вены и капилляры. Артерии - это сосуды, по которым кровь течет от сердца. Они выполняют функцию доставки крови к органам. Стенки артерий содержат много мышечных клеток, они очень эластичны (рис. 34). Это позволяет им выдерживать давление крови, выталкиваемой из сердца. Вены - это сосуды, по которым кровь течет к сердцу. Стенки вен содержат мало мышечных и эластических элементов. Стенки вен менее упруги, чем стенки артерий, но более растяжимы. В тонких сосудах - капиллярах происходит обмен жидкостями, питательными веществами и газами между кровью и тканями. Стенка капилляров состоит из одного слоя плоских клеток. В мембранах этих клеток имеются многочисленные мельчайшие отверстия, которые облегчают прохождение через стенку капилляров веществ, участвующих в обмене. В местах перехода мельчайших артерий в капилляры имеются скопления мышечных клеток. Сокращения этих клеток меняют просвет сосудов, открывают или прекращают поступление крови в капилляры. Обычно у человека в состоянии покоя открыто для кровотока только 20-30% капилляров. Во время усиленной работы органа открываются в кровоток дополнительные капилляры. Этот механизм особенно хорошо развит у спортсменов. Большой и малый круги кровообращения. Движение крови по двум замкнутым системам - большому и малому кругам кровообращения было открыто в XVII веке английским ученым Уильямом Гарвеем. Этот великий английский ученый явился родоначальником науки физиологии. Большой круг кровообращения. Путь крови от левого желудочка до правого предсердия называется большим кругом кровообращения. Из левого желудочка кровь" насыщенная кислородом (артериальная, яркая алая кровь), нагнетается в самый широкий сосуд - аорту. Оттуда кровь по артериям поступает в различные участки тела: мозг, органы брюшной полости, туловище, конечности. Протекая через капилляры большого круга кровообращения, кровь отдает кислород, присоединяет углекислый газ. В вены поступает кровь, бедная кислородом (венозная кровь по сравнению с артериальной более темная). Венозная кровь из туловища, нижних конечностей, органов брюшной полости через крупный сосуд - нижнюю полую вену попадает в правое предсердие. Сюда же через верхнюю полую вену поступает венозная кровь от головы, шеи, рук. Малый круг кровообращения. Путь крови от правого желудочка до левого предсердия значительно короче ранее описанного, и поэтому он получил название малого круга кровообращения. Из правого желудочка венозная кровь поступает в крупный сосуд - легочную артерию. В легких легочная артерия разветвляется на густую сеть капилляров, оплетающих дыхательные пузырьки. Венозная кровь, проходя через капилляры легких, насыщается кислородом, превращается в артериальную. По легочным венам в левое предсердие течет уже артериальная кровь. Подчеркнем, что малый круг является исключением и в остальных венах организма течет венозная, а в артериях ~ артериальная кровь. Правый и левый желудочки нагнетают кровь в сосуды одновременно, и она движется сразу по обоим кругам кровообращения. Лимфатическая система. Органы и ткани нашего тела пронизаны не только кровеносными, но и лимфатическими сосудами. В них находится прозрачная жидкость - лимфа. По своему составу лимфа отличается от крови тем, что в ней отсутствуют эритроциты, тромбоциты, а концентрация белков ниже, чем в плазме крови. В лимфе содержатся в большом количестве лимфоциты. Из капилляров лимфа поступает в лимфатические сосуды, которые несут ее в один большой сосуд, называемый грудным протоком. Из него лимфа изливается в крупные вены шеи. Лимфа движется в одном направлении благодаря сокращениям стенок лимфатических сосудов и клапанам, открывающимся только в сторону верхней полой вены. По ходу лимфатических сосудов в разных отделах нашего тела находятся специальные образования - лимфатические узлы. Наиболее важная функция лимфатической системы заключается в возвращении белков, воды и солей из тканей в кровь. Лимфатическая система участвует во всасывании из кишечника жиров, в создании иммунитета, в защите от болезнетворных микроорганизмов
12. Сердце. Сердце центральный орган кровообращения, благодаря его работе кровь беспрерывно циркулирует внутри организма. Сердце начинает свою работу с первым вздохом новорожденного животного и заканчивает лишь с его смертью. Сердце представляет собой мышечный мешок разбитый двумя перегородками на четыре части. Правую (содержащую венозную кровь) и левую (содержащую артериальную кровь), и на предсердия, к которым кровь подтекает из соответствующих магистралей; и желудочков, которые выталкивают кровь. Между предсердиями и желудочками в левой и правой половинах сердца находятся атриовентрикулярные отверстия снабженные Двух- и трехстворчатым клапанами, предназначенными для свободного перехода крови из предсердий в желудочки и препятствующих оттоку крови в обратную сторону. Для тех же целей (односторонняя направленность кровотока) у артерий начинающихся от желудочков (аорта и легочная артерия) имеются полулунные клапаны.
