Болезни системы кровообращения. Как происходит кровообращение Кто открыл кровеносную систему человека

Кровообращение - это движение крови по сосудистой системе (по артериям, капиллярам, венам).

Кровообращение обеспечивает между тканями организма и внешней средой, обмен веществ, гуморальную регуляцию обмена, а также перенос образующегося в организме тепла. Кровообращение необходимо для нормальной деятельности всех систем организма. Для движения крови по сосудам необходима энергия. Основным ее источником является деятельность сердца. Часть кинетической энергии, получающейся при систоле желудочков, расходуется на передвижение крови, остальная энергия переходит в потенциальную форму и расходуется на растяжение стенок артериальных сосудов. Вытеснение крови из артериальной системы, непрерывный ток крови в капиллярах и передвижение ее в венозное русло обеспечиваются за счет артериального давления. Течение крови по венам обусловливается в основном работой сердца, а также периодическими колебаниями давления в грудной и брюшной полостях вследствие работы дыхательной мускулатуры и изменения внешнего давления на стенки периферических вен со стороны скелетных мышц. Немаловажную роль в венозном кровообращении играют венозные клапаны, препятствующие обратному току крови по венам. Схема кровообращения человека - см. рис. 7.

Рис. 7. Схема кровообращения человека: 1 - капиллярные сети области головы и шеи; 2 - аорта; 3 - капиллярная сеть верхней конечности; 4 - легочная вена; 5 - капиллярная сеть легкого; 6 - капиллярная сеть желудка; 7 - капиллярная сеть ; 8 - капиллярная сеть кишечника; 9 - капиллярная сеть нижней конечности; 10 - капиллярная сеть ; 11 - воротная вена; 12 - капиллярная сеть печени; 13 - нижняя полая вена; 14 - левый желудочек сердца; 15 - правый желудочек сердца; 16 - правое предсердие; 17 - левое предсердие; 18 - легочный ствол; 19 - верхняя полая вена.

Рис. 8. Схема портального кровообращения:
1 - селезеночная вена; 2 - нижняя брыжеечная вена; 3 - верхняя брыжеечная вена; 4 - воротная вена; 5 - разветвление сосудов в печени; 6 - печеночная вена; 7 - нижняя полая вена.

Кровообращение регулируется многообразными рефлекторными механизмами, среди которых наиболее важными являются депрессорные рефлексы, возникающие при раздражении особых кардиоаортальных и синокаротидных рецепторных зон. Импульсация из этих зон поступает в сосудодвигательный центр и центр регуляции сердечной деятельности, лежащие в продолговатом мозге. Повышение давления крови в аорте и синусе сонной артерии приводит к рефлекторному снижению частоты импульсации в симпатических и усилению ее в парасимпатических нервах. Это ведет к уменьшению частоты и силы сердечных сокращений и снижению сосудов (в особенности артериол), что в конечном итоге приводит к падению артериального давления. Значительную роль в регуляции кровообращения играют рефлексы с хеморецепторных зон аорты. Адекватным раздражением для них являются изменения парциального давления кислорода, и концентрации водородных ионов крови. Снижение содержания кислорода и повышение уровня углекислоты и водородных ионов вызывает рефлекторную стимуляцию работы сердца. Координация кровообращения осуществляется центральной нервной системой. Важное место в регуляции кровообращения принадлежит высшим вегетативным и бульбарным центрам регуляции сердечной деятельности и сосудистого тонуса. К числу приспособительных изменений кровообращения относится использование кровяных депо. Кровяные депо - это органы, которые содержат в своих сосудах значительное количество эритроцитов, не принимающих участия в циркуляции. При ситуациях, требующих повышения снабжения тканей кислородом, из сосудов этих органов поступают в общий кровоток.

Приспособительным механизмом в системе кровообращения является коллатеральное кровообращение. Коллатеральное кровообращение - кровоснабжение органа (минуя выключенные сосуды) за счет формирования новой или значительного развития имеющейся сосудистой сети. К числу других приспособительных механизмов относится повышение минутного объема крови и изменение регионарного кровообращения. Минутный объем - количество крови в литрах, поступающее в 1 минуту из левого желудочка сердца в аорту и равное произведению систолического объема на число сокращений сердца за 1 минуту. Систолический объем - количество крови, выбрасываемое желудочком сердца при каждой систоле (сокращении). Регионарное кровообращение - это кровообращение в определенных органах и тканях. Примером регионарного кровообращения может служить портальное кровообращение печени (воротное кровообращение). Портальное кровообращение - система снабжения кровью внутренних органов брюшной полости (рис. 8). Артериальной кровью органы брюшной полости снабжаются чревной, мезентериальной и селезеночной артериями. Далее кровь, проходя через капилляры кишечника, желудка, поджелудочной железы и селезенки, направляется в воротную вену. Из воротной вены, пройдя через систему печеночного кровообращения, кровь направляется в нижнюю полую вену. Система портального кровообращения является важнейшим кровяным депо в организме.

