Кровеносная система - это единое анатомо-физиологическое образование, главная функция которого – кровообращение, то есть движение крови в организме.
Благодаря кровообращению происходит газообмен в легких. Во время этого процесса углекислота удаляется из крови, а кислород из вдыхаемого воздуха обогащает ее. Кровь доставляет кислород и полезные вещества ко всем тканям, удаляя из них продукты метаболизма (распада).
Кровеносная система участвует и в процессах теплообмена, обеспечивая жизнедеятельность организма в разных условиях внешней среды. Также эта система система участвует в гуморальной регуляции деятельности органов. Гормоны выделяются эндокринными железами и доставляются в восприимчивые к ним ткани. Так кровь объединяет все части организма в единое целое.
Части сосудистой системы
Сосудистая система неоднородна по морфологии (структуре) и выполняемой функции. Ее можно с небольшой долей условности разделить на следующие части:
- аортоартериальная камера;
- сосуды сопротивления;
- обменные сосуды;
- артериоловенулярные анастомозы;
- емкостные сосуды.
Аортоартериальная камера представлена аортой и крупными артериями (общие подвздошные, бедренные, плечевые, сонные и другие). В стенке этих сосудов присутствуют и мышечные клетки, но преобладают эластичные структуры, препятствующие их спадению во время диастолы сердца. Сосуды эластического типа поддерживают постоянство скорости кровотока, независимо от пульсовых толчков.
Сосуды сопротивления - это мелкие артерии, в стенке которых преобладают мышечные элементы. Они способны быстро изменять свой просвет с учетом потребностей органа или мышцы в кислороде. Эти сосуды участвуют в поддержании артериального давления. Они активно перераспределяют объемы крови между органами и тканями.
Обменные сосуды – это капилляры, мельчайшие веточки кровеносной системы. Их стенка очень тонкая, сквозь нее легко проникают газы и другие вещества. Кровь может поступать из мельчайших артерий (артериол) в венулы в обход капилляров, по артериоловенулярным анастомозам. Эти «соединительные мостики» играют большую роль в теплообмене.
Емкостные сосуды называются так, потому что они способны вместить значительно больше крови, чем артерии. К этим сосудам относятся венулы и вены. По ним кровь поступает обратно к центральному органу кровеносной системы – сердцу.
Круги кровообращения
Круги кровообращения описаны еще в XVII веке Уильямом Гарвеем.
Из левого желудочка выходит аорта, начинающая большой круг кровообращения. От нее отделяются артерии, несущие кровь ко всем органам. Артерии делятся на все более мелкие веточки, охватывающие все ткани организма. Тысячи мельчайших артерий (артериол) распадаются на огромное количество самых мелких сосудов – капилляров. Их стенки характеризуются высокой проницаемостью, поэтому в капиллярах происходит газообмен. Здесь артериальная кровь трансформируется в венозную. Венозная кровь поступает в вены, которые постепенно объединяются и в итоге образуют верхнюю и нижнюю полые вены. Устья последних открываются в полость правого предсердия.
В малом круге кровообращения кровь проходит через легкие. Она попадает туда по легочной артерии и ее ветвям. В капиллярах, оплетающих альвеолы, происходит газообмен с воздухом. Обогащенная кислородом кровь по легочным венам идет в левые отделы сердца.
Некоторые важные органы (головной мозг, печень, кишечник) имеют особенности кровоснабжения – регионарное кровообращение.
Строение сосудистой системы
Аорта, выходя из левого желудочка, образует восходящую часть, от которой отделяются коронарные артерии. Затем она изгибается, и от ее дуги отходят сосуды, направляющие кровь в руки, голову, грудную клетку. Затем аорта идет вниз вдоль позвоночника, где делится на сосуды, несущие кровь к органам брюшной полости, таза, ног.
Вены сопровождают одноименные артерии.
Отдельно нужно упомянуть воротную вену. Она отводит кровь от органов пищеварения. В ней, помимо питательных веществ, могут содержаться токсины и другие вредные агенты. Воротная вена доставляет кровь в печень, где проходит удаление токсических веществ.
Строение сосудистых стенок
Артерии имеют наружный, средний и внутренний слои. Наружный слой – соединительная ткань. В среднем слое есть эластические волокна, поддерживающие форму сосуда, и мышечные. Мышечные волокна могут сокращаться и изменять просвет артерии. Изнутри артерии выстланы эндотелием, обеспечивающим спокойный поток крови без препятствий.
Стенки вен значительно тоньше, чем артерий. В них очень мало эластической ткани, поэтому они легко растягиваются и спадаются. Внутренняя стенка вен образует складки: венозные клапаны. Они препятствуют движению венозной крови вниз. Отток крови по венам обеспечивается также за счет движения скелетных мышц, «выжимающих» кровь при ходьбе или беге.
Регуляция деятельности кровеносной системы
Кровеносная система практически мгновенно отвечает на изменения внешних условий и внутренней среды организма. При стрессе или нагрузке она отвечает учащением сердечных сокращений, повышением артериального давления, улучшением кровоснабжения мышц, снижением интенсивности кровотока в органах пищеварения и так далее. В период покоя или сна происходят обратные процессы.
Регуляция функции сосудистой системы осуществляется нейрогуморальными механизмами. Регуляторные центры высшего уровня находятся в коре головного мозга и в гипоталамусе. Оттуда сигналы поступают в сосудодвигательный центр, отвечающий за тонус сосудов. Через волокна симпатической нервной системы импульсы поступают в стенки сосудов.
В регуляции функции кровеносной системы очень важен механизм обратной связи. В стенках сердца и сосудов расположено большое количество нервных окончаний, воспринимающих изменения давления (барорецепторы) и химического состава крови (хеморецепторы). Сигналы от этих рецепторов поступают в высшие центры регуляции, помогая кровеносной системе быстро приспособиться к новым условиям.
Гуморальная регуляция возможна с помощью эндокринной системы. Большинство гормонов человека так или иначе влияет на деятельность сердца и сосудов. В гуморальном механизме участвуют адреналин, ангиотензин, вазопрессин и многие другие активные вещества.
