СЕРЦЕ ТА КРОВООБІГ

РУХ КРОВІ ПО ОРГАНІЗМУ

Властиві крові функції можуть виконуватися нею тільки при умо­ві постійного руху по серцево-судинній системі.

Кровоносні судини хребетних тварин утворюють замкнуту систему, якою і відбувається рух крові — кровообіг.

Рух крові по кровоносних судинах забезпечується роботою серця. Серце—порожнистий м'язовий орган, ритмічні скорочення якого забезпечують безперервний рух крові двома окремими колами кровообігу: вели­ким і малим.

У в е ликом у, або системному, колі кр о в о о бігу арте­ріальна (насичена киснем) кров з лівого шлуночка спрямовується в аор­ту і в усі відхідні від неї артерії з їх розгалуженнями до капілярів включно. Капіляри пронизують всі органи і тканини організму. Через стінки до клітин з крові надходять поживні речовини і кисень, а з клі­тин у кров виходять усі кінцеві продукти життєдіяльності, зокрема вуг­лекислий газ. Внаслідок зміни газового складу кров стає темно-черзо-ною—венозною. Венозна кров капілярами відтікає від тканин і орга­нів. Капіляри збираються у венули, потім у малі 'вени, які, з'єднуючись в усе більші і більші судини, впадають у дві найбільші вени тіла твари­ни—передню і задню порожнисті вени, що впадають у праве передсер­дя. Цим і закінчується велике коло кровообігу.

У малому, або дихальному, колі кровообігу венозна .кров з правого шлуночка надходить в легеневу артерію, що розгалужує­ться в легенях, де вона утворює густу сітку капілярів навколо легеневих альвеол. В легеневій капілярній сітці відбувається газообмін: вуглекис­лий газ з крові виділяється в альвеоли, а з альвеол у кров надходить кисень. Яскраво-червона артеріальна кров легеневими венами тече зно­ву в серце, але вже в ліве передсердя. Таким чином, в серці починають­ся і закінчуються обидва кола кровообігу.

Серце протягом життя тварини перебуває в стані ак­тивності, що забезпечує кровообіг залежно від потреб ор­ганізму. Життєдіяльність клітин, тканин, органів і систем тісно пов'язана з роботою серця, яке, рухаючи кров, подає їм кисень, структурний та енергетичний матеріал. Крім того, завдяки серцю з організму через екскреторні органи виводяться шлаки обміну речовин, які при нагро­мадженні спричинюють отруєння. Переміщення речовин в організмі відбувається завдяки постійному руху крові. Серце, працюючи, створює різницю кров'яного тиску. У ка­пілярах тиск крові значно нижчий, ніж в аорті та артеріях, тому кров рухається до тканин, а потім по венозній систе­мі до серця, бо в устях по­рожнистих вен тиск крові дорівнює атмосферному, а під час вдиху стає негатив­ним. Руху крові по венах сприяють також інші фактори, про які буде сказано далі.

Серце являє собою не­мовби дві насосні станції, діяльність яких тісно пов'я­зана між собою. Ліва та права половини серця складаються з передсердь і шлуночків, які з'єднуються через атріовентрикулярні отвори. Ліва половина серця нагнітає артеріальну кров, а права — венозну. Проте ліва половина його значно потужніша від правої, бо, надсилаючи кров у велике коло кровообігу, вона долає значний опір кровоносних судин. Саме тому м’язова стінка лівого шлуночка товща від правого.

ис. 11. Схема будови серця:

1 — аорта; 2 — залишок боталової протоки; 3 — легенева артерія; 4— легеневі вени; 5 — ліве передсердя; 6—міжшлуночкова перетинка; 7— лівий шлуночок; 8 — правий шлу­ночок; 9 — атріовентрикулярні кла­пани; 10 — півмісяцеві клапани; 11 — праве передсердя; 12 — поро­жнисті вени. Пунктиром показаної напрям руху крові

Оскільки опір судин малого кола значно мен­ший, м'язи правого шлуночка слабші. Порожнини перед­сердь становлять приблизно 2/3 об'єму шлуночків і мають тонкі стінки, тому що забезпечують кров'ю тільки шлуноч­ки (рис. 11).

