Кровообращение - движение крови по замкнутой системе кровеносных сосудов и сердцу.
Система, обеспечивающая кровообращение, называется кровеносной (сердечно-сосудистой). Она состоит из сердца и сосудов. Центральный орган кровеносной системы - сердце. Это полый мышечный орган массой 200-300 г, имеющий форму конуса. Сердце располагается в грудной клетке позади грудины и окружено околосердечной сумкой (перикардом). Сумка защищает сердце, а ее секрет (небольшое количество серозной жидкости) уменьшает трение при сокращении. Расширенная часть сердца - основание обращено кзади и вправо, а узкая часть - верхушка - вниз, кпереди и влево. Две трети сердца лежат в левой половине грудной клетки, а одна треть - в правой.
Сплошной продольной перегородкой сердце разделено на правую и левую половины. Каждая половина состоит из предсердия и желудочка, между которыми имеются отверстия, снабженные створчатыми клапанами. В правой половине сердца находится трехстворчатый клапан, а в левой - двустворчатый. Клапаны открываются только в сторону желудочков.
Открыванию клапанов в сторону предсердий препятствуют сухожильные нити, с помощью которых края створок клапанов прикрепляются к сосочковым мышцам. Эти мышцы, являясь выростами стенок желудочков, сокращаются вместе с ними, натягивают сухожильные нити и не допускают обратного тока крови (рис. 87).
К правому предсердию подходят 2 полые вены, к левому - 4 легочные. От правого желудочка отходит легочный ствол, от левого - дуга аорты. От аорты отделяются 2 коронарные (венечные) артерии, питающие кровью мышцу сердца. В месте отхождения легочного ствола и аорты от желудочков имеются полулунные клапаны в виде трех карманов, открывающихся по направлению тока крови. Они не пропускают кровь из сосудов обратно в желудочки.
Стенка сердца состоит из трех слоев. Наружный соединительно-тканный слой называется эпикардом. Средний слой образован особой поперечно-полосатой мышечной тканью и называется миокардом. Он обладает свойствами возбудимости, проводимости, сократимости и автоматии. Волокна миокарда соединены между собой отростками, благодаря чему возбуждение, возникшее в одном месте, охватывает всю мышцу сердца. Этот слой наиболее развит в стенке левого желудочка. Именно на левый желудочек падает наибольшая нагрузка, так как кровь из него выталкивается в большой круг кровообращения. Внутренний слой стенки сердца представлен эндотелиальными клетками и называется эндокардом.
Рис. 87. Строение сердца: 1 - дуга аорты; 2 - левая легочная артерия; 3 - полулунный клапан в устье аорты; 4 - левое предсердие; 5 - створчатые клапаны; 6 - левый желудочек; 7 - межжелудочковая перегородка; 8 - правый желудочек; 9 - правое предсердие; 10 - верхняя полая вена
Сердце работает ритмично. Сердечный цикл состоит из трех последовательных фаз:
+ сокращение предсердий (систола предсердий) - 0,1 с; кровь выталкивается из предсердий в желудочки, створчатые клапаны открыты, полулунные закрыты;
+ сокращение желудочков (систола желудочков) - 0,3 с; кровь выталкивается из желудочков в артериальные стволы, створчатые клапаны закрыты, полулунные открыты;
+ одновременное расслабление предсердий и желудочков (диастола) - 0,4 с; створчатые клапаны открыты, полулунные закрыты, кровь течет из полых и легочных вен в предсердия и на 70% наполняет желудочки.
Следовательно, весь цикл продолжается 0,8 с (при частоте пульса 75 ударов в минуту). В течение всего цикла предсердия работают 0,1 с, а 0,7 с отдыхают; желудочки работают 0,3 с, а 0,5 с отдыхают. Этим объясняется способность сердечной мышцы работать, не утомляясь, в течение всей жизни. За одно сокращение выбрасывается около 65 мл крови (ударный, или систолический, объем), за одну минуту - около 5 л крови (минутный объем), при тяжелой физической нагрузке - до 20 л, а за 70 лет жизни сердце человека перекачивает около 150 000 т крови.
Автоматия сердца - периодическое возникновение импульсов в самой сердечной мышце, вызывающее ее ритмическое сокращение.
