Кровеносная система человека. Как работает человеческое сердце и кровеносная система человека
Кровеносная система человека
1. Общие сведения, историческая справка
2.Сердце - общие сведения
2.1.Анатомия сердца
2.2. Физиология сердца
3.Кровеносные сосуды - общие сведения
3.1. Артерии - общие сведения
3.1.1. Анатомия артерий
3.2. Вены - общие сведения
3.2.1. Анатомия вен
3.3. Кровеносные капилляры - общие сведения
3.3.1. Анатомия кровеносных капилляров
4.Кровообращение - общие сведения, понятие о кругах кровообращения
4.1. Физиология кровообращения
5.Лимфатическая система - общие сведения, историческая справка
5.1. Лимфатические капилляры - общие сведения
5.1.1. Анатомия лимфатических капилляров
5.2. Лимфатические сосуды - общие сведения
5.2.1. Анатомия лимфатических сосудов
5.3. Лимфатические узлы - общие сведения
5.3.1. Анатомия лимфатических узлов
5.4. Лимфатические стволы и протоки - общие сведения
5.5. Физиология лимфатической системы
- КРОВЕНОСНАЯ СИСТЕМА
Кровеносной системой называется система сосудов и полостей, по которым происходит циркуляция крови. Посредством кровеносной системы клетки и ткани организма снабжаются питательными веществами и кислородом и освобождаются от продуктов обмена веществ. Поэтому кровеносную систему иногда называют транспортной, или распределительной, системой.
Сердце и кровеносные сосуды образуют замкнутую систему, по которой кровь движется благодаря сокращениям сердечной мышцы и миоцитов стенок сосудов. Кровеносные сосуды представлены артериями, несущими кровь от сердца, венами, по которым кровь течет к сердцу, и микроциркуляторным руслом, состоящим из артериол, капилляров, посткопиллярных венул и артериоловенулярных анастомозов.
По мере отдаления от сердца калибр артерий постепенно уменьшается вплоть до мельчайших артериол, которые в толще органов переходят в сеть капилляров. Последние, в свою очередь, продолжаются в мелкие, постепенно укрупняю
щиеся вены, по которым кровь притекает к сердцу. Кровеносная система разделена на два круга кровообращения большой и малый. Первый начинается в левом желудочке и заканчивается в правом предсердии, второй начинается в правом желудочке и заканчивается в левом предсердии. Кровеносные сосуды отсутствуют лишь в эпителтальном покрове кожи и слизистых оболочек, в волосах, ногтях, роговице глаза и суставных хрящах.
Кровеносные сосуды получают свое название от органов, который они кровоснабжают (почечная артерия, селезеночная вена), места их отхождения от более крупного сосуда (верхняя брыжеечная артерия, нижняя брыжеечная артерия), кости, к которой они прилежат (локтевая артерия), направления (медиальная артерия, окружающая бедро), глубины залегания (поверхностная или глубокая артерия). Многие мелкие артерии называются ветвями, а вены - притоками.
В зависимости от области ветвления артерии делятся на париетальные (пристеночные), кровоснабжающие стенки тела, и висцеральные (внутренностные), кровоснабжающие внутренние органы. До вступления артерии в орган она называется органной, войдя в орган - внутриорганной. Последняя разветвляется в пределах и снабжает его отдельные структурные элементы.
Каждая артерия распадается на более мелкие сосуды. При магистральном типе ветвления от основного ствола - магистральной артерии, диаметр которой постепенно уменьшается отходят боковые ветви. При древовидном типе ветвления артерия сразу же после своего отхождения разделяется на две или несколько конечных ветвей, напоминая при этом крону дерева.
1.1 Сердечно-сосудистая система
Сердечно-сосудистая система человека состоит из сердца, кровеносных сосудов, по которым циркулирует кровь, и лимфатической системы, в которой течет лимфа. Функцией сердечно-сосудистой системы является снабжение органов и тканей кислородом, питательными веществами, а также удаление из органов и тканей продуктов их жизнедеятельности и двуокиси углерода.
История. Сведения о строении сердца имелись в древнеегипетских папирусах (17-II вв. до Р.Х). В Древней Греции врач Гиппократ (5-4 вв. до Р.Х) описал сердце как мышечный орган. Аристотель (4 в. до Р.Х) полагал, что сердце содержит воздух, который распространяется по артериям. Римский врач Гален (2 в. от Р.Х.) доказал, что в артериях содержится кровь, а не воздух. Подробно описал сердце Андреас Везалий (16 в. от Р.Х.).
Впервые верные сведения о работе сердца и кровообращении сообщены Гарвеем в 1628 году. С 18 века начались детальные исследования строения и функции сердечно-сосудистой системы.
2.Сердце
Сердце – центральный орган кровеносной системы, который представляет собой полый мышечный орган, функционирующий как насос и обеспечивающий движение крови в системе кровообращения.
2.1.Анатомия сердца
Сердце представляет собой мышечный полый орган конусообразный формы. По отношению к срединной линии человека (линии, делящей тело человека на левую и правую половины) сердце человека располагается несимметрично – около 2/3 - слева от середины линии тела, около 1/3 сердца – справа от срединной линии тела человека. Сердце находится в грудной клетке, заключено в околосердечную сумку – перикард, располагается между правой и левой плевральными полостями, содержащими легкие.
Продольная ось сердца идет косо сверху вниз, справа налево и сзади вперед. Положение сердца бывает различным: поперечным, косым или вертикальным.
Вертикальное положение сердца чаще всего бывает у людей с узкой и длинной грудной клеткой, поперечное – у людей с широкой и короткой грудной клеткой.
Различают основание сердца, направленное кпереди, книзу и влево. В основании сердца находятся предсердия. Из основания сердца выходят: аорта и легочный ствол, в основание сердца входят: верхняя и нижняя полые вены, правые и левые легочные вены. Таким образом сердце фиксировано на перечисленных выше крупных сосудах.
Своей задне-нижней поверхностью сердце прилегает к диафрагме (перемычка между грудной и брюшной полостями), а грудино-реберной поверхностью - обращено к грудине и реберным хрящам. На поверхности сердца различают три борозды – одну венечную; между предсердиями и желудочками и две продольные (передняя и задняя) между желудочками.
Длина сердца взрослого человека колеблется от 100 до 150 мм, ширина в основании 80 – 110 мм, переднезаднее расстояние – 60 – 85 мм. Вес сердца в среднем у мужчин составляет 332 г, у женщин – 253 г. У новорожденных вес сердца составляет 18-20г.
Сердце состоит из четырех камер: правое предсердие, правый желудочек, левое предсердие, левый желудочек. Предсердия располагаются над желудочками. Полости предсердий отделяются друг от друга межпредсердной перегородкой, а желудочки разделены межжелудочковой перегородкой. Предсердия сообщаются с желудочками посредством отверстий.
Правое предсердие имеет емкость у взрослого человека 100 –140 мл, толщину стенок 2-3 мм. Правое предсердие сообщается с правым желудочком посредством правого предсердно-желудочкового отверстия, имеющего трехстворчатый клапан. Сзади в правое предсердие вверху впадает верхняя полая вена, внизу – нижняя полая вена. Устье нижней полой вены ограничено заслонкой. В задне-нижнюю часть правого предсердия впадает венечный синус сердца, имеющий заслонку. Венечный синус сердца собирает венозную кровь из собственных вен сердца.
Правый желудочек сердца имеет форму трехгранной пирамиды, обращенной основанием кверху. Емкость правого желудочка у взрослых 150-240 мл, толщина стенок 5-7 мм.
Вес правого желудочка 64-74 г. В правом желудочке выделяют две части: собственно желудочек и артериальный конус, расположенный в верхней части левой половины желудочка. Артериальный конус переходит в легочный ствол – крупный венозный сосуд, несущий кровь в легкие. Кровь правого желудочка поступает в легочный ствол через трехстворчатый клапан.
Левое предсердие имеет емкость 90-135 мл, толщину стенок 2-3 мм. На задней стенке предсердия расположены устья легочных вен (сосудов, несущих из легких обогащенную кислородом кровь), по два справа и слева.
евый желудочек имеет коническую форму; его емкость от 130 до 220 мл; толщина стенки 11 – 14 мм. Вес левого желудочка 130-150 г. В полости левого желудочка имеются два отверстия: предсердно-желудочковое (слева и спереди), снабженное двустворчатым клапаном, и отверстие аорты (главной артерии организма), снабженное трехстворчатым клапаном. В правом и левом желудочках есть многочисленные мышечные выступы в виде перекладин – трабекулы. Работу клапанов регулируют сосочковые мышцы.
