Сердечно-сосудистая (кровеносная) система

Содержание:

• 1. Строение сердца человека
• 2. Автоматия и проводящая система сердца человека
• 3. Сердечный цикл
• 4. Электрокардиограмма
• 5. Пульсовая волна. Артериальный пульс
• 6. Круги кровообращения
• 7. Кровяное давление
• 8. Скорость кровотока
• 9. Механизмы венозного возврата крови к сердцу
• 10. Регуляция деятельности сердца и сосудов
• 11. Сердечно-сосудистые заболевания и их профилактика

Общие сведения о сердечно-сосудистой системе и ее функционировании приведены в «Кровеносная система«.

Строение сердца человека

Сердце — центральный мышечный орган кровеносной системы, сокращениями которого осуществляется циркуляция крови;

■ расположено в левой половине грудной полости;
■ имеет конусовидную форму;
■ окружено прочной двуслойной соединительнотканой околосердечной сумкой (перикардом), выполняющей защитную функцию, а также выделяющей в пространство между ней и сердцем серозную жидкость, которая уменьшает трение при сердечных сокращениях;
■ масса сердца у мужчин составляет около 330 г, у женщин -около 250 г.

❖ Камеры сердца. Сердце у человека — чырехеткамерное. Сплошная перегородка делит сердце на левую и правую половины; в левой половине находится артериальная кровь, в правой — венозная. Каждая половина разделена перегородкой на два отдела: верхний — предсердие и нижний — желудочек.

■Функция предсердий — собирать и на короткое время задерживать кровь, пока не наберется ее необходимое количество, которое будет вытолкнуто в желудочек.

■ Стенки предсердий тоньше стенок желудочков, стенки левого желудочка примерно в 3 раза толше стенок правого (так как в. левом желудочке начинается большой круг кровообращения).

❖ Сосуды, подходящие к сердцу и отходящие от сердца:

■ к сердцу подходят вены: четыре легочные вены (относятся к малому кругу кровообращения) — к левому предсердию, верхняя и нижняя полые вены (относятся к большому кругу кровообращения) — к правому предсердию;

■ от сердца отходят артерии: аорта (является частью большого круга кровообращения) — от левого желудочка, легочный ствол (относится к малому кругу кровообращения) — от правого желудочка.

❖ Строение стенок сердца. В стенке сердца различают три слоя: наружный — эпикард, средний — миокард и внутренний — эндокард. Эпикард плотно срастается с миокардом. Эндокард образует сердечные клапаны.

■ Миокард образован длинными волокнами, каждое из которых представляет собой цепочку соединенных конец в конец поперечнополосатых мышечных клеток — кардиомиоцитов. Соседние кардиомиоциты соединяются между собой вставочными дисками, осуществляющими электрический контакт клеток. Такая структура миокарда обеспечивает сокращение всей сердечной мышцы, распространяющееся в виде волны от узла-водителя ритма.

Сердечные клапаны. В перегородках между предсердиями и желудочками имеются клапаны, препятствующие обратному попаданию крови в предсердия при сокращении желудочков. Между правым предсердием и желудочком находится трехстворчатый клапан, между левым предсердием и желудочком — двустворчатый (митральный) клапан. Створки клапанов прикреплены к стенкам желудочков сухожильными нитями.

■ При сокращении предсердий клапаны открываются.

■ При сокращении желудочков клапаны закрываются, поэтому кровь движется в одном направлении. Натяжение сухожильных нитей предотвращает выворачивание створок клапанов в предсердие.

В желудочках — в устьях аорты и легочного ствола — имеется по три полулунных клапана, препятствующих обратному току крови при расслаблении желудочков.

■ Полулунные клапаны имеют вид карманов на стенках артерии. При движении крови из желудочка в артерию карманы клапана прижимаются к стенке сосуда, и кровь проходит свободно. При расслаблении желудочка, когда возникает обратный ток крови (из артерии в желудочек), кровь наполняет карманы клапана, они раскрываются, прижимаются друг к другу и перекрывают ток крови.

Автоматия и проводящая система сердца человека

❖ Правильная периодичность работы сердца обеспечивается:
■ автоматией сердца, а также
■ возбудимостью,
■ проводимостью,
■ сократимостью и
■ рефрактностью сердечной мышцы.

Автоматия сердца — способность сердца ритмически сокращаться под влиянием биоэлектрических импульсов, автоматически (без влияния внешних раздражителей) генерируемых в сердечной мышце в результате происходящих в ней циклических биохимических реакций.

