Раздел 4. Процесс кровообращения

4.1. Общие вопросы анатомии и физиологии сердечно-сосудистой системы.

План лекции.

1. Общая характеристика сердечно-сосудистой системы и ее значение.

2. Виды кровеносных сосудов, особенности их строения и функции.

3. Закономерности расположения артерий и вен в организме.

4. Закономерности движения крови по сосудам.

5. Характеристика кругов кровообращения.

ЦЕЛЬ: Знать схему кругов кровообращения, их значение.

Уметь показывать на плакатах, муляжах и планшетах круги кровообращения.

Знать виды кровеносных сосудов, особенности их строения и функции.

Представлять закономерности движения крови по сосудам и механизмы рефлекторной регуляции кровообращения

Сердечно-сосудистая система включает в себя две системы: кровеносную (систему кровообращения) и лимфатическую (систему лимфообращения). Кровеносная система объединяет сердце и сосуды - трубчатые органы, в которых кровь циркулирует по всему телу. Лимфатическая система включает разветвленные в органах и тканях лимфатические капилляры, лимфатические сосуды, лимфатические стволы и лимфатические протоки, по которым лимфа течет по направлению к крупным венозным сосудам. По пути следования лимфатических сосудов от органов и частей тела к стволам и протокам лежат многочисленные лимфатические узлы, относящиеся к органам иммунной системы.

Учение о сердечно-сосудистой системе называется ангиокардиологией. Кровеносная система - одна из основных систем организма. Она обеспечивает доставку тканям питательных, регуляторных, защитных веществ, кислорода, отвод продуктов обмена, теплообмен. Представляет собой замкнутую сосудистую сеть, пронизывающую все органы и ткани, и имеющую центрально расположенное насосное устройство - сердце.

Кровеносная система связана многочисленными нейрогуморальными связями с деятельностью других систем организма, служит важным звеном гомеостаза и обеспечивает адекватное текущим локальным потребностям кровоснабжение.

Впервые точное описание механизма кровообращения и значение сердца дано основоположником экспериментальной физиологии английским врачом В.Гарвеем (1578-1657). В 1628 году он опубликовал известный труд "Анатомическое исследование о движении сердца и крови у животных", в котором привел доказательства о движении крови по сосудам большого круга кровообращения. Основоположник научной анатомии А.Везалий (1514-1564) в своем труде "О строении человеческого тела" дал правильное описание строения сердца. Испанский врач М.Сервет (1509-1553) в книге "Восстановление христианства" правильно представил малый круг кровообращения, описав путь движения крови из правого желудочка в левое предсердие.

Кровь заключена в систему трубок, в которых она благодаря работе сердца как "нагнетательного насоса" находится в непрерывном движении. Циркуляция крови является непременным условием обмена веществ. Как только нарушается эта циркуляция, наступает болезнь, а при ее прекращении - гибель человека.

Анатомически кровеносные сосуды делятся на артерии, артериолы, прекапилляры, капилляры, посткапилляры, венулы и вены. Артерии и вены относят к магистральным сосудам, остальные сосуды формируют микроциркуляторное русло.

Артерии - это кровеносные сосуды, несущие кровь от сердца, независимо от того какая кровь: артериальная или венозная в них находится. Представляют собой трубки, стенки которых состоят из трех оболочек: наружной соединительнотканной (адвентиции), средней гладкомышечной (медии) и внутренней эндотелиальной (интимы). Кроме того, стенки большинства артерий имеют еще между внутренней и средней оболочками внутреннюю эластическую мембрану, а между наружной и средней оболочками - наружную эластическую мембрану. Эти эластические мембраны придают стенкам артерий добавочную прочность, упругость и обеспечивают их постоянное зияние. В зависимости от того, сколько каких элементов находится в стенке, выделяют артерии эластического, мышечного и мышечно-эластического (смешанного) типа. Самые тонкие артериальные сосуды называются артериолами. Они переходят в прекапилляры, а последние - в капилляры.

Капилляры - это микроскопические сосуды, которые находятся в тканях и соединяют артериолы с венулами (через пре- и посткапилляры). -Пре-апилляры (прекапиллярные артериолы, метартериолы) отходят от артериол, у начала которых находятся гладкомышечные прекапиллярные сфинктеры, регулирующие кровоток. В стенках прекапилляров лежат единичные миоциты. От прекапилляров начинаются истинные капилляры, которые вливаются в посткапилляры (посткапиллярные венулы). По мере слияния посткапилляров образуются венулы - самые мелкие венозные сосуды. Они вливаются в вены. Диаметр артериол составляет от 30 до 100 мкм, капилляров - от 5 до 30 мкм, венул - 30-50-100 мкм.

