Главная » Валеология » Сердечно–сосудистая система
Сердечно–сосудистая система
 Уникализировать текст |
Система кровообращения включает сердце, артерии, капилляры и вены. Кровообращение обеспечивает циркуляцию крови в организме, и с нею — перемещение кислорода, углекислого газа, питательных веществ и веществ, подлежащих удалению (шлаков). Сердце и кровеносные сосуды образуют замкнутую систему. Кровь, заключенная в кровеносные сосуды, не вступает в прямой контакт с клетками тканей организма. Вход веществ в эту замкнутую систему и выход из нее осуществляются только через стенку сосудов. Замкнутая кровеносная система обеспечивает наличие высокого и постоянного давления крови и быстрый возврат к сердцу.
Кровеносная система состоит из сердца и двух кругов кровообращения: большого и малого. Большой круг кровообращения обеспечивает все органы и ткани кровью с содержащимися в ней питательными веществами. Малый, или легочный, круг кровообращения предназначен для обогащения крови кислородом.
Артерии и артериолы — сосуды, несущие кровь от сердца к тканям тела. Вены и венулы — сосуды, по которым кровь возвращается от тканей к сердцу. Капилляры — микроскопические сосуды, которые находятся в тканях и соединяют артерии с венами.
Стенки артерий и вен состоят из трех слоев: наружного, среднего и внутреннего; артерии имеют стенки более плотные и на разрезе зияют, в то время как вены имеют стенки значительно более тонкие, спадающие в разрезе. Большая плотность стенок артерий по сравнению с венами зависит от большего количества эластических волокон, находящихся в стенках артерий. Артериальная часть сосудистого русла подразделяется на магистральные сосуды (аорта и ее крупные ветви), крупные артерии (сосуды эластического типа) и артериолы (сосуды мышечного типа).
Капиллярная система представлена тончайшими капиллярами, сравнимыми с диаметром эритроцита. Общая длина капиллярной сети очень велика, например капиллярная сеть только мышечной системы человека составляет примерно 100 000 км. В условиях покоя (вне физической нагрузки) часть капилляров закрыта. Около 40% капилляров являются действующими капиллярами, т.е. заполненными кровью. Капилляры раскрываются и наполняются кровью во время ритмических мышечных сокращений. Капилляры соединяют артериолы с венулами.
Различают два вида функционирующих капилляров. Одни из них образуют кратчайший путь между артериолами и венулами (магистральные капилляры). Другие представляют собой боковые ответвления от первых. Они отходят от артериального конца магистральных капилляров и впадают в их венозный конец. Эти боковые ответвления образуют капиллярную сеть.
По строению эндотелиальной стенки все капилляры условно подразделяются на три вида: капилляры с непрерывной стенкой («закрытые»). Эндотелиальные клетки их тесно прилегают друг к другу, не оставляя зазоров между собой. Капилляры данного вида широко представлены в гладких и скелетных мышцах, миокарде, соединительной ткани, легких, центральной нервной системе. Проницаемость этих капилляров достаточно жестко контролируется;
По строению эндотелиальной стенки все капилляры условно подразделяются на три вида:
капилляры с непрерывной стенкой («закрытые»). Эндотелиальные клетки их тесно прилегают друг к другу, не оставляя зазоров между собой. Капилляры данного вида широко представлены в гладких и скелетных мышцах, миокарде, соединительной ткани, легких, центральной нервной системе. Проницаемость этих капилляров достаточно жестко контролируется;
капилляры с окошечками (фенестрами) или окончатые капилляры. Они способны пропускать вещества, диаметр молекул которых достаточно велик. Такие капилляры локализованы в почечных клубочках и слизистой кишечника;
капилляры с прерывистой стенкой, в которых между соседними эпителиальными клетками имеются щели. Через них свободно проходят крупные частицы, в том числе форменные элементы крови. Такие капилляры расположены в костном мозге, печени, селезенке.
Сердце — мышечный орган, состоящий из четырех камер: правого предсердия, собирающего венозную кровь из организма; правого желудочка, нагнетающего венозную кровь в малый круг кровообращения — в легкие, где и происходит газообмен с атмосферным воздухом; левого предсердия, собирающего обогащенную кислородом кровь из легочных вен; левого желудочка, обеспечивающего продвижение крови ко всем органам организма.
