Функция сердца и сосудов

date19.08.2014 О сердце

Функция сердца и сосудов. Основная функция сердца и сосудов — доставка кислорода и питательных веществ (глюкоза, белки, аминокислоты, жирные кислоты и т. д.) к органам и тканям и удаление из них продуктов жизнедеятельности клеток (углекислота, продукты распада белков и др.). В большинстве тканей организма обмен веществ (метаболизм) идет очень интенсивно и сопряжен с затратой кислорода (окисление различных соединений). Поэтому даже кратковременное прекращение кровоснабжения органа быстро приводит к развитию в нем необратимых изменений. Наибольшая чувствительность к недостатку кислорода характерна для клеток нервной системы. При прекращении кро­воснабжения уже через 3 — 5 минут в клетках центральной нервной системы развиваются необратимые изменения. Сердечная мышца менее чувствительна к кислородному голоданию. По­стоянная работа сердца обеспечивает непрерывность кровоснабжения организма на протяжении всей жизни человека.

Заболевания сердечно сосудистой системыСхема строения сердечно-сосудистой системы достаточно проста. Сердце является своеобразным насосом, обеспечивающим движение крови в сосудах. Поэтому основная масса сердца представлена мощной мышцей (миокард), способной развивать значительное напряжение. Внутренняя поверхность сердца и сосудов покрыта слоем клеток (эндотелий), препятствующих обра­зованию сгустков крови (тромбов) в камерах сердца. Наружная оболочка сердца состоит из двух листков (перикард) с очень гладкой поверхностью, обеспечивающей свободное сокращение и расслабление сердца при изменениях его объема. Сердце разделено перегородкой на два отдела — правый и левый. Отделы сердца не имеют прямых сообщений друг с другом.

Каждый отдел сердца состоит из предсердия и желудочков. В предсердия поступает кровь из венозных сосудов (в правое предсердие — из большого круга кровообращения, в левое — из малого). Между предсердиями и соответствующими желудочками имеются специальные клапаны, позволяющие крови течь лишь в одном направлении — из предсердий в желудочки. В вы­ходных отделах обоих желудочков также расположены клапаны, обеспечивающие однонаправленное движение крови — в аорту (из левого желудочка) и легочную артерию (из правого желудочка). Камеры сердца сокращаются и расслабляются в определенной последовательности. В начале сокращения желудочков из-за повышения в их полостях давления закрываются предсердно-желудочковые клапаны и открываются клапаны аорты и легочной артерии. Это обеспечивает поступление крови в аорту и легоч­ную артерию. В это время предсердия находятся в состоянии расслабления и выполняют функцию своеобразных резервуаров, в которых накапливается поступающая к сердцу кровь. После со­кращения желудочков в них начинается период расслабления. Давление в полости желудочков резко уменьшается. Клапаны аорты и легочной артерии захлопываются, поскольку давление в этих сосудах становится значительно выше, чем в желудочках. Разница давлений в предсердиях и желудочках приводит к открытию предсердие-желудочковых клапанов, и кровь из предсер­дий поступает в желудочки.

Координированная деятельность сердца обеспечивается специальными импульсами, вырабатываемыми в синусовом узле, расположенном в месте впадения полых вен в правое предсердие. Возникший в синусовом узле импульс вначале распространяется по предсердиям, что приводит к возбуждению и сокращению мышц предсердий, а затем по специальной проводящей системе импульс поступает в желудочки, вызывая и их сокращение.

При сокращении левого желудочка насыщенная кислородом кровь поступает в аорту и по системе сосудов более мелкого диаметра (артериям) распределяется по всем органам и тканям организма. По мере деления артерий их диаметр постепенно уменьшается. Конечным звеном артериального русла являются капилляры, имеющие очень тонкую стенку, представленную одним слоем тонких клеток. Капилляры образуют тончайшую сеть, окружающую все клетки. Количество капилляров в организме очень велико и их поверхность составляет около 1000 м2. Боль­шая площадь поверхности капилляров с тонкой стенкой позволяет за очень короткий период времени (кровь находится в артериальной части капилляра не более 1 — 2 секунд) кислороду и необходимым для жизнедеятельности тканей веществам (белки, аминокислоты, глюкоза, электролиты и т. д.) покинуть капилляр и перейти в ткани. В это же время из тканей в кровь поступают углекислота и продукты метаболизма клеток. Таким образом, на уровне капилляров происходят изменения состава крови — артериальная кровь, отдав часть кислорода и приняв из тканей углекислоту, превращается в венозную кровь. Кровь из венозного участка капилляров поступает в мелкие венозные сосуды, при слиянии которых образуются более крупные вены, и по двум большим венам она вновь возвращается в сердце (в правое предсердие).