Возбудимость сердечной мышцы — способность сердечной мышцы отвечать возбуждением на электрические, химические, механические и термические раздражения, превышающие по силе порог раздражения.

Возбуждение сердечной мышцы — сложный биологический процесс, возникающий в мышечной ткани сердца, проявляющийся в ее биохимических и электрических изменениях и изменениях интенсивности обмена веществ.

Проводимость сердечной мышцы — способность сердечной мышцы проводить возбуждение.

■ В мышечной ткани сердца имеются специфические клетки, обладающие способностью генерировать и/или передавать возбуждение подобным соседним клеткам. Эти клетки объединены в узлы, пучки и волокна, которые образуют проводящую систему сердца, по которой возбуждение распространяется по миокарду предсердий и желудочков, обеспечивая их координированное сокращение.

❖ Проводящая система сердца человека включает:

■ синусно-предсердный узел (расположен в стенке правого предсердия вблизи места впадения верхней полой вены), который в норме является узлом-водителем ритма (источником авто-матии) сердца;

■ предсердно-желудочковый (атриовентрикулярный) узел (расположен на границе правого предсердия и желудочка);

■ пучок Гиса (находится в межжелудочковой перегородке);

■ правую и левую ножки, на которые разделяется пучок Гиса (они ведут в соответствующие желудочки);

■ волокна Пуркинье — окончания ножек пучка Г иса (находятся в желудочках).

Сократимость сердечной мышцы — способность сердечной мышцы при возбуждении сокращаться, т.е. увеличивать напряжение или вызывать укорочение мышечных волокон.

Рефрактность — кратковременное снижение возбудимости. Во время рефрактности сердце не способно отвечать возбуждением на искусственные раздражения или внеочередной импульс, если он поступит из очага автоматии. Предотвращает появление хаотических сердечных сокращений.

Сердце в значительной степени способно к самостоятельной регуляции не только ритма, но и силы своих сокращений.

Закон сердца: растяжение сердечной мышцы приводит к уве-иичению силы ее сокращения. Благодаря этому закону сердце может прокачивать любое (в пределах физиологических норм) количество поступающей к нему крови.

Сердечный цикл

Сердечный цикл — период сокращения и расслабления сердца; состоит из систолы, диастолы и общей паузы.

■Ритм сердечных сокращений и продолжительность отдельных фаз сердечного цикла задается узлом-водителем ритма.

Систола — сжатие полостей сердца, вызываемое сокращением мышц предсердий или желудочков, во время которых из них выталкивается кровь.

Диастола — расширение полостей сердца, вызванное расслаблением мышц предсердий или желудочков, во время которых они заполняются кровью.

Общая пауза — состояние сердца, при котором мышцы и предсердий, и желудочков расслаблены.

❖ Фазы сердечного цикла:

■ сердечный цикл начинается с появления в узле-водителе ритма биоэлектрического импульса возбуждения;

■ этот импульс быстро охватывает оба предсердия, которые в результате одновременно сокращаются (систола предсердий); желудочки в это время расслаблены (диастола желудочков) — 1-я фаза;

■ затем одновременно сокращаются оба желудочка (систола желудочков); а оба предсердия оказываются расслабленными (диастола предсердий) — 2-я фаза; длительность этой фазы больше длительности первой примерно в 3 раза;

■ сердечный цикл заканчивается паузой — 3-й фазой, в которой расслаблены и предсердия, и желудочки. Эта фаза длится примерно половину всего сердечного цикла, что объясняет «неутомимость» работы сердца.

❖ Параметры сердечного цикла:
■ нормальный ритм работы сердца — 70-75 сокращений в минуту;
■ длительность сердечного цикла при частоте сокращений сердца 75 ударов в минуту составляет 0,8 с;
■ длительность 1-й фазы (систолы предсердий) — 0,1 с;
■ длительность 2-й фазы (систолы желудочков) — 0,3 с;
■ длительность 3-й фазы — паузы — 0,4 с.

Важнейший показатель функционального состояния сердца -количество крови, выбрасываемой при сокращении желудочков. В клинической практике используются систолический и минутный объемы крови.

Систолический (ударный) объем крови — количество крови, выбрасываемой в артерии при одном сокращении желудочков сердца; в норме он составляет 65-70 мл.

Минутный объем крови — количество крови, выбрасываемой желудочками за минуту; в норме составляет в среднем 4,5-5 л.

Электрокардиограмма

Биоэлектрическая активность сердца, приводящая к появлению меняющейся во времени разности потенциалов между возбужденным и невозбужденным участками сердца, передается и другим участкам тела (вследствие электропроводности его тканей).

