ФИЗИОЛОГИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ
1. Строение сердца. Сердечный цикл и его регуляция.
2. Кровь и ее функции.
3. Сосудистая система.
4. Лимфатическая система.
Сосудистая система состоит из сердца, кровеносных и лимфатических сосудов, костного мозга, селезенки, лимфатических узлов.
Учитывая морфологические и функциональные особенности, единую сосудистую систему делят на кровеносную систему и лимфатическую систему.
1. Строение сердца. Сердечный цикл и его регуляция.
Центральным органом кровеносной системы является сердце, которое представляет собой полый мышечный орган, состоящий из двух, левой - артериальной и правой - венозной, половин.
У млекопитающих сердце расположено в грудной клетке между легкими, за грудиной. Оно окружено конусовидным мешком - околосердечной сумкой, или перикардом.
Внутренняя оболочка сердца называется эндокард - это выстилка полостей сердца. Средняя мышечная оболочка - миокард, составляет по толщине большую часть стенки сердца, она толще в области желудочков, особенно левого. Наружная оболочка - эпикард.
Сердце состоит из четырех камер: двух верхних - тонкостенных предсердий и двух нижних - толстостенных желудочков. Левое предсердие отделено от левого желудочка двустворчатым клапаном, а правое предсердие от правого желудочка - трехстворчатым клапаном. Правая половина сердца полностью отделена от левой.
Функция предсердий состоит в том, чтобы собирать и на короткое время задерживать кровь, пока она не перейдет в желудочки. В правое предсердие поступает бедная кислородом кровь из системного круга, а в левое - насыщенная кислородом кровь из легких. Мышечные стенки левого желудочка втрое толще стенок правого желудочка. Эта разница связана с тем, что правый желудочек снабжает кровью только легочный (малый) круг кровообращения, тогда как левый гонит кровь по системному (большому) кругу, снабжающему кровью все тело.
У основания легочной артерии и аорты находятся соединительнотканные карманы – полулунные клапаны, пропускающие кровь в эти сосуды и препятствующие ее возвращению в сердце.
Стенки сердца состоят из сердечных мышечных волокон, соединительной ткани и мельчайших кровеносных сосудов. Каждое мышечное волокно содержит одно или два ядра, миофиламенты и множество крупных митохондрий. Мышечные волокна разветвляются и соединяются между собой концами, образуя сложную сеть. Это обеспечивает быстрое распространение волн сокращения по волокнам, так что каждая камера сокращается как одно целое. В стенках сердца не содержится никаких нейронов.
Сердечным циклом называют последовательность событий, происходящих во время одного сокращения сердца. Цикл состоит из трех фаз:
1. В правое предсердие поступает под низким давлением бедная кислородом кровь, а в левое - обогащенная кровь. Постепенно предсердия растягиваются. Вначале двустворчатый и трехстворчатый клапаны остаются закрытыми, но по мере заполнения предсердий кровью давление в них растет; когда оно становится выше, чем в желудочках, клапаны открываются. При этом некоторое количество крови переходит в расслабленные желудочки. Этот период покоя всех камер сердца называется диастолой.
2. Когда диастола заканчивается, оба предсердия одновременно сокращаются. Эта фаза носит название систолы предсердий и приводит к тому, что в желудочки выталкивается дополнительное количество крови.
Почти тотчас же после систолы предсердий сокращаются желудочки и это сокращение носит название систолы желудочков. Во время систолы желудочков двустворчатый и трехстворчатый клапаны закрываются. Давление в желудочках возрастает и вскоре оказывается выше, чем в аорте и легочной артерии, в результате чего открываются полулунные клапаны и кровь выталкивается в эти эластичные сосуды. Во время систолы желудочков кровь ударяет в закрытые атриовентрикулярные клапаны и в результате этого удара возникает первый тон сердца («лаб»).
3. Систола желудочков заканчивается, и за ней следует диастола желудочков. Под действием высокого давления, создавшегося в аорте и легочной артерии, часть крови устремляется обратно в сторону желудочков, кровь заполняет полулунные клапаны и они закрываются, препятствуя возвращению крови в желудочки. При ударе этого обратного тока крови о полулунные клапаны возникает второй тон сердца («дап»):
Систола желудочков - «лаб», диастола желудочков - «дап»
Один полный цикл состоит из одной систолы и одной диастолы и продолжается около 0,8 с.
