Структура и функции сердечно-сосудистой системы

Сердечно-сосудистая - система органов, которая обеспечивает циркуляцию крови по организму человека и животных. Движение жидкости по сердечно-сосудистой системе дополняет лимфатическая система. В состав сердечно-сосудистой системы входит сердце - орган, который заставляет кровь двигаться и кровеносные сосуды - полые трубки, по которым она движется. Сердечно-сосудистая система выполняет многие функции, в том числе питания, защиты и удаления шлаков [5, с.67].

Она должна взаимодействовать с каждой клеткой организма и немедленно реагировать на любое изменение условий внутренней среды, чтобы обеспечивать максимальную эффективность функционирования всех систем организма. Даже когда человек отдыхает, сердечно-сосудистая система не прекращает работу, удовлетворяя потребности тканей тела.

Во время мышечной деятельности количество требований, предъявляемых к ней, возрастает, как и увеличивается потребность в их скорейшем удовлетворении. Сердечно-сосудистая система выполняет в организме ряд функций. Большинство из них направлено на оказание помощи другим физиологическим системам.

Основные функции сердечно-сосудистой системы можно разделить на пять категорий: 1) обменная; 2) выделительная; 3) транспортная; 4) гомеостатическая; 5) защитная. Например, сердечно-сосудистая система обеспечивает доставку кислорода и питательных веществ каждой клетке организма и выведение из неё диоксида углерода и конечных продуктов обмена веществ. Она транспортирует гормоны из эндокринных желез к их целевым рецепторам. Эта система поддерживает температуру тела, а буферные способности крови помогают контролировать pH организма. Сердечно-сосудистая система поддерживает соответствующие уровни жидкости, предотвращая обезвоживание, а также помогает предотвратить инфекционные заболевания, вызванные проникающими в кровь микроорганизмами. Хотя приведённый список краток, указанные функции сердечно-сосудистой системы важны для понимания физиологических основ мышечной деятельности. Перед изучением реакции сердечно-сосудистой системы на физическую активность, необходимо рассмотреть компоненты этой системы и то, как согласованно они работают.

Сердечно-сосудистая система впечатляет своей способностью немедленно реагировать на многочисленные и постоянно изменяющиеся потребности организма. Все функции организма и практически каждая клетка в той или иной степени зависят от этой системы. Любой системе кровообращения требуется три компонента: 1) насос (сердце); 2) система каналов (кровеносные сосуды); 3) жидкостная среда (кровь). Рассмотрим каждый из них в отдельности.

Сердце (рис.1) имеет два предсердия, выполняющие роль принимающих камер, и два желудочка, выполняющие роль насоса. Сердце обеспечивает циркуляцию крови по всей системе сосудов. Рассмотрим движение крови через сердце [10, с.17].

Рис.1. Анатомия сердца человека[2, c.94].

Кровоток в сердце. Капиллярная кровь, прокладывающая свой путь между клетками организма, доставляя кислород и питательные вещества и собирая продукты обмена веществ, возвращается через большие вены - верхнюю и нижнюю полые вены - в правое предсердие. В эту камеру поступает вся дезоксигенированная кровь. Из правого предсердия кровь, проходя через правое атриовентрикулярное отверстие, попадает в правый желудочек, который перекачивает кровь через раскрытый полулунный клапан в легочные артерии, откуда она поступает в правое и левое легкое. Таким образом, правая часть сердца представляет собой легочную часть кровообращения, которая посылает прошедшую через весь организм кровь в легкие для реоксигенации. Получив свежую порцию кислорода, кровь покидает легкие через легочные вены и возвращается в левое предсердие сердца. В эту камеру поступает вся оксигенированная кровь. Из левого предсердия кровь через раскрытый атриовентрикулярный левый митральный клапан поступает в левый желудочек. Оттуда она попадает в аорту, а затем ко всем тканям организма. Левая часть сердца называется системной. Она получает оксигенированную кровь из легких и снабжает ею все ткани организма [8, с.85].

