Кровообращение - процесс постоянной циркуляции крови в организме, что обеспечивает его жизнедеятельность. Кровеносную систему организма иногда объединяют с лимфатической системой в сердечно-сосудистую систему.

Кровь приводится в движение сокращениями сердца и циркулирует сосудами. Она обеспечивает ткани организма кислородом, питательными веществами, гормонами и поставляет продукты обмена веществ в органы их выделения. Обогащение крови кислородом происходит в легких, а насыщение питательными веществами - в органах пищеварения. В печени и почках происходит нейтрализация и выведение продуктов метаболизма. Кровообращение регулируется гормонами и нервной системой. Различают малое (через легкие) и большое (через органы и ткани) круга кровообращения.

Кровообращение - важный фактор в жизнедеятельности организма человека и животных. Кровь может выполнять свои разнообразные функции только находясь в постоянном движении.

Кровеносная система человека и многих животных состоит из сердца и сосудов, по которым кровь движется к тканям и органам, а затем возвращается к сердцу. Крупные сосуды, по которым кровь движется к органам и тканям, называются артериями. Артерии разветвляются на меньшие артерии - артериолы, и, наконец, на капилляры. Сосудами, которые называются венами, кровь возвращается к сердцу.

Кровеносная система человека и других позвоночных относится к закрытого типа - кровь при нормальных условиях не покидает организм. Некоторые виды беспозвоночных имеют открытую кровеносную систему.

Движение крови обеспечивает разница кровяного давления в различных сосудах.

История исследования

Еще античные исследователи предполагали, что в живых организмах все органы функционально связаны и влияют друг на друга. Высказывались разные предположения. Гиппократ - «отец медицины», и Аристотель - крупнейший из греческих мыслителей, живших почти 2500 лет назад, интересовался вопросами кровообращения и изучал его. Однако античные представления были несовершенны, а во многих случаях ошибочны. Венозные и артериальные кровеносные сосуды они представляли как две самостоятельные системе, не соединены между собой. Считалось, что кровь движется только венами, в артериях, зато находится воздуха. Это обосновывали тем, что при вскрытии трупов людей и животных в венах кровь была, а артерии были пустые, без крови.

Это убеждение было опровергнуто в результате работ римского исследователя и врача Клавдия Галена (130 - 200). Он экспериментально доказал, что кровь движется сердцем и артериями, как и венами.

После Галена вплоть до XVII века считали, что кровь из правого предсердия попадает в левое каким-то образом через перегородку.

В 1628 году английский физиолог, анатом и врач Уильям Гарвей (1578 - 1657) опубликовал свой труд «Анатомическое исследование о движении сердца и крови у животных», в котором впервые в истории медицины экспериментально показал, что кровь движется от желудочков сердца артериями и возвращается предсердия венами. Несомненно, обстоятельством, больше других побудила Уильяма Гарвея к осознанию того, что кровь циркулирует, оказалось наличие в венах клапанов, функционирование которых свидетельствует о пассивном гидродинамический процесс. Он понял, что это могло бы иметь смысл только в том случае, если кровь в венах течет к сердцу, а не от него, как предположил Гален и как считала европейская медицина во времена Гарвея. Гарвей был также первым, кто количественно оценил сердечный выброс у человека, и преимущественно благодаря этому, несмотря на огромную недооценку (1020,6 г / мин, то есть около 1 л / мин вместо 5 л / мин), скептики убедились, что артериальная кровь не может непрерывно создаваться в печени, а, следовательно, она должна циркулировать. Таким образом, им была построена современная схема кровообращения человека и других млекопитающих, включающий два круга. Невыясненным оставался вопрос о том, как кровь попадает из артерий в вены.

Именно в год публикации революционной труда Гарвея (1628) родился Мальпиги, который 50 лет спустя открыл капилляры - звено кровеносных сосудов, которая соединяет артерии и вены - и таким образом завершил описание замкнутой сосудистой системы.

Первые количественные измерения механических явлений в кровообращении были сделаны Стивеном Хейлз (1677 - 1761), который измерил артериальное и венозное кровяное давление, объем отдельных камер сердца и скорость истечения крови из нескольких вен и артерий, продемонстрировав таким образом, что большая часть сопротивления течения крови приходится на область микроциркуляции. Он считал, что в результате упругости артерий течение крови в венах остается более или менее постоянным, а не пульсирует, как в артериях.

Позже, в XVIII и XIX веках ряд известных гидромеханики заинтересовались вопросами циркуляции крови и внесли существенный вклад в понимание этого процесса. Среди них были Леонард Эйлер, Бернулли (который был на самом деле профессором анатомии) и Жан Луи Мари Пуазейль (также врач, его пример особенно показывает, как попытка решить частичную прикладную задачу может привести к развитию фундаментальной науки). Одним из самых ученых-универсалов был Томас Юнг (1773 - 1829), также врач, чьи исследования в оптике привели к установлению волновой теории света и понимания восприятия цвета. Другая важная область исследований Юнга касается природы упругости, в частности свойств и функции упругих артерий его теория распространения волн в упругих трубках до сих пор считается фундаментальным корректным описанием пульсового давления в артериях. Именно в его лекции по этому вопросу в Королевском обществе в Лондоне содержится явное заявление, что «вопрос о том, каким образом и в какой степени циркуляция крови зависит от мышечных и упругих сил сердца и артерий в предположении, что природа этих сил известна, должен стать просто вопросом самых разделов теоретической гидравлики ».

Схема кровообращения Гарвея была расширена при создании в XX веке схемы гемодинамики Аринчиним Н. И. Оказалось, что скелетная мышца по кровообращения не только проточная сосудистая система и потребитель крови, «иждивенец» сердца, но и орган, который, самозабезпечуючись, является мощным насосом - периферическим «сердцем». За давлением крови, развивается мышцей, он не только не уступает, но даже превосходит давление, поддерживаемый центральным сердцем, и служит эффективным его помощником. В связи с тем, что скелетных мышц очень много, более 1000, их роль в продвижении крови у здорового и больного человека, несомненно, велика.

Круги кровообращения человека

Кровообращение происходит по двум основным путям, называемым кругами: малым и большим кругами кровообращения.

Малым кругом кровь циркулирует через легкие. Движение крови этим кругом начинается с сокращения правого предсердия, после чего кровь поступает в правый желудочек сердца, сокращение которого толкает кровь в легочный ствол. Циркуляция крови в этом направлении регулируется предсердно-желудочковой перегородкой и двумя клапанами: трехстворчатым (между правым предсердием и правым желудочком), что предотвращает возвращению крови в предсердие, и клапаном легочной артерии, что предотвращает возвращению крови из легочного ствола в правый желудочек. Легочный ствол разветвляется в сети легочных капилляров, где кровь насыщается кислородом путем вентиляции легких. Затем кровь через легочные вены возвращается из легких в левое предсердие.

Большой круг кровообращения поставляет насыщенную кислородом кровь к органам и тканям. Левое предсердие сокращается одновременно с правым и толкает кровь в левый желудочек. Из левого желудочка кровь поступает в аорту. Аорта разветвляется на артерии и артериолы, что дкою, двустворчатым (митральным) клапаном и клапаном аорты.

Таким образом, кровь движется большого круга кровообращения от левого желудочка до правого предсердия, а затем малым кругом кровообращения от правого желудочка до левого предсердия.

Также существуют еще два круга кровообращения:

1. Сердечный круг кровообращения - это круг кровообращения начинается от аорты двумя короноиднимы сердечными артериями, по которым кровь поступает во все слои и части сердца, а затем собирается мелких венах в венозной венечный синус и заканчивается венами сердца, впадающих в правое предсердие.
2. Плацентарный - Происходит по замкнутой системе, изолированной от кровеносной системы матери. Плацентарный круг кровообращения начинается от плаценты, которая является провизорного (временным) органом, через который плод получает от матери кислород, питательные вещества, воду, электролиты, витамины, антитела и отдает углекислый газ и шлаки.

Механизм кровообращения

Это утверждение полностью справедливо для артерий и артериол, капилляров и вен в капиллярах и венах появляются вспомогательные механизмы, о которых ниже. Движение артериальной крови желудочками происходит в изофигмичнои точки капилляров, где происходит выброс воды и солей в интерстициальную жидкость и разгрузки артериального давления до давления в интерстициальный жидкости, величина которого около 25 мм рт. ст.. Далее происходит реабсорбция (обратное всасывание) воды, солей и продуктов жизнедеятельности клеток с интерстициальный жидкости в посткапилляры под действием всасывающей силы предсердий (жидкостный вакуум - перемещение атриовентрикулярных перегородок, АВП вниз) и далее - самотеком под действием сил гравитации к предсердий. Перемещение АВП вверх приводит к систолы предсердий и одновременно к диастолы желудочков. Отличие давлений создается ритмической работой предсердий и желудочков сердца, перекачивающего кровь из вен в артерии.