Стенка сердца состоит из наружного слоя — эпикарда, внутреннего — эндокарда и срединного, собственно мышечного слоя — миокарда. Сердце — центральный орган кровеносной системы.
Правая и левая половины сердца не сообщаются между собой. Правое и левое предсердие сообщаются соответственно с правым и левым желудочками через предсердно-желудочковые отверстия. Через эти отверстия в момент сокращения предсердий кровь перегоняется в желудочки. Между предсердиями и желудочками находятся створчатые или антриовентрикулярные клапаны. В левом желудочке клапан двухстворчатый, а в правом — трехстворчатый. Благодаря устройству этих клапанов кровь, выталкиваемая из желудочков, не может возвращаться обратно в крупные артерии.
В правое предсердие сверху впадает верхняя полая вена, отводящая кровь от головы и шеи, верхних конечностей и грудных стенок. Снизу в это предсердие открывается нижняя полая вена, отводящая кровь от органов и стенок грудной, брюшной полостей, таза и нижних конечностей.
Левое предсердие вверху имеет четыре отверстия, через которые в него открываются четыре легочные вены (по две от каждого легкого). Клапанов в области этих отверстий нет, как и в отверстиях верхней и нижней полых вен.
Правый желудочек сверху имеет два отверстия, предсердно-желудочковое, о котором уже упоминалось выше, и отверстие, ведущее в легочный ствол.
Из левого желудочка выходит аорта, отверстие которой находится в верхней части левого желудочка. На границе между левым желудочком и аортой, между правым желудочком и легочной артерией имеются полулунные клапаны. Устроены они таким образом, что свободно пропускают кровь из желудочков в сосуды, но препятствуют обратному току крови из сосудов в желудочки. Благодаря правильной работе клапанов поддерживается нормальное кровообращение. У больных с неполным смыканием клапанов кровь при сокращении желудочков затекает обратно в предсердия, а при пороках полулунного клапана аорты и легочного ствола часть крови возвращается обратно, переполняя сердце, и ему приходится выполнять дополнительную работу.
Кровоснабжение сердца кровью, максимально насыщенной кислородом, происходит через венечные, или коронарные артерии. Они отходят от аорты на уровне полулунных клапанов. Большая часть вен сердца собирается в венечный синус, впадающий в правое предсердие, а отдельные мелкие вены впадают непосредственно в правое предсердие. Кровь в венечные артерии поступает во время расслабления сердца. Даже при спокойном образе жизни сердце нагнетает в артериальную систему около 10 000 литров крови в сутки.
Сердце выполняет огромную работу, за 70 лет жизни человека его сердце перекачивает около 300 млн л крови, затрачивая при этом огромную энергию. Энергии одного сердечного сокращения достаточно, чтобы поднять груз в 400 г на высоту 1 м.
Сокращение сердечной мышцы называется систолой, ее расслабление — диастолой. При сокращении каждый желудочек выбрасывает в среднем 70—80 мл крови. Это количество крови, выбрасываемое каждым желудочком при систоле, называется ударным или систолическим объемом. Количество крови, выбрасываемое правым и левым желудочком, одинаково.
Сердце взрослого человека сокращается 70—80 раз в минуту. В среднем, при 70 мл ударного объема и 70 сокращениях, минутный объем составляет около 5 л. Следовательно, вся кровь человека проходит через его сердце почти за 1 мин.
Фазы работы сердца и ритм сердечных сокращений
Сокращение сердца сопровождается изменениями давления в его полостях и артериальных сосудах, возникновением тонов сердца, появлением пульсовой волны. Под сердечным циклом понимают период, охватывающий одно сокращение — систола, и одно расслабление — диастола предсердий и желудочков. Сердце нагнетает кровь в сосудистую систему благодаря периодическому сокращению мышечных клеток, составляющих миокард предсердий и желудочков. Сокращение миокарда вызывает повышение давления крови и изгнание ее из камер сердца. Вследствие наличия общих слоев миокарда у обоих предсердий и обоих желудочков и одновременно прихода возбуждения к клеткам миокарда по сердечным проводящим волокнам сокращение обоих предсердий, а затем обоих желудочков, осуществляется одновременно.