Расстройства кровообращения многообразны. Они сводятся к тому, что система кровообращения становится неспособной обеспечить органы и ткани необходимым количеством крови. Эта диспропорция между кровообращением и обменом веществ нарастает с увеличением активности жизненных процессов - при мышечном напряжении, беременности и т. п. Различают три вида недостаточности кровообращения - центральную, периферическую и общую. Центральная недостаточность кровообращения связана с нарушением функции или структуры сердечной мышцы. Периферическая недостаточность кровообращения возникает при нарушении функционального состояния сосудистой системы. И, наконец, общая сердечно-сосудистая недостаточность кровообращения является результатом расстройства деятельности всей в целом.

Круги кровообращения представляют структурную систему сосудов и составляющих сердца, внутри которых постоянно двигается кровь.

Циркуляция играет одну из важнейших функций человеческого организма, она несет в себе кровяные потоки, обогащенные кислородом и необходимые тканям питательные элементы, выводя из тканей продукты метаболического распада, а также углекислые газы.

Транспортировка крови по сосудам является важнейшим процессом, так что её отклонения приводят к самым серьезным отягощениям.

Циркуляция кровяных потоков разделяется на малый и большой круг обращения крови. Также они именуются еще системным и легочным соответственно. Изначально системный круг поступает из левого желудочка, через аорту, а поступая в полость правого предсердия, заканчивает свой путь.

Легочный круг обращения крови стартует из правого желудочка, а поступая в левое предсердие заканчивает свой путь.

Кто впервые обозначил круги обращения крови?

За счет того, что в прошлом не было приборов для аппаратного исследования организма, изучение физиологических особенностей живого организма не представлялось возможным.

Исследования проходили на трупах, в которых врачи того времени изучали только анатомические особенности, так как сердце трупа уже не сокращалось, и процессы кровообращения оставались загадкой для специалистов и ученых прошлых времен.

Некоторые физиологические процессы им приходилось просто домысливать, либо подключать свою фантазию.

Первыми предположениями были теории Клавдия Галена, еще во II веке. Он обучался по науке Гиппократа, и выдвигал теорию, что внутри себя артерии несут клетки воздуха, а не массы крови. Вследствие чего в течение долгих веков это пытались доказать физиологически.

Все научные деятели осознавали, как выглядит структурная система обращения крови, но не могли понять по какому принципу она функционирует.

Большой шаг в том, чтобы упорядочить данные по функционированию сердца сделали Мигель Сервет и Уильям Гарвей уже в ХVI веке.

Последний впервые в истории описал существование системного и легочного кругов кровообращения, еще в тысяча шестьсот шестнадцатом году, но так и не смог пояснить в своих работах, как они связанны друг с другом.

Уже в XVII веке Марчелло Мальпиги, тот кто начал пользоваться микроскопом в практических целях, одним из первых людей в мире, обнаружил и описал, что существуют мелкие капилляры, которые не видно простым глазом, они связывают два круга обращения крови.

Это открытие было оспорено гениями тех времен.

Как эволюционировали круги обращения крови?

По ходу того, как класс «позвоночные» все больше развивался как анатомически, так и в плане физиологии, то формировалась и все больше развитая структура сердечно-сосудистой системы.

Формирование замкнутого круга перемещения крови произошло для большей скорости перемещения потоков крови в организме.

Если сравнивать с другими классами животных существ (возьмем членистоногих), у хордовых регистрируются начальные формирования перемещения крови по замкнутому кругу. У класса ланцетников (род примитивных морских животных) не обнаруживается сердце, но есть брюшная и спинная аорта.

Сердце, состоящее из 2 и 3 камер, наблюдается у рыб, пресмыкающихся и земноводных. А вот уже у млекопитающих формируется сердце с 4-мя камерами, где присутствуют два круга кровообращения, которые не смешиваются друг с другом, так такая структура регистрируется у птиц.

Формирование двух кругов циркуляции и есть эволюцией сердечно-сосудистой системы, которая приспосабливалась к среде обитания.

Типы сосудов

Вся система обращения крови, состоит из сердца, отвечающее за то, чтобы кровь перекачивалась, и происходило постоянное её движение в организме, и сосудов внутри которых перекачиваемая кровь распространяется.

Множество артерий, вен, а также малоразмерных капилляров составляют замкнутый круг кровообращения своей множественной структурой.