Сердечный цикл

Правая половина сердца и левая работают синхронно. Для удобства изложения здесь будет рассмотрена работа левой половины сердца. Сердечный цикл включает в себя общую диастолу (расслабление), систолу (сокращение) предсердий, систолу желудочков. Во время общей диастолы давление в полостях сердца близок к нулю, в аорте медленно снижается с систолического до диастолического, в норме у человека равны соответственно 120 и 80 мм рт. ст. Поскольку давление в аорте выше, чем в желудочке, аортальный клапан закрыт. Давление в крупных венах (центральный венозный давление, ЦВД) составляет 2-3 мм рт.ст., то есть чуть выше, чем в полостях сердца, так что кровь поступает в предсердия и, транзитом, в желудочки. Предсердно-желудочковые клапаны в это время открыты. Во время систолы предсердий циркулярные мышцы предсердий пережимают вход из вен в предсердия, что препятствует обратному току крови, давление в предсердиях повышается до 8-10 мм рт.ст., и кровь перемещается в желудочки. На следующей систолы желудочков давление в них становится выше давления в предсердиях (которые начинают расслабляться), что приводит к закрытию предсердно-желудочковых клапанов. Внешним проявлением этого события I тон сердца. Затем давление в желудочке превышает аортальный, в результате чего открывается клапан аорты и начинается вытеснение крови из желудочка в артериальную систему. Расслабленное предсердия в это время заполняется кровью. Физиологическое значение предсердий главным образом заключается в роли промежуточного резервуара для крови, поступающей из венозной системы во время систолы желудочков. В начале общей диастолы, давление в желудочке падает ниже аортального (закрытие аортального клапана, II тон), затем ниже давления в предсердиях и венах (открытие предсердно-желудочковых клапанов), желудочки снова начинают заполняться кровью. Объем крови, выбрасываемой желудочком сердца за каждую систолу составляет 60-80 мл. Эта величина называется ударным объемом. Продолжительность сердечного цикла - 0,8-1 с, дает частоту сердечных сокращений (ЧСС) 60-70 в минуту. Отсюда минутный объем кровотока, как нетрудно подсчитать, 3-4 л в минуту (минутный объем сердца, МОС).

Артериальная система

Артерии, которые почти не содержат гладких мышц, но имеют мощную эластичную оболочку, выполняют главным образом «буферную» роль, сглаживая перепады давления между систолическим и диастолическим. Стенки артерий упруго растягивающие, что позволяет им принять дополнительный объем крови, что «вбрасывается» сердцем во время систолы, и лишь умеренно, на 50-60 мм рт.ст., поднять давление. Во время диастолы, когда сердце ничего не перекачивает, именно упругое растяжение артериальных стенок поддерживает давление, не давая ему упасть до нуля, и тем самым обеспечивает непрерывность кровотока. Именно растяжение стенки сосуда воспринимается как удар пульса. Артериолы имеют развитую гладкую мускулатуру, благодаря которой способны активно изменять свой просвет и, таким образом, регулировать сопротивление кровотоку. Именно на артериолы приходится наибольшее падение давления, и именно они определяют соотношение объема кровотока и артериального давления. Соответственно, артериолы называют резистивными сосудами.

Капилляры

Капилляры характеризуются тем, что их сосудистая стенка представлена ​​одним слоем клеток, так что они высокопроницаемых для всех растворенных в плазме крови низкомолекулярных веществ. Здесь происходит обмен веществ между тканевой жидкостью и плазмой крови. При прохождении крови через капилляры плазма крови 40 раз полностью обновляется с интерстициальной (тканевой) жидкостью; объем только диффузии через общую обменную поверхность капилляров организма составляет около 60 л / мин или примерно 85000 л / сутки давление в начале артериальной части капилляра 37,5 мм рт. в.; эффективное давление составляет около (37,5 - 28) = 9,5 мм рт. в.; давление в конце венозной части капилляра, направленное наружу капилляра, составляет 20 мм рт. в.; эффективный реабсорбционное давление - близко (20 - 28) = - 8 мм рт. ст.

Венозная система

От органов кровь возвращается через посткапилляры в венулы и вены в правое предсердие по верхней и нижней полых вен, а также коронарным венам (венам, возвращает кровь от сердечной мышцы). Венозный возврат осуществляется по нескольким механизмам. Во-первых, базовый механизм благодаря перепаду давлений в конце венозной части капилляра, направленное наружу капилляра около 20 мм рт. ст., в ТЖ - 28 мм рт. ст.,.) и предсердий (около 0), эффективный реабсорбционное давление близко (20 - 28) = - 8 мм рт. ст. Во-вторых, для вен скелетных мышц важно, что при сокращении мышцы давление «извне» превышает давление в вене, так что кровь «выжимается» из вен сокращением мышц. Присутствие же венозных клапанов определяет направление движения крови при этом - от артериального конца к венозному. Этот механизм особенно важен для вен нижних конечностей, поскольку здесь кровь венами поднимается, преодолевая гравитацию. В-третьих, посасывая роль грудной клетки. Во время вдоха давление в грудной клетке падает ниже атмосферного (которое мы принимаем за ноль), что обеспечивает дополнительный механизм возврата крови. Величина просвета вен, а соответственно и их объем значительно превышают таковые артерий. Кроме того, гладкие мышцы вен обеспечивают изменение их объема в достаточно широких пределах, приспосабливая их емкость до меняющегося объема циркулирующей крови. Поэтому, с точки зрения физиологической роли, вены можно определить как «емкостные сосуды».

Количественные показатели и их взаимосвязь

Ударный объем сердца - объем, который левый желудочек выбрасывает в аорту (а правый - в легочный ствол) за одно сокращение. У человека равна 50-70 мл. Минутный объем кровотока (V minute) - объем крови, проходящей через поперечное сечение аорты (и легочного ствола) в минуту. У взрослого человека минутный объем примерно равен 5-7 литров. Частота сердечных сокращений (Freq) - число сокращений сердца в минуту. Артериальное давление - давление крови в артериях. Систолическое давление - высшую давление во время сердечного цикла, достигается к концу систолы. Диастолическое давление - низкое давление во время сердечного цикла, достигается в конце диастолы желудочков. Пульсовое давление - разница между систолическим и диастолическим. Среднее артериальное давление (P mean) проще всего определить в виде формулы. Итак, если артериальное давление во время сердечного цикла является функцией от времени, то (2) где t begin и t end - время начала и конца сердечного цикла, соответственно. Физиологический смысл этой величины: это такое эквивалентное давление, что, если бы оно постоянным, минутный объем кровотока не отличался бы от наблюдаемого в действительности. Общее периферическое сопротивление - сопротивление, сосудистая система предоставляет кровотока. Прямо оно измерено быть не может, но может быть вычислено, исходя из минутного объема и среднего артериального давления. (3) Минутный объем кровотока равен отношению среднего артериального давления до периферической сопротивления. Это утверждение является одним из центральных законов гемодинамики. Сопротивление одного сосуда с жесткими стенками определяется законом Пуазейля: (4) где η - вязкость жидкости, R - радиус и L - длина сосуда. Для последовательно включенных сосудов, сопротивления складываются: (5) для параллельных, складываются проводимости: (6) Таким образом, общее периферическое сопротивление зависит от длины сосудов, числа параллельно включенных сосудов и радиуса сосудов. Понятно, что не существует практического способа узнать все эти величины, кроме того, стенки сосудов не является жесткими, а кровь не ведет себя как классическая Ньютоновская жидкость с постоянной вязкостью. В силу этого, как отмечал В. А. Лищук в «Математической теории кровообращения», «закон Пуазейля имеет для кровообращения скорее иллюстративную, чем конструктивную роль». Однако, понятно, что из всех факторов, определяющих периферическое сопротивление, наибольшее значение имеет радиус сосудов (длина в формуле стоит в 1-й степени, радиус же - в 4-й), и этот же фактор - единственный, способный к физиологической регуляции. Количество и длина сосудов постоянны, радиус может меняться в зависимости от тонуса сосудов, главным образом, артериол. С учетом формул (1), (3) и природы периферического сопротивления, становится понятно, что среднее артериальное давление зависит от объемного кровотока, который определяется главным образом сердцем (см. (1)) и тонуса сосудов, преимущественно артериол.

