Путешествие по капилля рам
После прохождения по артериям и артериолам кровь попадает в капилля ры, располагающиеся между крупными кровеносными сосудами в микроцир куляторных руслах. Капиллярное русло образует мост между артериолами и венулами.
Капилляры - самые мелкие кровеносные сосуды в организме человека: вместо трех оболочек у капилляра только один эпителиальный слой толщи ной в одну клетку. Сфинктеры прекапилляров (соединителей артериолы с ка пилляром) могут сокращаться и расслабляться, контролируя таким образом приток крови в капиллярное русло.
Капилляры по своему строению не так сложны, как артерии и вены, и выполняют свои задачи (перемещение кислорода и питательных веществ из крови в ткань, а продуктов жизнедеятельности - из клеток ткани в кровь) с помощью простой диффузии. Молекулы, не способные диффундировать, покидают капилляры в ходе фильтрации, осуществляемой за счет давления крови на стенки капилляра. Такой процесс называется транскапиллярным обменом (рис. 9.2).
|
|
-- |
|
циальная |
- н |
терс |
ти |
жид |
|
|
н |
|
кость поступае |
|
утрь |
|
|
Кровоток
|
Рис. 9 |
Илл. Кэтрин Борн, МА |
|
Транскапиллярный обмен |
250 ЧАСТЬ 4 |
.2. |
Исследуем внутреннее устройство тела |
Капилляры вступают в тесный контакт с клетками тканей. На конце ка пилляра вблизи артериолы кислород диффундирует из красных кровяных те лец (а молекулы питательных веществ - из плазмы) через оболочку капил ляра непосредственно в тканевую (интерстициальную) жидкость. Кислород и питательные вещества, растворенные в тканевой жидкости, диффундируют через оболочку соседних клеток. (Подробнее о диффузии можно прочитать в главе 3.)
На конце венулы углекислый газ и другие продукты жизнедеятельности диффундируют из тканевой жидкости через оболочку капилляра в кровь. Затем кровь проходит через венозную систему, а продукты жизнедеятель ности отлагаются в соответствующих местах на пути их следования через тело. Углекислый газ диффундирует из кровотока в легкие, что позволяет организму освобождаться от него с каждым выдохом, тогда как другие мета болические отходы отфильтровываются через почки.
Капиллярные русла рассеяны по всему телу, поэтому даже незна чительное повреждение кожи в любом месте приводит к кровотече
ЗАПОМНИ! нию.
Капилляры не только способствуют обмену газами и питательными ве ществами в вашем организме, но выполняют еще две важные функции.
Терморегуляция. Прека пиллярн ые сфин ктеры сжимаются при снижении температуры окружающей среды и таким образом пре дотвращают потерю тепла из крови у поверхности кожи. В резуль тате кровь "шунтируется" из артериолы непосредственно к венуле через ближайший артериовенозный шунт. Когда температура ок ружающей среды повышается или когда вы вырабатываете тепло в результате физических усилий, предкапиллярные сфин ктеры рас слабляются и открывают ка пиллярные русла для притока крови, рассеивая тепло.
»Регулирование кровяного давления. Когда кровяное давление
(объем крови) понижается, регулирующие кровяное давление гор моны заставляют прекапиллярные сфинктеры сжиматься, времен но уменьшая совокупны й объем системы кровеносных сосудов и, следовательно, повышая кровяное давление. Когда кровяное дав ление повышается, гормоны заставляют прекапиллярные сфинкте ры расслабиться и снизить кровяное давление, увеличив совокуп ный объем системы кровеносных сосудов. Такое же действие эти гормоны оказывают на более крупные сосуды.
ГЛАВА 9 Сердечно-сосудистая система... 251
Исследуем внутреннее устройство тела
Венозная система
Мелкие вены сходятся в более крупные вены, а все они вместе сливаются в ниJ1снюю полую вену и верхнюю полую вену - самые крупные сосуды в венозной системе. Эти основные вены возвращают кровь в сердце снизу и сверху соответственно. Нижняя полая вена располагается справа от нисхо дящей аорты (и пролегает более или менее параллельно ей). Верхняя полая вена располагается справа от аорты (и тоже примерно параллельно).
В нижней части тела внутренние подвздошные вены, которые возвраща ют кровь от органов таза, и нару;у1сные подвздошные вены, которые возвра щают кровь от нижних конечностей, сходятся в общие подвздошные вены. Почечные (ренальные) вены возвращают кровь от почек. Обе эти основные вены вливаются в нижнюю полую вену.