Электрокардиография — методика регистрации путем измерения разности потенциалов между определенными участками гела человека.

Электрокардиограмма (ЭКГ) — кривая, отражающая биоэлектрическую активность сердца, полученная с помощью специального прибора.

Регистрируемые на ЭКГ зубцы и интервалы отражают функциональное состояние миокарда, дают информацию о ритме сердца и его нарушениях, локализации патологического очага в миокарде и проводящей системе сердца, гипертрофии предсердий и желудочков. Электрокардиография получила широкое применение в клинике как метод диагностики, позволяющий установить характер нарушений сердечной деятельности.

❖ Что показывает электрокардиограмма:

■ в каждом сердечном цикле на ЭКГ различают зубцы Р, Q, R, S, Т;

■ зубец Р отражает возбуждение предсердий;

■ комплекс зубцов QRST характеризует возбуждение желудочков;

■ интервал от начала зубца Р до зубца Q указывает время проведения возбуждения от предсердий к желудочкам;

■ интервал Q-Г указывает время проведения возбуждения в желудочках;

■ интервал Т-Р (от окончания зубца Т до следующего зубца Р) определяет продолжительность паузы;

■ интервалы Р-Р или R-R отражают длительность сердечного цикла, по ним определяется частота сердечных сокращений.

Пульсовая волна. Артериальный пульс

Пульсовая волна — волнообразно распространяющиеся вдоль артерий ритмические колебания артериальных стенок, синхронные с сокращениями сердца.

Пульсовая волна возникает в начале аорты в момент систолы и распространяется до артериол и капилляров, в которых она затухает. Существование пульсовой волны обеспечивается эластичностью стенок артерий, которые во время систолы желудочков сердца растягиваются, а во время диастолы желудочков сокращаются и выталкивают кровь в более мелкие сосуды.

Скорость распространения пульсовой волны не зависит от скорости течения крови и у здорового взрослого человека составляет 7-10 м/с, во много раз превышая максимальную скорость движения крови. С возрастом, когда эластичность сосудов снижается, скорость пульсовой волны увеличивается.

Запись кривой пульсовой волны называется сфигмограммой.

Артериальный пульс — это ритмические толчкообразные колебания стенки артерий, вызываемые выбрасыванием крови в сосуды в результате сокращений желудочков сердца. Пульс отражает работу сердца: частота пульсовых толчков равна частоте сокращений сердца, а их сила пропорциональна силе сердечных сокращений.

■ Пульс можно определить на ощупь в пульсовых точках — тех местах, где крупные артерии ближе всего подходят к поверхности тела: на шее, предплечьях, висках, запястьях и др.

Круги кровообращения

Система кровообращения человека — двухкруговая, состоит из малого и большого кругов кровообращения.

Малый (легочный) круг кровообращения обеспечивает циркуляцию крови через легкие, в которых кровь насыщается кислородом и отдает углекислый газ. Он начинается от правого желудочка сердца, от которого отходит легочный ствол, разделяющийся на левую и правую легочные артерии. По этим артериям течет венозная кровь, которая поступает в левое и правое легкие, где артерии распадаются на капилляры, оплетающие альвеолы. Насыщенная кислородом артериальная кровь по четырем лёгочным венам поступает в левое предсердие.

Кровоток в малом круге кровообращения поддерживается практически постоянным и не требует сложной системы регуляции.

Большой (телесный) круг кровообращения обеспечивает артериальной кровью все органы тела. Начинается он с левой дуги аорты, отходящей от левого желудочка сердца. В месте выхода аорты из желудочка от нее отходят венечные (коронарные) артерии, обеспечивающие кровоснабжение сердечной мышцы. От дуги аорты отходят две сонные артерии (к голове) и две подключичные артерии (к верхним конечностям). Дальше аорта идет вдоль позвоночника. От ее грудного отдела отходят артерии к органам грудной полости (за исключением сердца), от брюшного отдела — к органам брюшной полости. Затем аорта делится на две подвздошные артерии, от которых отходят бедренные артерии к нижним конечностям. Все артерии разветвляются до капилляров, из которых постепенно формируются венозные сосуды. Венозная кровь от нижней части тела собирается в нижнюю полую вену, от верхней части тела — в верхнюю полую вену. Обе полые вены впадают в правое предсердие.

Кровяное давление

Кровяное давление — это давление, которое кровь оказывает на стенки сосуда. К возникновению давления крови приводит сокращение желудочков сердца, нагнетающих кровь в артерии, а также пульсовая волна.

Систолическое давление — максимальное давление крови в артериях, возникающее в фазе систолы желудочков; в норме у здоровых людей среднего возраста оно составляет 105-120 мм рт. ст.