М'язи шлуночків і передсердь повністю розділені фіб­розними кільцями, які мають атріовентрикулярні клапани двостулковий в лівій половині серця та три­стулковий у правій. Ці клапани під час скоро­чення шлуночків запобігають поверненню крові в перед­сердя. У місцях, звідки починаються аорта та легенева ар­терія, знаходяться півмісяцеві клапани, які запобігають поверненню крові в шлуночки під час загаль­ної діастоли серця.

Історія вчення про кровообіг

Стародавні лікарі знали розміщення серця і його зв'язок з кровоносними суди­нами. Але, вивчаючи розміщення кровоносних судин на трупах, вони при розрізі кро­воносної судини не знаходили крові в артеріях, бо кров, як було встановлено пізніше, в момент смерті вся стікає у вени. Тому вони дійшли неправильного висновку про те, що в артеріях нема крові, що вони містять повітря, і кров рухається тільки венами. Виникло неправильно уявлення про те, що кров насичується своїми складовими части­нами в печінці і приносить їх до серця через нижню і верхню порожнисті вени.

За Галеном (друга половина II ст.), у вертикальній перегородці серця є отвір, у зв'язку з чим ліва половина серця дістає кров з правої половини.

Гален довів наявність в артеріях крові, а не повітря, розтинаючи у тварин артерії, •попередньо перев'язані нижче і вище від місця перерізування. Але, незва­жаючи на це відкриття, загальні уявлення Галена та інших вчених то­го часу про рух крові та її значення зовсім не відповідали дійсності.

У XVI ст. Сервет і Коломбо рі­шуче виступили проти вчення Галена. Вони твердили, що отворів у верти­кальній перегородці серця нема, що кров тече з правого шлуночка в лівий через легеню. Таким чином, вони пі­дійшли до правильного розв'язання питання про мале коло кровообігу. Трохи пізніше Чазальніно провів до­сліди, які показали існування велико­го кола кровообігу; йому вдалося встановити, що коли перев'язати ве­ну, то набрякає не той її кінець, який проходить і до серця, а периферична ділянка, зв'язана з органом. Звідси виникло припущення про існування волосних судин ( капілярів).

Нарешті, в 1629 р. Гарвей, на підставі власних досліджень і досві­ду своїх попередників, дійшов виснов­ку про те, що кров рухається в орга­нізмі замкнутою серцево-судинною системою. Гарвей створив струнке вчення про кровообіг, яке в основному залишається незмінним до наших днів.

Слід відзначити, що Гарвей та інші вчені не бачили капілярів, вони тільки висло­вили припущення про їх існування. Тільки пізніше, в 1661 р., коли було винайдено мікроскоп, Мальпігі побачив капіляри і тим самим підтвердив правильність про замк­нуту серцево-судинну систему.

Розвиток серцево-судинної системи у процесі еволюції

Будова кровоносної системи, властива ссавцям, є результатом тривалого філоге­нетичного розвитку. На ранніх ступенях розвитку багатоклітинних ще нема справжньої кровоносної системи. Так, у кишковопорожнинних нема ні кровоносних судин, ні крові. Взаємообмін між клітинами організму і водним середовищем, що їх оточує, здійснюєть­ся у міжклітинних ходах.

Кровоносна система у вигляді судинних трубок, в яких пересувається рідина, появляється вперше у червів. У безхребетних тварин система судин залишається незам­кнутою. Судини закінчуються щілинами (лакунами), які не мають власних стінок. У нижчих червів нема і серця. Цей етап розвитку судинної системи характеризується тим, що судини мають властивість ритмічно скорочуватися. Подразником, що викли­кає виникнення цих скорочень, є розтяг судин великою кількістю крові. Таким шляхом здійснюється течія рідини кровоносною системою.

