Закономерность движения крови по кругам кровообращения была открыта Гарвеем (1628). Впоследствии учение о физиологии и анатомии кровеносных сосудов обогатилось многочисленными данными, раскрывшими механизм общего и регионарного кровоснабжения органов.
У леших животных и человека, имеющих четырехкамерное сердце, различают большой, малый и сердечный круги кровообращения (рис. 367). Центральное место в кровообращении занимает сердце.
367. Схема кровообращения (по Кишш, Сентаготаи).
1 - общая сонная артерия;
2 - дуга аорты;
3 - легочная артерия;
4 - легочная вена;
5 - левый желудочек;
6 - правый желудочек;
7 - чревный ствол;
8 - верхняя брыжеечная артерия;
9 - нижняя брыжеечная артерия;
10 - нижняя полая вена;
11 - аорта;
12 - общая подвздошная артерия;
13 - общая подвздошная вена;
14 - бедренная вена. 15 - воротная вена;
16 - печеночные вены;
17 - подключичная вена;
18 - верхняя полая вена;
19 - внутренняя яремная вена.
Малый круг кровообращения (легочный)
Венозная кровь из правого предсердия через правое предсердно-желудочковое отверстие переходит в правый желудочек, который, сокращаясь, выталкивает кровь в легочный ствол. Он разделяется на правую и левую легочные артерии, проникающие в легкие. В легочной ткани легочные артерии разделяются на капилляры, окружающие каждую альвеолу. После освобождения эритроцитами углекислоты и обогащения их кислородом венозная кровь превращается в артериальную. Артериальная кровь по четырем легочным венам (в каждом легком две вены) притекает в левое предсердие, затем через левое предсердно-желудочковое отверстие переходит в левый желудочек. От левого желудочка начинается большой круг кровообращения.
Большой круг кровообращения
Артериальная кровь из левого желудочка во время его сокращения выбрасывается в аорту. Аорта распадается на артерии, снабжающие кровью конечности, туловище,. все внутренние органы и заканчивающиеся капиллярами. Из крови капилляров в ткани выходят питательные вещества, вода, соли и кислород, резорбируются продукты обмена и углекислота. Капилляры собираются в венулы, где и начинается венозная система сосудов, представляющая корни верхней и нижней полых вен. Венозная кровь по этим венам попадает в правое предсердие, где и заканчивается большой круг кровообращения.
Сердечный круг кровообращения
Этот круг кровообращения начинается от аорты двумя венечными сердечными артериями, по которым кровь поступает во все слои и части сердца, а затем собирается по мелким венам в венозный венечный синус. Этот сосуд широким устьем открывается в правое, предсердие. Часть мелких вен стенки сердца непосредственно открывается в полость правых предсердия и желудочка сердца.
Ведь стыдно будущим врачам не знать основу основ — круги кровообращения. Не владея этой информацией и пониманием того, как движется кровь по организму, невозможно понять механизм развития заболеваний сосудов и сердца, объяснить патологические процессы, которые протекают в сердце при том или ином поражении. Не зная круги кровообращения невозможно работать врачом. Эта информация не помешает и простому обывателю, ведь знания о собственном организме никогда не бывают лишними.
1 Большое путешествие
Чтобы лучше представлять себе как устроен большой круг кровообращения, пофантазируем немного? Представим, что все сосуды организма — реки, а сердце — бухта, в залив которой попадают все протоки рек. Отправляемся в путешествие: наш корабль начинает большое плавание. Из левого желудочка плывем в аорту — главный сосуд человеческого организма. Именно здесь берет начало большой круг кровообращения.
В аорте протекает кровь, насыщенная кислородом, ведь аортальная кровь распределяется по всему человеческому организму. Аорта отдает ветви, словно река притоки, которые кровоснабжают головной мозг, все органы. Артерии ветвятся до артериол, а те в свою очередь отдают капилляры. Яркая, артериальная кровь отдает клеткам кислород, нутриенты, и забирает продукты обмена клеточной жизни.
Капилляры организуются в венулы, которые несут кровь темного, вишневого цвета, ведь она отдала кислород клеткам. Венулы собираются в более крупные вены. Наш корабль завершает свое путешествие по двум крупнейшим «рекам» — верхней и нижней полым венам — попадает в правое предсердие. Путь окончен. Схематично представить большой круг можно так: начало — левый желудочек и аорта, окончание — полые вены и правое предсердие.
2 Малое путешествие
Что же представляет собой малый круг кровообращения? Отправляемся во второе путешествие! Наш корабль берет начало из правого желудочка, от которого отходит легочный ствол. Помните, что завершая большой круг кровообращения, мы пришвартовались в правом предсердии? Из него венозная кровь вытекает в правый желудочек, а затем, при сердечном сокращении, выталкивается в сосуд, от него отходящий — легочный ствол. Этот сосуд направляется к легким, где раздваивается на легочные артерии, а затем и на капилляры.
Капилляры окутывают бронхи и альвеолы легких, отдают углекислый газ и продукты обмена и обогащаются живительным кислородом. Капилляры организуются в венулы, выходя из легких, а затем и в более крупные легочные вены. Мы привыкли к тому, что в венах течет венозная кровь. Только не в легочных! Эти вены богаты артериальной, ярко-алой, обогащенной О2,кровью. По легочным венам наш корабль приплывает в бухту, где его путешествие завершается — в левое предсердие.
Итак, начало малого круга — правый желудочек и легочный ствол, окончание – легочные вены и левое предсердие. Более подробное описание следующее: легочный ствол делится на две легочные артерии, которые в свою очередь ветвятся на сеть капилляров, словно паутиной огибающие альвеолы, где и происходит газообмен, затем капилляры собираются в венулы и легочные вены, впадающие в левую верхнюю сердечную камеру сердца.
3 Исторические факты
Разобравшись с отделами кровообращения, кажется, что ничего сложного в их строении нет. Все просто, логично, понятно. Кровь выходит из сердца, собирает продукты обмена и СО2 от клеток всего тела, насыщает их кислородом, возвращается снова к сердцу уже венозная кровь, которая проходя через естественные «фильтры» организма — легкие, становится снова артериальной. Но, чтобы изучить и понять движение тока крови в организме потребовалось немало столетий. Гален ошибочно предполагал, что артерии содержат не кровь, а воздух.
