Историческая справка
В прошлом, когда под рукой у ученых еще не было информативных приборов, способных изучать физиологические процессы на живом организме, величайшие деятели науки вынуждены были заниматься поиском анатомических особенностей у трупов. Естественно, что у умершего человека сердце не сокращается, поэтому некоторые нюансы приходилось домысливать самостоятельно, а иногда и попросту фантазировать. Так, еще во втором веке нашей эры Клавдий Гален, обучающийся по трудам самого Гиппократа, предполагал, что артерии содержат в своем просвете воздух вместо крови. На протяжении дальнейших столетий было выполнено немало попыток объединить и связать воедино имеющиеся анатомические данные с позиции физиологии. Все ученые знали и понимали, как устроена система кровообращения, но вот как это работает?
Колоссальный вклад в систематизацию данных по работе сердца внесли ученые Мигель Сервет и Уильям Гарвей в 16-м веке. Гарвей, ученый, впервые описавший большой и малый круги кровообращения, в 1616 году определил наличие двух кругов, но вот как связаны между собой артериальное и венозное русло, он объяснить в своих трудах не мог. И лишь впоследствии, в 17-м веке, Марчелло Мальпиги, один из первых начавший использовать микроскоп в своей практике, открыл и описал наличие мельчайших, невидимых невооруженным глазом капилляров, которые служат связующим звеном в кругах кровообращения.
Уильям Гарвей против Клавдия Галена: как устроена система кровообращения человека?
Как образуется кровь? Откуда и куда она течет? Кто и как открыл кровеносную систему у человека?
На эти и многие другие вопросы о «реке жизни» сегодня может ответить даже школьник. Но, как и со многими другими «очевидностями», история с кровью и ее «обращением» в организме была в центре яростных научных споров и баталий.
Сегодняшняя дата в календаре – 16 апреля — примечательна тем, что в этот день в медицину был сделан вклад, кардинальным образом изменивший представления о системе кровообращения. Человеком, сделавшим его, был Уильям Гарвей — английский медик, основоположник физиологии и эмбриологии.
Выстоять ради человечества. Уильям Гарвей – врач, изменивший мир. Читать далее
Что же такого возмутительного было в этом открытии, что вызвало шквал критики европейского научного бомонда?
Вначале совершим небольшой экскурс в вопрос о том, для чего нужна и как работает кровеносная система человека.
Для сохранения жизни организм нуждается во многих веществах. Для их доставки ко всем органам и тканям и служит система кровообращения. Концептуально она представлена сердцем и кровеносными сосудами. Сердце состоит из камер — двух предсердий и двух желудочков (правых и левых) — и подобно насосу «гонит» по сосудам кровь. Сами сосуды состоят из двух больших отделов — артериального и венозного русла. Артерии уносят богатую кислородом кровь от сердца — из его левого желудочка — к органам и тканям. Отдав им кислород и забрав углекислый газ, кровь собирается в вены и по ним возвращается в сердце, а точнее — в правое предсердие. Этот круг кровообращения называют большим.
Далее кровь из правого желудочка по легочным артериям проходит через легкие, и по легочным венам попадает в левое предсердие. Это — малый круг кровообращения.
Как видим, образуется замкнутая система сосудов, отходящих от сердца и возвращающихся к нему.
В самом начале своих опытов Гарвей, как и его современники, безусловно знакомился с трудами своих предшественников.
Непререкаемым авторитетом на тот момент был древнеримский врач Гален (вернее его труды), и авторитет этот был заслуженным. Теории Галена доминировали в европейской медицине на протяжении более тысячи лет.
Данными по анатомии, которые он получал, вскрывая обезьян и свиней, пользовались до выхода примерно в середине XVI столетия работы «О строении человеческого тела» Андреаса Везалия. Будущие врачи изучали труды Галена до XIX века включительно. Его теория о том, что мозг контролирует движения посредством нервной системы, сохраняет свою актуальность и сегодня.
Почему же гарвеевская модель кровообращения вошла в конфронтацию с более ранними представлениями Галена?
