|
Кровообращение
Кровь в организме
находится в
постоянном движении. Движение
крови
осуществляется по кровеносным
сосудам, представляющими собой
систему эластичных трубок разного
размера, составляющих
единую
замкнутую систему. Благодаря сердцу
(полый мышечный
орган, совершающий
ритмические сокращения) и
происходит
движение крови в
организме. Еще Гиппократ - отец
медицины, и
Аристотель - крупнейший
греческий мыслитель, живший почти
2 500 лет назад, интересовались
вопросами
кровообращения и изучали
его. Но многие их представления были
несовершенны и ошибочны. Не внесли
ясности и исследования
крупного
римского врача Галена, проведенные в
начале нашего
летоисчисления. Такое
состояние сохранялось до начала XVII
в., когда выдающийся ученый Вильям
Гарвей сделал крупное
открытие,
положившее начало новому
представлению о
кровообращении.
Гарвей доказал, что венозная и
артериальная
сосудистые системы не
являются изолированными, как это
представляли до него, и
самостоятельными, а связаны между
собой единой системой кровеносных
сосудов, и что существуют
большой и
малый круги кровообращения. Это
гениальное
открытие Гарвея сыграло
огромную роль в дальнейшем развитии
естествознания и явилось новым
научным этапом в развитии
физиологии.
Сердце
млекопитающих, в том числе и
человека, представляет собой полый
четырехкамерный мышечный орган,
состоящий из двух предсердий
и двух
желудочков. Большой круг
кровообращения начинается от
левого
желудочка и кончается правым
предсердием. При
сокращении сердца
кровь из левого желудочка
выбрасывается в
аорту, затем, проходя
по артериям, артериолам и капиллярам
всего тела, поступает в венулы.
Венулы собираются в мелкие
вены,
сливающиеся в более крупные, которые
впадают в нижнюю
и верхнюю полые
вены. По ним кровь поступает в правое
предсердие - так заканчивается
большой круг
кровообращения.
Малый круг
кровообращения
начинается от правого желудочка и
кончается в
левом предсердии. От
правого желудочка по легочным
артериям
кровь поступает в легкие,
где происходит газообмен, а из легких
по легочным венам кровь
возвращается в левое предсердие -
так заканчивается малый круг
кровообращения. Особо
осуществляется кровообращение
самого сердца: сосуды,
питающие
сердце, отходят от аорты, проходя
через сердечную
мышцу, и впадают в
правое предсердие.
Существуют три
вида кровеносных
сосудов: артерии, капилляры и вены,
отличающиеся друг от друга
строением и функциями. Артерии -
сосуды, по которым кровь течет от
сердца в органы. Они имеют
сравнительно толстые стенки,
состоящие из трех слоев
(оболочек):
наружного, среднего и внутреннего.
Наружная
оболочка -
соединительнотканная, средняя
состоит из гладкой
мышечной
мускулатуры и содержит эластические
волокна (за
счет ее сокращения
уменьшается просвет сосуда);
внутренняя
оболочка образована
соединительной тканью и изнутри
выстлана
одним слоем плоских клеток -
эндотелием. Самые мелкие
артериальные сосуды называются
артериолами, они постепенно
разделяются на капилляры. Капилляры
- мельчайшие сосуды,
различимые под
микроскопом. Общий просвет
капилляров всего
тела в 500 раз
превышает просвет аорты. Часть
капилляров в
спокойном состоянии не
функционирует, а в деятельном
состоянии количество
функционирующих капилляров
возрастает. Стенки капилляров состоят
из одного слоя
эндотелиальных
клеток. В капиллярах осуществляется
обмен
веществ между кровью и
тканями. Артериальная кровь в
капиллярах превращается в венозную,
и поступает в вены. Вены
- сосуды, по
которым кровь возвращается в сердце.
Стенки вен
также состоят из трех
слоев, но средний слой содержит
меньше
мышечных (он тоньше, чем у
артерий) и эластических волокон,
поэтому стенки вен менее упруги и
легко спадаются. Кроме
того, вены
имеют клапаны, препятствующие
обратному току
крови (клапаны
открываются в сторону сердца).
Общий просвет
вен тела значительно
превышает общий просвет артерий, но
меньше общего просвета капилляров.
Различные артерии, как и
вены,
сообщаются между собой с помощью
соединительных
сосудов - анастомозов.