Ударный объем сердца (V contr) - объем, который левый желудочек выбрасывает в аорту (а правый - в легочный ствол) за одно сокращение. У человека равна 50-70 мл.

Минутный объем кровотока (V minute) - объем крови, проходящей через поперечное сечение аорты (и легочного ствола) в минуту. У взрослого человека минутный объем примерно равен 5-7 литров.

Частота сердечных сокращений (Freq) - число сокращений сердца в минуту.

Артериальное давление - давление крови в артериях.

Систолическое давление - самый высокий давление во время сердечного цикла, достигается к концу систолы.

Диастолическое давление - низкое давление во время сердечного цикла, достигается в конце диастолы желудочков.

Пульсовое давление - разница между систолическим и диастолическим.

(P mean) проще всего определить в виде формулы. Итак, если артериальное давление во время сердечного цикла является функцией от времени, то

где t begin и t end - время начала и конца сердечного цикла, соответственно.

Физиологический смысл этой величины: это такой эквивалентный давление, при постоянстве, минутный объем кровотока не отличался бы от наблюдаемого в действительности.

Общее периферическое сопротивление - сопротивление, сосудистая система предоставляет кровотока. Непосредственно нельзя измерить сопротивление, но его можно вычислить, исходя из минутного объема и среднего артериального давления.

Минутный объем кровотока равен отношению среднего артериального давления к периферийному сопротивления.

Это утверждение является одним из центральных законов гемодинамики.

Сопротивление одного сосуда с жесткими стенками определяется законом Пуазейля:

где {\ Displaystyle \ eta} {\ Displaystyle \ eta} - вязкость жидкости, R - радиус и L - длина сосуда.

Для последовательно включенных сосудов, сопротивление определяется:

Для параллельных, измеряется проводимость:

Таким образом, общее периферическое сопротивление зависит от длины сосудов, числа параллельно включенных сосудов и радиуса сосудов. Понятно, что не существует практического способа узнать все эти величины, кроме того, стенки сосудов не является твердыми, а кровь не ведет себя как классическая Ньютоновская жидкость с постоянной вязкостью. В силу этого, как отмечал В. А. Лищук в «Математической теории кровообращения», «закон Пуазейля имеет для кровообращения скорее иллюстративную, чем конструктивную роль». Тем не менее, понятно, что из всех факторов, определяющих периферическое сопротивление, наибольшее значение имеет радиус сосудов (длина в формуле в 1-м степени, радиус же - в четвёртом), и этот же фактор - единственный, способный к физиологической регуляции. Количество и длина сосудов постоянны, радиус же может изменяться в зависимости от тонуса сосудов, главным образом, артериол.

С учетом формул (1), (3) и природы периферического сопротивления, становится понятно, что средний артериальное давление зависит от объемного кровотока, который определяется главным образом сердцем (см. (1)) и тонуса сосудов, преимущественно артериол.

Это непрерывное движение крови по замкнутой сердечно-сосудистой системе, обеспечивающее обмен газов в легких и тканях тела.

Помимо обеспечения тканей и органов кислородом и удаления из них углекислоты, кровообращение доставляет к клеткам питательные вещества, воду, соли, витамины, гормоны и удаляет конечные продукты обмена веществ, а также поддерживает постоянство температуры тела, обеспечивает гуморальную регуляцию и взаимосвязь органов и систем органов в организме.

Система органов кровообращения состоит из сердца и кровеносных сосудов , пронизывающих все органы и ткани тела.

Кровообращение начинается в тканях, где совершается обмен веществ через стенки капилляров. Кровь, отдавшая кислород органам и тканям, поступает в правую половину сердца и направляется им в малый (легочной) круг кровообращения, где кровь насыщается кислородом, возвращается к сердцу, поступая в левую его половину, и вновь разносится по всему организму (большому кругу кровообращения).

Сердце - главный орган системы кровообращения. Оно представляет собой полый мышечный орган, состоящий из четырех камер: двух предсердий (правого и левого), разделенных межпредсердной перегородкой, и двух желудочков (правого и левого), разделенных межжелудочковой перегородкой. Правое предсердие сообщается с правым желудочком через трехстворчатый, а левое предсердие с левым желудочком - через двустворчатый клапан. Масса сердца взрослого человека в среднем около 250 г у женщин и около 330 г у мужчин. Длина сердца 10-15 см, поперечный размер 8-11 см и переднезадний - 6-8,5 см. Объем сердца у мужчин в среднем равен 700-900 см 3 , а у женщин - 500-600 см 3 .

Наружные стенки сердца образованы сердечной мышцей, которая по структуре сходна с поперечнополосатыми мышцами. Однако сердечная мышца отличается способностью автоматически ритмично сокращаться благодаря импульсам, возникающим в самом сердце независимо от внешних воздействий (автоматия сердца).

Функция сердца состоит в ритмичном нагнетании в артерии крови, приходящей к нему по венам. Сердце сокращается около 70-75 раз в минуту в состоянии покоя организма (1 раз за 0,8 с). Более половины этого времени оно отдыхает - расслабляется. Непрерывная деятельность сердца складывается из циклов, каждый из которых состоит из сокращения (систола) и расслабления (диастола).

Различают три фазы сердечной деятельности:

• сокращение предсердий - систола предсердий - занимает 0,1 с
• сокращение желудочков - систола желудочков - занимает 0,3 с
• общая пауза - диастола (одновременное расслабление предсердий и желудочков) - занимает 0,4 с

Таким образом, в течение всего цикла предсердия работают 0,1 с и отдыхают 0,7 с, желудочки работают 0,3 с и отдыхают 0,5 с. Этим объясняется способность сердечной мышцы работать, не утомляясь, в течение всей жизни. Высокая работоспособность сердечной мышцы обусловлена усиленным кровоснабжением сердца. Примерно 10 % крови, выбрасываемой левым желудочком в аорту, поступает в отходящие от нее артерии, которые питают сердце.

Артерии - кровеносные сосуды, несущие обогащенную кислородом кровь от сердца к органам и тканям (лишь легочная артерия несет венозную кровь).

Стенка артерии представлена тремя слоями: наружной соединительнотканной оболочкой; средней, состоящей из эластических волокон и гладких мышц; внутренней, образованной эндотелием и соединительной тканью.

У человека диаметр артерий колеблется от 0,4 до 2,5 см. Общий объем крови в артериальной системе составляет в среднем 950 мл. Артерии постепенно древовидно ветвятся на все более мелкие сосуды - артериолы, которые переходят в капилляры.

Капилляры (от лат. "капиллюс" - волос) - мельчайшие сосуды (средний диаметр не превышает 0,005 мм, или 5 мкм), пронизывающие органы и ткани животных и человека, имеющих замкнутую кровеносную систему. Они соединяют мелкие артерии - артериолы с мелкими венами - венулами. Через стенки капилляров, состоящие из клеток эндотелия, происходит обмен газов и других веществ между кровью и различными тканями.

Вены - кровеносные сосуды, несущие насыщенную углекислым газом, продуктами обмена веществ, гормонами и другими веществами кровь от тканей и органов к сердцу (исключение легочные вены, несущие артериальную кровь). Стенка вены значительно тоньше и эластичнее стенки артерии. Мелкие и средние вены снабжены клапанами, препятствующими обратному току крови в этих сосудах. У человека объем крови в венозной системе составляет в среднем 3200 мл.

Круги кровообращения

Движение крови по сосудам впервые было описано в 1628 г. английским врачом В. Гарвеем.

У человека и млекопитающих кровь движется по замкнутой сердечно-сосудистой системе, состоящей из большого и малого кругов кровообращения (рис.).

Малый круг кровообращения - легочной круг - служит для обогащения крови кислородом в легких. Он начинается от правого желудочка и заканчивается левым предсердием.

Из правого желудочка сердца венозная кровь поступает в легочной ствол (общая легочная артерия), которая вскоре делится на две ветви,- несущие кровь к правому и левому легкому.

В легких артерии разветвляются на капилляры. В капиллярных сетях, оплетающих легочные пузырьки, кровь отдает углекислоту и получает взамен новый запас кислорода (легочное дыхание). Насыщенная кислородом кровь приобретает алый цвет, становится артериальной и поступает из капилляров в вены, которые, слившись в четыре легочные вены (по две с каждой стороны), впадают в левое предсердие сердца. В левом предсердии заканчивается малый (легочный) круг кровообращения, а поступившая в предсердие артериальная кровь переходит через левое атриовентрикулярное отверстие в левый желудочек, где начинается большой круг кровообращения. Следовательно, в артериях малого круга кровообращения течет венозная кровь, а в его венах - артериальная.

