Сердечно-сосудистая система
Сердечно-сосудистая система обеспечивает циркуляцию крови в организме человека. Она снабжает ткани кислородом и питательными веществами, переносит гормоны и продукты обмена; клетки и белки крови также участвуют в иммунной защите. Сердце — это насос из 4 камер (2 предсердий и 2 желудочков), разделенных клапанами. Сосуды — это артерии, артериолы, вены, венулы и капилляры, по которым циркулирует кровь. Система кровообращения делится на 2 части: малый (легочный) круг кровообращения (по нему кровь циркулирует между сердцем и легким) и большой круг кровообращения (по нему кровь циркулирует от сердца по другим участкам организма и обратно). От сердца кровь течет по артериям, которые разветвляются на артериолы. По ним кровь попадает в капиллярную сеть. Капилляры являются последним звеном артериальной системы и одновременно, первым звеном венозной системы. Здесь кровь собирается в мелкие венулы, а затем в более крупные вены и по ним опять поступает в сердце.
Сердце
Сердце состоит из 4 камер, разделенных перегородками и клапанами. Кровь из верхней и нижней полой вены поступает в правое предсердие, проходит через трехстворчатый клапан в правый желудочек. Затем через легочный клапан и легочный ствол кровь поступает в легочные артерии, идет к легким, где происходит газообмен (насыщение кислородом) и возвращается клевому предсердию, стенки которого сокращаются и проталкивают кровь через митральный (двухстворчатый) клапан. Оттуда она поступает в левый желудочек. Он сокращается, а митральный клапан при этом закрывается, поэтому кровь может выйти через аортальный клапан в аорту.
В правое предсердие входят полые, в левое предсердие — легочные вены. Из правого и левого желудочка выходят, соответственно, легочная артерия (легочный ствол) и восходящая аорта. Правый желудочек и левое предсердие замыкают малый круг кровообращения, левый желудочек и правое предсердие — большой круг. У взрослого мужчины объем и масса сердца составляют примерно 780 см3 и 330 г, у женщины — 560 см3 и 250 г. Через сердце человека в течение суток проходит от 7000 до 10000 литров крови.
Клапаны
В сердце четыре клапана. Между правым предсердием и желудочком расположен трехстворчатый клапан, между левым — митральный. У выхода из желудочков находятся полулунные клапаны: легочный и аортальный. Сухожильные хорды прикреплены только к створкам предсердно-желудочковых клапанов; у аортального и легочного клапанов хорд нет. Все клапаны обеспечивают однонаправленное движение крови.
Регуляция сердечного ритма
Серия сокращений предсердий и желудочков регулируется следующим образом. В правом предсердии расположен синусоатриальный узел, импульсы от которого проходят через оба предсердия, заставляя их сокращаться. Там, где соединяются предсердия и желудочки, расположен атриовентрикулярный узел. Он задерживает импульс сокращения, а затем направляет его вниз через пучок волокон (так называемый пучок Гиса) в интравентрикулярную перегородку, разделяющую камеры сердца. Затем импульс распространяется в желудочки, вызывая их сокращения.
Кровеносные сосуды
Артерии и вены — два основных типа крупных кровеносных сосудов. Давление для движения крови создается прежде всего сокращениями сердца, а гладкая мускулатура стенок артерий регулирует их просвет и распределение кровотока. Периодическое расширение артерий, связанное с работой сердца, ощущается как пульс. У взрослого человека в покое его нормальная частота обычно составляет 60–100 ударов в минуту.
Самая большая артерия называется аортой. Первые ветви отходят от нее сразу же при выходе из сердца. Это венечные артерии, они обеспечивают сердце кровью. Остальные части артерий организма снабжают кровью все другие участки тела, сначала делясь на артериолы, а затем на капилляры. Стенки капилляров очень тонкие, поэтому они позволяют веществам проникать в кровь и выходить из нее. Работу капилляров регулируют мышцы.
Пульс
Пульс можно прощупать на артериях, которые проходят рядом с поверхностью тела. Это лучевая артерия (точка пульса на внутренней стороне запястья чуть ниже большого пальца руки), плечевая артерия (точка пульса на внутренней стороне локтевого сустава почти на одной линии с мизинцем) и сонная артерия (точка пульса примерно на 2,5 см ниже угла челюсти). При прослушивании сонной артерии с помощью стетоскопа в случае болезни можно выявить регулярный свистящий шум, сопровождающий каждый удар сердца. Это может указывать на частичную блокировку артерии даже в случае абсолютно нормального пульса. Точки пульса находятся также в паху, на внутренней стороне колен, внутренней поверхности щиколотки, на подъеме ступни.
Вены
Между артериями и венами существуют принципиальные различия. Во многих венах есть клапаны, а в артериях — нет, стенки артерий всегда толще, чем стенки вены соответствующего размера. Просвет протока вены шире, чем у артерии. Стенка вены состоит из внешнего слоя (адвентициальной оболочки), среднего слоя мышечного волокна (промежуточной оболочки), внутреннего слоя (интимы, или внутренней оболочки).
Кровообращение
Кровь начинает свой путь по организму, выходя через аорту из левого желудочка. На этом этапе движения она обогащена кислородом, пищей, распавшейся на молекулы, и гормонами. Из аорты кровь попадает в артерии, а оттуда — в артериолы, которые ведут ко всем органам и тканям организма, а затем разветвляются на широкую сеть капилляров. В капиллярах клетки крови (эритроциты) отдают тканям кислород и другие вещества, и забирают углекислый газ и другие продукты обмена. Затем кровь вступает в венозную систему — сначала в венулы, потом в малые вены, и затем в вены, имеющие клапаны, которые заставляют кровь течь только в одном направлении. После этого все вены объединяются в верхнюю и нижнюю полые вены. Обе эти вены отдают кровь в правую сторону сердца, откуда она выталкивается в легочную артерию, которая передает кровь в легкие. Затем обогащенная кислородом кровь возвращается по легочным венам в левую часть сердца.