Данную позицию на сегодняшний день можно объяснить тем, что в те времена изучали сосуды лишь на трупах, а в мертвом теле артерии обескровлены, а вены, напротив, полнокровны. Считалось, что кровь производится в печени, а в органах она расходуется. Мигель Сервет в XVI веке высказал предположение о том, что «дух жизни берет начало в левом сердечном желудочке, содействуют этому легкие, где происходит перемешивание воздуха и крови, поступающей из правого сердечного желудочка», таким образом, ученый распознал и описал впервые малый круг.
Но на открытие Сервета практически не обратили никакого внимания. Отцом системы кровообращения считается Гарвей, который уже в 1616 г. писал в своих трудах о том, что кровь «кружит по организму». Много лет он изучал движение крови, и в 1628 году опубликовал труд, ставший классикой, и перечеркнувший все представления о кровообращении Галена, в этом труде были изложены круги кровообращения.
Не обнаружил Гарвей лишь капилляры, открытые позже, ученым Мальпиги, который дополнил знания о «кругах жизни» связующим капиллярным звеном между артериолами и венулами. Помог открыть капилляры ученому микроскоп, который давал увеличение до 180 раз. Открытие Гарвея было встречено с критикой и оспариванием великими умами тех времен, многие ученые были не согласны с открытием Гарвея.
Но даже сегодня, читая его труды, удивляешься, насколько точно и подробно для того времени ученый описал работу сердца и движение крови по сосудам: «Сердце, совершая работу, сначала производит движение, а затем отдыхает у всех животных, пока те еще живы. В момент сокращения, оно выдавливает из себя кровь, сердце опорожняется в момент сокращения». Также подробно были описаны круги кровообращения, за тем исключением, что Гарвей не мог наблюдать капилляры, но он точно описал, что кровь собирается из органов и течет обратно к сердцу?
Но как же происходит переход от артерий к венам? Этот вопрос не давал Гарвею покоя. Мальпиги раскрыл данный секрет человеческого организма, обнаружив капиллярное кровообращение. Обидно, что Гарвей не дожил несколько лет до данного открытия, ведь открытие капилляров со 100% достоверностью подтверждало правдивость учений Гарвея. Великому ученому не довелось ощутить всю полноту торжества от своего открытия, но мы помним о нем и его огромном вкладе в развитие анатомии и знаний о природе человеческого тела.
4 От большего к меньшему
Хотелось бы остановиться на главных элементах кругов кровообращения, являющихся их каркасом, по которым движется кровь — сосудах. Артерии — сосуды, несущие кровь от сердца. Аорта — самая главная и важная артерия организма, она самая крупная — около 25 мм в диаметре, именно по ней кровь поступает к другим, отходящим от нее сосудам и доставляется к органам, тканям, клеткам.
Исключение: легочные артерии несут не богатую О2 кровь, а насыщенную СО2 к легким.
Вены — это сосуды, несущие кровь к сердцу, их стенки легко растяжимы, диаметр полых вен — около 30 мм, а мелких — 4-5 мм. Кровь в них темная, цвета спелой вишни, насыщенная продуктами обмена.
Исключение: легочные вены — единственные в организме, по которым течет артериальная кровь.
Капилляры — тончайшие сосуды, состоящие всего из одного слоя клеток. Однослойное строение позволяет происходить газообмену, обмену полезными и вредными продуктами между клетками и непосредственно капиллярами.
Диаметр данных сосудов всего лишь 0,006 мм в среднем, а длина не более 1 мм. Вот какие они маленькие! Однако, если суммировать длину всех капилляров воедино, мы получим весьма существенную цифру — 100 тыс. км… Наше тело внутри окутано ими словно паутиной. И неудивительно — ведь каждая клеточка организма нуждается в кислороде и нутриентах, а обеспечить поступление этих веществ могут капилляры. Все сосуды, и самые крупные и мельчайшие капилляры, образуют замкнутую систему, а точнее две системы — вышеупомянутые круги кровообращения.
5 Важные функции
Для чего нужны круги кровообращения? Роль их невозможно переоценить. Как жизнь на Земле невозможна без водных ресурсов, так и человеческая жизнь невозможно без системы кровообращения. Основная роль большого круга заключается:
- Обеспечение кислородом каждой клетки человеческого организма;
- Поступление нутриентов из системы пищеварения в кровь;
- Фильтрации из крови в выделительные органы продуктов жизнедеятельности.
Роль малого круга ничуть не менее важна, чем вышеописанные: выведение С02 из организма и продуктов обмена.
Знания о строении собственного тела никогда не бывают лишними, знания о том, как функционируют отделы кровообращения подводит к лучшему пониманию работы организма, а также формирует представление о единстве и целостности органов и систем, связующим звеном которых несомненно является кровяное русло, организованное в круги кровообращения.
Кровообращение - это непрерывное движение крови по замкнутой сердечно-сосудистой системе, обеспечивающее жизненно важные функции организма. Сердечно-сосудистая система включает такие органы, как сердце и кровеносные сосуды.
Сердце
Сердце - центральный орган кровообращения, обеспечивающий движение крови по сосудам.
Сердце представляет собой полый четырех камерный мышечный орган, имеющий форму конуса, расположенный в грудной полости, в средостении. Он делится на правую и левую половины сплошной перегородкой. Каждая из половин состоит из двух отделов: предсердия и желудочка, соединяющихся между собой отверстием, которое закрывается створчатым клапаном. В левой половине клапан состоит из двух створок, в правой — из трех. Клапаны открываются в сторону желудочков. Этому способствуют сухожильные нити, которые одним концом прикрепляются к створкам клапанов, а другим - к сосочковым мышцам, расположенным на стенках желудочков. Во время сокращения желудочков сухожильные нити не дают выворачиваться клапанам в сторону предсердия. В правое предсердие кровь поступает из верхней я нижней полых вен и венечных вен самого сердца, в левое предсердие впадают четыре легочные вены.
Желудочки дают начало сосудам: правый - легочному стволу, который делится па две ветви и несет венозную кровь в правое и левое легкое, то есть в малый круг кровообращения; левый желудочек дает начало левой дуге аорты, но которой артериальная кровь поступает в большой круг кровообращения. На границе левого желудочка и аорты, правого желудочка и легочного ствола имеются полулунные клапаны (по три створки в каждом). Они закрывают просветы аорты и легочного ствола и пропускают кровь из желудочков в сосуды, но препятствуют обратному току крови из сосудов в желудочки.
