Транспортные магистрали - сосуды - КАК ОБЕСПЕЧИВАЕТСЯ ЦЕЛОСТНОСТЬ ОРГАНИЗМА - ТЕЛО ЧЕЛОВЕКА КАК САМОСТОЯТЕЛЬНЫЙ ОРГАНИЗМ

Постановка проблемы урока

Факт 1. По артериям кровь течёт благодаря давлению, созданному сердцем.

Факт 2. По мере удаления от сердца давление крови становится меньше. В капиллярах большая часть его теряется. Когда кровь доходит до вен, давление становится совсем небольшим.

• Сравните эти высказывания. В чём состоит противоречие? Какой возникает вопрос? Предложите свой вариант и сравните с формулировкой авторов (с. 332).

Повторение необходимых знаний

• Что такое замкнутая кровеносная система? (§ 10)

• Какие сосуды входят в кровеносную систему? (§ 10)

• Какая кровь течёт по артериям и венам? (§ 10)

Решение проблемы

У человека замкнутая кровеносная система — кровь движется по “трубопроводу”, состоящему из трёх типов сосудов: артерий, вен и капилляров. Вены и артерии — это участки “трубопровода”, обеспечивающие быстрое и беспрепятственное движение крови по организму, поэтому в их строении много общего.

Сосуды имеют различное строение в соответствии со своими функциями

• Как строение сосудов связано с их функцией?

Снаружи артерии и вены покрыты соединительнотканной оболочкой, затем следует мышечный слой, а изнутри они выстланы одним слоем эндотелиальных клеток. Эндотелий делает внутреннюю поверхность сосуда гладкой и уменьшает трение крови о его стенки, одновременно препятствует свёртыванию крови внутри сосудов.

Однако в строении вен и артерий есть и различия. Соединительная ткань и мышечный слой артерий толще, чем у вен, что придаёт им упругость и позволяет выдерживать большое давление крови при выталкивании её из сердца. Строение вен также имеет свои особенности - их эндотелий образует карманообразные клапаны, похожие на те, что имеются между желудочком и аортой в сердце. Эти приспособления, как мы убедимся впоследствии, необходимы для движения крови по венам.

12.1. Капиллярная сеть

• Почему необходима такая густая сеть капилляров?

Функция капилляров (рис. 12.1) совершенно иная, нежели функция вен и артерий. Их главная задача - обмен веществ между кровью и тканями. Поскольку суммарное сечение капилляров много больше, чем у артерий или вен, давление крови и скорость её течения в них невелики, а стенки тонки, что способствует обмену веществ.

12.2. Строение сосудов

• Как строение вен и артерий связано с их функцией?

Пульс

• Почему при плохом самочувствии и бессознательном состоянии человека врач начинает действовать, предварительно прощупав пульс? Как пульс связан с частотой сердечных сокращений?

Движение крови по сосудам происходит за счёт перепада давления в различных участках кровяного русла, а разность давлений создаётся благодаря работе сердца и упругости стенок артерий. Сердце выталкивает кровь отдельными порциями по 60 — 80 мл.

Рассмотрим, что происходит с кровью, вытолкнутой сердцем в кровяное русло. Этот сравнительно небольшой объём крови встречает резкое сопротивление, так как стенки аорты и артерий толсты и упруги. Как и всякая жидкость, кровь практически несжимаема. Выброшенная сердцем в заполненную кровью аорту порция крови может поместиться в ней, лишь растянув её стенки. В результате в прилегающей к сердцу части аорты возникает повышенное давление крови, а на остальных участках оно повышается незначительно. Возвращению в сердце крови мешают полулунные клапаны, и она начинает двигаться из зоны повышенного давления в зону пониженного, раздвигая стенки следующего участка сосуда. Таким образом, по артериям движется волна повышенного давления, продвигаясь к капиллярной сети.

12.3. Точки пульсации

По мере удаления от сердца давление крови становится меньше, но его хватает для того, чтобы растянувшиеся стенки артерий продолжали выталкивать кровь в капилляры даже в момент расслабления сердца, поэтому кровь по капиллярам струится непрерывно.

Волна повышенного давления, создаваемая каждой порцией вытолкнутой сердцем крови, называется пульсовой волной, или просто пульсом. Скорость распространения пульсовой волны равна в среднем 6 - 8 м/с (рис. 12.4).

12.4. Схема зарождения пульсовой волны

Артериальное давление - важный показатель здоровья сердца

• Как артериальное давление связано с работой сердца?

Давление, создаваемое сердцем, называют артериальным. Вспомним, что, чем дальше от сердца находится артерия, тем меньше в ней давление. В медицинской практике принято измерять артериальное давление поближе к сердцу - в плечевой артерии специальным прибором для измерения давления — тонометром (рис. 12.5). Наибольшее давление в момент систолы сердца называется систолическим, или верхним. В норме у человека оно равно 120 мм ртутного столба. Наименьшим давление бывает в момент диастолы, это диастолическое, или нижнее, давление. В норме оно равно 70 мм ртутного столба.