У вищих червів деякі судини починають скорочуватися сильніше і намічається утворення серця. Поступово в ході еволюції роль двигуна крові переходить до серця. Кровоносні судини втрачають здатність відповідати на розтяг ритмічними скорочен­нями. Серце ж у процесі розвитку все більше набуває функції потужного органу, рит­мічні скорочення якого здійснюють циркуляцію крові кровоносними судинами.

Роль серця особливо зростає при виникненні капілярів—сітки дуже тоненьких розгалужень кровоносних судин. У тих тварин (м'якотілі, комахи), в яких замість капі­лярів є широкі міжтканинні простори, опір течії крові набагато менший, ніж у тварин із замкнутою судинною системою і розвиненою капілярною сіткою.

Тому у комах і м'якотілих хоч і є серце, але воно має ще тонкі стінки і скорочу­ється слабко. У тварин же, які мають капілярну сітку, відбувається потужний розвиток серця, до якого переходить роль основного двигуна крові.

Однокамерне серце у вигляді трубки з потовщеними стінками є у небагатьох тварин, наприклад в оболонників. Скорочення такого серця може відбуватися то з од­ного, то з другого кінця залежно від того, який з них сильніше розтягнутий кров'ю.

У хребетних тварин кров тече постійно в одному напрямі, і в серпі утворюються дві порожнини: передсердя і шлуночок. Кров надходить у передсердя, яке виконує функцію резервуара. Стінки передсердя тонкі і легко розтяжні. Шлуночок, на відміну від передсердя, має товсті стінки і своїми скороченнями проштовхує кров через судинну сітку (мал. 63 А).

Таке двокамерне серце є у риб. При кожному скороченні шлуночок проштовхує кров спочатку через капіляри зябер, де кров постачається киснем і звільняється від вуглекислого газу, а потім через капіляри решти тіла, де кисень використовується, і в кров надходить вуглекислота з клітин тіла. Кров, пройшовши дві капілярні системи, венами повертається до серця.

Мал. 63. Схематичне зображення системи кровообігу у різних класів хребет­них тварин.

А — риби; Б — амфібії; В — вищі хребетні (передсердя 1 шлуночки серця заштри­ховано; артеріальна система позначена білим, а венозна — точками): / — капіляри органів дихання; 2 — капіляри тіла.

У земноводних — трикамерне серце (мал. 63 Я). Вся венозна кров великим колом кровообігу втікає в уже відокремлене праве передсердя, а кров, що повертається з ле­гень, втікає у відокремлене ліве передсердя. У зв'язку з тим, що у земноводних шлу­ночок має неповну перегородку, венозна і артеріальна кров, яка надійшла в нього з обох передсердь, в ньому частково змішується.

У вищих рептилій, наприклад у крокодила, появляється чотирикамерне серце з цілком відокремленими системами великого і малого кола кровообігу (мал. 63 й). Створюється тип кровообігу, властивий ссавцям.

Таким чином, еволюція кровоносної системи відбувалася в таких напрямах:

1. Розвиток капілярної системи, яка перетворює незамкнуту судинну систему в замкнуту.

2. Перетворення скоротних елементів судин у спеціальний орган — серце.

3. Поділ кров'яного русла на два кола — велике коло, призначене для кровопо­стачання тканин, і мале коло, призначене для газообміну.

Еволюція будови кровоносної системи тісно зв'язана з еволюцією фізіологічних функцій. Рух крові в міру розвитку системи кровообігу прискорюється. Це зв'язане з тим, що у процесі філогенетичного розвитку обмін речовин стає інтенсивнішим, і тка­нини організму не можуть зберегти свою життєдіяльність при недостатньому припливі кисню. Органи безхребетних тварин можуть годинами зберігати свою життєдіяльність при повному припиненні припливу кисню, тоді як тканини вищих тварин гинуть в цих умовах протягом кількох хвилин.

В міру ускладнення будови серцево-судинної системи появляється і складніша її регуляція.