Стенка сердца состоит из трех слоев: внутреннего - эндокарда, образованного клетками эпителия, среднего - миокарда, мышечного и наружного - эпикарда, состоящего из соединительной ткани.
Сердце свободно лежит в околосердечной сумке из соединительной ткани, где постоянно присутствует жидкость, увлажняющая поверхность сердца и обеспечивающая его свободное сокращение. Основная часть стенки сердца - мышечная. Чем больше сила сокращения мышц, тем мощнее развит мышечный слой сердца, так, наибольшая толщина стенок в левом желудочке (10–15 мм), стенки правого желудочка тоньше (5–8 мм), еще тоньше стенки предсердий (23 мм).
По структуре сердечная мышца схожа с поперечно полосатыми мышцами, но отличается от них способностью автоматически ритмично сокращаться благодаря импульсам, возникающим в самом сердце независимо от внешних условий - автоматия сердца. Это связано с особыми нервными клетками, залегающими в сердечной мышце, в которых ритмично возникают возбуждения. Автоматическое сокращение сердца продолжается и при его изоляции от организма.
Нормальный обмен веществ в организме обеспечивается непрерывным движением крови. Кровь в сердечно сосудистой системе тенет только в одном направлении: от левого желудочка через большой круг кровообращения она поступает в правое предсердие, затем в правый желудочек и далее через малый круг кровообращения возвращается в левое предсердие, а из него - в левый желудочек. Это движение крови обусловливается работой сердца благодаря последовательному чередованию сокращений и расслаблений сердечной мышцы.
В работе сердца различают три фазы: первая - сокращение предсердий, вторая - сокращение желудочков (систола), третья - одновременное расслабление предсердий и желудочков, диастола, или пауза. Сердце сокращается ритмично около 70–75 раз в минуту в состоянии покоя организма, или 1 раз в 0,8 сек. Из этого времени на сокращение предсердий приходится 0,1 сек, на сокращение желудочков - 0,3 сек, а общая пауза сердца длится 0,4 сек.
Период от одного сокращения предсердий до другого называют сердечным циклом. Непрерывная деятельность сердца складывается из циклов, каждый из которых состоит из сокращения (систолы) и расслабления (диастолы). Сердечная мышца величиной с кулак и весом около 300 г, непрерывно работая в течение десятилетий, сокращается около 100 тыс. раз в сутки и перекачивает при этом более 10 тыс. литров крови. Такая высокая работоспособность сердца обусловлена усиленным его кровоснабжением и высоким уровнем происходящих в нем процессов обмена веществ.
Нервная и гуморальная регуляция деятельности сердца согласует его работу с потребностями организма в каждый данный момент независимо от нашей воли.
Сердце как рабочий орган регулируется нервной системой в соответствии с воздействиями внешней и внутренней среды. Иннервация проходит с участием вегетативной нервной системы. Однако пара нервов (симпатические волокна) при раздражении усиливает и учащает сердечные сокращения. При раздражении другой пары нервов (парасимпатических, или блуждающих), импульсы, поступающие к сердцу, ослабляют его деятельность.
Деятельность сердца находится также и под влиянием гуморальной регуляции. Так, адреналин, вырабатываемый надпочечниками, оказывает на сердце такое же воздействие, как и симпатические нервы, а повышение содержания в крови калия тормозит работу сердца, так же, как и парасимпатические (блуждающие) нервы.
Кровообращение
Движение крови по сосудам называется кровообращением. Только находясь постоянно в движении, кровь осуществляет свои основные функции: доставку питательных веществ и газов и выведение из тканей и органов конечных продуктов распада.
Кровь движется по кровеносным сосудам - полым трубкам различного диаметра, которые, не прерываясь, переходят в другие, образуя замкнутую кровеносную систему.
Три вида сосудов кровеносной системы
Различают три вида сосудов: артерии, вены и капилляры. Артериями называют сосуды, по которым кровь течет от сердца к органам. Самый крупный из них - аорта. В органах артерии ветвятся на сосуды более мелкого диаметра - артериолы, которые в свою очередь распадаются на капилляры . Перемещаясь по капиллярам, артериальная кровь постепенно превращается в венозную, которая течет по венам .
Два круга кровообращения
Все артерии, вены и капилляры в организме человека объединяются в два круга кровообращения: большой и малый. Большой круг кровообращения начинается в левом желудочке и заканчивается в правом предсердии. Малый круг кровообращения начинается в правом желудочке и оканчивается в левом предсердии.
Кровь движется по сосудам за счет ритмичной работы сердца, а также разницы давления в сосудах при выходе крови из сердца и в венах - при возвращении ее в сердце. Ритмические колебания диаметра артериальных сосудов, вызываемые работой сердца, называются пульсом .
По пульсу легко определить количество сокращений сердца в минуту. Скорость распространения пульсовой волны около 10 м/с.
Скорость тока крови в сосудах составляет в аорте около 0,5 м/с, а в капиллярах всего лишь 0,5 мм/с. Благодаря столь малой скорости течения крови в капиллярах кровь успевает отдавать кислород и питательные вещества тканям и принять продукты их жизнедеятельности. Замедление тока крови в капиллярах объясняется тем, что их количество огромно (около 40 млрд.) и, несмотря на микроскопические размеры, их суммарный просвет в 800 раз больше просвета аорты. В венах, с их укрупнением по мере приближения к сердцу, суммарный просвет кровяного русла уменьшается, и скорость тока крови увеличивается.
Кровяное давление
При выбрасывании очередной порции крови из сердца в аорту и в легочную артерию в них создается высокое кровяное давление. Кровяное давление повышается, когда сердце, сокращаясь чаще и сильнее, выбрасывает в аорту больше крови, а также при сужении артериол.
Если артерии расширяются, кровяное давление падает. На величину кровяного давления влияет также количество циркулирующей крови и ее вязкость. По мере удаления от сердца давление крови уменьшается и становится наименьшим в венах. Разность между высоким давлением крови в аорте и легочной артерии и низким, даже отрицательным давлением в полых и легочных венах обеспечивает непрерывный ток крови по всему кругу кровообращения.