Сердце
располагается в грудной
клетке - в левой половине грудной
полости. Оно четырехкамерное,
причем левая половина сердца
не
сообщается с правой. Предсердия и
желудочки сообщаются
между собой
отверстиями, снабженными
створчатыми (или
атриовентрикулярными) клапанами. В
левом желудочке -
двустворчатый
клапан (митральный), в правом -
трехстворчатый. На границе между
левым желудочком и аортой,
между
правым желудочком и легочной
артерией расположены
полулунные
клапаны, закрывающие отверстие
аорты в левом
желудочке и отверстие
легочной артерии в правом желудочке.
Полулунных клапанов по три и они
свободно пропускают кровь
из
желудочков в сосуды и препятствуют
обратному току крови в
сердце.
Стенка сердца
состоит из трех слоев:
внутреннего - эндокарда, среднего -
миокарда и наружного - эпикарда.
Само сердце заключено в
околосердечную сумку - перикард.
Между эпикардом и
перикардом
расположена полость перикарда,
содержащая
небольшое количество
серозной жидкости. Самый мощный
слой -
миокард - состоит из
поперечнополосатой мышечной ткани,
обладающей особым ритмом
сокращения (сокращается
непроизвольно). В правое предсердие
впадают верхняя и нижняя
полая
вены и общий венозный сосуд самого
сердца - венечная
пазуха сердца. В
левое предсердие открываются
четыре
легочные вены; из правого
желудочка выходит легочный ствол, а
из левого желудочка - самый крупный
сосуд - аорта, несущая
артериальную
кровь для всего организма. Клапаны
между
предсердиями и желудочками
открываются в сторону желудочков и
препятствуют обратному току крови.
При некоторых болезнях
сердца
строение клапанов изменяется, что
вызывает нарушение
работы сердца
(пороки сердца).
Работа сердца
состоит из ритмических
сокращений и расслаблений.
Сокращение
сердца называется
систолой, расслабление - диастолой.
Различают три фазы: систола
предсердий, затем систола
желудочков, после которой наступает
общая диастола. При
сокращении
предсердий кровь переходит в
желудочки, после
наполнения которых
закрываются створчатые клапаны,
начинается сокращение желудочков и
кровь выходит из сердца.
Сокращение
предсердий длится 0,1 с, затем они
переходят в
стадию расслабления,
сокращение желудочков длится 0,3 с,
а
затем они расслабляются. Общая
фаза расслабления длится 0,4 с.
Следовательно один цикл работы
сердца занимает около 0,8 с,
что
соответствует 75 сокращениям сердца
в минуту. При покое
количество
сердечных сокращений колеблется в
пределах от 60
до 80 в минуту.
Предсердия в целом бывают
расслаблены в
течение 0,7 с, и в этот
период они наполняются кровью. При
заболеваниях, сопровождающихся
повышением температуры тела,
сердцебиение учащается
(тахикардия). Однако при некоторых
заболеваниях сердце начинает
сокращаться реже (брадикардия).
Иногда наблюдается нарушение
правильного чередования
сердечных
сокращений (аритмия). У
новорожденных частота
сердечных
сокращений высокая - около 140 в
минуту, у старых
людей она тоже
высокая (90-95 сокращений в минуту).
За одно сокращение
выбрасывается 65
мл крови. Во время работы сердца
возникают
звуки, называемые тонами
сердца. Различают два тона: первый
(систолический) - низкий и
продолжительный - возникает в
начале
систолы желудочков при замыкании
створчатых клапанов,
второй
(диастолический) - короткий и
высокий - возникает от
замыкания
полулунных клапанов. При некоторых
заболеваниях
сердца характер тонов
изменяется. При пороках сердца, т.е.
при изменении нормального строения
сердечных клапанов
(сморщивание,
разрушение и др.), а также при
сужении
отверстий, прикрываемых ими,
тоны сердца меняют свою частоту, к
ним примешиваются необычные звуки -
шумы. Во время систолы
желудочков
сердце уменьшается в объеме, его
верхушка
напрягается и ударяется о
грудную клетку в пятом межреберном
промежутке слева. Такое явление
называется сердечным
толчком.
Возбуждение и
связанное с ним
сокращение сердечной мышцы, как и
других
мышц, сопровождаются
биоэлектрическими явлениями -
токами
действия. Метод записи токов
действий сердца получил название
электрокардиографии; в результате
получают
электрокардиограмму.
Электрокардиограмма у всех здоровых
людей постоянна и имеет пять зубцов,
которые обозначаются
буквами P, Q, R,
S, T. Зубец P соответствует
возбуждению
предсердий, а зубцы Q,
R, S, T- возбуждению желудочков.
Малейшее нарушение нормальной
деятельности отражается на
рисунке.
При заболеваниях сердца
электрокардиограмма будет
иметь
необычный вид. На основании ее
может быть поставлен
тот или иной
диагноз.
