнительную дренажную систему, по которой тканевая жидкость оттекает в кровеносное русло. Все ткани, за исключением поверхностных слоев кожи, ЦНС и костной ткани, пронизаны множеством лимфатических капилляров. Эти капилляры в отличие от кровеносных с одного конца замкнуты. Лимфатические капилляры собираются в более крупные лимфатические сосуды, которые в нескольких местах впадают в венозное русло. Поэтому лимфатическая система является частью сердечно-сосудистой.