Кровообращение

Кровообращение - процесс направленного движения крови по кровеносной системе, обусловленный деятельностью сердца и сосудов.

Основные функции сердечно-сосудистой системы: транспортная, обменная, выделительная, гомеостатическая, защитная.

  Рис. 3. Схема кровообращения: 1 - артерии верхней половины тела; 2 - левое предсердие; 3 - легочные вены; 4 - левый желудочек; 5 - печеночная артерия; 6 - аорта; 7 - артерии нижней половины тела; 8 - вены нижней половины тела; 9 - нижняя полая вена; 10 - печеночные вены; 11 - правый желудочек; 12 - правое предсердие; 13 - верхняя полая вена; 14 - вены верхней половины тела

Система кровообращения вклю­чает сердце, малый круг, в котором кровь омывает легкие, и большой круг, куда входят другие органы и ткани организма (рис. 3). Она обеспечивает транспорт дыхательных газов, питательных и биологически активных веществ, гормонов, перенос тепла вну­три организма.

Малый круг включает правый желудочек, две легочные артерии, легочные капилляры, две легочные вены, левое предсердие. Здесь кровь отдает углекислый газ и насыщается кислородом.

Большой круг на­чинается от левого желудочка, включает сосудистую систему всех органов тела, за исключением легких, и закан­чивается полыми венами и правым предсердием. В большом круге кровь доставляет к органам кислород, питательные вещества и гормоны, уносит из них продукты обмена и углекислый газ.

Непрерывное направленное движение крови по сосудам обес­печивается благодаря насосной функции сердца, создающей разность давления в артериальном и венозном отделах сосудистой системы в результате периодического чередования сокращений (систола) и расслаблений (диастола) предсердий и желудочков. Способность изменять насосную производительность обеспечивается слаженностью взаимодействия сократимос­ти, автоматии, а также деятельностью клапанного аппарата и способностью собственного кровоснабжения сердца.

Рис. 4. Проводящая система сердца: 1 - синоатриальный узел; 2 - атриовентрикулярный узел; 3 - пучок Гиса; 4 - ножки пучка Гиса; 5 - волокна Пуркинье

Мышечная ткань сердца, в отличие от скелетной мускулатуры, включает большое число коллагеновых и эластичных волокон, обладает густой сетью микрососудов, характеризуется большой продолжительностью рефрактерного периода, отсутствием возникновения тетануса. Растяжение сердечных волокон до определенного уровня способствует усилению последующего сокращения. Сердце обладает хронотропными свойствами, определяющими частоту сокращений, и инотропными, определяющими силу и мощность сокращения.

Клапанный аппарат сердца - образование, обеспечивающее прохождение крови по сосудистой системе в одном направлении. В сердце различают створчатые клапаны между предсердиями и желудочками и полулунные - на выходе крови из желудочков в аорту и легочную артерию.

Деятельность сердца характеризуется систолами предсердий (0,1 с) и желудочков (0,35 с), а также диастолой (0,45 с). В период систолы и диастолы желудочков различают еще ряд компонентов сокращения и расслабления, которые характеризуются фазностью проявления (фазы асинхронного и изометрического сокращения, фаза изгнания, протодиастолическая и фаза изометрического расслабления, фаза наполнения желудочков кровью).

Автоматия сердца - способность ритмически возбуждаться без участия регуляции центральной нервной системы. Возбуждение возникает в синоатриальном узле, распространяясь по мышечным волокнам, задер-живается в атриовентрикулярном узле, затем распространяется по пучку Гиса, его ножкам, волокнам Пуркинье и охватывает все сердце (рис. 4).

Сокращение сердца сопровождается слышимыми ухом звуками. В момент систолы желудочков и изгнания крови возникает первый звуковой тон (протяжный и низкий), при захлопывании полулунных клапанов - второй (быстрый и высокий).

Графическое изображение возникающей в сердце биоэлектрической активности называется электрокардиограм­мой (ЭКГ) (рис. 5).

Регистрируе­мые с по­вер­х­ности тела зубцы ЭКГ дают пред­ставление о ха­­­рактере возбуждения предсердий (зубец Р), воз­ник­но­ве­ния и распростране­ния возбуждения в желудочках (зубцы Q, R, S, T), процесса восстановления в период диастолы (интервал Т-P).