У здоровых: людей в состоянии покоя максимальное кровяное давление в плечевой артерии составляет в норме около 120 мм рт. ст., а минимальное - 70–80 мм рт. ст.
Стойкое повышение кровяного давления в состоянии покоя организма называется гипертонией, а его понижение - гипотонией. В обоих случаях нарушается кровоснабжение органов, ухудшаются условия их работы.
Первая помощь при кровопотерях
Первая помощь при кровопотерях определяется характером кровотечения, которое может быть артериальным, венозным или капиллярным.
Самое опасное артериальное кровотечение, возникающее при ранении артерий, при этом кровь - ярко-алого цвета и бьет сильной струей (ключом).Если повреждена рука или нога, необходимо поднять конечность, держать ее в согнутом положении, а поврежденную артерию прижать пальцем выше места ранения (ближе к сердцу); затем надо наложить тугую повязку из бинта, полотенца, куска материи выше места ранения (тоже ближе к сердцу). Тугую повязку нельзя оставлять более полутора часов, поэтому пострадавшего необходимо как можно скорее доставить в медицинское учреждение.
При венозном кровотечении вытекающая кровь более темного цвета; для его остановки поврежденную вену прижимают пальцем в месте ранения, руку или ногу перевязывают ниже его (дальше от сердца).
При небольшой ране появляется капиллярное кровотечение, для прекращения которого достаточно наложить тугую стерильную повязку. Кровотечение остановится вследствие образования кровяного сгустка.
Лимфообращение
Лимфообращением называется, движете лимфы по сосудам. Лимфатическая система способствует дополнительному оттоку жидкости из органов. Движение лимфы очень медленное (03 мм/мин). Она движется в одном направлении - от органов к сердцу. Лимфатические капилляры переходят в более крупные сосуды, которые собираются в правый и левый грудные протоки, впадающие в крупные вены. По ходу лимфатических сосудов располагаются лимфатические узлы: в паху, в подколенной и подмышечной впадинах, под нижней челюстью.
В составе лимфатических узлов находятся клетки (лимфоциты), обладающие фагоцитарной функцией. Они обезвреживают микробы и утилизируют чужеродные вещества, проникшие в лимфу, в результате чего лимфатические узлы припухают, становясь болезненными. Миндалины - лимфоидные скопления в области зева. Иногда в них сохраняются болезнетворные микроорганизмы, продукты обмена которых отрицательно влияют на функцию внутренних органов. Часто прибегают к удалению миндалин хирургическим путем.
В нашем организме кровь непрерывно движется по замкнутой системе сосудов в строго определенном направлении. Это непрерывное движение крови называется кровообращением . Кровеносная система человека замкнутая и имеет 2 круга кровообращения: большой и малый. Основным органом, обеспечивающим движение крови, является сердце.
Кровеносная система состоит из сердца и сосудов . Сосуды бывают трех типов: артерии, вены, капилляры.
Сердце – полый мышечный орган (масса около 300 грамм) размером приблизительно с кулак, расположен в грудной полости слева. Сердце окружено околосердечной сумкой, образованной соединительной тканью. Между сердцем и околосердечной сумкой находится жидкость, уменьшающая трение. У человека четырехкамерное сердце. Поперечная перегородка делит его на левую и правую половину, каждая из которых разделена клапанами ни предсердие и желудочек. Стенки предсердий тоньше, чем стенки желудочков. Стенки левого желудочка толще, чем стенки правого, так как он совершает большую работу, выталкивая кровь в большой круг кровообращения. На границе между предсердиями и желудочками находятся створчатые клапаны, которые препятствуют обратному току крови.
Сердце окружено околосердечной сумкой (перикардом). Левое предсердие отделено от левого желудочка двустворчатым клапаном, а правое предсердие от правого желудочка – трехстворчатым клапаном.
К створкам клапанов со стороны желудочков прикреплены прочные сухожильные нити. Такая их конструкция не позволяет крови двигаться из желудочков в предсердие при сокращении желудочка. У основания легочной артерии и аорты находятся полулунные клапаны, не позволяющие крови поступать из артерий обратно в желудочки.
В правое предсердие поступает венозная кровь из большого круга кровообращения, в левое – артериальная из легких. Так как левый желудочек снабжает кровью все органы большого круга кровообращения, в левое – артериальная из легких. Так как левый желудочек снабжает кровью все органы большого круга кровообращения, то его стенки примерно в три раза толще стенок правого желудочка. Сердечная мышца представляет собой особый вид поперечно-полосатой мышцы, в котором мышечные волокна срастаются между собой концами и образуют сложную сеть. Такое строение мышцы увеличивает ее прочность и ускоряет прохождение нервного импульса (вся мышца реагирует одновременно). Сердечная мышца отличается от скелетных мышц способностью ритмично сокращаться, отвечая на импульсы, возникающие в самом сердце. Это явление называется автоматией.
Артерии – сосуды, по которым кровь движется от сердца. Артерии – это толстостенные сосуды, средний слой которых представлен эластичными и гладкой мускулатурой, поэтому артерии способны выдержать значительное давление крови и не разрываться, а только растягиваться.
Гладкая мускулатура артерий выполняет не только структурную роль, но ее сокращения способствуют быстрейшему току крови, так как мощности только одного сердца не хватило бы для нормальной циркуляции крови. Внутри артерий нет никаких клапанов, кровь течет быстро.
Вены – сосуды, несущие кровь к сердцу. В стенках вен также есть клапаны, препятствующие обратному току крови.
Вены, более тонкостенные, чем артерии, и в среднем слое меньше эластичных волокон и мышечных элементов.
Кровь по венам течет не совсем пассивно, окружающие мышцы совершают пульсирующие движения и прогоняют кровь по сосудам к сердцу. Капилляры – самые мелкие кровеносные сосуды, через них плазма крови обменивается с тканевой жидкостью питательными веществами. Стенка капилляров состоит из одного слоя плоских клеток. В мембранах этих клеток имеются многочленные мельчайшие отверстия, которые облегчают прохождение через стенку капилляров веществ, участвующих в обмене.
Движение крови
происходит по двум кругам кровообращения.
