Лекция 9. Система кровообращения

Движение крови по сосудам называют кровообращением. Система органов кровообращения состоит (рис.9.1.) из сердца и кровеносных сосудов.

Рис.9.1. Система органов кровообращения человека.

Свои основные функции (транспортную и защитную) кровь выполняет благодаря постоянному движению по кровеносным сосудам. Это движение обеспечивается ритмическими сокращениями сердца, которое работает как насос, перекачивая по кровеносной системе кровь. Клетки организма, особенно нервные, не могут функционировать даже несколько минут без кислорода и питательных веществ, переносимых кровью.

Сердце человека (рис.9.2.) на 2/3 расположено в левой части грудной полости. Оно является полым мышечным органом. Верхушка его направлена вперед, вниз и влево. Стенка сердца образована тремя оболочками: внутренней – эндокардом (греч. эндон – внутри, кардиа – сердце), средней мышечной – миокардом (греч. миос – мышца) и внешней соединительнотканной – эпикардом (греч. эпи – сверх). Снаружи сердце окружено перикардом, (греч. пери – около) – эластичной околосердечной сумкой, предохраняющей его от перерастяжения при наполнении кровью. Сумка заполнена жидкость, увлажняющей сердце и уменьшающей его трение при сокращениях. Масса сердца человека колеблется в пределах 250-360 граммов.

Рис.9.2. Схема сердца человека.

Как и у других млекопитающих, сердце человека четырехкамерное: состоит из двух предсердий (верхняя часть сердца) и двух желудочков (нижняя часть сердца). Левая и правая части разделены сплошной перегородкой.

Между предсердиями и желудочками есть соединительнотканные клапаны, свободные края которых при помощи сухожильных нитей и сосочковых мышц прикрепляются к внутренней оболочке сердца. При сокращении предсердий током крови клапаны открываются и пропускают кровь в желудочки. При сокращении желудочков клапаны также движением крови закрываются и не пропускают ее назад к предсердиям. Таким образом, кровь в сердце движется только в одном направлении – от предсердий к желудочкам. Клапаны имеют форму створок, поэтому их называют створчатыми. В левой части сердца клапан состоит из двух створок (двустворчатый), в правой – из трех створок (трехстворчатый).

На выходе аорты из левого желудочка, а легочной артерии – из правого расположены полулунные клапаны, которые не пропускают кровь из сосудов назад к желудочкам после их расслабления.

Сердечная мышца имеет такие физиологические свойства: возбудимость, проводимость, сократимость, автоматизм.

Возбудимость – это способность сердечной мышцы воспринимать изменения внешней среды и отвечать на эти изменения возбуждением. В норме сердечная мышца возбуждается под влиянием импульсов специализированных клеток сердца.

Автоматизм сердца – это способность сердца сокращаться под влиянием импульсов, возникающих в самом сердце. В сердечной мышце расположены специальные клетки, в которых автоматически возникают ритмические импульсы. Эти импульсы распространяются по всей сердечной мышце и задают ритм ее сокращению. Благодаря автоматизму сердце может сокращаться независимо от нервных и гуморальных влияний. Это позволяет поддерживать жизнедеятельность организма даже при нарушении деятельности нервной системы. Но в норме автоматизм работы сердца под влиянием нервногуморальной регуляции согласовывается с потребностями организма.

Сердце, снабжающее кровью весь организм человека, также нуждается в постоянном и значительном поступлении кислорода и питательных веществ. Для этого оно имеет две коронарные, или венечные (лат. корона – венец), артерии, по ответвлениям которых за сутки протекает 500 л крови. Уменьшение просвета этих артерий или их ответвлений, например при атеросклерозе, приводит к омертвению участка сердечной мышцы – инфаркту миокарда.

Сердце работает ритмично. Сокращение сердца – систола – чередуется с его расслаблением – диастолой. Сокращение и расслабление предсердий и желудочков при нормальных условиях строго взаимосогласованы и составляют единый цикл работы сердца. Это четко отображается на электрокардиограмме. Частота сердечных сокращений в состоянии покоя индивидуальна и колеблется от 60 до 80 ударов в минуту (уд./мин).

