Сердечно-сосудистая система: ее строение и функции

12 Декабря 2013

Разветвленная сеть кровеносной системы человека состоит не только из крупных вен и артерий, но и из мельчайших капилляров

Разветвленная сеть кровеносной системы человека состоит не только из крупных вен и артерий, но и из мельчайших капилляров, благодаря которым все необходимые для оптимальной жизнедеятельности вещества вместе с кровью доставляются каждой нашей клеточке. Не удивительно, что здоровье человека во многом зависит именно от состояния его сердечно-сосудистой системы.

Сосуды

Артерии — сосуды, которые доставляют кровь от сердца к органам. Артериальная система, пронизывающая весь организм, включает в себя артерии сердца, легочные, почечные, селезеночные артерии, аорту, брахиоцефальные артерии, артерии конечностей и др. Поскольку артериям нужно выдерживать немалое давление крови, их стенки изначально эластичны и упруги. Однако в результате атеросклероза стенки артерий ослабляются. Нарушение эластичности стенок сосудов, уменьшение просвета внутри артерий ведут к сердечной недостаточности, ишемической болезни сердца. В результате изменений артериальные стенки расслаиваются, на них образуются аневризмы. Подобные недуги опасны, ведь нарушение в работе лишь одного звена цепочки сердечно-сосудистой системы приведет к патологическим процессам внутри организма.>

Капилляры — сосуды, которые связывают между собой артериальную и венозную системы. Благодаря этим тончайшим сосудам кровь и ткани обмениваются между собой веществами. Капиллярами пронизаны ткани, нуждающиеся в кислороде.

Вены — сосуды, которые несут полученную из капилляров кровь к сердцу.

Что такое артериальное давление?

Артериальное давление – это сила, с которой кровь давит на стенки артерий. Она увеличивается, когда сердце сокращается и выталкивает кровь, и уменьшается, когда сердечная мышца расслабляется. Давление крови сильнее в артериях и слабее в венах. Давление крови измеряют специальным прибором – тонометром
. Показатели давления обычно записывают двумя цифрами. Так, нормальным давлением для взрослого человека считается
показатель 120/80
. Первое число –
систолическое давление
– это показатель давления во время сердечного сокращения. Второе –
диастолическое давление
– давление во время расслабления сердца.

Такой опасный лишний вес

Профессор Сергей Бойцов, главный специалист по профилактической медицине Минздравсоцразвития России, рассказывает о том, как лишние килограммы влияют на сердце и сосуды.

Давление измеряется в артериях и выражается в миллиметрах ртутного столба. В капиллярах пульсация сердца становится незаметна и давление в них падает примерно до 30 мм рт. ст. Показатель артериального давления может рассказать врачу о том, как работает сердце. Если одна или обе цифры выше нормы – это говорит о повышенном давлении. Если ниже – о пониженном. Высокое артериальное давление свидетельствует о том, что сердце работает с избыточной нагрузкой: ему требуется больше усилий, чтобы протолкнуть кровь через сосуды. Это также говорит о том, что у человека повышен риск сердечных заболеваний.

Сердце

Сердце — орган, который качает кровь из вен в артерии. Благодаря работе сердца кровь через артерии и капилляры поставляется в органы. Оно подобно мощному насосу и состоит из мышечной ткани — миокарда. В минуту сердце перекачивает около 5 литров крови. Резкая остановка его работы чревата фатальными последствиями — инфаркт миокарда или сердечный приступ зачастую заканчивается смертью человека.

Фундамент жизни

Кровеносная система состоит не только из сердца, крови и кровеносных сосудов. Это только одна из двух взаимодополняющих друг друга систем – сердечно-сосудистой и лимфатической. Последняя служит для транспортировки лимфы – бесцветной жидкости с множеством лимфоцитов. Лимфатическая система также чрезвычайно важна, ведь именно от нее во многом зависит иммунитет человека. Именно эти две системы – сердечно-сосудистая и лимфатическая – составляют обширнейшую кровеносную систему человека общей длиной более 100 000 км. В движение этот сложнейший механизм приводит сердце. Работает этот живой мотор, состоящий из мышц с потрясающей производительностью, перекачивая в сутки более 9500 литров крови. Таким образом кровь поставляется каждой клетке.

Круги кровообращения

Строение сердечно-сосудистой системы человека характеризуется замкнутостью. Она образует круги кровообращения. Малый круг кровообращения несет кровь от сердца к легким, а также в обратном направлении. Начало малый круг берет в правом желудочке, а оканчивается в левом предсердии. В этом круге кровь насыщается кислородом и выводит углекислый газ. Большой круг кровообращения обеспечивает движение крови из левого желудочка в правое предсердие, при этом происходит насыщение кровью всех органов и тканей.