Большой круг кровообращения – это путь крови от левого желудочка до правого предсердия: левый желудочек аорта грудная аорта брюшная аорта артерии капилляры в органах (газообмен в тканях) вены верхняя (нижняя) полая вена правое предсердие
Малый круг кровообращения – путь от правого желудочка до левого предсердия: правый желудочек легочный ствол артерии правая (левая) легочная капилляры в легких газообмен в легких легочные вены левое предсердие
В малом круге кровообращения по легочным артериям движется венозная кровь, а по легочным венам после газообмена в легких – артериальная кровь.
Лекция № 9. Большой и малый круги кровообращения. Гемодинамика
Анатомо-физиологические особенности сосудистой системы
Сосудистая система человека замкнута и состоит из двух кругов кровообращения – большого и малого.
Стенки сосудов эластичны. В наибольшей степени это свойство присуще артериям.
Сосудистая система отличается сильной разветвлѐнностью.
Разнообразие диаметров сосудов (диаметр аорты – 20 – 25 мм, капилляров – 5 – 10 мкм) (Слайд 2 ).
Функциональная классификация сосудов Выделяют 5 групп сосудов (Слайд 3 ):
Магистральные (амортизирующие) сосуды – аорта и легочная артерия.
Эти сосуды обладают высокой эластичностью. Во время систолы желудочков магистральные сосуды растягиваются за счѐт энергии выбрасываемой крови, а во время диастолы – восстанавливают свою форму, проталкивая кровь дальше. Таким образом, они сглаживают (амортизируют) пульсацию кровотока, а также обеспечивают кровоток в диастолу. Другими словами, за счѐт этих сосудов пульсирующий кровоток становится непрерывным.
Резистивные сосуды (сосуды сопротивления) – артериолы и мелкие артерии, которые могут изменять свой просвет и вносят существенный вклад в сосудистое сопротивление.
Обменные сосуды (капилляры) – обеспечивают обмен газами и веществами между кровью и тканевой жидкостью.
Шунтирующие (артериовенозные анастомозы) – соединяют артериолы
с венулами напрямую, по ним кровь движется, не проходя через капилляры.
Емкостные (вены) – обладают высокой растяжимостью, благодаря чему они способны накапливать кровь, выполняя функцию кровяного депо.
Схема кровообращения: большой и малый круги кровообращения
У человека движение крови осуществляется по двум кругам кровообращения: большому (системному) и малому (лѐгочному).
Большой (системный) круг начинается в левом желудочке, откуда артериальная кровь выбрасывается в самый крупный сосуд тела – аорту. От аорты отходят артерии, которые разносят кровь по всему организму. Артерии разветвляются на артериолы, которые, в свою очередь разветвляются на капилляры. Капилляры собираются в венулы, по которым течѐт венозная кровь, венулы сливаются в вены. Две самые крупные вены (верхняя и нижняя полые) впадают в правое предсердие.
Малый (легочный) круг начинается в правом желудочке, откуда венозная кровь выбрасывается в лѐгочную артерию (лѐгочный ствол). Как и в большом круге, лѐгочная артерия делится на артерии, затем на артериолы,
которые разветвляются на капилляры. В лѐгочных капиллярах венозная кровь обогащается кислородом и становится артериальной. Капилляры собираются в венулы, затем в вены. Четыре лѐгочные вены впадают в левое предсердие (Слайд 4 ).
Следует понимать, что сосуды делятся на артерии и вены не по протекающей по ним крови (артериальная и венозная), а по направлению еѐ движения (от сердца или к сердцу).
Строение сосудов
Стенка кровеносного сосуда состоит из нескольких слоев: внутреннего , выстланного эндотелием,среднего , образованного гладкомышечными клетками и эластическими волокнами, инаружного , представленного рыхлой соединительной тканью.
Кровеносные сосуды, направляющиеся к сердцу, принято называть венами , а отходящие от сердца -артериями , независимо от состава крови, которая по ним протекает. Артерии и вены отличаются особенностями внешнего и внутреннего строения(Слайды 6, 7)
Строение стенок артерий. Виды артерий. Различают следующие типы строения артерий: эластический(относятся аорта, плечеголовной ствол, подключичная, общая и внутренняя сонная артерии, общая подвздошная артерия), эластическо-мышечный, мышечно-эластический (артерии верхних и нижних конечностей, экстраорганные артерии) и мышечный(внутриорганные артерии, артериолы и венулы).
Структура стенки вен имеет ряд особенностей по сравнению с артериями. Вены имеют больший диаметр, чем одноимѐнные артерии. Стенка вен тонкая, легко спадается, в ней слабо развитый эластический компонент, слабее развитые гладкомышечные элементы в средней оболочке, при этом наружная оболочка хорошо выражена. Вены, расположенные ниже уровня сердца, имеют клапаны.
Внутренняя оболочка вен состоит из эндотелия и подэндотелиального слоя. Внутренняя эластическая мембрана слабо выражена.Средняя оболочка вен представлена гладкими мышечными клетками, которые не образуют сплошного слоя, как в артериях, а располагаются в виде обособленных пучков.
Эластических волокон мало. Наружная адвентициальная оболочка
представляет собой наиболее толстый слой стенки вены. Она содержит коллагеновые и эластические волокна, сосуды, питающие вену, и нервные элементы.
Основные магистральные артерии и вены Артерии. Аорта (Слайд 9) выходит из левого желудочка и проходит
в задней части тела вдоль позвоночного столба. Часть аорты, которая выходит непосредственно из сердца и направляющаяся вверх, называется
восходящей. От неѐ отходят праваяи левая венечные артерии,
кровоснабжающие сердце.
Восходящая часть, изгибаясь влево, переходит вдугу аорты, которая
перекидывается через левый главный бронх и продолжается в нисходящую часть аорты. От выпуклой стороны дуги аорты отходят три крупных сосуда. Справа находится плечеголовной ствол, слева – левая общая сонная и левая подключичная артерии.
Плечеголовной ствол отходит от дуги аорты вверх и вправо, он делится на правые общую сонную и подключичную артерии.Левая общая сонная илевая подключичная артерии отходят непосредственно от дуги аорты левее плечеголовного ствола.
Нисходящую часть аорты (Слайды 10, 11) подразделяют на две части: грудную и брюшную. Грудная часть аортырасположена на позвоночнике, слева от срединной линии. Из грудной полости аорта переходит в брюшную аорту,пройдя через аортальные отверстие диафрагмы. У места своего деления на две общие подвздошные артериина уровне IV поясничного позвонка (бифуркация аорты).