Если бы положения теории Галена были основаны на чисто умозрительных выводах, это было бы полдела. Однако Гален объективизировал свои заключения, вскрывая трупы животных и людей (гладиаторов). При вскрытии он подмечал, что крови в левых отделах сердца нет. Также он полагал, что кровь переходит из правой половины сердца в левую через особое отверстие (отверстия) в перегородке (согласно одним данным — между желудочками, другим — между предсердиями). Несмотря на то, что анатомы не могли обнаружить упоминаемые отверстия, авторитет Галена был таким, что его утверждение не ставилось под сомнение. Последователи Галена не обнаруживали крови и в артериях вскрытых тел, в то время, как вены были полны.
Гален считал артериальную и венозную кровь различными жидкостями, и приписывал им разные функции. Кроме того, он полагал, что после попадания крови на периферию она «уничтожается».
Отдельные представители последующих поколений ученых так или иначе уточняли положения галеновской теории кровообращения, однако полную ясность в нее внесли работы Гарвея.
Не исключено, что это открытие появилось благодаря приписываемому врачу скептицизму. Уместно ли хотя бы приблизительное сравнение Гарвея с тургеневским Базаровым и его «отрицанием авторитетов» — вопрос риторический. Однако известно, что самому Гарвею было интересно разбираться в вопросах физиологии не только по книгам, но и самостоятельно ставя эксперименты. Именно так он и пришел к своим выводам — не в последнюю очередь благодаря хирургическим опытам на живых животных (так называемая вивисекция). Обвинения его в этом можно услышать и сегодня.
Первое упоминание о том, что «кровь кружит в теле», Гарвей делает еще 1616 году в одной из своих лекций. Однако лишь через двенадцать лет работ он обнародует результаты своего труда, получившего название «Анатомические исследования о движении сердца и крови животных».
Примечательный факт:
Гарвеевский трактат издали крайне небрежно. Чтобы избежать ощутимых затрат, автор отправил рукопись работы малоизвестному немецкому издательству. Произведение напечатали на самой дешевой бумаге, до нас дошло лишь несколько экземпляров. В книге много опечаток: по-видимому ни работники типографии, ни сам автор не вычитывали текст.
***
«Им будет не просто, тем, кто полагается на истину авторитета, вместо того, чтобы полагаться на авторитет истины.» Эти слова, в том или ином виде приписываемые английскому поэту и египтологу-любителю Джеральду Мэсси, возможно в чем-то созвучны с историей открытия Гарвея.
После того, как ученый опубликовал результаты своей работы, он подвергся нападкам научного сообщества.
«Парадоксальное, бесполезное, ложное, невозможное, непонятное, нелепое…» Именно такими эпитетами наградил работу Гарвея Гюи Патэн — лейб-медик Людовика XIV, один из знаменитых представителей медицинской науки того времени. «Мы переживаем эпоху невероятных выдумок, и я даже не знаю, поверят ли наши потомки в возможность такого безумия».
Какой-то период времени сам Парижский медицинский факультет был рассадником консервативных взглядов, авторитет Галена и Авиценны был закреплен парламентским указом.
Как бы то ни было, поддержавшие Гарвея также нашлись. Первым из них был Декарт, чем в значительной степени содействовал торжеству гарвеевских представлений.
В конечном счете основной целью науки является установление объективной истины. Любое предшествующее знание, даже если оно (в чем-то) ошибочно — это источник идеи, когда исследователь, подмечая в нем какие-то несоответствия, берет на себя смелость пойти уже «хоженой тропой». И, дойдя в итоге до истины, не только опровергнуть или уточнить/улучшить существовавшую ошибочную теорию, но и быть благодарным за саму идею, появившуюся благодаря этой теории. Как говорил сам Гален: «Врач должен быть снисходительным к своим предшественникам».
Время все расставляет по своим местам. Это же произошло и с гарвеевским учением о кровообращении.