Большой круг кровообращения - телесный - собирает венозную кровь от верхней и нижней половины туловища и аналогично распределяет артериальную; начинается от левого желудочка и заканчивается правым предсердием.

Из левого желудочка сердца кровь поступает в самый крупный артериальный сосуд - аорту. Артериальная кровь содержит необходимые для жизнедеятельности организма питательные вещества и кислород и имеет ярко-алый цвет.

Аорта разветвляется на артерии, которые идут ко всем органам и тканям тела и переходят в толще их в артериолы и далее в капилляры. Капилляры в свою очередь собираются в венулы и далее в вены. Через стенку капилляров происходит обмен веществ и газообмен между кровью и тканями тела. Протекающая в капиллярах артериальная кровь отдает питательные вещества и кислород и взамен получает продукты обмена и углекислоту (тканевое дыхание). Вследствие этого поступающая в венозное русло кровь бедна кислородом и богата углекислотой и потому имеет темную окраску - венозная кровь; при кровотечении по цвету крови можно определить, какой сосуд поврежден - артерия или вена. Вены сливаются в два крупных ствола - верхнюю и нижнюю полые вены, которые впадают в правое предсердие сердца. Этим отделом сердца заканчивается большой (телесный) круг кровообращения.

Дополнением к большому кругу является третий (сердечный) круг кровообращения , обслуживающий само сердце. Он начинается выходящими из аорты венечными артериями сердца и заканчивается венами сердца. Последние сливаются в венечный синус, впадающий в правое предсердие, а остальные вены открываются в полость предсердия непосредственно.

Движение крови по сосудам

Любая жидкость течет от места, где давление выше, туда, где оно ниже. Чем больше разность давлений, тем выше скорость течения. Кровь в сосудах большого и малого круга кровообращений также движется благодаря разности давлений, которую создает сердце своими сокращениями.

В левом желудочке и аорте давление крови выше, чем в полых венах (отрицательное давление) и в правом предсердии. Разность давлений в этих участках обеспечивает движение крови в большом круге кровообращения. Высокое давление в правом желудочке и легочной артерии и низкое в легочных венах и левом предсердии обеспечивают движение крови в малом круге кровообращения.

Самое высокое давление в аорте и крупных артериях (артериальное давление). Артериальное кровяное давление не является постоянной величиной [показать]

Кровяное давление - это давление крови на стенки кровеносных сосудов и камер сердца, возникающее в результате сокращения сердца, нагнетающего кровь в сосудистую систему, и сопротивления сосудов. Наиболее важным медицинским и физиологическим показателем состояния кровеносной системы является величина давления в аорте и крупных артериях - артериальное давление.

Артериальное кровяное давление не является постоянной величиной. У здоровых людей в состоянии покоя различают максимальное, или систолическое, давление крови - уровень давления в артериях во время систолы сердца около 120 мм ртутного столба, и минимальное, или диастолическое,- уровень давления в артериях во время диастолы сердца около 80 мм ртутного столба. Т.е. артериальное кровяное давление пульсирует в такт сокращений сердца: в момент систолы оно повышается до 120-130 мм рт. ст., а во время диастолы снижается до 80-90 мм рт. ст. Эти пульсовые колебания давления происходят одновременно с пульсовыми колебаниями артериальной стенки.

По мере продвижения крови по артериям часть энергии давления используется на преодоление трения крови о стенки сосудов, поэтому давление постепенно падает. Особенно значительное падение давления происходит в самых мелких артериях и капиллярах - они оказывают наибольшее сопротивление движению крови. В венах кровяное давление продолжает постепенно снижаться, и в полых венах оно равно атмосферному давлению или даже ниже его. Показатели кровообращения в разных отделах кровеносной системы приведены в табл. 1.

Скорость движения крови зависит не только от разности давлений, но и от ширины кровеносного русла. Хотя аорта - самый широкий сосуд, но в организме она одна и через нее протекает вся кровь, которая выталкивается левым желудочком. Поэтому скорость здесь максимальная - 500 мм/с (см. табл. 1). По мере разветвления артерий их диаметр уменьшается, однако общая площадь поперечного сечения всех артерий возрастает и скорость движения крови уменьшается, достигая в капиллярах 0,5 мм/с. Благодаря столь малой скорости течения крови в капиллярах кровь успевает отдать кислород и питательные вещества тканям и принять продукты их жизнедеятельности.

Замедление тока крови в капиллярах объясняется их огромным количеством (около 40 млрд.) и большим суммарным просветом (в 800 раз больше просвета аорты). Движение крови в капиллярах осуществляется за счет изменения просвета подводящих мелких артерий: их расширение усиливает кровоток в капиллярах, а сужение - уменьшает.

Вены на пути от капилляров по мере приближения к сердцу укрупняются, сливаются, их количество и суммарный просвет кровяного русла уменьшается, а скорость движения крови по сравнению с капиллярами возрастает. Из табл. 1 также видно, что 3/4 всей крови находится в венах. Это связано с тем, что тонкие стенки вен способны легко растягиваться, поэтому они мoгут содержать значительно больше крови, чем соответствующие артерии.

Основной причиной движения крови по венам служит разность давлений в начале и конце венозной системы, поэтому движение крови по венам происходит в направлении к сердцу. Этому способствуют присасывающее действие грудной клетки ("дыхательный насос") и сокращение скелетной мускулатуры ("мышечный насос"). Во время вдоха давление в грудной клетке уменьшается. При этом разность давлений в начале и в конце венозной системы увеличивается, и кровь по венам направляется к сердцу. Скелетные мышцы, сокращаясь, сжимают вены, что также способствует передвижению крови к сердцу.

Соотношение между скоростью движения крови, шириной кровеносного русла и давлением крови иллюстрирует рис. 3. Количество крови, протекающее за единицу времени через сосуды, равно произведению скорости движения крови на площадь поперечного сечения сосудов. Эта величина одинакова для всех частей кровеносной системы: сколько крови выталкивает сердце в аорту, столько ее протекает через артерии, капилляры и вены и столько же возвращается назад к сердцу, и равна минутному объему крови.

Перераспределение крови в организме

Если артерия, отходящая от аорты к какому-нибудь органу, благодаря расслаблению своих гладких мышц расширится, то орган будет получать больше крови. В то же время другие органы получат за счет этого меньше крови. Так происходит перераспределение крови в организме. Вследствие перераспределения к работающим органам притекает больше крови за счет органов, которые в данное время пребывают в покое.

Перераспределение крови регулируется нервной системой: одновременно с расширением сосудов в работающих органах кровеносные сосуды неработающих суживаются и артериальное давление остается неизменным. Но если расширятся все артерии, это приведет к падению артериального давления и к уменьшению скорости движения крови в сосудах.

Время кругооборота крови

Время кругооборота крови - это время, необходимое для того, чтобы кровь прошла через весь круг кровообращения. Для измерения времени кругооборота крови применяется ряд способов [показать]

Принцип измерения времени кругооборота крови заключается в том, что в вену вводят какое-либо вещество, не встречающееся обычно в организме, и определяют, через какой промежуток времени оно появляется в одноименной вене другой стороны или вызывает характерное для него действие. Например, в локтевую вену вводят раствор алкалоида лобелина, действующего через кровь на дыхательный центр продолговатого мозга, и определяют время от момента введения вещества до момента, когда появляется кратковременная задержка дыхания или кашель. Это происходит, когда молекулы лобелина, совершив кругооборот в кровеносной системе, подействуют на дыхательный центр и вызовут изменение дыхания или кашель.

В последние годы скорость кругооборота крови по обоим кругам кровообращения (или только по малому, или только по большому кругу) определяют с помощью радиоактивного изотопа натрия и счетчика электронов. Для этого несколько таких счетчиков помещают на разных частях тела вблизи крупных сосудев и в области сердца. После введения в локтевую вену радиоактивного изотопа натрия определяют время появления радиоактивного излучения в области сердца и исследуемых сосудов.

Время кругооборота крови у человека составляет в среднем примерно 27 систол сердца. При 70-80 сокращениях сердца в минуту полный кругооборот крови происходит приблизительно за 20-23 секунды. Не надо забывать, однако, что скорость течения крови по оси сосуда больше, чем у его стенок, а также, что не все сосудистые области имеют одинаковую протяженность. Поэтому не вся кровь совершает кругооборот так быстро, и указанное выше время является кратчайшим.

