КРОВООБРАЩЕНИЕ - АНАТОМИЯ, ФИЗИОЛОГИЯ И ГИГИЕНА ЧЕЛОВЕКА

Функции крови выполняются благодаря непрерывной работе системы органов кровообращения. Кровообращение — это движение крови по сосудам, обеспечивающее обмен веществ между всеми тканями организма и внешней средой. Система органов кровообращения включает сердце и кровеносные сосуды. Циркуляция крови в организме человека по замкнутой сердечно-сосудистой системе обеспечивается ритмическими сокращениями сердца — ее центрального органа. Сосуды, по которым кровь от сердца разносится к тканям и органам, называют артериями, а те, по которым кровь доставляется к сердцу, — венами. В тканях и органах тонкие артерии (артериолы) и вены (венулы) соединены между собой густой сетью кровеносных капилляров.

Строение и работа сердца

Сердце человека располагается в грудной клетке. Это полый четырехкамерный мышечный орган конусовидной формы массой около 300 г. Широкое основание сердца направлено вверх, кзади и вправо, а суженная часть — верхушка — вниз, кпереди и влево. Снаружи сердце покрыто околосердечной сумкой (перикардом) Между сердцем и околосердечной сумкой находится жидкость, увлажняющая сердце и уменьшающая трение при его сокращениях. Стенка сердца образована тремя оболочками:

1) наружная оболочка сердца — эпикард — образован соединительной тканью;

2) средняя оболочка — миокард — состоит из поперечнополосатой мышечной ткани особого строения,

3) третья, внутренняя, оболочка сердца — эндокард — выстилает полость сердца и образует клапаны. Изнутри эндокард покрыт одним слоем плоских клеток (эндотелием). Эндотелий также выстилает кровеносные и лимфатические сосуды и отделяет кровоток от более глубоких слоев сердечной и сосудистой стенки. Эндотелий создает гладкую поверхность и обеспечивает циркуляцию крови.

Миокард (сердечная мышца) образован сердечной поперечнополосатой мышечной тканью. Отличается от других типов мышечной ткани (скелетная мускулатура, гладкая мускулатура) особым гистологическим строением, облегчающим распространение возбуждения между мышечными клетками (кардиомиоцитами). Особенности строения следующие:

• волокна сердечной мышцы состоят из цепочки одно- и двуядерных клеток — кардиомиоцитов, между которыми имеются перегородки;

• соседние волокна связаны между собой цитоплазматическими мостиками. Межклеточные соединения в сердце не препятствуют проведению возбуждения, благодаря чему мышца сердца подчиняется закону “все или ничего”: на раздражение отвечает либо возбуждением всех волокон, либо не реагирует вовсе (в нервных клетках и скелетных мышцах каждая клетка возбуждается изолированно);

• толщина миокарда варьируется в разных отделах сердца (он наиболее тонок в предсердиях, левый желудочек имеет самую мощную мышечную стенку);

• миокард предсердий обособлен от миокарда желудочков, что обусловливает возможность их раздельного сокращения.

Сердце делится на правую и левую половины сплошной продольной перегородкой В правой половине сердца течет венозная кровь, в левой — артериальная. Каждая из половин состоит из двух отделов: предсердия и желудочка, полости которых связаны между собой предсердно-желудочковым отверстием. Отверстие в левой половине закрывается двустворчатым клапаном, а в правой — трехстворчатым. С помощью сухожильных нитей их створки связаны с сосочковыми мышцами стенок желудочков, это не позволяет клапанам выворачиваться в сторону предсердий и не допускает обратного тока крови из желудочков в предсердия. Кроме створчатых сердце имеет полулунные клапаны. Они расположены на границе левого желудочка и аорты и правого желудочка и легочного ствола. Эти клапаны открываются в сторону артерий и препятствуют обратному току крови. В правое предсердие из верхней и нижней полых вен, а также из коронарных вен сердца поступает венозная кровь, а в левое предсердие — артериальная кровь по четырем легочным венам (рис. 33.1).