Артерии

Без питательных веществ и кислорода не может обойтись ни одна клетка. Доставку их осуществляют артерии. Именно они разносят богатую кислородом кровь по всему телу. При дыхании кислород попадает в легкие. где дальше начинается доставка кислорода по всему организму. Сначала к сердцу, потом по большому кругу кровообращения ко всем частям тела. Там кровь меняет кислород на углекислый газ и затем возвращается в сердце. Сердце перекачивает ее обратно в легкие, которые забирают углекислый газ и отдают кислород, и так бесконечно. А еще есть легочные артерии малого круга кровообращения, они находятся в легких и по ним кровь, бедная кислородом и богатая углекислым газом поступает в легкие, где и происходит газообмен. Затем эта кровь по легочным венам возвращается в сердце.

Анатомия

Вены и артерии состоят из трех слоев:

Адвентициальная оболочка: Внешний слой кровеносного сосуда, состоит из коллагена и эластина. Этот слой позволяет сосуду расширяться или сжиматься, в зависимости от типа вены или артерии. Эта функция важна для контроля артериального давления.
Средняя оболочка: Это середина кровеносного сосуда. Эластин и мышечные волокна образуют оболочку носителей. Количество эластина или мышц варьируется в зависимости от типа кровеносного сосуда. Например, эластичные артерии содержат мало мышечных волокон в их оболочках.
Внутренняя оболочка: Это название относится к внутреннему слою кровеносного сосуда. Он в основном содержит эластичные мембраны и ткани и может включать клапаны, которые помогают крови двигаться в правильном направлении.

Типы вен

Артерии и вены устроены примерно одинаково, но вены тоньше и имеют меньше мышц, что позволяет им удерживать больше крови. Вены обычно содержат около 70% крови в организме за один раз.

Венулы — самый маленький тип вены. У них очень тонкие стенки, для того, чтобы удерживать много крови. Они подают низкокислородную кровь через капилляры из артерий прямо в вены. Затем кровь возвращается к сердцу через ряд вен увеличивающегося размера и мышц.

Существует два основных типа вен: легочные и системные.

В дальнейшем системные вены классифицируются на:

Глубокие вены: Эти вены обычно имеют соответствующую артерию поблизости и находятся в мышечной ткани. Эти вены могут иметь односторонний клапан, чтобы предотвратить отток крови назад.
Поверхностные вены: Эти вены не имеют артерии с таким же названием поблизости и находятся близко к поверхности кожи. Они также могут иметь односторонний клапан.
Соединительные вены: Эти маленькие вены позволяют крови течь из поверхностных вен в глубокие вены.

Почему возникает гипотензия

Низкое артериальное давление (гипотензия) не является опасным для человека. Однако люди, испытывающие гипотензию, ощущают слабость в теле. Часто возникает головокружение, снижается концентрация и растет утомляемость. Поэтому гипотензия способна причинять большой дискомфорт. Самыми неприятными последствиями этого явления считается снижение интеллектуальной активности. С гипотензией сталкиваются девушки, при этом Всемирная организация здравоохранения утверждает, что низкий уровень давления составляет 100/60 мм рт. ст. для женщин и 110/70 мм рт.ст. для мужчин. Стоит отметить, что некоторые чувствуют себя вполне комфортно даже при постоянной гипотензии.

РАБОТА КРОВЕНОСНОЙ СИСТЕМЫ

Легочное кровообращение.

Описание нормального движения крови по организму удобно начать с того момента, когда она возвращается в правую половину сердца по двум крупным венам. Одна из них, верхняя полая вена, приносит кровь от верхней половины тела, а вторая, нижняя полая вена, – от нижней. Кровь из обеих вен поступает в собирательный отдел правой части сердца, правое предсердие, где смешивается с кровью, приносимой коронарными венами, открывающимися в правое предсердие через коронарный синус. По коронарным артериям и венам циркулирует кровь, необходимая для работы самого сердца. Предсердие заполняется, сокращается и выталкивает кровь в правый желудочек, который, сокращаясь, нагнетает кровь через легочные артерии в легкие. Постоянный ток крови в этом направлении поддерживается работой двух важных клапанов. Один из них, трехстворчатый, расположенный между желудочком и предсердием, препятствует возврату крови в предсердие, а второй, клапан легочной артерии, захлопывается в момент расслабления желудочка и тем самым предотвращает возврат крови из легочных артерий. В легких кровь проходит по разветвлениям сосудов, попадая в сеть тонких капилляров, которые непосредственно контактируют с мельчайшими воздушными мешочками – альвеолами. Между капиллярной кровью и альвеолами происходит обмен газов, что и завершает легочную фазу кровообращения, т.е. фазу поступления крови в легкие (см. также ДЫХАНИЯ ОРГАНЫ).

Системное кровообращение.