Импульсы возникают в определенном видоизмененном (атипичном) участке миокарда правого предсердия - синусно-предсердном узле (узел Кисс-Фляка), а затем последовательно передаются в предсердно-желудочковый узел (узел Ашофф-Тавара), желудочковый пучок (пучок Гиса), состоящий из двух ножек и волокна Пуркине. Проводящая система сердца регулирует и координирует последовательность сокращений камер сердца. Синуснопредсердный узел определяет частоту сокращений сердца («водитель ритма»). Импульс возбуждения от синуснопредсердного узла передается предсердиям, вызывая их сокращения, и предсердно-желудочковому узлу, а от него по предсердно-желудочковому пучку и ножкам - миокарду желудочков.
Нервная регуляция деятельности сердца осуществляется вегетативной нервной системой.
Сокращения сердечной мышцы являются непроизвольными. Симпатическая ее часть увеличивает частоту сердечных сокращений, усиливает их, способствует проведению возбуждения, повышает возбудимость сердца, а парасимпатическая - уменьшает частоту сердечных сокращений и их силу, замедляет проведение возбуждения, снижает возбудимость сердца.
На сердечную деятельность оказывает влияние и ряд веществ, выделяемых различными органами в кровь. Такая регуляция называется гуморальной (осуществляемой через кровь). Адреналин (гормон надпочечников) увеличивает частоту и силу сердечных сокращений и действует аналогично симпатической части вегетативной нервной системы. Также влияют на работу сердца ионы кальция. Аналогично парасимпатической части вегетативной нервной системы действуют ацетилхолин (образуется в синапсах) и ионы, калия.
Кровеносные сосуды находятся во всех тканях и органах, за исключением ногтей, эмали зубов, покровного эпителия, хрящей, хрусталика, роговицы и т. п. В тех местах, где капилляры отсутствуют, питание тканей осуществляется диффузией из тканевой жидкости.
Артерии - сосуды, которые несут кровь от сердца к органам и тканям. Самая крупная артерия в организме человека - аорта (диаметр до 2,5 см). Стенки артерий состоят из трех слоев: наружного - соединительно-тканного, среднего - хорошо развитого мышечного (гладкомышечные клетки и эластические волокна) и внутреннего - эпителиального (эндотелиальная оболочка). Такие стенки являются прочными, толстыми и упругими. В артериях кровь движется под большим давлением. Обычно артерии располагаются глубоко под мышцами, что имеет защитное значение. Крупные артерии разветвляются на более мелкие, а те - на артериолы (диаметр менее 0,1 мм) и капилляры. По мере удаления от сердца количество эластических волокон в стенке артерий уменьшается, а мышечных - увеличивается, поэтому возможность сужения просвета сосудов возрастает. Следовательно, особую роль в продвижении крови по артериальному руслу играют артериолы. Повышение тонуса артериол затрудняет отток крови от артерий и приводит к повышению давления в них (гипертония), снижение тонуса артериол сопровождается понижением артериального давления (гипотония).
Капилляры представляют собой микроскопические сосуды: диаметр около 7 мкм, толщина стенок около 1 мкм, длина 0,2-0,7 мм. Общее количество всех капилляров составляет примерно 40 млрд, общая длина - около 100 000 км, а общая площадь сечения - около 6300 м2. Каждая клетка отделена от ближайшего капилляра не более чем двумя-тремя клетками. Стенки капилляров состоят из одного слоя клеток, причем между соседними клетками имеются узкие щели, благодаря чему вода с растворенными в ней солями, питательными и другими веществами поступает в межклеточные пространства (тканевую жидкость) и далее в клетки. Именно в капиллярах кровь выполняет свои основные функции: отдает тканям кислород, питательные вещества и уносит диоксид углерода и другие продукты диссимиляции. Наряду с очень тонкими стенками капилляров этому способствует незначительная скорость движения крови в них. Капилляры образуют сети, связывающие мелкие артериолы и венулы. Капиллярные сети соединены между собой параллельно, и благодаря этому возможна точная регуляция перераспределения крови между различными тканями.
Вены - это сосуды, которые несут кровь от органов и тканей к сердцу. Их стенки, так же как и у артерий, состоят из трех слоев, но они гораздо тоньше и слабее, поскольку средний слой содержит меньше гладкомышечных клеток и эластических волокон. Давление в венах обычно низкое (в полых венах - отрицательное), а стенки их более эластичны, поэтому большие изменения объема крови в этих сосудах лишь незначительно сказываются на давлении в них. Таким образом, венозная система играет роль вместительного резервуара. В просвете вен (в основном, нижних конечностей) имеются полулунные клапаны, препятствующие обратному току крови. Стенки вен легко сжимаются окружающими мышцами, что способствует продвижению крови к сердцу.