Преимущественно сосуды крупных размеров, которые имеют форму цилиндра и отвечают за перемещение крови от сердца к питающимся органам составляют системный круг кровообращения.

Все артерии имеют эластичные стенки, которые сокращаются, вследствие чего кровь передвигается равномерно и своевременно.

Сосуды имеют свою структуру:

• Внутренняя эндотелиальная оболочка. Является прочной и упругой, непосредственно она взаимодействует с кровью;
• Гладкомышечные эластичные ткани. Составляют средний слой сосуда, являются более прочными и защищают сосуд от внешних повреждений;
• Соединительнотканная оболочка. Является крайним слоем сосуда, покрывающей их по всей длине, защищает сосуды от внешнего воздействия на них.

Вены системного круга, помогают потокам крови двигаться от мелких капилляров непосредственно к тканям сердца. Они имеют такую же структуру, как и артерии, однако являются более хрупкими, так как средний слой у них содержит меньше тканей и является менее эластичным.

Ввиду этого, на скорость движения крови по венам влияют ткани, находящиеся в непосредственной близости к венам, а особенно мышцы скелета. Почти все вены содержат в себе клапаны, которые не дают крови двигаться в обратном направлении. Исключение составляют только полые вены.

Самыми мелкими составляющими структуры сосудистой системы являются капилляры, покрытие которых составляет однослойный эндотелий. Они являются самыми малоразмерными и короткими видами сосудов.

Именно они обогащают ткани полезными элементами и кислородом, выводя из них остатки метаболического распада, а также переработанный углекислый газ.

Кровообращение в них происходит медленнее, в артериальной части сосуда вода транспортируется в межклеточную зону, а в венозной происходит упадок давления, и вода устремляется обратно в капилляры.

По какому принципу размещаются артерии?

Размещение сосудов на пути к органам происходит по наиболее краткому к ним пути. Локализирующиеся в наших конечностях сосуды, проходят с внутренней стороны, так как с наружной, путь их был бы более длинным.

Также схема формирования сосудов определенно связанна со структурой человеческого скелета. Примером является то, что по верхним конечностям пролегает плечевая артерия, называемая соответственно кости, возле которой она проходит – плечевая.

По такому принципу называются и другие артерии лучевая артерия – непосредственно рядом с лучевой костью, локтевая – в близости от локтя и т.д.

При помощи соединений между нервами и мышцами формируются сети сосудов в суставах, в системном круге циркуляции крови. Именно поэтому в моменты движения суставов, они постоянно поддерживают кровообращение.

Функциональная активность органа влияет на то, какой размерности к нему ведет сосуд, в данном случае размер органа не играет роли. Чем более важные и функциональные органы, тем больше артерий к ним ведет.

На размещение их вокруг самого органа влияет исключительно структура органа.

Системный круг

Основной задачей большого круга обращения крови является газовый обмен в любых органах, кроме легких. Стартует он из левого желудочка, кровь из него попадает в аорту, распространяясь далее по организму.

Составляющими системного круга кровообращения из аорты, со всеми её ветками, артериями печени, почек, мозга, мышц скелета и остальных органов. После больших сосудов он продолжается мелкими сосудами, и руслами вен вышеперечисленных органов.

Правое предсердие является его конечным пунктом.

Напрямую из левого желудочка артериальная кровь поступает в сосуды через аорту, она содержит большинство кислорода, и малую долю углерода. Кровь в нем берется из легочного круга кровообращения, где обогащается кислородом легкими.

Аорта является наиболее большим сосудом в организме, и состоит из магистрального канала и множества отходящих, меньших по размеру артерий, ведущих к органам для их насыщения.

Артерии, ведущие к органам, также разделяются на ответвления и доставляют кислород уже непосредственно к тканям определенных органов.

С дальнейшими ответвлениями сосуды становятся все меньшего размера, в итоге образуя великое множество капилляров, которые являются самыми маленькими сосудами в человеческом организме. Капилляры не имеют мышечного слоя, а представлены только внутренней оболочкой сосуда.

Множество капилляров формирует капиллярную сеть. Они все покрыты эндотелиальными клетками, которые находятся на достаточном расстоянии друг от друга, чтобы в ткани проникали питательные элементы.

Это способствует газообмену между малоразмерными сосудами и зоной между клеток.

Они поставляют кислород и забирают углекислый газ. Весь обмен газов происходит постоянно, после каждого сокращения сердечной мышцы в каком-то участке организма происходит доставка кислорода к клеткам тканей, и отток из них углеводорода.

Сосуды, собирающие углеводород, называются венулы. Они в последствие соединяются в вены большего размера, и формируют одну большую вену. Вены больших размеров формируют верхнюю и нижнюю полую вену, заканчиваясь в правом предсердии.