Стенка сердца состоит из трех слоев: наружного – эпикарда, среднего – миокарда (мышечной слой), и внутреннего – эндокарда. Как правое, так и левое предсердие с боковых сторон имеют небольшие выступающие части – ушки. Источником иннервации сердца является сердечное сплетение - часть общего грудного вегетативного сплетения. В самом сердце много нервных сплетений и нервных узлов, которые регулируют частоту и силу сокращений сердца, работу сердечных клапанов.
Кровоснабжение сердца осуществляется двумя артериями: правой венечной и левой венечной, которые являются первыми ветвями аорты. Венечные артерии делятся на более мелкие ветви, которые охватывают сердце. Диаметр устьев правой венечной артерии колеблется от 3,5 до 4,6 мм, левой – от 3,5 до 4,8 мм. Иногда вместо двух венечных артерий может быть одна.
Отток крови из вен стенок сердца в основном происходит в венечный синус, впадающий в правое предсердие. Лимфатическая жидкость через лимфатические капилляры оттекает из эндокарда и миокарда в лимфатические узлы, расположенные под эпикардом, а оттуда лимфа поступает в лимфатические сосуды и узлы грудной клетки.
2.2 Физиология сердца
Работа сердца как насоса является основным источником механической энергии движения крови в сосудах, благодаря чему поддерживается непрерывность обмена веществ и энергии в организме.
Деятельность сердца происходит за счет преобразования химической энергии в механическую энергию сокращения миокарда.
Кроме того, миокард обладает свойством возбудимости.
Импульсы возбуждения возникают в сердце под влиянием протекающих в нем самом процессов. Это явление получило название автоматии. В сердце существуют центры, которые генерируют импульсы, ведущие к возбуждению миокарда с последующим его сокращением (т.е. осуществляется процесс автоматии с последующим возбуждением миокарда). Такие центры (узлы) обеспечивают ритмичное сокращение в необходимой очередности предсердий и желудочковов сердца. Сокращения обоих предсердий, а затем обоих желудочков осуществляются практически одновременно.
Внутри сердца вследствие наличия клапанов кровь движется в одном направлении. В фазе диастолы (расширение полостей сердца, связанное с расслаблением миокарда) кровь поступает из предсердий в желудочки. В фазе систолы (последовательные сокращения миокарда предсердий,а затем желудочков) кровь поступает из правого желудочка в легочный ствол, из левого желудочка – в аорту.
В фазе диастолы сердца давление в его камерах близко к нулю; 2/3 объема крови, поступающей в фазе диастолы, притекает из-за положительного давления в венах вне сердца и 1/3 подкачивается в желудочки в фазу систолы предсердий. Предсердия являются резервуаром для притекающей крови; объем предсердий может возрастать, благодаря наличию предсердных ушек.
Изменение давления в камерах сердца и отходящих от него сосудах вызывает движение клапанов сердца, перемещение крови. При сокращении правый и левый желудочки изгоняют по 60 – 70 мл крови.
По сравнению с другими органами (за исключением коры головного мозга) сердце наиболее интенсивно поглощает кислород. У мужчин размеры сердца на 10 – 15% больше, чем у женщин, а частота сердечных сокращений на 10-15% ниже.
Физические нагрузки вызывают увеличение притока крови к сердцу вследствие вытеснения ее из вен конечностей при сокращении мышц и из вен брюшной полости. Этот фактор действует в основном при динамических нагрузках; статические нагрузки несущественно изменяют венозный кровоток. Увеличение притока венозной крови к сердцу приводит к усилению работы сердца.
При максимальной физической нагрузке величина энергетических затрат сердца может возрасти в 120 раз по сравнению с состоянием покоя. Длительное воздействие физических нагрузок вызывает увеличение резервных возможностей сердца.
Отрицательные эмоции вызывают мобилизацию энергетических ресурсов и увеличивают выброс в кровь адреналина (гормон коры надпочечников) - это приводит к учащению и усилению сердечных сокращений (нормальная частота сердечных сокращений – 68-72 в минуту), что является приспособительной реакцией сердца.
На сердце также влияют факторы окружающей среды. Так, в условиях высокогорья, при низком содержании кислорода в воздухе развивается кислородное голодание мышцы сердца с одновременным рефлекторным усилением кровообращения как ответной реакцией на это кислородное голодание.
Отрицательное воздействие на деятельность сердца оказывают резкие колебания температуры, шум, ионизирующее излучение, магнитные поля, электромагнитные волны, инфразвук, многие химические вещества (никотин, алкоголь, сероуглерод, металлоорганические соединения, бензол, свинец).
3.Кровеносные сосуды - общие сведения
Кровеносные сосуды – эластичные трубки различного диаметра, составляющие замкнутую систему, по которой в организме протекает кровь от сердца на периферию и от периферии к сердцу. В зависимости направления тока крови и насыщенности крови кислородом выделяют артерии, вены, и соединяющие их капилляры.
3.1.Артерии - общие сведения
Артерии – кровеносные сосуды, несущие кровь, обогащенную кислородом, от сердца ко всем частям организма. Исключением является легочный ствол, который несет венозную кровь из правого желудочка в легкие. Совокупность артерий составляет артериальную систему.
Артериальная система начинается от левого желудочка сердца, из которого выходит самый крупный и главный артериальный сосуд – аорта. На протяжении от сердца до пятого поясничного позвонка от аорты отходят многочисленные ветви: к голове - общие сонные артерии; к верхним конечностям – подключичные артерии; к органам пищеварения – чревный ствол и брыжеечные артерии; к почкам – почечные артерии. В нижней своей части, в брюшном отделе, аорта делится на две общие подвздошные артерии, которые снабжают кровью органы таза и нижние конечности.
Артерии снабжают кровью все органы разделяясь на ветви различного диаметра. Артерии или их ветви обозначаются либо по по названию органа (почечная артерия), либо по топографическому признаку (подключичная артерия). Некоторые крупные артерии называются стволами (чревный ствол). Мелкие артерии называются ветвями, а мельчайшие артерии – артериолами.
Проходя по мельчайшим артериальным сосудам, насыщенная кислородом кровь достигает любой участок организма, куда наряду с кислородом эти мельчайшие артерии поставляют питательные вещества, необходимые для жизнедеятельности тканей и органов.
3.1.1. Анатомия артерий
Артерии представляют собой цилиндрические трубки с весьма сложным строением стенки. В ходе ветвления артерий диаметр их просвета постепенно уменьшается, но суммарный диаметр возрастает. Различают крупные, средние и мелкие артерии. В стенках артерий имеются три оболочки.
Внутренняя оболочка – внутренний клеточный пласт образован эндотелием и подлежащим субэндотелиальным слоем. В аорте - наиболее толстый клеточный пласт. По мере ветвления артерий клеточный пласт истончается.
Средняя оболочка образована преимущественно гладкой мышечной тканью и эластическими тканями. По мере ветвления артерий эластическая ткань становится менее выраженной. В самых мелких артериях эластическая ткань выражена слабо. В стенках прекапиллярных артериол эластическая ткань исчезает, а мышечные клетки располагаются в один ряд. В капиллярах исчезают и мышечные волокна.
Наружная оболочка построена из рыхлой соединительной ткани с большим содержанием эластичных волокон. Эта оболочка выполняет функцию артерии: она богата сосудами и нервами.
Стенки артерий для имеют собственные кровеносные и лимфатические сосуды, питающие стенки артерий. Эти сосуды идут от ветвей ближайших артерий и лимфатических сосудов. Венозная кровь из стенок артерий оттекает в ближайшие вены.
Стенки сосудов пронизаны многочисленными и разнообразными по строению и функциям нервными окончаниями. Чувствительные нервные окончания (ангиорецепторы) реагируют на изменения в химическом составе крови, на изменение давления в артериях и посылают нервные импульсы в соответствующие отделы нервной системы. Двигательные нервные окончания, находящиеся в мышечном слое артерии, при соответствующем раздражении вызывают сокращение мышечных волокон, тем самым уменьшая просвет артерий.
Ветвление крупных артерий на более мелкие происходит по трем основным типам: магистральному, рассыпному или смешанному.
последовательно отходят ветви. При этом по мере отхождения ветвей диаметр магистрального ствола уменьшается. При втором типе – сосуд делится на несколько ветвей (похоже на куст). Ветвление может иметь смешанный характер, когда магистральный ствол отдает ветви, а затем разделяется на несколько артерий. Главные (магистральные) артерии обычно лежат между мышцами, на костях.
По П.Ф. Лесгафту, артериальные стволы делятся соответственно костной основе. Так, на плече один артериальный ствол; на предплечье – два, а на кисти – пять.
По М.Г. Привесу, распределение артериальных стволов подчинено определенной закономерности. В такие органы, как печень, почка, селезенка, артерия заходит через имеющиеся в них ворота и посылает ветви во всех направлениях. В мышцу артерия посылает ветви последовательно и ступенчато, по ее длиннику. Наконец, артерии могут проникать в орган из нескольких источников по радиусам (пример - щитовидная железа).
