Будова серця. Властивості серцевого м'яза

ПРАКТИЧНЕ ЗАНЯТТЯ № 6

ТЕМА: ФІЗІОЛОГІЯ СЕРЦЕВО – СУДИННОЇ СИСТЕМИ

Кровообіг — це рух крові у кровоносних судинах тіла за рахунок рушійної сили серця або пульсуючих судин. Кровообіг у людини був експериментально встановлений видатним англійським лікарем і вченим Уїльямом Гарвеєм (1628). Гарвей довів, що кров не виникає в печінці з їжі і не зникає в різних органах тіла у процесі їх життєдіяльності, як вважали раніше, а що вона відтікає від серця через артерії і повертається до нього венами, безперервно циркулюючи в колах кровообігу, багаторазово проходячи їх за годину. Це було винятковим відкриттям, і рік публікації книги Уїльяма Гарвея було визнано датою народження фізіології як експериментальної науки.

Системи циркуляції рідин організму забезпечують їх рух і виконання ними основних функцій: живлення, дихання, виділення, обміну інформацією між клітинами тощо.

Для забезпечення нормального кровопостачання всіх органів і тканин тіла існує розділення великого і малого кіл кровообігу.

Велике коло кровообігу починається з лівого шлуночка серця, звідки виходить аорта. Через аорту та її гілки артеріальна кров розноситься по всьому тілу. Артерії різного калібру підходять до органів, розгалужуючись і закінчуючись капілярами, в яких кров віддає тканинам кисень, поживні речовини і забирає продукти обміну речовин. Далі капіляри сходяться у венули, дрібні, а згодом великі вени, які у людини зливаються в нижню (від тулуба й нижніх кінцівок) і верхню (від голови й верхніх кінцівок) порожнисті вени і несуть венозну кров до правого передсердя.

З правого шлуночка бере початок мале коло кровообігу. Від нього відходить легеневий стовбур і поділяється на праву та ліву легеневі артерії, якими венозна кров надходить до обох легень. Пройшовши через легеневі капіляри і обмінявшись газами з альвеолярним повітрям, уже артеріальна кров по чотирьох легеневих венах повертається до лівого передсердя, а звідти до лівого шлуночка і знову виштовхується в аорту.

 

РОБОТА СЕРЦЯ ТА ЇЇ ПРОЯВИ

Механічні прояви роботи серця. Фонокардіографія. Приклавши вухо або фонендоскоп до грудної клітки людини, можна почути, як під час кожного скорочення серця виникають звуки (тони серця): глухий і протяжний перший тон і значно коротший та різкіший другий тон. Їх виникнення пов'язане головним чином із роботою клапанного апарату серця. Запис тонів серця — фонокардіограма (ФКГ).

Початок першого тону збігається із закриттям передсердно-шлуночкових клапанів на початку систоли шлуночків, а його продовження — з дрижанням сухожильних струн, що утримують стулки клапанів. Другий тон виникає в момент закриття клапанів аорти і легеневого стовбура і початку розслаблення шлуночків, коли тиск у них стає нижчим, ніж в аорті та легеневому стовбурі, і кров з цих судин рухається у зворотному напрямку, закриваючи клапани.

Таким чином, тривалість інтервалу між першим і другим тонами відповідає механічній систолі серця. На фонокардіограмі можна помітити також третій і четвертий тони. Третій тон зумовлений швидким припливом крові на початку наповнення шлуночків, а четвертий — скороченням передсердь. Ці два тони слабкі й на слух не сприймаються. Шуми серця між першим і другим тонами є ознакою вад серця: внаслідок деформації стулок герметичність клапанів порушується і кров, просочуючись крізь клапани у зворотному напрямку, спричинює ці шуми.

Електричні прояви роботи серця. Електрокардіографія. Серце, як і будь-який м'яз, у процесі своєї діяльності продукує електричні струми. Кожному скороченню серця передує комплекс електричних коливань, який є сумарним потенціалом дії всіх волокон міокарда. Серце є генератором електричних потенціалів, а прилеглі до нього тканини передають ці потенціали на поверхню тіла. Проекція потенціалів на симетричні точки поверхні тіла є неоднаковою, і цю різницю потенціалів можна зареєструвати, приклавши до певних ділянок шкіри відвідні електроди і посиливши сигнали від них. Такий запис дістав назву електрокардіограми (ЕКГ), а метод запису і подальшого аналізу потенціалів серця — електрокардіографії. Отже, ЕКГ — це запис різниці потенціалів між точками поверхні тіла, що відображає процеси збудження серцевого м'яза.

 

Фази серцевого циклу. У ритмічній роботі серця розрізняють три фази: скорочення — систолу, розслаблення — діастолу і паузу.

