НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ САЙТ

ВОСТОЧНО-СИБИРСКОГО ЦЕНТРА МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

ФИЗИОЛОГИЯ И АНАТОМИЯ ЧЕЛОВЕКА

СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТАЯ СИСТЕМА

 Основное значение сердечно-сосудистой системы состоит в снабжении кровью органов и тканей. Кровь непрерывно движется по сосудам, что дает ей возможность выполнять все жизненно важные функции. К системе кровообращения относятся сердце и сосуды — кровеносные и лимфатические.

Сердце представляет собой биологический насос, благодаря работе которого кровь движется по замкнутой системе сосудов. Каждую минуту сердце перекачивает в кровеносную систему около 6 л крови, в сутки — свыше 8 тыс. л, в течение жизни (при средней продолжитель­ности — 70 лет) — почти 175 млн. л крови.  

Обо что бьется сердце?

О сердце мы обычно говорим что оно «бьется». Что же это значит?  Оказывается,  сердце во время сокращения желудочков совершает вращательное движение, поворачиваясь слева направо, и меняет свою форму — из эллипсоидного оно становится круглым, становясь очень плотным,  и ударяет верхушкой сердца (Рисунок 1) о грудную клетку в области пятого межреберного промежутка. 

Строение сердца

Сердце весит около 300 г и по форме напоминает грейпфрут (Рисунок 1); имеет два предсердия, два желудочка и четыре клапана; получает кровь из двух полых вен и четырех легочных вен, а выбрасывает ее в аорту и легочный ствол. Сердце перекачивает 9 л крови в день, делая от 60 до 160 ударов в минуту.

Сердце покрыто плотной фиброзной оболочкой - перикардом, образующим серозную полость, заполненную небольшим количеством жидкости, что предотвращает трение при его сокращении. Сердце состоит из двух пар камер - предсердий и желудочков, которые действуют как самостоятельные насосы. Правая половина сердца "прокачивает" венозную, богатую углекислым газом кровь, через легкие; это - малый круг кровообращения. Левая половина выбрасывает насыщенную кислородом кровь, поступившую из легких, в большой круг кровообращения.

Рисунок  1.

Венозная кровь из верхней и нижней полых вен попадает в правое предсердие. Четыре легочные вены доставляют артериальную кровь в левое предсердие.

Атриовентрикулярные клапаны имеют особые сосочковые мышцы и тонкие сухожильные нити, закрепленные на концах заостренных краев клапанов. Эти образования фиксируют клапаны и предотвращают их "проваливание" (пролапс) обратно в предсердия во время систолы желудочков.

Левый желудочек образован более толстыми мышечными волокнами, чем правый, так как он противостоит более высокому давлению крови в большом круге кровообращения и должен совершать большую работу по его преодолению во время систолы. Между желудочками и отходящими от них аортой и легочным стволом находятся полулунные клапаны.

Рисунок 2.

Клапаны (Рисунок 2) обеспечивают течение крови через сердце только в одном направлении, не давая ей возможности возвращаться. Клапаны состоят из двух или трех створок, которые смыкаются, закрывая проход, как только кровь   пройдет через клапан. Митральный и аортальный клапаны управляют потоком насыщенной кислородом крови с левой  стороны; трехстворчатый клапан и клапан легочной артерии   контролируют прохождение лишенной кислорода  крови справа.

Изнутри полости сердца выстланы эндокардом и разделены вдоль на две половины сплошными  межпредсердной и межжелудочковой перегородками.

Расположение

Сердце находится в грудной клетке позади грудины и перед нисходящей частью дуги аорты и пищеводом. Оно закреплено на центральной связке мышцы диафрагмы. С обеих сторон расположено по одному легкому. Сверху находятся главные кровеносные сосуды и место разделения трахеи на два главных бронха.

Система автоматизма сердца

Как известно сердце способно сокращаться или работать вне организма, т.е. изолированно. Правда это оно может выполнять непродолжительное время.  При создании нормальных условий (питание и кислород) для его работы оно может сокращаться почти до бесконечности. Такая способность сердца связана с  особым строением и обменом веществ. В сердце различают рабочую мускулатуру, представлен­ную поперечнополосатой (Рисунок ) мышцей и специальную, ткань, в которой возникает и проводится возбуждение.

Специальная ткань состоит из малодифференцирован­ных мышечных волокон. В определенных участках сердца обнаружено значительное количество нервных клеток, нервных волокон и их окончаний, которые здесь образуют нервную сеть. Скопления нервных клеток в определенных участках сердца назвали узлами. К этим узлам подходят нервные волокна от  вегетативной нервной системы (блуждающие и симпати­ческие нервы).У высших позвоночных животных, в том числе и у человека, атипическая ткань состоит из:

1. расположенного в ушке правого предсердия, синоатриальный узела,  являющийся ведущим узлом ("пейс-меккер" I порядка) и  посылающий импульсы к двум предсердиям, вызывая их систолу;

 2. предсердно-желудочкового узла (атриовентрикулярный узел), находящийся в стенке правого предсердия вблизи перегородки между предсер­диями и желудочками;

3) предсердно-желудочкового пучка (пучок Гиса) (Рисунок  3).