Артериальное кровоснабжение полых органов происходит по трем типам – радиальному, циркулярному, и продольному. При этом артериальные сосуды формируют арки вдоль полого органа (желудок, кишечник, трахея др.) и посылают свои ветви на его стенки. На стенке образуются артериальные сети.
Для артериальной системы, как части сердечно-сосудистой системы характерно наличие во всех органах и частях тела соединений между артериями и их ветвями – анастомозов, благодаря которым осуществляется окольное (коллатериальное) кровообращение.
Кроме анастомозов, между мелкими артериями или артериолами и венами есть непосредственные соединения – соустья. По этим соустьям кровь, минуя капилляры, из артерии непосредственно переходит в вену. Анастомозы и соустья играют большую роль в перераспределении крови между органами.
3.2 Вены - общие сведения
Вены – кровеносные сосуды, несущие венозную кровь (с низким содержанием кислорода и повышенным содержанием двуокиси углерода) из органов и тканей в правое предсердие. Исключение составляют несущие кровь из легких в левое предсердие легочные вены: кровь в них обогащена кислородом.
Совокупность всех вен представляет собой венозную систему, входящую в состав сердечно-сосудистой системы. Сеть мельчайших сосудов – капилляров (см. далее “капилляры”) переходят в посткапиллярные венулы, которые сливаясь, образуют более крупные венулы. Венулы образуют в органах сеть. Из этой сети берут начало вены, которые образуют в свою очередь, более мощные венозные сплетения или венозную сеть, располагаясь в органе или рядом с ним.
3.2.1. Анатомия вен
Различают поверхностные и глубокие вены.
Поверхностные вены располагаются в подкожной клетчатке и берут свое начало из поверхностных венозных сплетений или венозных дуг головы, туловища, конечностей.
Глубокие вены, нередко парные, начинаются в отдельных участках тела, сопровождают артерии, почему и получили название вен-спутниц.
Вены, несущие кровь от головы и шеи, – внутренние яремные вены. Они соединяются с венами, несущими кровь от верхних конечностей, – подключичными венами, образуя плечеголовные вены. Плечеголовные вены образуют верхнюю полую вену. В нее впадают вены стенок грудной и, частично, брюшной полостей. Вены, собирающие кровь из нижних конечностей, части брюшной полости и из парных органов живота (почки, половые железы) образуют нижнюю полую вену.
От непарных органов живота (органы пищеварения, селезенка, поджелудочная железа, большой сальник, желчевыводящие протоки, желчный пузырь) кровь оттекает через воротную вену в печень, где происходит утилизация и перестройка продуктов пищеварения, поступивших из желудочно-кишечного тракта. Из печени венозная кровь через печеночные вены (3-4 стволы) поступает в нижнюю полую вену.
Вены стенки сердца впадают в общий сток сердечных вен – венечный синус (см. анатомия сердца).
В венозной сети широко развита система венозных сообщений (коммуникаций) и венозных сплетений, что обеспечивает отток крови из одной венозной системы в другую. Мелкие и средние вены, а также некоторые крупные имеют венозные клапаны (заслонки) – полулунные складки на внутренней оболочке, которые обычно располагаются попарно. Небольшое количество клапанов имеют вены нижних конечностей. Клапаны пропускают кровь по направлению к сердцу и препятствуют ее обратному течению. Обе полые вены, вены головы и шеи не имеют клапанов.
В головном мозге находятся венозные синусы – пазухи, расположенные в расщеплениях твердой мозговой оболочки мозга, которые имеют несоприкасающиеся стенки. Венозные синусы обеспечивают беспрепятственный отток венозной крови из полости черепа в вчерепные вены.
Стенка вены также, как и стенка артерии, состоит из трех слоев. Однако эластические элементы в ней развиты слабо из-за низкого давления и незначительной скорости кровотока в венах.
Артерии, питающие стенку вены, являются ветвями близлежащих артерий. В стенка вены находятся нервные окончания, реагирующие на химический состав крови, скорость кровотока и другие факторы. В стенке также имеются двигательные волокна нервов, которые влияют на тонус мышечной оболочки вены, заставляя ее сокращаться. При этом просвет вены незначительно изменяется.
3.3. Кровеносные капилляры - общие сведения
Кровеносные капилляры - это самые тонкостенные сосуды, по которым движется кровь. Они имеются во всех органах и тканях и являются продолжением артериол. Отдельные капилляры, объединяясь между собой, переходят в посткапиллярные венулы. Последние, сливаясь друг с другом, дают начало собирательным венулам, переходящим в более крупные вены.
Исключение составляют синусоидальные (с широким просветом) капилляры печени, расположенные между венозными микрососудами, и клубочковые капилляры почек, расположенные между артериолами. Во всех остальных органах и тканях капилляры служат “мостиком между артериальной и венозной системами.
Кровеносные капилляры обеспечивают ткани организма кислородом и питательными веществами, забирают из тканей продукты жизнедеятельности тканей и углекислый газ.
3.3.1. Анатомия кровеносных капилляров
По данным микроскопических исследований капилляры имеют вид узких трубок, стенки которых пронизаны субмикроскопическими “порами”. Капилляры бывают прямыми, изогнутыми и закрученными в клубочек. Средняя длина капилляра достигает 750 мкм, а площадь поперечного сечения - 30 мкм. кв. Диаметр просвета капилляра соответствует размеру эритроцита (в среднем). По данным электронной микроскопии, стенка капилляра состоит из двух слоев: внутреннего – эндотелиального и наружного – базального.
Эндотелиальный слой (оболочка) состоит из уплощенных клеток - эндотелиоцитов. Базальный слой (оболочка) состоит из клеток - перицитов и мембраны, окутывающей капилляр. Стенки капилляров проницаемы для продуктов обмена организма (вода, молекулы). По ходу капилляров расположены чувствительные нервные окончания, посылающие в соответствующие центры нервной системы сигналы о состоянии обменных процессов.
4.Кровообращение - общие сведения, понятие о кругах кровообращения
Обогащенная кислородом кровь по легочным венам поступает из легких в левое предсердие. Из левого предсердия артериальная кровь через левый предсердно-желудочковый двустворчатый клапан попадает в левый желудочек сердца, а из него в самую крупную артерию – аорту.
По аорте и ее ветвям артериальная кровь, содержащая кислород и питательные вещества, направляется ко всем частям организма. Артерии делятся на артериолы, а последние на капилляры - кровеносной системы. Посредством капилляров осуществляется обмен кровеносной системы, с органами и тканями кислородом, двуокисью углерода, питательными веществами и продуктами жизнедеятельности (см. “капилляры”).
Капилляры кровеносной системы собираются в венулы, несущие венозную кровь с низким содержанием кислорода и повышенным содержанием двуокиси углерода. Венулы далее объединяются в венозные сосуды. В конечном итоге, вены образуют два самых крупных венозных сосуда – верхнюю полую вену, нижнюю полую вену (см. “вены”). Обе полые вены впадают в правое предсердие, куда впадают и собственные вены сердца (см. “сердце”).
Из правого предсердия венозная кровь, пройдя через правый предсердно-желудочковый трехстворчатый клапан поступает в правый желудочек сердца, а из него по легочному стволу, затем по легочным артериям в - легкие.
В легких через кровеносные капилляры, окружающие альвеолы легких (см. “органы дыхания, раздел “легкие”), происходит газообмен - кровь обогащается кислородом и отдает двуокись углерода, вновь становится артериальной и через легочные вены опять поступает в левое предсердие. Весь этот цикл кровообращения в организме получил название общего круга кровообращения.
Учитывая особенности строения и функции сердца, кровеносных сосудов общий круг кровообращения разделяют на большой и малый круги кровообращения.
Большой круг кровообращения
Большой круг кровообращении начинается в левом желудочке, из котоорого выходит аорта, и заканчивается в правом предсердии, куда впадает верхняя и нижняя полые вены.
Малый круг кровообращения
Малый круг кровообращения начинается в правом желудочке, из которого выходит легочный ствол к легким, и заканчивается в левом предсердии, куда впадают легочные вены. Посредством малого круга кровообращения осуществляется газообмен крови. Венозная кровь в легких отдает двуокись углерода, насыщается кислородом – становится артериальной.
4.1. Физиология кровообращения
Источником энергии, необходимым для продвижения крови по сосудистой системе, является работа сердца. Сокращение сердечной мышцы сообщает ей энергию, расходуемую на преодоление эластических сил стенок сосудов и придание скорости ее струе. Часть сообщаемой энергии, аккумулируется в упругих стенках артерий вследствие их растяжения.