Все сосуды в организме человека объединяются в два круга кровообращения: большой и малый. Большой круг кровообращения начинается от левого желудочка аортой, в которой различают восходящую часть, дугу и нисходящую часть. От восходящей части отходят коронарные артерии, снабжающие кровью сердце. Проходя через сердечную мышцу, они впадают в правое предсердие. От дуги аорты отходят: слева - левые общая сонная и подключичная артерии, справа - плечеголовной ствол, разделяющийся на правые общую сонную и подключичную артерии. По этим артериям кровь идет к голове и верхним конечностям. От нисходящей части аорты отходят артерии к органам грудной и брюшной полостей; на уровне 4-го поясничного позвонка аорта разделяется на 2 общие подвздошные артерии, каждая из которых делится на наружную и внутреннюю, от них идут артерии к нижним конечностям. При сокращении левого желудочка кровь выбрасывается в аорту, а затем по артериям и артериолам попадает в капилляры внутренних органов, где происходит газообмен. Из капилляров после отдачи кислорода и питательных веществ и насыщения диоксидом углерода и продуктами диссимиляции венозная кровь собирается в венулы, затем в вены (яремные, подключичные, плечеголовные, кишечную, воротную, почечные, подвздошные и коронарный синус). Через верхнюю и нижнюю полые вены кровь попадает в правое предсердие.
Во всех артериях большого круга кровообращения течет артериальная кровь, а в венах - венозная.
Малый круг кровообращения начинается от правого желудочка легочным стволом, который делится на 2 легочные артерии, несущие венозную кровь к легким. Кровь, поступающая в легочную артерию, находится под давлением около 16 мм рт. ст. Артерии входят в легкие через ворота и распадаются на более мелкие артерии, артериолы, а затем на капилляры. Капилляры густо оплетают стенки альвеол, где происходит газообмен. Насыщенная кислородом артериальная кровь по 4 легочным венам поступает в левое предсердие.
В артериях малого круга кровообращения течет венозная кровь, а в венах - артериальная.
У плода малый круг кровообращения не функционирует.
Закономерности движения крови по сосудам были открыты в 1628 г. английским анатомом и врачом В. Гарвеем. Кровь движется по сосудам из области более высокого давления в область более низкого давления в результате:
+ ритмической работы сердца. Работа сердца создает и поддерживает разность давления в сосудах. Во время сокращения сердце под давлением выталкивает кровь в артерии;
+ присасывающего действия грудной клетки. Это действие заключается в том, что во время вдоха давление в ней ниже атмосферного, а в брюшной полости, где находится большая часть крови, - выше атмосферного;
+ наличия клапанов в венах;
+ сокращения скелетной мускулатуры, сдавливающей вены. При этом находящиеся в них клапаны способствуют току крови по направлению к сердцу.
В сосудах кровь встречает сосудистое (периферическое) сопротивление, которое зависит от их просветов: чем меньше диаметр сосуда, тем больше сопротивление. Поэтому скорость тока крови зависит от суммарного просвета сосудов. Скорость кровотока в аорте - 0,5 м/с, в полых венах - 0,25 м /с, в артериях - 0,2 м/с, в венах - 0,1-0,2 м/с, в капиллярах - 0,5 мм/с.
Кровяное давление - давление крови на стенки сосудов, создаваемое силой сокращения желудочков сердца. Энергия крови по мере продвижения расходуется на трение ее частиц друг о друга, о стенки сосудов и на сообщение скорости току крови, поэтому давление крови по ходу сосудов (от артерий к венам) постепенно уменьшается.
В аорте давление равно 150 мм рт. ст., в артериях - 120 мм рт. ст., в капиллярах - 20 мм рт. ст., а в полых венах оно отрицательное (ниже атмосферного).
Величина артериального (кровяного) давления (АД) зависит от объема циркулирующей крови, состояния стенок (тонуса) сосудов и миокарда, вязкости крови. Артериальное давление подвержено колебаниям, связанным с фазами работы сердца. Во время систолы желудочков оно более высокое - это максимальное - систолическое - давление, во время расслабления - минимальное - диастолическое. Артериальное давление измеряется обычно в плечевой артерии. В норме у взрослого человека систолическое давление равно 120-140 мм рт. ст., диастолическое - 65-80 мм рт. ст. (у пожилых людей оно повышается). Повышение АД называется гипертонией, а понижение - гипотонией.