Строение и основные функции кровеносной системы человека
Система сосудов и полостей, по которым происходит циркуляция крови, называется кровеносной системой. С помощью кровеносной системы клетки и ткани организма снабжаются питательными веществами и кислородом и освобождаются от продуктов обмена веществ. Поэтому кровеносную систему иногда называют транспортной, или распределительной, системой.
Кровеносные сосуды представлены артериями, несущими кровь от сердца, венами, по которым кровь течет к сердцу, и микроциркуляторным руслом, состоящим из артериол, капилляров, посткапиллярных венул и артериоло-венулярных анастомозов. Сердце и кровеносные сосуды образуют замкнутую систему, по которой кровь движется благодаря сокращениям сердечной мышцы и миоцитов стенок сосудов.
Отдаляясь от сердца, калибр артерий постепенно уменьшается вплоть до мельчайших артериол, которые в толще органов переходят в сеть капилляров. Последние, в свою очередь, продолжаются в мелкие, постепенно укрупняющиеся вены, по которым кровь притекает к сердцу.
Кровеносная система разделена на два круга кровообращения - большой и малый. Первый начинается в левом желудочке и заканчивается в правом предсердии, второй начинается в правом желудочке и заканчивается в левом предсердии. Кровеносные сосуды отсутствуют лишь в эпителиальном покрове кожи и слизистых оболочек, в волосах, ногтях, роговице глаза и суставных хрящах.
Многие мелкие артерии называются ветвями, а вены - притоками. Кровеносные сосуды получают свое название от:
органов, которых они снабжают кровью: почечная артерия, селезеночная вена;
места их отхождения от более крупного сосуда: верхняя брыжеечная артерия, нижняя брыжеечная артерия;
кости, к которой они прилежат: локтевая артерия;
направления: медиальная артерия, окружающая бедро;
глубины залегания: поверхностная или глубокая артерия.
Артерии делятся на париетальные (пристеночные), кровоснабжающие стенки тела, и висцеральные (внутренностные), кровоснабжающие внутренние органы. До вступления артерии в орган она называется органной, войдя в орган – внутриорганной. Последняя разветвляется в пределах органа и снабжает его отдельные структурные элементы. Каждая артерия распадается на более мелкие сосуды. При магистральном типе ветвления от основного ствола - магистральной артерии, диаметр которой постепенно уменьшается, - отходят боковые ветви. При древовидном типе ветвления артерия сразу же после своего отхождения разделяется на две или несколько конечных ветвей, напоминая при этом крону дерева.
Артериальные стенки состоят из трех оболочек: внутренней, средней и наружной. В зависимости от развития различных слоев стенки артерии подразделяются на сосуды мышечного, смешанного и эластического типов.
В стенках артерий мышечного типа, имеющих небольшой диаметр, хорошо развита средняя оболочка. Миоциты средней оболочки стенок артерии мышечного типа своими сокращениями регулируют приток крови к органам и тканям. По мере уменьшения диаметра артерий все оболочки истончаются, уменьшается толщина подэндотелиального слоя и внутренней эластической мембраны. Постепенно убывает количество миоцитов и эластических волокон в средней оболочке. В наружной оболочке уменьшается количество эластических волокон, исчезает наружная эластическая мембрана.
К артериям смешанного типа относятся такие артерии крупного калибра, как сонная и подключичная. Наиболее тонкие артерии мышечного типа - артериолы - имеют диаметр менее 10 мкм и переходят в капилляры. Артериолы регулируют приток крови в систему капилляров.
К артериям эластического типа относятся аорта и легочный ствол, в которые кровь поступает из сердца под большим давлением и с большой скоростью. У детей диаметр артерий относительно больше, чем у взрослых. У новорожденного артерии преимущественно эластического типа, а артерии мышечного типа еще не развиты.
Микроциркуляторное русло обеспечивает взаимодействие крови и тканей. Оно начинается самым мелким артериальным сосудом - артериолой - и заканчивается венулой. Стенка артериолы содержит лишь один ряд миоцитов. От артериолы отходят прекапилляры (прекапиллярные артериолы), у начала которых находятся гладкомышечные прекапиллярные сфинктеры, регулирующие кровоток. В стенках прекапилляров, в отличие от капилляров, поверх эндотелия лежат единичные миоциты. От них начинаются истинные капилляры. Истинные капилляры вливаются в посткапилляры (посткапиллярные венулы). Посткапилляры образуются из слияния двух или нескольких капилляров. Они имеют тонкую адвентициальную оболочку, стенки их растяжимы и обладают высокой проницаемостью. По мере слияния посткапилляров образуются венулы. Их калибр широко варьируется и в обычных условиях равен 25 – 50 мкм. Венулы вливаются в вены. В пределах микроциркуляторного русла встречаются сосуды прямого перехода крови из артериолы в венулу - артериоло-венулярные анастомозы, в стенках которых имеются миоциты, регулирующие сброс крови. К микроциркуляторному руслу относятся также и лимфатические капилляры.
К капиллярной сети подходит сосуд артериального типа (артериола), а выходит из нее венула. В некоторых органах (почка, печень) имеется отступление от этого правила. Так, к клубочку почечного тельца подходит артериола (приносящий сосуд). Выходит из клубочка также артериола (выносящий сосуд). В печени капиллярная сеть располагается между приносящей (междольковой) и выносящей (центральной) венами. Капиллярную сеть, вставленную между двумя однотипными сосудами (артериями или венами), называют чудесной сетью.
Существует несколько видов капилляров:
Капилляры с непрерывным эндотелием и базальным слоем. Такие капилляры располагаются в коже, в мышцах исчерченных (поперечнополосатых), включая миокард, и неисчерченных (гладких), в коре большого мозга.
Фенестрированные капилляры, у которых некоторые участки эндотелиоцитов истончены, имеют многочисленные округлые фенестры диаметром 60 – 120 нм, закрытые, за редким исключением, тонкой диафрагмой, и непрерывную базальную мембрану. Такие капилляры расположены в органах, где происходит повышенная секреция или всасывание, например, в ворсинках кишечника, клубочках почки, пищеварительных и эндокринных железах.