Артериальное давление (АД) записывается в виде дроби: верхнее — в числителе, нижнее — в знаменателе. Нормальным для взрослого человека считается АД=120/70. Оно может существенно повышаться, например, при физической нагрузке, что считается нормальным, но затем обязательно возвращается к обычным показателям.

12.5. Измерение артериального давления

• Чем опасно низкое артериальное давление? А высокое?

“Краны” кровеносной системы

• В каких органах интенсивность кровотока больше, чем в других, когда вы играете в футбол? А когда делаете уроки? Как меняется интенсивность кровотока в сосудах желудочно-кишечного тракта после обеда?

Очевидно, что актив, но работающие органы нуждаются в интенсивном кровоснабжении. Есть несколько путей, которые использует наш организм для увеличения общего кровотока. Во - первых, можно увеличить частоту сердечных сокращений. Во - вторых, сердце может увеличить объём выталкиваемой крови. Но давления, созданного сердцем, будет всё равно недостаточно для существенного повышения кровотока в работающем органе, если интенсивность кровоснабжения всех органов будет одинакова.

Для того чтобы усилить приток крови к работающим органам, нужно уменьшить её приток к неактивным. Интенсивность кровотока регулируется с помощью мелких артерий. Их мышечный слой гораздо толще, чем у крупных. Под влиянием нервной системы или биологически активных веществ мышцы могут сокращаться вплоть до закрытия этих сосудов. Открытие мелких артерий увеличивает приток крови в капилляры и улучшает кровоснабжение соответствующих органов, закрытие — его резко ухудшает. Кроме того, при уменьшении просвета мелких артерий ухудшается отток крови от сердца и возрастает артериальное давление, и наоборот, при увеличении кровотока в мелких артериях давление снижается. Таким образом, изменение просвета мелких артерий — главный механизм регуляции артериального давления.

Тонкая регуляция артериального давления необходима нам и при перемене позы, например, при смене горизонтального положения тела на вертикальное. Изменение просветов мелких артерий не позволяет в этом случае значительному объёму крови переместиться в нижние конечности, оставив мозг без достаточного количества кислорода. Это могло бы привести к обмороку.

Против силы тяжести

• Зачем нужны венозные клапаны?

Как мы уже знаем, внутренняя поверхность капилляров очень велика, а просвет каждого из них настолько мал, что кровяные тельца, “протискиваясь” через них, деформируются, поэтому сила трения значительно тормозит кровоток в капиллярах, и большая часть кровяного давления теряется. Когда кровь доходит до вен, давление становится совсем небольшим. Но если уровень артериального давления при прохождении кровью сети капилляров падает, то как же кровь попадает обратно в сердце?

Вены, собирающие кровь от какого - либо органа, как правило, такой же длины, как и подходящие к этому органу артерии, но различие давлений в них не настолько велико, чтобы обеспечивать дальнейшее продвижение крови.

Кровь в венах движется к сердцу за счёт того, что сосуды сдавливаются окружающими скелетными мышцами, а венозные клапаны препятствуют обратному току крови (рис. 12.6). Кроме того, движению крови по венам способствует разрежение воздуха, связанное с работой лёгких. Грудная клетка при вдохе расширяется, давление в ней падает, кровь из крупных вен передвигается к сердцу.

12.6. Движение крови по венам

• Как физическая активность влияет на движение крови по венам?

Формулирование вывода

Кровь по артериям течет благодаря артериальному давлению, созданному сердцем, упругости сосудов и разнице давления между крупными и мелкими сосудами.

Возвращению крови к сердцу по венам способствует давление на сосуды, создаваемое скелетными мышцами, и разрежение, возникающее при дыхании.

Пульс - отражение периодической работы сердца.

Артериальное давление в плечевой артерии и пульс здорового человека изменяются во вполне определённых пределах, поэтому отклонения этих показателей от нормы являются свидетельством болезни.

Пульс, артериальное давление

Применение знаний

1. О чём говорит частота пульса?

2. Что такое артериальное давление? Как его измеряют?

3. Как работающий орган обеспечивается необходимым количеством крови?

4. Какая причина заставляет кровь двигаться по венам?

5. Почему у артерий мышечный слой толще, чем у вен?

6. Как вы думаете, из - за чего давление крови в мелких артериях ниже, чем в крупных?

7. Почему артериальное давление в разных частях тела различается, а пульс одинаков?

8. Почему у людей, работающих стоя неподвижно весь день, отекают ноги?

9. Поработайте в паре: пусть один называет любое из понятий, которые вы изучали в этой главе, а другой - важность знакомства с этим термином для соблюдения здорового образа жизни.

Мои биологические исследования

Изучение частоты пульса до и после нагрузки

Усадите своего товарища на стул. Положите 2, 3 и 4 - й пальцы на его запястье у основания большого пальца чуть выше сустава. Слегка прижмите пальцы, и вы почувствуете биение пульса. Посчитайте количество ударов за 15 с и вычислите частоту биений пульса в минуту. Попросите товарища сделать 10 приседаний. Вновь усадите его на стул и измерьте частоту пульса. Как она изменилась? Почему?

Подготовьте доклад, посвящённый своим наблюдениям. Сформулируйте в нём цели работы, используемые методы, выводы. При возможности используйте компьютер для подготовки презентации.