Рис. 33.1. Строение сердца:

1 — аорта; 2 — легочные артерии; 3 — легочные вены; 4 — левое предсердие; 5 — левый желудочек; 6 — полые вены; 7 — правый желудочек; 8 — правое предсердие

Сердечная мышца производит огромную работу, обеспечивая циркуляцию крови в течение жизни человека Она обладает свойством автоматии, т.е. способностью сокращаться под влиянием импульсов, возникающих в самом сердце. Импульсы возбуждения возникают в определенных участках миокарда, образующих проводящую систему сердца (синусный узел, предсердно-желудочковый, пучок Гиса). В стенке правого предсердия находится синусный узел, в клетках которого ритмично возникает возбуждение, которое затем распространяется на волокна всего миокарда. Автоматическое сокращение сердца продолжается и при ею изоляции из организма. Работа сердца заключается в ритмическом нагнетании крови из вен в артерии. Эта функция выполняется благодаря попеременным ритмическим сокращениям и расслаблениям мышечных волокон миокарда. Систола (сокращение) и диастола (расслабление) согласованы и составляют сердечный цикл. В нем различают три фазы: систола предсердий, систола желудочков, диастола предсердий и желудочков. При частоте сердечных сокращений 75 уд./мин первая фаза длится 0,1 с; вторая — 0,3; третья — 0,4 с. Во время общей паузы кровь вследствие разности давлений притекает из вен в предсердия, а затем в желудочки. Во время систолы предсердий кровь из предсердий продолжает поступать в желудочки (обратно в вены она попасть не может, так как при этом устья крупных вен сжимаются кольцевыми мышцами миокарда предсердий). В начале систолы желудочков давление в них повышается, створчатые клапаны захлопываются. Когда давление в желудочках становится выше, чем в аорте и легочном стволе, открываются полулунные клапаны и кровь поступает в эти артерии. Во время диастолы желудочков полулунные клапаны захлопываются, так как давление крови в артериях становится выше, чем в желудочках. В норме частота сердечных сокращений взрослого человека колеблется от 60 до 80 в 1 мин, у спортсменов — 40—50, у новорожденных — 140. При больших физических нагрузках частота сердцебиений увеличивается. Таким образом, она зависит от условий, в которых находится организм, а также от возраста человека. Объем крови, выбрасываемый сердцем за одну систолу, называют систолическим объемом. Величина систолического объема зависит от размеров сердца, состояния миокарда и организма в целом. У взрослого человека он равен 120—160 мл, при этом в сосуды из каждого желудочка поступает по 60—80 мл. У спортсменов он может увеличиваться до 170—190 мл. При работе сердца возникают звуки, называемые тонами сердца. Первый тон (систолический) возникает в начале систолы желудочков и обусловлен сокращением мускулатуры желудочков, а также захлопыванием створчатых клапанов. Второй (диастолический) — высокий и менее продолжительный, чем первый, зависит от замыкания полулунных клапанов. При некоторых заболеваниях характер тонов изменяется и появляются шумы.

Регуляция сердечной деятельности осуществляется блуждающим (парасимпатическим) нервом, который вызывает урежение ритма и уменьшение силы сердечных сокращений, и симпатическими волокнами, оказывающими ускоряющее и усиливающее действие. Петры, регулирующие деятельность сердца, находятся в продолговатом и спинном мозге. Кроме того, имеются центры регуляции сердечной деятельности в гипоталамусе и коре больших полушарий. Изменение работы сердца происходит рефлектор но в ответ на самые различные раздражения, действующие на организм (теплота, холод, боль, изменения в мышцах во время работы, повышение давления в сосудах и т.д.). Большую роль в регуляции деятельности сердца играют различные гуморальные влияния. Гормон надпочечников адреналин учащает и усиливает работу сердца, ацетилхолин (медиатор) обладает противоположным эффектом, гормон тироксин учащает сердечный ритм. При резких физических нагрузках или состоянии эмоционального напряжения мозговой слой надпочечников выбрасывает в кровь большие количества адреналина, что приводит к резкому усилению сердечной деятельности.