Синусоидные капилляры имеют большой просвет, до 40 мкм. В их эндотелиоцитах находятся поры, а базальная мембрана частично отсутствует (прерывистая). Такие капилляры расположены в печени, селезенке, костном мозге.
Посткапиллярные венулы диаметром 8 – 30 мкм, являющиеся конечным звеном микроциркуляторного русла, впадают в собирательные венулы (диаметром 100 – 300 мкм), которые, сливаясь между собой, укрупняются.
Существуют два типа вен: безмышечного и мышечного типов. К венам безмышечного типа относятся вены твердой и мягкой мозговых оболочек, сетчатки глаза, костей, селезенки и плаценты. Они плотно сращены со стенками органов и поэтому не спадают.
Количество вен больше, чем артерий, а общая величина венозного русла превосходит артериальное. Скорость кровотока в венах меньше, чем в артериях, в венах туловища и нижних конечностей кровь течет против силы тяжести.
У большинства средних вен на внутренней оболочке имеются клапаны. Верхняя полая вена, плеголовные, общие и внутренние подвздошные, вены сердца, легких, надпочечников, головного мозга и его оболочек, паренхиматозных органов клапанов не имеют. Клапаны представляют собой тонкие складки внутренней оболочки, состоящие из волокнистой соединительной ткани, покрытые с обеих сторон эндотелиоцитами. Они пропускают кровь лишь по направлению к сердцу, препятствуют обратному току крови в венах и предохраняют сердце от излишней затраты энергии на преодоление колебательных движений крови, постоянно возникающих в венах. Венозные синусы твердой мозговой оболочки, в которые оттекает кровь от головного мозга, имеют не спадающиеся стенки, обеспечивающие беспрепятственный ток крови из полости черепа во внечерепные вены (внутренние яременные).
Подавляющее число вен, расположенных в полостях тела, - одиночные. Непарными глубокими венами являются внутренняя яременная, подключичная, подмышечная, подвздошные (общая, наружная и внутренняя), бедренная и некоторые другие. Поверхностные вены соединяются с глубокими с помощью прободающих вен, которые выполняют роль анастомозов. Соседние вены также связаны между собой многочисленными анастомозами, образующими в совокупности венозные сплетения, которые хорошо выражены на поверхности или в стенках некоторых внутренних органов (мочевого пузыря, прямой кишки).
В сердце впадают верхняя и нижняя полые вены большого круга кровообращения. В систему нижней полой вены входит воротная вена с ее притоками. Окольный ток крови осуществляется также по коллатеральным венам, по которым венозная кровь оттекает в обход основного пути.
Притоки одной крупной (магистральной) вены соединяются между собой внутрисистемными венозными анастомозами. Между притоками различных крупных вен (верхняя и нижняя полые вены, воротная вена) имеются межсистемные венозные анастомозы (кавакавальные, кавапортальные, кавакавапортальные), являющиеся коллатеральными путями оттока венозной крови в обход основных вен. Венозные анастомозы встречаются чаще и развиты лучше, чем артериальные.
В правом желудочке сердца начинается малый, или легочный, круг кровообращения, откуда выходит легочный ствол, который делится на правую и левую легочные артерии, а последние разветвляются в легких на артерии, переходящие в капилляры. В капиллярных сетях, оплетающих альвеолы, кровь отдает углекислоту и обогащается кислородом. Обогащенная кислородом артериальная кровь поступает из капилляров в вены, которые, слившись в четыре легочные вены (по две с каждой стороны), впадают в левое предсердие, где и заканчивается малый (легочный) круг кровообращения.
Для доставки всем органам и тканям тела питательных веществ и кислорода служит большой, или телесный, круг кровообращения. Он начинается в левом желудочке сердца, куда из левого предсердия поступает артериальная кровь. Из левого желудочка выходит аорта, от которой отходят артерии, идущие ко всем органам и тканям тела и разветвляющиеся в их толще вплоть до артериол и капилляров. Последние переходят в венулы и далее в вены. Через стенки капилляров осуществляется обмен веществ и газообмен между кровью и тканями тела. Протекающая в капиллярах артериальная кровь отдает питательные вещества и кислород и получает продукты обмена и углекислоту. Вены сливаются в два крупных ствола - верхнюю и нижнюю полые вены, которые впадают в правое предсердие сердца, где и заканчивается большой круг кровообращения. Дополнением к большому кругу является третий (сердечный) круг кровообращения, обслуживающий само сердце. Он начинается выходящими из аорты венечными артериями сердца и заканчивается венами сердца. Последние сливаются в венечный синус, впадающий в правое предсердие, а остальные наиболее мелкие вены открываются непосредственно в полость правого предсердия и желудочка.
Расположение артерий и кровоснабжение различных органов зависят от их строения, функции и развития и подчиняются ряду закономерностей. Большие артерии располагаются соответственно скелету и нервной системе. Так, вдоль позвоночного столба лежит аорта. На костях конечностей лежит одна магистральная артерия. Например, вдоль плечевой кости лежит одноименная артерия, вдоль лучевой и локтевой располагаются также одноименные артерии. Соответственно принципам двусторонней симметрии и сегментарности в строении тела человека большинство артерий парные, а многие артерии, кровоснабжающие туловище, сегментарные.
К соответствующим органам артерии идут по наиболее короткому пути, приблизительно по прямой линии, соединяющей основной ствол с органом. Вследствие этого каждая артерия кровоснабжает близлежащие органы. Если во внутриутробном периоде орган перемещается, то артерия, удлиняясь, следует за ним к месту его окончательного расположения (например, диафрагма, яичко). Артерии располагаются на более коротких сгибательных поверхностях тела. Вокруг суставов образуются суставные артериальные сети. Защиту от повреждений, сдавливаний выполняют кости скелета, различные борозды и каналы, образованные костями, мышцами, фасциями.
В органы, состоящие из волокон (мышцы, связки, нервы), артерии входят в нескольких местах и разветвляются по ходу волокон. В трубчатых органах артерии ветвятся кольцеобразно, продольно или радиально.
В органы артерии входят через ворота, расположенные на их вогнутой, медиальной или внутренней поверхности, обращенной к источнику кровоснабжения. При этом диаметр артерий и характер их ветвления зависят от размеров и функций органа.