Брюшная часть аорты кровоснабжает внутренности, расположенные в брюшной полости, а также стенки живота.
Артерии головы и шеи . Общая сонная артерияделится на наружную
сонную артерию, разветвляющуюся вне полости черепа, и внутреннюю сонную артерию, проходящую через сонный канал внутрь черепа и кровоснабжающую головной мозг(Слайд 12) .
Подключичная артерия слева отходит непосредственно от дуги аорты,справа - от плечеголовного ствола, затем с обеих сторон она направляется к подмышечной впадине, где переходит в подмышечную артерию.
Подмышечная артерия на уровне нижнего края большой грудной мышцы продолжается в плечевую артерию(Слайд 13) .
Плечевая артерия (Слайд 14) располагается на внутренней стороне плеча. В локтевой ямке плечевая артерия делится налучевую илоктевую артерии.
Лучевая илоктевая артерии своими ветвями кровоснабжают кожу, мышцы, кости и суставы. Переходя на кисть, лучевая и локтевая артерии соединяются между собой и образуютповерхностную иглубокую ладонные артериальные дуги (Слайд 15) . От ладонных дуг отходят артерии к кисти и пальцам.
Брюшная ч асть аорты и ее ветви. (Слайд 16) Брюшная часть аорты
располагается на позвоночнике. От неѐ отходят пристеночные и внутренностные ветви. Пристеночными ветвями являются идущие вверх к диафрагме две
нижние диафрагмальные артерии и пять пар поясничных артерий,
кровоснабжающих стенки живота.
Внутренностные ветви брюшной аорты подразделяют нанепарные ипарные артерии. К непарным внутренностным ветвям брюшной части аорты принадлежат чревный ствол, верхняя брыжеечная артерия и нижняя брыжеечная артерия. Парными внутренностными ветвями являются средние надпочечниковые, почечные, яичковые (яичниковые) артерии.
Артерии таза. Конечными ветвями брюшной части аорты являются правая и левая общие подвздошные артерии. Каждая общая подвздошная
артерия, в свою очередь, разделяется на внутреннюю и наружную. Ветви внутренней подвздошной артерии кровоснабжают органы и ткани малого таза.Наружная подвздошная артерия на уровне паховой складки переходит в бедренную артерию, которая проходит вниз по передневнутренней поверхности бедра, а затем входит в подколенную ямку, продолжаясь вподколенную артерию.
Подколенная артерия на уровне нижнего края подколенной мышцы делится на переднюю и заднюю большеберцовые артерии.
Передняя большеберцовая артерия формирует дугообразную, от которой отходят ветви к плюсне и пальцам.
Вены. От всех органов и тканей тела человека кровь оттекает в два крупных сосуда -верхнюю инижнюю полые вены (Слайд 19) , которые впадают в правое предсердие.
Верхняя полая вена располагается в верхнем отделе грудной полости. Она образуется при слиянииправой илевой плечеголовных вен. Верхняя полая вена собирает кровь из стенок и органов грудной полости, головы, шеи, верхних конечностей. От головы кровь оттекает по наружной и внутренней яремным венам(Слайд 20) .
Наружная яремная вена собирает кровь из затылочной и позадиушной областей и впадает в конечный отдел подключичной, или внутренней яремной, вены.
Внутренняя яремная вена выходит из полости черепа через яремное отверстие. По внутренней яремной вене кровь оттекает от головного мозга.
Вены верхней конечности. На верхней конечности различают глубокие и поверхностные вены, они переплетаются (анастомозируют) между собой. Вглубоких венах имеются клапаны. Эти вены собирают кровь от костей, суставов, мышц, они прилежат к одноименным артериям обычно по две. На плече обе глубокиеплечевые вены сливаются и впадают в непарнуюподмышечную вену.Поверхностные вены верхней конечности на кисти образуют сеть.Подмышечная вена, располагающаяся рядом с подмышечной артерией, на уровне первого ребра переходит вподключичную вену, которая впадает во внутреннюю яремную.
Вены груди. Отток крови от грудных стенок и органов грудной полости происходит по непарной и полунепарной венам, а также по органным венам. Все они впадают в плечеголовные вены и в верхнюю полую вену(Слайд 21) .
Нижняя полая вена (Слайд 22) – самая крупная вена тела человека, она образуется при слиянии правой и левой общих подвздошных вен. Нижняя полая вена впадает в правое предсердие, она собирает кровь из вен нижних конечностей, стенок и внутренних органов таза и живота.
Вены живота. Притоки нижней полой вены в брюшной полости в большинстве своем соответствуют парным ветвям брюшной части аорты. Среди притоков различаютпристеночные вены (поясничные и нижние диафрагмальные) ивнутренностные (печеночные, почечные, правые
надпочечниковая, яичковая у мужчин и яичниковая у женщин; левые вены этих органов впадают в левую почечную вену).
Воротная вена собирает кровь от печени, селезѐнки, тонкой и толстой кишки.
Вены таза. В полости таза располагаются притоки нижней полой вены
Правая и левая общие подвздошные вены, а также впадающие в каждую из них внутренняя и наружная подвздошная вены. Внутренняя подвздошная вена собирает кровь от органов малого таза. Наружная – является прямым продолжением бедренной вены , принимающей кровь из всех вен нижней конечности.
По поверхностным венам нижней конечности оттекает кровь от кожи и подлежащих тканей. Поверхностные вены берут начало на подошве и на тыле стопы.
Глубокие вены нижней конечности попарно прилежат к одноименным артериям, по ним оттекает кровь от глубоких органов и тканей - костей, суставов, мышц. Глубокие вены подошвы и тыла стопы продолжаются на голень и переходят в передние изадние большеберцовые вены, прилежащие к одноименным артериям. Большеберцовые вены, сливаясь, образуют непарнуюподколенную вену, в которую впадают вены колена (коленного сустава). Подколенная вена продолжается в бедренную(Слайд 23) .
Факторы, обеспечивающие постоянство кровотока
Движение крови по сосудам обеспечивается рядом факторов, которые условно делятся на основные ивспомогательные .