Особенности большого круга кровообращения

Особенными отличиями системного круга кровообращения является то, что в печени есть не только печеночная вена, убирающая венозную кровь от нее, но и воротная, которая в свою очередь поставляет в нее кровь, где и выполняется очистка крови.

После этого кровь поступает в печеночную вену и транспортируется в большой круг. Кровь в воротной вене поступается из кишечника и желудка, именно поэтому вредные продукты питания так пагубно влияют на печени – они проходят в ней очистку.

В тканях почек и гипофиза также существуют свои особенности. Непосредственно в гипофизе существует своя капиллярная сеть, которая подразумевает деление артерий на капилляры, и последующее их соединение в венулы.

После этого венулы снова делятся на капилляры, далее уже формируется вена, которая делает отток крови от гипофиза. Касаемо почек, то тут по аналогичной схеме происходит деление артериальной сети.

Как происходит кровообращение в голове?

Одной из наиболее сложноустроенных структур организма является кровообращение в церебральных сосудах. Отделы головы питает сонная артерия, которая делится на две ветки (прочтите ). Более подробно про

Артериальный сосуд обогащает лицо, височную зону, рот, носовую полость, щитовидную железу и другие части лица.

В глубину мозговых тканей кровь поставляется через внутреннюю ветку сонной артерии. Она образует в мозгу Виллизиев круг, по которому происходит кровообращение мозга. Внутри мозга, артерия делиться на соединительную, переднюю, среднюю и глазную артерии.

Именно так формируется большая часть системного круга, который находит конец в мозговой артерии.

Главными артериями, питающими мозг, являются подключичная и сонная артерии, соединяемые воедино.

При поддержке сосудистой сетки мозг функционирует при небольших сбоях обращения потоков крови.

Малый круг

Главной целью легочного круга кровообращения является обмен газов в тканях, насыщающих всю площадь легких, чтобы обогатить уже отработанную кровь кислородом.

Легочный круг циркуляции крови стартует из правого желудочка, где поступает кровь, из правого предсердия, с малой концентрацией кислорода и большой концентрацией углеводорода.

Оттуда кровь попадает в легочный ствол, минуя клапан. Далее кровь двигается по сетке капилляров, расположенных по всему объему легких. Аналогично капиллярам системного круга, мелкие сосуды легочных тканей производят газообмен.

Единственным отличием является то, что в просвет малоразмерных сосудов поступает кислород, а не углекислый газ, который здесь проникает в клетки альвеол. Альвеолы в свою очередь обогащаются кислородом при каждом вдохе человека, и выводят с выдохом углеводород из организма.

Кислород насыщает кровь, делая её артериальной. После чего она транспортируется по венулам и достигает легочных вен, которые заканчиваются в левом предсердие. Это объясняет то, что в левом предсердии находится артериальная кровь, а в правом венозная, и при здоровом сердце они не смешиваются.

Легочные ткани содержат капиллярную сетку двойного уровня. Первая отвечает за газообмен для обогащения кислородом венозной крови (связь с легочным кругом циркуляции крови), а вторая поддерживает насыщение самих легочных тканей (связь с системным кругом циркуляции крови).

В малоразмерных сосудах сердечной мышцы происходит активный обмен газов, а вывод крови происходит в коронарные вены, в дальнейшем объединяющиеся и заканчивающиеся в правом предсердии. Именно по такому принципу происходит циркуляция в полостях сердца и обогащение сердца питательными элементами, также именуется данный круг как коронарный.

Это является дополнительной защитой мозга, от нехватки кислорода. Его составляющими являются такие сосуды: внутренние сонные артерии, начальная часть передней и задней мозговой артерии, а также передней и задней соединительных артерий.

Также у беременных женщин формируется дополнительный круг кровообращения, именуемый плацентарным. Главная его задача – поддержание дыхания ребенка. Формирование его происходит на 1-2 месяце вынашивания ребенка.

В полную силу он начинает работать после двенадцатой недели. Так как легкие плода еще не функционируют, попадание кислорода в кровь происходит через пупочную вену зародыша с потоком артериальной крови.

В человеческом организме кровеносная система устроена так, чтобы полностью отвечать его внутренним потребностям. Немаловажную роль в продвижении крови играет наличие замкнутой системы, в которой разделены артериальный и венозный кровяные потоки. И осуществляется это с помощью наличия кругов кровообращения.