Важную роль для кровоснабжения организма играет коллатеральное кровообращение по анастомозам и по окольным путям (в обход основного пути кровотока). Коллатеральные сосуды встречаются как в системе артерий - артериальные коллатерали, так и в системе вен - венозные коллатерали.
В течение онтогенеза человека артерии претерпевают существенные изменения. После его рождения увеличивается их просвет и толщина стенок, достигая окончательных размеров примерно к 14 – 18 годам. После 40 – 45 лет внутренняя оболочка артерий утолщается, изменяется строение эндотелиоцитов, появляются атеросклеротические бляшки, стенки склерозируются, просвет сосудов уменьшается. Эти изменения в значительной степени зависят от характера питания и образа жизни человека. Так, гиподинамия, потребление большого количества животных жиров, углеводов и поваренной соли способствуют развитию склеротических изменений. Замедляют этот процесс правильное питание и систематические занятия физкультурой и спортом.
Сердечно-сосудистая система – основная транспортная система человеческого организма. Она обеспечивает все процессы метаболизма в организме человека и является компонентом различных функциональных систем, определяющих гомеостаз.
Система кровообращения включает:
1. Кровеносную систему (сердце, сосуды).
2. Систему крови (кровь и форменные элементы).
3. Лимфатическую систему (лимфатические узлы и их протоки).
Основой кровообращения является сердечная деятельность . Сосуды, отводящие кровь от сердца, называют артериями , а доставляющие ее к сердцу – венами . Сердечно-сосудистая система обеспечивает движение крови по артериям и венам и осуществляет кровоснабжение всех органов и тканей, доставляя к ним кислород и питательные вещества и выводя продукты обмена. Она относится к системам замкнутого типа, то есть артерии и вены в ней соединены между собой капиллярами. Кровь никогда не покидает сосуды и сердце, только плазма частично просачивается сквозь стенки капилляров и омывает ткани, а затем возвращается в кровяное русло.
Сердце – полый мышечный орган размером примерно с кулак человека. Сердце разделено на правую и левую части, каждая из которых имеет две камеры: предсердие (для сбора крови) и желудочек с впускным и выпускным клапанами для предотвращения обратного тока крови. Из левого предсердия кровь попадает в левый желудочек через двухстворчатый клапан, из правого предсердия в правый желудочек - через трёхстворчатый . Стенки и перегородки сердца представляют собой мышечную ткань сложного слоистого строения.
Внутренний слой называется эндокардом , средний - миокардом , наружный - эпикардом . Снаружи сердце покрыто перикардом - околосердечной сумкой. Перикард заполнен жидкостью и выполняет защитную функцию.
Сердце обладает уникальным свойством самовозбуждения, то есть импульсы к сокращению зарождаются в нем самом.
Коронарные артерии и вены снабжают саму сердечную мышцу (миокард) кислородом и питательными веществами. Это питание для сердца, которое выполняет такую важную и большую работу. Различают большой и малый (легочный) круг кровообращения.
Большой круг кровообращения начинается от левого желудочка, при сокращении которого кровь выплескивается в аорту (самую крупную артерию) через полулунный клапан. От аорты по более мелким артериям кровь разноситься по телу. В капиллярах тканей происходит газообмен. Затем кровь собирается в вены и возвращается в сердце. Через верхнюю и нижнюю полые вены она попадает в правый желудочек.
Малый круг кровообращения начинается от правого желудочка. Он служит для питания сердца, обогащения крови кислородом. По легочным артериям (легочной ствол) кровь движется в легкие. В капиллярах происходит газообмен, после чего кровь собирается в легочные вены и попадает в левый желудочек.
Свойство автоматизма обеспечивает проводящая система сердца, расположенная в толще миокарда. Она способна генерировать собственные и проводить поступающие из нервной системы электрические импульсы, вызывающие возбуждение и сокращение миокарда. Участок сердца в стенке правого предсердия, где возникают импульсы, вызывающие ритмические сокращения сердца, называют синусовым узлом . Тем не менее, сердце связано с центральной нервной системой нервными волокнами, оно иннервируется более чем двадцатью нервами.
Нервы выполняют функцию регуляции сердечной деятельности, которая служит еще одним примером поддержания постоянства внутренней среды (гомеостаза ). Сердечная деятельность регулируется нервной системой – одни нервы увеличивают частоту и силу сердечных сокращений, а другие – уменьшают.
Импульсы по этим нервам поступают на синусовый узел, заставляя его работать сильнее или слабее. Если перерезать оба нерва, сердце все равно будет сокращаться, но с постоянной скоростью, так как перестанет приспосабливаться к потребностям организма. Эти нервы, усиливающие или ослабляющие сердечную деятельность, составляют часть вегетативной (или автономной) нервной системы, которая регулирует непроизвольные функции организма. Примером такой регуляции является реакция на внезапный испуг – вы чувствуете, что сердце “замирает”. Это приспособительная реакция ухода от опасности.
Нервные центры, регулирующие деятельность сердца, находятся в продолговатом мозге. В эти центры поступают импульсы, сигнализирующие о потребностях тех или иных органов в притоке крови. В ответ на эти импульсы продолговатый мозг посылает сердцу сигналы: усилить или ослабить сердечную деятельность. Потребность органов в притоке крови регистрируется двумя типами рецепторов – рецепторами растяжения (барорецепторами) и хеморецепторами. Барорецепторы реагируют на изменение кровяного давления – повышение давления стимулирует эти рецепторы и заставляет посылать в нервный центр импульсы, активирующие тормозящий центр. При понижении давления, наоборот, активируется усиливающий центр, сила и частота сердечных сокращений увеличиваются и кровяное давление повышается. Хеморецепторы “чувствуют” изменения концентрации кислорода и углекислого газа в крови. Например, при резком увеличении концентрации углекислого газа или понижении концентрации кислорода эти рецепторы тотчас же сигнализируют об этом, заставляя нервный центр стимулировать сердечную деятельность. Сердце начинает работать более интенсивно, количество крови, протекающей через легкие, увеличивается и газообмен улучшается. Таким образом, перед нами пример саморегулирующейся системы.