Сердце, удаленное
из организма,
продолжает сокращаться.
Способность сердца
сокращаться
независимо от каких-либо внешних
раздражений
называется автоматией
сердца. Русский физиолог А. А. Кулябко
оживил сердце ребенка, умершего от
воспаления легких, через
20 часов
после его смерти, пропустив через
сосуды сердца
солевой раствор. Это
показало, что сердце может работать в
автоматическом режиме, т.е.
изолированно, поскольку импульс
возбуждения зарождается в самом
сердце. Местом возникновения
возбуждения у теплокровных животных
являются скопления
нервной и
мышечной ткани в сердце - узлы.
Причина автоматии
- изменение
обмена веществ в узлах и их клетках.
Возникновение волн возбуждения в
значительной мере зависит
от реакции
крови: сдвиг реакции в щелочную
сторону вызывает
учащение
сердцебиения, а в кислую -
замедление. Большое
значение имеет
соотношение ионов натрия, калия и
кальция в
крови. Если увеличивается
концентрация ионов натрия и калия,
то деятельность сердца замедляется и
ослабляется, а при
относительном
увеличении концентрации ионов
кальция сердце
постепенно перестает
расслабляться.
Такие
видоизмененные волокна
нервной и мышечной ткани разбросаны
в
сердце не равномерно, а группами, в
основном в виде трех
скоплений:
синусное скопление - синусный узел
(узел
Кейт-Флэка) находится в правом
предсердии между устьями верхней
и
нижней полых вен; второе скопление
также находится в
правом предсердии
у атриовентрикулярной перегородки -
узел
Ашоф-Тавара, или
атриовентрикулярный узел; от узла
Ашоф-Тавара отходит пучок, который
направляется в желудочки
по
перегородке, отделяющей правый
желудочек от левого,
носящий
название пучка Гиса. Пучок Гиса
делится на две
ножки, одна из которых
идет в правый желудочек, а другая - в
левый (правая и левая ножки пучка
Гиса). При поступлении
крови в правое
предсердие возникает возбуждение в
синусном
узле, оно передается на
атриовентрикулярный узел и затем по
ножкам пучка Гиса - желудочкам.
Синусный узел регулирует
частоту
ударов сердца. Атриовентрикулярный
узел дает первый
импульс для
сердечных сокращений и регулирует
их частоту.
Пучок Гиса ответственен за
сокращение желудочков. Различают
неполный сердечный блок и полный
сердечный блок. При
пониженной
возбудимости атриовентрикулярного
узла (не все
импульсы от синусного узла
проходят через атриовентрикулярный)
развивается неполный сердечный
блок. В таком случае к
желудочкам
проходит каждый второй или третий
импульс и
желудочки сокращаются в
2-3 раза медленнее предсердий. При
поражении пучка Гиса развивается
полный сердечный блок -
импульсы от
синусного узла не поступают в
желудочки. В таком
случае работает
собственный автоматизм желудочков,
которые
начинают сокращаться в
более медленном собственном ритме
независимо от ритма сокращений
предсердий, т.е. между
ритмами
сокращений предсердий и желудочков
наступает полная
разбалансировка.
Возникновение
возбуждения в сердце
сопровождается потерей возбудимости,
т.е. потерей способности отвечать на
раздражение
возбуждением
(рефрактерная фаза). Желудочек
сердца находится
в состоянии
рефрактерности весь период систолы
(если сердце
раздражать в это время,
то никакого ответа не будет). Если
раздражение поступает в период
диастолы, сердце, не успев
расслабиться, отвечает новым
сокращением - экстрасистолой,
после
которой следует длинная
компенсаторная пауза. Развитие
длинной рефракторной фазы под
действием частоты раздражений
предотвращает длительное
непрерывное укорочение мышцы
сердца - тетануса, и сердце
продолжает работать в режиме
одиночных сокращений. Только при
этом условии может
осуществляться
функция сердца как нагнетательного
насоса.
Движение крови по
сосудам
обусловлено ритмичной работой
сердца: во время
сокращения кровь
под давлением нагнетается в артерии.