Диастолическое давление — минимальное давление крови в артериях во время диастолы желудочков; в норме у здоровых людей среднего возраста оно составляет 60-80 мм рт. ст.

Пульсовое давление — это разность между систолическим и диастолическим давлением; в норме у людей среднего возраста оно составляет 35-55 мм рт. ст.

❖ Факторы, от которых зависит давление крови в артериях:
■ объем крови, поступающей в артерии при сокращении сердца;
■ сопротивление току крови, которое возрастает с уменьшением диаметра сосудов и максимально в мелких артериях и капиллярах;
■ вязкость крови: чем она выше, тем давление крови больше.
■ На уровень кровяного давления влияет возраст человека, его эмоциональное возбуждение, физические нагрузки, функциональное состояние сердечно-сосудистой системы.

❖ По ходу кровеносного русла (аорта → артерии → капилляры → вены) кровяное давление снижается.

■ В капиллярах давление крови составляет около 25-30 мм рт. ст. на артериальном конце капилляра и 8-12 мм рт. ст. на его венозном конце.

■ В венах, расположенных вблизи грудной полости, давление крови зависит от фаз дыхания: при вдохе оно понижается и может стать отрицательным (меньшим атмосферного), при выдохе оно не поднимается выше 2-5 мм рт. ст. Наименьшая величина кровяного давления отмечается в полых венах.

Скорость кровотока

Объем крови, отводящейся от желудочков сердца за одну минуту (скорость оттока крови), равен объему крови, поступающему в предсердия из вен (т.е. скорости венозного притока крови). Поэтому объем крови, протекающей за одну минуту через различные участки кровеносного русла (артерии, капилляры, вены), одинаков. В то же время скорость течения крови (как и любой жидкости) зависит от общей ширины сосудистого русла: чем меньше суммарное поперечное сечение, тем больше скорость течения жидкости, и, наоборот, чем больше суммарное поперечное сечение, тем медленнее течет жидкость.

В кровеносной системе самое узкое место — аорта; в ней скорость крови максимальна (около 50 см/с). При разветвлении артерий суммарное поперечное сечение русла увеличивается, и скорость кровотока падает. Наибольший суммарный просвет имеют капилляры (в 600-800 раз больше просвета аорты), поэтому скорость кровотока в капиллярах минимальна (около 0,5 мм/с).

При переходе от капилляров к венам суммарное сечение кровяного русла сужается, поэтому в венах скорость течения крови больше, чем в капиллярах, и увеличивается по мере приближения к полым венам. В полых венах скорость тока крови равна половины скорости тока крови в аорте (25 см/с).

Механизмы венозного возврата крови к сердцу

Одним из важных параметров функционального состояния сердца и вен системы кровообращения является венозный возврат.

Венозный возврат характеризуется объемом крови, поступающей в сердце по верхней и нижней полым венам за одну минуту.

❖ Механизмы, обеспечивающие венозный возврат крови:

■ нагнетающее действие сердца: во время систолы желудочков создается повышенное давление крови в аорте;

■ мышечный насос: при сокращении скелетных мышц вены, находящиеся в их толще, сдавливаются, и кровь в сосудах проталкивается в сторону сердца, так как ее обратному движению препятствуют полулунные клапаны, имеющиеся в некоторых венах;

■ дыхательный насос: во время вдоха давление в грудной полости падает, сосуды расширяются, сопротивление в них снижается, и кровь засасывается из соседних сосудов; увеличение венозного кровотока при вдохе особенно выражено в верхней полой вене;

■ присасывающее действие сердца: во время систолы желудочков предсердно-желудочковая перегородка смещается вниз, давление в правом предсердии снижается, что вызывает поступление в него крови из полых вен;

■ разность давлений в брюшной и грудной полостях: в брюшной полости давление выше атмосферного, а в грудной полости, где находится сердце, — ниже атмосферного, поэтому ток крови в сосудах направлен из брюшной полости к грудной (в сторону меньшего давления).

Регуляция деятельности сердца и сосудов

Ритм и сила сердечных сокращений, задаваемые узлом-водителем ритма, а также функционирование сосудов регулируются нервными и гуморальными воздействиями.

❖ Нервная регуляция сердца осуществляется:

■ импульсами, поступающими к сердцу по парасимпатическим и симпатическим нервам, центры которых расположены соответственно в продолговатом и спинном мозге; парасимпатические нервы уменьшают частоту и силу сердечных сокращений, симпатические нервы оказывают противоположное действие.