Не только нервная система влияет на работу сердца. На функции сердца влияют и гормоны , выделяемые в кровь надпочечниками. Например, адреналин усиливает сердцебиение, другой гормон, ацетилхолин , наоборот, угнетает сердечную деятельность.
Теперь, наверное, вам не составит труда понять, почему, если резко встать из лежачего положения, может даже наступить кратковременная потеря сознания. В вертикальном положении кровь, питающая мозг, движется против силы тяжести, поэтому сердце вынуждено приспосабливаться к этой нагрузке. В лежачем положении голова ненамного выше сердца, и такой нагрузки не требуется, поэтому барорецепторы дают сигналы ослабить частоту и силу сердечных сокращений. Если же неожиданно встать, то барорецепторы не успевают сразу отреагировать, и на какой-то момент произойдет отток крови от мозга и, как следствие, головокружение, а то и помутнение сознания. Как только по команде барорецепторов темп сердечных сокращений ускорится, кровоснабжение мозга окажется нормальным, и неприятные ощущения исчезнут.
Сердечный цикл . Работа сердца совершается циклически. Перед началом цикла предсердия и желудочки находятся в расслабленном состоянии (так называемая фаза общего расслабления сердца) и наполнены кровью. Началом цикла считают момент возбуждения в синусовом узле, в результате которого начинают сокращаться предсердия, и в желудочки попадает дополнительное количество крови. Затем предсердия расслабляются, а желудочки начинают сокращаться, выталкивая кровь в отводящие сосуды (легочную артерию, несущую кровь в легкие, и аорту, доставляющую кровь в остальные органы). Фаза сокращения желудочков с изгнанием из них крови называется систолой сердца . После периода изгнания желудочки расслабляются, и наступает фаза общего расслабления – диастола сердца . С каждым сокращением сердца у взрослого человека (в состоянии покоя) в аорту и легочный ствол выбрасывается 50-70 мл крови, в минуту – 4-5 л. При большом физическом напряжении минутный объем может достигать 30-40 л.
Стенки кровеносных сосудов очень эластичны и способны растягиваться и сужаться в зависимости от давления крови в них. Мышечные элементы стенки кровеносных сосудов всегда находятся в определенном напряжении, которое называют тонусом. Тонус сосудов, а также сила и частота сердечных сокращений обеспечивают в кровяном русле давление, необходимое для доставки крови во все участки тела. Этот тонус, так же как интенсивность сердечной деятельности, поддерживается с помощью вегетативной нервной системы. В зависимости от потребностей организма парасимпатический отдел, где основным посредником (медиатором ) является ацетилхолин, расширяет кровеносные сосуды и замедляет сокращения сердца, а симпатический (посредник – норадреналин) – наоборот, суживает сосуды и ускоряет работу сердца.
Во время диастолы полости желудочков и предсердий вновь заполняются кровью, одновременно происходит восстановление энергетических ресурсов в клетках миокарда за счет сложных биохимических процессов, в том числе за счет синтеза аденозинтрифосфата. Затем цикл повторяется. Этот процесс фиксируется при измерении артериального давления – верхний предел, регистрируемый в систоле, называют систолическим , а нижний (в диастоле) – диастолическим давлением.
Измерение артериального давления (АД) является одним из методов, позволяющим контролировать работу и функционирование сердечно-сосудистой системы.
1. Диастолическое АД – это давление крови на стенки сосудов во время диастолы.(60-90)
2. Систолическое АД – это давление крови на стенки сосудов во время систолы(90-140).
Пульс - толчкообразные колебания стенок артерий, связанные с сердечными циклами. Частота пульса измеряется в количестве ударов в минуту и у здорового человека составляет от 60 до 100 ударов в минуту, у натренированных людей и спортсменов - от 40 до 60.
Систолический объём сердца - это объём кровотока за одну систолу, количество крови перекачиваемой желудочком сердца за одну систолу.
Минутный объем сердца - это общее кол-во крови, выбрасываемое сердцем за 1 мин.
Система крови и лимфатическая система. Внутренняя среда организма представлена тканевой жидкостью, лимфой и кровью, состав и свойства которых теснейшим образом связаны между собой. Через сосудистую стенку в кровоток транспортируются гормоны и различные биологически активные соединения.
Основной составной частью тканевой жидкости, лимфы и крови является вода. В организме человека вода составляет 75% от массы тела. Для человека массой тела 70 кг тканевая жидкость и лимфа составляют до 30% (20-21 л), внутриклеточная жидкость - 40% (27-29 л) и плазма - около 5% (2,8-3,0 л).
Между кровью и тканевой жидкостью происходят постоянный обмен веществ и транспорт воды, несущей растворенные в ней продукты обмена, гормоны, газы, биологически активные вещества. Следовательно, внутренняя среда организма представляет собой единую систему гуморального транспорта, включающую общее кровообращение и движение в последовательной цепи: кровь - тканевая жидкость - ткань (клетка) - тканевая жидкость - лимфа - кровь.
В систему крови входят кровь, органы кроветворения и кроверазрушения, а также аппарат регуляции. Кровь как ткань обладает следующими особенностями: 1) все ее составные части образуются за пределами сосудистого русла; 2) межклеточное вещество ткани является жидким; 3) основная часть крови находится в постоянном движении.
Кровь состоит из жидкой части - плазмы и форменных элементов - эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов . У взрослого человека форменные элементы крови составляют около 40-48%, а плазма - 52-60%. Это соотношение получило название гематокритного числа.
Лимфатическая система - часть сосудистой системы у человека, дополняющая сердечно-сосудистую систему. Она играет важную роль в обмене веществ и очищении клеток и тканей организма. В отличие от кровеносной системы, лимфатическая система млекопитающих незамкнутая и не имеет центрального насоса. Лимфа, циркулирующая в ней, движется медленно и под небольшим давлением.
В структуру лимфатической системы входят: лимфатические капилляры, лимфатические сосуды, лимфатические узлы, лимфатические стволы и протоки.