У кінці діастоли лівого шлуночка перед початком його скороченнятиск у шлуночку становить 5 мм рт. ст. (1 мм рт. ст. =0,133 кПа), у передсерді він дещо вищий. Передсердно-шлуночковий клапан відкритий, а клапан аорти закритий, оскільки тиск в аорті в цей час набагато вищий, ніж у шлуночку. Коли збудження досягає верхівки серця, починається скорочення міокарда. Спочатку скорочується лише невелика група волокон і це не впливає на тиск у шлуночках, але швидко збудження охоплює весь шлуночок. Тиск у шлуночку починає зростати, закривається передсердно-шлуночковий клапан — виникає І тон ФКГ. Ця перша фаза серцевого циклу — дістала назву фази асинхронного скорочення: у цей час кардіоміоцити скорочуються неодночасно — асинхронно.

Внаслідок закриття лівого передсердно-шлуночкового клапана лівий шлуночок герметизується. Кров до нього не надходить і з нього не виходить, клапан аорти також закритий. Подальше скорочення міокарда не може змінити об'єму лівого шлуночка, але різко підвищує тиск крові у ньому, аж поки він не перевищить тиск в аорті, коли відкривається її клапан, і кров починає виходити в аорту і підвищувати в ній тиск, а об'єм шлуночка починає зменшуватись. Фазу від закриття лівого передсердно-шлуночкового клапана до відкриття клапана аорти називають фазою ізометричного (ізоволюметричного) напруження. Ці перші дві фази об'єднуються в період напруження — період серцевого циклу, коли напружуються стінки шлуночка, але не змінюється його об'єм.

По закінченні періоду напруження настає наступний — період вигнання, коли кров виштовхується зі шлуночків. Він також поділяється на дві фази: швидкого і повільного вигнання крові. На початку цього періоду, коли шлуночок виштовхує в аорту більше крові, ніж з неї витікає за той самий час, тиск в аорті зростає. Поступово швидкість вигнання крові з шлуночка зменшується (адже до нього в цей час кров не надходить) і зрівнюється зі швидкістю відтоку крові з аорти, тиск в аорті й шлуночку виходить на плато. Згодом, унаслідок подальшого зменшення об'єму крові в шлуночку, швидкість її вигнання стає меншою, ніж швидкість відтоку з аорти, і тиск починає знижуватись, незважаючи на те що шлуночок продовжує скорочуватись.

Систола закінчується, і шлуночок починає розслаблюватись — настає діастола. З цього моменту тиск у шлуночку починає швидко падати і через короткий час, який називають протодіастолою (протодіастолічним інтервалом), клапан аорти закривається — II тон ФКГ — і шлуночок знову герметизується. Настає фаза ізометричного розслаблення, коли відбувається подальше розслаблення шлуночка і зниження тиску в ньому до рівня нижчого, ніж у передсерді. У цей момент відкривається передсердно-шлуночковий клапан і починається період наповнення шлуночка кров'ю.

Цей період також поділяється на кілька фаз. Відразу після відкриття передсердно-шлуночкового клапана більша частина крові з лівого передсердя переходить до шлуночка, де тиск у цей час нижчий — фаза швидкого наповнення шлуночка, а далі, у фазі повільного наповнення шлуночок наповнюється кров'ю, що надходить із вен і транзитом проходить через передсердя. І, нарешті, фаза активного наповнення шлуночказдійснюється за рахунок активного скорочення передсердя. Оскільки ця фаза ініціює наступну систолу шлуночка, її називають пресистолою (пресистолічним періодом). Аналогічним є перебіг пресистолічного циклу в правій половині серця, однак з меншою амплітудою.

Значення часових параметрів наведено для частоти скорочень серця (ЧСС) 75 ударів за 1 хв і тривалості серцевого циклу 0,8 с Збільшення або зменшення ЧСС відбувається переважно за рахунок фази повільного наповнення шлуночків, що відповідає паузі між скороченнями. Коли можливості цієї фази вичерпуються, зокрема у разі тахікардії, починає також зменшуватись тривалість інших фаз, у тому числі й фази швидкого наповнення. Це призводить до того, що при високій ЧСС шлуночок не встигає наповнюватись належним чином і виштовхує в аорту крові менше, ніж потрібно, ефективність роботи серця при цьому знижується — розвивається недостатність функції серця.

Показником функціонального стану системи кровообігу є хвилинний об'єм крові (Q), який змінюється у широких межах залежно від стану організму, його вимог. У стані фізіологічного спокою хвилинний об'єм крові дорослої людини в середньому становить 5 л за 1 хв, в умовах фізичного навантаження у добре тренованих спортсменів він збільшується до 30 л за 1 хв.