Во время диастолы сердца происходит сокращение стенок артерий; и сконцентрированная в них энергия переходит в кинетическую энергию движущейся крови. Колебание артериальной стенки определяется как пульсация артерии (пульс). Частота пульса соответствует частоте сердечных сокращений. При некоторых заболеваниях сердца частота пульса не соответствует частоте сердечных сокращений.
Пульс определяют на сонных артериях, подключичных или артериях конечностей. Частоту пульса подсчитывают не менее чем за 30 секунд. У здоровых людей частота пульса в горизонтальном положении составляет 60-80 в одну минуту (у взрослых). Учащение пульса называют тахисфигмией, а урежение пульса – брадисфигмией.
Благодаря эластичности артериальной стенки, аккумулирующей энергию сердечных сокращений, поддерживается непрерывность кровотока в кровеносных сосудах. Кроме этого, возврату венозной крови в сердце способствуют и другие факторы: отрицательное давление в грудной полости в момент входа (на 2-5 мм рт. ст. ниже атмосферного), обеспечивающее присасывание крови к сердцу; сокращения мышц скелета и диафрагмы, способствующие проталкиванию крови к сердцу.
О состоянии функции системы кровообращения можно судить на основании следующих ее основных показателей.
Артериальное давление (АД) - давление, развиваемое кровью в артериальных сосудах. При измерении давления пользуются единицей давления, равной I мм ртутного столба.
Артериальное давление – показатель, состоящий из двух величин – показателя давления в артериальной системе во время систолы сердца (систолическое давление), соответствующего самому высокому уровню давления в артериальной системе, и показателя давления в артериальной системе во время диастолы сердца (диастолическое давление), соответствующего минимальному давлению крови в артериальной системе. У здоровых людей 17-60 лет систолическое артериальное давление бывает в пределах 100-140 мм рт. ст., диастолическое давление – 70-90 мм рт. ст.
Эмоциональный стресс, физические нагрузки вызывают временное повышение АД. У здоровых людей суточное колебание АД может составлять 10 мм рт. ст. Повышение АД называют гипертензией, а понижение – гипотензией.
Минутный объем крови – количество крови, выбрасываемой сердцем крови за одну минуту. В покое минутный объем (МО) составляет 5,0-5,5 л. При физической нагрузке он увеличивается в 2-4 раза, у спортсменов – в 6-7 раз. При некоторых сердечных заболеваниях МО уменьшается до 2,5-1,5 л.
Объем циркулирующей крови (ОЦК) в норме составляет 75-80 мл крови на 1 кг веса человека. При физических нагрузках ОЦК увеличивается, а при кровопотере и шоке - уменьшается.
Время кругооборота крови – время, в течение которого частичка крови проходит большой и малый круги кровообращения. В норме это время 20-25 секунд, оно уменьшается при физических нагрузках и увеличивается при нарушениях кровообращения до 1 минуты. Время кругооборота по малому кругу составляет 7-11 секунд.
Распределение крови в организме характеризуется резко выраженной неравномерностью. У человека кровоток в мл на 100 г веса органа составляет в покое за 1 минуту (в среднем): в почках – 420 мл, в сердце – 84 мл, в печени – 57 мл, в поперечно-полосатых мышцах – 2,7 мл. Вены вмещают 70-80% всей крови организма. При физической нагрузке сосуды скелетной мускулатуры расширяются; кровоснабжение мышц при физической нагрузке будет составлять 80-85% от общегокровоснабжения. На остальные органы будет оставаться 15-20% объема всей крови.
Строение сосудов сердца, головного мозга и легких обеспечивает относительно привилегированное кровоснабжение этих органов. Так, к мышце сердца, масса которого составляет 0,4% массы тела, в покое поступает ее около 5%, т. е. в 10 раз больше, чем в среднем ко всем тканям. К головному мозгу, масса которого составляет 2% массы тела, в покое поступает почти 15% всей крови. Мозг потребляет 20% кислорода, поступающего в организм.
В легких кровообращение облегчается за счет большого диаметра легочных артерий, высокой растяжимости сосудов легких и небольшой протяженности пути, по которому проходит кровь в малом круге кровообращения.
Регуляция кровообращения обеспечивает величину кровотока в тканях и органах, соответствующую уровню их функций. В головном мозгу имеется сердечно-сосудистый центр, который регулирует деятельность сердца и тонус мышечной оболочки кровеносных сосудов.
К сердечно-сосудистому центру поступают нервные импульсы от нервных окончаний (рецепторов), расположенных в кровеносных сосудах и реагирующих на изменение давления в сосудах, изменение скорости кровотока, химический состав крови и т. д.
Каждый внутренний орган человека (например, легкие, печень, желудок, почки) имеет два типа кровеносных сосудов - артерии и вены (рис. 2).
Рис. 2. Кровоснабжение внутренних органов человека ()
Проследим, как кровь движется от сердца к этим органам человека и от органов к сердцу. От сердца кровь по артериям приходит в органы, принося питательные вещества и кислород (рис. 3).
Рис. 3. Путь артериальной крови ко внутренним органам ()
Кровь, богатая кислородом, ярко-алого цвета. А по венам кровь движется от органов к сердцу, унося от них углекислый газ и отходы питательных веществ (рис. 4).
Рис. 4. Путь венозной крови от внутренних органов ()
Эта кровь более темного цвета. Полный круг движения крови по организму человека занимает менее 1 минуты.
Сама кровь не может двигаться по организму человека, ее «заставляет» двигаться сердце.
Почти 2 тысячи лет ученые пытались разгадать, как работает сердце. И только в XVII веке английский ученый Уильям Гарвей (рис. 5) доказал, что сердце работает, как живой никогда не останавливающийся насос для перекачки крови.
Рис. 5. Уильям Гарвей ()
После Гарвея многие ученые изучали сердце, и теперь человек имеет достаточное количество знаний об этом органе.
Сердце - это мышца, которая находится в левой части груди, размером примерно с кулак. Сердечная мышца обеспечивает циркуляцию, т. е. круговорот, крови в организме человека. Иногда человек слышит, как бьется его сердце. Можно несколько раз ритмично сжать в кулак и разжать ладонь, примерно так сжимается и расслабляется сердечная мышца, проталкивая через себя кровь. Сердце работает день и ночь, не переставая.
Стенки сердца образованы мощными мускулами, внутри которых есть полости (левая и правая) (рис. 6).
Рис. 6. Строение сердца ()
Внутри оно разделено на четыре камеры: два предсердия (левое и правое) и два желудочка (левый и правый) (рис. 7).
Рис. 7. Строение сердца ()
Левая и правая половины сердце действуют, как два насоса. Правая половина получает отработанную, полную углекислого газа, кровь (рис. 8).
Рис. 8. Система кровообращения человека ()
Она темного цвета, потому что уже отдала кислород и питательные вещества клеткам. Для обогащения этой крови кислородом сердце выталкивает ее в легкие, где она отдает углекислый газ и обогащается кислородом (рис. 9).
Рис. 9. Система кровообращения человека ()
Из легких ярко-алая, насыщенная кислородом кровь поступает в левую половину сердца, которая выталкивает ее в кровеносные сосуды, идущие через все тело (рис. 10).
Рис. 10. Система кровообращения человека ()
Самый большой и самый главный сердечный сосуд - аорта (рис. 11).
Рис. 11. Система кровообращения человека ()
В нее кровь поступает из левого желудочка. Когда стенки сердца сокращаются, кровь идет по боковым сосудам - артериям и получает название артериальная кровь , далее по более мелким сосудам ко всем внутренним органам человека, конечностям, голове. Постепенно сосуды становятся все тоньше и, наконец, становятся совсем невидимыми - даже клетки крови должны проходить по сосудам поодиночке.
Рис. 12. Капилляр с эритроцитами ()
Эти невидимые простым глазом сосуды получили название капилляры (рис. 12). Разглядеть капилляры можно только под микроскопом. У английского ученого Гарвея микроскопа не было, их открыл позже другой ученый, итальянец Марчелло Мальпиги (рис. 13).
Рис. 13. Марчелло Мальпиги ()
Через тончайшие стенки капилляров кровь отдает каждой клетке тела кислород и питательные вещества и забирает углекислый газ, при этом она получает название венозной .
Из капилляров кровь идет по венам, которые становятся все толще и толще, образуют два больших сосуда и впадают в правое предсердие. И начинается новый круг кровообращения (рис. 14).
Рис. 14. Круг кровообращения ()
Если приложить руку к груди, можно услышать, как бьется сердце: тук, короткая пауза, тук и еще одна пауза… Когда мы слышим толчок (тук), сердечная мышца выталкивает кровь, а во время паузы желудочки сердца наполняются кровью и наступает короткая передышка. Сердце человека расслабляется и сокращается автоматически, без приказа и желания человека.