Начало лимфатической системы составляют лимфатические капилляры , дренирующие все тканевые пространства и сливающиеся в более крупные сосуды. По ходу лимфатических сосудов располагаются лимфатические узлы , при прохождении которых изменяется состав лимфы и она обогащается лимфоцитами . Свойства лимфы, во многом определяются органом, от которого она оттекает. После приема пищи состав лимфы резко изменяется, так как в нее всасываются жиры, углеводы и даже белки.
Лимфатическая система – это один из главных стражей следящих за чистотой организма. Малые лимфатические сосуды находящиеся близко от артерий и вен, собирают лимфу (избыточную жидкость) из тканей. Лимфатические капилляры устроены таким образом, что лимфа забирает большие молекулы и частицы, например, бактерии, которые не могут проникнуть в кровеносные сосуды. Лимфатические сосуды соединяясь образуют лимфоузлы. Лимфоузлы человека обезвреживают все бактерии и токсические продукты до того, как они попадут в кровь.
Лимфатическая система человека имеет на своем пути клапаны, которые обеспечивают лимфообращение только в одном направлении.
Лимфатическая система человека входит в состав иммунной системы и служит для защиты организма от микробов, бактерий, вирусов. Загрязненная лимфатическая система человека может привести к большим проблемам. Так как все системы организма связаны, загрязненность органов и крови отразится на лимфе. Поэтому, прежде чем начинать чистить лимфатическую систему, необходимо очистить кишечник и печень.
Сердечно-сосудистая система человека (кровеносная - устаревшее название) – это комплекс органов, обеспечивающих снабжение всех участков организма (за небольшим исключением) необходимыми веществами и удаляющих продукты жизнедеятельности. Именно сердечно-сосудистая система обеспечивает все участки тела необходимым кислородом, а потому является основой жизни. Нет кровообращения только в некоторых органах: хрусталик глаза, волос, ноготь, эмаль и дентин зуба. В сердечно-сосудистой системе выделяют две составные части: это собственно комплекс органов кровообращения и лимфатическая система. Традиционно они рассматриваются отдельно. Но, несмотря на их разность, они выполняют ряд совместных функций, а также имеют общее происхождение и план строения.
Показать всё
Строение системы кровообращения
Анатомия системы кровообращения подразумевает ее разделение на 3 компонента. Они значительно различаются по строению, но в функциональном отношении представляют собой единое целое. Это следующие органы:
- сердце;
- сосуды;
- кровь.
Сердце
Своеобразный насос, перекачивающий кровь по сосудам. Это мышечно-фиброзный полый орган. Находится в полости грудной клетки. Гистология органа различает несколько тканей. Самая главная и значительная по размерам – мышечная. Внутри и снаружи орган покрыт фиброзной тканью. Полости сердца разделены перегородками на 4 камеры: предсердия и желудочки.
У здорового человека частота сердечных сокращений составляет от 55 до 85 ударов в минуту. Это происходит на протяжении всей жизни. Так, за 70 лет происходит 2,6 млрд сокращений. При этом сердце перекачивает около 155 млн литров крови. Вес органа колеблется от 250 до 350 г. Сокращение камер сердца называется систолой, а расслабление – диастолой.
Сосуды
Это длинные полые трубки. Они отходят от сердца и, многократно разветвляясь, идут во все участки организма. Сразу по выходу из его полостей сосуды имеют максимальный диаметр, который по мере удаления становится меньше. Различают несколько типов сосудов:
- Артерии. Они несут кровь от сердца к периферии. Сама крупная из них – аорта. Выходит из левого желудочка и несет кровь ко всем сосудам, кроме легких. Ветви аорты делятся многократно и проникают во все ткани. Легочная артерия несет кровь к легким. Она идет из правого желудочка.
- Сосуды микроциркуляторного русла. Это артериолы, капилляры и венулы - самые маленькие сосуды. Кровь по артериолам идет в толще тканей внутренних органов и кожи. Они ветвятся на капилляры, которые осуществляют обмен газами и другими веществами. После чего кровь собирается в венулы и течет дальше.
- Вены - сосуды, несущие кровь к сердцу. Они образуются при увеличении диаметра венул и их многократном слиянии. Самые крупные сосуды данного типа – нижняя и верхняя полые вены. Именно они непосредственно впадают в сердце.
Кровь
Своеобразная ткань организма, жидкая, состоит из двух главных компонентов:
- плазма;
- форменные элементы.
Плазма – жидкая часть крови, в которой находятся все форменные элементы. Процентное соотношение - 1:1. Плазма представляет собой мутную желтоватую жидкость. В ней содержится большое количество белковых молекул, углеводов, липидов, различных органических соединений и электролитов.
К форменным элементам крови относят: эритроциты, лейкоциты и тромбоциты. Они образуются в красном костном мозге и циркулируют по сосудам всю жизнь человека. Только лейкоциты при некоторых обстоятельствах (воспаление, внедрение чужеродного организма или материи) могут проходить через сосудистую стенку в межклеточное пространство.
У взрослого человека содержится 2,5-7,5 (зависит от массы) мл крови. У новорожденного - от 200 до 450 мл. Сосуды и работа сердца обеспечивают важнейший показатель кровеносной системы - артериальное давление. Оно колеблется от 90 мм рт.ст. до 139 мм рт.ст. для систолического и 60-90 - для диастолического.
Круги кровообращения
Все сосуды образуют два замкнутых круга: большой и малый. Это обеспечивает бесперебойное одновременное снабжение кислородом организма, а также газообмен в легких. Каждый круг кровообращения начинается из сердца и там же заканчивается.
Круги кровообращения
Малый идет от правого желудочка по легочной артерии в легкие. Здесь она несколько раз ветвится. Кровеносные сосуды образуют густую капиллярную сеть вокруг всех бронхов и альвеол. Через них происходит газообмен. Кровь, богатая углекислым газом, отдает его в полость альвеол, а взамен получает кислород. После чего капилляры последовательно собираются в две вены и идут в левое предсердие. Малый круг кровообращения заканчивается. Кровь идет в левый желудочек.