Кровь, переносящая пищу
Покинув брюшную полость, кровь не направляется прямо в сердце, а попадает в печеночную систему воротной вены. Благодаря этому питательные вещества, попавшие в кровь из кишечника, попадают непосредственно в печень. Пройдя по мельчайшим капиллярам печени (синусоидам), кровь попадает в систему печеночных вен и уже оттуда направляется к сердцу.
Другими участками расположения специальных отделов венозной структуры являются руки, ступни, уши и нос. В них находятся непосредственные переплетения малых артерии и вен, где кровь может перетекать из одних в другие, не проходя через систему капилляров в тканях. Это необходимо для регулирования температуры тела.
Распределение крови и скорость ее движения
Объем и скорость кровотока в разных отделах сердечно-сосудистой системы неодинаковы и постоянно меняются в зависимости от работы органов, положения тела и физической нагрузки. В аорте скорость высока, а в огромной суммарной сети капилляров значительно ниже, что облегчает обмен веществ между кровью и тканями. Тонус сосудов регулируется нервной системой, гормонами и местными механизмами.
Кровь
Кровь — это внутренняя среда организма, образованная жидкой соединительной тканью. Она состоит из плазмы и клеток (лейкоцитов, эритроцитов и тромбоцитов). Кровь циркулирует по системе сосудов под действием силы ритмически сокращающегося сердца. Плазма переносит питательные вещества, красные кровяные клетки (эритроциты) перемещают по организму кислород, белые кровяные клетки (лейкоциты) — защищают организм от бактерий и вирусов, а кровяные пластинки (тромбоциты) — помогают крови свертываться. В среднем, массовая доля крови к общей массе тела человека составляет 6,5-7%. Кровь непрерывно циркулирует в замкнутой системе кровеносных сосудов и выполняет в организме следующие функции: дыхательную (перенос кислорода от легких к тканям и углекислого газа от тканей к легким), питательную (доставка питательных веществ к клеткам тканей), выделительную (транспортировка ненужных продуктов обмена веществ к легким и почкам для их выведения из организма), терморегулирующую (регулирует температуру тела), регуляторную (связывает между собой различные органы и системы, перенося гормоны, которые в них образуются), защитную (обеспечивает организм защитой от чужеродных тел), гомеостатическую (поддерживает постоянство внутренней среды), механическую (придает тургорное напряжение органам за счет прилива к ним крови).
Плазма крови
Плазма крови — жидкая часть крови, состоящая преимущественно из воды, проходит сквозь стенки мелких кровеносных сосудов и переносит по всему организму необходимые для его жизнедеятельности вещества. Плазма переносит глюкозу и жиры, железо, необходимое для образования гемоглобина, содержащего кислород, а также ряд важных гормонов. Каждый литр плазмы содержит около 75 г белков — альбумина и глобулина. Альбумин — это источник питания для тканей организма, также он обеспечивает осмотическое давление, которое удерживает жидкую часть крови внутри кровеносных сосудов и не дает ей вытекать в ткани и проникать в клетки. Глобулины — это антитела, которые борются с чужеродными белками.
Тромбоциты
Тромбоциты являются мельчайшими клетками организма. В одном миллилитре крови содержится около 250 млн тромбоцитов. Основная их функция — создание сгустков крови, необходимых для остановки кровотечения. Происходит это следующим образом. При разрыве слоя эпителиальных клеток, выстилающих стенки сосуда, и начале кровотечения, тромбоциты приклеиваются к стенкам сосуда и друг к другу, образуя пробку, которая останавливает кровотечение. Затем факторы свертывания крови образуют фибрин из белка фибриногена. Фибрин, в свою очередь, заживляет рану.
Эритроциты
Зрелые эритроциты (красные клетки) человека не содержат ядра. Они целиком заполнены гемоглобином, который и переносят к клеткам и тканям всего организма. Именно благодаря гемоглобину эритроциты и сама кровь красного цвета. В случае большой потери крови, нарушения сердечной деятельности, сильной физической нагрузки или если человек находится на большой высоте,— всегда, когда необходим кислород,— костный мозг начинает мгновенно увеличивать выработку эритроцитов. Поэтому у профессиональных спортсменов обычно вдвое больше эритроцитов, чем у людей, ведущих сидячий образ жизни.
Лейкоциты
Лейкоциты (белые кровяные тельца) по своему размеру больше эритроцитов, но движутся медленнее. У них есть ядро, но отсутствует самостоятельная краска. Их основная функция — обеспечение иммунитета (защиты от чужеродных белков и организмов). Лейкоциты подразделяются на несколько разновидностей — нейтрофилы, эозинофилы, базофилы, лимфоциты и моноциты.
Нейтрофилы поглощают и разрушают чужеродные бактерии. Гной как раз и состоит из мертвых нейтрофилов. Эозинофилы отражают атаку бактерий, а также подавляют аллергические реакции. Базофилы синтезируют и выделяют гепарин, который не позволяет крови образовывать сгустки внутри сосудов. Лимфоциты обеспечивают естественный иммунитет к заболеваниям. Моноциты поглощают бактерии и удаляют остатки органических веществ, образовавшихся в результате деятельности бактерий.
Описание работы сердца и сосудов сверено с материалами NHLBI. Подробнее о составе крови — в статье «Кровь».