Сердечный цикл начинается с сокращения предсердий, которое длится 0,1 секунды. За это время кровь из предсердий выталкивается в расслабленные желудочки. После завершения сокращения предсердий сокращаются желудочки. Кровь из правого желудочка выталкивается через венозный ствол в легочные артерии, а кровь из левого желудочка – в аорту. Сокращение желудочков длится приблизительно 0,3 секунды. После этого они расслабляются и на протяжении следующих 0,4 секунды вся сердечная мышца пребывает в состоянии покоя, или общего расслабления. Продолжительность сердечного цикла при частоте сердечных сокращений 72 уд./мин составляет 0,8 секунды. Период отдыха 0,4 секунды достаточен для того, чтобы сердце полностью восстановило свою работоспособность. При увеличении частоты сердечных сокращений продолжительность сердечного цикла сокращается преимущественно за счет периода отдыха.

Количество крови, выбрасываемой в аорту за одно сокращение сердца, называют систолическим объемом крови. При каждом сокращении сердце выбрасывает в аорту 70 мл крови. Зная систолический объем крови (СОК) и частоту сердечных сокращений (ЧСС), можно определить, сколько крови сердце перекачивает за тот или иной промежуток времени (например, за одну минуту) и какую работу при этом оно выполняет.

При частоте сердечных сокращений 72 уд./мин минутный объем крови (МОК) составляет:

МОК = СОК × ЧСС = 70 × 72 = 5000 мл/мин

или 5 л за одну минуту.

При физической нагрузке во время спортивных соревнований у спортсменов минутный объем крови может достигать 40 л/мин, а за час – приблизительно 2,5 тонны. Такая большая работоспособность сердца возможна благодаря его ритмическому сокращению и быстрому восстановлению его функции во время расслабления.

Работа сердца очень хорошо приспособлена к потребностям организма благодаря механизмам саморегуляции, нервной и гуморальной регуляции. Саморегуляция сердца обеспечивается внутрисердечными механизмами. Например, чем больше полость сердца наполняется кровью, тем сильнее оно сокращается. Частота и сила сокращений сердца регулируется автономной нервной системой. Нервные импульсы, поступающие к сердцу по нервным волокнам симпатического отдела автономной нервной системы, увеличивают частоту и силу сокращений сердца, а импульсы от парасимпатического отдела вызывают противоположный эффект: уменьшают частоту и силу сердечных сокращений. Частота и сила сердечных сокращений может изменяться под влиянием нервных импульсов, поступающих к сердцу из коры большого мозга. Так, при эмоциональных реакциях частота сердечных сокращений может резко повышаться. С помощью специальных тренировок человек волевыми усилиями может понижать частоту сердечных сокращений.

Гуморальная регуляция работы сердца связана с действием некоторых веществ крови. Например, ионы кальция, гормоны надпочечников – адреналин, норадреналин – усиливают и ускоряют сокращения сердца. В то же время такие вещества, как ацетилхолин и ионы калия действуют противоположно – уменьшают частоту и силу сокращений сердца. Приспособление сердца к потребностям организма достигается благодаря взаимосогласованной нервной и гуморальной регуляции. Например, во время физической работы возрастает потребность мышц в кислороде и питательных веществах. Эту потребность можно обеспечить только за счет увеличения количества крови, поступающей в мышцы.

Нервные импульсы от рецепторов мышц и сухожилий поступают к нервной системе. Из нервной системы по нервным волокнам симпатического отдела увеличивающийся поток импульсов поступает в сердце. Одновременно увеличивается содержание адреналина в крови. Эти нервные и гуморальные влияния увеличивают частоту и силу сердечных сокращений, а значит, и минутный объем крови. Так достигается соответствие количества кислорода и питательных веществ мощности работы, выполняемой мышцами.

Система кровообращения состоит из разных по строению и функциям сосудов – артерий, вен и капилляров.

