Кров та система кровообігу

Кров, лімфа та тканинна рідина складають внутрішнє середовище організму. Вони омивають всі клітини та тканини тіла. Внутрішнє середовище має відносну постійність складу та фізико-хімічних властивостей, що створює приблизно однакові умови існування клітин організму. Це досягається діяльністю ряду органів, які забезпечують надходження до крові необхідних організму речовин та виведення з крові продуктів обміну.

Кров. Основою внутрішнього середовища організму є кров. Вона являє собою рідку тканину, яка рухається по замкненій системі кровоносних судин. В організмі дорослої людини міститься близько 5,5 л крові. Ця тканина виконує багато функцій: поживну – транспортує продукти перетравлювання, які всмокталися з кишечнику, до тканин організму; дихальну – здійснює перенесення О₂ та СО₂; регуляторну – доставляє до тканин та органів гормони, медіатори, електроліти, ферменти та інші речовини; захисну – перешкоджає розповсюдженню мікробів, вірусів в організмі; терморегуляторну – сприяє підтриманню постійності температури тіла; видільну – переносить кінцеві продукти обміну речовин, які надходять з тканин, до органів виділення; гомеостатичну – підтримує рівень ряду констант у тканинах (рН, осмотичний тиск та ін.).

Кров складається з рідкої частини – плазми та вільно зважених у ній клітин – формених елементів. Плазма містить 90-92% води, білки – різні фракції альбумінів, глобулінів, фібриноген, пептиди, продукти їх обміну, джерела небілкового азоту, глюкозу, ліпіди, ферменти, гормони, медіатори, а також неорганічні речовини, переважно у вигляді іонів.

Функції плазми різноманітні. Вона бере участь у забезпеченні процесів коагуляції крові, транспортуванні поживних речовин до клітин, продуктів обміну та гормонів до інших тканин, кінцевих продуктів метаболізму до органів виділення.

Незважаючи на безперервний обмін речовин з клітинами, склад та фізико-хімічні властивості плазми залишаються постійними. Це є важливою умовою нормального існування тканин, збереження оптимальних структур та функціональної активності білків, проникності мембран та інших фундаментальних умов, необхідних для життєдіяльності. Постійність внутрішнього середовища організму забезпечується функцією всіх систем: нейрогуморальною, травною, дихальною, видільною, а також органами та тканинами, у яких депонуються вуглеводи, ліпіди та інші речовини. Важлива роль у підтриманні постійності рН крові (7,4) належить буферним системам плазми (карбо­натній NaHCO₃/H₂CO₃, фосфатній Na₂HPO₄/NaH₂PO₄), а також білка; будучи амфотерними сполуками, вони можуть зв’язувати як катіони, так і аніони.

Форменими елементами крові є еритроцити, лейкоцити та тромбоцити.

Еритроцити (червонокрівці) – без’ядерні клітини, які утворюються у червоному кістковому мозку та руйнуються у селезінці. Вони містять складний білок – гемоглобін, до складу якого входить двовалентне залізо. У крові міститься 4,5´10¹² – 5,0´10¹² л (4 - 5 млн./мкл) еритроцитів. Загальна площа їх у 1500 разів більше поверхні тіла людини і складає 3000 м². Еритроцити виконують різноманітні функції: дихальну, захисну, гемостатичну.

Гемоглобін є основною частиною еритроцитів. Він забезпечує дихальну функцію крові, переносячи кисень від легенів до клітин, а вуглекислий газ – від клітин до легенів. Тобто забезпечує клітинне дихання. Приєднуючи до себе кисень з повітря, яке надійшло до легенів, гемоглобін перетворюється на оксигемоглобін. Це процес не окислення, а оксигенації, під час якого валентність заліза не змінюється. З вуглекислотою гемоглобін утворює карбогемоглобін. У легенях він втрачає СО₂, який виділяється з повітрям, що видихається. Завдяки цим процесам еритроцити беруть участь у підтриманні рН крові на постійному рівні. Кількість еритроцитів залежить від вмісту кисню в атмосфері; приміром, у жителів гірських районів, де його вміст знижений, в крові міститься більше червоних кров’яних клітин та гемоглобіну. На вміст еритроцитів та гемоглобіну впливають і інші фактори.