Историческая справка

В прошлом, когда под рукой у ученых еще не было информативных приборов, способных изучать физиологические процессы на живом организме, величайшие деятели науки вынуждены были заниматься поиском анатомических особенностей у трупов. Естественно, что у умершего человека сердце не сокращается, поэтому некоторые нюансы приходилось домысливать самостоятельно, а иногда и попросту фантазировать. Так, еще во втором веке нашей эры Клавдий Гален, обучающийся по трудам самого Гиппократа, предполагал, что артерии содержат в своем просвете воздух вместо крови. На протяжении дальнейших столетий было выполнено немало попыток объединить и связать воедино имеющиеся анатомические данные с позиции физиологии. Все ученые знали и понимали, как устроена система кровообращения, но вот как это работает?

Колоссальный вклад в систематизацию данных по работе сердца внесли ученые Мигель Сервет и Уильям Гарвей в 16-м веке. Гарвей, ученый, впервые описавший большой и малый круги кровообращения, в 1616 году определил наличие двух кругов, но вот как связаны между собой артериальное и венозное русло, он объяснить в своих трудах не мог. И лишь впоследствии, в 17-м веке, Марчелло Мальпиги, один из первых начавший использовать микроскоп в своей практике, открыл и описал наличие мельчайших, невидимых невооруженным глазом капилляров, которые служат связующим звеном в кругах кровообращения.

Филогенез, или эволюция кругов кровообращения

В связи с тем, что по мере эволюции животные класса позвоночных становились все более прогрессивными в анатомо-физиологическом отношении, им требовалось сложное устройство и сердечно-сосудистой системы. Так, для более быстрого движения жидкой внутренней среды в организме позвоночного животного появилась необходимость замкнутой системы циркуляции крови. По сравнению с иными классами животного царства (например, с членистоногими или с червями), у хордовых появляются зачатки замкнутой сосудистой системы. И если у ланцетника, к примеру, отсутствует сердце, но существует брюшная и спинная аорта, то у рыб, амфибий (земноводных), рептилий (пресмыкающихся) появляется двух- и трехкамерное сердце соответственно, а у птиц и млекопитающих – четырехкамерное сердце, особенностью которого является средоточие в нем двух кругов кровообращения, не смешивающихся между собой.

Таким образом, наличие у птиц, млекопитающих и человека, в частности, двух разделенных кругов кровообращения – это не что иное, как эволюция кровеносной системы, необходимая для лучшего приспособления к условиям окружающей среды.

Анатомические особенности кругов кровообращения

Круги кровообращения – это совокупность кровеносных сосудов, представляющая собой замкнутую систему для поступления во внутренние органы кислорода и питательных веществ посредством газообмена и обмена нутриентами, а также для выведения из клеток двуокиси углерода и иных продуктов метаболизма. Для организма человека характерны два круга – системный, или большой круг, а также легочной, называемый также малым кругом.

Видео: круги кровообращения, мини-лекция и анимация

Большой круг кровообращения

Основной функцией большого круга является обеспечение газообмена во всех внутренних органах, кроме легких. Он начинается в полости левого желудочка; представлен аортой и ее ответвлениями, артериальным руслом печени, почек, головного мозга, скелетной мускулатуры и других органов. Далее данный круг продолжается капиллярной сетью и венозным руслом перечисленных органов; и посредством впадения полой вены в полость правого предсердия заканчивается в последнем.

Итак, как уже сказано, начало большого круга – это полость левого желудочка. Сюда направляется артериальный кровяной поток, содержащий в себе большую часть кислорода, нежели двуокиси углерода. Этот поток в левый желудочек попадает непосредственно из кровеносной системы легких, то есть из малого круга. Артериальный поток из левого желудочка посредством аортального клапана проталкивается в крупнейший магистральный сосуд – в аорту. Аорту образно можно сравнить со своеобразным деревом, которое имеет множество ответвлений, потому что от нее отходят артерии ко внутренним органам (к печени, почкам, желудочно-кишечному тракту, к головному мозгу – через систему сонных артерий, к скелетным мышцам, к подкожно-жировой клетчатке и др). Органные артерии, также имеющие многочисленные разветвления и носящие соответственные анатомии названия, несут кислород в каждый орган.

В тканях внутренних органов артериальные сосуды подразделяются на сосуды все меньшего и меньшего диаметра, и в результате формируется капиллярная сеть. Капилляры – это наимельчайшие сосуды, практически не имеющие среднего мышечного слоя, а представленные внутренней оболочкой – интимой, выстланной эндотелиальными клетками. Просветы между этими клетками на микроскопическом уровне настолько велики по сравнению с другими сосудами, что позволяют беспрепятственно проникать белкам, газам и даже форменным элементам в межклеточную жидкость окружающих тканей. Таким образом, между капилляром с артериальной кровью и жидкой межклеточной средой в том или ином органе происходит интенсивный газообмен и обмен других веществ. Кислород проникает из капилляра, а углекислота, как продукт метаболизма клеток – в капилляр. Осуществляется клеточный этап дыхания.