Артерии – это сосуды, несущие кровь от сердца к органам и тканям. Самая большая артерия в организме человека – аорта. В артериях кровь движется под значительным давлением, которое они выдерживают благодаря строению своих стенок. Стенка всех артерий состоит из трех слоев: внутреннего, среднего и наружного. Внутренний слой образован преимущественно особой соединительной тканью – эндотелием, клетки которой имеют гладкие оболочки, что не препятствует току крови по сосудам. Средний слой состоит преимущественно из волокон неисчерченной мышечной ткани и эластичных волокон. За счет сокращения или расслабления мышц может изменяться просвет артерий, регулируя, таким образом, ток крови. Эластичные волокна придают стенкам артерий упругость. Наружный слой состоит из рыхлой соединительной ткани; в нем проходят нервы, регулирующие расширение и сужение артерий.

Капилляры – это самые мелкие кровеносные сосуды, стенки которых образованы только одним слоем плоских эпителиальных клеток. Именно в капиллярах происходит обмен веществ между кровью и тканевой жидкостью, обеспечивающей контакт кровеносной системы с клетками. Капилляры собираются в венулы (наиболее мелкие вены), а те – в большие вены. Они имеют такое же строение стенок, как и артерии, но тоньше и менее эластичны.

Вены – сосуды, несущие кровь от органов и тканей к сердцу. В просвете средних и некоторых больших вен имеются полулунные клапаны, препятствующие обратному току крови. При сокращении мышц эти клапаны сжимаются, что способствует движению крови к сердцу.

Сосуды кровеносной системы образуют малый и большой круги кровообращения.

Малый круг кровообращения начинается из правого желудочка, из которого венозная кровь через легочные артерии поступает в более мелкие артерии, а из них – в легочные капилляры. Легочные капилляры густо оплетают легочные пузырьки, заполненные атмосферным воздухом. Здесь происходит обмен газов: кислород переходит в кровь, а углекислый газ – в лёгкие. Насыщенная кислородом кровь становится артериальной и по легочным венам возвращается в левое предсердие. Путь крови от правого желудочка через легкие к левому предсердию называется малым кругом кровообращения.

Большой круг кровообращения начинается из левого желудочка, который, сокращаясь, выталкивает кровь в аорту. По сосудистой сети артериальная кровь несет кислород и питательные вещества ко всем клеткам тела, а из клеток в капилляры переходят углекислый газ и продукты распада питательных веществ. Кровь из артериальной превращается в венозную и по венозным сосудам возвращается в правое предсердие. Кровь от головы, шеи и рук собирается в верхнюю полую вену, а от всех остальных частей тела – в нижнюю полую вену. Путь крови от левого желудочка через артерии, капилляры, вены всех органов тела к правому предсердию называется большим кругом кровообращения.

Кровь движется по сосудам благодаря ритмической работе сердца, разнице давлений в разных частях кровеносной системы, присасывающему действию грудной полости. Ритмическая работа сердца образует и поддерживает разницу давления в сосудах. При сокращении сердца кровь под давлением выталкивается в артерии. За время прохождения крови по сосудам энергия давления расходуется, поэтому давление крови постепенно уменьшается. В аорте давление наиболее высокое – 120 – 150 мм рт. ст., в артериях – до 120 мм рт. ст., в капиллярах – до 20 мм рт. ст., а в полых венах – от 3-8 мм рт. ст. до минимального (ниже атмосферного). Разница давления в разных частях кровеносной системы является основной причиной движения крови. Согласно законам физики жидкость движется от участка с более высоким давлением к участку с более низким давлением.

Кровяное давление в сосудах изменяется, что связано с фазами работы сердца. Во время систолы желудочков давление более высокое – это максимальное, или систолическое, давление; во время диастолы – минимальное, или диастолическое, давление. Давление крови измеряют на плечевой артерии с помощью манометра.

У здоровых людей в состоянии покоя оно составляет (120 ± 10) мм рт. ст. при сокращении сердца и (70 ± 10) мм рт. ст. при его расслаблении.

В норме сосуды пребывают в состоянии определенного напряжения – тонуса. При некоторых заболеваниях тонус сосудов нарушается. Когда он увеличивается, сосуды сужаются, давление в кровеносной системе повышается. Состояние повышенного кровяного давления называют гипертонией. При этом увеличивается нагрузка на сердце. Оно работает с перенапряжением. При уменьшении тонуса сосуды расширяются, давление снижается и возникает гипотония. В этом случае нарушается кровоснабжение органов, ухудшаются условия их работы.