Собирательное название сердечной мышцы - миокард. Толщина миокарда непосредственно зависит от нагрузки на стенки сердечных камер. Левый желудочек - наиболее мощная из четырех камер сердца. Посредством сокращений она должна выкачивать кровь, посылая ее через весь системный путь. Когда тело находится в сидячем или стоячем положении, левый желудочек должен достаточно энергично сокращаться, чтобы преодолеть действие земного притяжения, сказывающееся в скоплении крови в нижних конечностях. О значительной мощности левого желудочка свидетельствует большая толщина (гипертрофия) его мышечной стенки по сравнению с другими камерами сердца. Эта гипертрофия – результат требований, предъявляемых сердцу как в покое, так и в условиях умеренной физической активности. При более интенсивных физических нагрузках, в частности, во время интенсивной аэробной деятельности, когда потребность работающих мышц в крови значительно увеличивается, требования, предъявляемые к левому желудочку, еще более возрастают. Со временем он реагирует увеличением своего размера, подобно скелетной мышце. Чтобы понять координацию сердечных сокращений, нужно рассмотреть, как возникает сигнал для выполнения сокращения и как он распространяется по сердцу. Эти функции выполняет проводящая система сердца. Проводящая система сердца

Сердечная мышца обладает уникальной способностью производить свой собственный электрический сигнал, позволяющий ей ритмично сокращаться без нервной стимуляции (автоматия сердца). Без нервной и гормональной стимуляции врожденная частота сердечных сокращений составляет в среднем 70 - 80 ударов (сокращений) в минуту. У тренированных людей этот показатель может быть ниже. Проводящая система сердца (рис. 2) состоит из четырех компонентов: 1) синусоатриального (СА) узла; 2) атриовентрикулярного (АВ) узла; 3) пучка Гиса; 4) волокон Пуркинье.

Рис.2. Проводящая система сердца [2, c.103].

Аритмия сердца. Время от времени возникающие нарушения нормальной деятельности сердца могут привести к расстройству ритма сердечных сокращений - аритмии. Степень серьезности таких расстройств неодинакова. Брадикардия и тахикардия – два типа изменения ритма сердца. Брадикардия - замедление ЧСС. При этом расстройстве ЧСС в покое не превышает 60 ударов в минуту. Тахикардия – «быстрое сердце». При тахикардии ЧСС в покое превышает 100 ударов в минуту. Как правило, при этих расстройствах изменяется и синусовый ритм. Сердце может функционировать нормально, аномален лишь его ритм. Однако это может повлиять на кровообращение. Симптомы обоих видов аритмии включают чувство усталости, головокружение, потерю сознания. Существуют и другие виды аритмии. Например, относительно часто встречаются преждевременные сокращения желудочков, которые вызывают ощущение выпадения или дополнительного сокращения сердца. Они являются результатом импульсов, возникающих за пределами СА-узла. Трепетание предсердий, при котором предсердия сокращаются с частотой 200 - 400 ударов в минуту, а также мерцание предсердий, когда они сокращаются быстро и некоординированно - более серьезные виды аритмии, при которых предсердия перекачивают совсем немного (или вообще не перекачивают) крови. Желудочковая пароксизмальная тахикардия, т.е. три и более последовательных преждевременных сокращений желудочков, представляет собой весьма серьезную форму аритмии, которая может привести к мерцанию желудочков, при котором сокращение ткани желудочков не координируется. Когда это случается, сердце не может перекачивать кровь. Мерцание желудочков - причина большинства смертельных исходов у страдающих заболеваниями сердца. Чтобы больной остался в живых, необходимо в течение нескольких минут вызвать шок сердца с помощью дефибриллятора, чтобы вернуть ему нормальный синусовый ритм. Восстановление сердечной деятельности и дыхания восстанавливает нормальный ритм сердца и может поддержать жизнедеятельность в течение нескольких часов, однако больше шансов выжить дает неотложная терапия, включая дефибрилляцию. Интересно, что у спортсменов высокого класса, занимающихся видами спорта, требующими проявления выносливости, очень часто наблюдается низкая ЧСС в покое - благоприятная адаптация вследствие тренировочных нагрузок. Во время мышечной деятельности ЧСС, естественно, увеличивается, чтобы обеспечить повышенные потребности организма, обусловленные напряжением сил. Эти два вида адаптации не следует путать с брадикардией или тахикардией - аномальными изменениями ЧСС в покое, которые обычно свидетельствуют о патологических нарушениях.