К основным факторам относятся:
работа сердца, за счѐт которой создаѐтся разница давлений между артериальной и венозной системами (Слайд 25) .
эластичность амортизирующих сосудов.
Вспомогательные факторы в основном способствуют движению крови
в венозной системе, где давление низкое.
«Мышечный насос». Сокращение скелетных мышц проталкивает кровь по венам, а клапаны, которые расположены в венах, препятствуют движению крови по направлению от сердца (Слайд 26) .
Присасывающее действие грудной клетки. Во время вдоха давление в грудной полости снижается, полые вены расширяются, и кровь засасывается
в них. В связи с этим на вдохе увеличивается венозный возврат, то есть объѐм крови, поступающей в предсердия (Слайд 27) .
Присасывающее действие сердца. Во время систолы желудочков атриовентрикулярная перегородка смещается к верхушке, вследствие чего в предсердиях возникает отрицательное давление, способствующее поступлению в них крови (Слайд 28) .
Напор крови сзади – последующая порция крови проталкивает предыдущую.
Объемная и линейная скорость кровотока и факторы на них влияющие
Кровеносные сосуды представляют собой систему трубок, и движение крови по сосудам подчиняется законам гидродинамики (науки, описывающей движение жидкости по трубам). Согласно этим законам, движение жидкости определяется двумя силами: разностью давлений в начале и в конце трубки, и сопротивлением, которое испытывает текущая жидкость. Первая из этих сил способствует течению жидкости, вторая – препятствует ему. В сосудистой системе эту зависимость можно представить в виде уравнения (закон Пуазейля ):
Q = P/R;
где Q – объѐмная скорость кровотока , то есть объѐм крови,
протекающий через поперечное сечение в единицу времени, P – величина среднего давления в аорте (давление в полых венах близко к нулю), R –
величина сосудистого сопротивления.
Для вычисления суммарного сопротивления последовательно расположенных сосудов (например, от аорты отходит плечеголовной ствол, от него – общая сонная артерия, от неѐ – наружная сонная артерия и т. д.) сопротивления каждого из сосудов складываются:
R = R1 + R2 + … + Rn ;
Для расчѐта суммарного сопротивления параллельных сосудов (например, от аорты отходят межрѐберные артерии), складываются величины, обратные сопротивлениям каждого из сосудов:
1/R = 1/R1 + 1/R2 + … + 1/Rn ;
Сопротивление зависит от длины сосудов, просвета (радиуса) сосуда, вязкости крови и рассчитывается по формуле Гагена-Пуазейля :
R= 8Lη/π r4 ;
где L –длина трубки, η – вязкость жидкости (крови), π – отношение окружности к диаметру, r – радиус трубки (сосуда). Таким образом, объѐмную скорость кровотока можно представить как:
Q = ΔP π r4 / 8Lη;
Объѐмная скорость кровотока одинакова на всем протяжении сосудистого русла, поскольку приток крови к сердцу равен по объему оттоку от сердца. Другими словами количество крови, протекающей в единицу
времени через большой и малый круги кровообращения, через артерии, вены и капилляры одинаково .
Линейная скорость кровотока – путь, который проходит частица крови в единицу времени. Эта величина различна в разных отделах сосудистой системы. Объѐмная (Q) и линейная (v) скорости кровотока соотносятся через
площадь поперечного сечения (S):
v=Q/S;
Чем больше площадь сечения, через которое проходит жидкость, тем линейная скоростьменьше (Слайд 30 ). Поэтому по мере расширения просвета сосудов линейная скорость кровотока замедляется. Самым узким местом сосудистого русла является аорта, наибольшее расширение сосудистого русла отмечается в капиллярах (их суммарный просвет в 500 – 600 раз больше, чем в аорте). Скорость движения крови в аорте равна 0,3 – 0,5 м/с, в капиллярах – 0,3 – 0,5 мм/с, в венах – 0,06 – 0,14 м/с, полых венах –
0,15 – 0,25 м/с (Слайд 31 ).
Характеристика движущегося потока крови (ламинарный и турбулентный)
Ламинарный (слоистый) ток жидкости в физиологических условиях наблюдается почти во всех отделах кровеносной системы. При таком типе течения все частицы движутся параллельно – вдоль оси сосуда. Скорость движения разных слоѐв жидкости неодинакова и определяется трением – слой крови, расположенный в непосредственной близости от сосудистой стенки движется с минимальной скоростью, поскольку трение максимально. Следующий слой движется быстрее, и в центре сосуда скорость движения жидкости максимальна. Как правило, по периферии сосуда располагается слой плазмы, скорость которого ограничивается сосудистой стенкой, а по оси с большей скоростью движется слой эритроцитов.
Ламинарное течение жидкости не сопровождается звуками, поэтому если приложить фонендоскоп к поверхностно расположенному сосуду, шумов слышно не будет.
Турбулентный ток возникает в местах сужения сосудов (например, если сосуд сдавлен извне или на его стенке находится атеросклеротическая бляшка). Для этого типа течения характерно наличие завихрений, перемешивание слоев. Частицы жидкости перемещаются не только параллельно, но и перпендикулярно. Для обеспечения турбулентного тока жидкости по сравнению с ламинарным требуется больше энергии. Турбулентный ток крови сопровождается звуковыми явлениями (Слайд 32 ).
Время полного кругооборота крови. Кровяное депо
Время кругооборота крови – это то время, которое необходимо для того, чтобы частица крови прошла большой и малый круги кровообращения. Время кругооборота крови у человека в среднем равно 27 сердечным циклам, то есть при частоте 75 – 80 уд/мин оно составляет 20 – 25 секунд. Из этого времени 1/5 (5 секунд) приходится на малый круг кровообращения, 4/5 (20 секунд) – на большой круг.
Распределение крови. Кровяные депо. У взрослого человека 84% крови содержится в большом круге, ~9% – в малом и 7% – в сердце. В артериях большого круга находится 14% объѐма крови, в капиллярах – 6% и в венах –
В состоянии покоя человека до 45 – 50% всей массы крови, имеющейся
в организме, находится в кровяных депо: селезенке, печени, подкожном сосудистом сплетении и легких
Кровяное давление. Артериальное давление: максимальное, минимальное, пульсовое, среднее
Движущаяся кровь оказывает давление на стенку сосудов. Это давление называют кровяным. Различают артериальное, венозное, капиллярное и внутрисердечное давление.