■ центрами, расположенными в коре больших полушарий головного мозга; об этом свидетельствует изменение ритма и силы сердечных сокращений при положительных и отрицательных эмоциях (и упоминаниях о них);

■ центрами головного мозга, расположенными в мозжечке и гипоталамической области промежуточного мозга;

■ условнорефлекторно.

Гуморальная регуляция сердечной деятельности осуществляется гормонами, ионами калия и кальция и другими биологически активными веществами, поступающими в кровь или лимфу:

■ учащение ритма и усиление сердечных сокращений вызывают гормоны щитовидной железы тироксин и трийодтиронин, гормоны мозгового вещества надпочечников адреналин и норадреналин, избыток ионов кальция;

■замедление ритма и ослабление сердечных сокращений вызывают нейрогормон ацетилхолин (выделяется окончаниями парасимпатических нервов) и избыток в крови ионов калия.

❖ Нервная регуляция сосудов. В норме кровеносные сосуды находятся под постоянным сосудосуживающим влиянием симпатических нервов, обеспечивающим поддержание тонуса сосудов. Просвет сосудов изменяется под действием импульсов, поступающих из сосудодвигательного центра, находящегося в продолговатом мозге и состоящего из прессорного и депрессорного отделов. От этого центра нервные волокна отходят к мышечным клеткам артерий и артериол. Раздражение прессорного отдела вызывает сужение артерий и повышение кровяного давления, раздражение депрессорного отдела дает противоположный эффект.

■ Активность сосудодвигательного центра контролируется нервными импульсами, поступающими из промежуточного мозга и коры больших полушарий (об этом свидетельствует покраснение или бледность кожи при волнении или испуге).

❖ Гуморальная регуляция сосудов осуществляется гормонами. Адреналин сужает все кровеносные сосуды, кроме сосудов мозга и коронарных сосудов сердца. Вазопрессин (гормон гипофиза) также оказывает сосудосуживающий эффект, действуя преимущественно на артериолы и капилляры.

Сердечно-сосудистые заболевания и их профилактика

Ишемическая болезнь сердца (ишемия — местное обескровливание) связана с ухудшением снабжения миокарда кровью в результате функционального (спазмов) или органического сужения просвета коронарных (венечных) кровеносных сосудов; проявляется периодическими приступами болей за грудиной (стенокардия).

Инфаркт миокарда (инфаркт — очаг омертвления в тканях вследствие нарушения их кровоснабжения) — форма ишемической болезни сердца, при которой в тканях сердечной мышцы — миокарда — возникает очаг омертвления из-за нарушения кровотока в снабжающих эту мышцу коронарных артериях (атеросклероза, тромбоза, спазма). Проявляется в длительных приступах острых, сжимающих болей за центральной или левой частью грудины, ощущении страха, удушья, повышении температуры, изменениях в крови и на кардиограмме и др.; требует экстренной госпитализации.

■ В настоящее время ишемическая болезнь сердца и, в частности, инфаркт миокарда, стала одной из наиболее частых причин смерти не только пожилых, но и молодых людей.

Артериальная гипертензия — устойчивое повышение артериального давления, обусловленное перенапряжением или психической травматизацией центральной нервной системы; проявляется в повышенной возбудимости, раздражительности, головных болях, головокружениях; поражает сосуды мозга, сердца, почек, глазного дна; может привести к сердечной недостаточности, нарушениям мозгового кровообращения (вплоть до инсульта) и т.д.

Инсульт — острое нарушение мозгового кровообращения (кровоизлияние в мозг) при артериальной гипертензии, атеросклерозе и др.; проявляется головной болью, рвотой, нарушениями речи, расстройством сознания, параличами и др.; может привести к тяжелой инвалидности, нередко — к смерти.

Основные причины сердечно-сосудистых заболеваний: чрезмерные психические нагрузки (сильные эмоциональные переживания, как отрицательные, так и положительные), гипокинезия, нерациональное питание, избыточная масса тела (ожирение), курение, употребление алкоголя.

Никотин и алкоголь уменьшают просвет сосудов и приводят к перерождению их стенок, усиливают выделение в кровь адреналина, который значительно увеличивает частоту и силу сердечных сокращений, заставляя сердце работать с чрезмерным напряжением; алкоголь уменьшает содержание белка и увеличивает содержание жира в клетках миокарда, никотин увеличивает свертываемость крови и способствует образованию тромбов.

Профилактика сердечно-сосудистых заболеваний: регулярно заниматься физкультурой, соблюдать правильный режим питания, избегать стрессов, не злоупотреблять курением и алкоголем.

Метки: Биология человека