Другие статьи по теме:
Нобелевский лауреат без аттестата о среднем образовании: Рентген как имя собственное
Изгнан. Поруган. Оправдан патологоанатомами. Крестовый поход врача Озиаса-Тюренна
Филогенез, или эволюция кругов кровообращения
В связи с тем, что по мере эволюции животные класса позвоночных становились все более прогрессивными в анатомо-физиологическом отношении, им требовалось сложное устройство и сердечно-сосудистой системы. Так, для более быстрого движения жидкой внутренней среды в организме позвоночного животного появилась необходимость замкнутой системы циркуляции крови. По сравнению с иными классами животного царства (например, с членистоногими или с червями), у хордовых появляются зачатки замкнутой сосудистой системы. И если у ланцетника, к примеру, отсутствует сердце, но существует брюшная и спинная аорта, то у рыб, амфибий (земноводных), рептилий (пресмыкающихся) появляется двух- и трехкамерное сердце соответственно, а у птиц и млекопитающих – четырехкамерное сердце, особенностью которого является средоточие в нем двух кругов кровообращения, не смешивающихся между собой.
Таким образом, наличие у птиц, млекопитающих и человека, в частности, двух разделенных кругов кровообращения – это не что иное, как эволюция кровеносной системы, необходимая для лучшего приспособления к условиям окружающей среды.
Как поддерживать сосуды и сердце здоровыми?
Сужение просвета артерий приводит со временем к атеросклерозу – заболеванию, при котором сосуды становятся более плотными и менее эластичными. Атеросклероз может стать причиной еще более серьезных болезней – таких, как ишемическая болезнь сердца, гипертония, стенокардия, инфаркт миокарда и так далее. Эти заболевания практически не поддаются лечению, поэтому профилактика крайне важна для каждого человека. Начинать оздоровление кровеносной системы желательно с изменения своего образа жизни. Особенно это касается людей с избыточным весом. Им стоит приложить максимум усилий, чтобы его нормализовать. Умеренные и регулярные физические нагрузки, правильный рацион питания помогут быстро справиться с лишними килограммами, нормализуют обмен веществ и сделают вашу кровеносную систему эффективным механизмом по активному снабжению организма всеми необходимыми веществами. Что касается пищевых привычек, то человеку, стремящемуся к здоровой работе сердца, следует исключить из рациона животные жиры, которые насыщают организм холестерином и триглицеридами. Важно ограничить и потребление таких продуктов, как маргарин и пальмовое масло (как следствие, и большинство кондитерских изделий). Предпочтение нужно отдавать оливковому маслу и морской рыбе жирных сортов – продуктам, с богатым содержанием полиненасыщенных омега-3 жирных кислот. Здоровая кровеносная система – это гарантия вашего прекрасного самочувствия, бодрости и полноценной работы всех внутренних органов. Хотите быть здоровыми? Значит, берегите кровеносную систему! Фото: flickr.com
Теги:
- Сердце и сосуды
- Кровообращение
Чтобы оставить комментарий — необходимо быть авторизованным пользователем
Анатомические особенности кругов кровообращения
Круги кровообращения – это совокупность кровеносных сосудов, представляющая собой замкнутую систему для поступления во внутренние органы кислорода и питательных веществ посредством газообмена и обмена нутриентами, а также для выведения из клеток двуокиси углерода и иных продуктов метаболизма. Для организма человека характерны два круга – системный, или большой круг, а также легочной, называемый также малым кругом.
Видео: круги кровообращения, мини-лекция и анимация
Кровеносная система человека: строение и функции
Нормальная жизнедеятельность невозможна без эффективной циркуляции крови: она поддерживает постоянство внутренней среды, переносит кислород, гормоны, питательные компоненты и другие жизненно необходимые вещества, принимает участие в очищении от токсинов, шлаков, продуктов распада, накопление которых рано или поздно привело бы к гибели отдельно взятого органа или всего организма. Этот процесс регулируется кровеносной системой – группой органов, благодаря совместной работе которых осуществляется последовательное перемещение крови по телу человека.