Кровь от пищеварительного тракта проходит по воротной вене к пече ни. Специализированные клетки в печени перемещают молекулы глюкозы из крови в место их хранения. Фагоцитарные клетки в печени разрушают бактериальные клетки посредством пищеварительного процесса, а также удаляют из крови токсины и прочие чужеродные вещества. Кровь выходит из печени через печеночные вены, которые вливаются в нижнюю полую вену. Кровь из нижней полой вены поступает в правое предсердие.
Дезоксигенированная кровь из головы и верхних конечностей попадает в плечеголовные вены. Туда же поступает кровь из вен верхних конечностей -
кним относятся локтевые вены, лучевые вены и подключичные вены. Кровь из яремных вен головы и шеи тоже течет в плечеголовные вены, сходящиеся
кверхней полой вене, которая, в свою очередь, входит в правое предсердие. После того как кровь из правого предсердия закачана в правый желудо
чек, она поступает в легкие, где насыщается кислородом. После этого она направляется обратно к сердцу по легочным венам - единственным венам, по которым проходит артериальная (насыщенная кислородом) кровь.
Анатомическое строение вен подобно анатомическому строению артерий, однако вены обычно шире артерий, а их стенки тоньше и не так эластичны. Внутренняя оболочка вены представляет собой сплошной эндотелиальный слой - такой слой выстилает всю сеть сосудов. Средняя оболочка вены со стоит - как и у артерии - из слоя эластичной ткани и гладкой мышцы, од нако у вены эта оболочка гораздо тоньше. В венах практически отсутствует кровяное давление, поэтому им не требуется толстый мышечный слой для изменения диаметра сосуда или оказания сопротивления давлению жидкос ти. Самый толстый слой вены - внешняя оболочка.
Поскольку у вен отсутствует толстый мышечный слой, который помогал бы им проталкивать кровь, продвижение крови обратно к сердцу зависит от сокращения скелетных мышц. Когда вы двигаете руками, ногами или торсом,
ваши мышцы сокращаются, и эти движения "массируют" вены с протекаю-
252 ЧАСТЬ 4
щей по ним кровью. Кровь продвигается по вене маленькими "шажками". У более крупных вен есть клапаны, которые препятствуют течению крови в обратном направлении. Эти клапаны открываются в направлении движения крови, а после прохождения через них очередной порции крови они закрыва ются и обеспечивают тем самым движение крови лишь в сторону сердца.
А натомия сердца
Сердечно-сосудистая система состоит из сердца и кровеносных сосудов. Сокращения сердца выталкивают кровь из сердца, а создаваемое им давле ние заставляет кровь двигаться по кровеносным сосудам. Автономная не рвная система контролирует частоту сердцебиения.
Строение сердца
Сердце имеет конусообразную форму; его ширина примерно равна шири не вашего кулака, а длина - двойной длине кулака. Сердце находится меж ду легкими, прямо позади грудины, а вершина этого "конуса" направлена вниз и влево (рис. 9.3). У большинства людей сердце расположено несколько левее центра груди.
Правый желудочек |
Верхушка |
|
Илл. Кэтрин Борн, МА |
Рис. 9.3. Типичное здоровое сердце
ГЛАВА 9 Сердечно-сосудистая система...
Четыре полых пространства сердца называются его камерами (см. цветную вклейку "Сердце"). Анатомически и функционально сердце делится на левую и правую стороны. У каждой стороны имеется одно предсердие и один :желу дочек, причем каждая из этих частей сердца выполняет свою функцию. Тонкая перепонка, называемая межпредсердной перегородкой, разделяет два предсер дия; ме:ж:желудочковая перегородка - достаточно плотная мышечная струк тура - отделяет друг от друга желудочки. Сокращение сердечной мышцы ритмично закачивает кровь во все четыре камеры и выталкивает ее оттуда.
Между камерами располагаются клапаны, которые позволяют крови дози рованно поступать в камеры; также клапаны обеспечивают протекание крови в нужном направлении. Названия этих клапанов указывают на их анатомичес кое расположение или на их характеристики. Два предсердно-желудочковых (атриовентрикулярных - АВ) клапана располагаются между предсердием и желудочком с каждой стороны: слева расположен двустворчатый клапан (его также часто называют митральным клапаном), который отделяет левое предсердие от левого желудочка; справа - правый трехстворчатый клапан
(трикуспидальный клапан - ТК). Полулунные клапаны (ПК) имеют форму половинки луны. Стрелки на рис. 9.4 показывают направление кровотока че
рез камеры сердца.