Здоровое сердце человек как правило не чувствует, но в жизни каждого есть моменты, когда во время подъема, бега, подвижной игры можно почувствовать, как колотится сердце. В состоянии покоя сердце совершает около 75 ударов в минуту, а при физических нагрузках ритм сердца может возрастать до 180-200 ударов в минуту, потому что потребность организма в крови резко возрастает. Поэтому важно заботиться о здоровье сердца, укреплять его: физический труд на свежем воздухе, плавание, занятия физкультурой, утренняя гимнастика, катание на коньках и лыжах.
Важно остерегаться перегрузки, следить за пульсом - показателем ритмических сокращений сердца. Пульс можно почувствовать, прижав пальцы к артерии на запястье.
С давних пор люди знали, какое большое значение для человека имеет кровь, но состав крови учеными-медиками был изучен сравнительно недавно (рис. 15).
Рис. 15. Состав крови ()
Большая часть крови человека - это прозрачная желтоватая жидкость - плазма , основная часть которой - вода. В плазме свободно перемещаются клетки крови. В состав крови входят красные кровяные клетки, белые кровяные клетки и кровяные пластинки (рис. 16).
Рис. 16. Клетки крови ()
Красные кровяные клетки получили название эритроциты (рис. 17) (от греч. слов «эритрос» - «красный» и «цитос» - «клетка»).
Рис. 17. Эритроциты ()
Эритроцитов в крови больше всего, они содержат вещество гемоглобин , которое придает крови красный цвет. Именно эритроциты переносят кислород от легких к каждой клетке организма, а углекислый газ - от клеток тела к легким.
Другую группу клеток крови назвали лейкоциты (рис. 18) (от греч. слов «лейкос» - «белый» и «цитос» - «клетка»). Это белые кровяные клетки, точнее, они бесцветные.
Рис. 18. Лейкоциты ()
Лейкоциты значительно крупнее эритроцитов, и в крови их гораздо меньше. Лейкоциты также очень важны: они защищают организм от болезней и борются с инфекциями. Они способны двигаться даже против тока крови. Лейкоциты обладают удивительной способностью проходить через стенки сосудов, когда в организм попадают болезнетворные микробы. Лейкоциты атакуют и убивают микробов, поглощая их (рис. 19).
Рис. 19. Работа лейкоцитов ()
Первым наблюдал такую битву русский ученый Илья Мечников (рис. 20).
Рис. 20. Илья Мечников ()
Гной в воспаленной ранке - это погибшие микробы и белые кровяные клетки, которые погибли, защищая организм.
Кровяные пластинки носят название тромбоциты (рис. 21) (от греч. слов «тромбос» - «сгусток» и «цитос» - «клетка»). Накапливаясь вместе, эти клетки закрывают собой рану и останавливают кровотечение. Как запруды в ручьях останавливают движение воды. Они же помогают залечивать раны.
Рис. 21. Тромбоциты ()
Плазма крови необходима человеку: в кишечнике и желудке пища переваривается при помощи желудочного сока и попадает в виде питательных веществ в плазму крови, а плазма разносит их к каждой клетке организма и забирает отработанные вещества. Плазма как транспорт для клеток крови, питательных веществ и шлаков.
Несмотря на то что кровь каждого человека состоит из плазмы, эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов, она различается по так называемым группам крови . Выделяют I, II, III, IV группы крови. Каждый человек должен знать свою группу крови. Группа крови неизменна в течение всей жизни человека.
Список литературы
- Вахрушев А.А., Данилов Д.Д. Окружающий мир 4. - М.: Баллас.
- Дмитриева Н.Я., Казаков А.Н. Окружающий мир 4. - М.: ИД «Федоров».
- Плешаков А.А. Окружающий мир 4. - М.: Просвещение.
- Nsportal.ru ().
- Pedsovet.su ().
- Fub-sovetnik.ru ().
Домашнее задание
- Составьте тест (5 вопросов) по теме «Кровь».
- Подготовьте небольшое сообщение о способах крепления сердца.
- * Используя полученные на уроке знания, составьте кроссворд (15 вопросов) по теме «Система кровообращения человека».
Кровь заключена в систему трубок, в которых она благодаря работе сердца как " нагнетающего насоса" находится в непрерывном движении.
Кровеносные сосуды делятся на артерии, артериолы, капилляры, венулы и вены. По артериям кровь течет от сердца к тканям. Артерии по току крови древовидно ветвятся на все более мелкие сосуды и, наконец, превращаются в артериолы, которые в свою очередь распадаются на систему тончайших сосудов - капилляров. Капилляры имеют просвет, почти равный диаметру эритроцитов (около 8 мкм). От капилляров начинаются венулы, которые сливаются в вены постепенно укрупняющиеся. К сердцу кровь притекает по самым крупным венам.
Количество крови, протекающей через орган, регулируется артериолами, которые И.М. Сеченов назвал " кранами кровеносной системы". Имея хорошо развитую мышечную оболочку, артериолы в зависимости от потребностей органа могут сужаться и расширяться, изменяя тем самым кровоснабжение тканей и органов. Особенно важная роль принадлежит капиллярам. Их стенки обладают высокой проницаемостью, благодаря чему происходит обмен веществами между кровью и тканями.
Различают два круга кровообращения - большой и малый.
Малый круг кровообращения начинается легочным стволом, который отходит от правого желудочка. По нему кровь доставляется в систему легочных капилляров. От легких артериальная кровь оттекает по четырем венам, впадающим в левое предсердие. Здесь заканчивается малый круг кровообращения.
Большой круг кровообращения начинается от левого желудочка, из которого кровь поступает в аорту. Из аорты через систему артерий кровь уносится в капилляры органов и тканей всего тела. От органов и тканей кровь оттекает по венам и через две полые - верхнюю и нижнюю - вены вливается в правое предсердие.
Таким образом, каждая капля крови, только пройдя через малый круг кровообращения, поступает в большой и так непрерывно движется по замкнутой системе кровообращения. Скорость кругооборота крови по большому кругу кровообращения составляет 22 с, по малому - 4-5 с.
Артерии представляют собой цилиндрической формы трубки. Стенка их состоит из трех оболочек: наружной, средней и внутренней. Наружная оболочка (адвентиция) соединительнотканная, средняя гладкомышечная, внутренняя (интима) эндотелиальная. Помимо эндотелиальной выстилки (один слой эндотелиальных клеток), внутренняя оболочка большинства артерий имеет еще внутреннюю эластическую мембрану. Наружная эластическая мембрана расположена между наружной и средней оболочками. Эластические мембраны придают стенкам артерий добавочную прочность и упругость. Просвет артерий меняется в результате сокращения или расслабления гладких мышечных клеток средней оболочки.
Капилляры - это микроскопические сосуды, которые находятся в тканях и соединяют артерии с венами. Они представляют собой важнейшую часть кровеносной системы, так как именно здесь осуществляются функции крови. Капилляры есть почти во всех органах и тканях (их нет только в эпидермисе кожи, роговице и хрусталике глаза, в волосах, ногтях, эмали и дентине зубов). Толщина стенки капилляра около 1 мкм, длина не более 0,2-0,7 мм, стенка образована тонкой соединительнотканной базальной мембраной и одним рядом эндотелиальных клеток. Длина всех капилляров составляет примерно 100 000 км. Если их вытянуть в одну линию, то ими можно опоясать земной шар по экватору 2 1 / 2 раза.
Вены - кровеносные сосуды, несущие кровь к сердцу. Стенки вен гораздо тоньше и слабее артериальных, но состоят из тех же трех оболочек. Благодаря меньшему содержанию гладких мышечных и эластических элементов стенки вен могут спадаться. В отличие от артерий мелкие и средние вены снабжены клапанами, препятствующими обратному току крови в них.
Артериальная система соответствует общему плану строения тела и конечностей. Там, где скелет конечности состоит из одной кости, имеется одна основная (магистральная) артерия; например, на плече - плечевая кость и плечевая артерия. Там, где две кости (предплечья, голени), имеется по две магистральные артерии.
Разветвления артерий соединяются между собой, образуя артериальные соустья, которые принято называть анастомозами. Такие же анастомозы соединяют вены. При нарушении притока крови или ее оттока по основным (магистральным) сосудам анастомозы способствуют движению крови в различных направлениях, перемещению ее из одной области в другую. Это особенно важно, когда условия кровообращения меняются, например, в результате перевязки основного сосуда при ранении или травме. В таких случаях кровообращение восстанавливается по ближайшим сосудам через анастомозы - вступает в действие так называемое окольное, или коллатеральное, кровообращение. Ветвление артерий и вен подвержено значительным вариациям. Известный анатом В.Н. Шевкуненко описал две крайние формы ветвления артерий - по магистральному и рассыпному типам. Калибр органных артерий и вен зависит от интенсивности функций органов. Например, несмотря на сравнительно малые размеры, такие органы, как почка, эндокринные железы, отличающиеся интенсивной функцией, снабжаются крупными артериями. То же можно сказать о некоторых группах мышц.
