Сердечно-сосудистая система

Необходимым условием жизнедеятельности организма является непрерывная доставка клеткам и тканям питательных веществ и кислорода и удаление из них продуктов метаболизма. Эту функцию выполняет сердечно-сосудистая система.

Сосудистая система человека состоит из большого количества сосудов разного диаметра и протяженности. По характеру циркулирующей жидкости сосудистая система делится на кровеносную систему, по сосудам которой циркулирует кровь, и лимфатическую систему, по сосудам которой течет бесцветная жидкость – лимфа.

Центральным органом кровеносной системы, обусловливающим движение крови, является сердце. Кровеносные сосуды, отходящие от сердца и несущие кровь к органам и тканям, называются артериями. Сосуды, приносящие кровь к сердцу, называются венами. Капилляры – тончайшие сосуды, выполняющие обменную функцию.

Сердце

Сердцепредставляет собой полый мышечный орган конусовидной формы. Различают переднюю (грудино-реберную) поверхность, выпуклую и несколько уплощенную заднее-нижнюю (диафрагмальную). Правый край сердца относительно острый, левый тупой. Сердце находится в нижней части переднего средостения и по отношению к средней линии тела сердца располагается несимметрично – около 2/3 слева от нее и около 1/3 – справа. Верхушка сердца обращена вниз, влево и вперед, проецируется в пятом левом межреберье на 1 см внутрь от средне-ключичной линии. Основание обращено вверх, вправо и несколько назад.

Размеры сердца здорового человека коррелируют с величиной его тела, а также зависят от интенсивности обмена веществ. Длина сердца взрослого человека колеблется от 10 до 15 см, ширина в основании 8–11 см, переднезадний размер 6–8,5 см. Масса сердца в среднем составляет у мужчин 330 г, у женщин – 250 г.

Масса и размеры сердца увеличиваются при некоторых заболеваниях (пороки сердца), а также у людей, длительное время занимающихся напряженным физическим трудом или спортом.

Сердце четырехкамерное. Продольной перегородкой оно делится на две не сообщающиеся полости, каждая из которых делится поперечной перегородкой с отверстием, имеющим клапан. Верхняя часть каждой полости называется предсердием, нижняя – желудочком. Таким образом, в сердце выделяют правое и левое предсердия, правый и левый желудочки (рис. 6.1). Сердце имеет четыре клапана: двухстворчатый (митральный) в предсердно-желудочном отверстии слева, аортальный – в месте выхода аорты из левого желудочка, трехстворчатый – в правом предсердно-желудочковом отверстии и легочный – в месте выхода легочного ствола из правого желудочка. Клапаны направляют ток крови только из предсердий в желудочки, а из желудочков – в аорту и легочный ствол. Поражение клапанов называется пороком сердца. Сердечная мышца (миокард) снабжается кровью за счет правой и левой коронарной (венечных) артерий, которые отходят от аорты сразу же после выхода последней из левого желудочка. Закупорка или длительный спазм коронарных артерий или их ветвей приводит к инфаркту миокарда.

Рис. 6.1. Строение сердца человека

Строение стенок сердца: в стенке сердца различают наружную (эпикард), среднюю (миокард) и внутреннюю (эндокард) оболочки. Наиболее мощной оболочкой является миокард, который берет начало от фиброзных колец, окружающих предсердно-желудочковые отверстия. В миокарде предсердия два слоя: внутренний – продольный, отдельный для правого и левого предсердий и наружный – циркуляторный, общий для обоих предсердий. Мышечная оболочка желудочков представлена тремя слоями: наружным и внутренним продольными, общими для обоих желудочков, и средним циркуляторным, для каждого желудочка в отдельности. Толщина миокарда неодинакова в разных камерах сердца. Наиболее тонок он в предсердиях, которые несут незначительную функциональную нагрузку (протолкнуть кровь из предсердий в желудочки). Значительно толще оболочка в правом желудочке, который проталкивает кровь из правого желудочка через малый круг кровообращения (легочный ствол, легочные артерии, система капилляров, легочные вены, левое предсердие). Левый желудочек имеет самую мощную мышечную стенку. При его сокращении кровь поступает через большой круг кровообращения (аорта, ее ветви, система капилляров, верхняя и нижняя полые вены, правое предсердие). Внутренняя стенка сердца – эндокард, по своему происхождению соответствует сосудистой стенке и покрыт эндотелием. Эта оболочка участвует в образовании створок клапанов. Наружная оболочка сердца – эпикард, является висцеральным листком серозной оболочки сердца – перикарда (околосердечной сумки). Париетальный листок перикарда переходит в эпикард на корнях больших сосудов. Между перикардом и эпикардом находится щелевидная полость, в которой содержится незначительное количество серозной жидкости. Серозная жидкость выделяется клетками мезотелия, покрывающими эпикард. В эпикарде проходят кровеносные и лимфатические сосуды, а также нервы.