Возбуждение, возникшее в синоатриальном узле, передается на атриовентрикулярный ("пейс-меккер" II порядка) узел и быстро распространяется по ветвям пучка Гиса, вызывая синхронное сокращение (систолу) желудочков.

По современным представлениям, причина автоматизма сердца объясняется, тем, что в процессе жизнедеятель­ности в клетках синусно-предсердного узла накапливаются продукты конечного обмена (СО₂, молочная кислота и т. д.), которые и вызывают возникновение возбуждения в специальной ткани.

Рисунок 3.

Венечное кровообращение

Миокард получает кровь из правой и левой венечных артерий, отходящих непосредственно от дуги аорты и являющихся ее первыми ответвлениями (Рисунок 3). Венозная кровь отводится в правое предсердие венечными венами.

Сокращение сердца.

Во время диастолы ( Рисунок 4) предсердия (А) кровь течет от верхней и нижней полых вен в правое предсердие (1), а из четырех легочных вен - в левое предсердие (2). Поток увеличивается во время вдоха, когда отрицательное давление внутри грудной клетки способствует "присасыванию" крови в сердце, как воздуха в легкие. В норме это может 

Рисунок 4.

проявляться дыхательной (синусовой) аритмией.

Систола предсердий заканчивается (С), когда возбуждение достигает атриовентрикулярного узла и распространяется по ветвям пучка Гиса, вызывая систолу желудочков. Атриовентрикулярные клапаны (3, 4) быстро захлопываются, сухожильные нити и сосочковые мышцы желудочков препятствуют их заворачиванию (пролапсу) в предсердия. Венозная кровь заполняет предсердия (1, 2) во время их диастолы и систолы желудочков.

Когда систола желудочков заканчивается (В), давление в них падает, два атриовентрикулярных клапана - 3-створ-чатый (3) и митральный (4) - открываются, и кровь поступает из предсердий (1,2) в желудочки. Очередная волна возбуждения из синусного узла, распространяясь, вызывает систолу предсердий, во время которой через полностью открытые атриовентрикулярные отверстия в расслабленные желудочки нагнетается дополнительная порция крови.

Быстро возрастающее давление в желудочках (D) открывает аортальный клапан (5) и клапан легочного ствола (6); потоки крови устремляются в большой и малый круги кровообращения. Эластичность стенок артерий заставляет клапаны (5, 6) резко захлопываться в конце систолы желудочков.

Звуки, возникающие при резком захлопывании атриовентрикулярных и полулунных клапанов, выслушиваются через стенку грудной клетки как тоны сердца - "тук-тук".

Регуляция деятельности сердца

Частота сердечных сокращений регулируется вегетативными центрами продолговатого и спинного мозга. Парасимпатические (блуждающие) нервы уменьшают их ритм и силу, а симпатические увеличивают, особенно при физических и эмоциональных нагрузках. Подобное действие на сердце оказывает и гормон надпочечников адреналин. Хеморецепторы каротидных телец реагируют на снижение уровня кислорода и повышение углекислого газа в крови, вследствие чего возникает тахикардия. Барорецепторы каротидного синуса посылают сигналы по афферентным нервам в сосудодвигательный и сердечный центры продолговатого мозга.

Давление крови

Артериальное давление измеряется двумя цифрами. Систолическое, или максимальное, давление соответствует выбросу крови в аорту; диастолическое, или минимальное, давление соответствует закрытию аортального клапана и расслаблению желудочков. Эластичность крупных артерий позволяет им пассивно расширяться, а сокращение мышечного слоя - поддерживать поток артериальной крови во время диастолы. Потеря эластичности с возрастом сопровождается повышением давления. Кровяное давление измеряется при помощи сфигмоманометра, в миллиметрах рт. ст. У взрослого здорового человека в расслабленном состоянии, в положении сидя или лежа систолическое давление составляет примерно 120-130 мм рт. ст., а диастолическое - 70-80 мм рт.ст. С возрастом эти цифры возрастают. В вертикальном положении кровяное давление немного повышается вследствие нервно-рефлекторного сокращения мелких кровеносных сосудов.

Кровеносные сосуды

Кровь начинает свой путь по организму, выходя из левого желудочка через аорту. На этом этапе кровь богата кислородом, пищей, распавшейся на молекулы, и другими важными веществами, такими, как гормоны.

Артерии уносят кровь от сердца, а вены возвращают ее. Артерии, также как и вены состоят из четырех слоев: защитной фиброзной оболочки; среднего слоя, образованного гладкими мышцами и эластическими волокнами (у крупных артерий она самая толстая); тонкого слоя соединительной ткани и внутреннего клеточного слоя - эндотелия.

Артерии

Кровь в артериях (Рисунок 5) находится под высоким давлением. Наличие эластических волокон позволяет артериям пульсировать - расширяться при каждом ударе сердца и спадаться, когда давление крови падает.

·         Рисунок 5.