Артериальное давление (АД) является важнейшим интегральным показателем функционирующей системы кровообращения. На протяжении сердечного цикла уровень АД постоянно меняется, повышаясь в начале изгнания и снижаясь во время диастолы. В момент сердечного выброса часть крови, находящейся в проксимальном сегменте восходящей аорты, получает значительное ускорение, тогда как остальная часть крови, обладающая инерцией, ускоряется не сразу. Это приводит к кратковременному повышению давления в аорте, стенки которой несколько растягиваются. По мере того как остальная часть крови ускоряет свое движение под влиянием пульсовой волны, давление в аорте начинает падать, но все же в конце систолы остается более высоким, чем в ее начале. Во время диастолы давление равномерно снижается, но АД не падает до нуля, что связано с эластическими свойствами артерий и достаточно высоким периферическим сопротивлением.

Таким образом, уровень АД зависит от нескольких факторов [5, с.123]:

- величины сердечного выброса;

- емкости сосудистой (артериальной) системы;

- интенсивности оттока крови;

- упругого напряжения стенок артериальных сосудов;

- объема циркулирующей крови и т.д.

Различают систолическое, диастолическое, пульсовое и среднее АД (рис. 3).

Систолическое АД (САД) - это максимальное давление в артериальной системе, развиваемое во время систолы левого желудочка. Оно обусловлено в основном ударным объемом сердца и эластичностью аорты и крупных артерий. В состоянии покоя у взрослых здоровых людей САД составляет 110-120 мм рт. ст.

Диастолическое АД (ДАД) - это минимальное давление в артерии во время диастолы сердца. Оно во многом определяется величиной тонуса периферических артериальных сосудов. В состоянии покоя ДАД составляет 60-80 мм рт. ст.

По данным Всемирной организации здравоохранения, АД до 140/90 мм рт.ст. является нормостеническим, выше этих величин - гипертоническим, ниже – 100/60 мм рт.ст. – гипотоническим.

Пульсовое АД (АДп) - это разность между систолическим и диастолическим АД.

Рис.3. Схема определения систолического, диастолического, пульсового (а) и среднего (б) артериального давления. [7, c.214].

Среднее АД (АДср) - это результирующая всех переменных значений АД на протяжении сердечного цикла, вычисленная путем интегрирования кривой пульсового колебания давления во времени (рис. 3 б):

где Р1, …, Рn - переменные значения давлений на протяжении сердечного цикла, n - число измерений давления на протяжении сердечного цикла.

Часто среднее АД для периферических артерий принято вычислять по формуле:

Среднее АД является важнейшей интегральной гемодинамической характеристикой системы кровообращения. Это та средняя величина давления, которая была бы способна при отсутствии пульсовых колебаний давления дать такой же гемодинамический эффект, какой наблюдается при естественном, колеблющемся движении крови в крупных артериях (И.А. Ефимова).

Артериальное давление у человека может быть измерено прямым и косвенным способами. В первом случае в артерию вводится полая игла, соединенная с манометром. Это наиболее точный способ, однако, он мало пригоден для практических целей. Второй, так называемый, манжеточный способ, был предложен Рива-Роччи в 1896г. и основан на определении величины давления, необходимой для полного сжатия артерий манжетой и прекращение в ней тока крови. Этим методом можно определить лишь величину САД. Для определения САД и ДАД применяется звуковой или аускультативный способ, предложенный Н.С. Коротковым в 1905г. При этом способе так же используется манжета и манометр, но о величине давления судят не по пульсу, а по возникновению и исчезновению звуков, выслушиваемых на артерии ниже места наложения манжеты (звуки возникают лишь тогда, когда кровь течет по сжатой артерии). В последние годы для измерения АД у человека на расстоянии используются радиотелеметрические приборы.

Дата добавления: 2015-08-31