Строение стенки сердца Стенка сердца состоит из трех слоев: наружного — эпикарда, среднего — миокарда и внутреннего — эндокарда. Наружная оболочка сердца. Эпикард, epicardium , представляет собой гладкую, тонкую и прозрачную оболочку. Он является висцеральной пластинкой, lamina visceralis, перикарда, pericardium. Соединительнотканная основа эпикарда в различных участках сердца, особенно в бороздах и в области верхушки, включает жировую ткань. При помощи соединительной ткани эпикард сращен с миокардом наиболее плотно в местах наименьшего скопления или отсутствия жировой ткани (см. «Перикард»). Внутренняя оболочка сердца, или эндокард. Эндокард, endocardium , образована из эластических волокон, среди которых располагаются соединительнотканные и гладкомышечные клетки. Со стороны полости сердца эндокард покрыт эндотелием. Эндокард выстилает все камеры сердца, плотно сращен с подлежащим мышечным слоем, следует за всеми его неровностями, образуемыми мясистыми трабекулами, гребенчатыми и сосочковыми мышцами, а также их сухожильными выростами. На внутреннюю оболочку отходящих от сердца и впадающих в него сосудов—полых и легочных вен, аорты и легочного ствола — эндокард переходит без резких границ. В предсердиях эндокард толще, чем в желудочках, особенно в левом предсердии, и тоньше там, где покрывает сосочковые мышцы с сухожильными хордами и мясистые трабекулы. В наиболее истонченных участках стенок предсердий, где в их мышечном слое образуются промежутки, эндокард близко соприкасается и даже срастается с эпикардом. В области фиброзных колец предсердно-желудочковых отверстий, а также отверстий аорты и легочного ствола эндокард путем удвоения своего листка—дупликатуры эндокарда — образует створки предсердно-желудочковых клапанов и полулунные клапаны легочного ствола и аорты. Волокнистая соединительная ткань между обоими листками каждой из створок и полулунных заслонок соединена с фиброзными кольцами и таким образом фиксирует к ним клапаны. Строение миокарда сердца Сердце как орган состоит из трех оболочек: эндокарда, самой глубокой оболочки представленной соединительно-тканной оболочкой, покрытой эндотелием, миокарда -– мышечной оболочки сердца и эпикарда – наружной серозной- оболочки сердца. Миокард построен из сердечной поперечно – полосатой мышечной ткани и имеет ряд особенностей связанных с самой функцией сердца, как в целом, так и его отделов: - В различных отделах толщина сердечной мышцы неодинакова, например в левом желудочке стенка толще чем в правом. - Мышцы предсердия обособлены от мышц желудочков. - В желудочках и предсердиях существуют общие мышечные пласты. - В области венозных устьев преддверий располагаются сфинктеры. - Наличие в миокарде двух морфофункциональных типов мышечных волокон. Сердечная мышца при микроскопии выглядит подобно скелетной поперечно-полосатой мускулатуре. Наблюдается четко выраженная поперечная исчерченость и саркомерное строение. Различают два типа сердечных волокон: 1) типичные волокна – рабочего миокарда, 2) нетипичные волокна проводящей системы. Типические волокна: Рабочий миокард состоит из цепочки мышечных клеток – саркомеров соединенных друг с другом «конец в конец» и заключенных в общую саркоплазматическую мембрану. Соединенные саркомеры образуют миофибриллы. Контакт саркомеров осуществляется посредством вставочных дисков, благодаря чему волокна и имеют характерную поперечную исчерченность. Строение саркомеров: Саркомеры состоят из чередующихся темных (миозиновых) – А, и светлых (актиновых) - I полос. В центра полосы А расположена зона Н имеющая центральную Т-линию. Саркомеры соединяются между собой с помощью вставочных дисков – нексусов, которые и являются истинными границами клеток. Миозин содержащийся в полосе А, способен расщеплять АТФ до АДФ, то есть представляет собой аденозинтрифосфатазу, а так же способен образовывать с миозином обратимый комплекс актомиозин (в присутствии Са++ и образованием АДФ), чем и обусловлена сократимость сердечной мышцы.