Сердечный цикл и его фазы. В деятельности сердца можно выделить две фазы: систола (сокращение) и диастола (расслабление). Систола предсердий слабее и короче систолы желудочков: в сердце человека она длится 0,1 с, а систола желудочков – 0,3 с. Диастола предсердий занимает 0,7 с, а желудочков – 0,5 с. Общая пауза (одновременная диастола предсердий и желудочков) сердца длится 0,4 с. Весь сердечный цикл продолжается 0,8 с. Длительность различных фаз сердечного цикла зависит от частоты сердечных сокращений. При более частых сердечных сокращениях деятельность каждой фазы уменьшается, особенно диастолы.

Основные физиологические свойства сердечной мышцы. Сердечная мышца, как и скелетная, обладает возбудимостью, способностью проводить возбуждение и сократимостью.

Возбудимость сердечной мышцы. Сердечная мышца менее возбудима, чем скелетная. Для возникновения возбуждения в сердечной мышце необ­ходимо применить более сильный раздражитель, чем для скелетной. Уста­новлено, что величина реакции сердечной мышцы не зависит от силы на­носимых раздражений (электрических, механических, химических и т. д.). Сердечная мышца максимально сокращается и на пороговое, и на более сильное по величине раздражение.

Проводимость. Волны возбуждения проводятся по волокнам сердечной мышцы и так называемой специальной ткани сердца с неодинаковой ско­ростью. Возбуждение по волокнам мышц предсердий распространяется со скоростью 0,8–1,0 м/с, по волокнам мышц желудочков – 0,8–0,9 м/с, по специальной ткани сердца – 2,0–4,2 м/с.

Сократимость. Сократимость сердечной мышцы имеет свои особенно­сти. Первыми сокращаются мышцы предсердий, затем – папиллярные мышцы и субэндокардиальный слой мышц желудочков. В дальнейшем сокращение охватывает и внутренний слой желудочков, обеспечивая тем самым движение крови из полостей желудочков в аорту и легочный ствол.

Физиологическими особенностями сердечной мышцы является удлиненный рефрактерный период и автоматия.

Рефрактерный период. В сердце, в отличие от других возбудимых тка­ней, имеется значительно выраженный и удлиненный рефрактерный период. Он характеризуется резким снижением возбудимости ткани в течение активности. Выделяют абсолютный и относительный рефрактерный период. Во время абсолютного рефрактерного периода какой бы силы не наносили раздражения на сердечную мышцу, она не отвечает на него возбуждением и сокращением. Он соответствует по времени систоле и началу диастолы предсердий и желудочков. Во время относительного рефрактерного периода возбудимость сердечной мышцы постепенно возвращается к исходному уровню. В этот период мышца может ответить на раздражитель сильнее порогового.

Сокращение миокарда продолжается около 0,3 с и это по времени примерно совпадает с рефрактерной фазой. Следовательно, в период сокращения сердце неспособно реагировать на раздражители. Благодаря выраженному рефрактерному периоду, который длится больше чем период систолы, сердечная мышца неспособна к тетаническому (длительному) сокращению и совершает свою работу по типу одиночного мышечного сокращения.

Автоматия сердца. Вне организма при определенных условиях сердце способно сокращаться и расслабляться, сохраняя правильный ритм. Сле­довательно, причина сокращений изолированного сердца лежит в нем самом. Способность сердца ритмически сокращаться под влиянием импуль­сов, возникающих в нем самом, носит название автоматии.

В сердце различают рабочую мускулатуру (представлена поперечно–по­лосатой мышцей) и атипическую ткань (состоит из малодифференцированных мышечных во­локон). Атипическая ткань формирует проводящую систему сердца, в которой возникает и проводится возбуждение. Проводящая система состоит из следующих образований: синусно-предсердный узел (расположен около устья верхней полой вены в стенке правого предсердия), предсердно-желудочковый узел (расположен около трехстворчатого клапа­на в стенке правого предсердия), пучок Гиса (располагается в перегородке между желудочками), который делится на две ножки (к обоим желудочкам) и волокна Пуркинье (развет­вляющиеся волокна в стенке миокарда) (рис. 6.2).

Синусно-предсердный узел является ведущим в деятельности сердца (води­тель ритма), в нем возникают импульсы, определяющие частоту сокращений сердца. В норме предсердно-желудочковый узел и пучок Гиса являются только передатчиками возбуждения из ведущего узла к сердечной мышце. Однако им присуща способность к автоматии, только выражена она в меньшей степени, чем у синусно-предсердного узла, и проявляется лишь в условиях патологии.