Кровеносная система является частью сосудистой системы организма, в которую еще входит лимфатическая система.
Кровеносная система осуществляет ряд важных функций в организме:
—газовая функция — транспорт кислорода и углекислого газа;
—трофическая (питательная) — транспорт питательных веществ от органов пищеварительной системы ко всем органам и тканям организма;
—экскреторная (выделительная) — транспорт вредных веществ и продуктов метаболизма от органов и тканей к органам выделения;
—регуляторная — транспорт физиологически активных веществ (гормонов), за счет которых осуществляется гуморальная регуляция деятельности организма;
—защитная — наличие в крови защитных белков (иммуноглобулинов) и транспорт антител. Защитную функцию осуществляют и клетки крови — лейкоциты и тромбоциты.
Сердце — полый мышечный орган, состоящий из левой (артериальной) и правой (венозной) половинки. Каждая половинка состоит из одного предсердия и одного желудочка (рис. 1). Сердце имеют три оболочки:
эндокард — внутренняя, слизистая;
миокард — средняя, мышечная (рис. 2);
эпикард — внешняя, серозная оболочка, является внутренним листом околосердечной сумки — перикарда, эластичная . Внешний листок перикарда неэластичный и предохраняет сердце от переполнения кровью.
Рис. 1. Строение сердца. Схема продольного (фронтального) разреза: 1 — аорта; 2 — левая легочная артерия; 3 — левое предсердие; 4 — левые легочные вены; 5 — правое предсердножелудочковое отверстие; 6 — левый желудочек; 7 — клапан аорты; 8 — правый желудочек; 9 — клапан легочного ствола; 10 — нижняя полая вена; 11 — правое предсердножелудочковое отверстие; 12 — правое предсердие; 13 — правые легочные вены; 14 — правая легочная артерия; 15 — верхняя полая вена.
Работа сердца происходит циклически. Полный цикл называется сердечным циклом , который длится 0,8 с и подразделяется на этапы (табл. 1).
Кровеносные сосуды подразделяются на три вида: артерии , вены и капилляры .
Артерии от сердца . Стенки артерий состоят из трех оболочек :внутренняя — эндотелиальные клетки , средняя — гладкая мышечная ткань , наружная — рыхлая соединительная ткань .
Стрелки — направление тока крови в камерах сердца
Рис. 2. Мышцы сердца с левой стороны: 1 — правое предсердие; 2 — верхняя полая вена; 3 — правые и 4 — левые легочные вены; 5 — левое предсердие; 6 — левое ушко; 7 — круговой, 8 — наружный продольный и 9 — внутренний продольный мышечные слои; 10 — левый желудочек; 11 — передняя продольная борозда; 12 — полулунные клапаны легочной артерии и 13 — аорты
Таблица 1.
|
Этапы сердечного цикла |
Продолжительность цикла |
Движение крови во время этапа |
|
Диастола (расслабление) предсердий |
0,7 с |
Артериальная кровь поступает от легких по легочным венам в левое предсердие (заканчивается малый, или легочный, круг кровообращения). Венозная кровь поступает по полым венам от всех органов тела в правое предсердие (заканчивается большой круг кровообращения) |
|
Систола (сокращение) предсердий |
0,1 с |
Кровь за счет сокращения мышц предсердий поступает в соответствующие желудочки |
|
Диастола желудочков |
0,5 с |
Кровь поступает из предсердий |
|
Систола желудочков |
0,3 с |
Левый желудочек. Во время сокращения кровь поступает в большой круг кровообращения (аорту). Чтобы кровь не поступала обратно в левое предсердие, имеется двустворчатый клапан. Между аортой и желудочком имеются полулунные клапаны. Правый желудочек. Во время сокращения кровь поступает в малый (легочный) круг кровообращения (в легочную артерию). Между желудочком и легочной артерией располагаются полулунные клапаны. Между правым предсердием и желудочком имеется трехстворчатый клапан |
|
Общая диастола |
0,4 с |
В это время и предсердия, и желудочки расслабленны |
В зависимости от развития того или иного слоя артерии подразделяются на следующие виды:
—эластичные (аорта и легочный ствол) — в средней оболочке содержится огромное количество эластичных волокон, которые уменьшают давление крови при сокращении желудочков. Во время расслабления желудочков стенки в силу большой эластичности суживаются до исходных размеров, давят на поступившую в них кровь, обеспечивая непрерывность ее тока;
—мышечно-эластичные — эластичных элементов меньше, так как давление крови падает, и силы сокращения желудочков не хватает для продвижения крови;
—мышечные — эластичные элементы исчезают (рис. 3, А ), движение крови в основном происходит за счет сокращения мышечной оболочки сосудов.
Вены — кровеносные сосуды, по которым кровь течет к сердцу . Вены делятся на две группы:
—безмышечные — не имеют мышечной оболочки. Это связано с тем, что данные сосуды находятся на голове и по ним кровь течет естественным образом (сверху вниз). Просвет сосудов поддерживается за счет срастания сосудов с кожей;
—мышечные — так как кровь по венам течет к сердцу, необходимо затратить много энергии для продвижения крови вверх от нижних конечностей. Стенки вен нижних конечностей имеют хорошо развитый мышечный слой (рис. 3, Б).
Рис. 3. Схема строения стенок артерии (А) и вены (Б) мышечного типа среднего калибра: 1 — эндотелий; 2 — базальная мембрана; 3 — подэндотелиальный слой; 4 — внутренняя эластическая мембрана; 5 — миоциты; 6 — эластические волокна; 7 — коллагеновые волокна; 8 — наружная эластическая мембрана; 9 — волокнистая (соединительная рыхлая) ткань; 10 — кровеносные сосуды
Для предотвращения обратного тока крови в венах имеются полулунные клапаны (рис. 4). Ближе к сердцу мышечная оболочка уменьшается, а клапаны исчезают.
Рис. 4. Полулунные клапаны вены: 1 — просвет вены; 2 — створки клапанов
Капилляры — сосуды, образующие связь между артериальной и венозной системами (рис. 5). Стенки однослойные, состоят из одного слоя клеток — эндотелия. В капиллярах происходит основной обмен между кровью и внутренней средой организма, тканями и органами.
Кровь — жидкая ткань, входящая в состав внутренней среды организма. Именно кровь выполняет основные функции кровеносной системы. Кровь подразделяется на две составляющие: плазму и форменные элементы.
Плазма представляет собой жидкое межклеточное вещество крови. Состоит из воды на 90—93%, до 8% — различные белки крови: альбумины, глобулины; 0,1% — глюкозы, до 1% — солей.
Рис. 5. Микроциркуляторное русло: 1 — капиллярная сеть (капилляры); 2 — посткапилляр (посткапиллярная венула); 3 — артериоло-венулярный анастомоз; 4 — венула; 5 — артериола; 6 — прекапилляр (прекапиллярная артериола). Стрелки от капилляров — поступление в ткани питательных веществ, стрелки к капиллярам — выведение из тканей продуктов обмена
Форменные элементы, или клетки крови, бывают трех видов: эритроциты, лейкоциты, тромбоциты .
Эритроциты — красные кровяные тельца, в зрелом состоянии не имеют ядра и не способны к делению, имеют форму вогнутого с обеих сторон диска, содержат гемоглобин, продолжительность жизни до 120 суток, разрушаются в селезенке, основная функция — перенос кислорода и углекислого газа.
Лейкоциты — белые клетки крови, имеют разнообразную форму, обладают амебовидным движением и фагоцитозом, основная функция — защитная.
Тромбоциты — кровяные пластинки, не имеющие ядра, участвуют в процессе свертывания крови, функционируют до 8 дней.
В специализированных кроветворных органах (красный костный мозг, селезенка, печень) образуются и развиваются форменные элементы крови, депонируется кровь и происходит разрушение клеток крови.
Красный костный мозг находится в губчатых костях и в диафизах трубчатых костей. Из стволовых клеток красного костного мозга образуются форменные элементы крови.
Селезенка осуществляет контроль крови. В селезенке происходит выявление и уничтожение отслуживших клеток крови (эритроцитов и лейкоцитов). Частично выполняет функции депо крови.
Печень во время эмбрионального развития продуцирует эритроциты. У взрослого человека в ней синтезируются белки, участвующие в свертывании крови. Выделяет продукты распада гемоглобина и накапливает железо, является депо крови (до 60% всей крови).