Нетипические волокна. Благодаря атипическим нервным волокнам реализуется автоматия сердца. Автоматия сердца – это способность сердца ритмически сокращаться под влиянием импульсов, зарождающихся в нем самом. Морфологическим субстратом автоматии служат атипические сердечные волокна. – пейсмекеры, способные к периодической самогенерации мембранного потенциала. Атипические миоциты более крупные, нежели рабочие, в них содержится больше саркоплазмы с высоким содержанием гликогена, но мало миофибрилл и митохондрий. В атипических клетках преобладают ферменты, способствующие анаэробному гликолизу. Сами атипические клетки располагаются в строго определенных областях и образуют синатриальный (Кейт-Флерка) и атриовентрикулярный (Ашоффа-Тавара) узлы и пучек Гисса делящийся на ножки, которые разветвляются как волокна Пуркинье. Схема работы проводящей системы сердца: Типические миоциты во время сокращения поддерживают стабильный мембранный потенциал, в то время как потенциал нетипических миоцитов синатриального узла медленно понижается в связи с повышением проницаемости мембран для ионов натрия входящих внутрь волокон и ионов калия выходящих из них. При открытии натриевых ворот ионы Na+ лавинообразно устремляются внутрь волокон вызывая распространение нового потенциала. («дрейф» потенциала). После чего процесс повторяется. Способность к автоматии в различных участках сердца неодинакова и у атриовентрикулярного узла она уже ниже, а у пучка Гисса настолько мала, что соответствующая частота возникновения мембранного потенциала не совместима с жизнью. Физиологические особенности строения сердечной мышцы. Для обеспечения нормального существования организма в различных условиях сердце может работать в достаточно широком диапазоне частот (например у лошади в процессе бега частота сердечных толчков может увеличиваться в 4 – 5 раз). Такое возможно благодаря некоторым свойствам, таким как: 1 - Автоматия сердца, это способность сердца ритмически сокращаться под влиянием импульсов, зарождающихся в нем самом. Описана выше. 2 – Возбудимость сердца, это способность сердечной мышцы возбуждаться от различных раздражителей физической или химической природы, сопровождающееся изменениями физико – химических свойств ткани. 3 – Проводимость сердца, осуществляется в сердце электрическим путем вследствие образования потенциала действия в клетках пейс-мейкерах. Местом перехода возбуждения с одной клетки на другую, служат нексусы. 4 – Сократимость сердца – Сила сокращения сердечной мышцы прямо пропорциональна начальной длине мышечных волокон. 5 – Рефрактерность миокарда – такое временное состояние не возбудимости тканей При сбое сердечного ритма происходит мерцание, фибриляция – быстрые асинхронные сокращения сердца, что может привести к летальному исходу.
13. Клапаны сердца и крупных кровеносных сосудов. Клапаны сердца представляют собой складки эндокарда (створки) и закрывают предсердно-желудочковые отверстия. Клапан между правым предсердием и правым желудочком имеет три створки и называется правым предсердно-желудочковым (трёхстворчатым), клапаном. Левый предсердно-желудочковый (митральный) клапан — это клапан между левым предсердием и левым желудочком, имеет две створки. С помощью сухожильных нитей края створок клапанов соединены с сосочковыми мышцами стенок желудочков, что не позволяет створкам выворачиваться в сторону предсердий и не допускает обратного тока крови из желудочков в предсердия. Около отверстий легочного ствола и аорты также имеются клапаны в виде трех карманов, открывающихся по направлению тока крови в этих сосудах. Это полулунные клапаны, названные так за свою форму. При уменьшении давления в желудочках сердца они заполняются кровью, их края смыкаются, закрывают просветы легочного ствола и аорты и препятствуют обратному проникновению крови в сердце. Иногда сердечные клапаны, поврежденные при некоторых заболеваниях (ревматизм, сифилис), не могут достаточно плотно закрываться. В таких случаях работа сердца нарушается, возникают пороки сердца. III левого ребра до проекции верхушки сердца. Верхушка сердца определяется в левом пятом межреберье, на 1—2 см медиальнее левой среднеключичной линии. Правая граница проходит на 2 см правее правого края грудины, нижняя — от верхнего края хряща V правого ребра к проекции верхушки сердца. Границы сердца подвержены возрастным, половым и конституциональным изменениям. Так, у детей в возрасте до 1 года верхушка сердца проецируется не медиальнее, а на 1 см латеральнее левой среднеключичной линии, в четвертом межреберном промежутке. У новорожденных сердце почти целиком расположено в левой половине грудной клетки и лежит горизонтально. При заболеваниях сердца, например при пороках, наблюдается увеличение полостей сердца и соответственно