С этого момента начинается системная фаза кровообращения, т.е. фаза переноса крови ко всем тканям организма. Очищенная от диоксида углерода и обогащенная кислородом (оксигенированная) кровь возвращается к сердцу по четырем легочным венам (две из каждого легкого) и под низким давлением поступает в левое предсердие. Путь поступления крови от правого желудочка сердца в легкие и возврата от них к левому предсердию составляет т.н. малый круг кровообращения. Заполненное кровью левое предсердие сокращается одновременно с правым и выталкивает ее в массивный левый желудочек. Последний, заполнившись, сокращается, посылая кровь под высоким давлением в артерию самого большого диаметра – аорту. От аорты отходят все артериальные ветви, снабжающие ткани организма. Как и на правой стороне сердца, на левой существуют два клапана. Двустворчатый (митральный) клапан направляет кровоток в аорту и препятствует возврату крови в желудочек. Весь путь крови от левого желудочка вплоть до возврата ее (по верхней и нижней полым венам) в правое предсердие обозначается как большой круг кровообращения.

Артерии.

У здорового человека диаметр аорты составляет приблизительно 2,5 см. Этот крупный сосуд отходит от сердца вверх, образует дугу, а затем спускается через грудную клетку в брюшную полость. По ходу аорты от нее ответвляются все крупные артерии, входящие в большой круг кровообращения. Первые две ветви, отходящие от аорты почти у самого сердца, – это коронарные артерии, снабжающие кровью ткань сердца. Кроме них, восходящая аорта (первая часть дуги) не дает ответвлений. Однако на вершине дуги от нее отходят три важных сосуда. Первый – безымянная артерия – сразу же делится на правую сонную артерию, снабжающую кровью правую половину головы и мозга, и правую подключичную артерию, проходящую под ключицей в правую руку. Второе ответвление от дуги аорты – левая сонная артерия, третье – левая подключичная артерия; по этим ветвям кровь направляется в голову, шею и левую руку.

От дуги аорты начинается нисходящая аорта, которая снабжает кровью органы грудной клетки, а затем через отверстие в диафрагме проникает в брюшную полость. От брюшного отдела аорты отделяются две почечные артерии, питающие почки, а также брюшной ствол с верхними и нижними брыжеечными артериями, отходящими к кишечнику, селезенке и печени. Затем аорта делится на две подвздошные артерии, снабжающие кровью органы таза. В области паха подвздошные артерии переходят в бедренные; последние, спускаясь по бедрам, на уровне коленного сустава переходят в подколенные артерии. Каждая из них в свою очередь делится на три артерии – переднюю большеберцовую, заднюю большеберцовую и малоберцовую артерии, которые питают ткани голеней и стоп.

На всем протяжении кровеносного русла артерии по мере своего разветвления становятся все меньше и меньше и, наконец, приобретают калибр, лишь в несколько раз превышающий размеры содержащихся в них клеток крови. Эти сосуды называются артериолами; продолжая делиться, они образуют диффузную сеть сосудов (капилляров), диаметр которых примерно равен диаметру эритроцита (7 мкм).

Строение артерий.

Хотя крупные и мелкие артерии несколько различаются по своему строению, стенки тех и других состоят из трех слоев. Наружный слой (адвентиция) представляет собой сравнительно рыхлый пласт фиброзной, эластической соединительной ткани; через него проходят мельчайшие кровеносные сосуды (т.н. сосуды сосудов), питающие сосудистую стенку, а также веточки автономной нервной системы, которые регулируют просвет сосуда. Средний слой (медиа) состоит из эластической ткани и гладких мышц, обеспечивающих упругость и сократимость сосудистой стенки. Эти свойства необходимы для регуляции кровотока и поддержания нормального артериального давления в меняющихся физиологических условиях. Как правило, стенки крупных сосудов, например аорты, содержат больше эластической ткани, чем стенки меньших артерий, в которых преобладает мышечная ткань. По этой тканевой особенности артерии делят на эластические и мышечные. Внутренний слой (интима) по толщине редко превышает диаметр нескольких клеток; именно этот слой, выстланный эндотелием, придает внутренней поверхности сосуда облегчающую кровоток гладкость. Через него поступают питательные вещества к глубинным слоям медии.

По мере уменьшения диаметра артерий их стенки истончаются и три слоя становятся все менее различимыми, пока – на артериолярном уровне – в них остаются в основном спиральные мышечные волокна, немного эластической ткани и внутренняя выстилка из эндотелиальных клеток.

Капилляры.

Наконец, артериолы незаметно переходят в капилляры, стенки которых высланы лишь эндотелием. Хотя в этих тончайших трубочках содержится менее 5% объема циркулирующей крови, они крайне важны. Капилляры образуют промежуточную систему между артериолами и венулами, и их сети настолько плотны и широки, что ни одну часть тела нельзя проколоть, не пронзив огромное их количество. Именно в этих сетях под действием осмотических сил совершается переход кислорода и питательных веществ в отдельные клетки организма, а взамен в кровь поступают продукты клеточного метаболизма.