Сосуды. Движение крови по сосудам

Среди сосудов кровеносной системы различают артерии, капилляры и вены (рис. 33.2). Сосуды разных типов отличаются по строению, диаметру и функциональным особенностям.

Рис. 33.2. Строение сосудов:

а — артерия, б — капилляр, в — вена

Артерии несут кровь от сердца к органам и тканям. Стенка артерии состоит из трех оболочек: наружной (соединительно-тканной), средней (гладкомышечной) и внутренней, выстланной изнутри одним слоем плоских эпителиальных клеток (эндотелием). Развитая мышечная оболочка и эластические волокна придают стенкам артерии упругость и прочность Различаю! артерии эластического типа (ближайшие к сердцу крупные сосуды), мышечного типа (средние и мелкие артерии, которые оказывают сопротивление кровотоку и тем самым регулируют приток крови к органу) и артериолы — тонкие разветвления артерии, переходящие в капилляры.

Капилляры, мельчайшие сосуды, пронизывающие все ткани, образующие сети между артериолами, приносящими кровь к тканям, и венулами, отводящими кровь от тканей. Их стенка состоит из одного слоя клеток эндотелия, расположенного на соединительно-тканной пластинке. Капилляры осуществляют обмен газов и других веществ между кровью и прилежащими тканями. Движение жидкости через капиллярную стенку происходит в результате разности гидростатического давления крови и гидростатического давления окружающей ткани, а также под действием разности осмотического давления крови и межклеточной жидкости. В артериальном конце капилляра растворенные в крови вещества фильтруются в тканевую жидкость. В венозном его конце давление крови уменьшается, осмотическое давление белков плазмы способствует поступлению жидкости и продуктов метаболизма обратно в капилляры.

Вены — сосуды, по которым кровь течет от органов к сердцу. Стенки их (как и у артерий) также состоят из трех слоев, но они тоньше и беднее эластическими волокнами, поэтому вены менее упруги и могут спадаться Большинство вен снабжено клапанами, которые препятствуют обратному току крови.

Проходя по сосудам, кровь испытывает сопротивление движению как со стороны сосудов, так и из-за вязкости самой крови. Движение крови по сосудам определяется двумя силами: разностью давлении между артериями и венами, которая создается и поддерживается работой сердца, и сопротивлением стенок сосудов току крови. Количество крови, проходящей через орган, зависит от разности давлений в артериях и венах этого органа и сопротивления течению крови в его сосудистой сети. Скорость кровотока в аорте составляет 0,5 м/с, в капиллярах — 0,0005, в венах — 0,25 м/с. Непрерывность тока крови обеспечивается эластичными стенками крупных артерий, которые во время систолы желудочков, переполняясь кровью, растягиваются, а затем, возвращаясь в исходное состояние (во время диастолы), проталкивают кровь в нижележащие сосуды.

Стенки вен значительно тоньше и мягче стенок артерий. Для движения крови по венам недостаточно одного давления, создаваемого сердцем. Существуют дополнительные факторы: клапаны вен, сокращение близлежащих скелетных мышц, которые сжимают стенки вен, проталкивая кровь к сердцу; присасывающее действие крупных вен при увеличении объема грудной полости и отрицательное давление в ней.

Артериальное давление — это давление внутри кровеносных сосудов, благодаря которому осуществляется движение крови по ним. Различают систолическое (верхнее) и диастолическое (нижнее) давления. У здорового человека артериальное давление составляет 120/80 мм рт. ст. с небольшими колебаниями. В норме давление человека характеризуется устойчивостью и регулируется организмом самостоятельно, в первую очередь за этим следит вегетативная нервная система. При изменении внешних условий, которые также влияют на характер артериального давления, в организме срабатывает механизм саморегуляции давления — идет сигнал о необходимости возвращения уровня давления до физиологической нормы. С возрастом эластичность стенок артерий уменьшается, поэтому давление в них становится выше, причем систолическое давление повышается в большей степени, чем диастолическое.