Началом каждого цикла считается систола предсердий. Сокращение предсердий начинается в области устьев полых вен, вследствие чего устья сжимаются, поэтому кровь может двигаться только в одном направлении — в желудочки через предсердно-желудочковые отверстия.
В этот момент желудочки расслаблены, створчатые клапаны открыты, а полулунные закрыты. Вследствие сокращения мышц предсердий их полости уменьшаются и кровь под давлением устремляется в желудочки. Во время сокращений предсердий вся кровь из них поступает в желудочки. В момент, когда кровь поступила в желудочки, его стенки начинают сокращаться, а стенки предсердий расслабляться (диастола предсердий). Как только давление крови со стороны желудочков становится хоть немного больше, чем со стороны предсердий, створчатые клапаны закрываются, препятствуя обратному поступлению крови в предсердия, которые начинают наполняться кровью, притекающей из вен.
Усиливающиеся сокращения мышц желудочков повышают давление в них крови. Как только давление крови в желудочках превысит давление в аорте (130—140 мм рт. ст.), открываются полулунные клапаны и почти вся кровь, находящаяся в желудочках, выбрасывается в аорту или легочную артерию (систола желудочков). Вслед за этим мышцы желудочков начинают расслабляться (диастола желудочков). Полулунные клапаны закрываются, так как давление со стороны желудочков становится меньше, чем в аорте и легочной артерии. С этого момента наступает пауза. Во время паузы накопившаяся в предсердиях кровь через открывшиеся створчатые клапаны начинает свободно поступать в желудочки. В течение всей паузы происходит наполнение сердца кровью из вен.
Предсердия и желудочки при расслаблении принимают кровь, а при сокращении ее изгоняют. В среднем весь цикл работы сердца продолжается 0,8 с, из них на сокращении предсердий приходится 0,1 с, на систолу желудочков 0,3 с (в это время предсердия уже отдыхают), третий этап сердечного ритма — пауза, диастола всего сердца, продолжающаяся 0,4 с. Таким образом, в течение одного сердечного цикла желудочки работают 0,3 с, а отдыхают — 0,5 с.
Давление в предсердиях при систоле относительно невелико: 5—8 мм рт. ст., при диастоле снижается до 0, т.е. становится равным атмосферному давлению. Во время систолы желудочков давление в них увеличивается: в правом желудочке до 25 мм рт. ст., в левом до 120—130 мм рт. ст. Большая высота давления крови, создаваемого левым желудочком, чем правым, обусловлена большей мощностью мускулатуры левого желудочка, которому при изгнании крови в аорту приходится преодолевать значительное сопротивление.
Проводящая система сердца
Сокращения сердца происходят вследствие периодически возникающих в сердечной мышце процессов возбуждения. Сердечная мышца обладает рядом свойств, обеспечивающих ее непрерывную ритмическую деятельность — автоматией, возбудимостью (способностью регенерировать потенциал действия в ответ на раздражитель), проводимостью (способностью передавать возбуждение), сократимостью.
Способность сердца ритмично сокращаться под влиянием импульсов, возникающих в нем самом без внешних раздражений, называют автоматией. Ею обладает проводящая система сердца. Именно в ней возникают те стимулы, которые возбуждают сердечную мышцу, в результате чего сердце сокращается. Проводящая система сердца представляет собой мышечную ткань, которая отличается от сердечной мышцы более высокой возбудимостью. Скорость проведения возбуждения по ней также значительно выше, чем по миокарду. Скопление элементов проводящей системы обнаруживается лишь в некоторых областях сердца, где образуются узлы. Так, в стенке правового предсердия между верхней полой веной и правым предсердием располагается скопление, называемое синусным узлом, или центром автоматии первого порядка — водителем ритма. Именно в нем зарождаются импульсы, приводящие к возбуждению и сокращению сердечной мышцы. В нормальных физиологических условиях функционирует водитель ритма первого порядка. Возбуждение от него доходит до второго узла проводящей системы сердца — антровентрикулярного (центра автоматии второго порядка), расположенного в нижней части перегородки между предсердиями, и частично переходит через желудочковую перегородку в желудочки. От этого узла отходит образование из волокон проводящей системы в виде длинного тяжа, заключенного в межжелудочковой перегородке. Он носит название пучка Гиса, который распадается на две ножки — правую и левую. Конечные разветвления каждой ножки заканчиваются в мышцах желудочков сердца волокнами Пуркинье. Проводящая система желудочков, состоящая из волокон Пуркинье, является третьим центром автоматии.