Энергия давления расходуется по мере
продвижения крови по
сосудам: самое
большое давление крови - в начале
кровообращения, самое малое - в
конце его, причем по мере
удаления от
начала круга давление постепенно
падает. В аорте
давление равно 150
мм ртутного столба, в артериях
средней
величины - 120 мм, в
артериолах - 40 мм, в капиллярах - 20
мм, в венах - еще меньше, а в самых
крупных венах давление
меньше
атмосферного - отрицательное. На
движение крови в
венах оказывают
влияние и другие факторы (кроме
общего
давления): присасывающее
действие грудной клетки, работа
прилегающих мышц и наличие
клапанов, препятствующих
обратному
току крови. Хотя кровь из сердца
выбрасывается
порциями, по
кровеносным сосудам она течет
непрерывной
струей, что обусловлено
эластичностью стенок артерий - их
способностью растягиваться. Большая
часть энергии давления
крови
расходуется на преодоление трения
частиц крови,
протекающей по
сосудам. Поскольку общий просвет
капилляров
во много раз превышает
просвет других сосудов, скорость
движения крови в капиллярах
наименьшая (в 1 000 раз
меньше, чем в
аорте). В минуту желудочек сердца
выбрасывает
примерно 4 000-5 600 мл
крови (если систолический
объем
составляет 80 мл, а ударов сердца - 70,
то минутный
объем составит 5 600 мл),
а при больших физических
нагрузках
минутный объем может достичь 25-30
л. У
тренированных людей при
физической работе увеличивается
систолический объем и незначительно
увеличивается частота
сокращений
сердца, тогда как у нетренированных
происходит
увеличение частоты
сокращений (до 200 раз в минуту)
почти
без увеличения систолического
объема, что может неблагоприятно
сказаться на физиологическом
состоянии мышцы
сердца.
Сердце
иннервируется блуждающими и
симпатическими нервами. Из
продолговатого мозга к сердцу идут
парасимпатические волокна
блуждающего нерва, а из верхних
грудных сегментов спинного
мозга -
симпатические нервы. И. П. Павлов
установил, что
нервы, подходящие к
сердцу, вызывают ослабляющее,
замедляющее, ускоряющее и
усиливающее действия и влияют на
проводимость в сердце и его
возбудимость. Парасимпатические
волокна оказывают на сердце
замедляющее и ослабляющее
действия: вызывают урежение ритма и
уменьшение силы
сердечных
сокращений, понижение возбудимости
сердца и
скорости проведения
возбуждения в нем. Симпатические
волокна
оказывают ускоряющее и
усиливающее действия: наблюдается
учащение ритма сердца, повышается
сила сердечных сокращений
и
возбудимость сердца, а также скорость
проведения
возбуждения в нем. Оба
центра сердечной деятельности
функционально между связаны собой:
повышение тонуса одного
их них
вызывает понижение тонуса другого;
соответственно
изменяется и работа
сердца. Таково же действие центров
на
тонус стенок кровеносных сосудов,
снабженных нервными
окончаниями.
Помимо этого в стенках кровеносных
сосудов, как
и в самом сердце, имеются
рецепторы, реагирующие на
изменение кровяного давления и
химического состава
крови.
Гуморальная
регуляция работы сердца
и сосудов осуществляется гормонами,
солями и другими веществами,
циркулирующими в крови. Так,
гормон
адреналин, вызывает ускорение и
усиление сердечных
сокращений, а
также сужение просвета сосудов (но
сосуды
сердца он не расширяет), т.е.
действует подобно симпатическим
волокнам. Сосудорасширяющее
действие оказывают гистамин,
ацетилхолин и другие вещества.
Действие гуморальных факторов
находится в тесной связи с нервной
регуляцией. Установлено,
что при
возбуждении сердечных волокон
блуждающего и
симпатического нервов
в их окончаниях выделяются
химические
вещества - медиаторы,
посредством которых происходит
передача нервного возбуждения на
сердечную мышцу.
Соотношение солей
калия и кальция для нормальной
работы
сердца должно быть строго
определенным. Калий оказывает такое
же действие на работу сердечной
мышцы, что и блуждающий
нерв, а
кальций - подобно симпатическому
нерву. Нарушение
соотношения
количества калия и кальция в крови
ведет к
нарушению сердечной
деятельности. Несомненно, что на
работу
сердечно-сосудистой системы
оказывает влияние кора головного
мозга. Изменение сердечной
деятельности наблюдается при
волнении, в ответ на действие
различных словесных
раздражений и
т.д.
Кроме кровеносной,
в организме
функционирует лимфатическая
система,
представленная
лимфатическими сосудами и
лимфатическими
узлами. Лимфа по
своему составу напоминает плазму
крови, в
которой взвешены лимфоциты
(других клеток в ней обычно нет).
Процесс лимфообразования связан с
обменом веществ между
кровью и
тканями - часть тканевой жидкости
поступает не в
кровеносные, а в
лимфатические капилляры и
составляет лимфу.
Лимфатическая
система дополняет функцию венозной
системы.
