Строение и функции сердечно-сосудистой системы
Сердечно-сосудистая система - физиологическая система, включающая сердце, кровеносные сосуды, лимфатические сосуды, лимфатические узлы, лимфу, механизмы регуляции (местные механизмы: периферические нервы и нервные центры, в частности сосудодвигательный центр и центр регуляции деятельности сердца).
Таким образом, сердечно-сосудистая система - это совокупность 2-х подсистем: системы кровообращения и системы лимфообращения. Сердце - основной компонент обеих подсистем.
Кровеносные сосуды образуют 2 круга кровообращения: малый и большой.
Малый круг кровообращения - 1553 г. Сервет - начинается в правом желудочке лёгочным стволом, который несёт венозную кровь. Эта кровь поступает в лёгкие, где происходит регенерация газового состава. Конец малого круга кроообращения - в левом предсердии четырьмя лёгочными венами, по которым в сердце идёт артериальная кровь.
Большой круг кровообращения - 1628 г. Гарвей - начинается в левом желудочке аортой и кончается в правом предсердии венами: v.v.cava superior et interior. Функции сердечно-сосудистой системы: движение крови по сосудом, т. к. кровь и лимфа выполняют свои функции при движении.
Факторы, обеспечивающие движение крови по сосудам
- Основной фактор, обеспечивающий движение крови по сосудам: работа сердца как насоса.
- Вспомогательные факторы:
- замкнутость сердечно-сосудистой системы;
- разность давления в аорте и полых венах;
- эластичность сосудистой стенки (превращение пульсирующего выброса крогви из сердца в непрерывный кровоток);
- клапанный аппарат сердца и сосудов, обеспечивающий однонаправленное движение крови;
- наличие внутригрудного давления - "присасывающее" действие, обеспечивающее венозный возврат крови к сердцу.
- Работа мышц - проталкивание крови и рефлекторное увеличение активности сердца и сосудов в результате активации симпатической нервной системы.
- Активность дыхательной системы: чем чаще и глубже дыхание, тем больше выражено присасывающее действие грудной клетки.
Морфологические особенности сердца. Фазы деятельности сердца
1. Основные морфологические особенности сердца
У человека 4 х камерное сердце, но с физиологической точки зрения 6-ти камерное: дополнительные камеры - ушки предсердий, т. к. они сокращаются на 0,03-0,04 с раньше предсердий. За счёт их сокращений происходит полное наполнение предсердий кровью. Размеры и масса сердца пропорциональные общим размерам тела.
У взрослого объем полости равен 0,5-0,7 л; масса сердца равна 0,4 % от массы тела.
Стенка сердца состоит из 3х слоёв.
Эндокард - тонкий соединительнотканный слой переходящий в tunica intima сосудов. Обеспечивает несмачиваемость стенки сердца, облегчая внутрисосудистую гемодинамику.
Миокард - миокард предсердия отделяется от миокарда желудочков фиброзным кольцом.
Эпикард - состоит из 2-х слоёв - фиброзный (наружный) и сердечный (внутренний). Фиброзный листок окружает сердце снаружи - выполняет защитную функцию и предохраняет сердце от растяжения. Сердечный листок состоит из 2-х частей:
Висцеральный (эпикард);
Париетальный, который срастается с фиброзным листком.
Между висцеральным и париетальным листками есть полость, заполненная жидкостью (уменьшает травмы).
Значение перикарда:
Защита от механических повреждений;
Защита от перерастяжения.
Оптимальный уровень сердечного сокращения достигается при увеличении длинны мышечных волокон не более чем на 30-40 % от исходной величины. Обеспечивает оптимальный уровень работы клеток синсатриального узла. При перерастяжении сердца нарушается процесс генерации нервных импульсов. Опора для крупных сосудов (препятствует спадению полых вен).
Фазы деятельности сердца и работа клапанного аппарата сердца в различных фазах сердечного цикла
Весь сердечный цикл длится 0,8-0,86 с.
Две основные фазы сердечного цикла:
Систола - выброс крови из полостей сердца в результате сокращения;
Диастола - расслабление отдых и питание миокарда, наполнение полостей кровью.
