Процесс кровобращения и лимфообращения

ГЛАВА 4.1.

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ АНАТОМИИ И ФИЗИОЛОГИИ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ.

Рис. 4/1.Схема кровообращения человека.

1 – аорта; 2 – печеночная артерия; 3 – кишечные артерии; 4 – капиллярная сеть большого круга; 5 – воротная вена; 6 – печеночная вена; 7 – нижняя полая вена; 8 – верхняя полая вена; 9 – правое предсердие; 10 – правый желудочек; 11 – легочный ствол; 12 – капиллярная сеть легочного круга; 13 – легочная вена; 14 – левое предсердие; 15 – левый желудочек.

Сердечно-сосудистая система состоит из сердца и сосудов: кровеносных и лимфатических. Она служит для постоянной циркуляции крови от сердца к органам и обратно, то есть для кровообращения, и оттока лимфы.
Значение кровообращения
1.Транспортная функция: доставка кровью ко всем органам и тканям питательных веществ и кислорода и выведение продуктов обмена и углекислого газа. 2. Регуляторная функция: транспорт гормонов, ферментов и других веществ, обеспечивающих регуляцию обменных процессов и гуморальную связь между всеми органами. 3. Защитная функция: транспорт антител, необходимых для защитных реакций организма от инфекционных заболеваний.
Структуры, осуществляющие процесс кровообращения
1. Сердце	Полый мышечный орган, работает как биологический насос, ритмические сокращения которого обеспечивают непрерывную циркуляцию крови по замкнутой системе сосудов. Сердце состоит из двух половин: правой (предсердие и желудочек), где течет венозная кровь, и левой (предсердие и желудочек), в которой протекает артериальная кровь.
2. Артерии	Сосуды, несущие кровь от сердца к тканям.
строение стенки	Стенка толстая, состоит из трех оболочек: внутренней, средней и наружной. Внутренняя - интима образована эндотелием (один слой плоских клеток) изнутри, подэндотелиальным слоем (соединительная ткань, содержащая эластические и коллагеновые волокна), и базальной мембраной (содержит большое количество эластических волокон). В ней нет сосудов, питательные вещества получает непосредственно из крови. Средняя – состоит из расположенных по спирали гладких мышечных клеток и коллагеновых и эластических волокон. Наружная – из рыхлой соединительной ткани, содержит собственные сосуды артерий и нервы, выполняет защитную, изолирующую и фиксирующую функции. Наличие эластической ткани в стенках артерий обеспечивает их эластичность и упругость, благодаря чему ритмичный ток крови становится непрерывным.
классификация	1. в зависимости от диаметра делят на крупные, средние и мелкие; самые тонкие артериальные сосуды называются артериолами, они переходят так называемые прекапилляры (диаметром 40-50 мкм) или прекапиллярные артериолы, а затем в капилляры. 2. по топографическому принципу – а внеорганные (крупные и средние), доставляющие кровь к органам - и внутриорганные, разветвляющиеся внутри органа на ветви меньшего диаметра 1-5 порядка; б париетальные или пристеночные (питают стенки тела) и висцеральные (артерии внутренних органов) 3. по особенностям строения: эластический, мышечный и смешанный типы. Эластического типа артерии (аорта и легочный ствол); в их стенках хорошо развита эластическая ткань, благодаря чему эти сосуды могут сильно растягиваться во время сокращения сердца. Артерии мышечного типа (средние и мелкие) имеют сравнительно толстую мышечную оболочку и находятся в органах, изменяющих свой объем (кишечник, матка, мочевой пузырь). Артерии смешанного типа – в них поровну гладких миоцитов и эластических волокон. К ним относятся ветви аорты и легочного ствола. По мере отдаления от сердца и уменьшения диаметра в артериях уменьшается количество эластических волокон и увеличивается количество мышечных элементов, теряется способность к растяжению, но увеличивается способность сосудов к изменению просвета.
3. Вены	Сосуды, по которым кровь течет в направлении от органов к сердцу. В отличие от артерий ток крови происходит из меньших сосудов в более крупные.
строение	Стенка вен, как и артерий, состоит из трех оболочек, но средний слой тоньше и содержит мало эластических и мышечных элементов, поэтому вены менее упруги и на разрезе легко спадаются, а наружный слой хорошо развит. Однако в венах нижней части тела и ног средняя оболочка является преобладающей. В отличие от артерий мышечные волокна вен расположены продольно. И при их сокращении вена не сужается, а как бы гофрируется. Большинство вен имеют по всей длине попарно расположенные складки внутренней оболочки – венозные клапаны, которые препятствуют обратному току крови. Клапанов больше в поверхностных венах, чем в глубоких, и в венах нижних конечностей, чем в верхних. В венах, расположенных выше сердца, (головной мозг) клапаны отсутствуют. В них кровь течет под силой тяжести. Вены твердой и мягкой оболочек мозга, костей, селезенки, сетчатки глаза имеют только одну оболочку – внутреннюю и непосредственно срастаются с окружающими тканями. В них нет клапанов. Просвет вен несколько больше, чем у артерий. Давление крови в венах низкое, пульсация отсутствует, так как сила сердечного толчка, дойдя до вен практически гаснет.
