кровообіг
[Текст в мову - Text to speech:]
Слухати online (текст перетворений в мова).
Кровообіг - циркуляція крові по організму. Кров приводиться в рух скороченнями серця і циркулює по судинах. Кров постачає тканини організму киснем, поживними речовинами, гормонами і доставляє продукти обміну речовин до органів їх виділення. Збагачення крові киснем відбувається в легенях, а насичення поживними речовинами - органах травлення. У печінці та нирках відбувається нейтралізація і виведення продуктів метаболізму. Кровообіг регулюється гормонами і нервовою системою. Розрізняють малий (через легені) і великий (через органи і тканини) кола кровообігу.
Кровообіг - важливий фактор в життєдіяльності організму людини і ряду тварин. Кров може виконувати свої різноманітні функції тільки перебуваючи в постійному русі.
Кровоносна система
Кровоносна система людини і багатьох тварин складається з серця і судин, по яких кров рухається до тканин і органів, а потім повертається в серце. Великі судини, по яких кров рухається до органів і тканин, називаються артеріями. Артерії розгалужуються на більш дрібні артерії, артеріоли, і, нарешті, на капіляри. По судинах, званим венами, кров повертається в серце. Серце чотирикамерне і має два кола кровообігу.
Історична довідка
Ще дослідники далекій давнині припускали, що в живих організмах всі органи функціонально пов'язані і впливають один на одного. Висловлювалися самі різні припущення. Ще Гіппократ - батько медицини, і Аристотель - найбільший грецький мислитель, що жили майже 2500 років тому, цікавилися питаннями кровообігу і вивчали його. Однак їхні уявлення були не досконалі і в багатьох випадках помилкові. Венозні і артеріальні кровоносні судини вони представляли як дві самостійні системи, які не з'єднані між собою. Вважалося, що кров рухається тільки по венах, в артеріях же знаходиться повітря. Це доводили тим, що при розтині трупів людей і тварин в венах кров була, а артерії були порожні, без крові.
Це переконання було спростоване в результаті праць римського дослідника і лікаря Клавдія Галена (130-200). Він експериментально довів, що кров рухається серцем і по артеріях, і по венах.
Після Галена аж до XVII століття вважали, що кров з правого передсердя потрапляє в ліве якимось чином через перегородку.
Найперші кількісні вимірювання механічних явищ в кровообігу були зроблені Стівеном Хейлз (1677-1761 р), який виміряв артеріальний і венозний кров'яний тиск, обсяг окремих камер серця і швидкість витікання крові з декількох вен і артерій, продемонструвавши таким чином, що більша частина опору течією крові доводиться на область мікроциркуляції. Він вважав, що внаслідок пружності артерій протягом крові у венах більш-менш усталене, а не пульсуюче, як в артеріях.
Пізніше, в XVIII і XIX ст. ряд відомих гідромеханіки зацікавилися питаннями циркуляції крові і внесли істотний внесок в розуміння цього процесу. Серед них були Ейлер, Данило Бернуллі (колишній насправді професором анатомії) і Пуазейль (також лікар, його приклад особливо показує, як спроба вирішити приватну прикладну задачу може привести до розвитку фундаментальної науки). Одним з найбільших учених-універсалів був Томас Юнг (1773-1829 р), також лікар, чиї дослідження в оптиці привели до прийняття хвильової теорії світла і розуміння сприйняття кольору. Інша важлива область досліджень стосується природи пружності, зокрема властивостей і функції пружних артерій; його теорія поширення хвиль в пружних трубках досі вважається фундаментальним коректним описом пульсового тиску в артеріях. Саме в його лекції з цього питання в Королівському суспільстві в Лондоні міститься явне заяву, що «питання про те, яким чином і в якій мірі циркуляція крові залежить від м'язових і пружних сил серця і артерій в припущенні, що природа цих сил відома, повинен стати просто питанням найбільш удосконалених розділів теоретичної гідравліки ».
У XX ст. було показано, що для венозного повернення (див. нижче) істотну роль відіграють так само скорочення скелетних м'язів і присмоктуються дію грудної клітини.
Кола кровообігу людини
Кровообіг відбувається за двома основними шляхами, званим колами: малому і великому колі кровообігу.
За малому колі кров циркулює через легені. Рух крові по цьому колу починається зі скорочення правого передсердя, після чого кров надходить у правий шлуночок серця, скорочення якого штовхає кров в легеневій ствол. Циркуляція крові в цьому напрямку регулюється передсердно-шлуночкової перегородкою і двома клапанами: тристулкового (між правим передсердям і правим шлуночком), що запобігає повернення крові в передсердя, і клапаном легеневої артерії, що запобігає повернення крові з легеневого стовбура в правий шлуночок. Легеневої стовбур розгалужується до мережі легеневих капілярів, де кров насичується киснем за рахунок вентиляції легенів. Потім кров через легеневі вени повертається з легких в ліве передсердя.
Велике коло кровообігу забезпечує насиченої киснем кров'ю органи і тканини. Ліве передсердя скорочується одночасно з правим і штовхає кров в лівий шлуночок. З лівого шлуночка кров надходить в аорту. Аорта розгалужується на артерії і артеріоли, що йдуть в різні частини організму і закінчуються капілярної мережею в органах і тканинах. Циркуляція крові в цьому напрямку регулюється передсердно-шлуночкової перегородкою, двостулковим (мітральним) клапаном і клапаном аорти.
Таким чином, кров рухається по великому колу кровообігу від лівого шлуночка до правого передсердя, а потім по малому колу кровообігу від правого шлуночка до лівого передсердя.