Лейкоцити (білокрівці) – великі клітини, які містять ядро. Вони утворюються у кістковому мозку, вилочковій залозі (тимусі), селезінці, лімфатичних вузлах. Лейкоцити представлені декількома видами клітин: нейрофілами, еозинофілами, базофілами, моноцитами, лімфоцитами. Лейкоцити – найважливіша ланка імунної системи, яка забезпечує несприйнятливість організму до інфекційних та неінфекційних агентів, тому одна з головних функцій лейкоцитів – захисна. Знаходячись у крові, лейкоцити мігрують з неї до ділянок тіла, на які впливає сторонній агент, і піддають його перетравлюванню та іншим процесам знешкодження. Вони очищують організм від змертвілих клітин власних тканин організму. Кількість лейкоцитів у крові коливається залежно від фізичного навантаження, приймання їжі, часу доби, емоцій, наявності пошкоджуючих агентів. У здорової людини в крові міститься (4 - 9)´10⁹/л=4000 - 9000/мкл лейкоцитів.

Тромбоцити (кров’яні пластинки) – без’ядерні клітини. Кількість цих клітин у крові складає (200-400)´10⁹/л (200000-400000/мкл). Вони утворюються в кістковому мозку. Тромбоцити містять набір ферментів, а також ряд специфічних сполук, які беруть участь у коагуляції крові.

Процес коагуляції крові регулюється на нейрогуморальному рівні. В організмі існує також протикоагуляційна система, яка підтримує кров у рідкому стані.

Кров не стикається безпосередньо з клітинами органів (за виключенням селезінки та кісткового мозку). Міжклітинний простір у тканинах заповнено тканинною рідиною, яка виконує функцію безпосереднього поживного середовища клітин. До нього надходять різні речовини з кровоносних капілярів, а з клітин – вуглекислота та продукти обміну речовин. Із тканинної рідини відповідні речовини переходять у клітини або кровоносні судини. Склад та властивості тканинної рідини специфічні для окремих органів і залежать від їх структури та фізіологічних особливостей.

Та частина тканинної рідини, яка відтікає від органів особливими лімфатичними судинами, називається лімфою. Вона позбавлена гемоглобіну, має жовтий колір та за своїм складом подібна до плазми крові. Стінки лімфатичних капілярів мають високу проникність та здатність усмоктувати колоїдні розчини та суспензії. До лімфи надходять продукти розщеплення жирів з тонкого кишечнику. Лімфатичні капіляри впадають до лімфатичних судин, якими лімфа тече до двох великих протоків: шийного та грудного, які впадають до підключичних вен.

Рух лімфи забезпечується, головним чином, завдяки скорочувальній властивості лімфатичних судин та скороченню скелетних м’язів.

Рисунок 18 – Мале та велике кола кровообігу 1 – аорта; 2 – капілярна сітка легенів; 3 – ліве передсердя; 4 – легеневі вени; 5 – лівий шлуночок; 6 – артерії внутрішніх органів; 7 – капілярна сітка непарних органів черевної порожнини; 8 – капілярна сітка тіла; 9 – нижня порожниста вена; 10 – ворітна вена печінки; 11 – капілярна сітка печінки; 12 – праве передсердя; 13 – легенева артерія; 14 – правий шлуночок; 15 – верхня порожниста вена

Серцево-судинна система. Кров виконує свої різноманітні функції тільки завдяки тому, що вона знаходиться в постійному русі, який забезпечується діяльністю серцево-судинної системи (рис. 18). Вона складається із серця та з’єднаних із ним кровоносних судин різного діаметра аж до самих капілярів. Просвіт капі-лярів дуже вузький: стінки складаються з одного шару клітин, що забезпечує можли-вість газообміну, а також проникнення продуктів мета-болізму до клітин органів, тканин та з них.

Кровоносні судини елас-тичні, вони легко розширюють-ся та звужуються, їх внутрішня поверхня гладка, не змочується кров’ю. Це забезпечує цілісність оболонок клітин крові. Якщо на стінках судин осаджується холестерол або кальцій, вони стають шорсткими, що обумов-лює пошкодження оболонок тромбоцитів та сприяє утворен-ню тромбів.

Судини бувають двох видів: артерії, які відходять від серця, та вени, які несуть кров до серця. Просвіт судин поступово зменшується в міру віддалення від серця. Рух крові забезпечується завдяки нагнітальній роботі серця – насоса, який перекачує кров в артерії та присмоктує її з вен.