В области синусно-предсердного узла обнаружено значительное коли­чество нервных клеток, нервных волокон и их окончаний, которые здесь образуют нервную сеть. К узлам атипической ткани подходят нервные волокна от блуждающих и симпатических нервов.

Ритм сердца и факторы, влияющие на него. Ритм сердца, т. е. количество сокращений в 1 мин, зависит главным образом от функционального со­стояния блуждающих и симпатических нервов. При возбуждении симпа­тических нервов частота сердечных сокращений возрастает. Это явление носит название тахикардии. При возбуждении блуждающих нервов частота сердечных сокращений уменьшается – брадикардия. На ритм сердца влияет также состояние коры головного мозга: при усилении торможения ритм сердца замедляется, при усилении возбудительного процесса стимулируется.

Рис. 6.2. Проводящая система сердца

Ритм сердца может изменяться под влиянием гуморальных воздействий, в частности температуры крови, притекающей к сердцу. В опытах было показано, что местное раздражение теплом области правого предсердия (локализация ведущего узла) ведет к учащению ритма сердца, при охлаждении этой области сердца наблюдается противоположный эффект. Местное раздражение теплом или холодом других участков сердца не отражается на частоте сердечных сокращений. Однако оно может изменить скорость проведения возбуждений по проводящей системе сердца и отразиться на силе сердечных сокращений.

Частота сердечных сокращений у здорового человека находится в зависи­мости от возраста.

Показатели сердечной деятельности. Показателями работы сердца являются систолический и минутный объем сердца.

Систолический, или ударный, объем сердца – это количество крови, ко­торое сердце выбрасывает в соответствующие сосуды при каждом сокращении. Величина систолического объема зависит от размеров сердца, состояния миокарда и организма. У взрослого здорового человека при относительном покое систолический объем каждого желудочка составляет приблизительно 70–80 мл. Таким образом, при сокращении желудочков в артериальную систему поступает 120–160 мл крови.

Минутный объем сердца – это количество крови, которое сердце выбра­сывает в легочный ствол и аорту за 1мин. Минутный объем сердца – это произведение величины систолического объема на частоту сердечных сокращений в 1 мин. В среднем минутный объем составляет 3–5л. Систолический и минутный объем сердца характеризует деятельность всего аппарата кровообращения.

Кровеносная система

Различают три вида кровеносных сосудов: артерии, вены и капилляры. Артерии – сосуды, по которым кровь течет от сердца к органам и тканям (рис. 6.3). Стенка артерии состоит из трех слоев: внутренняя – эндотелий, средняя – мышечная (гладкая мышечная ткань) и наружная – из соединительной ткани. При артериальном кровотечении кровь выбрасывается с большой силой, толчкообразно, просвет сосуда зияет, кровь имеет ярко-красный цвет. Мелкие артерии называют артериолы, которые переходят в капилляры. Капилляры – мельчайшие сосуды, которые видны только под микроскопом. Стенки капилляра состоят из эндотелия. При капилляр­ном кровотечении кровь течет медленно, каплями. Вены – сосуды, по которым кровь течет к сердцу (рис. 6.3).

Рис. 6.3. Кровеносная система

Стенка вены также состоит из трех слоев, но в отличие от артерий – мышеч­ный слой развит слабо и внутри вены имеются клапаны, которые препятствуют обратному току крови. Вены шире артерий. При венозном кровотечении кровь вытекает медленно, струйкой и она имеет темнокрасный цвет.

Большой круг кровообращения – путь, по которому кровь идет из левого желудочка по аорте, а затем по другим артериям ко всем органам и тканям, а от них по венам возвращается до правого предсердия (рис. 6.4).

Рис. 6.4. Схема большого и малого кругов кровообращения: 1 – капилляры головы, верхних отделов туловища и верхних конечностей, 2 – общая сонная артерия, 3 – легочные вены, 4 – дуга аорты, 5 – левое предсердие, 6 – левый желудочек, 7 – аорта, 8 – печеночная артерия, 9 – капилляры печени, 10 – капилляры нижних отделов туловища, нижних конечностей, 11 – верхняя брыжеечная артерия, 12 – нижняя полая вена, 13 – воротная вена, 14 – печеночные вены, 15 – правый желудочек, 16 – правое предсердие, 17 – верхняя полая вена, 18 – легочный ствол, 19 – капилляры легких

Малый круг кровообращения – путь, по которому кровь идет из правого желудочка по легочному стволу в легкие и затем возвращается по легочным венам к левому предсердию. В артериях малого круга течет венозная кровь, в лег­ких происходит газообмен и обогащенная кислородом артериальная кровь по четырем легочным венам впадает в левое предсердие.