Физиология сердечнососудистой системы

Основная функция сердечнососудистой системы - доставка кислорода и питательных веществ к органам и тканям и удаление из них «отходов производства» - углекислого газа, продуктов распада белков и т. д. Человек не может долго жить без пищи, и точно так же не могут обойтись без питания наши органы и ткани. Поэтому даже кратковременная остановка кровоснабжения органа быстро приводит к развитию в нем необратимых изменений. В нервной системе такие изменения происходят уже через пять минут после прекращения кровотока.

Устроена сердечнососудистая система достаточно просто. Если сравнить ее с механизмом, то сердце выступает в роли насоса, благодаря работе которого обеспечивается движение крови в сосудах. Миокард - это один из трех слоев (средний), образующих стенку сердца. Миокард - мышца, способная развивать значительное напряжение. Внутренняя поверхность сердца и сосудов покрыта слоем клеток (эндотелий), препятствующих образованию сгустков крови (тромбов) в камерах сердца. Наружная оболочка сердца состоит из двух листков (перикард) с очень гладкой поверхностью, обеспечивающей свободное сокращение и расслабление сердца при изменениях его объема.

Сердце разделено перегородкой на две части, которые не сообщаются друг с другом напрямую. Каждая часть, или отдел, сердца состоит из предсердия и желудочков. Кровь поступает из венозных сосудов в предсердия, а оттуда - в желудочки. В желудочках есть специальные клапаны, благодаря которым кровь может течь только в одном направлении, а именно - из предсердий в желудочки. Такие клапаны есть и на входе, и на выходе желудочков. В левое предсердие поступает кровь из малого круга кровообращения, которая затем перетекает в аорту. В правое предсердие поступает кровь из большого круга кровообращения, направляемая в легочную артерию. Клапаны сердца сокращаются и расслабляются (а, следовательно, открываются и закрываются) в определенной последовательности - так, чтобы обеспечить достаточное поступление крови в аорту и легочную артерию. В начале сокращения желудочков из-за повышения в их полостях давления закрываются предсердно-желудочковые клапаны и открываются клапаны аорты и легочной артерии. Это обеспечивает поступление крови в аорту и легочную артерию. В это время предсердия находятся в состоянии расслабления и выполняют функцию своеобразных резервуаров, в которых накапливается поступающая к сердцу кровь. После сокращения желудочков в них начинается период расслабления. Давление в полости желудочков резко уменьшается. Клапаны аорты и легочной артерии захлопываются, поскольку давление в этих сосудах становится значительно выше, чем в желудочках. Разница давлений в предсердиях и желудочках приводит к открытию предсердно-желудочковых клапанов, и кровь из предсердий поступает в желудочки.

Координированная деятельность сердца обеспечивается специальными импульсами, вырабатываемыми в синусовом узле, расположенном в месте впадения полых вен в правое предсердие. Возникший в синусовом узле импульс вначале распространяется по предсердиям, что приводит к возбуждению и сокращению мышц предсердий, а затем по специальной проводящей системе импульс поступает в желудочки, вызывая их сокращение. При сокращении левого желудочка насыщенная кислородом кровь поступает в аорту и по системе сосудов более мелкого диаметра (артериям) распределяется по всем органам и тканям организма. По мере деления артерий их диаметр постепенно уменьшается. Конечным звеном артериального русла являются капилляры, имеющие очень тонкую стенку. Количество капилляров в организме велико, и их поверхность составляет около тысячи квадратных метров. Большая площадь поверхности капилляров с тонкой стенкой позволяет за очень короткий период времени (кровь находится в артериальной части капилляра не более одной-двух секунд) кислороду и необходимым для жизнедеятельности тканей веществам (белки, аминокислоты, глюкоза, электролиты и др.) покинуть капилляр и перейти в ткани. В то же время из тканей в кровь поступают углекислота и продукты метаболизма клеток. Таким образом, на уровне капилляров происходят изменения состава крови - артериальная кровь, отдав часть кислорода и приняв из тканей углекислоту, превращается в венозную кровь. Кровь из венозного участка капилляров поступает в мелкие венозные сосуды, при слиянии которых образуются более крупные вены, и по двум большим венам она вновь возвращается в сердце (в правое предсердие).