Хвилинний об'єм крові (ХОК), або серцевий викид, — це кількість крові, яку шлуночок (правий або лівий) викидає за 1 хв. Крім того, розрізняють ударний об'єм крові (УОК), або систолічний об'єм крові (СОК) — об'єм крові, що виштовхується шлуночком за одне скорочення. Ці об'єми однакові для обох шлуночків серця.

 

КРОВОНОСНІ СУДИНИ

Кровоносні судини, сполучаючись, розгалужуючись, а потім з'єднуючись знову, утворюють два кола кровообігу. Вони приймають кров від серця, забезпечують безперервність її руху і повернення до серця. Стінка переважної більшості судин складається з трьох оболонок внутрішньої, середньої і зовнішньої. Внутрішня оболонка — це тонкий шар, що складається з одною ряду плоских ендотеліальних клітин. Внутрішня оболонка суцільним шаром вистеляє всю систему судин. Вона відокремлена від середньої оболонки тонким прошарком неклітинної речовини — внутрішньою еластичною (основною, або базальною) мембраною. Ендотеліальні клітини здатні виробляти низку фізіологічно активних речовин, які запобігають ушкодженню й руйнуванню клітин крові під час їх руху через кровоносні судини, перешкоджаючи спонтанному згортанню крові.

Середня оболонка стінки судин є найпотужнішою. Вона утворена переважно коловими і меншою мірою поздовжніми гладком'язовими волокнами. Від зовнішньої оболонки відділена зовнішньою еластичною мембраною, утвореною еластичними і колагеновими волокнами. Гладком'язові волокна, скорочуючись чи розслаблюючись, змінюють діаметр судин, тоді як еластичні надають стінці судини пружності, а колагенові волокна забезпечують міцність судини.

Зовнішня оболонка стінки утворена колагеновою сполучною тканиною, яка відокремлює кровоносну судину від прилеглих тканин. У дрібних судинах цієї оболонки може не бути.

 

ОСНОВИ ГЕМОДИНАМІКИ

Гемодинаміка вивчає закономірності руху крові у кровоносних судинах. Вона грунтується на законах гідродинаміки, за якими швидкість руху крові у кровоносних судинах (Q) прямо пропорційна різниці тиску (ΔР)на кінцях судини і обернено пропорційна судинному опору R:

Основні гемодинамічні показники. Згідно з рівнянням (6), до основних гемодинамічних показників відносять судинний (гідродинамічний) опір, тиск, а також швидкість руху крові.

Судинний опір. Кровоносна система є дуже складною системою послідовно і паралельно сполучених судин. Аналогію із законом Ома у випадку однієї судини (рівняння (6)) можна продовжити і на всю систему судин. Згідно з правилами Кірхгофа, при послідовному сполученні судин так само, як і електричних резисторів, їхній загальний опір (R_o)дорівнює сумі опору кожної судини:

Коли ж судини сполучені паралельно, R_oзменшується пропорційно кількості паралельно сполучених судин.

Артеріальний тиск (AT) — це, по суті, потенційна енергія, що надається крові серцем для подолання опору стінки артерій і переміщення крові у кровоносній системі. Зрозуміло, що на початку системи артеріальний тиск має бути найвищим, а в міру її просування артеріями потенційна енергія його частково переходить у кінетичну енергію руху крові, і артеріальний тиск поступово знижується.

Існує дві групи методів визначення артеріального тиску: прямі (інвазивні) і непрямі (неінвазивні). Прямі методи пов'язані з необхідністю проколювання або розрізання шкіри та стінки судини і введення в неї катетера, з'єднаного з манометром. Ці методи широко використовують в експериментах на тваринах і в клініках під час операцій на серці та деяких інших органах.

Непрямі методи використовують переважно для вимірювання артеріального тиску в людей без будь-якого ушкодження тканини і судин. Серед цих методів найбільшого поширення набув метод, розроблений М. С. Коротковим, ще в 1905 р. На плече людині накладають гумову манжетку, за допомогою якої створюють навколо плечової артерії тиск. Цей тиск у манжетці й вимірюється в той момент, коли він дорівнює артеріальному тиску. Метод Короткова відрізняється від інших непрямих методів саме способом визначення моменту рівності тисків у артерії і манжетці. Для цього слугують так звані коротковські звуки, яких за нормальних умов немає, але вони виникають у частково перетиснутій манжеткою артерії нижче від місця перетиснення лише тоді, коли кров у артерії рухається переривчасто. Вони вислуховуються за допомогою фонендоскопа, прикладеного до внутрішньої поверхні ліктьового суглоба, і сприймаються як глухі ритмічні удари, синхронні зі скороченнями серця.