Исследования на собаках показали, что 1/5 времени полного кругооборота крови приходится на малый круг кровообращения и 4/5 - на большой круг.

Регуляция кровообращения

Иннервация сердца . Сердце, как и другие внутренние органы, иннервируетея вегетативной нервной системой и получает двойную иннервацию. К сердцу подходят симпатические нервы, которые усиливают и ускоряют его сокращения. Вторая группа нервов - парасимпатические - действует на сердце противоположным образом: замедляет и ослабляет сердечные сокращения. Эти нервы регулируют работу сердца.

Кроме того, на работу сердца влияет гормон надпочечников - адреналин, который с кровью поступает в сердце и усиливает его сокращения. Регуляция работы органов с помощью веществ, переносимых кровью, называется гуморальной.

Нервная и гуморальная регуляции сердца в организме действуют согласованно и обеспечивают точное приспособление деятельности сердечно-сосудистой системы к потребностям организма и условиям окружающей среды.

Иннервация кровеносных сосудов. Кровеносные сосуды иниервируются симпатическими нервами. Возбуждение, распространяющееся по ним, вызывает сокращение гладких мышц в стенках сосудов и суживает сосуды. Если перерезать симпатические нервы, идущие к определенной части тела, соответствующие сосуды расширятся. Следовательно, по симпатическим нервам к кровеносным сосудам все время поступает возбуждение, которое держит эти сосуды в состоянии некоторого сужения - сосудистого тонуса. Когда возбуждение усилнвается, частота нервных импульсов возрастает и сосуды суживаются сильнее - сосудистый тонус повышается. Наоборот, при уменьшении частоты нервных импульсов вследствие торможения симпатических нейронов сосудистый тонус снижается и кровеносные сосуды расширяются. К сосудам некоторых органов (скелетных мышц, слюнных желез) кроме сосудосуживающих подходят также сосудорасширяющие нервы. Эти нервы возбуждаются и расширяют кровеносные сосуды органов во время их работы. На просвет сосудов влияют также вещества, которые разносятся кровью. Адреналин суживает кровеносные сосуды. Другое вещество - ацетилхолин, - выделяемое окончаниями некоторых нервов, расширяет их.

Регуляция деятельности сердечно-сосудистой системы. Кровоснабжение органов изменяется в зависимости от их потребностей благодаря описанному перераспределению крови. Но это перераспределение может быть эффективным только при условии, что давление в артериях не изменяется. Одной из основных функций нервной регуляции кровообращения является поддержание постоянного кровяного давления. Эта функция осуществляется рефлекторно.

В стенке аорты и сонных артерий имеются рецепторы, которые раздражаются сильнее, если кровяное давление превышает нормальный уровень. Возбуждение от этих рецепторов идет к сосудодвигательному центру, расположенному в продолговатом мозге, и тормозит его работу. От центра по симпатическим нервам к сосудам и сердцу начинает поступать более слабое возбуждение, чем раньше, и кровеносные сосуды расширяются, а сердце ослабляет свою работу. Вследствие этих изменений кровяное давление снижается. А если давление почему-либо упало ниже нормы, то раздражение рецепторов прекращается совсем и сосудо-двигательный центр, не получая тормозных влияний от рецепторов, усиливает свою деятельность: посылает к сердцу и сосудам больше нервных импульсов в секунду, сосуды суживаются, сердце сокращается, чаще и сильнее, кровяное давление повышается.

Гигиена сердечной деятельности

Нормальная деятельность человеческого организма возможна лишь при наличии хорошо развитой сердечно-сосудистой системы. Скорость кровотока будет определять степень кровоснабжения органов и тканей и скорость удаления продуктов жизнедеятельности. При физической работе потребность органов в кислороде возрастает одновременно с усилением и учащением сердечных сокращений. Такую работу может обеспечить только сильная сердечная мышца. Чтобы быть выносливым к разнообразной трудовой деятельности, важно тренировать сердце, увеличивать силу его мышцы.

Физический труд, физкультура развивают сердечную мышцу. Для обеспечения нормальной функции сердечно-сосудистой системы человек должен начинать свой день с утренней зарядки, особенно люди, профессии которых не связаны с физическим трудом. Для обогащения крови кислородом физические упражнения лучше выполнять на свежем воздухе.

Необходимо помнить, что чрезмерные физические и психические напряжения могут вызвать нарушение нормальной работы сердца, его заболевания. Особенно вредное влияние на сердечно-сосудистую систему оказывают алкоголь, никотин, наркотики. Алкоголь и никотин отравляют сердечную мышцу и нервную систему, вызывают резкие нарушения регуляции сосудистого тонуса и деятельности сердца. Они ведут к развитию тяжелых заболеваний сердечно-сосудистой системы и могут стать причиной внезапной смерти. У курящих и употребляющих алкоголь молодых людей чаще, чем у других, возникают спазмы сосудов сердца, вызывающие тяжелые сердечные приступы, иногда и смерть.

Первая помощь при ранениях и кровотечениях

Травмы часто сопровождаются кровотечением. Различают капиллярное, венозное и артериальное кровотечения.

Капиллярное кровотечение возникает даже при незначительном ранении и сопровождается медленным вытеканием крови из раны. Такую рану следует обработать раствором бриллиантового зеленого (зеленкой) для обеззараживания и наложить чистую марлевую повязку. Повязка останавливает кровотечение, способствует образованию тромба и не дает возможности микробам попасть в рану.

Венозное кровотечение характеризуется значительно большей скоростью вытекания крови. Вытекающая кровь имеет темный цвет. Для остановки кровотечения необходимо наложить тугую повязку ниже раны, т. е. дальше от сердца. После остановки кровотечения рану обрабатывают дезинфицирующим средством (3% р-р перекиси водорода, водка), перевязывают стерильной давящей повязкой.

При артериальном кровотечении из раны фонтанирует алая кровь. Это наиболее опасное кровотечение. При повреждении артерии конечности нужно поднять конечность как можно выше, согнуть ее и прижать пальцем раненную артерию в том месте, где она близко подходит к поверхности тела. Необходимо также выше места ранения, т. е. ближе к сердцу, наложить резиновый жгут (можно использовать для этого бинт, веревку) и туго его затянуть, чтобы полностью остановить кровотечение. Жгут нельзя держать затянутым более 2 ч. При его наложении необходимо прикрепить записку, в которой следует указать время наложения жгута.

Следует помнить, что венозное, а еще в большей степени артериальное кровотечение может привести к значительной потере крови и даже к смерти. Поэтому при ранении необходимо как можно скорее остановить кровотечение, а затем доставить пострадавшего в больницу. Сильная боль или испуг могут привести к тому, что человек потеряет сознание. Потеря сознания (обморок) является следствием торможения сосудодвигательного центра, падения кровяного давления и недостаточного снабжения головного мозга кровью. Потерявшему сознание необходимо дать понюхать какое-нибудь нетоксичное с сильным запахом вещество (например, нашатырный спирт), смочить лицо холодной водой или слегка похлопать его по щекам. При раздражении обонятельных или кожных рецепторов возбуждение от них поступает в головной мозг и снимает торможение сосудодвигательного центра. Кровяное давление повышается, головной мозг получает достаточное питание, и сознание возвращается.

Кровеносная, или сердечно-сосудистая система состоит из сердца и сложной сети сосудов, которая простирается по всему телу и непрерывно переносит питательные вещества и кислород к тканям для поддержания их активности и уносит продукты клеточного метаболизма к органам, отвечающим за их расщепление и выведение.

СТРОЕНИЕ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ

Систему кровообращения морфологи делят на следующие 6 отделов: сердце, артерии, артериолы, капилляры, венулы, вены. Физиологам в этом отношении приходится труднее, так как необходимо объяснять функцию каждого из отделов, а это не только удлиняет их список, но и усложняет конструкцию в целом.