Министерство образования Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
О р д е н о в Л е н и н а и К р а с н о г о з н а м е н и
Балтийский государственный технический университет
“ВОЕНМЕХ”
им. Д.Ф. Устинова г. Санкт-Петербурга
(филиала в г. Бишкеке)
Кафедра “ “
Реферат
По курсу .
На тему “ ’’
Студента .
Группы: .
Преподаватель: .
Общая оценка: .
Бишкек 2008
1 Кровеносная система
2 Историческая справка
3 Круги кровообращения человека
4 Механизм кровообращения
4.1 Сердечный цикл
4.2 Артериальная система
4.3 Капилляры
4.4 Венозная система
5 Количественные показатели и их взаимосвязь
6 Литература
Кровообраще́ние - циркуляция крови по организму. Кровь приводится в движение сокращениями сердца и циркулирует по сосудам . Кровь снабжает ткани организма кислородом, питательными веществами, гормонами и доставляет продукты обмена веществ к органам их выделения. Обогащение крови кислородом происходит в легких, а насыщение питательными веществами - органах пищеварения . В печени и почках происходит нейтрализация и вывод продуктов метаболизма . Кровообращение регулируется гормонами и нервной системой . Различают малый (через легкие) и большой (через органы и ткани) круги кровообращения.
Кровообращение - важный фактор в жизнедеятельности организма человека и ряда животных. Кровь может выполнять свои разнообразные функции только находясь в постоянном движении.
Кровеносная система
Кровеносная система человека и многих животных состоит из сердца и сосудов , по которым кровь движется к тканям и органам, а затем возвращается в сердце. Крупные сосуды, по которым кровь движется к органам и тканям, называются артериями . Артерии разветвляются на более мелкии артерии, артериолы , и, наконец, на капилляры . По сосудам, называемым венами , кровь возвращается в сердце. Сердце четырёхкамерное и имеет два круга кровообращения.
Историческая справка
Еще исследователи далёкой древности предполагали, что в живых организмах все органы функционально связаны и оказывают влияние друг на друга. Высказывались самые различные предположения. Еще Гиппократ - отец медицины, и Аристотель - крупнейший греческий мыслитель, жившие почти 2500 лет назад, интересовались вопросами кровообращения и изучали его. Однако их представления были не совершенны и во многих случаях ошибочны. Венозные и артериальные кровеносные сосуды они представляли как две самостоятельные системы, не соединенные между собой. Считалось, что кровь движется только по венам, в артериях же находится воздух. Это обосновывали тем, что при вскрытии трупов людей и животных в венах кровь была, а артерии были пустые, без крови.
Это убеждение было опровергнуто в результате трудов римского исследователя и врача Клавдия Галена (130-200). Он экспериментально доказал, что кровь движется сердцем и по артериям, и по венам.
После Галена вплоть до ХVII века считали, что кровь из правого предсердия попадает в левое каким-то образом через перегородку.
В 1628 году английский физиолог, анатом и врач Уильям Гарвей (1578 - 1657 г.) опубликовал свой труд «Анатомическое исследование о движении сердца и крови у животных», в котором впервые в истории медицины экспериментально показал, что кровь движется от желудочков сердца по артериям и возвращается к предсердиям по венам. Несомненно, обстоятельством, которое более других привело Уильяма Гарвея к осознанию того, что кровь циркулирует, явилось наличие в венах клапанов, функционирование которых есть пассивный гидродинамический процесс. Он понял, что это могло бы иметь смысл только в том случае, если кровь в венах течет к сердцу, а не от него, как предположил Гален и как полагала европейская медицина до времен Гарвея . Гарвей был также первым, кто количественно оценил сердечный выброс у человека, и преимущественно благодаря этому, несмотря на огромную недооценку (1020,6 г, т.е. около 1 л/мин вместо 5 л/мин), скептики убедились, что артериальная кровь не может непрерывно создаваться в печени , и, следовательно, она должна циркулировать.Таким образом, им была построена современная схема кровообращения человека и других млекопитающих, включающая два круга (см. ниже). Невыясненным оставался вопрос о том, как кровь попадает из артерий в вены.
Занимательно, что именно в год публикации революционного труда Гарвея (1628) родился Марчелло Мальпиги , который 50 лет спустя открыл капилляры - звено кровеносных сосудов, которое соединяет артерии и вены, - и таким образом завершил описание замкнутой сосудистой системы.
Самые первые количественные измерения механических явлений в кровообращении были сделаны Стивеном Хейлзом (1677 - 1761 г.), который измерил артериальное и венозное кровяное давление, объем отдельных камер сердца и скорость вытекания крови из нескольких вен и артерий, продемонстрировав таким образом, что большая часть сопротивления течению крови приходится на область микроциркуляции. Он полагал, что вследствие упругости артерий течение крови в венах более или менее установившееся, а не пульсирующее, как в артериях.
Позже, в XVIII и XIX вв. ряд известных гидромехаников заинтересовались вопросами циркуляции крови и внесли существенный вклад в понимание этого процесса. Среди них были Эйлер , Даниил Бернулли (бывший на самом деле профессором анатомии) и Пуазейль (также врач; его пример особенно показывает, как попытка решить частную прикладную задачу может привести к развитию фундаментальной науки). Одним из крупнейших ученых-универсалов был Томас Юнг (1773 - 1829 г.), также врач, чьи исследования в оптике привели к принятию волновой теории света и пониманию восприятия цвета. Другая важная область исследований касается природы упругости, в частности свойств и функции упругих артерий; его теория распространения волн в упругих трубках до сих пор считается фундаментальным корректным описанием пульсового давления в артериях. Именно в его лекции по этому вопросу в Королевском обществе в Лондоне содержится явное заявление, что «вопрос о том, каким образом и в какой степени циркуляция крови зависит от мышечных и упругих сил сердца и артерий в предположении, что природа этих сил известна, должен стать просто вопросом наиболее усовершенствованных разделов теоретической гидравлики».
В XX в. было показано, что для венозного возврата (см. ниже) существенную роль играют так же сокращения скелетных мышц и присасывающее действие грудной клетки .
Круги кровообращения человека
Циркуляция крови через сердце. Малый круг кровообращения проходит через правое предсердие, правый желудочек, лёгочную артерию, сосуды лёгких, лёгочные вены. Большой круг проходит через левые предсердие и желудочек, аорту, сосуды органов, верхнюю и нижнюю полые вены. Направление движения крови регулируется клапанами сердца.
Кровообращение происходит по двум основным путям, называемым кругами: малому и большому кругу кровообращения.
По малому кругу кровь циркулирует через лёгкие. Движение крови по этому кругу начинается с сокращения правого предсердия , после чего кровь поступает в правый желудочек сердца, сокращение которого толкает кровь в легочной ствол . Циркуляция крови в этом направлении регулируется предсердно-желудочковой перегородкой и двумя клапанами : трёхстворчатым (между правым предсердием и правым желудочком), предотвращающим возврат крови в предсердие, и клапаном легочной артерии , предотвращающим возврат крови из легочного ствола в правый желудочек. Легочной ствол разветвляется до сети легочных капилляров , где кровь насыщается кислородом за счёт вентиляции лёгких . Затем кровь через легочные вены возвращается из лёгких в левое предсердие .
Большой круг кровообращения снабжает насыщенной кислородом кровью органы и ткани. Левое предсердие сокращается одновременно с правым и толкает кровь в левый желудочек . Из левого желудочка кровь поступает в аорту. Аорта разветвляется на артерии и артериолы , идущие в различные части организма и заканчивающиеся капиллярной сетью в органах и тканях. Циркуляция крови в этом направлении регулируется предсердно-желудочковой перегородкой, двустворчатым (митральным ) клапаном и клапаном аорты .
Таким образом, кровь движется по большому кругу кровообращения от левого желудочка до правого предсердия, а затем по малому кругу кровообращения от правого желудочка до левого предсердия.
Механизм кровообращения
Движение крови по сосудам осуществляется, главным образом, благодаря разности давлений между артериальной системой и венозной. Это утверждение полностью справедливо для артерий и артериол, в капиллярах и венах появляются вспомогательные механизмы, о которых ниже. Разность давлений создаётся ритмической работой сердца, перекачивающего кровь из вен в артерии. Поскольку давление в венах очень близко к нулю, эту разность можно принять, для практических целей, равной артериальному давлению .
Сердечный цикл
Правая половина сердца и левая работают синхронно. Для удобства изложения здесь будет рассмотрена работа левого сердца.