Механизм возбуждения и сокращения сердца. Когда сердце извлекают из тела животного и помещают в хорошо оксигенированный раствор Рингера, оно в течение длительного времени продолжает сокращаться, несмотря на отсутствие каких-либо нервных или эндокринных стимулов. Этот факт свидетельствует о миогенной природе сердечного ритма, т. е. о том, что оно имеет собственный, «встроенный» в него механизм, возбуждающий сокращения мышечных волокон.
Миогенный контроль сердечного ритма. Сердце имеет проводящую систему: особые скопления клеток (узлы) и пучки волокон, по которым проходят импульсы к сокращению.
Первый - синоатриальный узел, называется главным водителем ритма (генерирует импульсы к сокращению с частотой 50-70 ударов в мин.). Второй - атриовентрикулярный, подчиняется первому, но может становиться водителем ритма при повреждении главного узла или при нарушении проведения импульсов по проводящей системе от синоатриального узла. Атриовентрикулярный пучок переходит в пучок Гиса, который состоит из видоизмененных сердечных мышечных волокон и от которого отходят более тонкие веточки-волокна Пуркинье.
Благодаря проводящей системе сердце обладает свойством автоматизма и может определённое время сокращаться вне организма.
Регуляция сердечного ритма. Нервная регуляция сердечного ритма осуществляется в продолговатом мозге и мосту. Их влияние осуществляется через симпатические и парасимпатические волокна нервной системы. Симпатические волокна через нервный медиатор норадреналин увеличивают объём сердечных сокращений, как предсердий, так и желудочков. От расположенного в продолговатом мозгу кардиоингибиторного центра отходит пара блуждающих нервов, содержащих парасимпатические волокна и направляющихся по обеим сторонам трахеи к сердцу.
В сердце парасимпатические волокна подходят к синоатриальному узлу, атриовентрикулярному узлу и пучку Гиса, и поступающие по этим волокнам импульсы уменьшают частоту сердечных сокращений. При их раздражении снижается объём сердечных сокращений, уменьшается их сила.
Существует целый ряд гуморальных и иных факторов, действующих непосредственно на сердечную мышцу или на синоатриальный узел. На сердечно-сосудистый центр, так или иначе, влияют многие факторы, в том числе повышение рН, низкие температуры замедляют сердечный ритм сердца и наоборот. Эмоции, связанные, например, с гневом или воздействием слуховых и зрительных стимулов и выражающиеся в покраснении или побледнении кожи.
2. Кровь и ее функции.
Кровь млекопитающих состоит из клеток, взвешенных в жидкой среде, называемой плазмой. Клетки составляют около 45%, а плазма – 55% общего объема крови.
Плазма – это бледно-желтая жидкость, 90% которой составляет вода, а 10% - растворенные и взвешенные вещества.
Форменные элементы крови представлены
1. эритроцитами – красные кровяные клетки. Переносят кислород и частично углекислый газ.
2. лейкоцитами – белые кровяные клетки. Делятся на гранулоциты (нейтрофилы, эозинофилы, базофилы) и агранулоциты (моноциты и лимфоциты). Играют важную роль в защите от болезней: захват бактерий, антигистаминное действие, образование гистамина и гепарина, выработка антител.
3. тромбоцитами (кровяные пластинки). Инициируют свертывание крови.
Кровь млекопитающих выполняет множество важных функций. В приведенном ниже списке первые пять функций принадлежат только плазме.
1. Перенос растворимых органических веществ от тонкого кишечника к различным органам и тканям, где эти вещества откладываются в запас или участвуют в метаболизме, а также доставка питательных веществ из мест их хранения к местам использования.
2. Транспорт подлежащих экскреции растворимых отходов из тканей, где они образуются, к органам выделения.
3. Перенос побочных продуктов метаболизма из мест их образования к другим участкам тела.
4. Транспорт гормонов из желез, где они образуются, ко всем органам и тканям или к определенным органам-мишеням для передачи информации внутри организма.
5. Перенос тепла от глубоко расположенных органов, предупреждающий перегрев этих органов и поддерживающих равномерное распределение тепла в организме.
6. Доставка кислорода из легких ко всем тканям организма и перенос в обратном направлении углекислоты, образующейся в тканях.