Большой круг кровообращения начинается от левого желудочка. Во время систолы кровь идет в аорту, от которой ответвляются множество сосудов (артерий). Они делятся несколько раз, пока не превратятся в капилляры, снабжающие кровью весь организм - от кожи до нервной системы. Здесь происходит обмен газов и питательных веществ. После чего кровь последовательно собирается в две крупные вены, идущие в правое предсердие. Большой круг заканчивается. Кровь из правого предсердия попадает в левый желудочек, и все начинается заново.
Функции
Сердечно-сосудистая система выполняет в организме ряд важнейших функций:
- Питание и снабжение кислородом.
- Поддержание гомеостаза (постоянства условий внутри всего организма).
- Защита.
Снабжение кислородом и питательными веществами заключается в следующем: кровь и ее компоненты (эритроциты, белки и плазма) доставляют кислород, углеводы, жиры, витамины и микроэлементы до любой клетки. При этом из нее они забирают углекислый газ и вредные отходы (продуты жизнедеятельности).
Постоянные условия в организме обеспечиваются самой кровью и ее компонентами (эритроциты, плазма и белки). Они не только выступают переносчиками, но и регулируют важнейшие показатели гомеостаза: ph, температуру тела, уровень влажности, количество воды в клетках и межклеточном пространстве.
Непосредственную защитную функцию играют лимфоциты. Эти клетки способны обезвреживать и уничтожать чужеродную материю (микроорганизмы и органические вещества). Сердечно-сосудистая система обеспечивает их быструю доставку в любой уголок организма.
Особенности системы в разные периоды жизни
Во время внутриутробного развития сердечно-сосудистая система имеет ряд особенностей.
- Установлено сообщение между предсердиями ("овальное окно"). Оно обеспечивает прямой переход крови между ними.
- Малый круг кровообращения не функционирует.
- Кровь из легочной вены переходит в аорту по специальному открытому протоку (Баталов проток).
Кровь обогащается кислородом и питательными веществами в плаценте. Оттуда по пупочной вене она идет в полость живота через одноименное отверстие. Затем сосуд впадает в печеночную вену. Откуда, проходя через орган, кровь поступает в нижнюю полую вену, к оторая впадает в правое предсердие. Оттуда почти вся кровь идет в левое. Только ее малая часть выбрасывается в правый желудочек, а затем в легочную вену. Кровь от органов собирается в пупочные артерии, которые идут к плаценте. Здесь она вновь обогащается кислородом, получает питательные вещества. При этом углекислый газ и продукты обмена малыша переходят в кровь матери, организм который их и выводит.
Сердечно-сосудистая система у детей после рождения претерпевает ряд изменений. Баталов проток и овальное отверстие зарастают. Пупочные сосуды запустевают и превращаются в круглую связку печени. Начинает функционировать малый круг кровообращения. К 5-7 дням (максимум - 14) сердечно-сосудистая система приобретает те черты, которые сохраняются у человека на протяжении всей жизни. Изменяется только количество циркулирующей крови в разные периоды. Вначале оно увеличивается и к 25-27 годам достигает максимума. Только после 40 лет объем крови начинает несколько снижаться, и после 60-65 лет остается в пределах 6-7% от массы тела.
В некоторые периоды жизни количество циркулирующей крови увеличивается или уменьшается временно. Так, при беременности объем плазмы становится больше исходного на 10%. После родов он снижается до нормы за 3-4 недели. Во время голодания и непредвиденных физических нагрузок количество плазмы становится меньше на 5-7%.
Среди основных систем, входящих в человеческий организм, особое место занимает кровеносная система. Как устроена кровеносная система до 16 века для ученых оставалось загадкой. Над ее решением трудились такие выдающиеся мыслители, как Аристотель, Гален, Гарвей и многие другие. Все их открытия обобщены в стройную систему анатомо-физиологических представлений.
Историческая справка
Особую роль в формировании правильных представлений о том, из каких органов состоит кровеносная система человека, сыграли испанский ученый Сервет и английский естествоиспытатель Вильям Гарвей. Первому удалось доказать, что кровь из правого желудочка может попасть в левое предсердие только через сеть легких. Гарвей открыл так называемый большой круг (замкнутый) кровообращения. Тем самым была поставлена точка в вопросе, движется ли кровь строго по замкнутой системе, или нет. Система кровообращения человека и млекопитающих замкнутая.
Необходимо вспомнить также труды итальянского врача Мальпиги, который открыл капиллярное кровообращение. Благодаря его исследованиям стало понятно, как превращается в венозную и наоборот. Как этот вопрос рассматривает анатомия? Кровеносная система человека представляет собой совокупность таких органов, как сердце, сосуды и вспомогательных органов - красного костного мозга, селезенки и печени.
Сердце — основной орган кровеносной системы человека
С давних времен во всех без исключения культурах сердцу отводилась центральная роль не только как органу физического организма, но и как духовному вместилищу личности человека. В выражениях «друг сердечный», «от всего сердца», «на сердце печаль» люди показывали роль этого органа в формировании эмоций и чувств.
Жидкая ткань в организме человека
Функции транспорта кислорода и питательных веществ, удаления шлаков и токсинов, а также выработки антител выполняет кровеносная система. Кровь, строение которой можно представить, как смесь клеток (лейкоцитов, эритроцитов и тромбоцитов) и плазмы (жидкой части), обеспечивает выполнение вышеперечисленных задач.
В организме человека существуют кроветворные ткани, одна из которых — миелоидная. Она является ведущей в красном костном мозге, располагается в диафизах и содержит являющиеся предшественниками эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов.
Особенности строения крови
Красный цвет крови обусловлен наличием пигмента гемоглобина. Именно он отвечает за транспорт газов, растворенных в крови, — кислорода и оксида углерода. Может иметь две формы: оксигемоглобин и карбоксигемоглобин. на 90 % состоит из воды.
Остальные вещества — это белки (альбумины, фибриноген, гамма-глобулин) и минеральные соли, главной из которых является хлорид натрия. Форменные элементы крови выполняют такие функции:
- эритроциты — переносят кислород;
- лейкоциты, или белые кровяные тельца (нейтрофилы, эозинофилы, Т-лимфоциты и др.), — участвуют в образовании иммунитета;
- тромбоциты — способствуют остановке кровотечения при нарушении целостности стенок сосудов (отвечают за свертываемость крови).