Эти основные фазы подразделяются на:
Систола предсердий - 0,1 с - кровь поступает в желудочки;
Диастола предсердий - 0,7 с;
Систола желудочков - 0,3 с - кровь поступает в аорту и лёгочный ствол;
Диастола желудочков - 0,5 с;
Общая пауза сердца - 0,4 с. Желудочки и предсердия в диастоле. Сердце отдыхает, питается, предсердия наполняются кровью и на 2/3 напонляются желудочки.
Сердечный цикл начинается в систоле предсердия. Систола желудочка начинается одновременное диастолой предсердий.
Цикл работы желудочков (Шово и Морели (1861 г.)) - состоит из систолы и диастолы желудочков.
Систола желудочков: период сокращения и период изгнания.
Период сокращения осуществляется в 2 фазы:
1) асинхронное сокращение (0,04 с) - неравномерное сокращение желудочков. Сокращение мышцы межжелудочковой перегородки и папиллярных мышц. Эта фаза заканчивается полным закрытием атриовентрикулярного клапана.
2) фаза изометрического сокращения - начинается с момента закрытия атриовентрикулярного клапана и протекает при закрытии всех клапанов. Т. к. кровь несжимаема, в эту фазу длина мышечных волокон не изменяется, а увеличивается их напряжение. В результате увеличивается давление в желудочках. В итоге - открытие полулунных клапанов.
Период изгнания (0,25 с) - состоит из 2-х фаз:
1) фаза быстрого изгнания (0,12 с);
2) фаза медленного изгнания (0,13 с);
Основной фактор - разница давлений, которая способствует выбросу крови. В этот период происходит изотоническое сокращение миокарда.
Диастола желудочков.
Состоит из следующих фаз.
Протодиастолический период - интервал времени от окончания систолы до закрытия полулунных клапанов (0,04 с). Кровь за счёт разность давления возвращается в желудочки, но наполняя кармашки полулунных клапанов закрывает их.
Фаза изометрического расслабления (0,25 с) - осуществляется при полностью закрытых клапанах. Длина мышечного волокна постоянна, изменяется их напряжение и давление в желудочках уменьшается. В результате открываются атриовентрикулярные клапаны.
Фаза наполнения - осуществляется в общую паузу сердца. Сначала быстрое наполнение, затем медленное - сердце наполняется на 2/3.
Пресистола - наполнение желудочков кровью за счет системы предсердий (на 1/3 объёма). За счёт изменения давления в различных полостях сердца обеспечивается разность давления по обе стороны клапанов, что обеспечивает работу клапанного аппарата сердца.
Все сосуды малого и большого круга, в зависимости от строения и функциональной роли на следующие группы.
Сосуды эластического типа : аорта, легочная артерия и другие крупные артерии. В их стенке содержится много эластических волокон, поэтому она обладает большой упругостью и растяжимостью.
Сосуды мышечного типа : артерии среднего и малого калибра. В их стенке больше гладкомышечных волокон. Однако мышечный слой мало влияет на просвет этих сосудов, а следовательно на гемодинамику.
Сосуды резистивного типа : концевые артерии и артериолы. Эти прекапиллярные сосуды имеют небольшой диаметр и толстую гладкомышечную стенку. Поэтому они оказывают наибольшее сопротивление току крови и влияние на системную гемодинамику. Сокращения их гладких мышц обеспечивают регуляцию кровотока в органах и тканях, а следовательно, перераспределение крови.
Сосуды обменного типа : капилляры. В них происходит диффузия и фильтрация воды, газов, минеральных и питательных веществ. К емкостным сосудам относятся вены. Их стенка легко растягивается. Поэтому они способны накапливать большое количество крови, без изменения венозного кровотока. В связи с этим вены некоторых органов могут выполнять роль депо крови. Это вены печени, подкожных сосудистых сплетений, чревные вены. В венах может депонироваться до 70% всей крови. Истинных депо, как селезенка собаки, у человека нет. Кроме этих типов имеются шунтирующие сосуды. Ими являются артериовенозные анастомозы. При некоторых условиях они обеспечивают переход крови в вены минуя капилляры.