Рисунок 19 – Будова серця людини 1 – аорта; 2 – легеневі артерії; 3 – легеневі вени; 4 – ліве передсердя; 5 – лівий шлуночок; 6 – порожнисті вени; 7 – правий шлуночок; 8 – праве передсердя; стрілками позначено рух крові;

Серце – порожнинний орган, який складається з поперечно-смугастої мускулатури; в серцевому м’язі розташовані скупчення нерво-вих клітин, які беруть участь у регуляції його діяльності, звичайно, автономно. Однак функція серця та судин підпорядкована центральним відділам нейрогуморальної системи.

У стані спокою серце перекачує в кровоносну систему близько 6 л крові/хв, а під час сильних навантажень (у спорт-сменів) 30-35 л. Це можливо завдяки посиленню серцевої діяльності, мобілізації крові з так званих депо (наприклад, з кровоносних судин селезінки). Крім того, за участю нервової системи відбувається перерозподіл крові в судинах організму таким чином, що непрацюючі органи одержують її менше.

Частота серцебиття під час повного фізичного спокою складає 60-70 ударів на хвилину; при максимально напруженій роботі скелетних м’язів – до 200 ударів/хв. У добре тренованих спортсменів серце може здійснювати до 220-240 ударів/хв.

Кров від серця до тканин і від них до серця рухається по великому та малому колах кровообігу, утворених артеріальними та венозними судинами.

Велике коло кровообігу (тілесне) починається з лівого шлуночка аортою – найбільшою судиною людського тіла (рис.19). Від аорти відходять судини меншого діаметра – артерії, вони несуть кров, багату на кисень, до голови та шиї, розгалужуються в грудній та черевній порожнинах, забезпечують кров’ю кінцівки та органи таза. В міру віддалення від аорти артерії поступово зменшуються в діаметрі, перетворюючись на артеріоли, а потім на капіляри. Поступово артеріальні капіляри переходять у венозні, кров у яких збіднена О₂ та збагачена СО₂. Такі капіляри , з’єднуючись, утворюють вени. Вся кров від нижніх кінцівок, органів таза, черевної та грудної порожнин збирається в нижню порожнисту вену, а від голови та шиї – у верхню порожнисту вену. Вони впадають у праве передсердя. Таким чином, велике коло кровообігу починається з лівого шлуночка та закінчується в правому передсерді.

Мале коло кровообігу (легеневе) починається артерією від правого шлуночка серця. Така кров бідна на О₂, але має великий вміст СО₂. Ця артерія біля легенів поділяється на дві легеневі артерії (до правої та лівої легені). Потім кожна з артерій поділяється на менші артерії, артеріоли і капіляри, що вкривають поверхню альвеол (легеневих міхурців), завдяки чому, за рахунок різного осмотичного тиску та концентрації О₂ та СО₂ в крові та повітрі, відбувається газообмін між організмом та оточуючим середовищем. Таким чином, у процесі вдихання кров збагачується О₂, а при видиху з організму видаляються СО₂ та деякі інші продукти метаболізму. Поступово легеневі капіляри збираються у венули та вени. Чотири легеневі вени надходять до лівого передсердя. Таким чином, мале коло кровообігу починається з правого шлуночка, закінчується у лівому передсерді.

Кровопостачання самого серця здійснюється коронарними або венозними судинами. Вони відходять від початкової частини аорти і надходять у товщину серцевого м’яза, для якого характерна висока потреба в кисні.

Вплив харчування на серцево-судинну систему. Для утворення еритроцитів до раціону необхідно включати джерела добре засвоюваного заліза, вітаміну В₁₂, фолієвої та аскорбінової кислот. У захисній функції лейкоцитів бере участь аскорбінова кислота. У раціоні повинна бути достатня кількість джерел кальцію та вітаміну К, які беруть участь у процесі коагуляції крові. Надмірне вживання продуктів, багатих на холестерин або кухонну сіль, бідних ліпотропними речовинами, може сприяти розвитку склерозу судин та скороченню тривалості життя.

Надлишок лінолевої кислоти в раціоні сприяє виникненню внутрішньосудинних тромбів унаслідок утворення з неї арахідонової кислоти, яка є джерелом тромбоксанів, які викликають агрегацію тромбоцитів. Продукти моря, які містять вищі поліненасичені жирні кислоти, протидіють підвищенню коагуляції крові.