Морфологическое строение сердечно-сосудистой системы может выглядеть следующим образом:

Верхняя полая вена

Несет к сердцу кровь с продуктами распада, бедную кислородом, которая поступает в вену из верхней части тела;

Легочный ствол

Несет кровь с углекислым газом и продуктами распада которую выбрасывает сердце, в легкие, чтобы освободить от углекислого газа и насытить кислородом;

Нижняя полая вена

Несет к сердцу кровь с продуктами распада, бедную кислородом, которая поступает в вену из нижней части тела;

Капилляры

Самые тонкие кровеносные сосуды, через тонкие стенки которых происходит обмен питательными веществами, кислородом, углекислым газом и продуктами распада между кровью и тканями;

Вены

Несут кровь с продуктами распада, бедную кислородом к полым венам в направлении сердца;

Аорта

Главная артерия организма, в которую поступает обогащенная кислородом кровь из сердца и распределяется по другим артериям, несущим ее во все органы;

Легочная вена

Несет обогащенную кислородом кровь из легких в сердце, которое распределяет ее по всему организму;

Сердце

Центральный двигательный орган кровеносной системы, ритмично сокращающийся и наполняющий артерии кровью, которая, пройдя по артериям, возвращается к нему по венам;

Артерии

Переносят кровь, богатую кислородом и питательными веществами, от сердца к тканям всего организма.

Академик Б. И. Ткаченко предлагает классификацию отделов сердечно-сосудистой системы , исходя из физиологических аспектов :

1. Генератор давления и расхода крови - это, разумеется, сердце.
2. Сосуды высокого давления - артерии эластического типа (аорта, легочный ствол) и их крупные ветви.
3. Сосуды - стабилизаторы давления . Думается, это не совсем точная формулировка. Во-первых, о «стабильности» мы можем говорить только в условиях нормы, но те же артерии мышечного типа и артериолы (а речь идет именно о них, о резистивных сосудах) принимают самое деятельное участие в гипертонических состояниях, например, или, наоборот, в гипотонических. Во-вторых, назвать их «стабилизаторами» - слишком большая честь, они лишь выполняют волю нервно-гуморальных систем, которые, кстати, из соображений, изложенных в пункте «во-первых», тоже не обозначишь как стабилизирующие давление. Поэтому прибегнем к более нейтральной установке: «Сосуды, определяющие давление».
4. Распределители капиллярного кровотока . Например, прекапилляры - мелкие ветви артериол, в стенках которых заложены крошечные сфинктеры, определяющие в конечном итоге объем крови, пропускаемой в капилляры.
5. Обменные сосуды - имеются в виду, конечно, капилляры.
6. Аккумулирующие сосуды - венулы, мелкие и средние вены, емкостная функция которых нами отмечалась.
7. Сосуды возврата крови - полые вены и их наикрупнейшие притоки.
8. Шунтирующие сосуды - к этой группе относятся анастомозы и артериоло-венозные шунты.
9. Резорбтивные сосуды представлены лимфатической системой выноса белка и ряда других веществ из тканей.

СЕТЬ СОСУДОВ

Кровеносная система - замкнутая система, наполненная кровью и состоящая из кровеносных сосудов и центрального мотора, сердца. Сердце - это полый орган с толстыми мышечными стенками, которые напрягаются и расслабляются ритмично при наполнении сердца кровью и ее выбросе. При каждом сокращении сердце выбрасывает в аорту определенное количество крови, обогащенной кислородом. Аорта - это большая артерия с большим количеством ответвлений, формирующих дуги аорты и меньшие артерии , переходящие в мелкие капилляры. Стенки капилляров составляют всего несколько клеток и настолько тонкие, что через них возможно насытить ткани кислородом и питательными веществами и забрать углекислый газ и продукты распада. Далее капилляры переходят в вены , которые, в свою очередь, сходятся в полых венах, откуда кровь поступает в сердце.

ДВА КРУГА КРОВООБРАЩЕНИЯ

В кровеносной системе можно выделить два круга кровообращения, каждый из которых функционирует одновременно и параллельно и выполняет свою функцию. Один из них называется малым кругом кровообращения и соответствует легочному кровотоку: правый желудочек выбрасывает бедную кислородом кровь, прошедшую по всему организму, в легочный ствол, разделяющийся на две легочные артерии, чтобы она освободилась от углекислого газа, насытилась кислородом и вернулась в левое предсердие. Второй круг называется большим и является основным, или системным, кругом кровообращения: левый желудочек выбрасывает кровь , обогащенную кислородом и питательными веществами , в аорту, откуда она поступает по артериям во все ткани организма, где через капилляры обогащает ткани кислородом и питательными веществами, а затем по венам.

ЦИРКУЛЯЦИЯ КРОВИ У ЭМБРИОНА

Процесс циркуляции крови очень отличается до и после рождения: ребенок в утробе матери не дышит и не питается самостоятельно, получая питательные вещества и кислород с материнской кровью. Эмбрион связан с ее кровеносной системой через плаценту, с помощью которой осуществляется обмен между материнской кровью и кровью плода. Нужно также добавить, что у плода отсутствует как таковой малый, или легочный, круг кровообращения и его сердце перегоняет кровь из одного отдела кровеносной системы в другой: отверстие сердечной перегородки называется отверстием выброса крови; сосуд, который проходит прямо к правому желудочку от аорты, называется овальным отверстием; а сосуд, соединяющий правый желудочек с аортой, называется артериальным каналом, содержащим клапан аорты, который предотвращает поступление крови назад в легкие. После рождения прекращается циркуляция крови через плаценту; когда ребенок начинает дышать, закрывается овальное отверстие и устанавливается малый круг кровообращения.

Разница между циркуляцией крови у эмбриона (слева) и новорожденного (справа)

1. Овальное отверстие, или отверстие выброса крови
2. Артериальный канал
3. Аорта
4. К пупочным артериям
5. Пупочная вена
6. Нижняя полая вена
7. Верхняя полая вена
8. Правое предсердие
9. Левое предсердие
10. Левый желудочек
11. Правый желудочек
12. Легочный ствол

Кровообращение — это движение крови по сосудистой системе, обеспечивающее газообмен между организмом и внешней средой, обмен веществ между органами и тканями и гуморальную регуляцию различных функций организма.

Система кровообращения включает сердце и — аорту, артерии, артериолы, капилляры, венулы, вены и . Кровь движется по сосудам благодаря сокращению сердечной мышцы.

Кровообращение совершается по замкнутой системе, состоящей из малого и большого кругов:

• Большой круг кровообращения обеспечивает все органы и ткани кровью с содержащимися в ней питательными веществами.
• Малый, или легочный, круг кровообращения предназначен для обогащения крови кислородом.

Круги кровообращения впервые были описаны английским ученым Уильямом Гарвеем в 1628 г. в труде «Анатомические исследования о движении сердца и сосудов».

Малый круг кровообращения начинается из правого желудочка, при сокращении которого венозная кровь попадает в легочный ствол и, протекая через легкие, отдает диоксид углерода и насыщается кислородом. Обогащенная кислородом кровь из легких по легочным венам поступает в левое предсердие, где заканчивается малый круг.

Большой круг кровообращения начинается из левого желудочка, при сокращении которого кровь, обогащенная кислородом, нагнетается в аорту, артерии, артериолы и капилляры всех органов и тканей, а оттуда по венулам и венам притекает в правое предсердие, где и заканчивается большой круг.

Самым крупным сосудом большого круга кровообращения является аорта, которая выходит из левого желудочка сердца. Аорта образует дугу, от которой ответвляются артерии, несущие кровь к голове (сонные артерии) и к верхним конечностям (позвоночные артерии). Аорта проходит вниз вдоль позвоночника, где от нее отходят ветви, несущие кровь к органам брюшной полости, к мышцам туловища и нижним конечностям.

Артериальная кровь, богатая кислородом, проходит по всему телу, доставляя клеткам органов и тканей необходимые для их деятельности питательные вещества и кислород, и в капиллярной системе превращается в кровь венозную. Венозная кровь, насыщенная углекислым газом и продуктами клеточного обмена, возвращается в сердце и из него поступает в легкие для газообмена. Наиболее крупными венами большого круга кровообращения являются верхняя и нижняя полые вены, впадающие в правое предсердие.

Рис. Схема малого и большого кругов кровообращения

Следует обратить внимание, как в большой круг кровообращения включены системы кровообращения печени и почек. Вся кровь из капилляров и вен желудка, кишечника, поджелудочной железы и селезенки поступает в воротную вену и проходит через печень. В печени воротная вена разветвляется на мелкие вены и капилляры, которые затем вновь соединяются в общий ствол печеночной вены, впадающей в нижнюю полую вену. Вся кровь органов брюшной полости до поступления в большой круг кровообращения протекает через две капиллярные сети: капилляры этих органов и капилляры печени. Воротная система печени играет большую роль. Она обеспечивает обезвреживание ядовитых веществ, которые образуются в толстом кишечнике при расщеплении невсосавшихся в тонком кишечнике аминокислот и всасываются слизистой толстой кишки в кровь. Печень, подобно всем остальным органам, получает и артериальную кровь через печеночную артерию, отходящую от брюшной артерии.