Периодические толчкообразные колебания стенок артерий, обусловленные сокращениями сердца, называют артериальным пульсом. Артериальный пульс формируется колебаниями давления и кровенаполнения в артерии в течение сердечного цикла: в фазе систолы давление и ток крови в артериях повышаются, растягивая стенки артерий, в фазе диастолы — снижаются. Артериальный пульс определяют с помощью пальпации крупных артерий, чаще всего лучевой. Определенные характеристики пульса отражают состояние сердечно-сосудистой системы.

В стенке сосудов много рецепторов. При изменении давления, объема, химического состава крови рецепторы возбуждаются. Нервные импульсы идут в центральную нервную систему и рефлекторно воздействуют на сердце, сосуды, внутренние органы. За счет наличия рецепторов сосудистая система связана с другими органами и тканями организма. Центральная регуляция гемодинамики осуществляется сосудодвигательным центром продолговатого мозга. Импульсы возбуждения передаются на мышечную стенку сосуда через симпатические и парасимпатические нервы. Симпатические нервы оказывают сосудосуживающий эффект (кроме сосудов сердца, головного мозга, легких), парасимпатические нервы — сосудорасширяющий эффект. Гуморальная рефляция просвета сосудов обеспечивается рядом веществ: сосудорасширяющих (ацетилхолин, гистамин и др.) и сосудосуживающих (адреналин, вазопрессин, серотонин и др.).

Кровеносные сосуды тела объединяют в большой и малый круги кровообращения.

Сосуды большого круга снабжают кровью ткани и органы (рис. 33.3) Большой круг начинается из левого желудочка аортой, от которой отходят правая и левая коронарные артерии сердца, снабжающие кровью различные отделы сердечной мышцы. Коронарные вены от сердечной мышцы несут кровь непосредственно в правое предсердие. От дуги аорты отходят справа налево плечеголовной ствол (делится на правую общую сонную артерию и левую подключичную), левая общая сонная и левая подключичная. За счет этих сосудов происходит снабжение кровью головы и верхних конечностей. Далее аорта переходит в грудную полость и получает название грудной аорты. Она дает ветви к органам грудной полости, а затем, миновав диафрагму, переходит в брюшной отдел. Брюшная аорта направляет ветви к органам брюшной полости и органам таза, затем распадается на правую и левую подвздошные, которые снабжают кровью органы малого таза и нижние конечности.

Рис. 33.3. Большой и малый круги кровообращения:

1 — аорта, 2 — легочные артерии, 3 — легочные вены, 4 — артерии внутренних opганов, 5 — капилляры, 6 — воротная вена печени, 7— верхняя и нижняя полые вены

Верхняя и нижняя полые вены собирают кровь от верхней и нижней частей туловища и конечностей. Они впадают в правое предсердие. Венозная кровь от желудка, тонкой и толстой кишок, поджелудочной железы и селезенки попадает в воротную вену печени. Воротная вена образует в печени капиллярную сеть (воротную систему). Клетки печени очищают кровь от вредных веществ, которые могут образовываться в кишечнике. Из печени печеночная вена отводит кровь в нижнюю полую вену.

Сосуды малого круга обеспечивают газообмен к легких. Малый круг начинается из правого желудочка легочным стволом, который делится на правую и левую легочные артерии, идущие в легкие. Там они распадаются на капилляры, осуществляющие газообмен. Из капилляров легких начинаются венулы, которые сливаются в более крупные вены и образуют в каждом легком по две легочные вены. Они впадают в левое предсердие.