Спосіб визначення артеріального тиску. У манжетці, накладеній на плече, за допомогою гумової груші створюється тиск, що перевищує тиск в артерії. При цьому артерія перетискується, рух крові припиняється і ніяких звуків у артерії не чути. Проте в міру випускання з манжетки повітря і зниження в ній тиску настає момент, коли цей тиск дорівнює артеріальному, точніше на 1—2 мм рт. ст. нижчим, ніж в артерії. А ми вже знаємо, що тиск в артерії не сталий, а пульсуючий: під час систоли серця він зростає — систолічний тиск, а під час діастоли знижується — діастолічний тиск. Отже, в момент, коли тиск у манжетці стає хоч трохи нижчим від систолічного тиску в артерії, остання на якусь частку секунди розкривається і пропускає порцію крові — виникає перший коротковський звук. Тиск у манжетці в цей момент дорівнює систолічному тиску. З подальшим зниженням тиску в манжетці час відкритого стану артерії і порція крові, що проходить через неї під час кожної систоли, збільшуються, наростає й сила звуків. Далі, коли тривалість зупинки крові в артерії зменшується, звуки поступово слабшають, і коли тиск у манжетці стає хоч трохи нижчим, ніж діастолічний тиск в артерії, потік крові стає безперервним і звуки Короткова зникають. У цей момент за шкалою манометра визначають діастолічний тиск.

У нормі ідеальним артеріальним тиском вважають: систолічний 120 ± 15 мм рт. ст., діастолічний 80 ± 15 мм рт. ст. З віком артеріальний тиск зростає і може досягати 160/100 мм рт. ст., що є в межах норми для певної вікової групи. Рівень артеріального тиску залежить і від функціонального стану організму. Так, під час фізичного навантаження він зростає. При великих навантаженнях систолічний AT може досягати 200 мм рт. ст. і більше, а під час сну знижується до 100 — 80 мм рт. ст.

Крім систолічного і діастолічпого розрізняють ще пульсовий тиск. Пульсовий тиск — це різниця між систолічним і діастолічним тиском, у нормі він становить 30-40 мм рт. ст.

Швидкість руху крові. Розрізняють лінійну (V)та об'ємну (Q) швидкість кровотоку. Перша визначається як відстань, яку проходить будь-яка часточка крові за одиницю часу, і вимірюється в сантиметрах за 1 с, друга — це кількість (об'єм) крові, що проходить через певну судину за одиницю часу, і вимірюється в мілілітрах за 1 с або літрах за 1 хв. Хвилинний об'єм крові є по суті об'ємною швидкістю кровотоку в аорті чи легеневій артерії.

Лінійна швидкість кровотоку, як і артеріальний тиск, за ходом судин змінюється, проте характер цих змін інший. Найбільшою є швидкість руху крові в аорті — 20—25 см/с.

Так само, як і артеріальний тиск, у капілярах вона різко зменшується — до 0,3-0,5 мм/с, але, виходячи з капілярів, венозна кров збільшує швидкість, незважаючи на те що тиск у венах продовжує знижуватись. Це пов'язано з тим, що вирішальним чинником, який зумовлює швидкість руху рідини в замкненій системі трубок, є не стільки тиск, скільки загальна площа поперечного перерізу трубок. Як це не парадоксально, але найбільша судина — аорта є найвужчим місцем у всій кровоносній системі. Площа поперечного перерізу її у людини становить 4 см², тоді як загальна площа перерізу всіх відкритих капілярів досягає 3000 см². Проте якщо врахувати, що у стані спокою в організмі функціонує не більш як 35% капілярів, то загальна площа поперечного перерізу усіх без винятку капілярів великого кола кровообігу становитиме понад 10 000 см². Капіляри поступово збираються у венули, вени, і кров повертається до серця через дві (верхню і нижню) порожнисті вени, площа перерізу яких у сумі становить 6 см². Відповідно до цього лінійна швидкість кровотоку в порожнистих венах менша, ніж в аорті, і становить 10-15 см/с.

Що стосується об'ємної швидкості кровотоку, то вона вподовж усієї кровоносної системи однакова і становить у середньо му 80-90 мл/с, або 5 л/хв.

Проте в різних артеріях об'ємна швидкість кровотоку є різною залежно від їх радіуса. Цим досягається перерозподіл кровотоку між різними органами і тканинами.

 

РУХ КРОВІ В СУДИНАХ

Рух крові в артеріях. На запису артеріального тиску завжди помітні коливання різної періодичності. Розрізняють хвилі першого, другого і третього порядку.

