Анатомия и физиология сердечно-сосудистой системы

Сердечно-сосудистая система - единая система организма человека, пред­ставленная сердцем, кровеносными сосудами и текущей по ним крови и выпол­няющая определенные функции.

Центральным органом сердечно-сосудистой системы является сердце.

Особое отношение человека к сердцу прослеживается с далеких времен. В религиозной литературе Древней Индии его представляли центром разума, му­жества и любви. Древняя китайская медицина считала сердце правителем ор­ганов и вместилищем интеллекта. У египтян оно выступало центральным орга­ном и было настолько важным, что когда у мумий удаляли внутренности, серд­це оставляли в грудной клетке. Древние греки отводили сердцу большую пси­хологическую роль, оно считалось местом чувств и страстей. С развитием хри­стианства сердце стало символом любви.

Сердце представляет собой полый мышечный орган, состоящий из четырех камер: двух предсердий и двух желудочков. Плотной мышечной мембраной оно разделено на левую и правую половины, каждая из которых действует как са­мостоятельный насос. Все четыре камеры соединены между собой и с крупны­ми сосудами (аортой и легочной артерией) клапанами, обеспечивающими про­хождение крови только в одном направлении.

Считается, что общая длина кровеносных сосудов человека достигает 100 000 км. Это полые, эластичные трубки, способные расширяться и сокращаться в зависимости от объема протекающей крови и потребностей определенного органа в кровоснабжении. Различают три типа кровеносных сосудов: артерии, вены и капилляры. Артерии несут насыщенную кислородом кровь, выбрасыва­емую сокращениями сердца. Эти сосуды имеют относительно толстые эластич­ные мышечные стенки, которые позволяют им растягиваться и сокращаться, проталкивая таким образом кровь. Вены несут кровь, насыщенную углекис­лым газом и шлаками, от органов и тканей к сердцу. Их стенки тоньше и менее эластичны, чем у артерий. Капилляры являются как бы связующим звеном меж­ду артериями и венами. Стенки этих сосудов настолько тонкие, что кислород, питательные вещества и шлаки свободно фильтруются через них.

Ритмично сокращаясь, сердце проталкивает обогащенную кровь в аорту. За­тем кровь поступает в крупные артерии, которые ветвятся на более мелкие сосуды - артериолы, которые переходят в капилляры, охватывающие весь организм. Че­рез мельчайшую капиллярную систему и осуществляется тканевое питание. Рас­слабляясь, сердце создает отрицательное давление в венозной системе. Отрабо­танная кровь из капилляров переходит в мелкие вены, которые соединяются в бо­лее крупные, и через нижнюю и верхние полые вены поступает обратно в сердце.

Механизм круговорота крови в организме человека может быть представ­лен следующим образом. Из левого желудочка сердца обогащенная кровь по артериальной системе разносится по всему организму. По венозной - возвра­щается в правое предсердие, откуда поступает в правый желудочек. В правые же отделы сердца, пройдя через печень, поступает кровь и из желудочно-ки­шечного тракта. Так осуществляется большой круг кровообращения.

Из правого желудочка отработанная кровь по легочной артерии направля­ется в легкие. Протекая через них, она обогащается кислородом, освобождает­ся от углекислого газа и шлаков и поступает через легочные вены в левое пред­сердие, а затем - в левый желудочек. Это малый круг кровообращения.

Масса сердца составляет около 0,4% массы тела человека. Здоровое серд­це в среднем сокращается 70 - 80 раз в минуту, что составляет в день около 100 000 сокращений. В состоянии покоя оно выбрасывает за одно сокращение приблизительно 70 мл, в течение 1 мин. - около 5 л, за 1 час - около 300 л крови. Эти величины могут меняться в зависимости от потребностей организ­ма. Например, при большой физической нагрузке, когда организму требуется больше кислорода и питательных веществ, сердце может увеличивать объем выбрасываемой крови примерно в 5 раз. За год оно перекачивает до 3 млн. л крови. На одно сердечное сокращение расходуется энергия, достаточная для того, чтобы поднять груз в 400 г на высоту 1 м. Пятая часть всей энергии, обра­зующейся в организме, уходит на обеспечение работы сердца.

Сердце, как и любой работающий мышечный орган, нуждается в постоян­ном поступлении кислорода и питательных веществ. Несмотря на то, что через сердце протекает огромное количество крови, оно не может усваивать необхо­димые компоненты из крови, находящейся в его полостях.

Кровоснабжение сердца осуществляется так называемыми коронарными сосудами, пронизывающими все слои сердечной мышцы. Мышца сердца обла­дает вдвое большей капиллярной сетью, чем остальные мышцы организма.

Каждый сердечный цикл продолжается менее 1 с и состоит из двух фаз: диа­столы и систолы. Во время диастолы желудочки сердца расслаблены, и кровь из предсердий поступает в них. Во время систолы наполненные кровью желудочки сердца сокращаются и выталкивают кровь в крупные кровеносные сосуды.

Движение крови в сосудах обусловлено силой и частотой сердечных сокра­щений, а также тонусом кровеносных сосудов.

Кровь, вытолкнутая с определенной силой сердцем, оказывает давление на стенки сосудов. Это давление - кровяное давление. В артериях оно называет­ся артериальным, а в венах — венозным.

При каждой систоле и диастоле происходит колебание в артериях кровяно­го давления. Его увеличение вследствие сокращения желудочков характеризу­ет систолическое, или максимальное, давление. Спад давления во время рас­слабления соответствует диастолическому или минимальному, давлению.