Сосуды емкостного типа .
Движение крови по артериям обусловлено следующими факторами:
Работой сердца, обеспечивающего воспаление энергозатрат системы кровообращения.
Упругость стенок эластических сосудов. В период систолы энергия систолической порции крови переходит в энергию деформации сосудистой стенки. Во время диастолы стенка сокращается, и ее потенциальная энергия переходит в кинетическую. Это способствует поддержанию снижающегося артериального давления и сглаживанию пульсации артериального кровотока.
Разность давлений в начале и конце сосудистого русла. Она возникает в результате затраты энергии на преодоление сопротивления току крови. Сопротивление кровотоку в сосудах зависит от вязкости крови, длины, и в основном, от диаметра сосудов. Чем он меньше, тем больше сопротивление, а следовательно разность давления в начале и конце сосудов. В сосудистой системе сопротивление изменяется неравномерно. Поэтому неравномерно снижается и кровяное давление. В артериях оно уменьшается на 10%, артериолах и капиллярах на 85%, венах на 5%. Так4им образом, наибольший вклад в общее периферическое сопротивление вносят сосуды резистивного и обменного типа. Стенки вен более тонкие и растяжимые, чем у артерий. Энергия сердечных сокращений в основном уже затрачена на преодоление сопротивления артериального русла. Поэтому давление в венах невысокое и требуются дополнительные механизмы, способствующие венозному возврату к сердцу. Венозный кровоток обеспечивают следующие факторы:
Разность давлений в начале и конце венозного русла.
Сокращения скелетных мышц при движении, в результате которых кровь выталкивается из периферических вен к правому предсердию.
Присасывающее действие грудной клетки. На вдохе давление в ней становится отрицательным, что способствует венозному кровотоку.
Присасывающее действие правого предсердия в период его диастолы. Расширение его полости приводит к появлению отрицательного давления в нем.
Сокращения гладких мышц вен.
Движение крови по венам к сердцу связано и с тем, что в них имеются выпячивания стенок, которые выполняют роль клапанов.
Кровь непрерывно движется по замкнутой сосудистой системе в определенном направлении благодаря ритмичным сокращениям сердца, этого живого мышечного насоса, перекачивающего кровь из вен в артерии. У здорового человека количество притекающей к сердцу крови равно количеству оттекающей. Скорость тока крови по артериям, капиллярам, венам различная и зависит от ширины просвета этих сосудов. По капиллярам большого круга кровообращения кровь течет медленно - со скоростью 0,5 мм 1 с. Медленное движение крови по капиллярам способствует обменным процессам между кровью и прилежащими к капилляра тканями. Эти обменные процессы совершаются на огромной площади - 6300 м 2 . Такова общая поверхность стенок капилляров в теле человека.
Наиболее быстро кровь движется в аорте - 50 см в 1 с, что …
в 1000 раз быстрее, чем в капиллярах. Скорость тока крови в венах в 2 раза меньше, чем в артериях, поскольку суммарная ширина просвета вен в 2 раза больше, чем у артерий.
Из крови в ткани уходит кислород, питательные вещества, гормоны. Из тканей в кровь через тонкие стенки капилляров выводятся продукты обмена веществ. Обменным процессам между кровью и тканями, помимо фильтрации, способствуют также провесы осмоса, диффузии. При этом происходит перемещение веществ из среды с их высокой концентрацией в среду с низкой концентрацией. Поступление кислорода и других питательных веществ в ткани происходит благодаря высокому давлению крови в начальных отделах капилляров (до 30 мм рт. ст.). В венозном отделе капилляров давление крови низкое (около 15 мм рт. ст.), и продукты, подлежащие выведению из организма, выходят из тканей в кровь (углекислота, мочевина и другие вещества),
Давлением крови в сосудах (кровяным давлением ) называют давление, которое оказывает кровь на стенки кровеносных сосудов. Зависит кровяное давление от силы, с которой кровь выбрасывался в аорту при систоле желудочков, и от сопротивления мелких сосудов (артериол, капилляров) току крови. Важнейшее условие тока крови по сосудам - различное давление в венах и артериях (давление крови в аорте 120, а в венах - 3-8 мм рт. ст.). Кровь из области большего давления движется в область меньшего давления.