Артериальное давление (АД) – это давление, которое оказывает кровь на стенки артерий.
Выделяют систолическое и диастолическое давление.
Систолическое (САД) – максимальное давление в момент выталкивания сердцем крови в сосуды, в норме обычно составляет 120 мм рт. ст.
Диастолическое (ДАД) – минимальное давление в момент открытия аортального клапана, составляет около 80 мм рт. ст.
Разница между систолическим и диастолическим давлением называется пульсовым давлением (ПД ), оно равно 120 – 80 = 40 мм рт. ст.Среднее АД (АДср) – такое давление, которое было бы в сосудах без пульсации кровотока. Другими словами, это среднее давление за весь сердечный цикл.
АДср = САД+2ДАД/3;
АД ср = САД+1/3ПД;
(Слайд 34) .
Во время физической нагрузки систолическое давление может увеличиваться до 200 мм рт. ст.
Факторы, влияющие на артериальное давление
Величина кровяного давления зависит от сердечного выброса исопротивления сосудов , которое, в свою очередь, определяется
эластическими свойствами сосудов и их просветом. Также на величину АД влияют объѐм циркулирующей кровии ее вязкость(при повышении вязкости растѐт сопротивление).
По мере удаления от сердца давление падает, поскольку энергия, создающая давление, расходуется на преодоление сопротивления. Давление в мелких артериях составляет 90 – 95 мм рт. ст., в мельчайших артериях – 70 – 80 мм рт. ст., в артериолах – 35 – 70 мм рт. ст.
В посткапиллярных венулах давление равно 15 – 20 мм рт. ст., в мелких венах – 12 – 15 мм рт. ст., в крупных – 5 – 9 мм рт. ст. и в полых – 1 – 3 мм рт. ст.
Измерение кровяного давления
Артериальное давление можно измерить двумя методами – прямым и непрямым.
Прямой метод (кровавый) (Слайд 35 ) – в артерию вводят стеклянную канюлю и соединяют еѐ резиновой трубочкой с манометром. Этот метод используется в экспериментах или при операциях на сердце.
Непрямой (косвенный) метод. (Слайд 36 ). Вокруг плеча сидящего пациента фиксируется манжетка, к которой крепятся две трубки. Одна из трубок соединяется с резиновой грушей, другая – с манометром.
Затем в область локтевой ямки на проекцию локтевой артерии устанавливают фонендоскоп.
В манжетку нагнетают воздух до давления, заведомо превышающего систолическое, при этом просвет плечевой артерии перекрывается, и кровоток в ней прекращается. В этот момент пульс на локтевой артерии не определяется, звуки отсутствуют.
После этого воздух из манжетки постепенно выпускают, и давление в ней снижается. В момент, когда давление станет чуть ниже систолического, кровоток в плечевой артерии возобновляется. Однако просвет артерии сужен, и ток крови в ней турбулентный. Поскольку турбулентное движение жидкости сопровождается звуковыми явлениями, появляется звук – сосудистый тон. Таким образом, давление в манжетке, при котором появляются первые сосудистые тоны, соответствует максимальному, или систолическому , давлению.
Тоны слышны до тех пор, пока просвет сосуда остаѐтся суженным. В момент, когда давление в манжетке снижается до диастолического, просвет сосуда восстанавливается, ток крови становится ламинарным, и тоны исчезают. Таким образом, момент исчезновения тонов соответствует диастолическому (минимальному) давлению.
Микроциркуляция
Микроциркуляторное русло. К сосудам микроциркуляторного русла относятсяартериолы ,капилляры ,венулы иартериловенулярные анастомозы
(Слайд 39).
Артериолы – это артерии самого мелкого калибра (диаметром 50 – 100 мкм). Их внутренняя оболочка выстлана эндотелием, средняя оболочка представлена одним – двумя слоями мышечных клеток, а наружная состоит из рыхлой волокнистой соединительной ткани.
Венулы представляют вены очень мелкого калибра, их средняя оболочка состоит из одного – двух слоѐв мышечных клеток.
Артериоло-венулярные анастомозы – это сосуды, которые несут кровь в обход капилляров, то есть непосредственно из артериол в венулы.
Кровеносные капилляры – наиболее многочисленные и самые тонкие сосуды. В большинстве случаев капилляры формируют сеть, однако они могут образовывать петли (в сосочках кожи, ворсинках кишки и др.), а также клубочки (сосудистые клубочки в почке).
Число капилляров в определенном органе связано с его функциями, а количество открытых капилляров зависит от интенсивности работы органа в данный момент.
Суммарная площадь поперечного сечения капиллярного русла в любой области во много раз превышает площадь поперечного сечения артериолы, из которой они выходят.
В стенке капилляров различают три тонких слоя.
Внутренний слой представлен плоскими многоугольными эндотелиальными клетками, расположенными на базальной мембране,средний состоит из перицитов, заключенных в базальную мембрану, анаружный - из редко расположенных адвентициальных клеток и тонких коллагеновых волокон, погруженных в аморфное вещество (Слайд 40 ).
Кровеносные капилляры осуществляют основные обменные процессы между кровью и тканями, а в лѐгких – участвуют в обеспечении газообмена между кровью и альвеолярным газом. Тонкость стенок капилляров, огромная площадь их соприкосновения с тканями (600 – 1000 м2 ), медленный кровоток (0,5 мм/с), низкое кровяное давление (20 – 30 мм рт. ст.) обеспечивают наилучшие условия для обменных процессов.
Транскапиллярный обмен (Слайд 41 ) . Обменные процессы в капиллярной сети происходят за счѐт движения жидкости: выхода из сосудистого русла в ткань (фильтрация) и обратного всасывания из ткани в просвет капилляра (реабсорбция). Направление движения жидкости (из сосуда или в сосуд) определяется фильтрационным давлением: если оно положительное – происходит фильтрация, если отрицательное – реабсорбция. Фильтрационное давление, в свою очередь, зависит от величин гидростатического и онкотического давления.
Гидростатическое давление в капиллярах создаѐтся работой сердца, оно способствует выходу жидкости из сосуда (фильтрации). Онкотическое давление плазмы обусловлено белками, оно способствует движению жидкости из ткани в сосуд (реабсорбции).