Голова, шея и верхние конечности
Правое легкое |
|
Левое легкое |
Легочный |
\-\ ;:_-:;r,! , |
Митральный (двустворчатый) клапан |
полулунный клапан ---;----н---.-- |
|
Правый желудочек Туловище и
|
И9 |
|
Рис. |
.4. |
Клапаны сердца и кок кровь проходит через них |
4 |
|
сследуем внутреннее устройство тела |
За одно сердечное сокращение (один удар пульса) кровь, поступающая из полых вен, заполняет правое предсердие. Затем она, пройдя через правый трехстворчатый клапан, заполняет правый желудочек. Дальше кровь закачи вается в легочную артерию через клапан легочной артерии. Одновременно с этим левое предсердие заполняется из легочных вен. Затем кровь движется через митральный клапан в левый желудочек и выходит в аорту через аор тальный клапан.
Ткани сердца
Ткани сердца выполняют функции, которые требуются для поддержания интенсивной и бесперебойной работы этого "сдвоенного насоса". Подобно другим полым органам, сердце состоит из слоев эндотелия и соединитель ной ткани.
» |
Внутренняя оболочка полости сердца (эндокард). Слой эндоте |
|
лия, который выстилает внутреннюю поверхность камер. Этот слой |
|
составляет одно целое с сосудистым эндотелием, о котором мы |
|
рассказываем подробнее в разделе "Все начинается с артерий': |
» |
Миокард (сердечная мышца). Толстый мышечный слой сердца |
|
состоит из волокон сердечной мышцы, которые сокращаются стро |
|
го синхронно, выкачивая кровь из сердца и закачивая ее в аорту |
|
с силой, достаточной для того, чтобы пропустить ее через артери |
|
альную систему и заполнить капилляры. |
» |
Эпикард (наружная оболочка сердца). Является висцеральным |
|
(внутренним) слоем серозного перикарда. Это лист волокнистой |
|
ткани, который плотно окутывает миокард и окружает корни ос |
|
новных кровеносных сосудов. Эпикард выделяет в полость пери |
|
карда так называемую перикардиальную жидкость, которая смазы |
|
вает ткани в процессе сокращений сердца. |
» |
Полость перикарда. Заполненное жидкостью пространство меж |
|
ду эпикардом и париетальным слоем серозного перикарда. Эта |
|
жидкость снижает трение между перикардиальными оболочками. |
»Париетальный перикард. Серозная оболочка, прикрепленная к наружному слою сердца, фиброзному перикарду. Фиброзный
перикард представляет собой толстый белый лист волокнистой соединительной ткани, которая закрепляет на месте сердце и ос новные кровеносные сосуды, в том числе аорту, грудину и диа фрагму. Благодаря перикарду сердце не "плавает" у груди свобод но. Париетальный перикард также выделяет в полость перикарда перикардиальную жидкость.
ГЛАВА 9 Сердеч но-сосудистая система...
Как кровь поступает к сердцу
Кровь поступает в сердце и выходит из него каждую секунду вашей жиз ни, причем какая-то часть этой крови снабжает кислородом и питательны ми веществами клетки собственно сердца. К сожалению, сердце не может добывать кислород и питательные вещества из крови, заполняющей его ка меры, - капиллярный обмен должен происходить в миокарде. Коронарные артерии снабжают сердце насыщенной кислородом кровью, тогда как вены сердца возвращают дезоксигенированную кровь в контур легочной циркуля ции (два контура циркуляции представлены на рис. 9.8).
»Коронарные артерии. Две крупные коронарные артерии и их
многочисленные ответвления снабжают сердце кровью. Эти круп ные артерии ответвляются от аорты и доставляют кровь к обеим частям сердца. Они назы ва ются левой и правой коронарными артериями, поскольку располагаются поверх сердца и окружают его, напоми ная своим видом корону (рис. 9.5). Правая коронар ная артерия и две ее основные ветви, краевая артерия и задняя межжелудочковая артерия, главным образом снабжают оксигени рованной кровью и питательными веществами правое предсердие и желудочек. Левая коронарная артерия и две ее ветви, передняя межжелудочковая артерия и огибающая артерия, главным обра зом снабжают оксигенированной кровью и питательными вещест вами левое предсердие и желудочек.
»Вены сердца. У венозной системы сердца также есть много ответ
влений; зачастую они пролегают вдоль коронарных артерий и их ответвлений. Подобно всему, что имеет отношение к сердцу, веноз ная система сердца состоит из двух частей, левой и правой. Левая венозная система сердца получает деоксиген ированную кровь из большинства поверхностных вен сердца. Правая венозная система сердца состоит из вен, которые берут свое начало на передней и боковой поверхностях. Вены сердца сходятся в коронарный синус,
кровь из которого поступает в правое предсердие. Кровь из мио карда по самым мелким сосудам (venae cordis minimae) поступает непосредственно в камеры сердца.