Особенностью проводящей системы сердца является способность каждой клетки самостоятельно генерировать возбуждение. Существует так называемый градиент автоматии, выражающийся в убывающей способности к автоматии различных участков проводящей системы по мере их удаления от синусно-предсердного узла, генерирующего импульсы с частотой до 60—80 в минуту.
В обычных условиях автоматия всех нижерасположенных участков проводящей системы подавляется более частыми импульсами, поступающими из синусно-предсердного узла. В случае поражения и выхода из строя лого узла водителем ритма может стать предсердно-желудочковый узел. Импульсы при этом будут возникать с частотой 40—50 в минуту. Если окажется выключенным и этот узел, водителем ритма могут стать волокна предсердно-желудочкового пучка (пучок Гиса). Частота сердечных сокращений в этом случае не превысит 30—40 в минуту. Если выйдут из строя и эти водители ритма, то процесс возбуждения спонтанно может возникнуть в клетках волокон Пуркинье. Ритм сердца при этом будет очень редким — примерно 20 в минуту
Сердце способно к саморегуляции своей деятельности, которая осуществляется без вмешательства нервной и эндокринной систем. Механизмы саморегуляции имеют значение при изменении притока крови к сердцу: в ответ на растяжение (увеличение притока крови) усиливается изгоняющая функция сердца. При исчерпании возможностей увеличения силы (мышца максимально сокращается и расслабляется) вступают в действие другие механизмы, которые учащают сердечные сокращения.
В регуляции сердечных сокращений принимают участие как нервная, так и эндокринная система. Адреналин — гормон мозгового слоя надпочечников, выделяющийся при стрессовых и адаптогенных раздражителях, увеличивает частоту и силу сокращений сердца. Определенное значение в гормональной регуляции сердечной деятельности имеют и некоторые другие гормоны: тироксин, глюкокор-тикоиды и др.
Особо важную роль в деятельности сердца играют ионы кальция и калия. Избыток ионов калия угнетает сердечную деятельность вплоть до остановки сердца в диастоле (расслабленном состоянии). При гипокалиемии (снижение уровня ионов калия в крови) возможно значительное нарушение ритма сердечной деятельности. Избыток ионов кальция действует противоположно калию: стимулирует все стороны сердечной деятельности, поскольку именно кальцием обусловлен механизм мышечного сокращения. При значительном избытке ионов кальция сердце перевозбуждается и может даже остановиться в систоле (сокращенном состоянии).
Нервная рефлекторная регуляция деятельности сердца осуществляется блуждающим нервом (парасимпатический отдел) и симпатическими нервами. Нервные центры блуждающего нерва находятся в постоянном тонусе (центральный тонус), в связи с чем сердце в спокойном состоянии находится преимущественно под тормозящим действием парасимпатических влияний: тормозится сила и частота сокращений. Введение парасимпатического блокатора атропина учащает сердечные сокращения и увеличивает их силу.
Центры симпатического отдела сердечной регуляции находятся в боковых рогах грудного отдела спинного мозга. Активация симпатических центров влечет в первую очередь подавление тонуса парасимпатических центров, в результате сердце освобождается от тормозящего влияния блуждающего нерва, усиливается и учащается сердечная деятельность. Непосредственное активизирующее влияние на сердце со стороны симпатического отдела проявляется при значительных физических нагрузках, стрессовых воздействиях.
Значительное влияние на сердечную деятельность оказывает и кора головного мозга. Эмоциональное состояние, аффективные реакции сопровождаются изменениями со стороны деятельности сердца. Доказательством этого является то, что изменение ритма и силы сердечных сокращений можно наблюдать у человека при одном упоминании или воспоминании о фактах, вызывающих у него определенные эмоции.
Кора больших полушарий обеспечивает приспособительные реакции организма не только к текущим, но и к будущим событиям. По механизму условных рефлексов сигналы, предвещающие наступление этих событий или значительную вероятность их возникновения, могут вызвать перестройку функций сердца и всей сердечно-сосудистой системы в той мере, в какой это необходимо, чтобы обеспечить предстоящую деятельность организма.