Хвилі першого порядку — це пульсові коливання, зумовлені роботою серця. Серце під час кожного скорочення виштовхує в аорту крові більше, ніж відтікає з неї за той самий час. Тому в момент систоли серця початкова ділянка аорти розтягується і вміщує весь об'єм крові, виштовхуваної шлуночком. У цей час тиск в аорті дорівнює тиску в лівому шлуночку. Під час діастоли тиск у шлуночку падає майже до нуля, клапани аорти закриваються, і кров до аорти не надходить. Завдяки еластичності стінки аорти розтягнута ділянка аорти скорочується, що спричинюється до відтікання частини крові на периферію, тиск в аорті знижується до діастолічного рівня — 80-70 мм рт. ст.

Еластичність аорти та інших артерій породжує явище артеріального пульсу — ритмічних коливань стінки судин, зумовлених підвищенням тиску в період систоли серця і поширюваних вздовж артерій у вигляді пульсової хвилі. У будь-якій пружній системі механічна, деформація спричинює коливання, що поширюються зі швидкістю, яка залежить від еластичних властивостей системи. Розтягнення аорти, зумовлене викиданням в неї систолічного об'єму крові, і є початком пульсової хвилі, яка поширюється по аорті й усіх артеріях, що відходять від неї, зі швидкістю 4-6 м/с. Що більше напружена стінка судини, то швидкість пульсової хвилі вища. Ця швидкість набагато (в 15 — 20 разів) перевищує швидкість руху крові в артеріях. У міру віддалення від серця форма пульсової хвилі згладжується і тим сильніше, чим більшою є здатність судин розтягуватися.

Хвилі другого порядку збігаються з дихальними рухами, отже, мають дихальне походження. На вдиху артеріальний тиск знижується, на видиху підвищується. Ці хвилі зумовлені змінами тиску в грудній клітці під час вдиху й видиху. Хвилі другого порядку об'єднують по 5—6 пульсових хвиль кожна і тривають 3-4 с.

Хвилі третього порядку (хвилі Траубе — Герінга) мають значно довший період (15-40 с) і за нормальних умов у організмі не виникають. Їх поява свідчить про порушення регуляції артеріального тиску, що може трапитись у разі передозування засобів для наркозу або після значних крововтрат.

Швидкість руху крові в артеріях не є сталою. Вона має пульсуючий характер: під час систоли прискорюється, а під час діастоли сповільнюється, хоча не припиняється.

Рух крові у венах. Вени збирають кров від капілярів, підводять її до серця, а крім того, завдяки високій здатності стінок вен до розтягнення вони можуть депонувати більший або менший об'єм крові, регулюючи таким чином повернення венозної крові до серця. Як відомо, тиск крові у венозному руслі значно нижчий, ніж в артеріальному, і поступово, але невпинно знижується вподовж цього русла від 15—20 до 2—4 і навіть 0 мм рт. ст. в порожнистих венах на рівні впадання їх у праве передсердя.

Загальна площа дрібних і середніх вен значно більша, ніж однойменних артерій. Завдяки цьому лілійна швидкість руху крові у венах менша, ніж в артеріях. Повільній течії крові у венах сприяє також малий градієнт тиску і низький рівень тиску у венах.

Проте в організмі є засоби, що прискорюють рух крові у венах. Це насамперед клапани — складки, вирости внутрішньої оболонки венозної стінки. Клапани є у венах кінцівок, особливо нижніх, діаметром більш як 0,5 мм. Вони пропускають кров лише в одному напрямку — до серця, а її поступальний рух від одного сегмента вени до іншого відбувається завдяки скороченню прилеглих до вени скелетних м'язів або механічних впливів через шкіру на поверхневі вени.

 

ФІЗІОЛОГІЯ КАПІЛЯРІВ

Функціонально капіляри є найважливішою частиною кровоносної системи. Якщо серце нагнітає кров, артерії приносять, а вени відводять кров від капілярів, то капіляри здійснюють обмін речовин між кров'ю і тканинною рідиною, тобто виконують основну функцію системи кровообігу.

Кількісна характеристика капілярів. Діаметр капілярів більшості органів варіює від 4 до 10 мкм, а довжина коливається в межах 400-900 мкм. Якщо взяти середні розміри одного капіляра — 8 і 600 мкм, то поверхня його становитиме 15-20 тис мкм². Враховуючи, що в тілі людини міститься (4—5) • 10¹⁰ капілярів, їх загальна поверхня становить близько 1000 м², а разом з венулами, які також беруть участь в обміні між кров'ю і тканинною рідиною, вона досягає 1500 м².