После того, как в ткани перешло большее количество кислорода, а из тканей была удалена вся углекислота, кровь становится венозной. Весь газообмен осуществляется с каждым новым притоком крови, и за тот промежуток времени, пока она движется по капилляру в сторону венулы – сосудика, собирающего венозную кровь. То есть с каждым сердечным циклом в том или ином участке организма осуществляется поступление кислорода в ткани и удаление из них двуокиси углерода.

Указанные венулы объединяются в вены покрупнее, и формируется венозное русло. Вены, аналогично артериям, носят те названия, в каком органе они располагаются (почечные, мозговые и др). Из крупных венозных стволов формируются притоки верхней и нижней полой вены, а последние затем впадают в правое предсердие.

Особенности кровотока в органах большого круга

Некоторые из внутренних органов имеют свои особенности. Так, например, в печени существует не только печеночная вена, «относящая» венозный поток от нее, но и воротная, которая наоборот, приносит кровь в печеночную ткань, где выполняется очищение крови, и только потом кровь собирается в притоки печеночной вены, чтобы попасть к большому кругу. Воротная вена приносит кровь от желудка и кишечника, поэтому все, что человек съел или выпил, должно пройти своеобразную «очистку» в печени.

Кроме печени, определенные нюансы существуют и в других органах, например, в тканях гипофиза и почек. Так, в гипофизе отмечается наличие так называемой «чудесной» капиллярной сети, потому что артерии, приносящие кровь в гипофиз из гипоталамуса, разделяются на капилляры, которые затем собираются в венулы. Венулы, после того, как кровь с молекулами релизинг-гормонов собрана, вновь разделяются на капилляры, а затем уже формируются вены, относящие кровь от гипофиза. В почках дважды на капилляры разделяется артериальная сеть, что связано с процессами выделения и обратного всасывания в клетках почек – в нефронах.

Малый круг кровообращения

Его функцией является осуществление газообменных процессов в легочной ткани с целью насыщения «отработанной» венозной крови кислородными молекулами. Он начинается в полости правого желудочка, куда из право-предсердной камеры (из «конечной точки» большого круга) поступает венозный кровяной поток с крайне незначительным количеством кислорода и с большим содержанием углекислоты. Эта кровь посредством клапана легочной артерии продвигается в один из крупных сосудов, называемый легочным стволом. Далее венозный поток двигается по артериальному руслу в легочной ткани, которое также распадается на сеть из капилляров. По аналогии с капиллярами в других тканях, в них осуществляется газообмен, вот только в просвет капилляра поступают молекулы кислорода, а в альвеолоциты (клетки альвеол) проникает углекислота. В альвеолы при каждом акте дыхания поступает воздух из окружающей среды, из которого кислород через клеточные мембраны проникает в плазму крови. С выдыхаемым воздухом при выдохе поступившая в альвеолы углекислота выводится наружу.

После насыщения молекулами O 2 кровь приобретает свойства артериальной, протекает по венулам и в конечном итоге добирается до легочных вен. Последние в составе четырех или пяти штук открываются в полость левого предсердия. В результате, через правую половину сердца протекает венозный кровяной поток, а через левую половину – артериальный; и в норме эти потоки смешиваться не должны.

В ткани легких имеется двойная сеть капилляров. При помощи первой осуществляются газообменные процессы с целью обогащения венозного потока молекулами кислорода (взаимосвязь непосредственно с малым кругом), а во второй осуществляется питание самой легочной ткани кислородом и нутриентами (взаимосвязь с большим кругом).

Дополнительные круги кровообращения

Данными понятиями принято выделять кровоснабжение отдельных органов. Так, например, к сердцу, которое больше других нуждается в кислороде, артериальный приток осуществляется из ответвлений аорты в самом ее начале, которые получили название правой и левой коронарных (венечных) артерий. В капиллярах миокарда происходит интенсивный газообмен, а венозный отток осуществляется в коронарные вены. Последние собираются в коронарный синус, который открывается прямо в право-предсердную камеру. Таким путем осуществляется сердечный, или коронарный круг кровообращения.

венечный (коронарный) круг кровообращения в сердце

Виллизиев круг представляет собой замкнутую артериальную сеть из мозговых артерий. Мозговой круг обеспечивает дополнительное кровоснабжение мозга при нарушении мозгового кровотока по другим артериям. Это защищает столь важный орган от недостатка кислорода, или гипоксии. Мозговой круг кровообращения представлен начальным сегментом передней мозговой артерии, начальным сегментом задней мозговой артерии, передними и задними соединительными артериями, внутренними сонными артериями.

