Сердечно - сосудистая система
Вся сосудистая система человека условно разделяется на большой и малый круги кровообращения (рисунок 3). Большой круг кровообращения начинается от левого желудочка сердца, который при своем сокращении проталкивает обогащенную кислородом артериальную кровь в аорту и далее в отходящие от нее артерии, артериолы, капилляры мозга, почек, печени, органов желудочно-кишечного тракта, мышц, кожи и др. По венулам и венам кровь собирается в две большие полые вены, из которых она попадает в правое предсердие, где заканчивается большой круг кровообращения.
Рисунок 3 – Большой и малый круг кровообращения
1 — левый желудочек сердца; 2 — левое предсердие; 3 — правый желудочек; 4 — правое предсердие; 5 — аорта; 6 — легочные вены; 7— сонная артерия; 8 — капилляры легких; 9 — капилляры головы и верхних отделов туловища; 10 — верхняя полая вена; 11 — легочная артерия; 12—нижняя полая вена; 13—печеночная вена; 14 — воротная вена; 15 —капилляры желудка; 16 — капилляры селезенки; 17 — капилляры кишечника; 18 —капилляры почек; 19 — капилляры нижних отделов туловища.
Малый круг начинается от правого желудочка сердца, откуда венозная кровь через легочные артерии поступает в легочные капилляры, в которых происходят ее насыщение атмосферным кислородом и освобождение от избытка углекислоты. Из легочных капилляров обогащенная кислородом артериальная кровь собирается в легочные вены и оттуда поступает в левое предсердие. Таким образом, в легких, в отличие от других органов, по артериям течет венозная кровь, а по венам — артериальная[1].
Ударную волну крови, выбрасываемой сердцем при каждом сокращении, первыми принимают на себя аорта, сонные, подключичные и другие большие артерии. Их стенки имеют значительную толщину и содержат много эластических волокон. Благодаря этому обеспечивается непрерывность тока крови по сосудам, хотя она поступает из сердца толчками.
Дело в том, что при сокращении, сердца только часть энергии затрачивается на продвижение крови по сосудам, другая же часть энергии идет на растяжение стенок аорты и крупных артерий (создается эластическое напряжение). Когда сокращение сердца заканчивается и наступает его расслабление, дальнейшее движение крови после первоначального толчка, заданного сердцем, происходит за счет спадания эластических стенок крупных сосудов.
Вот почему нормальная эластичность артериальных стенок имеет огромное значение для кровообращения. Как только она уменьшается, работа сердца резко затрудняется.
В более отдаленных от сердца артериях среднего и мелкого калибра силы сердечного толчка и эластического напряжения стенок крупных артерий оказывается недостаточно для дальнейшего продвижения крови. В дополнение к ним требуется собственное сокращение сосуда, что обеспечивается мышечными волокнами, входящими в состав сосудистой стенки. Такие кровеносные сосуды, в отличие от артерий эластического типа, называются артериями мышечного типа. Особенно выражена мышечная ткань в стенках артериол перед их переходом в капилляры.
Мышечные волокна в стенках артериол расположены циркулярно, и потому они способны интенсивно сокращаться. Их калибр может быть уменьшен втрое, а это означает уменьшение поверхности поперечного сечения сосуда в 9 раз и повышение сопротивления току крови во много раз. Артериолы, по выражению И. М. Сеченова, играют роль кранов. Когда какой-либо орган работает, его артериолы расширяются и капилляры наполняются кровью; когда орган бездействует, артериолы суживаются и могут быть почти совсем закрыты, капилляры в это время пустеют[1].
Вены собирают кровь из капилляров и несут ее по направлению к сердцу. Величина притока венозной крови к правому предсердию является одним из факторов, регулирующих деятельность сердца, так как степень наполнения кровью правого предсердия и желудочка определяет степень их растяжения и силу последующего сокращения сердца.
Обратному току венозной крови препятствуют особые приспособления вен — клапаны, пропускающие кровь только по направлению к сердцу. Поэтому продвижению венозной крови может способствовать любая сила, сдавливающая вены. Их стенки гораздо тоньше, чем стенки артерий, в них меньше эластических и мышечных волокон. В связи с этим даже при небольшом увеличении давления внутри вен они сильно растягиваются, и в них может скопиться большое количество крови. С возрастом из-за ослабления венозных стенок емкость венозного русла значительно увеличивается, что способствует застою крови в капиллярах, венулах и венах.
Движение крови в венах происходит, прежде всего, благодаря разности кровяного давления в начале и конце венозной системы. Однако эта разность сравнительно невелика, и для обеспечения нормального кровотока в венах требуются дополнительные воздействия. Главные из них — это сокращения скелетной мускулатуры при различных движениях тела и гладких мышц внутренних органов в процессе их деятельности.
Большое значение имеет также присасывающее действие грудной клетки, которое возникает во время вдоха и усиливает прилив венозной крови к правому предсердию.
Капилляры — конечные разветвления артериальной системы и одновременно начало венозной сети. Соответственно в них различают артериальную и венозную части (или колена). Стенки капилляров очень тонки, они образованы одним слоем клеток, называемых эндотелиальными. За этими клетками, выстилающими просвет капилляров, располагается основная мембрана, вплотную к которой прилегает слой соединительной ткани[2]. Все вещества, проникающие из капилляров в клетки, проходят через соединительную ткань, задерживающую вредные для организма вещества и бактерии.
Переход веществ из крови в межклеточные пространства происходит через мельчайшие поры между эндотелиальными клетками, а также сквозь истонченные участки самих клеток, называемые «окошками». Таким образом, эндотелиальные клетки играют роль полупроницаемого барьера, отделяющего кровь от межклеточной жидкости. Уплотнение капиллярных стенок и уменьшение количества функционирующих капилляров ухудшает питание и дыхание близлежащих тканей. Такие нарушения капиллярной проницаемости лежат в основе развития многих патологических состояний.
Эндотелиальные клетки обладают весьма интересными особенностями. Они могут выполнять самые различные функции, например, задерживать и переваривать стареющие красные кровяные тельца, пигменты, молекулы холестерина и жироподобных веществ (липоидов). В здоровом организме эндотелиальные клетки участвуют в росте и регенерации (восстановлении структуры) тканей, в образовании белков крови. Кроме того, они обеспечивают невосприимчивость организма к инфекционным заболеваниям (иммунитет).
Клетки эндотелия капилляров способны освобождаться и совершать самостоятельные амебовидные движения, размножаться, поглощать бактерии и вредные для организма вещества.
Капилляры, в отличие от артерий и вен, могут вновь образовываться и исчезать. Это самые мелкие сосуды кровеносной системы, они в 15 раз тоньше человеческого волоса. Диаметр капилляров может изменяться в 2—3 раза. При максимальном сужении они не пропускают кровяных телец, в них находится только жидкая часть крови — плазма. Когда же капилляр расширен, клетки крови проходят по нему медленно, по одной, и то им приходится несколько изменять свою шарообразную форму на более удлиненную. Это имеет большое физиологическое значение, так как удлинение формы кровяных клеток увеличивает площадь их соприкосновения со стенкой капилляра, а медленное продвижение крови удлиняет время ее контакта со стенкой сосуда. Все это облегчает проникновение кислорода и питательных веществ из крови в ткани.