В почках также имеются две капиллярные сети: капиллярная сеть есть в каждом мальпигиевом клубочке, затем эти капилляры соединяются в артериальный сосуд, который вновь распадается на капилляры, оплетающие извитые канальцы.

Рис. Схема кровообращения

Особенностью кровообращения в печени и почках является замедление тока крови, обусловливающейся функцией этих органов.

Таблица 1. Отличие тока крови в большом и малом кругах кровообращения

Время кругооборота крови - время однократного прохождения частицы крови по большому и малому кругам сосудистой системы. Подробнее следующем разделе статьи.

Закономерности движения крови по сосудам

Основные принципы гемодинамики

Гемодинамика — это раздел физиологии, изучающий закономерности и механизмы движения крови по сосудам организма человека. При ее изучении используется терминология и учитываются законы гидродинамики — науки о движении жидкостей.

Скорость, с которой движется кровь но сосудам, зависит от двух факторов:

• от разности давления крови в начале и конце сосуда;
• от сопротивления, которое встречает жидкость на своем пути.

Разность давлений способствует движению жидкости: чем она больше, тем интенсивнее это движение. Сопротивление в сосудистой системе, уменьшающее скорость движения крови, зависит от ряда факторов:

• длины сосуда и его радиуса (чем больше длина и меньше радиус, тем больше сопротивление);
• вязкости крови (она в 5 раз больше вязкости воды);
• трения частиц крови о стенки сосудов и между собой.

Показатели гемодинамики

Скорость кровотока в сосудах осуществляется по законам гемодинамики, общим с законами гидродинамики. Скорость кровотока характеризуется тремя показателями: объемной скоростью кровотока, линейной скоростью кровотока и временем кругооборота крови.

Объемная скорость кровотока - количество крови, протекающее через поперечное сечение всех сосудов данного калибра за единицу времени.

Линейная скорость кровотока - скорость движения отдельной частицы крови вдоль сосуда за единицу времени. В центре сосуда линейная скорость максимальна, а около стенки сосуда минимальна вследствие повышенного трения.

Время кругооборота крови - время, в течение которого кровь проходит по большому и малому кругам кровообращения.В норме составляет 17-25 с. На прохождение через малый круг затрачивается около 1/5, а на прохождение через большой — 4/5 этого времени

Движущей силой кровотока но системе сосудов каждого из кругов кровообращения является разность давления крови (ΔР ) в начальном участке артериального русла (аорта для большого круга) и конечном участке венозного русла (полые вены и правое предсердие). Разность давления крови (ΔР ) в начале сосуда (Р1 ) и в конце его (Р2 ) является движущей силой тока крови через любой сосуд кровеносной системы. Сила градиента давления крови расходуется на преодоление сопротивления кровотоку (R ) в системе сосудов и в каждом отдельном сосуде. Чем выше градиент давления крови в кругу кровообращения или в отдельном сосуде, тем больше в них объемный кровоток.

Важнейшим показателем движения крови по сосудам является объемная скорость кровотока , или объемный кровоток (Q ), под которым понимают объем крови, протекающей через суммарное поперечное сечение сосудистого русла или сечение отдельного сосуда в единицу времени. Объемную скорость кровотока выражают в литрах на минуту (л/мин) или миллилитрах на минуту (мл/мин). Для оценки объемного кровотока через аорту или суммарное поперечное сечение любого другого уровня сосудов большого круга кровообращения используют понятие объемный системный кровоток. Поскольку за единицу времени (минуту) через аорту и другие сосуды большого круга кровообращения протекает весь объем крови, выброшенной левым желудочком за это время, синонимом понятия системный объемный кровоток является понятие (МОК). МОК взрослого человека в покое составляет 4-5 л/мин.

Различают также объемный кровоток в органе. В этом случае имеют в виду суммарный кровоток, протекающий за единицу времени через все приносящие артериальные или выносящие венозные сосуды органа.

Таким образом, объемный кровоток Q = (P1 — Р2) / R.

В этой формуле выражена суть основного закона гемодинамики, утверждающего, что количество крови, протекающей через суммарное поперечное сечение сосудистой системы или отдельного сосуда в единицу времени, прямо пропорционально разности давления крови в начале и в конце сосудистой системы (или сосуда) и обратно пропорционально сопротивлению току крови.

Суммарный (системный) минутный кровоток в большом круге рассчитывается с учетом величин среднего гидродинамического давления крови в начале аорты P1 , и в устье полых вен Р2. Поскольку в этом участке вен давление крови близко к 0 , то в выражение для расчетаQ или МОК подставляется значение Р , равное среднему гидродинамическому артериальному давлению крови в начале аорты:Q (МОК)= P / R .

Одно из следствий основного закона гемодинамики — движущая сила тока крови в сосудистой системе — обусловлено давлением крови, создаваемым работой сердца. Подтверждением решающего значения величины давления крови для кровотока является пульсирующий характер тока крови на протяжении сердечного цикла. Во время систолы сердца, когда давление крови достигает максимального уровня, кровоток увеличивается, а во время диастолы, когда давление крови минимально, кровоток ослабляется.

По мере продвижения крови по сосудам от аорты к венам давление крови уменьшается и скорость его уменьшения пропорциональна сопротивлению кровотоку в сосудах. Особенно быстро снижается давление в артериолах и капиллярах, так как они обладают большим сопротивлением кровотоку, имея малый радиус, большую суммарную длину и многочисленные ветвления, создающие дополнительное препятствие кровотоку.

Сопротивление кровотоку, создаваемое во всем сосудистом русле большого круга кровообращения, называют общим периферическим сопротивлением (ОПС). Следовательно, в формуле для расчета объемного кровотока символR можно заменить его аналогом — ОПС:

Q = P/ОПС.

Из этого выражения выводится ряд важных следствий, необходимых для понимания процессов кровообращения в организме, оценки результатов измерения кровяного давления и его отклонений. Факторы, влияющие на сопротивление сосуда, для тока жидкости, описываются законом Пуазейля, в соответствии с которым

гдеR — сопротивление;L — длина сосуда; η — вязкость крови; Π — число 3,14; r — радиус сосуда.

Из приведенного выражения вытекает, что поскольку числа 8 и Π являются постоянными,L у взрослого человека изменяется мало, то величина периферического сопротивления кровотоку определяется изменяющимися значениями радиуса сосудов r и вязкости крови η ).

Уже упоминалось о том, что радиус сосудов мышечного типа может быстро изменяться и оказывать существенное влияние на величину сопротивления кровотоку (отсюда их название — резистивные сосуды) и величину кровотока через органы и ткани. Поскольку сопротивление зависит от величины радиуса в 4-й степени, то даже небольшие колебания радиуса сосудов сильно сказываются на величинах сопротивления току крови и кровотока. Так, например, если радиус сосуда уменьшится с 2 до 1 мм, то сопротивление его увеличится в 16 раз и при неизменном градиенте давления кровоток в этом сосуде также уменьшится в 16 раз. Обратные изменения сопротивления будут наблюдаться при увеличении радиуса сосуда в 2 раза. При неизменном среднем гемодинамическом давлении кровоток в одном органе может увеличиваться, в другом — уменьшаться в зависимости от сокращения или расслабления гладкой мускулатуры приносящих артериальных сосудов и вен этого органа.

Вязкость крови зависит от содержания в крови числа эритроцитов (гематокрита), белка, липопротеинов в плазме крови, а также от агрегатного состояния крови. В нормальных условиях вязкость крови не изменяется столь быстро, как просвет сосудов. После кровопотери, при эритропении, гипопротеинемии вязкость крови понижается. При значительном эритроцитозе, лейкозах, повышенной агрегации эритроцитов и гиперкоагуляции вязкость крови способна существенно возрастать, что влечет за собой повышение сопротивления кровотоку, увеличение нагрузки на миокард и может сопровождаться нарушением кровотока в сосудах микроциркуляторного русла.

В устоявшемся режиме кровообращения объем крови, изгнанный левым желудочком и протекающий через поперечное сечение аорты, равен объему крови, протекающей через суммарное поперечное сечение сосудов любого другого участка большого круга кровообращения. Этот объем крови возвращается в правое предсердие и поступает в правый желудочек. Из него кровь изгоняется в малый круг кровообращения и затем через легочные вены возвращается в левое сердце. Поскольку МОК левого и правого желудочков одинаковы, а большой и малый круги кровообращения соединены последовательно, то объемная скорость кровотока в сосудистой системе остается одинаковой.