Гигиена сердечно-сосудистой системы

В большинстве случаев патологические изменения в системе кровообращения возникают из-за нерационального питания, частых стрессовых состояний, гиподинамии, курения и т.д. В любом возрасте развитию, тренировке и укреплению сердечно-сосудистой системы, улучшению кровоснабжения всех органов и тканей организма, повышению сопротивляемости различным заболеваниям служат регулярные физические упражнения и труд, соответствующий возрасту и индивидуальным возможностям организма. Однако чрезмерные физические и психические напряжения могут вызвать нарушение нормальной работы сердца, его заболевания. При избыточном потреблении высококалорийной пищи в крови увеличивается содержание жироподобных веществ — липопротеинов и холестерина. Насыщенные жирные кислоты и холестерин объединяются в комплексы, которые откладываются на внутренней оболочке артерий. Образуются атеросклеротические бляшки, которые могут сузить просвет сосуда. Если атеросклерозом поражаются коронарные сосуды сердца, то уменьшается приток крови к сердечной мышце. У таких людей повышаются свертываемость крови, легче образуются тромбы. Чаще тромбы образуются в венах в связи с замедлением в них тока крови.

Малоподвижный образ жизни приводит к застою венозной крови и лимфы в нижних конечностях, уменьшению венозного притока к сердцу, уменьшению количества функционирующих капилляров. Возникает кислородное голодание сердечной мышцы. Даже умеренная физическая нагрузка уменьшает содержание жировых частиц и холестерина в крови, опасность тромбообразования, усиливает выброс крови из кровяных депо.

Лимфообращение

Лимфа образуется из тканевой жидкости, содержит в 3—4 раза меньше белков, чем плазма крови; реакция лимфы щелочная. В ней содержится фибриноген, поэтому она способна свертываться. В лимфе нет эритроцитов, в небольших количествах содержатся лейкоциты, проникающие из кровеносных капилляров в тканевую жидкость. Лимфа, оттекающая от разных органов и тканей, имеет различный состав в зависимости от особенностей их обмена веществ (лимфа, оттекающая от печени, имеет наибольшее количество белка, оттекающая от кишечника — большое количество липидов)

Лимфатическая система дополняет сердечно-сосудистую систему. Она выполняет следующие функции:

• является дополнительной системой оттока жидкости от органов;

• выполняет кроветворную и защитную функции (в лимфатических узлах происходит размножение лимфоцитов и фагоцитирование болезнетворных микроорганизмов);

• органы лимфатической системы участвуют в формировании иммунитета;

• в лимфатические сосуды тонкого кишечника происходит всасывание продуктов распада жира;

• играет важную роль в обмене веществ и очищении клеток и тканей организма.

В отличие от кровеносной системы лимфатическая система незамкнутая и не имеет центрального насоса. Началом лимфатической системы являются замкнутые лимфатические капилляры, в них фильтруется тканевая жидкость, образуя лимфу. Из сетей лимфатических капилляров берут начало более крупные лимфатические сосуды, снабженные клапанами. По лимфатическим сосудам лимфа направляется в грудной лимфатический проток. Он собирает лимфу от всех органов, за исключением правой половины головы, правой руки и правой части груди. Из этих участков тела лимфа собирается в правый лимфатический проток. Лимфатические протоки впадают в вены большого круга. По ходу лимфатических сосудов имеются лимфатические узлы (рис. 33.4). В них лимфа обобщается лейкоцитами, гам же задерживаются и обеззараживаются микроорганизмы. При попадании бактерий в лимфатические узлы последние распухают и становятся болезненными. Движения лимфы по сосудам обеспечивают: ритмические сокращения стенок крупных лимфатических сосудов; наличие клапанов в лимфатических сосудах; присасывающее действие расширенного грудного лимфатического протока в момент увеличения объема грудной полости при вдохе и отрицательное давление в грудной полости; сокращение скелетных мышц.

Рис. 33.4. Лимфообращение:

а — отток лимфы в левый грудной лимфатический проток (заштриховано) и в правый (светлое), б — расположение лимфатических узлов