Система сосудов, обеспечивающих передвижение крови из левых отделов сердца в правые, называется «большой круг кровообращения». Движение крови в нем обеспечивается сокращениями левого желудочка, создающими достаточно высокое давление в начальном отделе аорты (около 110 мм рт. ст.). По мере удаления от сердца давление в артериальных сосудах уменьшается. В артериальном участке капилляров оно составляет всего 30 мм рт. ст., в мелких венах — 10 мм рт. ст. Давление в крупных венах не превышает 2 мм рт. ст., а в венах, непосредственно впадающих в правое предсердие, может быть даже отрицательным.

Поэтому возврат венозной крови в сердце осуществляется как за счет разницы давления между венозными капиллярами и крупными венами (она составляет около 8 — 9 мм рт. ст.), так и за счет присасывающего действия грудной клетки, где во время вдоха создается отрицательное давление.

Из правого предсердия кровь поступает в правый желудочек, а из него — в легочную артерию. В легких она разветвляется на более мелкие сосуды, заканчивающиеся капиллярами. Легочные капилляры окружают альвеолы (небольшие тонкостенные полости), куда во время вдоха поступает воздух из бронхов. Площадь альвеол у человека составляет 40 м2. Это обеспечивает возможность очень быстрого газообмена: из альвеол в кровь поступает кислород, ьз крови в альвеолярный воздух — углекислота. Обогащенная в легких кислородом кровь возвращается в левое предсердие, а из него — в левый желудочек и аорту. Система сосудов, включающая легочную артерию, ее разветвления и вены, непосредственно впадающие в левое предсердие, образует малый круг кровообращения.

Заболевания сердечно сосудистой системыМалый и большой круг кровообращения различаются не только по своему функциональному назначению, но и по ряду других особенностей. Так, протяженность сосудов большого круга кровообращения значительно больше, чем малого. Кроме того, давление в аорте у здорового человека приблизительно в 10 раз выше, чем в легочной артерии. Разница в давлении обеспечи­вается более мощной мышцей левого желудочка. Миокард левого желудочка в 5 раз толще миокарда правого желудочка, а масса мышцы левого желудочка сердца в 3 — 4 раза превышает массу мышцы правого.

Сокращение сердца — это активный процесс, требующий затрат энергии. Работа одних только желудочков сердца за сутки достигает примерно 170—180 тыс. кДж, т. е. равна работе подъ­емного крана, поднимающего груз массой в 1 тонну на высоту пятиэтажного дома. Работа сердца (сокращение его мышц) обеспечивается взаимодействием двух белков — актина и миозина. При сокращении миокарда эти белки как бы скользят относительно друг друга, что и приводит к уменьшению размера сердца. Взаимодействие актина и миозина возможно лишь при ис­пользовании энергии, особождающейся при распаде богатых энергией фосфорсодержащих соединений. За сокращением желудочков следует период прекращения их механической активности и расслабления миокарда. В это время происходит заполнение желудочков кровью, поступающей из предсердий, и восстановление запасов богатых энергией соединений, необходимых для сле­дующего сокращения сердца. Источником энергии является окисление поступающих в сердце с кровью аминокислот, глюкозы и других соединений. Поэтому нормальная деятельность сердца возможна лишь при постоянном поступлении их и кислорода в сердечную мышцу.

Координированную работу различных отделов сердца обеспечивает проводящая система миокарда.

В спокойном состоянии человека сердце за одну минуту перекачивает около 5-8 литров крови (минутный объем кровообращения), за сутки – около 7500 литров. Таким образом, в течение 70 лет жизни оно перекачивает около 175-200 млн. литров крови.

Работа сердца резко возрастает при значительных физических нагрузках. В частности, у спортсменов высокого класса при соревнованиях по бегу, плаванию, лыжным гонкам и т. д. минутный объем кровообращения может увеличиваться в 4—6 раз и достигать 14-20 литров. В этих условиях значительно увеличиваются потребности сердца в кислороде. Недостаток кислорода в большинстве органов и тканей компенсируется двумя путями: увеличением экстракции кислорода из протека ощей крови и расширением артерий, снабжающих кровью данный орган.

Кровоснабжение сердца имеет ряд особенностей, ограничивающих его кислородный резерв. В условиях покоя через систему артерий сердца (коронарные или венечные артерии) протекает около 5% крови, выбрасываемой левым желудочком в аорту (примерно 300 мл в минуту), а поглощает оно около 12 % кислорода, утилизируемого организмом. Иными словами, даже в условиях покоя сердце извлекает из протекающей по коронарным артериям крови максимально возможные количества кислорода. Поэтому при усилении работы сердца единственным способом увеличения поступления кислорода к сердечной мышце является расширение коронарных артерий. Еще одной особенностью физиологии сердца является неравномерность кровоснабжения во времени. В период сокращения (систола) сердечная мышца сдавливает проходящие в ней артерии, а в фазу расслабления (диастола) кровоток по мелким артериям осуществляется в полном объеме. Этими особенностями физиологии сосудов сердца и тока крови в них и объясняется тот факт, что нередко даже умеренные изменения коронарных артерий могут быть причиной недостаточного кровоснабжения сердечной мышцы и возникновения стенокардии (грудной жабы) или инфаркта миокарда.