Давайте рассмотрим, как устроена кровеносная система
, и какие функции в организме человека она выполняет.
Строение кровеносной системы человека
На первый взгляд, кровеносная система устроена просто и понятно: она включает сердце и многочисленные сосуды, по которым течёт кровь, поочерёдно достигая всех органов и систем. Сердце – это своеобразный насос, который подстёгивает кровь, обеспечивая её планомерный ток, а сосуды играют роль путеводных трубок, которые определяют конкретный путь перемещения крови по организму. Именно поэтому кровеносную систему называют ещё сердечно-сосудистой, или кардиоваскулярной.
Поговорим более подробно о каждом органе, который относится к кровеносной системе человека.
Органы кровеносной системы человека
Как и любой организменный комплекс, кровеносная система включает ряд различных органов, которые классифицируются в зависимости от строения, локализации и выполняемых функций:
- Сердце считается центральным органом кардиоваскулярного комплекса. Оно представляет собой полый орган, образованный преимущественно мышечной тканью. Сердечная полость разделена перегородками и клапанами на 4 отдела – по 2 желудочка и предсердия (левые и правые). Благодаря ритмичным последовательным сокращениям сердце проталкивает кровь по сосудам, обеспечивая её равномерную и непрерывную циркуляцию.
- Артерии несут кровь от сердца к другим внутренним органам. Чем дальше от сердца они локализованы, тем тоньше их диаметр: если в области сердечной сумки средняя ширина просвета составляет толщину большого пальца, то в районе верхних и нижних конечностей его диаметр примерно равен простому карандашу.
Несмотря на визуальную разницу, и крупные и мелкие артерии имеют сходное строение. Они включают три слоя – адвентиций, медиа и интима. Адвентиций – наружный слой – образован рыхлой фиброзной и эластической соединительной тканью и включает множество пор, через которые проходят микроскопические капилляры, питающие сосудистую стенку, и нервные волокна, регулирующие ширину просвета артерии в зависимости от посылаемых организмом импульсов.
Медиа, занимающая срединное положение, включает эластические волокна и гладкие мышцы, благодаря которым поддерживается упругость и эластичность сосудистой стенки. Именно этот слой в большей степени регулирует скорость кровотока и артериальное давление, которое может варьироваться в допустимом диапазоне в зависимости от внешних и внутренних факторов, влияющих на организм. Чем больше диаметр артерии, тем выше процент эластических волокон в срединном слое. По этому принципу сосуды классифицируют на эластические и мышечные.
Интима, или внутренняя выстилка артерий, представлена тонким слоем эндотелия. Гладкая структура этой ткани облегчает циркуляцию крови и служит пропускным каналом для питания медии.
По мере истончения артерий эти три слоя становятся менее выраженными. Если в крупных сосудах адвентиций, медиа и интима хорошо различимы, то в тонких артериолах заметны только мышечные спирали, эластические волокна и тонкая эндотелиальная выстилка.
- Капилляры – самые тонкие сосуды кардиоваскулярной системы, которые являются промежуточным звеном между артериями и венами. Они локализованы в самых отдалённых от сердца участках и содержат не более 5% от общего объёма крови в организме. Несмотря на малый размер, капилляры крайне важны: они окутывают тело плотной сетью, снабжая кровью каждую клеточку организма. Именно здесь происходит обмен веществами между кровью и прилегающими тканями. Тончайшие стенки капилляров легко пропускают молекулы кислорода и питательных компонентов, содержащихся в крови, которые под воздействием осмотического давления переходят в ткани других органов. Взамен кровь получает содержащиеся в клетках продукты распада и токсины, которые по венозному руслу отправляются обратно к сердцу, а затем к лёгким.