Движение крови по сосудам обеспечивается, кроме насосной фун­ции сердца, при­­сасываю­щим действием грудной клетки и динамическим сдавливанием сосудов мышц при физической работе (рис. 6).

Рис. 5. Электрокардиограмма в покое

Линейная скорость кровотока определяется расстоянием перемещения частицы крови по сосудистой системе в единицу времени.

В состоянии покоя в районе аорты она составляет 0,5 м/с, в тканевых капиллярах - около 0,0005 м.с^-1. Время полного кругооборота по сосудистой системе и сердцу в состоянии покоя - 22-25 с, при работе - 7-8 с. Движению крови по сосудистой системе оказывается сопротивление, которое во многом зависит от площади поперечного просвета сосудов, реологических свойств крови (рис. 7).

Рис.6. Движение крови по сосудам

Количество крови, проходящей через площадь поперечного сечения сосудистой системы за определенный промежуток времени, определяет объемную скорость кровотока.

Давление и сопротивление являются основными факторами, определяющими объемную скорость движения крови по сосудам.

Рис. 7. Показатели гемодинамики в различных отделах сосудистого русла: уровень кровяного давления, суммарный просвет сосудов и линейная скорость кровотока

Количество крови, выталкиваемой сердцем в сосудистую систему за каждое сокращение, называется ударным объемом крови (УО).

Частота сердечных сокращений (ЧСС) и УО определяют минутный объем крови (МОК). В покое ЧСС колеблется в пределах 60 –75 в 1 мин, УО - 70 – 80 мл, МОК – 4-5 л.мин^-1: предельное увеличение при мышечной нагрузке может составлять для ЧСС - 200 в 1 мин, УО - 200 мл, МОК - до 40-45 л.мин^-1 (табл. 1).

МОК принято выражать через сердечный индекс, то есть на 1 м² поверхности тела.

Таблица 1

Максимальные величины сердечного выброса у спортсменов с различной физической работоспособностью (M±m) (Карпман В.Л., Любина Б.Г., 1982)

WC170, кгм.мин^-1	МОК, л.мин^-1	Максимальный УО крови, мл	Максимальная ЧСС в 1 мин
1270±60	31,3±0,6	162±3,1	193±1,3
1545±30	34.3±0,4	175±2,7	195±1,19
1806±50	34.5±0,6	180±2,9	1941±1,2
2136±80	37.2±0,7	200±3,3	186±1,5

У спортсменов высокого класса, занимающихся видами спорта, требующими проявления выносливости ЧСС в покое составляет 28 – 40 в 1 мин. ЧСС обычно снижается с возрастом. Максимальная частота сердечных сокращений - максимальный показатель, достигаемый при максимальном усилии перед моментом крайней усталости. Максимальную ЧСС можно определять, учитывая возраст, поскольку она снижается, примерно, на один удар в год, начиная с 10 –15 лет. Вычтя возраст из 220, можно получить приближенный средний показатель максимальной ЧСС.

Оценка максимальной частоты сердечных сокращений:

ЧСС_макс = 220 – возраст (лет)

Рис.8. Прохождение порции крови при систоле через участок артерии, сдавленный манжетой: а - кровь не протекает по сосуду; б - кровь проталкивается через сосуд во время систолы; в - кровь свободно протекает по сосуду. 1,2,3 - просвет кровеносного сосуда на участке перед (1), под (2) и после (3) манжеты; 4 - фонендоскоп

Кровяное давление - давление движущейся по сердечно-сосудистой системе крови, обусловленное, главным образом, работой сердца, сопротивлением стенок сосудов и гидростатическими силами. В аорте и центральных артериях большого круга кровообращения давление крови (артери­альное давление) в покое при систоле составляет 120 мм рт. ст., при диастоле - 80 мм рт. ст. По мере продвижения крови по сосудам от сердца оно снижается в капиллярах тканей до 15 -20 мм рт. ст., в крупных венах - 0.

Измерение артериального давления у человека основано на определении величины внешнего давления, оказываемого на поверхность участка тела плечевой части руки. Для этого на плечо накладывают полую резиновую манжету, соединенную с нагнетающей воздух грушей и манометром. Давление в манжете увеличивают выше уровня систолического (рис. 8, а), затем постепенно выпускают воздух и одновременно с помощью фонендоскопа и манометра фиксируют момент появления слышимых звуковых тонов (рис. 8, б), возникающих в артерии к периферии от ман­жеты (систолическое давление).