этому смещение его границ. ч ,. Сосуды сердца. Сердце получает артериальную кровь из двух венечных (коронарных) артерий — правой и левой. Обе они начинаются ОТ аорты, чуть выше полулунных клапанов, и проходят в венечной борозде, которая отделяет предсердия от желудочков. Ветви обеих артерий анастомозируют между собой как в венечной борозде, так и в области верхушки сердца. Во всех слоях стенки сердца артериальные ветви делятся на более мелкие и, наконец, образуют капиллярную сеть, обеспечивая газообмен и питание стенки сердца. Капилляры переходят в венулы, а затем в собственные вены сердца, которые впадают в венечную пазуху, открывающуюся в правое предсердие. Лишь немногие малые вены самостоятельно впадают в правое предсердие или желудочки. Очень опасно, когда сосуд (один или несколько), снабжающий кровью сердечную мышцу, оказывается закупоренным кровяным сгустком либо атфосклеротическими отложениями или когда он спастически сокращен. Если участок сердца, обслуживаемый этим сосудом, достаточно велик, то смерть больного может наступить через несколько минут в результате острого инфаркта миокарда. ЦИКЛ СЕРДЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ Сердце здорового человека сокращается ритмически, в условиях покоя с частотой 60—70 в минуту. Во время мышечной работы, при повышении температуры тела или окружающей среды частота сокращений может увеличиваться, достигая в крайних случаях 200 и более в минуту. Частота сокращений выше 90 носит название тахикардии, а ниже 60— брадикардии. При частоте сокращений сердца 70 в минуту полный цикл сердечной деятельности продолжается 0,8 с. Предсердия и желудочки сердца сокращаются не одновременно, а последовательно. Сокращение мышц сердца называют систолой, а расслабление — диастолой. Цикл деятельности сердца складывается из трех фаз: первая фаза — систола предсердий (0,1 с), вторая — систола желудочков (0,3 с) и третья — общая пауза (0,4 с). Во время общей паузы расслаблены и предсердия, и желудочки. В течение сердечного цикла предсердия сокращаются 0,1 с и 0,7 с находятся в состоянии диастолического расслабления; желудочки сокращаются 0,3 с, их диастола длится 0,5 с. И. М. Сеченов рассчитал, что желудочки работают 8 ч в сутки. Для учащении сердцебиений, например, во время мышечной работы, укорочение сердечного цикла происходит за счет сокращения отдыха, т. е. общей паузы. Длительность систолы предсердий и желудочков почти не меняется. Во время общей паузы сердца мускулатура предсердий и желудочков расслаблена, створчатые клапаны открыты, а полулунные закрыты. Кровь вследствие разности давления притекает из вен в предсердия и, так как клапаны между предсердием и желудочками открыты, свободно протекает в желудочки. Следовательно, во время общей паузы сердце постепенно заполняется кровью и к концу паузы желудочки заполнены уже на 70%. Систола предсердий начинается с сокращения круговой мускулатуры, окружающей устья вен, впадающих в сердце. Тем самым прежде всего создается препятствие для обратного тока крови из предсердий в вены. Во время систолы предсердий давление в них повышается до 4—5 мм рт. ст. и кровь выталкивается только в одном направлении — в желудочки. Тотчас после окончания систолы предсердий начинается систола желудочков. Уже в самом начале ее захлопываются предсердно-желудочковые клапаны. Этому способствует то обстоятельство, что их створки по мере заполнения желудочков кровью оттесняются в сторону предсердий и приходят в состояние готовности закрыться. Как только давление в желудочках становится чуть больше, чем в предсердиях, клапаны захлопываются. Систола желудочков состоит из двух фаз: фазы напряжения (0,05 с) и фазы изгнания крови (0,25 с). Первая фаза систолы желудочков — фаза напряжения — протекает при закрытых створчатых и полулунных клапанах. В это время мышца сердца напрягается вокруг несжимаемого содержимого — крови. Длина мышечных волокон миокарда не меняется, но по мере увеличения их напряжения растет давление в желудочках. В момент, когда давление крови в желудочках превысит давление в артериях, полулунные клапаны открываются и кровь выбрасывается из желудочков в аорту и легочный ствол. Начинается вторая фаза систолы желудочков — фаза изгнания крови. Систолическое давление в левом желудочке достигает 120 мм рт. ст., в правом 25—30 мм рт. ст. После фазы изгнания начинается диастола желудочков и давление в них понижается. В тот момент, когда давление в аорте и легочном стволе становится выше, чем в желудочках, полулунные клапаны захлопываются. В это же время предсердно-желудочковые клапаны под давлением крови, скопившейся в предсердиях, открываются. Наступает период общей паузы — фаза отдыха и заполнения сердца кровью. Затем цикл сердечной деятельности повторяется.