классификация	по топографическому признаку делят на: - внутриорганные - самые мелкие венозные сосуды – посткапиллярные венулы (посткапилляры) и венулы (диаметром 30-40 мкм)и внеорганные, в которые оттекает кровь из внутриорганных вен; - поверхностные и глубокие. Они соединяются при помощи вен-анастомозов. Часто соседние вены, соединяясь анастомозами, образуют венозные сплетения на поверхности или в стенке органов (мочевой пузырь, прямая кишка). Между крупными венами образуются межсистемные венозные анастомозы – коллатеральные пути оттока крови в обход основных вен.
4. Капилляры	Мельчайшие кровеносные сосуды, которые соединяют между собой артерии и вены. Капилляры находятся во всех органах, кроме эпителия кожи и серозных оболочек, эмали и дентина зубов, роговицы и хрусталика глаза, волос и ногтей и др. Стенка капилляров, хотя очень тонкая, состоит трех слоев: 1 одного слоя эндотелиальных клеток, расположенных на базальной мембране; 2 среднего слоя – отросчатых клеток – перицитов, расположенных в расщепленной базальной мембране и 3 – соединительнотканного. Предполагают. что перициты выполняют сократительную функцию, по другим данным фагоцитарную и способны дифференцироваться в другие клетки. Так, в место травмы происходит врастание капилляров и перициты превращаются в миоциты вновь образующихся мелких сосудов. . Стенка капилляров обладает высокой проницаемостью, благодаря чему через нее происходит двусторонний обмен веществ и газов между кровью и межклеточной (интерстициальной) жидкостью. В тканях капилляры располагаются в виде сетей. Диаметр капилляров колеблется от 5 до 30 мкм, толщина стенки 1 мкм. Скорость кровотока в капиллярах небольшая – 0,5-1,0 мм/сек, а давление крови низкое – 10-15 мм рт. ст.
Причины движения крови по артериям, венам и капиллярам.
Движение крови подчиняется законам гидродинамики и определяется двумя силами: разностью давления в начале и конце сосуда и гидравлическим сопротивлением, препятствующим току крови. Чем больше эта разность давления и меньше сопротивление, тем больше крови проходит через сосуды.
По артериям	Движение крови в них обеспечивает сердце. Оно при сокращении порциями выбрасывает кровь в крупные артерии. Благодаря своей эластичности стенки магистральных сосудов растягиваются. Энергия, затраченная сердцем на их растяжение, накапливается в стенках сосудов, сосуды спадаются и передают потенциальную энергию сердца крови, и кровь движется. Эластичность сосудов способствует преобразованию пульсирующего тока крови в равномерный и плавный.
По венам	Давление в венах крови низкое. Если в венулах оно составляет 10-15 мм рт. ст., то в конечной части венозного русла оно приближается к нулю и даже может быть ниже атмосферного давления. Возврату венозной крови к сердцу способствуют следующие факторы: - оставшаяся кинетическая энергия в потоке крови после прохождения ею артерий и капилляров; - отрицательное давление в грудной полости во время вдоха; при этом расширяются вены шеи и грудной полости, давление в них снижается, и тем самым облегчается движение крови к сердцу; - сокращение скелетных мышц, способствующее проталкиванию крови по направлению к сердцу (наличие в венах клапанов препятствует движению крови в обратном направлении); это так называемый мышечный насос, основной помощник сердца. При сокращении мышц тонкие стенки вен сжимаются, и кровь движется по венам, а при расслаблении скелетных мышц кровь поступает из артерий в вены; - присасывающее действие предсердий способствует во время диастолы поступлению крови из вен в камеры сердца.
По капиллярам	Движение крови обусловлено разностью давления в артериальном и венозном колене капилляра.
Микроциркуляторное русло
это движение крови по микроскопической системе сосудов. Оно формируется из артериолы, прекапиллярной артериолы, капилляров, посткапилляров и венул. Количество крови, притекающей к тканям, регулируется в основном артериолами, так как в их стенках содержится относительно большое количество мышечных элементов, что позволяет им в зависимости от потребности органа менять свой просвет. Прекапилляры, капилляры, посткапилляры и венулы выполняют трофическую функцию, причем наиболее интенсивный обмен веществ происходит через стенки капилляров, что обеспечивается их высокой проницаемостью и низкой скоростью кровотока в капиллярах. К микроциркуляторному руслу относятся также и артериоловенулярные анастомозы – укороченный ток артериальной крови в венозное русло, минуя капилляры. Не все капилляры одновременно функционируют. Это зависит от функционального состояния органа. Нефункционирующие капилляры сужены и не пропускают форменные элементы крови. Таким образом, микроциркуляторное русло обеспечивает жизненно важный процесс – обмен веществ.