Кроме того, эта сеть (т.н. капиллярное ложе) играет важнейшую роль в регуляции и поддержании температуры тела. Постоянство внутренней среды (гомеостаз) организма человека зависит от сохранения температуры тела в узких границах нормы (36,8–37°). Обычно кровь из артериол попадает в венулы через капиллярное ложе, но в условиях холода происходят закрытие капилляров и снижение кровотока, в первую очередь в коже; при этом кровь из артериол поступает в венулы, минуя множество разветвлений капиллярного ложа (шунтирование). Напротив, при необходимости теплоотдачи, например в тропиках, все капилляры открываются, и кожный кровоток возрастает, что способствует потере тепла и сохранению нормальной температуры тела. Такой механизм существует у всех теплокровных животных.

Вены.

На противоположной стороне капиллярного ложа сосуды сливаются в многочисленные мелкие каналы, венулы, которые по размерам сравнимы с артериолами. Они продолжают соединяться, образуя более крупные вены, по которым кровь от всех частей тела оттекает обратно к сердцу. Постоянному кровотоку в этом направлении способствует система клапанов, имеющихся в большинстве вен. Венозное давление, в отличие от давления в артериях, не зависит напрямую от напряжения мышц сосудистой стенки, так что кровоток в нужном направлении определяется в основном иными факторами: подталкивающей силой, создаваемой артериальным давлением большого круга кровообращения; «присасывающим» эффектом отрицательного давления, возникающего в грудной клетке при вдохе; насосным действием мышц конечностей, которые в ходе обычных сокращений проталкивают венозную кровь к сердцу.

Стенки вен по строению сходны с артериальными в том, что тоже состоят из трех слоев, выраженных, однако, значительно слабее. Для движения крови по венам, которое происходит практически без пульсации и при сравнительно низком давлении, не требуется таких толстых и упругих стенок, как у артерий. Другое важное отличие вен от артерий – присутствие в них клапанов, поддерживающих при низком давлении кровоток в одном направлении. В наибольшем количестве клапаны содержатся в венах конечностей, где мышечные сокращения играют особенно важную роль в перемещении крови обратно к сердцу; крупные вены, такие, как полые, воротная и подвздошные, клапанов лишены.

На пути к сердцу вены собирают кровь, оттекающую от желудочно-кишечного тракта по воротной вене, от печени по печеночным венам, от почек по почечным венам и от верхних конечностей по подключичным венам. Вблизи сердца образуются две полые вены, по которым кровь попадает в правое предсердие.

Сосуды малого круга кровообращения (легочные) напоминают сосуды большого круга, за тем лишь исключением, что в них отсутствуют клапаны, а стенки как артерий, так и вен гораздо тоньше. В отличие от большого круга кровообращения по легочным артериям в легкие течет венозная, неоксигенированная, кровь, а по легочным венам – артериальная, т.е. насыщенная кислородом. Термины «артерии» и «вены» соответствуют направлению движения крови в сосудах – от сердца или к сердцу, а не тому, какая в них содержится кровь.

Вспомогательные органы.

Ряд органов осуществляет функции, дополняющие работу кровеносной системы. Теснее всего с ней связаны селезенка, печень и почки.

Селезенка.

При многократном прохождении по кровеносной системе красные кровяные клетки (эритроциты) повреждаются. Такие «отработанные» клетки удаляются из крови многими путями, но главная роль здесь принадлежит селезенке. Селезенка не только разрушает поврежденные эритроциты, но и вырабатывает лимфоциты (относящиеся к белым кровяным клеткам). У низших позвоночных селезенка играет также роль резервуара эритроцитов, но у человека эта функция выражена слабо. См. также СЕЛЕЗЕНКА.

Печень.

Для осуществления своих более чем 500 функций печень нуждается в хорошем кровоснабжении. Поэтому она занимает важнейшее место в системе кровообращения и обеспечивается собственной сосудистой системой, которая носит название воротной. Ряд функций печени имеет непосредственное отношение к крови, например удаление из нее отработанных эритроцитов, выработка факторов свертывания крови и регуляция уровня сахара в крови путем накопления его избытка в форме гликогена. См. также ПЕЧЕНЬ.

Почки.

Почки получают примерно 25% всего объема крови, выбрасываемого сердцем каждую минуту. Их особая роль заключается в очистке крови от азотсодержащих шлаков. При расстройстве этой функции развивается опасное состояние – уремия. Нарушение кровоснабжения или повреждение почек вызывает резкий подъем кровяного давления, что в отсутствие лечения может привести к преждевременной смерти от сердечной недостаточности или инсульта. См. также ПОЧКИ; УРЕМИЯ.