Однако во время изменения условий кровотока, например при переходе из горизонтального в вертикальное положение, когда сила тяжести вызывает временное накопление крови в венах нижней части туловища и ног, на короткое время МОК левого и правого желудочков могут стать различными. Вскоре внутрисердечные и экстракардиальные механизмы регуляции работы сердца выравнивают объемы кровотока через малый и большой круги кровообращения.

При резком уменьшении венозного возврата крови к сердцу, вызывающем уменьшение ударного объема, может понизиться артериальное давление крови. При выраженном его снижении может уменьшиться приток крови к головному мозгу. Этим объясняется ощущение головокружения, которое может наступить при резком переходе человека из горизонтального в вертикальное положение.

Объем и линейная скорость токи крови в сосудах

Общий объем крови в сосудистой системе является важным гомеостатическим показателем. Средняя величина его составляет для женщин 6-7%, для мужчин 7-8% от массы тела и находится в пределах 4-6 л; 80-85% крови из этого объема — в сосудах большого круга кровообращения, около 10% — в сосудах малого круга кровообращения и около 7% — в полостях сердца.

Больше всего крови содержится в венах (около 75%) — это указывает на их роль в депонировании крови как в большом, так и в малом кругу кровообращения.

Движение крови в сосудах характеризуется не только объемной, но и линейной скоростью кровотока. Под ней понимают расстояние, на которое перемещается частичка крови за единицу времени.

Между объемной и линейной скоростью кровотока существует взаимосвязь, описываемая следующим выражением:

V = Q/Пr 2

где V - линейная скорость кровотока, мм/с, см/с;Q - объемная скорость кровотока; П — число, равное 3,14; r — радиус сосуда. Величина Пr 2 отражает площадь поперечного сечения сосуда.

Рис. 1. Изменения давления крови, линейной скорости кровотока и площади поперечного сечения в различных участках сосудистой системы

Рис. 2. Гидродинамические характеристики сосудистого русла

Из выражения зависимости величины линейной скорости от объемной в сосудах кровеносной системы видно, что линейная скорость кровотока (рис. 1.) пропорциональна объемному кровотоку через сосуд(ы) и обратно пропорциональна площади поперечного сечения этого сосуда(ов). Например, в аорте, имеющей наименьшую площадь поперечного сечения в большом круге кровообращения (3-4 см 2), линейная скорость движения крови наибольшая и составляет в покое около 20- 30 см/с . При физической нагрузке она может возрасти в 4-5 раз.

По направлению к капиллярам суммарный поперечный просвет сосудов увеличивается и, следовательно, линейная скорость кровотока в артериях и артериолах уменьшается. В капиллярных сосудах, суммарная площадь поперечного сечения которых больше, чем в любом другом отделе сосудов большого круга (в 500-600 раз больше поперечного сечения аорты), линейная скорость кровотока становится минимальной (менее 1 мм/с). Медленный ток крови в капиллярах создает наилучшие условия для протекания обменных процессов между кровью и тканями. В венах линейная скорость кровотока увеличивается в связи с уменьшением площади их суммарного поперечного сечения по мере приближения к сердцу. В устье полых вен она составляет 10-20 см/с, а при нагрузках возрастает до 50 см/с.

Линейная скорость движения плазмы и зависит не только от типа сосуда, но и от их расположения в потоке крови. Различают ламинарный тип течения крови, при котором ноток крови можно условно разделить на слои. При этом линейная скорость движения слоев крови (преимущественно плазмы), близких или прилежащих к стенке сосуда, — наименьшая, а слоев в центре потока — наибольшая. Между эндотелием сосудов и пристеночными слоями крови возникают силы трения, создающие на эндотелии сосудов сдвиговые напряжения. Эти напряжения играют роль в выработке эндотелием сосудоактивных факторов, регулирующих просвет сосудов и скорость кровотока.

Эритроциты в сосудах (за исключением капилляров) располагаются преимущественно в центральной части потока крови и движутся в нем с относительно высокой скоростью. Лейкоциты, наоборот, располагаются преимущественно в пристеночных слоях потока крови и совершают катящиеся движения с небольшой скоростью. Это позволяет им связываться с рецепторами адгезии в местах механического или воспалительного повреждения эндотелия, прилипать к стенке сосуда и мигрировать в ткани для выполнения защитных функций.

При существенном увеличении линейной скорости движения крови в суженной части сосудов, в местах отхождения от сосуда его ветвей ламинарный характер движения крови может сменяться на турбулентный. При этом в потоке крови может нарушиться послойность перемещения ее частиц, между стенкой сосуда и кровью могут возникать большие силы трения и сдвиговых напряжений, чем при ламинарном движении. Развиваются вихревые потоки крови, возрастает вероятность повреждения эндотелия и отложения холестерина и других веществ в интиму стенки сосуда. Это способно привести к механическому нарушению структуры сосудистой стенки и инициированию развития пристеночных тромбов.

Время полного кругооборота крови, т.е. возврата частицы крови в левый желудочек после ее выброса и прохождения через большой и малый круги кровообращения, составляет в покос 20-25 с, или примерно через 27 систол желудочков сердца. Приблизительно четверть этого времени затрачивается на перемещение крови по сосудам малого круга и три четверти — по сосудам большого круга кровообращения.

Важнейшие из многочисленных функций крови, циркулирующей в системе кровообращения, - бесперебойное обеспечение клеток кислородом и питательными веществами и их очистка от шлаков.

Система кровообращения представляет собой замкнутую сеть кровеносных сосудов, пронизывающую все ткани человеческого тела. Движущей силой системы является сердце - мощный мышечный насос, обеспечивающий постоянную циркуляцию крови в системе кровообращения.

Как циркулирует кровь в организме человека?

Свое движение по системе кровообращения кровь начинает, покидая левый желудочек сердца и попадая в аорту - самую крупную артерию организма. Артериальная кровь насыщена кислородом, питательными веществами, в процессе пищеварения диспергированными до молекулярного уровня, и различными физиологически активными химическими соединениями, среди которых особо следует отметить гормоны (вещества, используемые организмом для удаленной регуляции его деятельности).

Нагнетаемая левым желудочком в аорту кровь по крупным кровеносным сосудам (артериям) достигает артериол (сосудов более тонких), которые пронизывают все органы и ткани тела, включая само сердце.

Из артериол кровь попадает в разветвленную сеть мельчайших сосудов - капилляров. Именно в капиллярах происходит газообмен между кровью и тканевыми клетками; здесь же питательные вещества, содержащиеся в крови, поглощаются клетками, а в кровь переходят продукты обмена веществ.

Вены и венозная система кровоснабжения

Из капилляров кровь собирается в венулы - мельчайшие вены; здесь начинается ее обратное движение к сердцу. Все крупные вены, отводящие кровь из различных областей тела, несут ее в две крупнейшие вены: верхнюю и нижнюю полые вены. В первой из них скапливается кровь, оттекающая от головы, рук и шеи, во второй собирается кровь из вен нижней половины тела.

Из верхней и нижней полых вен кровь поступает в правое предсердие, затем в правый желудочек; при его сокращении она нагнетается в легочную артерию - единственную артерию, несущую бедную кислородом и обогащенную углекислым газом кровь.

По легочной артерии кровь достигает легких, где происходит ее насыщение кислородом, содержащимся во вдыхаемом воздухе, и выделение в легкие углекислого газа, покидающего тело с выдыхаемым воздухом.

И, наконец, насыщенная кислородом кровь по легочным венам (единственным из вен, которые несут кровь, обогащенную кислородом) достигает левого предсердия; здесь завершается цикл циркуляции крови. Из левого предсердия кровь поступает в левый желудочек; его сокращение дает начало следующему циклу.

Кровь в кровеносной системе распределена неравномерно. Около 14% крови постоянно перемещается по венам, несущим ее к легким и артериям. Около 59% крови находится в остальных венах, 15% - наполняет остальные артерии, 5% - капилляры; еще 5% находится в сердце. Аналогично и скорость тока крови различна в разных отделах системы.

Сердце выталкивает кровь в аорту со скоростью 33 см в секунду; скорость крови, достигшей капилляров, снижается до 0,25 см в секунду. Этот показатель для венозной крови по мере приближения ее к сердцу постепенно нарастает и к моменту достижения сердца увеличивается до 20 см в секунду.