Если нарушена нервная регуляция и преобладает влияние симпатической части вегетативной нервной системы, АД у человека повышается, если преобладает влияние парасимпатической части вегетативной нервной системы - АД понижается. Сосудодвигательный центр находится в продолговатом мозге. Гуморальная регуляция осуществляется гормоном надпочечников адреналином. Он вызывает усиление работы сердца и сужение сосудов, что приводит к повышению АД.
Кровь из сердца выбрасывается порциями, но по кровеносным сосудам она течет непрерывной струей. В момент сокращения левого желудочка кровь поступает в аорту, растягивая ее стенки. Диаметр аорты увеличивается. Во время расслабления сердца вследствие эластичности стенки аорты возвращаются в исходное положение. Так возникают колебательные движения стенки аорты, которые благодаря ее упругости и эластичности распространяются с определенной скоростью через артерии до артериол.
Пульс - ритмические колебания стенок артерий, вызываемые повышением давления в период систолы.
Скорость пульсовой волны по сравнению со скоростью тока крови во много раз больше. Пульс определяют на артериях, которые лежат поверхностно на костях (лучевая, височная артерии). У здорового человека пульс ритмичный, 60-80 ударов в минуту. Учащение пульса называется тахикардией, а урежение - брадикардией. При некоторых заболеваниях у человека наблюдается нарушение ритма сердечных сокращений - аритмия.
Гигиена сердечно-сосудистой системы - это комплекс условий, при которых сердце и сосуды обеспечивают нормальную циркуляцию крови и выполнение ею своих функций.
Люди, занимающиеся физкультурой и спортом, имеют хорошо развитую мускулатуру и тренированное сердце, которое может работать в более экономичном режиме, благодаря чему организм способен переносить большие физические и эмоциональные нагрузки.
Неблагоприятное воздействие на функцию сердечно-сосудистой системы оказывают гиподинамия, возникновению которой способствуют снижение физической активности и увеличение умственной нагрузки; избыточное питание, алкоголь и никотин.
Алкоголь вызывает сужение сосудов, нарушает использование тканями кислорода в процессе тканевого дыхания и приводит к ухудшению питания ткани сердца, способствуя развитию ишемической болезни сердца, атеросклероза (уплотнение коронарных сосудов за счет накопления холестерина), инфаркта миокарда (омертвение участка сердца в области миокарда), гипертонической болезни (стойкое повышение артериального давления) и т. п.
Никотин стимулирует выделение надпочечниками гормонов, что приводит к спазму сосудов. Вследствие этого повышается АД, и сердце затрачивает больше энергии, чтобы обеспечивать движение крови по сосудам. В крови при курении накапливается карбоксигемоглобин, что ухудшает снабжение сердца и других органов кислородом. Вещества, всасывающиеся из табачного дыма, нарушают усвоение витаминов (недостаток витамина С способствует отложению холестерина в стенках сосудов). В результате просвет сосудов уменьшается (курение - фактор риска развития ишемической болезни сердца).
Для диагностики заболеваний сердца применяют электрокардиографию (запись электрических потенциалов работающего сердца). На электрокардиограмме выявляются различные зубцы, отражающие работу предсердий (зубец P) и работу желудочков (комплекс зубцов QRST).
Особенно опасны для жизни кровотечения, которые возникают при нарушении целостности кровеносных сосудов. Кровотечения бывают внешние (кровь изливается наружу) и внутренние (кровь изливается в орган, полость, межтканевые промежутки). При внутренних кровотечениях образуется гематома (ограниченное скопление крови, являющееся результатом повреждения кровеносных сосудов). В зависимости от пораженного сосуда кровотечения бывают капиллярные, артериальные и венозные. При венозном кровотечении кровь темная, не пульсирует, при артериальном - алая, пульсирует, при капиллярном - рана небольшая и кровь как бы сочится. Первая медицинская помощь при кровотечении. При капиллярном кровотечении рану промывают дезинфицирующим средством и зажимают марлевым тампоном (повязку можно не накладывать). При венозном кровотечении края раны обрабатывают дезинфицирующими средствами, накладывают давящую повязку; в случае сильного кровотечения накладывают жгут. Артериальное кровотечение - самое опасное и его трудно остановить, так как в артериях высокое давление и большая скорость тока крови. Для остановки артериального кровотечения жгут накладывают выше раны, а для остановки венозного - ниже раны. Жгут накладывают зимой не более чем на 1 ч, летом не более чем на 2 ч.