Разность между систолическим и диастолическим давлением, т.е. амплитуда колебания, называют пульсовым давлением. Уровень артериального давления выражается в миллиметрах ртутного столба. Систолическое, диастолическое и пульсовое давление крови являются важными показателями функционального состояния всей сердечно-сосудистой системы и деятельности сердца. Оптималь­ным уровнем кровяного давления для взрослого человека является 120/80 мм рт. ст. Этот показатель не является постоянной величиной. Он может колебаться от времени суток, сезона года, степени физических и психических нагрузок и т.п. Так, артериальное давление обычно повышается к вечеру, а зимой оно бывает немного выше, чем летом. Такие изменения являются нормальными.

Величину давления крови в сосудах намеряют при помощи приборов, чаще всего ртутным манометром.

Частоту сердечных сокращений можно определить непосредственным про­щупыванием через кожу пульсирующих артерий, обычно лучевой или височ­ной. Этот показатель (60-80 уд./мин.) также не является постоянной величи­ной и может изменяться в зависимости от пола, возраста, условий внешней сре­ды, видов деятельности и т.п.

Сердечно-сосудистая система неразрывно связана с системой крови. Ос­новной функцией этой единой системы является транспортная, где сердце играет роль насоса и обеспечивает постоянное движение крови, сосуды явля­ются транспортными путями, а кровь осуществляет саму транспортировку. Бла­годаря этому взаимодействию происходит быстрая доставка кислорода и пита­тельных веществ ко всем клеткам организма, удаление углекислого газа и от­работанных веществ. Одновременно обеспечивается и терморегуляция орга­низма путем распределения тепла, вырабатываемого клетками.

Система крови человека, помимо самой крови, представлена органами, в которых происходит образование клеток крови и их разрушение: костным моз­гом, вилочковой железой, лимфатическими узлами, селезенкой и печенью.

Кровь представляет собой ткань, состоящую из жидкой части — плазмы — и взве­шенных в ней клеточных (форменных) элементов — эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов. Объем крови у человека в среднем составляет 7 — 8% массы тела (4 - 6 л). В норме в 1 мкл крови содержится примерно 4 — 5 млн. эритроци­тов, 4 — 9 тыс. лейкоцитов и 180 — 320 тыс. тромбоцитов. В течение всей жизни в организме поддерживается относительное постоянство объема и состава кро­ви, несмотря на непрерывное разрушение и обновление кровяных клеток.

Плазма крови — бесцветная жидкость, состоящая из 90-92% воды, 8-10% органических и минеральных веществ.

Основными белками плазмы крови являются альбумины, глобулины, фиб­риноген. Функция белков заключается в поддержании водно-солевого равно­весия в организме, образовании иммунных тел, свертывании крови. Благодаря им форменные элементы равномерно распределяются в вязкой плазме и нахо­дятся там во взвешенном состоянии. Одним из основных источников энергии для клеток всего организма является глюкоза плазмы. Из органических веществ в плазме содержатся также жиры, аммиак, молочная кислота и т.д.

Из неорганических веществ плазмы большое значение имеют ионы натрия, кальция, калия, магния, хлора и др. От их концентрации зависит осмотическое дав­ление (сила движения растворителя через полупроницаемую мембрану из менее концентрированного раствора в более концентрированный), способствующее рас­пределению в тканях воды и растворенных веществ. Ионы кальция, например, не­обходимы для свертывания крови, а ионы магния — для углеводного обмена.

Кроме того, ионы входят в состав всех кислот, и от их концентрации зави­сит рН крови; рН артериальной крови — 7,4, венозной — немного меньше.

Эритроциты — красные кровяные тельца, определяющие красный цвет кро­ви. Это специализированная группа клеток, осуществляющая перенос кисло­рода и углекислого газа.

Свою дыхательную функцию эритроциты осуществляют за счет дыхатель­ного пигмента — гемоглобина. Гемоглобин состоит из белковой части — гло­бина - и небелковой — гема, содержащего двухвалентное железо.

Присоединяя в капиллярах легких кислород, гемоглобин переходит в окислен­ную форму - оксигемоглобин. Отдавая кислород в капиллярах тканей, оксигемоглобин превращается в восстановленный гемоглобин и вбирает в себя углекислый газ. При этом образуется непрочное соединение карбогемоглобин, которое разру­шается в капиллярах легких. 1 г гемоглобина может связывать 1,34 мл О,,.

Лейкоциты — белые кровяные тельца, выполняющие защитную функцию. Они легко проникают через стенки сосудов к местам скопления инородных ве­ществ и поглощают отмершие клетки, освобождая от них организм.

Лейкоциты неоднородны по своему составу и делятся на две группы: зерни­стые и незернистые. Лимфоциты (незернистые лейкоциты) являются централь­ным звеном иммунной системы, участвуют в процессах клеточного роста, дифференцировке и регенерации тканей.

Тромбоциты — кровяные пластинки, которые участвуют в процессе свер­тывания крови. При нарушении целостности органов и тканей фибриноген вме­сте с кровяными клетками образуют сгустки, которые задерживают и прекра­щают кровотечение.

Главным местом образования клеток крови у человека является костный мозг, в котором находится основная масса кроветворных элементов. В нем же осуществляется и разрушение эритроцитов, восстановление железа, синтез ге­моглобина. Костный мозг вырабатывает В-лимфоциты, которые осуществляют выработку антител.

Вилочковая железа — центральный орган иммунной системы. В ней происходит образование Т-лимфоцитов, которые называют клетками-убийцами. Они посредством ферментов самостоятельно разрушают чужеродные белковые тела: микробы, вирусы, клетки трансплантируемой ткани.

Селезенка участвует в синтезе лимфоцитов, разрушении эритроцитов, лей­коцитов, тромбоцитов, в депонировании крови.

Лимфатические узлы продуцируют и депонируют лимфоциты, участвуют в выработке иммунитета.