Вены - это кровеносные сосуды, несущие кровь к сердцу, независимо от того какая кровь: артериальная или венозная в них находится. Стенки вен гораздо тоньше и слабее артериальных, но состоят из тех же трех оболочек. Однако эластические и мышечные элементы в венах развиты меньше, поэтому стенки вен более податливы и могут спадаться. В отличие от артерий многие вены (нижних, верхних конечностей, туловища и шеи) имеют клапаны (полулунные складки внутренней оболочки), препятствующие обратному току крови в них. Не имеют клапанов только обе полые вены, вены головы, почечные вены, воротная и легочные вены.

Разветвления артерий и вен могут соединяться между собой соустьями, называемыми анастомозами. Сосуды, обеспечивающие окольный ток крови в обход основного пути, называются коллатеральными (окольными). Роль окольного кровотока убедительно была доказана Б.А.Долго-Сабуро-вым (1900-1960) в 1930-х годах в экспериментах. При иссечении всех артерий грудной конечности собак у них после этого ни разу не наступала гангрена конечности вследствие того, что происходило максимальное развитие артериального окольного русла преимущественно за счет артерий мышц, которые становились путями тока крови на периферию.

Функционально различают несколько видов кровеносных сосудов.

• Магистральные сосуды - это наиболее крупные артерии, в которых оказывается небольшое сопротивление кровотоку.

• Резистивные сосуды (сосуды сопротивления) - это мелкие артерии и артериолы, которые могут изменять кровоснабжение тканей и органов. Артериолы И.М.Сеченов называл "кранами кровеносной системы". Имея хорошо развитую мышечную оболочку, артериолы в зависимости от потребностей органа могут сужаться и расширяться, изменяя тем самым кровоснабжение органа и ткани.

• Истинные капилляры (обменные сосуды) - сосуды, стенки которых обладают высокой проницаемостью, благодаря чему происходит обмен веществами между кровью и тканями. Являются важнейшим отделом сердечно-сосудистой системы.

• Емкостные сосуды - венозные сосуды, вмещающие 70-80% всей крови (вены, венулы).

• Шунтирующие сосуды — артериоло-венулярные анастомозы, обеспечивающие прямую связь между артериолами и венулами в обход капиллярного русла.

Артерии идут соответственно скелету, составляющему основу организма. Так, вдоль позвоночного столба идет аорта, вдоль ребер - межреберные артерии. В проксимальных отделах конечностей, имеющих одну кость (плечевую, бедренную), находится по одному главному сосуду (плечевая, бедренная артерии), в средних отделах, имеющих две кости (предплечье, голень), идут по две главных артерии (лучевая и локтевая, большаяи малая берцовые); наконец, в дистальных отделах - кисти и стопе, имеющих лучевое строение, артерии идут соответственно каждому пальцевому лучу. соответствии с делением организма на тело ("сому"), образующее стенки грудной и брюшной полостей, и внутренности артерии делятсяна париетальные - к стенкам полостей тела и висцеральные - к внутренностям этих полостей. Например, париетальные и висцеральные ветви нисходящей части аорты.

Артерии направляются к органам по кратчайшему пути. Так, на конечностях они идут по более короткой их сгибательной поверхности, а не по более длинной разгибательной; первыми ветвями аорты являются венечные артерии, кровоснабжающие рядом лежащее сердце. При этом основное значение имеет не окончательное положение органа, а место его закладки у зародыша. Этим и объясняется, что яичковая артерия у мужчин отходит не от бедренной артерии, а от аорты, вблизи которой развилось яичко. По мере опускания яичка в мошонку вместе с ним опускается и питающая его артерия, начало которой у взрослого человека находится на большом расстоянии от яичка.

Главные артериальные стволы в теле человека располагаются в глубоких хорошо защищенных местах, а артерии конечностей - на сгибательных и медиальных поверхностях.

Чем дальше от тела удаляются артерии вместе с дистальными частями конечностей, тем поверхностнее располагаются артерии.

Количество артерий, входящих в орган, и их диаметр зависят не только от величины органа, но и от его функциональной активности.

Артерии подходят к органам с внутренней вогнутой их стороны,обращенной к источнику кровоснабжения и называемой воротами.

В органы дольчатого строения (легкие, печень, почки) артерии входят в центре органа и расходятся к периферии соответственно долям, сегментам и долькам органа. В полых трубчатых органах (кишечник, матка, маточные трубы) питающие артерии подходят с одной стороны трубки, а их ветви имеют кольцеобразное или продольное направление.

Артериальные сосуды конечностей в своих периферических отделах соединяются между собой, образуя артериальные дуги (по две дуги на кисти и стопе).