Исследуем внутреннее устройство тела
Илл. Кэтрин Борн, МА
Рис. 9.5. Коронарные артерии
Серде н ы й ци кл_ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Чтобы обеспечить бесперебойное кровообращение в теле человека, со кращения сердца должны напоминать работу чрезвычайно точного часово го механизма. Оба предсердия должны сокращаться строго одновременно, сопровождаясь сокращениями обоих желудочков, несколько отстающими по времени от сокращения предсердий; все это вместе взятое представляет собой одно полное сердцебиение. Сердечный цикл определяется как после довательность событий, требующихся для выработки одного полного серд цебиения. В этом разделе мы рассмотрим, как электрическая система сердца инициирует сокращения и как эти сокращения изменяют давление, которое продвигает кровь по пути ее следования.
Выработка электричества
Структуры сердца, называемые в совокупности проводящей системой сердца, отвечают за выработку электрических импульсов, вызывающих сердцебиение и поддерживающих его регулярность и силу в каждой части
этого органа по мере того, как он продвигает кровь по сосудам.
ГЛАВА 9 Сердечно-сосудистая система...
Миокард (мышечная стенка сердца) пронизан множеством специализиро ванных миокардиальных волокон (клеток). Эти волокна служат переносчи ками электрического импульса. Проводящие волокна разветвляются по соот ветствующим камерам сердца, что позволяет стимулирующему воздействию (импульсу) одномоментно добраться до всех сокращающихся волокон, созда вая си1-щитий. Эти сокращающиеся волокна действуют примерно так же, как волокна скелетных мышц (см. главу 6).
Анатомия проводящей системы сердца
Проводящая система сердца состоит из пяти структур (рис. 9.6).
Предсердно-желудочковый пучок (пучок Гиса)
Ветви левого
|
Волокна |
Илл. Кэтри |
БорПуркинье |
н |
н, МА |
Рис. 9.6. Проводящая система сердца
Синусно-предсердный (синоатриальный - СА) узел. Небольшой узел сердечной мышечноподобной ткани (проводящие клетки по хожи на клетки сердечной мышцы, но они утратили способность сокращаться), расположенный на задней стенке правого пред сердия, вблизи того места, где верхняя полая вена входит в серд це. Как только нервный импульс задаст ритм, СА-узел становится
самостимулируемым - именно поэтому он считается водителем ритма сердца. Чтобы заставить его каждый раз сокращаться,
Исследуем внутреннее устройство тела
не требуется стимулирующего воздействия со стороны какого-либо нейрона; стимулирующее воздействие нужно лишь для того, чтобы ускорить или замедлить ритм.
»Предсердно-желудочковый (атриовентрикулярный - АВ)
узел. Такая же небольшая масса ткани, расположенная в правом
предсердии, но вблизи перегородки, которая отделяет правое и левое предсердия от желудочков. Его функция заключается в пе редаче импульсов, которые он принимает от СА-узла, к следующей части проводящей системы сердца.
»Предсердно-желудочковый пучок (пучок Гиса). Пучок волокон,
который тянется от АВ-узла к межжелудочковой перегородке (кото
рая разделяет сердце на правую и левую стороны). ПЖ-пучок пере дает волны возбуждения (импульсы) сердечной мышцы.
»Ветви левого и правого пучков. Там, где перегородка расширяет
ся, ПЖ-пучок разделяется на ветви левого и правого пучков, каж дая из которых тянется вниз по направлению к верхушке сердца, а затем вверх вдоль наружной стороны желудочков. По этим пучкам передаются импульсы сердечной мышцы.
»Волокна Пуркинье. На концах ветвей АВ-пучка находятся волокна
Пуркинье, которые передают импульс вверх и по стенкам желудоч ков, заставляя их сокращаться.
Слово "узел" используется в разных контекстах и не только в ана томии. Вообще говоря, это слово обозначает локальную точку со единения составляющих частей - в буквальном и фигуральном смысле. В анатомии сердца под узлом мы подразумеваем специали- зированный тип ткани, похожий на мышечную ткань и вырабатыва ющий электрические импульсы подобно нервной ткани.
Последовательность событий
Проводящая система сердца отвечает за бесперебойное функционирова ние сердечного цикла. Если сердечный цикл прекратит функционирование на достаточно продолжительное время, неминуемо наступят серьезные пос ледствия (см. раздел "Заболевания сердца" далее в этой главе). Проводящая система сердца также отвечает за "временной расклад" сердечного цикла. Отдельно взятое сердцебиение фактически состоит из двух сокращений. Во-первых, происходит одновременное сокращение правого и левого пред сердий, в результате чего кровь проталкивается в желудочки. Чуть позже происходит одновременное сокращение правого и левого желудочков, в ре зультате чего кровь выталкивается из соответствующих артерий.
ГЛАВА 9 Сердечно-сосудистая система...