Большой и малый круги кровообращения. Закономерности движения крови по сосудам. Кровяное давление.
Движение крови в организме человека происходит по двум замкнутым системам сосудов — малому и большому кругам кровообращения. Путь крови от левого желудочка сердца до правого предсердия называется большим кругом кровообращения, а путь крови от правого желудочка через артерии, капилляры и вены легких до левого предсердия называют малым или легочным кругом кровообращения.
Самым крупным сосудом большого круга кровообращения является аорта, которая выходит из левого желудочка сердца. Аорта образует дугу, от которой ответвляются артерии, несущие кровь к голове (сонные артерии) и к верхним конечностям (позвоночные артерии). Аорта проходит вниз вдоль позвоночника, где от нее отходят ветви, несущие кровь к органам брюшной полости, к мышцам туловища и нижним конечностям.
Артериальная кровь, богатая кислородом, проходит по всему телу, доставляя клеткам органов и тканей необходимые для их деятельности питательные вещества и кислород, и в капиллярной системе превращается в кровь венозную. Венозная кровь, насыщенная углекислым газом и продуктами клеточного обмена, возвращается в сердце и из него поступает в легкие для газообмена. Наиболее крупными венами большого круга кровообращения являются верхняя и нижняя полые вены, впадающие в правое предсердие.
Следует обратить внимание, как в большой круг кровообращения включены системы кровообращения печени и почек. Вся кровь из капилляров и вен желудка, кишечника, поджелудочной железы и селезенки поступает в воротную вену и проходит через печень. В печени воротная вена разветвляется на мелкие вены и капилляры, которые затем вновь соединяются в общий ствол печеночной вены, впадающей в нижнюю полую вену. Вся кровь органов брюшной полости до поступления в большой круг кровообращения протекает через две капиллярные сети: капилляры этих органов и капилляры печени. Воротная система печени играет большую роль. Она обеспечивает обезвреживание ядовитых веществ, которые образуются в толстом кишечнике при расщеплении невсосавшихся в тонком кишечнике аминокислот и всасываются слизистой толстой кишки в кровь. Печень, подобно всем остальным органам, получает и артериальную кровь через печеночную артерию, отходящую от брюшной артерии.
В почках также имеются две капиллярные сети: капиллярная сеть есть в каждом мальпигиевом клубочке, затем эти капилляры соединяются в артериальный сосуд, который вновь распадается на капилляры, оплетающие извитые канальцы.
Особенностью кровообращения в печени и почках является замедление тока крови, обусловливающейся функцией этих органов.
Малый круг кровообращения состоит из легочного ствола, разделяющегося на правую и левую легочную артерии и идущего от правого желудочка, из капилляров и четырех легочных вен, которые несут кровь от легких и впадают в левое предсердие. В легочном круге кровообращения по легочной артерии течет венозная кровь от сердца, в альвеолах она насыщается кислородом и по легочным венам течет артериальная кровь.
Объем крови, протекающий в 1 мин через аорту или полые вены и легочную артерию или легочные вены, одинаков. Отток крови от сердца соответствует его притоку. Из этого следует, что объем крови, протекший в 1 мин через всю артериальную и венозную систему большого и малого круга кровообращения, одинаков. При постоянном объеме крови, протекающей через любое общее сечение сосудистой системы, линейная скорость кровотока не может быть постоянной. Это зависит от общей ширины данного отдела сосудистого русла. Чем больше общая площадь сечения сосудов, тем меньше линейная скорость кровотока. В кровеносной системе самым узким местом является аорта. При разветвлении артерий, несмотря на то что каждая ветвь сосуда уже той, от которой она произошла, наблюдается увеличение суммарного русла, так как сумма просветов артериальных ветвей больше просвета разветвившейся артерии. Наибольшее расширение русла отмечается в капиллярной сети: сумма просветов всех капилляров примерно в 500—600 раз больше просвета аорты. Соответственно этому кровь в капиллярах движется в 500— 600 раз медленнее, чем в аорте.