При каждой систоле левого желудочка в аорту выталкивается 60-70 мл крови. Однако по кровеносным сосудам кровь течет непрерывным потоком. Непрерывность тока крови по сосудам объясняется сопротивлением, которое испытывает кровь при прохождении через тонкие сосуды (капилляры), а также эластичностью стенок аорты и других крупных артерий. При систоле желудочков аорта немного растягивается, а при диастоле возвращается в исходное положение. При диастоле стенки аорты давят на кровь и продолжают проталкивать ее из артерий в капилляры. Чем больше сужены мелкие артерии и капилляры и чем больше сила сокращения сердца, тем больше будет давление крови в сосудах.
Из-за ритмичной работы сердца давление крови в артериях колеблется. При систоле желудочков и выбросе крови в аорту Давление в артериях повышается, а при диастоле понижается. Наибольшее давление при систоле желудочков называют систолическим давлением , самое низкое давление при диастоле - диастолическим давлением. У взрослых здоровых людей максимальное (систолическое) давление равно 110-120 мм рт. ст., а минимальное (диастолическое) - 70-80 мм рт. ст.
У детей из-за большой эластичности стенок артерий давление крови ниже, чем у взрослых людей. В пожилом и старческом возрасте при уменьшении эластичности стенок сосудов давление повышается. Разность между максимальным и минимальным давлением называется пульсовым
давлением. Его величина в норме составляет 40-
50 мм рт. ст.
Измерить величину давления крови в артериях (артериальн давление) можно методом наложения резиновой манжетки на плечо. Изменяя давление манжетки на ткани плеча, в том числе и на плечевую артерию, можно по показаниям манометра установить величину максимального и минимального давления в плечевой артерии.
Пульс - это ритмичные колебания стенок артерий при прохождении по ним крови. Колебания эти возникают благодаря сокращениям сердца (60-70 ударов в 1 мин). При систоле левого желудочка кровь с силой выбрасывается в аорту и растягивает ее стенки. При диастоле стенки аорты, обладающие эластичностью, упругостью, возвращаются в исходное положение. Эти растяжения и сокращения стенок аорты и вызывают их ритмичные колебания.
Пульс определяется чаще всего на лучевой артерии в нижних отделах предплечья, ближе к кисти, или на тыльной артерии стопы на уровне голеностопного сустава.
Движение крови по венам . По венам кровь возвращается к сердцу. Движение крови по венам обеспечивается уже не силой сердечных сокращений, а другими факторами. Давление крови, создаваемое сердцем, в начальных отделах вен (в венулах) низкое, всего 10-15 мм рт. ст. Поэтому движению крови по тонкостенным венам в сторону сердца способствуют: 1) сокращение близлежащих к венам скелетных мышц, которые сдавливают вены и этим проталкивают кровь к сердцу; 2) наличие у вен клапанов, которые препятствуют обратному току крови и пропускают ее только в сторону сердца; 3) отрицательное при дыхательных движениях давление в грудной полости, что оказывает присасывающее действие и помогает движению крови по венам к сердцу.
Регуляция функций сердечно-сосудистой систем ы
Работа сердца, тонус стенок кровеносных сосудов и поддержание постоянства кровяного давления регулируются вегетативной нервной системой, неподконтрольной нашему сознанию.
В стенках аорты, сонных и других артерий, крупных вен имеются чувствительные нервные окончания - барорецепторы, воспринимающие давление крови, и хеморецепторы, улавливающие иззменения состава крови. Кровеносные сосуды в здоровом организме находятся в несколько напряженном состоянии, которое называют сосудистым тонусом.
Нервные импульсы о состоянии сосудов, их тонуса поступают по сердечным нервам в сосудодвигательный центр, расположенный в продолговатом мозге. Сосудодвигательные центры имеются в сером веществе спинного мозга. Все эти центры контролируются из соответствующих отделов гипоталамуса (промежуточногомозга).