Cердечный цикл включает в себя общую диастолу (расслабление), систолу (сокращение) предсердий , систолу желудочков . Во время общей диастолы давление в полостях сердца близко к нулю, в аорте медленно понижается с систолического до диастолического, в норме у человека равными соответственно 120 и 80 мм рт. ст. Поскольку давление в аорте выше, чем в желудочке, аортальный клапан закрыт. Давление в крупных венах (центральное венозное давление, ЦВД) составляет 2-3 мм рт.ст., то есть чуть выше, чем в полостях сердца, так что кровь поступает в предсердия и, транзитом, в желудочки. Предсердно-желудочковые клапаны в это время открыты.
Во время систолы предсердий циркулярные мышцы предсердий пережимают вход из вен в предсердия, что препятствует обратному току крови, давление в предсердиях повышается до 8-10 мм.рт.ст., и кровь перемещается в желудочки.
Во время последующей систолы желудочков давление в них становится выше давления в предсердиях (которые начинают расслабляться), что приводит к закрытию предсердно-желудочковых клапанов. Внешним проявлением этого события является I тон сердца. Затем давление в желудочке превышает аортальное, в результате чего открывается клапан аорты и начинается изгнание крови из желудочка в артериальную систему. Расслабленное предсердие в это время заполняется кровью. Физиологическое значение предсердий главным образом состоит в роли промежуточного резервуара для крови, поступающей из венозной системы во время систолы желудочков.
В начале общей диастолы , давление в желудочке падает ниже аортального (закрытие аортального клапана, II тон), потом ниже давления в предсердиях и венах (открытие предсердно-желудочковых клапанов), желудочки снова начинают заполняться кровью.
Объем крови, выбрасываемый желудочком сердца за каждую систолу составляет 50-70 мл. Эта величина носит название ударный объем . Продолжительность сердечного цикла - 0.8 - 1 с., что дает частоту сердечных сокращений (ЧСС) 60-70 в минуту. Отсюда минутный объем кровотока, как нетрудно подсчитать, 3-4 л в минуту (минутный объем сердца, МОС).
Артериальная система
Артерии, которые почти не содержат гладких мышц, но имеют мощную эластическую оболочку, выполняют главным образом «буферную» роль, сглаживая перепады давлений между систолой и диастолой. Стенки артерий упруго растяжимы, что позволяет им принять дополнительный объем крови, «вбрасываемый» сердцем во время систолы, и лишь умеренно, на 50-60 мм.рт.ст. поднять давление. Во время диастолы, когда сердце ничего не перекачивает, именно упругое растяжение артериальных стенок поддерживает давление, не давая ему упасть до нуля, и тем самым обеспечивает непрерывность кровотока. Именно растяжение стенки сосуда воспринимается как удар пульса. Артериолы обладают развитой гладкой мускулатурой, благодаря которой способны активно менять свой просвет и, таким образом, регулировать сопротивление кровотоку. Именно на артериолы приходится наибольшее падение давления, и именно они определяют соотношение объёма кровотока и артериального давления. Соответственно, артериолы именуют резистивными сосудами.
Капилляры
Капилляры характеризуются тем, что их сосудистая стенка представлена одним слоем клеток, так что они высоко проницаемы для всех растворенных в плазме крови низкомолекулярных веществ. Здесь происходит обмен веществ между тканевой жидкостью и плазмой крови.
Венозная система
От органов кровь возвращается через посткапилляры в венулы и вены в правое предсердие по верхней и нижней полым венам, а также коронарным венам (венам, возвращающим кровь от сердечной мышцы).
Венозный возврат осуществляется по нескольким механизмам. Во-первых, благодаря перепаду давлений на конце капилляра (примерно 25 мм.рт.ст.) и предсердий (около 0). Во-вторых, для вен скелетных мышц важно, что при сокращении мышцы давление «извне» превышает давление в вене, так что кровь «выжимается» из вен сократившейся мышцы. Присутствие же венозных клапанов определяет направление движения крови при этом - от артериального конца к венозному. Этот механизм особенно важен для вен нижних конечностей, поскольку здесь кровь по венам поднимается, преодолевая гравитацию. В-третьих, присасывающая роль грудной клетки. Во время вдоха давление в грудной клетке падает ниже атмосферного (которое мы принимаем за ноль), что обеспечивает дополнительный механизм возврата крови. Величина просвета вен, а соответственно и их объем, значительно превышают таковые артерий. Кроме того, гладкие мышцы вен обеспечивают изменение их объёма в весьма широких пределах, приспосабливая их ёмкость к меняющемуся объёму циркулирующей крови. поэтому физиологическая роль вен определяется как «ёмкостные сосуды».
Количественные показатели и их взаимосвязь
Ударный объём сердца (V contr)- Объём, который левый желудочек выбрасывает в аорту
(а правый - в легочный ствол) за одно сокращение. У человека равен 50-70 мл.
Минутный объем кровотока (V minute) - объём крови, проходящий через поперечное сечение аорты (и лёгочного ствола) за минуту.
Частота сердечных сокращений (Freq) - число сокращений сердца в минуту.
Легко видеть, что
(1) V minute = V contr * Freq (1)
Артериальное давление - давление крови в крупных артериях.
Систолическое давление - наивысшее давление во время сердечного цикла, достигаемое к концу систолы.
Диастолическое давление - самое низкое давление во время сердечного цикла, достигается в конце диастолы желудочков.
Пульсовое давление - разность между систолическим и диастолическим.
Среднее артериальное давление (P mean) проще всего определить в виде формулы. Итак, если артериальное давление во время сердечного цикла является функцией от времени, то
(2)
где t begin и t end - время начала и конца сердечного цикла, соответственно.
Физиологический смысл этой величины: это такое эквивалентное давление, что, будь оно постоянным, минутный объем кровотока не отличался бы от наблюдаемого в действительности.
Общее периферическое сопротивление - сопротивление, которое сосудистая система оказывает кровотоку. Прямо оно измерено быть не может, но может быть вычислено, исходя из минутного объёма и среднего артериального давления.
Минутный объём кровотока равен отношению среднего артериального давления к периферическому сопротивлению.
Это утверждение является одним из центральных законов гемодинамики.
Сопротивление одного сосуда с жесткими стенками определяется законом Пуазейля:
где η - вязкость жидкости, R - радиус и L - длина сосуда.
Для последовательно включенных сосудов, сопротивления складываются:
(5)
Для параллельных, складываются проводимости:
(6)
Таким образом, общее периферическое сопротивление зависит от длины сосудов, числа параллельно включенных сосудов и радиуса сосудов. Понятно, что не существует практического способа узнать все эти величины, кроме того, стенки сосудов не являются жесткими, а кровь не ведет себя как классическая Ньютоновская жидкость с постоянной вязкостью. В силу этого, как отмечал В. А. Лищук в «Математической теории кровообращения», «закон Пуазейля имеет для кровообращения скорее иллюстративную, чем конструктивную роль». Тем не менее, понятно, что из всех факторов, определяющих периферическое сопротивление, наибольшее значение имеет радиус сосудов (длина в формуле стоит в 1-й степени, радиус же - в 4-й), и что этот же фактор - единственный, способный к физиологической регуляции. Количество и длина сосудов постоянны, радиус же может меняться в зависимости от тонуса сосудов, главным образом, артериол .
С учётом формул (1), (3) и природы периферического сопротивления, становится понятно, что среднее артериальное давление зависит от объёмного кровотока, который определяется главным образом сердцем (см. (1)) и тонуса сосудов, преимущественно артериол.
Литература
Аринчин Н. И., Борисевич Г. Ф. Микронасосная деятельность скелетных мышц при их растяжении.- Мн.: Наука и техника, 1986 - 112 с.
2. Лищук В.А. Математическая теория кровообращения. - 1991.
3. Р.Д. Синельников. Атлас анатомии человека Т.3 –Москва «Медицина» 1994.
4. Привес М.Я. Анатомия человека. - Москва «Медицина» 1988.
Кровеносная система человека (3)
Реферат >> Биология5.4. Ëèìôàòè÷åñêèå ñòâîëû è ïðîòîêè - îáùèå ñâåäåíèÿ 5.5. Ôèçèîëîãèÿ ëèìôàòè÷åñêîé ñèñòåìû КРОВЕНОСНАЯ СИСТЕМА Кровеносной системой называется система сосудов и полостей, по которым происходит циркуляция крови. Посредством кровеносной системы клетки...
Признаки гомеостаза кровеносной системы человека
Реферат >> БиологияСостоит из одинаковых члеников; б) кровеносная система - сердце и сосуды; в) нервная система – окологлоточный узел и брюшная... выделения; б) строение органов пищеварения; в) строение кровеносной системы ; г) расположение мышц; д) способ питания. Ответ...
Характеристика сосудистой системы
Реферат >> Медицина, здоровьеТех превращений, которым подвергается кровеносная система зародыша. Иначе говоря, кровеносные сосуды обнаруживают в течение... только с органами костной системы . Развитие Для понимания строения