Крупные артерии разделяются на средние и мелкие (артериолы), стенка которых имеет мышечный слой, иннервируемый вегетативными сосудосуживающими и сосудорасширяющими нервами. Вследствие этого тонус артериол может контролироваться вегетативными нервными центрами, что позволяет управлять потоком крови. Из артерий кровь идет в меньшие по размерам артериолы, которые ведут ко всем органам и тканям организма, в том числе к самому сердцу, а затем разветвляются на широкую сеть капилляров.

В капиллярах кровяные клетки выстраиваются в один ряд, отдавав кислород и другие вещества и забирая двуокись углерода и другие, продукты обмена.

Когда организм отдыхает, кровь стремится течь по так называемым предпочтительным каналам. Ими оказываются капилляры, которые увеличились и превзошли средний размер. Но если какому-нибудь участку организма требуется большее количество кислорода, кровь течет по всем капиллярам этого участка.

Вены и венозная кровь

Попав из артерий в капилляры и пройдя их, кровь вступает в венозную систему (Рисунок 6). Она сначала попадает в очень маленькие сосуды, называемые  венулам, которые эквивалентны артериолам. 

Рисунок 6.

Кровь продолжает свой путь по малым венам и возвращается в сердце по венам, которые достаточно большие и заметны под кожей. Такие вены содержат клапаны, которые препятствуют возвращению крови к тканям. Клапаны имеют форму маленького полумесяца, выступающие в просвет протока, что заставляет кровь течь только в одном направлении. Кровь попадает в венозную систему, пройдя мельчайшие сосуды - капилляры. Через стенки капилляров происходит обмен между кровью и внеклеточной жидкостью. Большая часть тканевой жидкости возвращается в венозные капилляры, а часть поступает в лимфатическое русло. Более крупные венозные сосуды могут сжиматься или расширяться, регулируя поток крови в них (Рисунок 7). Движение вен в значительной степени обусловлено тонусом скелетных мышц, окружающих вены, которые сокращаясь (1) сжимают вены. Пульсация соседствующих с венами артерий (2) имеет эффект насоса.

Рисунок 7.

Полулунные клапаны (3) расположены на одинаковом расстоянии на всем протяжении крупных вен, в основном нижних конечностей, что позволяет крови двигаться только в одном направлении - к сердцу.

Все вены от различных участков организма неизбежно сходятся в два больших кровеносных сосуда, один называется верхней полой веной, другой - нижней полой веной. Верхняя полая вена собирает кровь из головы, рук, шеи; нижняя полая вена получает кровь из нижних отделов, организма. Обе вены отдают кровь в правую сторону сердца, откуда она выталкиваетcя в легочную артерию, (единственная артерия, которая несет кровь, лишенную кислорода). Эта артерия передаст кровь в легкие.

Механизм 6eзопасности

На  некоторых участках тела, например,  на руках и  ногах, артерии  и их ветви   со-единены таким образом, что они загибаются друг на друга и создают дополнительное, альтернативное русло для крови  на случай, если какая-нибудь из артерий или ветвей повреждается. Это русло называется добавочным, коллатеральным кровообращением. В случае повреждения артерии ветвь соседней артерии, расширяется, обеспечивая более полное кровообращение. При физическоой нагрузке организма, например, при беге кровеносные сосуды мышц ног увеличиваются в размере, а кровеносные сосуды кишечника прикрываются, чтобы направить кровь к тому месту, где потребность в ней наиболее велика. Когда человек отдыхает после еды, происходит обратный процесс. Этому способствует кровообращение по обходным путям, которые называются анастамозами.

Вены часто соединяются друг с другом при помощи специальных "мостиков" - анастомозов. Вследствие этого поток крови может пойти "в обход", если на определенном участке вены возникает спазм или усиливается давление при сокращении мышц и движении связок. Кроме этого, мелкие вены и артерии соединяются посредством артериоло-венулярных анастомозов, что обеспечивает прямой "сброс" артериальной крови в венозное русло, минуя капилляры.

Распределение и ток крови

Кровь в сосудах не распределяется равномерно по всей сосудистой системе. В любой конкретный момент приблизительно 12% крови находится в артериях и венах, которые несут кровь в легкие  и из легких. Около 59% крови находится  в венах, 15% - в артериях, 5% - в капиллярах, а оставшиеся 9% - в сердце. Скорость тока крови неодинакова по всем  участкам системы. Кровь, вытекая из сердца, проходит дугу аорты со скоростью 33 см./c.; но к моменту, когда она достигнет капилляров, ее течение замедляется и скорость становится около 0,3 см./c. Обратный ток крови  по венам значительно усиливается так, что скорость крови на момент вхождения в сердце составляет 20см./c.

Регулирование кровообращением

В нижней части мозга расположен участок, называемый сосудодвигательным центром, который управляет кровообращением, а, следовательно, и кровяным давлением. Кровеносными сосудами, которые отвечают за контроль ситуации в системе кровообращения, являются артериолы, находящиеся между малыми артериями и капиллярами в кровеносной цепи. Сосудодвигательный центр получает информацию об уровне кровяного давления  от нервов, чувствительных к давлению, которые располагаются в аорте и сонных артериях, а затем посылают сигналы к артериолам.