Щільність капілярів у різних тканинах і органах неоднакова і залежить головним чином від метаболічної активності органа. Так, у серці, головному мозку та інших органах з високим рівнем обміну речовин на 1 мм² площі перерізу тканини припадає 2-2,5 тис капілярів, а в скелетних м'язах — усьою 400-800.

Стінка капіляра побудована з одного шару плоских ендотеліальних клітин і тонкого шару неклітинної речовини — базальної мембрани, загальна товщина яких не перевищує 1 мкм.

Рух крові в капілярах найповільніший порівняно з іншими судинами — 0,3-0,8 мм/с. Ця обставина, а також значна пористість і пов'язана з нею проникність стінки капіляра та надзвичайно велика поверхня капілярів організму забезпечують виконання основної функції капілярного русла — здійснення обміну речовин між кров'ю і тканинною рідиною, а через неї з клітинами тіла, тобто транскапілярний обмін.

Транскапілярний обмін відбувається за допомогою різних механізмів: дифузії, фільтрації, реабсорбції та активного транспорту.

Дифузія відбувається за наявності різниці концентрацій речовини і в напрямку від більшої концентрації до меншої, коли немає будь-яких перешкод (непроникних мембран, електростатичної взаємодії йонів, густини розчинника). Обмін речовин шляхом дифузії крізь стінку капіляра, незважаючи на наявність перешкод, надзвичайно ефективний. За добу через капіляри дифундує 80 000 л води і 20 000 г глюкози.

Фільтрація і реабсорбція. Фільтрацією називають процес проходження розчину чи суспензії з часточками крізь пористу перегородку, причому розмір профільтрованих часточок обмежується розміром пор. На відміну від дифузії рушійною силою фільтрації є не осмос, а різниця гідростатичного тиску по обидва боки мембрани, тобто між тиском крові в капілярі і тиском тканинної рідини зовні капіляра.

Рух рідини крізь стінку капіляра відбувається під впливом двох протилежних сил: гідростатичного і онкотичного тиску крові. Перший виштовхує плазму крові крізь пори за межі капіляра, а другий, створений білками плазми крові, які не проникають крізь стінку капіляра, навпаки, утримує її. В артеріальному кінці капіляра гідростатичний тиск крові (Р_гк) становить 30 мм рт. ст., а онкотичний (Р_ок) — 25 мм рт. ст. Унаслідок переважання першого відбувається фільтрація. У венозному кінці капіляра Р_гкпадає до 15 мм рт. ст., а Р_окзалишається майже без змін, що спричинює зворотний процес — реабсорбцію тканинної рідини назад у кров.

 

РЕГУЛЯЦІЯ КРОВООБІГУ

Щоб відповідати постійно змінюваним вимогам організму, його органів і тканин, серцево-судинна система повинна змінювати режим своєї роботи, пристосовувати її до цих вимог, забезпечувати органи і тканини живленням, адекватним до їх потреб. Головну роль у цих процесах відіграє нервова система, а також гуморальні чинники: гормони, метаболіти, різні фізіологічно активні речовини.

 

ЛІМФАТИЧНА СИСТЕМА. БУДОВА

У людини лімфатичних вузлів більше 400. Розміри вузлів коливаються від 1 до 20 мм. Лімфатична система складається з лімфатичних капілярів, лімфатичних судин з клапанами, лімфатичних вузлів, а також лімфатичних проток. Вона охоплює майже всі органи і тканини, за винятком поверхневих шарів шкіри, хрящів, кісток, центральної нервової системи, органа зору.

Лімфатичні капіляри мають діаметр від 10 до 100 мкм, на відміну від кровоносних капілярів вони замкнені з одного боку — сліпі. їхня стінка складається з одного шару клітин ендотелію, між якими є широкі проміжки — щілини. Завдяки цим проміжкам лімфатичні капіляри мають високу проникність, крізь їхню стінку можуть проникати практично всі компоненти тканинної рідини, в тому числі високомолекулярні сполуки, білки, краплинки емульгованого жиру, часточки графіту і навіть лімфоцити та еритроцити.

Лімфатичні судини. Кілька капілярів, зливаючись, утворюють лімфатичну судину, в стінці якої з'являються гладкі м'язові клітини. У стінці більших лімфатичних судин кількість гладком'язових клітин зростає, з'являються еластичні й колагенові волокна і вона набуває будови, типової для кровоносних судин. Проте стінка лімфатичної судини залишається значно тоншою і більш розтяжною порівняно з кровоносною. Ендотелій лімфатичної судини періодично, через кожні 310 мм, утворює складки — клапани, які підтримують однобічний рух лімфи. Гладком'язові клітини лімфатичних судин здатні до автоматизму, який має міогенне походження. Вони спонтанно скорочуються з частотою 10-20 разів на 1 хв.