В подвижных местах конечностей вокруг суставов артерии образуют суставные артериальные сети, обеспечивающие непрерывное кровоснабжение сустава при движениях. Это возможно благодаря наличию многочисленных анастомозов и коллатералей.

Анастомоз (греч. anastomos -снабжаю устьем) - соустье, всякий третий сосуд, который соединяет два других. Выделяют внутрисистемные и межсистемные анастомозы. Внутрисистемные анастомозы - это анастомозы между ветвями одного и того же артериального ствола. Межсистемные анастомозы - это анастомозы между ветвями различных артериальных стволов. Коллатераль (лат.collateralis - боковой) - боковой сосуд, осуществляющий окольный ток крови. Коллатерали бывают двух родов. Одни существуют в норме и имеют строение нормального сосуда, как и анастомоз. Другие развиваются вновь из анастомозов и приобретают особое строение.

Изучение коллатерального кровообращения, имеющего важное значение для бесперебойного кровоснабжения органов и тканей, связано с именем В.Н.Тонкова (1872-1954) и его школой.

Топография вен в теле человека подчиняется также определенным закономерностям.

Вены идут соответственно скелету. Так, вдоль позвоночника идет нижняя полая вена, вдоль ребер - межреберные вены, вдоль костей конечностей - вены аналогичного наименования: плечевые, лучевые, локтевые, бедренные и т.д. Соответственно делению организма на тело ("сому") и внутренности вены делятся на пристеночные - от стенок полостей и внутренностные- от их содержимого, т.е. от внутренностей.

Вены идут по кратчайшему расстоянию, т.е. приблизительно по прямой линии, соединяющей место происхождения данной вены с местом впадения ее. В венах кровь течет в большей части тела (туловище и конечности) против направления силы тяжести и поэтому медленнее, чем в артериях. Баланс ее в сердце достигается тем, что венозное русло в своей массе значительно шире, чем артериальное. Большая ширина венозного русла по сравнению с артериальным обеспечивается большим калибром вен, большим их числом, парным сопровождением артерий, наличием вен, не сопровождающих артерии, большим числом анастомозов и большей густотой венозной сети, образованием венозных сплетений и синусов, наличием воротной вены в печени.

Глубокие вены, сопровождающие артерии в двойном количестве, т.е. попарно (вены-спутницы), встречаются преимущественно там, где наиболее затруднен венозный отток, т.е. на конечностях. Одиночными глубокими венами являются: внутренняя яремная, подключичная, подмышечная, подвздошные (общая, наружная, внутренняя), бедренная, подколенная и некоторые другие вены.

Поверхностные вены, лежащие подкожно, сопровождают подкожные нервы. Значительная часть поверхностных вен образует подкожные венозные сети, не имеющие отношения ни к нервам, ни к артериям.

Глубокие вены идут вместе с другими частями сосудистой системы - артериями и лимфатическими сосудами, а также нервами, участвуя в образовании сосудисто-нервных пучков.

Венозные сплетения встречаются главным образом на внутренних органах, меняющих свой объем, но расположенных в полостях с неподатливыми стенками, и обеспечивают отток венозной крови при увеличении органов и сдавливании их стенками. Этим объясняется обилие венозных сплетений вокруг органов малого таза (мочевой пузырь, матка, прямая кишка), в позвоночном канале, где постоянно колеблется давление спинномозговой жидкости, и в других аналогичных местах.

В полости черепа, где малейшее затруднение венозного оттокаотражается на функции головного мозга, имеются, кроме вен, специальные приспособления - венозные синусы с неподатливыми стенками, образованными твердой мозговой оболочкой. Эти синусы обеспечивают беспрепятственный ток крови из полости черепа во внечерепные вены.

Венозные анастомозы встречаются чаще и развиты лучше, чем артериальные. Например, поверхностные вены соединяются с глубокими с помощью прободающих (перфорантных) 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 полых органов. 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 (каво-кавальные, порто-кавальные, порто-каво-кавальные), являющиеся коллатеральными путями оттока венозной крови в обход основных вен.

Закономерности движения крови по сосудам основаны на законах гидродинамики. В соответствии с этими законами движение крови по сосудам определяется двумя силами: разностью давления в начале и конце сосуда и гидравлическим сопротивлением, которое препятствует току крови. Отношение разности давления к сопротивлению определяет объемную скорость тока жидкости, протекающей по сосудам в единицу времени. Эта зависимость носит название основного гидродинамического закона: количество крови, протекающей в единицу времени через кровеносную систему, тем больше, чем больше разность давления в ее артериальном и венозном концах и чем меньше сопротивление току крови. Однако физические законы в живом организме, где все явления, в том числе и движение крови, происходят в сложных биологических условиях, приобретают своеобразный характер. Это убедительно видно на примере беспрерывности тока крови как в фазе систолы, так и диастолы. Кровь движется по сосудам во время расслабления желудочков за счет потенциальной энергии.