При сокращении желудочков кровь выбрасывается в аорту, повышая в ней давление. Волна, возникающая при этом в ее стенке, распространяется с определенной скоростью от аорты к артериям. Ритмические колебания стенки артериальных сосудов, вызванные повышением давления в аорте во время систолы, называют артериальным пульсом. Пульс можно определить в местах, где большие артерии подходят близко к поверхности тела, например на внутренней стороне запястья, на висках. Ритмические колебания можно прощупать, приложив пальцы к этим местам. Каждое такое колебание отвечает сокращению сердца. Поэтому по пульсу можно определить частоту сердечных сокращений за одну минуту. Пульс дает также информацию о состоянии сосудов и работе сердца.

В норме пульс упругий и хорошо прослушивается. Частота пульса индивидуальна и составляет у подростков 72-85 уд./мин, у взрослых – 60-75 уд./мин.

При частоте сердечных сокращений 72 уд./мин кровь по сосудам большого и малого кругов кровообращения протекает за 25 секунд. Однако ее скорость не везде одинакова. В аорте она наибольшая и составляет 0,5 м/с, а в капиллярах самая маленькая – 0,5-1,0 мм/с. Это связано с тем, что сумма поперечных сечений всех капилляров более чем в 500 раз превышает диаметр аорты. Малая скорость движения крови в капиллярах обеспечивает достаточное время для обмена веществ между кровью и клетками.

Кровообращение по венам имеет важное значение для наполнения сердца кровью во время диастолы. Сколько крови возвратится по полым венам, такое же ее количество попадет в аорту. Стенки вен более тонкие и менее эластичны, чем стенки артерий. Движение крови по венам обеспечивается сокращением сердца и скелетных мышц. Кровь в венах течет только в одном направлении – к сердцу. Обратному ее движению препятствуют полулунные клапаны вен. Сокращения скелетных мышц проталкивают кровь в сторону сердца. Это предотвращает застой крови в нижней части тела и помогает сердцу перекачивать кровь по кровеносной системе. На движение крови по венам влияет и присасывающее действие грудной полости: давление в ней во время вдоха ниже атмосферного, что и способствует подсасыванию крови.

Закономерности движения крови по сосудам впервые описал в 1628 г. английский анатом и врач У. Гарвей.

Интенсивность кровообращения зависит от физических нагрузок, температуры тела и многих других причин. Регуляция кровообращения осуществляется нервной системой и гуморальными факторами. Нервные волокна симпатического отдела автономной нервной системы иннервируют большинство сосудов. При их возбуждении сокращаются мышцы стенок большинства артерий, и они сужаются, а сосуды сердца и мозга, наоборот, расширяются. Гормон надпочечников – адреналин – сужает сосуды кожи и брюшной полости, а сосуды мозга и сердца – расширяет. Существует еще ряд химических веществ, влияющих на состояние сосудов.

Кроме кровеносной системы, в организме человека имеется разветвленная сеть сосудов разного диаметра, образующая лимфатическую систему. Начинается лимфатическая система слепо замкнутыми лимфатическими капиллярами, расположенными между клетками. Вместе с венами лимфатическая система обеспечивает всасывание из межклеточной жидкости воды и растворенных в ней веществ, которые не могут попасть в кровеносные капилляры. При этом образуется лимфа – прозрачная жидкость, сходная по химическому составу с плазмой крови. Сливаясь, лимфатические капилляры образуют лимфатические сосуды (в них, как и в венах, имеются полулунные клапаны), по которым лимфа поступает в венозную систему. По ходу лимфатических сосудов расположены лимфатические узлы, в которых образуется большое количество лимфоцитов, играющих значительную роль в иммунитете. В лимфатических узлах задерживаются и обезвреживаются микроорганизмы, остатки клеток и прочее.

Среди различных болезней заболевания сердечнососудистой системы являются наиболее распространенными во всех странах мира. Смертность по их причине составляет в мире от 49 до 54 % общей смертности. Кроме того, часто сердечнососудистые заболевания являются причиной временной или полной потери работоспособности. Если раньше эти хронические болезни были присущи преимущественно людям пожилого возраста, то сейчас патологические нарушения сердечнососудистой системы наблюдаются даже у детей школьного возраста.