виллизиев круг в мозге (классический вариант строения)

Плацентарный круг кровообращения функционирует только во время вынашивания плода женщиной и осуществляет функцию «дыхания» у ребенка. Плацента формируется, начиная с 3-6 недели беременности, и начинает функционировать в полную силу с 12-й недели. В связи с тем, что легкие плода не работают, поступление кислорода в его кровь осуществляется посредством потока артериальной крови в пупочную вену ребенка.

кровообращение плода до рождения

Таким образом, всю кровеносную систему человека можно условно разделить на отдельные взаимосвязанные участки, выполняющие свои функции. Правильное функционирование таких участков, или кругов кровообращения, является залогом здоровой работы сердца, сосудов и всего организма в целом.

У античных ученых и ученых эпохи Возрождения были весьма своеобразные представления о движении, значении сердца, крови и кровеносных сосудов. Например, у Галена говорится: «Части пищи, всосанные из пищеварительного канала, подносятся воротной веной к печени и под влиянием этого большого органа превращаются в кровь. Кровь, таким образом, обогащенная пищей, наделяет эти самые органы питательными свойствами, которые суммированы в выражении «натуральные духи», но кровь, наделенная этими свойствами, является еще недоработанной, негодной для высших целей крови в организме. Приносимые из печени через v. cava к правой половине сердца некоторые части ее проходят из правого желудочка через бесчисленные невидимые поры к левому желудочку. Когда сердце расширяется, то оно насасывает из легких через венообразную артерию, «легочную вену», воздух в левый желудочек , и в этой левой полости кровь, которая прошла через перегородку, смешивается с воздухом, таким образом всосанным туда. При помощи той теплоты, которая является прирожденной сердцу, помещенному здесь как источник теплоты тела богом в начале жизни и остающейся здесь до смерти, оно насыщается дальнейшими качествами, нагружается «жизненными духами» и тогда уже является приспособленным к своим внешним обязанностям. Воздух , таким образом насосанный в левое сердце через легочную вену, в го же самое время смягчает врожденную теплоту сердца и препятствует ей сделаться чрезмерной».
Везалий пишет о кровообращении: «Так же, как правый желудочек насасывает кровь из v. cava, левый желудочек накачивает в самого себя воздух из легких каждый раз, как сердце расслабляется через венообразную артерию, и использует его для охлаждения врожденной теплоты, для питания своего вещества и для приготовления жизненных духов, вырабатывая и очищая этот воздух так, что он вместе с кровью, которая просачивается в громадном количестве через septum из правого желудочка в левый, может быть предназначен для большой артерии (аорты) и таким образом для всего тела».

Мигуэль Сервет (1509-1553). На заднем плане изображено его сожжение.

Изучение исторических материалов свидетельствует, что малый круг кровообращения был открыт несколькими учеными независимо друг от друга. Первым открыл малый круг кровообращения в XII веке арабский врач Ибн-аль-Нафиз из Дамаска, вторым был Мигуэль Сервет (1509-1553) - юрист, астроном, метролог, географ, врач и теолог. Он слушал в Падуе лекции Сильвия и Гюнтера и, возможно, встречался с Везалием. Он был искусным врачом и анатомом, так как его убеждением было познание бога через строение человека. В. Н. Терновский так оценил необычное направление теологического учения Сервета: «Познавая дух бога, он должен был познать дух человека, знать строение и работу тела, в котором дух обитает. Это заставило его вести анатомические изыскания и геологические работы» Сервет опубликовал книги «О заблуждениях троичности» (1531) и «Восстановление христианства» (1533). Последняя книга была сожжена инквизицией, как и ее автор. Сохранилось только несколько экземпляров этой книги. В ней среди теологических рассуждений описан малый круг кровообращения: «… для того, однако, чтобы мы могли понять, что кровь делается живой (артериальной), мы должны сначала изучить возникновение в веществе самого жизненного духа, который составлен и питается из вдохнутого воздуха и очень тонкой крови. Этот жизненный воздух возникает в левом желудочке сердца, легкие особенно помогают в отношении его усовершенствования; это есть тонкий дух, выработанный силой тепла, желтого (светлого) цвета, воспламеняющей силы, гак что он является таким, как если бы он был излучающим паром из более чистой крови, содержащей вещество воды, воздуха с выработанной парной кровью, и которая переходит из правого желудочка в левый. Этот переход, однако, не происходит, как обычно думают, через медиальную стенку (septum) сердца, но замечательным образом нежная кровь прогоняется длинным путем через легкие».
Третьим автором, описавшим малый круг, был Реальд Коломбо (1516-1559). Есть предположение, что он воспользовался данными Сервета, выдав их за свое открытие.