- Вены – разновидность сосудов, которые переносят кровь от внутренних органов к сердцу. Стенки вен, как и артерий, образованы тремя слоями. Единственное отличие заключается в том, что каждый из этих слоёв менее выражен. Эта особенность регулируется физиологией вен: для циркуляции крови здесь не требуется наличия сильного давления сосудистых стенок – направление кровотока поддерживается благодаря наличию внутренних клапанов. Большее их количество содержится в венах нижних и верхних конечностей – здесь при низком венозном давлении без попеременного сокращения мышечных волокон кровоток был бы невозможен. В крупных венах, напротив, клапанов очень мало или нет вовсе.
В процессе циркуляции часть жидкости из крови просачивается через стенки капилляров и сосудов к внутренним органам. Эта жидкость, визуально чем-то напоминающая плазму, является лимфой, которая попадает в лимфатическую систему. Сливаясь воедино, лимфатические пути образуют довольно крупные протоки, которые в области сердца впадают обратно в венозное русло кардиоваскулярной системы.
Большой круг кровообращения
Основной функцией большого круга является обеспечение газообмена во всех внутренних органах, кроме легких. Он начинается в полости левого желудочка; представлен аортой и ее ответвлениями, артериальным руслом печени, почек, головного мозга, скелетной мускулатуры и других органов. Далее данный круг продолжается капиллярной сетью и венозным руслом перечисленных органов; и посредством впадения полой вены в полость правого предсердия заканчивается в последнем.
Итак, как уже сказано, начало большого круга – это полость левого желудочка. Сюда направляется артериальный кровяной поток, содержащий в себе большую часть кислорода, нежели двуокиси углерода. Этот поток в левый желудочек попадает непосредственно из кровеносной системы легких, то есть из малого круга. Артериальный поток из левого желудочка посредством аортального клапана проталкивается в крупнейший магистральный сосуд – в аорту. Аорту образно можно сравнить со своеобразным деревом, которое имеет множество ответвлений, потому что от нее отходят артерии ко внутренним органам (к печени, почкам, желудочно-кишечному тракту, к головному мозгу – через систему сонных артерий, к скелетным мышцам, к подкожно-жировой клетчатке и др). Органные артерии, также имеющие многочисленные разветвления и носящие соответственные анатомии названия, несут кислород в каждый орган.
В тканях внутренних органов артериальные сосуды подразделяются на сосуды все меньшего и меньшего диаметра, и в результате формируется капиллярная сеть. Капилляры – это наимельчайшие сосуды, практически не имеющие среднего мышечного слоя, а представленные внутренней оболочкой – интимой, выстланной эндотелиальными клетками. Просветы между этими клетками на микроскопическом уровне настолько велики по сравнению с другими сосудами, что позволяют беспрепятственно проникать белкам, газам и даже форменным элементам в межклеточную жидкость окружающих тканей. Таким образом, между капилляром с артериальной кровью и жидкой межклеточной средой в том или ином органе происходит интенсивный газообмен и обмен других веществ. Кислород проникает из капилляра, а углекислота, как продукт метаболизма клеток – в капилляр. Осуществляется клеточный этап дыхания.
После того, как в ткани перешло большее количество кислорода, а из тканей была удалена вся углекислота, кровь становится венозной. Весь газообмен осуществляется с каждым новым притоком крови, и за тот промежуток времени, пока она движется по капилляру в сторону венулы – сосудика, собирающего венозную кровь. То есть с каждым сердечным циклом в том или ином участке организма осуществляется поступление кислорода в ткани и удаление из них двуокиси углерода.
Указанные венулы объединяются в вены покрупнее, и формируется венозное русло. Вены, аналогично артериям, носят те названия, в каком органе они располагаются (почечные, мозговые и др). Из крупных венозных стволов формируются притоки верхней и нижней полой вены, а последние затем впадают в правое предсердие.
Что вредит сосудам?
Бичом современного человека являются отложения жиров на стенках кровеносных артерий (в основном «плохого» холестерина), вследствие чего происходят атеросклеротические изменения сосудов. Жировые скопления формируют на стенках сосудов атеромы и холестериновые бляшки, которые сужают проходимость сосудов и ухудшают кровоток. Сердцу приходится работать в усиленном режиме, что приводит к его преждевременному старению, при этом крови, насыщенной кислородом, в ткани поступает все равно мало. В результате перед организмом появляется угроза кислородного голодания.