Лімфатичні вузли — це скупчення лімфоїдної тканини, вкриті сполучнотканиною капсулою, пронизані густою сіткою кровоносних судин і нервових волокон. У капсулі вузлів є гладкі м'язові волокна, які, скорочуючись, проштовхують лімфу через вузол. Кожна лімфатична судина перед впадінням у лімфатичну протоку підходить до лімфатичного вузла, причому вузол отримує лімфу від 4-8 судин, а віддає лише 2-3 судинам. У лімфатичних вузлах відфільтровуються і знешкоджуються чужорідні часточки, бактерії тощо.

Лімфатичні протоки. У людини їх дві: грудна протока і права лімфатична протока. Перша впадає в ліву, а друга в праву підключичну вени. Через ці протоки до кровоносної системи повертається у вигляді профільтрованої і збагаченої лімфоцитами та різними речовинами та частина тканинної рідини, що не реабсорбувалась у кровоносні капіляри і яка і є лімфою.

ФУНКЦІЇ ЛІМФАТИЧНОЇ СИСТЕМИ

Серед багатьох функцій лімфатичної системи розглянемо лише основні: дренажну, транспортну, захисну, кровотворну.

Дренажна функція. Через певні причини у кров реабсорбується тканинної рідини менше, ніж її утворюється внаслідок фільтрації з капілярів. Ця різниця становить близько 2-4 л на добу. Якби вона залишалась у тканинах, то це швидко призвело б до набряку тканин, припинення їх кровопостачання і некрозу. Відведення цієї залишкової рідини з тканин відбувається через лімфатичну систему, основною функцією якої є збирання "зайвої" тканинної рідини, тієї, що не реабсорбувалась, і повернення її до кровоносного русла, тобто дренаж тканин.

Транспортна функція. Тканинна рідина, що потрапила до лімфатичних судин і стала називатись лімфою, побіжно захоплює у тканинах і переносить до кровоносного русла речовини, що важко або зовсім не проникають крізь стінку кровоносних капілярів. Найдрібніші часточки ресинтезованого у ворсинках кишок жиру — хіломікрони потрапляють лише у лімфу і за її допомогою переносяться у кров. З лімфою не тільки повертаються у кров білки, що вийшли з крові в тканинну рідину, а й переносяться нові білки, синтезовані в органах і тканинах. Так, у лімфі, що відтікає від печінки, міститься близько 60 г/л білка, в тому числі практично всі фактори системи згортання крові. Лімфа транспортує у кров також білки імуноглобуліни, що синтезуються в лімфатичних вузлах та інших тканинах.

Захисна функція лімфатичної системи здійснюється головним чином лімфатичними вузлами. Вони виконують роль механічного фільтра, який не пропускає у кров чужорідні мікроскопічні часточки будь-якого походження, в тому числі й мікроорганізми, що потрапили в лімфатичні судини. Крім того, в лімфатичних вузлах є фагоцити, які перетравлюють біологічні часточки, бактерії. Захисна функція лімфатичної системи полягає також у виробленні плазматичними клітинами лімфатичних вузлів антитіл, що з течією лімфи надходять до кров'яного русла.

Кровотворна функція лімфатичної системи полягає в тому, що лімфатичні вузли безперервно продукують клітини крові — лімфоцити. Частка лімфоцитів становить близько 90% усіх клітин лімфи, а загальна їх кількість у лімфі коливається від 1 до 20 • 10⁹ в 1 л.

 

ЛІМФОУТВОРЕННЯ І ЛІМФООБІГ

Утворення лімфи найтіснішим чином пов'язане з процесами фільтрації й реабсорбції тканинної рідини і підпорядковується силам гідростатичного та онкотичного тиску, процесам дифузії й осмосу. У міру збільшення об'єму і тиску тканинна рідина починає профільтровуватись у лімфатичні капіляри і переміщуватись далі по лімфатичних судинах. Завдяки наявності в останніх гладком'язових клітин і клапанів відбувається проштовхування лімфи у проксимальному напрямку по лімфатичних судинах, а дистально при цьому створюється негативний тиск, що зумовлює приплив тканинної рідини всередину капіляра. Висока проникність стінки лімфатичних капілярів пояснює однаковий склад тканинної рідини й лімфи.

Гідростатичний і онкотичний тиск як тканинної рідини, так і лімфи, а також їх різниці між обома рідинами дуже малі. Це й зумовлює надзвичайно повільне утворення лімфи. У людини за добу утворюється всього 1,5-2 л лімфи, хоча швидкість цього процесу може змінюватись у досить широких межах і досягати 4 л за добу і більше.