При исчезновении звуков фик­сируют диастолическое дав­ление (рис. 8, в).

Часть крови, при отсутствии возмущающих вли­я­­ний на организм, находится в кровяных депо - селезенке, печени, легких, подкожных сосудах. При физической работе, ранении, недостатке кислорода и других изменениях функционирования организма эта кровь интенсивно поступает в сосудистое русло.

Различают триосновных механизма регуляции деятельности сердца: местный (когда в результате увеличения венозного возврата увеличивается растяжимость, сократимость и сила сердечного выброса – механизм Франка - Старлинга); нервный и гуморальный.

Нервная регуляция влияет на возбудимость, проводимость, силу и частоту, но не является пусковой. Она осуществляется симпатическим и парасимпатическим отделами вегетативной нервной системы и находится под контролем высших отделов коры головного мозга. Парасимпатический отдел вегетативной нервной системы посредством блуждающего нерва замедляет сердечную деятельность, снижает возбудимость, ухудшает проводимость. По симпатическим нервам осуществляется противоположная регуляция. Информационными центрами измерения внутрисосудистого давления и производительности сердца являются барорецепторы, находящиеся в сосудистых рефлексогенных зонах (дуга аорты, разветвление сонной артерии, устье соединения полых вен и др.).

Гуморальная регуляция обусловлена активирующим действием на сердечную деятельность гормонов: адреналина, тироксина и других, причем К⁺ угнетает работу сердца, Са⁺⁺- усиливает.

Кроме нервно-гуморальной регуляции сердца, посредством сосудосуживающих и сосудорасширяющих нервов, берущих начало в продолговатом мозге, осуществляется аналогичная регуляция сосудистой системы.

Гуморальную регуляцию сосудосуживающего эффекта осуществляют гормоны адреналин и вазопрессин, сосудорасширяющего - ацетилхолин и гистамин. Регулирующие влияния на сосуды в мышцах оказывает АТФ, молочная кислота, углекислый газ и другие вещества тканевого обмена.

Система кровообращения при мышечной деятельности.

При мышечной деятельности происходит перераспределение крови, расширение сосудов в рабочих органах и уменьшение кровоснабжения других областей тела. Происходит сужение сосудов пищеварительных органов и усиленный приток крови к скелетным мышцам.

Количество капилляров в рабочих органах увеличивается, примерно, в 10 раз: на 1 мм² - 2000-2500 капилляров. Количество протекающей через скелетную мышцу крови может увеличиваться в 50 раз. К мышцам в покое притекает около 20% крови, при мышечной деятельности - до 90%.

Cкорость кругооборота увеличивается в 4 и более раз.

Приспособление деятельности ССС к физической нагрузке достигается посредством сложной системы регуляций - местных и рефлекторных, нервных и гуморальных. Оно базируется на основном гидродинамическом законе кровотока: увеличение кровоснабжения достигается посредством повышения артериального давления и раширения сосудов в работающих органах.

Изменения кровотока начинаются еще в предрабочий период (условнорефлекторно). Усиливается работа сердца, депонированная кровь выходит из депо, выделяется адреналин, который стимулирует деятельность сердца и содействует сужению сосудов внутренних органов.

С началом работы скелетных мышц в систему регуляции кровотока включаются новые рефлекторные, химические и физические факторы. ЦНС, приводя в действие скелетные мышцы, одновременно влияет и на вегетативные функции. При этом уменьшаются тормозящие влияния на сердце и усиливаются стимулирующие. Афферентация с проприо- и хеморецепторов обусловливают подъем кровяного давления. Депрессорный рефлекс подавляется.

Менее быстро возрастает кровоснабжение мышц. Расширение капилляров мышц в основном происходит за счет местных продуктов обмена веществ, появляющихся при работе (СО₂, молочная к-та и др.). Этому же способствует и местный подъем температуры.

В результате расширения мышечных сосудов при сохранении высокого кровяного давления кровоснабжение мышц возрастает в несколько раз. Чем интенсивнее выполняемая работа, тем сильнее кровоток. Скорость кругооборота крови может увеличиваться в 4 раза и более.

Дата добавления: 2014-01-14