Особенности кровотока в органах большого круга
Некоторые из внутренних органов имеют свои особенности. Так, например, в печени существует не только печеночная вена, «относящая» венозный поток от нее, но и воротная, которая наоборот, приносит кровь в печеночную ткань, где выполняется очищение крови, и только потом кровь собирается в притоки печеночной вены, чтобы попасть к большому кругу. Воротная вена приносит кровь от желудка и кишечника, поэтому все, что человек съел или выпил, должно пройти своеобразную «очистку» в печени.
Кроме печени, определенные нюансы существуют и в других органах, например, в тканях гипофиза и почек. Так, в гипофизе отмечается наличие так называемой «чудесной» капиллярной сети, потому что артерии, приносящие кровь в гипофиз из гипоталамуса, разделяются на капилляры, которые затем собираются в венулы. Венулы, после того, как кровь с молекулами релизинг-гормонов собрана, вновь разделяются на капилляры, а затем уже формируются вены, относящие кровь от гипофиза. В почках дважды на капилляры разделяется артериальная сеть, что связано с процессами выделения и обратного всасывания в клетках почек – в нефронах.
Малый круг кровообращения
Его функцией является осуществление газообменных процессов в легочной ткани с целью насыщения «отработанной» венозной крови кислородными молекулами. Он начинается в полости правого желудочка, куда из право-предсердной камеры (из «конечной точки» большого круга) поступает венозный кровяной поток с крайне незначительным количеством кислорода и с большим содержанием углекислоты. Эта кровь посредством клапана легочной артерии продвигается в один из крупных сосудов, называемый легочным стволом. Далее венозный поток двигается по артериальному руслу в легочной ткани, которое также распадается на сеть из капилляров. По аналогии с капиллярами в других тканях, в них осуществляется газообмен, вот только в просвет капилляра поступают молекулы кислорода, а в альвеолоциты (клетки альвеол) проникает углекислота. В альвеолы при каждом акте дыхания поступает воздух из окружающей среды, из которого кислород через клеточные мембраны проникает в плазму крови. С выдыхаемым воздухом при выдохе поступившая в альвеолы углекислота выводится наружу.
После насыщения молекулами O2 кровь приобретает свойства артериальной, протекает по венулам и в конечном итоге добирается до легочных вен. Последние в составе четырех или пяти штук открываются в полость левого предсердия. В результате, через правую половину сердца протекает венозный кровяной поток, а через левую половину – артериальный; и в норме эти потоки смешиваться не должны.
В ткани легких имеется двойная сеть капилляров. При помощи первой осуществляются газообменные процессы с целью обогащения венозного потока молекулами кислорода (взаимосвязь непосредственно с малым кругом), а во второй осуществляется питание самой легочной ткани кислородом и нутриентами (взаимосвязь с большим кругом).
Основные функции системы
Работа кровеносной системы начинается с обогащения крови кислородом. «Обедненная» кровь поступает по венам в сердце: сначала в первую камеру правого предсердия, затем — в правый желудочек сердца. Оттуда более мощные сердечные мышцы выталкивают лишенную кислорода кровь в разделенный на две легочные артерии легочный ствол. Далее кровь по многочисленным легочным сосудам попадает в легкие, где она обогащается кислородом и по легочным сосудам возвращается к сердцу — но в этот раз уже к левому предсердию и желудочку. Левый желудочек сердца отвечает за снабжение кровью всего организма, поэтому, мышцы левого желудочка более развиты. Кровообращение человека состоит из двух кругов: малого (легочного) и большого. Малый круг отвечает за обогащение кровью кислородом, а большой – за транспортировку крови по всему телу. Несмотря на то, что сокращаются два предсердия и два желудочка одновременно, толстостенный левый желудочек испытывает нагрузку в шесть раз больше, ведь ему предстоит прогонять кровь по большому кругу, снабжая полезными веществами все конечности.