Система сосудов, включающая легочную артерию, ее разветвления и вены, непосредственно впадающие в левое предсердие, образует малый круг кровообращения. Большим кругом кровообращения называется система сосудов, обеспечивающих передвижение крови из левых отделов сердца в правые. Движение крови в большом круге кровообращения обусловлено сокращениями левого желудочка, создающими достаточно высокое давление в начальном отделе аорты (около 110 мм рт. ст.). По мере удаления от сердца давление в артериальных сосудах уменьшается. В артериальном участке капилляров оно составляет всего 30 мм рт. ст., в мелких венах - 10 мм рт. ст. Давление в крупных венах не превышает 2 мм рт. ст., а в венах, непосредственно впадающих в правое предсердие, может быть даже отрицательным. Поэтому возврат венозной крови в сердце осуществляется как за счет разницы давления между венозными капиллярами и крупными венами, так и за счет присасывающего действия грудной клетки, где во время вдоха создается отрицательное давление. Из правого предсердия кровь поступает в правый желудочек, а из него - в легочную артерию. В легких она разветвляется на более мелкие сосуды, заканчивающиеся капиллярами. Легочные капилляры окружают альвеолы (небольшие тонкостенные полости), куда во время вдоха поступает воздух из бронхов. Площадь альвеол у человека составляет сорок квадратных метров. Это обеспечивает возможность очень быстрого газообмена: из альвеол в кровь поступает кислород, из крови в альвеолярный воздух - углекислота. Обогащенная в легких кислородом кровь возвращается в левое предсердие, а из него - в левый желудочек и аорту.

Малый и большой круг кровообращения различаются не только по своему функциональному назначению, но и по ряду других особенностей. Так, протяженность сосудов большого круга кровообращения значительно больше, чем малого. Кроме того, давление в аорте у здорового человека приблизительно в десять раз выше, чем в легочной артерии. Разница в давлении обеспечивается более мощной мышцей левого желудочка. Миокард левого желудочка в пять раз толще миокарда правого желудочка, а масса мышцы левого желудочка сердца в три-четыре раза превышает массу мышцы правого.

Сокращение сердца - это активный процесс, требующий затрат энергии. Работа сердца (сокращение его мышц) обеспечивается взаимодействием двух белков - актина и миозина. При сокращении миокарда эти белки как бы скользят относительно друг друга, что и приводит к уменьшению размера сердца. Взаимодействие актина и миозина возможно лишь при использовании энергии, освобождающейся при распаде богатых энергией фосфорсодержащих соединений. За сокращением желудочков следует период прекращения их механической активности и расслабления миокарда. В это время происходит заполнение желудочков кровью, поступающей из предсердий, и восстановление запасов богатых энергией соединений, необходимых для следующего сокращения сердца. Источником энергии является окисление поступающих в сердце с кровью аминокислот, глюкозы и других соединений.

В спокойном состоянии сердце человека перекачивает от 5 до 8 литров крови в минуту, то есть примерно 7500 литров в сутки. При значительных физических нагрузках работа сердца резко возрастает. У спортсменов, например, минутный объем кровообращения во время соревнований может достигать от 14 до 20 литров. В таких условиях сердцу требуется больше кислорода, что достигается путем расширения коронарных артерий.

Особенность физиологии сердца состоит в неравномерности кровоснабжения во времени. В период сокращения (на языке науки - систолы) сердечная мышца сдавливает проходящие в ней артерии, а в фазу расслабления (диастолы) кровоток по мелким артериям осуществляется в полном объеме. Именно по этой причине даже небольшие изменения коронарных артерий могут стать причиной недостаточного кровоснабжения сердечной мышцы и привести к возникновению такого заболевания, как стенокардия (народное название - грудная жаба), или даже к инфаркту миокарда.

Сердце обеспечивает определенное давление в сосудах, без которого невозможна нормальная доставка крови к внутренним органам. У здорового человека артериальное давление в условиях покоя практически неизменно. При этом максимальное (систолическое) давление не должно превышать 140, а минимальное (диастолическое) - 90 мм рт. ст.

Постоянное давление в крупных сосудах поддерживается благодаря взаимодействию двух факторов: количества поступающей в минуту крови и сопротивления, оказываемого току крови сосудами. Сопротивление кровотоку определяется в основном напряжением (тонусом) мелких артерий, которые способны активно изменять свой просвет (объем) и таким образом регулировать количество поступающей в ткань крови. У здорового человека контроль артериального давления осуществляется автоматически. При физическом и эмоциональном напряжении (стрессе) «автопилот» отключается, и артериальное давление повышается, однако по окончании напряжения оно быстро возвращается к исходному уровню, то есть норме.

Пожалуйста, прокомментируйте опубликованный на данной странице материал и поделитесь своим опытом. Нам важно ваше мнение!