7. Защита от болезней, в которой участвуют три механизма: а) свертывание крови, предотвращающее излишнюю потерю крови и проникновение в организм болезнетворных агентов; 6) фагоцитоз, осуществляемый гранулоцитами, которые захватывают и переваривают попавших в кровеносное русло бактерий; в) иммунная защита, осуществляемая антителами и/или лимфоцитами.
8. Поддержание постоянного осмотического давления и рН с помощью белков плазмы. Белки плазмы и гемоглобин содержат как кислые, так и основные аминокислоты, поэтому они могут связывать и освобождать ионы водорода и таким образом снижать до минимума изменения рН.
3. Сосудистая система
Кровь, непрерывно циркулируя в организме, проходит через артерии, капилляры и вены. Стенки артерий и вен построены из трех слоев: внутреннего, состоящего из плоского эндотелия, среднего, состоящего из гладкой мускулатуры и эластических волокон, и наружного, состоящего из фиброзной соединительной ткани, содержащей коллагеновые волокна.
Крупным артериям, расположенным вблизи сердца (аорта, подключичные и сонные артерии), приходится выдерживать большое давление крови, выталкиваемой левым желудочком сердца. Эти сосуды имеют толстые стенки, средний слой которых состоит главным образом из эластических волокон. Благодаря этому во время систолы они могут растягиваться, не разрываясь. После окончания систолы стенки артерий сокращаются, что обеспечивает непрерывный ток крови на всем их протяжении.
Артерии, расположенные дальше от сердца, имеют сходное строение, но содержат больше гладких мышечных волокон в среднем слое. Они иннервируются волокнами симпатической нервной системы, и поступающие по этим волокнам импульсы регулируют их диаметр, что имеет важное значение для регуляции кровотока в различных участках тела.
Из артерий кровь поступает в более мелкие сосуды, называемые артериолами.
Из артериол кровь поступает в капилляры - самые мелкие из всех кровеносных сосудов тела. Капилляры образуют обширную сеть сосудов, пронизывающих все части тела. Плотность их расположения так велика, что расстояние от клеток до ближайшего капилляра не превышает 0,5 мм. Диаметр капилляров составляет 7-10 мкм, а их стенки, состоящие из одного лишь эндотелия, проницаемы для воды и растворенных в ней веществ. Именно в капиллярах происходит обмен веществами между кровью и клетками тела.
Из капилляров кровь собирается в венулы, стенки которых состоят из тонкого слоя коллагеновых волокон. Из венул кровь поступает в вены, по которым в конце концов возвращается к сердцу.
В венах средний слой стенки содержит меньше мышечных и эластических волокон, чем в артериях, а диаметр просвета больше, чем в артериях. В венах имеются полулунные клапаны, образованные складками внутренней оболочки, которые пронизаны эластическими волокнами. Клапаны препятствуют обратному току крови и таким образом обеспечивают ее движение только в одном направлении.
Артерии и вены различаются по тому, в каком направлении течёт по ним кровь, но не по составу самой крови. По венам кровь поступает к сердцу, а по артериям оттекает от него.
В большом круге кровообращения насыщенная кислородом кровь течёт по артериям, а в легочном - по венам. Таким образом, когда ярко-красную, насыщенную кислородом кровь называют артериальной, то имеют в виду большой круг кровообращения.
4. Лимфатическая система.
Лимфатическая система является частью сосудистой системы, дополняя венозную систему. Лимфатическая система участвует в обмене веществ организма и уносит от клеток и тканей различные продукты, а также инородные частицы, которые поступают в кровеносную систему.
Лимфатические капилляры, соединяясь между собой, образуют более крупные лимфатические сосуды. Лимфа движется по этим сосудам благодаря сокращению окружающих мышц, а обратному ее току препятствуют клапаны, которые имеются в крупных сосудах и действуют подобно клапанам вен. Лимфатические сосуды, идущие от ног, объединяясь с лимфатическими сосудами пищеварительного тракта, образуют грудной проток. Последний открывается в кровяное русло в области шеи через левую подключичную вену. Правый лимфатический проток изливает лимфу в кровь через правую подключичную вену.
По ходу лимфатических сосудов в некоторых местах расположены лимфатические железы, или узлы. В лимфатических узлах задерживаются и скапливаются лимфоциты, циркулирующие в крови и лимфе. Они образуют антитела и составляют важную часть иммунной системы организма. Кроме того, лимфатические узлы отфильтровывают присутствующие в лимфе бактерии и чужеродные частицы, которые в конце концов поглощаются фагоцитами.