Нарушение работы
лимфатической системы ведет к
нарушению
обмена веществ в тканях и
возникновению отеков. Лимфатическая
система начинается капиллярами,
которые переходят в сосуды
большего
диаметра. Имеются лимфатические
«сердца»,
помогающие току лимфы по
сосудам. Лимфатические сосуды, как и
вены, имеют клапаны. Течет лимфа в
одном направлении - из
органов (но не
в органы), собирается в два самых
крупных
сосуда - протоки (грудной
лимфатический проток и правый
лимфатический проток), впадающих в
вены, несущие кровь в
правое
предсердие. Образование лимфоцитов
происходит в
лимфатических узлах,
вилочковой железе и селезенке.
Лимфатические узлы участвуют в
процессах кроветворения,
защитных
реакциях организма и регулируют ток
лимфы.
Скопления лимфоидной ткани
имеются в пищеварительном тракте,
оболочке бронхов, мочевых путей, в
почках, коже и пр. Одна
из главных
функций лимфоидных органов –
образование
лимфоцитов и,
соответственно, участие в защитных
реакциях
организма. В лимфатических
узлах задерживаются бактерии,
вызывающие инфекционные
заболевания. Выделенный бактериями
яд обезвреживается, а сами они
подвергаются фагоцитозу; при
этом
лимфатические узлы могут
увеличиваться в размерах,
иногда
становятся болезненными и даже
подвергаться гнойному
распаду.
Сердце подвержено
различным
патологическим заболеваниям,
особенно у людей,
испытывающих
сильное нервное напряжение или
находящихся в
плохом физическом
состоянии, а также при тяжелой
мышечной
работе. Сосуды могут
оказаться закупоренными кровяным
сгустком или каким-нибудь другим
телом, препятствующим
доставке
питательных веществ и кислорода – все
это приводит
к «сердечному
приступу». Если участок будет
небольшим, то
приступ не будет
смертельным, а при поражении
обширного
участка смерть наступает
через несколько минут. Если
происходит полное замыкание
внутримышечных ветвей венечных
артерий, что нарушает приток крови к
соответствующим
участкам сердечной
мышцы, наступает инфаркт миокарда.
По
мере старения организма стенки
артерий становятся склонноыми к
потере эластичности, просвет сосудов
уменьшается, что
сопровождается
повышением артериального давления.
У
взрослого человека максимальное
давление в плечевой артерии
(именно
здесь определяется давление у
человека в медицинской
практике)
равняется 110-125 мм ртутного
столба, а
минимальное – 65-80 мм (у
детей оно ниже: у новорожденных -
70/34 мм, у ребенка 9-12 лет – 105/70
мм), у старых людей
оно повышается.
Высокое кровяное давление может
быть связано
и с другими
расстройствами, например
заболеванием почек.
Высокое
кровяное давление опасно тем, что
может привести к
разрыву
кровеносного сосуда. Если происходит
разрыв
небольшого сосуда, то потеря
крови бывает несущественной. Но
если
кровоизлияние происходит в таком
органе, как мозг, то
повреждение
клеток может привести к параличу
обслуживаемых
этими клетками мышц
(инсульты разной степени тяжести), а
иногда и к смерти. Часто наблюдается
варикозное расширение
вен, где
застаивается большое количество
крови. Варикозные
вены образуются
почти всегда в ногах и чаще всего
встречаются у людей, которым
приходится подолгу стоять.
Варикозное
расширение вен часто встречается у
женщин
вследствие добавочной
нагрузки на кровеносную систему при
беременности и родах.
Кровообращение у
плода имеет свои
особенности. Плод получает
питательные
вещества и кислород из
организма матери через плаценту,
через нее же выводятся продукты
распада. Связь с организмом
матери
осуществляется через пупочный
канатик, в котором
проходят две
пупочные артерии и одна пупочная
вена. Правое и
левое предсердия
плода сообщаются между собой при
помощи
овального отверстия,
находящегося в их перегородке.
Между
легочным стволом (до его
разделения на ветви) и дугой аорты
имеется сообщение через так
называемый артериальный
(ботталов)
проток. Поэтому во всех артериях
большого круга
кровообращения плода
циркулирует смешанная кровь, причем
в
восходящей аорте, дуге аорты и их
ветвях содержится относительно
больше кислорода, чем в грудной и
брюшной аорте и их ветвях.
После
рождения пупочный канатик
перевязывают и отрезают -
связь с
плацентой прекращается. Легкие
начинают дышать.
Вскоре после
рождения овальное отверстие в
перегородке
предсердий зарастает,
артериальный и венозный протоки
запустевают и превращаются в
связки, большой и малый круг
кровообращения начинают
функционировать полностью. Если
овальное отверстие или артериальный
проток не зарастают, то
это
называется врожденным пороком
сердца.
|
|