механізм кровообігу
Рух крові по судинах здійснюється, головним чином, завдяки різниці тисків між артеріальною системою і венозної. Це твердження повністю справедливе для артерій і артеріол, в капілярах і венах з'являються допоміжні механізми, про які нижче. Різниця тисків створюється ритмічної роботою серця, що перекачує кров з вен в артерії. Оскільки тиск у венах дуже близько до нуля, цю різницю можна прийняти, для практичних цілей, рівній артеріального тиску.
серцевий цикл
Права половина серця і ліва працюють синхронно. Для зручності викладу тут буде розглянута робота лівого серця.
Серцевий цикл включає в себе загальну діастолу (розслаблення), систолу (скорочення) передсердь, систолу шлуночків. Під час загальної діастоли тиск в порожнинах серця близько до нуля, в аорті повільно знижується з систолічного до діастолічного, в нормі у людини, що дорівнюють відповідно 120 і 80 мм рт. ст. Оскільки тиск в аорті вище, ніж в шлуночку, аортальний клапан закритий. Тиск у великих венах (центральний венозний тиск, ЦВД) становить 2-3 мм рт.ст. тобто трохи вище, ніж в порожнинах серця, так що кров надходить у передсердя і, транзитом, в шлуночки. Передсердно-шлуночкові клапани в цей час відкриті.
Під час систоли передсердь циркулярні м'язи передсердь перетискають вхід з вен в передсердя, що перешкоджає зворотному потоку крові, тиск в передсерді підвищується до 8-10 мм.рт.ст. і кров переміщається в шлуночки.
Під час подальшої систоли шлуночків тиск в них стає вище тиску в передсердях (які починають розслаблятися), що призводить до закриття передсердно-шлуночкових клапанів. Зовнішнім проявом цієї події є I тон серця. Потім тиск в шлуночку перевищує аортальне, в результаті чого відкривається клапан аорти і починається вигнання крові з шлуночка в артеріальну систему. Розслаблене передсердя в цей час заповнюється кров'ю. Фізіологічне значення передсердь головним чином складається в ролі проміжного резервуара для крові, що надходить з венозної системи під час систоли шлуночків.
На початку загальної діастоли, тиск в шлуночку падає нижче аортального (закриття аортального клапана, II тон), потім нижче тиску в передсердях і венах (відкриття предсердно-шлуночкових клапанів), шлуночки знову починають заповнюватися кров'ю.
Обсяг крові, що викидається шлуночком серця за кожну систолу становить 50-70 мл. Ця величина зветься ударний обсяг. Тривалість серцевого циклу - 0.8 - 1 с, що дає частоту серцевих скорочень (ЧСС) 60-70 в хвилину. Звідси хвилинний обсяг кровотоку, як неважко підрахувати, 3-4 л в хвилину (хвилинний об'єм серця, МОС).
артеріальна система
Артерії, які майже не містять гладких м'язів, але мають потужну еластичну оболонку, виконують головним чином «буферну» роль, згладжуючи перепади тиску між систолой і диастолой. Стінки артерій пружно розтяжні, що дозволяє їм прийняти додатковий обсяг крові, «вкидають» серцем під час систоли, і лише помірно, на 50-60 мм.рт.ст. підняти тиск. Під час діастоли, коли серце нічого не перекачує, саме пружне розтягнення артеріальних стінок підтримує тиск, не даючи йому впасти до нуля, і тим самим забезпечує безперервність кровотоку. Саме розтягнення стінки судини сприймається як удар пульсу. Артеріоли володіють розвиненою гладкою мускулатурою, завдяки якій здатні активно міняти свій просвіт і, таким чином, регулювати опір кровотоку. Саме на артеріоли доводиться найбільше падіння тиску, і саме вони визначають співвідношення обсягу кровотоку і артеріального тиску. Відповідно, артеріоли називають резистивним судинами.
капіляри
Капіляри характеризуються тим, що їх судинна стінка представлена одним шаром клітин, так що вони високо проникні для всіх розчинених у плазмі крові низькомолекулярних речовин. Тут відбувається обмін речовин між тканинною рідиною і плазмою крові.
венозна система
Від органів кров повертається через посткапілярів в венули і вени в праве передсердя по верхній і нижній порожнистих вен, а також коронарним венах (венах, що повертає кров від серцевого м'яза).
Венозний повернення здійснюється за кількома механізмами. По-перше, завдяки перепаду тисків на кінці капіляра (приблизно 25 мм.рт.ст.) і передсердь (близько 0). По-друге, для вен скелетних м'язів важливо, що при скороченні м'яза тиск «ззовні» перевищує тиск у вені, так що кров «вичавлюється» з вен скоротилася м'язи. Присутність же венозних клапанів визначає напрямок руху крові при цьому - від артеріального кінця до венозного. Цей механізм особливо важливий для вен нижніх кінцівок, оскільки тут кров по венах піднімається, долаючи гравітацію. По-третє, присмоктує роль грудної клітини. Під час вдиху тиск в грудній клітці падає нижче атмосферного (яке ми приймаємо за нуль), що забезпечує додатковий механізм повернення крові. Величина просвіту вен, а відповідно і їх обсяг, значно перевищують такі артерій. Крім того, гладкі м'язи вен забезпечують зміна їх обсягу в досить широких межах, пристосовуючи їх ємність до мінливого обсягу циркулюючої крові. тому фізіологічна роль вен визначається як «ємнісні судини».