Сердечно-сосудистые заболевания подразделяют на болезни сердца (например, инфаркт миокарда, аритмии, пороки сердца, миокардиты); болезни артерий (например, дистония, атеросклероз, гипертоническая болезнь, инсульт); болезни вен (например, варикозное расширение вен, тромбофлебит).

Дистония – нарушение тонуса сосудов, в результате чего нарушается кровообращение и кровоснабжение органов. Проявляется головной болью, повышением утомляемости. Чаще всего дистонию вызывают нарушения в нервной регуляции сосудов, неврозы, низкая физическая активность.

Аритмии – нарушения сердечного ритма. Возникают они вследствие изменений основных функций сердца: автоматизма, проведения возбуждения и сократительности. Причинами появления аритмий могут быть заболевания сердечной мышцы, инфекционные болезни, влияние ядовитых веществ, психические перенапряжения.

Атеросклероз – хроническое заболевание, характеризующееся уплотнением стенок артерий, сужением их просвета и частым образованием тромбов. Атеросклероз может возникнуть вследствие гипертонической болезни, сахарного диабета, ожирения, чрезмерного употребления жирной пищи, нервных перенапряжений, наследственной предрасположенности и употребления алкоголя. Чаще всего атеросклероз поражает аорту, венечные артерии сердца, артерии мозга, почек, нижних конечностей, из-за чего нарушается их кровоснабжение и возникают патологические изменения этих органов.

Гипертоническая болезнь – общее заболевание человека, основным проявлением которого является повышение артериального давления. Развитию гипертонической болезни способствуют постоянные отрицательные эмоции, напряженная умственная работа, атеросклероз, курение, чрезмерное употребление алкоголя, наследственная предрасположенность. Наиболее частыми осложнениями гипертонической болезни являются инфаркт миокарда, сердечная недостаточность, инсульт, недостаточность функции почек.

Самым распространенным заболеванием сердца является инфаркт миокарда, характеризующийся омертвением части мышечных клеток сердца. Инфаркт миокарда возникает вследствие нарушения кровообращения в сосудах сердца, что приводит к уменьшению снабжения его клеток кислородом и питательными веществами. Факторами, способствующими развитию инфаркта миокарда, являются переутомления, психические травмы, гипертония, курение, злоупотребление спиртными напитками и прочие.

Инсульт – острое нарушение мозгового кровообращения, которое приводит к повреждению тканей мозга и нарушению его функций. Одна из причин инсульта – разрыв кровеносных сосудов, сопровождающийся кровоизлияниями в мозг. Разрыв сосудов возникает вследствие резкого повышения кровяного давления, уменьшения их эластичности и диаметра. Причиной инсульта могут стать значительное эмоциональное напряжение, гипертония, атеросклероз.

Варикозное расширение вен – заболевание, проявляющееся неравномерным расширением вен. Возникновению этого заболевания способствуют врожденная слабость венозных стенок и неполноценность их клапанов, что осложняет ток крови и повышает внутреннее давление. Варикозное расширение вен часто приводит к тромбофлебиту – воспалению стенок вены с образованием тромба в ее просвете.

Многочисленными исследованиями врачей многих стран мира установлены пять основных причин развития сердечнососудистых заболеваний, так называемые факторы риска:

- гиподинамия;

- курение, алкоголизм, наркомания;

- стрессы;

- нерациональное питание;

- загрязнение окружающей среды.

Первым и наиболее эффективным способом является занятие физическим трудом и спортом (бег, плавание, велоспорт, игровые виды спорта), которые укрепляют сердечную мышцу, повышают ее работоспособность и тонус сосудов.

Для предупреждения сердечно-сосудистых заболеваний важно избегать отрицательных эмоций. Сдержанность, дружелюбие, отсутствие страха – залог хорошего настроения и здоровья.

Закаливание укрепит не только вашу нервную и иммунную систему, но и улучшит регуляцию сосудов.

Незлоупотребление чрезмерно жирной пищей, солью, сахаром, рациональное питание с достаточным содержанием витаминов сохранит ваши сосуды эластичными.

Дата добавления: 2014-10-17