Кровообращение. Органы кровообращения: сердце и сосуды. Большой и малый круги кровообращения. Нервная и гуморальная регуляция сердца - ЧЕЛОВЕК И ЕГО ЗДОРОВЬЕ - ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЕГЭ

Кровообращение. Органы кровообращения: сердце и сосуды. Большой и малый круги кровообращения. Нервная и гуморальная регуляция сердца

К органам кровообращения человека и млекопитающих относят сердце и сосуды. Сердце человека и млекопитающих четырехкамерное, состоит из двух предсердий и двух желудочков. Между правым предсердием и правым желудочком находится трехстворчатый клапан, а между левым предсердием и левым желудочком — двустворчатый (митральный) клапан. Из левого желудочка выходит аорта, а из правого — легочная артерия. На границе этих сосудов и желудочков имеются полулунные клапаны. Клапаны сердца обеспечивают однонаправленный ток крови в сердце — от предсердий к желудочкам и далее в артериальную систему. Стенка сердца состоит из трех слоев: эндокарда (внутренний эпителиальный слой), миокарда (средний мышечный слой) и эпикарда (наружный слой, состоящий из соединительной ткани и покрытый серозным эпителием). Основную массу составляет миокард — это поперечнополосатая мышца, которая по ряду признаков отличается от поперечнополосатой скелетной мышцы. Сердце обладает автоматией — способностью возбуждаться и сокращаться в отсутствие внешних воздействий, то есть под влиянием импульсов, возникающих в самом сердце (скелетная мышца сокращается только в ответ на нервные импульсы, которые приходят к ней по нервным волокнам). Снаружи сердце покрыто околосердечной сумкой — перикардом. Стенки перикарда выделяют жидкость, которая уменьшает трение сердца при сокращении.

В системе кровеносных сосудов различают артерии, капилляры и вены. Артерии несут кровь от сердца под большим давлением, поэтому стенки этих сосудов толстые и упругие. Капилляры — это самые тонкие сосуды, их стенки состоят из одного слоя клеток. Через стенки капилляров легко проникают различные вещества. Вены несут кровь к сердцу под небольшим давлением, поэтому их стенки тонкие и неупругие. Внутри вен есть полулунные клапаны, а стенки вен сжимаются окружающими их мышцами, что способствует току крови по венам.

Все сосуды образуют два круга кровообращения: большой и малый. Большой круг начинается от левого желудочка аортой, которая образует дугу. От дуги аорты отходят артерии. От начальной части аорты отходят коронарные сосуды, которые снабжают кровью миокард. Часть аорты, находящаяся в грудной клетке, называется грудной аортой, а та часть, которая находится в брюшной полости, — брюшной аортой. Аорта ветвится на артерии, артерии на артериолы, артериолы на капилляры. Из капилляров большого круга ко всем органам и тканям поступают кислород и питательные вещества, а из клеток в капилляры поступают углекислый газ и продукты обмена, и кровь превращается из артериальной в венозную.

Очищение крови от ядовитых продуктов распада происходит в сосудах печени и почек. Кровь от пищеварительного тракта, поджелудочной железы и селезенки поступает в воротную вену печени. В печени воротная вена разветвляется на капилляры, которые затем снова объединяются в общий ствол печеночной вены. Эта вена впадает в нижнюю полую вену. Таким образом, вся кровь от органов брюшной полости до поступления в большой круг проходит через две капиллярные сети: через капилляры самих этих органов и через капилляры печени. Воротная система печени обеспечивает обезвреживание ядовитых веществ, которые образуются в толстом кишечнике. В почках тоже имеются две капиллярные сети: сеть почечных клубочков, через которую плазма крови, содержащая вредные продукты обмена (мочевину, мочевую кислоту), переходит в полость капсулы нефрона, и капиллярная сеть, оплетающая извитые канальцы.

Капилляры сливаются в венулы, затем в вены. В конце концов вся кровь поступает в верхнюю и нижнюю полые вены, которые впадают в правое предсердие.

Малый круг кровообращения начинается в правом желудочке и заканчивается в левом предсердии. Венозная кровь из правого желудочка поступает в легочную артерию, затем в легкие. В легких происходит газообмен, венозная кровь превращается в артериальную. По четырем легочным венам артериальная кровь поступает в левое предсердие.

Работа сердца состоит в ритмическом нагнетании в артериальную систему крови, которая поступает в сердце из большого и малого кругов кровообращения по венам. Камеры сердца в определенной последовательности сокращаются (сокращение сердца называют систолой) и расслабляются (расслабление сердца называют диастолой). Первая фаза — это систола предсердий, вторая фаза — систола желудочков (предсердия в это время расслаблены), третья фаза — общая диастола предсердий и желудочков. Все три фазы вместе составляют сердечный цикл. У взрослого человека он длится 0,8 с при частоте сердечных сокращений 75 уд./мин. Первая фаза длится 0,1 с, вторая — 0,3 с, третья — 0,4 с. Такое попеременное сокращение и расслабление позволяет миокарду работать в течение всей жизни человека, не утомляясь.