Типы кровеносных сосудов (по функциональному признаку)
	Магистральные сосуды	Сосуды эластического типа. Наиболее крупные артерии (ближайшие к сердцу сосуды), благодаря большому количеству эластических волокон не оказывают большого сопротивления кровотоку при ритмических сокращениях сердца и превращают пульсирующий кровоток в более равномерный и плавный
	Резистивные сосуды	Сосуды сопротивления: прекапиллярные (мелкие артерии, артериолы) и посткапиллярные (венулы и мелкие вены). В их стенках много мышечных волокон, способствующих активному изменению просвета, что влияет на общее периферическое сопротивление системы кровообращения, и не дающих окружающим мышцам и тканям сдавить артерию извне. От соотношения тонуса прекапиллярных и посткапиллярных сосудов зависит уровень гидростатического давления в капиллярах и, следовательно, величина фильтрационного давления и интенсивность обмена веществ. В области прекапилляров расположены так называемые прекапиллярные сфинктеры. Они регулируют поступление крови в капиллярную сеть.
	Обменные сосуды	Капилляры. Через их тонкие стенки, не содержащие мышечные элементы, происходит обмен веществ между кровью и тканями.
	Шунтирующие сосуды	Артериовенозные анастомозы, обеспечивающие прямую связь между артериями и венами, минуя капилляры. Когда орган «отдыхает», избыточно пришедшая кровь переправляется напрямик в вены. В экстремальных ситуациях, например, при обильной кровопотере, шоке, захлопываются прекапиллярные сфинктеры и открываются шунты в мышцах, костях, подкожной клетчатке и многих внутренних органах, их кровоснабжение практически прекращается, а кровь направляется в жизненно важные органы (ЦНС, сердце, печень), для которых даже кратковременное кислородное голодание может оказаться губительным. Это защитная централизация кровообращения
	Емкостные сосуды	Вены обладают самой большой растяжимостью и низкой эластичностью. Они вмещают около 2/3 всей крови организма и определяют величину возврата крови к сердцу. Это своеобразный резервуар, из которого в случае необходимости (кровотечения, отравления) кровь выбрасывается в общее сосудистое русло.

В центре системы кровообращения находится сердце. От него начинаются круги кровообращения: большой и малый. Сосуды большого круга выносят кровь из левого желудочка, доставляют ее всем органам и тканям, а затем возвращают ее обратно к сердцу (в правое предсердие). По сосудам малого круга кровообращения кровь из правого желудочка поступает в легкие, а затем возвращается в левое предсердие. Выделяют и сердечный круг кровообращения (Рис.4/1.)
1.Большой круг кровообращения	Начинается самым крупным артериальным сосудом – аортой, которая выходит из левого желудочка. От нее отходят ветви, которые после многократного деления заканчиваются артериолами, распадающимися в органах и тканях на множество капилляров. При прохождении крови по капиллярам происходит обмен веществ между органами и тканями: питательные вещества и кислород через стенку капилляров переходят в тканевую жидкость, а затем в клетки, а клетки отдают в тканевую жидкость углекислый газ и другие продукты обмена, которые поступают в капилляры. В итоге артериальная кровь превращается в венозную, бедную кислородом и богатую углекислотой. При слиянии капилляров формируются венулы, которые собираются в вены. По двум самым крупным венам – верхней и нижней полой - венозная кровь вливается в правое предсердие.
2. Малый круг кровообращения	Начинается легочным стволом, который выходит из правого желудочка. По ветвям легочного ствола – легочным артериям венозная кровь достигает легких. В легких каждая артерия разветвляется на мелкие артерии, далее на артериолы, которые заканчиваются легочными капиллярами, оплетающими альвеолы. Здесь венозная кровь превращается в артериальную, которая по четырем легочным венам возвращается в левое предсердие. Далее она попадает в левый желудочек и при его сокращении – в аорту. Роль малого круга – восстановление газового состава крови.
3. Венечный (сердечный круг) кровообращения	Это сосуды самого сердца, предназначенные для кровоснабжения сердечной мышцы. Начинается правой и левой венечными артериями, которые отходят от начального отдела аорты и разветвляются на более мелкие сосуды. Отток венозной крови происходит, главным образом, по системе вен, впадающих в венечный синус и далее в правое предсердие.