В венах линейная скорость кровотока снова возрастает, так как при слиянии вен друг с другом суммарный просвет кровяного русла суживается. В полых венах линейная скорость кровотока достигает половины скорости в аорте. В связи с тем что кровь выбрасывается сердцем отдельными порциями, кровоток в артериях имеет пульсирующий характер, поэтому линейная и объемная скорости непрерывно меняются, они максимальны в аорте и легочной артерии в момент систолы желудочков и уменьшаются во время диастолы. В капиллярах и венах кровоток постоянен, т.е. линейная скорость его постоянна. В превращении пульсирующего кровотока в постоянный имеют значение свойства артериальной стенки. Чем меньше эластичность сосудистой стенки, тем выше скорость распространения пульсовой волны.
Ритмическое колебание артериальной стенки, которое вызывается повышением давления во время систолы, называют артериальным пульсом. Его легко обнаружить, прикоснувшись к любой доступной артерии, расположенной неглубоко под кожей. Величина кровяного давления определяется, с одной стороны, силой сердечного сокращения, с которой кровь выталкивается из желудочка в сосудистую систему, с другой стороны, сопротивлением со стороны сосудистого русла, зависящим от величины просвета сосудов и вязкости крови. По мере продвижения крови от сердца через артериолы, капилляры и венулы все меньше сказывается сила сокращения желудочка. Следовательно, в разных участках сосудистой системы регистрируется разное давление.
Наибольшее давление создается в дуге аорты и крупных артериях. Оно также зависит от сопротивления оттоку крови, создающегося в мелких артериолах и капиллярах. Кровяное давление в артериях не постоянно, оно увеличивается во время систолы и уменьшается во время диастолы. Эти колебания давления постепенно затухают по мере продвижения крови по все более мелким артериям и капиллярам.
У взрослого человека среднего возраста систолическое давление в аорте равно 110—125 мм рт. ст. В мелких артериях и артериолах оно резко уменьшается и становится на артериальном конце капилляра равным 20—30 мм рт. ст. После 50 лет, как правило, давление повышается. У 60-летних максимальное давление равно в среднем 135— 140 мм рт. ст. У новорожденных максимальное артериальное давление 50 мм рт. ст, но уже через несколько дней становится 70 мм рт. ст., а к концу первого месяца жизни — 80 мм рт. ст.
Минимальное артериальное давление у взрослых среднего возраста в среднем равно 60—80 мм рт. ст.
Кровообращение в капиллярах соответствует их функции. Здесь происходит обмен веществ между кровью и тканями. Этому способствует как строение стенки капилляра — однослойный эндотелий, так и очень низкая скорость (0,5—1 мм/с) и сравнительно большое давление. Оно различно на артериальном и венозном концах капилляра (32 мм рт. ст. и 15 мм рт. ст. соответственно). В капиллярах почечных клубочков давление достигает 65—70 мм рт. ст., а в капиллярах, оплетающих почечные канальцы, — всего 14—18 мм рт. ст., давление в капиллярах легких — в среднем 6 мм рт. ст.
Давление крови в венах определяется наполнением сердца во время диастолы. Стенки вен могут растягиваться, и при самом небольшом повышении давления в венах может накапливаться довольно большое количество крови. Давление в венах ниже, чем в капиллярах, и равно 5—9 мм рт. ст. в венах, расположенных вне пределов грудной клетки. Вблизи грудной клетки давление в венах близко к атмосферному и колеблется в зависимости от вдоха и выдоха. При вдохе происходит расширение грудной клетки и давление в венах становится ниже атмосферного, при выдохе оно повышается, но не превышает 2—5 мм рт. ст. Кровоток в венах определяется наличием в них клапанов, пропускающих кровь в одном направлении; присасывающим действием грудной клетки; сокращениями скелетных мышц, при которых вены сжимаются, и кровь в них проталкивается по направлению к сердцу
Различают линейную и объемную скорость тока крови, которая зависит от развития сосудистой сети в данном органе и от интенсивности его деятельности. При работе органов в них происходит расширение сосудов и, следовательно, уменьшается сопротивление. Объемная скорость тока крови в сосудах работающего органа увеличивается. Максимальная линейная скорость течения крови по артериям не превышает 0,3—0,5 м/с.
 Похожие работы: |
|
 Заболевания сердечно-сосудистой системы и органов дыхания
20.08.2010/реферат Характеристика заболеваний сердечно–сосудистой системы, специфика и методика использования способов физической реабилитации. Объективные симптомы при заболеваниях дыхательной системы. Методы диагностики функционального состояния органов дыхания. |