Посилення кровопостачання органа чи тканини внаслідок розширення їхніх кровоносних судин, збільшення кількості функціонуючих капілярів та підвищення тиску в них, збільшення проникності стінки капілярів зумовлює зростання лімфоутворення.

 

РЕГУЛЯЦІЯ ЛІМФООБІГУ

Регуляція лімфообігу значною мірою є вторинною відносно регуляції кровообігу. Будь-які зміни мікроциркуляції в органах і тканинах позначаються на лімфоутворенні в них, а отже, і на швидкості відтоку лімфи від цих органів. Проте й функціонування самої лімфатичної системи також регулюється. По-перше, лімфатичні судини і вузли мають симпатичну іннервацію, і під час її збудження вони звужуються, що зумовлює тимчасове прискорення лімфотоку в грудній протоці. По-друге, м'язові волокна лімфатичних судин виявляють високу чутливість до різних гуморальних чинників і відповідним чином реагують на них. Наприклад, адреналін, як і подразнення симпатичних нервів, зумовлює збільшення частоти й амплітуди скорочень лімфатичних судин, підвищує тиск у грудній протоці, збільшуючи швидкість лімфотоку. Гістамін і гепарин також збільшують швидкість руху лімфи, але переважно за рахунок підвищення проникності стінки лімфатичних капілярів і посилення лімфоутворення. АТФ, а також гіпоксія, навпаки, пригнічують спонтанну ритмічну активність гладких м'язів лімфатичних судин.

ПРАКТИЧНЕ ЗАНЯТТЯ № 6

ТЕМА: ФІЗІОЛОГІЯ СЕРЦЕВО – СУДИННОЇ СИСТЕМИ

Кровообіг — це рух крові у кровоносних судинах тіла за рахунок рушійної сили серця або пульсуючих судин. Кровообіг у людини був експериментально встановлений видатним англійським лікарем і вченим Уїльямом Гарвеєм (1628). Гарвей довів, що кров не виникає в печінці з їжі і не зникає в різних органах тіла у процесі їх життєдіяльності, як вважали раніше, а що вона відтікає від серця через артерії і повертається до нього венами, безперервно циркулюючи в колах кровообігу, багаторазово проходячи їх за годину. Це було винятковим відкриттям, і рік публікації книги Уїльяма Гарвея було визнано датою народження фізіології як експериментальної науки.

Системи циркуляції рідин організму забезпечують їх рух і виконання ними основних функцій: живлення, дихання, виділення, обміну інформацією між клітинами тощо.

Для забезпечення нормального кровопостачання всіх органів і тканин тіла існує розділення великого і малого кіл кровообігу.

Велике коло кровообігу починається з лівого шлуночка серця, звідки виходить аорта. Через аорту та її гілки артеріальна кров розноситься по всьому тілу. Артерії різного калібру підходять до органів, розгалужуючись і закінчуючись капілярами, в яких кров віддає тканинам кисень, поживні речовини і забирає продукти обміну речовин. Далі капіляри сходяться у венули, дрібні, а згодом великі вени, які у людини зливаються в нижню (від тулуба й нижніх кінцівок) і верхню (від голови й верхніх кінцівок) порожнисті вени і несуть венозну кров до правого передсердя.

З правого шлуночка бере початок мале коло кровообігу. Від нього відходить легеневий стовбур і поділяється на праву та ліву легеневі артерії, якими венозна кров надходить до обох легень. Пройшовши через легеневі капіляри і обмінявшись газами з альвеолярним повітрям, уже артеріальна кров по чотирьох легеневих венах повертається до лівого передсердя, а звідти до лівого шлуночка і знову виштовхується в аорту.

 

БУДОВА СЕРЦЯ. ВЛАСТИВОСТІ СЕРЦЕВОГО М'ЯЗА

Серце — це порожнистий м'язовий орган, функція якого полягає у перекачуванні крові із судин з низьким тиском (вен) до системи судин високого тиску (артерій) і забезпеченні її плину в кровоносних судинах. Серце людини складається з чотирьох камер. Обидва передсердя так само, як і шлуночки, відокремлені одне від одного суцільною перегородкою, а передсердя і шлуночок кожної половини серця сполучаються між собою передсердно-шлуночковим (атріовентрикулярним) отвором з однойменним клапаном.

Стінка серця має неоднакову товщину, що залежить від навантаження на той чи інший відділ серця: найтоншою є стінка обох передсердь, найтовщою —лівого шлуночка (8-15 мм). Будова стінки в усіх відділах однакова. Це три шари: внутрішній — ендокард — вистеляє поверхню камер серця зсередини, утворює серцеві клапани і складається з шару ендотеліальних клітин та підстилаючої його підендокардіальної основи — сполучнотканинно