Основные показатели кровообращения Как уже говорилось, гемодинамика зависит от двух факторов: давления на жидкость и сопротивления при трении о стенки сосудов и вихревых движениях. Давление обеспечивает сердце. Разность давления в начале и конце трубки создает движущую силу.
Систолический объем сердца	Количество крови, выбрасываемое желудочком сердца при каждом сокращении – 70-80 мл.
Минутный объем сердца	Количество крови, выбрасываемое желудочком сердца за 1 минуту – 3-5 л-мин.
Объемная скорость кровотока	Объем крови, протекающей за единицу времени через всю кровеносную сеть, - объемная скорость кровотока. Эта величина постоянна для каждого поперечного сечения участка пути. Одинакова объемная скорость крови, притекающей и оттекающей от органа. В норме отток сердца соответствует его притоку. Каждую минуту сердце перекачивает около 5 л крови.
Линейная скорость кровотока	Путь, пройденный в единицу времени каждой частицей крови. В отличие от объемной скорости, эта величина в разных сосудах разная и зависит от общей суммы площади просветов сосудов этого калибра на данном участке тела. Так, суммарная площадь поперечного сечения капилляров в 800 раз больше поперечного сечения аорты. Соответственно скорость крови в них (0,5-0,7 мм/с) в 800 раз меньше, чем в аорте (50 см/с). В венах она возрастает по мере увеличения просвета, достигая в полых 30 см/с. Это связано с тем, что суммарное поперечное сечение венул больше, чем у мелких вен, у последних больше, чем у средних, у средних больше, чем у крупных.. В артериях скорость крови – 20-40 см/с, в артериолах – 0,5 см/с.
Кровяное давление	Давление крови внутри кровеносных сосудов. Величина артериального давления (АД) определяется силой сердечных сокращений (главное), количеством крови, которое выбрасывает сердце при каждом сокращении, величины сопротивления току крови и, в меньшей степени, числом сокращений в единицу времени. Величина сопротивления сосудов зависит от их диаметра, длины и вязкости крови. При каждой систоле и диастоле кровяное давление в артериях колеблется. Во время сокращения левого желудочка сердца кровь выбрасывается в аорту. Эластическая аорта растягивается, а давление в ней повышается. Это так называемое систолическое давление. Во время диастолы – паузы между сокращениями – стенки аорты сокращаются, проталкивая дальше кровь, и давление крови падает. Это диастолическое давление. Оно зависит главным образом от периферического сопротивления кровотоку, которое создается гладкими миоцитами артерий среднего и мелкого калибра и артериолами, а также от частоты сердечных сокращений. Разница между систолическим и диастолическим давлением называют пульсовым давлением. Давление крови в кровеносных сосудах падает по мере удаления от сердца. В аорте оно равно 140/90 мм рт. ст. (первая цифра – систолическое давление, вторая – диастолическое), в крупных артериях – 110/70 мм рт. ст., в артериолах – 40 мм рт.ст., а пульсовое давление практически равно 0, в капиллярах кровяное давление снижается до 10-15 мм рт. ст., при переходе в вены – снижается еще больше, а в самых крупных венах (полых) может достигать отрицательных величин. Итак, факторы, которые определяют уровень артериального давления, - нагнетающая сила сердца (главное), тонус артериол, объем и вязкость крови (при кровопотере снижается, при вливании крови повышается), а также возраст (у детей ниже, так как сосуды у детей более эластичные)