Сердце при сокращении растягивает эластические и мышечные элементы стенок магистральных сосудов, в которых накапливается запас энергии сердца, затраченной на их растяжение. Во время диастолы растянутые эластические стенки артерий спадаются и накопленная в них потенциальная энергия сердца движет кровь. Растяжение крупных артерий облегчается благодаря большому сопротивлению, которое оказывают рези-стивные сосуды. Наибольшее сопротивление току крови наблюдается в артериолах. Поэтому кровь, выбрасываемая сердцем во время систолы, не успевает дойти до мелких кровеносных сосудов. В результате этого создается временный избыток крови в крупных артериальных сосудах. Таким образом, сердце обеспечивает движение крови в артериях и во время систолы, и во время диастолы. Значение эластичности сосудистых стенок состоит в том, что они обеспечивают переход прерывистого, пульсирующего тока крови в постоянный. Это важное свойство сосудистой стенки обусловливает сглаживание резких колебаний давления, что способствует бесперебойному снабжению органов и тканей.

Время, за которое частица крови однократно проходит большой и малый круги кровообращения, называется временем кругооборота крови. В норме у человека в покое оно составляет 20-25 с, из этого времени 1/5 (4-5 с) приходится на малый круг и 4/5 (16-20 с) - на большой. При физической работе время кругооборота у человека достигает 10-12 с. Линейная скорость кровотока - это путь, пройденный в единицу времени (в секунду) каждой частицей крови. Линейная скорость кровотока обратно пропорциональна суммарной площади поперечного сечения сосудов. В состоянии покоя линейная скорость кровотока составляет: в аорте - 0,5 м/с, в артериях -0,25 м/с, в капиллярах - 0,5 мм/с (т.е. в 1000 раз меньше, чем,в аорте), в полых венах - 0,2 м/с, в периферических венах среднего калибра - от 6 до 14 см/с.

Кровеносные сосуды тела объединяют в большой и малый круги кровообращения. Кроме того, дополнительно выделяют венечный круг кровообращения. Большой круг кровообращения - телесный начинается от левого желудочка сердца. Он включает аорту, артерии разного калибра, артериолы, капилляры, венулы и вены. Заканчивается большой круг двумя полыми венами, впадающими в правое предсердие. Через стенки капилляров тела происходит обмен веществ между кровью и тканями. Артериальная кровь отдает тканям кислород и, насыщаясь углекислым газом, превращается в венозную. Обычно к капиллярной сети подходит сосуд артериального типа (артериола), а выходит из нее венула. В отношении некоторых органов (почка, печень) имеется отступление от этого правила. Так, к клубочку почечного тельца подходит артерия - приносящий сосуд. Выходит из клубочка также артерия - выносящий сосуд. Капиллярную сеть, вставленную между двумя однотипными сосудами (артериями), называют артериальной чудесной сетью. По типу чудесной сети построена капиллярная сеть, находящаяся между приносящей (междольковой) и выносящей (центральной) венами в дольке печени - венозная чудесная сеть.

Малый круг кровообращения - легочный начинается от правого желудочка. Он включает легочный ствол, ветвящийся на две легочные артерии, более мелкие артерии, артериолы, капилляры, венулы и вены. Заканчивается четырьмя легочными венами, впадающими в левое предсердие. В капиллярах легких венозная кровь, обогащаясь кислородом и освобождаясь от углекислого газа, превращается в артериальную.

Венечный круг кровообращения - сердечный включает сосуды самого сердца для кровоснабжения сердечной мышцы. Он начинается левой и право- венечными артериями, которые отходят от начального отдела аорты - луковицы аорты. Протекая по капиллярам, кровь отдает в сердечную мышцу кислород и питательные вещества, получает продукты обмена, включая углекислый газ, и превращается в венозную. Почти все вены сердца впадают в общий венозный сосуд - венечный синус, который открывается в правое предсердие. Лишь небольшое количество так называемых наименьших вен сердца впадает самостоятельно, минуя венечный синус, во все камеры сердца. Необходимо отметить, что сердечная мышца нуждается в постоянной доставке большого количества кислорода и питательных веществ, что обеспечивается богатым кровоснабжением сердца. При массе сердца, составляющей только 1/125-1/250 от массы тела, в венечные артерии поступает 5-10% всей крови, выбрасываемой в аорту.