14. Систолический и минутный объемы сердца. Желудочек сердца человека в состоянии покоя при каждом сокращении выбрасывает приблизительно половину содержащейся в нем крови — 60—70 мл. Это количество крови называется систолическим объемом сердца./Он одинаков для левого и правого желудочков. При физической работе систолический объем возрастает, достигая у тренированных людей 200 мл и более. Минутный объем сердца, т. е. количество крови, выбрасываемой сердцем за 1 мин, в покое составляет около 5 л. Так, например, если систолический объем равен 60 мл крови и сердце сокращается 70 раз в минуту, то минутный объем будет: 60 мл X 70 =4200 мл. С началом физической работы наблюдается усиление и учащение сердечной деятельности, что ведет к увеличению минутного объема сердца до 8—10 л. С увеличением частоты сердцебиений общая пауза укорачивается и, если сердце сокращается более 200 раз в минуту, становится настолько короткой, что сердце не успевает заполняться кровью. Это ведет к уменьшению и систолического, и минутного объема крови. Это наблюдается у нетренированных людей. У спортсменов при физической нагрузке увеличивается минутный объем сердца за счет возрастания силы сокращений, т. е. более полного опорожнения сердца. Минутный объем сердца у них может достигать 25—40 л. Гипокинезия (недостаток движений) оказывает отрицательное воздействие на скелетные мышцы: они теряют массу, силу сокращений, выносливость и быстро утомляются. Особенно вредна гипокинезия для сердечно-сосудистой системы. Число сокращений сердца у физически неактивных людей больше, объем полостей его меньше, стенки тоньше и минутный объем крови при предельных нагрузках мал (15—20 л). В пожилом возрасте у таких людей раньше и быстрее происходят склеротические изменения в стенках сосудов, особенно в сосудах сердца и головного мозга, что нарушает кровоснабжение этих органов. Физические нагрузки тренируют одновременно и скелетную мышцу, и сердечно-сосудистую систему.
Деятельность сердечно-сосудистой системы при физической работе. При физической нагрузке существенно возрастают потребности организма, в частности в кислороде. Наблюдается условнорефлекторное усиление работы сердца, поступление части депонированной крови в общий круг кровообращения, увеличивается выброс адреналина мозговым веществом надпочечников. Адреналин стимулирует работу сердца, суживает сосуды внутренних органов, что ведет к подъему АД, росту линейной скорости кровотока через сердце, мозг, легкие. Значительно во время физической активности возрастает кровоснабжение мышц. Причиной этого является интенсивный обмен веществ в мышце, что способствует скоплению в ней продуктов метаболизма (углекислого газа, молочной кислоты и др.), которые обладают выраженным сосудорасширяющим эффектом и способствуют более мощному раскрытию капилляров. Расширение диаметра сосудов мышц не сопровождается падением артериального давления в результате активации прессорных механизмов в ЦНС, а так же повышенной концентрации глюкокортикоидов и катехоламинов в крови. Работа скелетных мышц усиливает венозный кровоток, что способствует быстрому венозному возврату крови. А повышение содержания продуктов метаболизма в крови, в частности углекислоты ведет к стимуляции дыхательного центра, увеличению глубины и частоты дыхания. Это в свою очередь увеличивает отрицательное давление грудной клетки, важнейшего механизма способствующего увеличению венозного возврата к сердцу.
15. Иннервация сердца. Сердце иннервируется вегетативной нервной системой. Из продолговатого мозга к сердцу идут парасимпатические волокна блуждающего нерва, а из пяти верхних грудных сегментов спинного мозга — симпатические нервы. Нервы оказывают четыре вида влияний: 1) на частоту сокращений; 2) на силу сокращений; 3) на проведение возбуждения по сердцу; 4) на возбудимость сердечной мышцы. Влияние нервов на сердце в эксперименте изучают при помощи их перерезки или раздражения. При раздражении блуждающего нерва наблюдается замедление сокращений сердца и уменьшение их силы. Сильное раздражение может вызвать остановку сердца. Блуждающий нерв уменьшает частоту и силу сокращений сердца, понижает возбудимость и проводимость сердечной мышцы. После перерезки блуждающих нервов сердечные сокращения учащаются. Это обусловлено прекращением постоянных тормозящих импульсов со стороны центров блуждающих нервов, расположенных в продолговатом мозге, которые находятся в состоянии постоянного возбуждения или тонуса. При раздражении симпатических нервов увеличиваются частота и сила сокращений, возбудимость и проводимость сердца. Таким образом, нервы оказывают регулирующее влияние на работу сердца, изменяя ее и приспосабливая тем самым интенсивность кровообращения к потребностям