При понижении давления крови в сосудах импульсы из сосу-додвигательных центров усиливают сокращения сердца, повышают тонус сосудистых стенок, сосуды суживаются, и давление крови в них выравнивается.
При повышении давления сила и частота сердечных сокращений уменьшаются, тонус сосудов также уменьшается, сосуды расширяются, и давление нормализуется. Благодаря рефлекторным механизмам осуществляется саморегуляция сосудистого тонуса и уровня давления крови в сосудах.
В регуляции сосудистого тонуса (и, соответственно, давления крови в сосудах) участвуют также гуморальные механизмы. Изменения в химическом составе крови влияют на возбудимость и проводимость нервных импульсов в сердце, на силу и частоту сердечных сокращений.
При всплеске эмоций (радость, страх, гнев) в кровь выбрасываются гормоны надпочечников (адреналин и норадреналин), усиливающие работу сердца и суживающие сосуды. Гормон гипофиза вазопрессин также суживает сосуды. Сосудорасширяющее действие оказывают ацетилхолин, гистамин и другие биологически активные вещества.
В экстремальных ситуациях, например при больших кровопотерях, тонус сосудов поддерживается выбросом крови из так называемых кровяных депо (кожа, печень и др.). В то же время при потере более 30 % крови биологические механизмы не в состоянии обеспечить непрерывный ток крови, и организм может погибнуть.
Вопросы для повторения и самоконтроля:
1. Перечислите кровеносные сосуды, образующие малый (легочный) круг кровообращения, и назовите его функции.
2. Что собой представляет большой круг кровообращения? Какие кро-веносные сосуды в него входят?
3. К каким частям тела направляются крупные ветви аорты?
4. Назовите артерии верхней и нижней конечностей и области, которые эти артерии кровоснабжают.
5. Назовите вены, участвующие в образовании большого круга кровообращения.
6. Из каких вен и в каком месте тела образуются верхняя и нижняя полые вены?
7. Расскажите о притоках воротной вены печени.
8. Расскажите о возрастных изменениях кровеносных сосудов (артерий и вен).
9. Расскажите о движении крови по артериям и венам, об образовании пульса и регуляции функции сердечно-сосудистой системы.
Вопрос, касающийся того, что обеспечивает непрерывность движения крови по сосудам, является довольно интересным. Ведь это - то вещество, из которого состоит каждый человек. Мы просто знаем, что это факт, но редко задумываемся о том, как же происходит движение крови внутри нас. А это было бы не лишним знать. Итак, стоит рассказать о наиболее интересных моментах, касающихся данной темы.
Определение
Начать хотелось бы с термина, которым уже давным-давно обозначен такой процесс, как кровообращение - движение крови по сосудам. Гемодинамика - вот это слово. И возникает этот процесс, как следствие разности так называемого в разных участках нашей кровеносной системы. Как это происходит? Если выражаться простым языком, то кровь начинает свое движение из той области, где наблюдается высокое давление в ту, где оно пониже. Всё логично. Весь этот процесс зависит от того, насколько высоко сопротивление току крови её же вязкости и стенок всех сосудов. Нередко пресловутая гемодинамика оказывается нарушенной, и обычно это происходит из-за травм, ожогов и переохлаждений. Определяется норма или нарушения по объему крови, проходящему за минуту.
Подробнее о кровообращении
Итак, теперь следует более детально поговорить о том, что обеспечивает непрерывность движения крови по сосудам. Это вещество движется по телесному и легочному кругу. Они больше нам известны, как большой и Но для того чтобы начать разбираться в их специфике, нужно понять, как работает главный “механизм” человека, его двигатель. А именно - сердце.
Это - важнейший орган, который и обеспечивает движение крови по сосудам. Непрерывность движения крови обуславливается постоянными сокращениями сердца. Поскольку оно является органом, регулирующим гемодинамику. Сердце человека 4-камерное. В левой части располагается артериальная кровь, а в правой, соответственно, венозная. Они ни за что не мешаются в человеческом сердце, так как их отделяют перегородки. Что еще стоит знать? То, что в содержится кислород, и она идёт от сердца. Венозная же наоборот движется к нему. И в этой крови содержится углекислый газ.