Движение крови по сосудам обеспечивается за счет ритмической работы сердца и разницы давлений крови в сосудах при выходе из сердца и при возвращении в сердце. Определенную роль играет также присасывающая сила грудной клетки. Давление в сосудах создается за счет ритмической работы сердца; во время систолы левого желудочка кровь выталкивается в аорту и артерии; по мере ветвления сосудистого русла давление падает. Наибольшими значения давления и скорости крови оказываются в аорте (соответственно, 150 мм рт. ст. и 0,5 м/с). В крупных артериях давление во время систолы (систолическое, или «верхнее», давление) составляет в норме 120 мм рт. ст., а скорость кровотока 0,25 м/с. В капиллярах давление падает до 20 мм рт. ст., а скорость кровотока — до 0,5 мм/с. В венах давление еще больше уменьшается, а в полых венах вблизи сердца даже становится отрицательным (то есть оказывается ниже атмосферного). А вот скорость кровотока в венах возрастает до 0,2 м/с. Пульс представляет собой ритмические колебания стенок артерий, которые возникают во время систолы. В норме пульс должен быть ритмичным и в покое составлять 60-80 уд./мин.

Регуляция работы сердца осуществляется нервным и гуморальным путем. Нервная регуляция обеспечивается вегетативной (автономной) нервной системой, ее двумя отделами — симпатическим и парасимпатическим. Центр симпатической регуляции сердца лежит в грудном отделе спинного мозга. Здесь в боковых рогах спинного мозга находятся тела первых (преганглионарных) симпатических нейронов. Аксоны этих нейронов выходят за пределы спинного мозга и оканчиваются в симпатических ганглиях, образующих две симпатические цепочки вдоль спинного мозга. От двигательных нейронов, лежащих в симпатических ганглиях, отходят аксоны, которые заканчиваются в миокарде. Из окончаний этих аксонов выделяется передатчик (медиатор) норадреналин. Под влиянием норадреналина увеличивается частота и сила сердечных сокращений, возрастает возбудимость миокарда, увеличивается скорость проведения возбуждения. Все это приводит к увеличению производительности сердца. Такой эффект необходим при физической нагрузке, при стрессе, так как в результате усиливается кровоток.

Центр парасимпатической регуляции сердца находится в продолговатом мозгу. Аксоны нейронов этого центра идут, не прерываясь, до сердца, так как парасимпатический ганглий лежит в самом сердце. Из окончаний аксонов ганглионарных нейронов выделяется другой медиатор — ацетилхолин. Он вызывает прямо противоположные эффекты (уменьшение возбудимости, скорости проведения возбуждения по миокарду). Парасимпатическая система регулирует работу сердца в состоянии покоя. Вегетативная регуляция сердца находится под влиянием вышележащих отделов центральной нервной системы.

В продолговатом мозгу лежит также сосудодвигательный центр — он регулирует просвет сосудов. Возбуждение этого центра приводит к сужению (констрикции) сосудов.

Важную роль в регуляции сердечнососудистой системы играют и гуморальные факторы, связанные с жидкой средой организма. Основной гормон, который регулирует работу сердца и сосудов, — адреналин. Он синтезируется в клетках мозгового слоя надпочечников. Эффекты адреналина те же, что и эффекты симпатического медиатора норадреналина, однако развиваются они медленнее. Гормоны щитовидной железы, тироксин и трийодтиронин, также увеличивают частоту сердечных сокращений. Влияют на работу сердца и различные ионы, которые поступают в него с током крови. Так, например, ионы кальция усиливают, а ионы калия подавляют работу сердца. Нервная и гуморальная регуляция сердечнососудистой системы тесно взаимосвязаны. Нервная регуляция обеспечивает срочные влияния на сердце, гуморальная регуляция оказывает более медленные и более длительные воздействия.

Таким образом, сердечнососудистая система обеспечивает непрерывное движение крови, которое необходимо для всех органов и тканей. По этой системе органы и ткани получают кислород, питательные вещества, воду, минеральные соли, с кровью к органам поступают гормоны, регулирующие работу организма. Из органов в кровь поступает углекислый газ, продукты распада. Кроме того, система кровообращения поддерживает постоянство температуры тела, обеспечивает постоянство внутренней среды организма (гомеостаз), взаимосвязь органов, обеспечивает газообмен в тканях и органах. Система кровообращения выполняет также защитную функцию, так как в крови содержатся антитела и антитоксины.

Гигиена сердечнососудистой системы подразумевает развитие, тренировку и укрепление этой системы. Великолепное влияние оказывает на ее деятельность физическая работа на свежем воздухе. Однако чрезмерные физические нагрузки, особенно у нетренированного человека, могут вызвать серьезные нарушения работы сердца и сосудов. Но наибольший вред конечно же приносят никотин и алкоголь. Они отравляют миокард, нарушают нормальную регуляцию сердца и сосудов. Это выражается в возникновении спазмов коронарных сосудов, то есть сосудов, питающих сам миокард. А вследствие этого в миокарде может возникнуть зона некроза — отмершей ткани, то есть инфаркт миокарда. Следствием может стать также развитие гипертензии — стойкого повышения артериального давления; это также влечет за собой нарушение работы сердца.

К наиболее распространенным заболеваниям сердца относятся ишемическая болезнь сердца (в том числе острый инфаркт миокарда), воспалительные процессы в сердце (миокардит, перикардит), пороки сердца. Нарушения работы сердца часто выражаются в виде аритмий — нарушений ритма сердца. Для исследования работы сердца чаще всего применяют электрокардиографию. Этот метод позволяет оценить, как происходит возбуждение сердца, как это возбуждение распространяется по проводящей системе сердца.