Система кровообращения человека, благодаря разнообразным функциям крови, является важнейшей в поддержании гомеостаза организма.
Сосуды организма: артерии, вены, капилляры
Чтобы понять, из каких органов состоит кровеносная система человека, нужно представить ее, как сеть трубок, имеющих различный диаметр и толщину стенок. Артерии имеют мощную мышечную стенку, так как кровь по ним движется с высокой скоростью и большим давлением. Поэтому очень опасны артериальные кровотечения, в результате которых человек теряет за короткое время большое количество крови. Это может иметь фатальные последствия.
Вены имеют мягкие стенки, обильно снабженные полулунными клапанами. Они обеспечивают движение крови в сосудах только в одном направлении — к главному мышечному органу кровеносной системы. Так как венозная кровь вынуждена преодолевать силу гравитации, чтобы подняться к сердцу, а давление в венах низкое, эти клапаны не позволяют крови двигаться вспять, то есть от сердца.
Сеть капилляров с микроскопическим диаметром стенок выполняет главную функцию газообмена. Именно в них поступает двуокись углерода (углекислый газ) и токсины из клеток тканей, а капиллярная кровь, в свою очередь, отдает клеткам кислород, необходимый для их жизнедеятельности. Всего в организме находится более 150 млрд. капилляров, суммарная длина которых у взрослого человека примерно 100 тысяч км.
Особенным функциональным приспособлением организма человека, который обеспечивает постоянное снабжение органов и тканей необходимыми веществами, является которое можно наблюдать как в физиологически нормальных условиях, так и при сложных нарушениях работы системы (например, закупорка сосуда тромбом).
Большой круг кровообращения
Возвратимся к вопросу, из каких органов состоит кровеносная система человека. Напомним, что замкнутый круг кровообращения, открытый Гарвеем, берет начало в левом желудочке и заканчивается в правом предсердии.
Аорта, как главная артерия в организме и начало большого круга кровообращения, выносит кровь, обогащенную кислородом, из левого желудочка. Через систему сосудов, отходящих от аорты и разветвляющихся по всему организму человека, кровь поступает во все части тела и органы, насыщая их кислородом, выполняя функции обмена и транспортировки питательных веществ.
Из верхней части туловища (голова, плечи, грудная клетка, верхние конечности) венозная кровь, насыщенная углекислым газом, собирается в а из нижней половины туловища — в нижнюю полую вену. Обе полые вены впадают в правое предсердие, замыкая большой круг кровообращения.
Малый круг кровообращения
Система органов кровообращения — сердце, кровеносная система — также включены в так называемый малый (легочный) круг кровообращения. Именно его открыл Мигель Сервет в середине 16 столетия. Этот круг начинается от правого желудочка и заканчивается в левом предсердии.
Венозная кровь через правое атриовентрикулярное отверстие из правого предсердия поступает в правый желудочек. Из него по легочному стволу, а далее по двум легочным артериям — левой и правой — она поступает в легкие. И несмотря на то, что эти сосуды называются артериями, кровь по ним течет венозная. Она попадает в правое и левое легкие, в которых находятся капилляры, оплетающие альвеолы (лёгочные пузырьки, из которых состоит паренхима легких). Между кислородом альвеол и соединительной тканью через тончайшие стенки капилляров происходит газообмен. Именно в этой части тела венозная кровь превращается в артериальную. Затем она поступает в посткапиллярные венулы, которые укрупняются до 4-х легочных вен. По ним артериальная кровь поступает в левое предсердие, где и заканчивается малый круг кровообращения.
Кровообращение по всем сосудам происходит одновременно, не останавливаясь и не прерываясь ни на секунду.
Коронарное кровообращение
Что такое автономная кровеносная система, из каких органов состоит она и в чем особенности ее функционирования, изучали такие ученые, как Шумлянский, Боумен, Гис. Они выяснили, что наибольшее значение в этой системе имеет венечный или коронарный кровооборот, который осуществляется специальными кровеносными сосудами, оплетающими сердце и отходящими от аорты. Это такие сосуды, как левая венечная артерия с главными ответвлениями, а именно: передняя межжелудочковая, огибающая ветвь и предсердные ответвления. А также это правая венечная артерия с такими ветвями: правая коронарная и задняя межжелудочковая.
Кровь без кислорода возвращается обратно в мышечный орган тремя путями: через венечный синус, вены, входящие в полость предсердия, и самые маленькие сосудистые ветви, которые впадают в правую половину сердца, даже не показываясь на его эпикарде.
Круг воротной вены
Так как в обеспечении внутреннего постоянства среды очень важна кровеносная система, из каких органов состоит круг воротной вены, естествоиспытатели изучали в процессе рассмотрения большого круга кровообращения. Было установлено, что от ЖКТ, селезенки и поджелудочной железы кровь накапливается в нижнюю и в верхнюю брыжеечные вены, которые впоследствии, соединяясь, образуют воротную (портальную вену).
Портальная вена вместе с печеночной артерией входит в ворота печени. Артериальная и венозная кровь в гепатоцитах (клетках печени) подвергается основательной чистке и далее по попадает в правое предсердие. Таким образом, очистка крови происходит благодаря барьерной функции печени, которую обеспечивает и кровеносная система.
Из каких органов состоит вспомогательная система
В состав вспомогательных органов входит красный костный мозг, селезенка и уже вышеупомянутая печень. Так как клетки крови живут недолго, приблизительно 60—90 дней, возникает необходимость утилизации старых отработанных форменных элементов крови и синтезе молодых. Именно эти процессы обеспечивают вспомогательные органы кровеносной системы.
В красном костном мозге, содержащем миелоидную ткань, синтезируются предшественники форменных элементов.
Селезенка, помимо функции депонирования части крови, не используемой в кровообращении, разрушает старые эритроциты и частично восполняет их утрату.
В печени также происходит утилизация отмерших лейкоцитов, эритроцитов и тромбоцитов и хранение крови, в данный момент не задействованной в системе кровообращения.
В статье была подробно рассмотрена кровеносная система, из каких органов состоит и какие функции выполняет в организме человека.