О функциях
Рассказывая о том, что обеспечивает непрерывность движения крови по сосудам, нужно также сказать о функциях гемодинамики. Через малый круг получается обеспечить нормальный процесс газообмена, происходящий в легких. Поскольку туда поступает венозная кровь, поставляющая углекислый газ. Там она насыщается кислородом. И, меняя направление, возвращается в сердце. Но только уже будучи артериальной. Представив себе этот процесс, можно дать ответ на самый главный вопрос. И он будет максимально простым. Дыхание - вот, что обеспечивает движение крови по сосудам. Непрерывность движения крови обуславливается тем, что мы постоянно дышим. Все мы знаем, что если перестать дышать, учащается сердцебиение, а потом, если и вовсе не поглощать воздух, наступает Кровь перестает поступать к легким, так как в организм больше не поступает кислород. Соответственно, отпадает надобность поставлять углекислый газ. И сердце с кровью перестают выполнять свою главную функцию.
Сосуды
О них также необходимо рассказать. Непрерывность и причины движения крови - это очень многогранная тема. И сосуды являются неотъемлемой её частью. Итак, есть амортизирующие, резистивные, обменные и емкостные. Что они представляют собой? Первые из перечисленных - это крупные артерии. К амортизирующим сосудам относится и аорта. У них особые стенки, отличающиеся эластичностью - и именно благодаря этому качеству обеспечивается непрерывная гемодинамика.
Резистивные обеспечивают высокое давление в крупных сосудах, а также регулируют процесс кровообращения в капиллярах, которые, кстати, называются обменными. Отличаются тонкими стенками. Обеспечивают процесс газообмена по всей сосудистой системе. И именно благодаря капиллярам из организма выводятся все отработанные вещества.
И, конечно, емкостные Движение крови по сосудам невозможно представить без них. Своё название они получили благодаря тому, что именно в них находится подавляющий объем всей крови, что есть в человеке. А именно - 75 процентов.
Скорость движения
То, насколько быстро движется эта жидкость по нашим сосудам, тоже важно знать, особенно изучая вопрос о том, что обеспечивает непрерывность движения крови по сосудам. Итак, в аорте скорость равна примерно 500 миллилитрам за одну секунду. В артериях - 0.5 мл за это же время. То, как вычисляется скорость, понять легко - ученые уже давно вывели алгоритм суммарного просвета. Однако об этом рассказывать не обязательно.
Кровь в венах течет тоже достаточно быстро - в секунду 200 миллилитров. Кстати, тут движение осуществляется не благодаря давлению. Оно в венах достаточно низкое. Венозная кровь движется вследствие оказываемой на стенки сосудов силы со стороны тканей мышц.
Нарушения
К сожалению, заболевания, связанные с кровообращением, настигают многих людей. И они нередко являются причиной ранних смертей. Инсульт, инфаркт, гипертония - все эти названия прекрасно нам известны. И связаны они с кровообращением. Напрасно многие не обращают внимания на свое здоровье. Ведь профилактика, на самом деле, крайне проста и не требует больших финансовых затрат. Хотя некоторым может прийтись тяжело. Поскольку нужно вообще отказаться от курения. Неудивительно, почему сегодня так много людей, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями - стоит только посмотреть на количество курильщиков.
Также следует в умеренных количествах употреблять алкоголь. Конечно, лучше вообще обойтись без него. Физические нагрузки тоже будут не лишними. Не нужно каждый день ходить в спортзал и тратить там по три часа на тренировки - достаточно 15-20 минут в день.
И, конечно, нужно следить за своим питанием. Не надо передать и увлекаться слишком жирной пищей, иначе из-за этого образуются холестериновые бляшки на стенках сосудов, просвет которых сужается и, как следствие - нарушенное кровообращение. Лучше заменить вредную пищу фруктами, овощами, цитрусами, кисломолочными продуктами, минеральной водой. Вот от этого будет толк.