Вильям Гарвей (1578-1657)

Ян Эвангелиста Пуркинье (1787-1869)

По-настоящему понял значение сердца и сосудов Вильям Гарвей (1578-1657), английский врач, физиолог и анатом-экспериментатор, который в своей научной деятельности руководствовался фактами, полученными в опытах. После 17-летнего экспериментирования Гарвей в 1628 г. издал небольшую книгу «Анатомическое исследование о движении сердца и крови у животных», где указал на движение крови по большому и малому кругу. Работа была глубоко революционной в науке того времени. Гарвею не удалось показать мелкие сосуды, соединяющие сосуды большого и малого круга кровообращения, тем не менее были созданы предпосылки для их открытия. С момента открытия Гарвея начинается подлинная научная физиология. Хотя ученые того времени и разделились на приверженцев Гачена и Гарвея, но в конечном итоге учение Гарвея стало общепризнанным. После изобретения микроскопа Марчелло Мальпиги (1628-1694) описал кровеносные капилляры в легких и тем самым доказал, что артерии и вены большого и малого круга кровообращения соединяются капиллярами.
Мысли Гарвея о кровообращении оказали влияние на Декарта, который выдвинул гипотезу, что процессы в центральной нервной системе совершаются автоматически и не составляют душу человека.
Декарт считал, что от мозга (как от сердца сосуды) радиально расходятся нервные «трубки», несущие автоматически отражения к мышцам.

Система кровообращения (рис. 4) приводит в движение кровь и лимфу (тканевую жидкость), что делает возможным перенос не только кислорода и питательных веществ, но и биологически активных веществ, которые участвуют в регуляции работы различных органов и систем. Совместно с нервной системой (за счет расширения или, наоборот, сужения сосудов) осуществляется функция регуляции температуры тела.

Центральным органом в этой системе является сердце - мышца, которая самоуправляется и, одновременно, саморегулируется, самоприспосабливается к деятельности организма и, при необходимости, самоисправляется. Чем лучше развиты у человека скелетные мышцы, тем большим у него оказывается сердце. У нормального человека размер сердца приблизительно сопоставим с размером сжатой в кулак кисти руки. Человек с большим весом имеет и сердце больших размеров и массы. Сердце представляет собой полый мышечный орган, заключенный в околосердечную сумку (перикард). В нем имеется 4 камеры (2 предсердия и 2 желудочка) (рис. 5). Орган разделен на левую и правую половины, каждая из которых имеет предсердие и желудочек. Между предсердиями и желудочками, а также при выходе из желудочков, имеются клапаны, не допускающие обратного тока крови. Основной импульс к сердцебиению возникает в самой сердечной мышце, так как она обладает способностью автоматически сокращаться. Сокращения сердца происходят ритмично и синхронно - правое и левое предсердие, затем правый и левый желудочки. Своей правильной ритмичной деятельностью сердце поддерживает определенную и постоянную разницу давления и устанавливает определенное равновесие движения крови. В норме, за единицу времени, правые и левые отделы сердца пропускают одинаковое количество крови.

Сердце связано с нервной системой двумя нервами, противоположными друг другу по действию. При необходимости для нужд организма с помощью одного нерва частота сердечных сокращений может ускориться, а другого - замедлиться. При этом следует помнить, что резко выраженные нарушения частоты (очень частые (тахикардия) или, наоборот, редкие (брадикардия)) и ритма (аритмия) сердечных сокращений являются опасными для жизни человека.

Основной функцией сердца является насосная. Она может нарушаться по следующим причинам:

малое или, наоборот, очень большое количество поступающей в него крови;

заболевание (повреждение) мышцы сердца;

сдавливание сердца снаружи.

Хотя сердце очень выносливо, в жизни могут возникать ситуации, когда степень нарушений в результате действия перечисленных причин оказывается чрезмерной. Это, как правило, и приводит к прекращению сердечной деятельности и как следствие, гибели организма.

Мышечная деятельность сердца теснейшим образом связана с работой кровеносных и лимфатических сосудов. Они являются вторым ключевым элементом системы кровообращения.

Кровеносные сосуды подразделяются на артерии, по которым кровь течет от сердца; вены, по которым она течет к сердцу; капилляры (очень маленькие сосуды, соединяющие артерии и вены). Артерии, капилляры и вены образуют два круга кровообращения (большой и малый) (рис. 6).

Рис. 6 – Схема большого и малого кругов кровообращения: 1 - капилляры головы, верхних отделов туловища и верхних конечностей; 2 - левая общая сонная артерия; 3 - капилляры легких; 4 - легочный ствол; 5 - легочные вены; 6 - верхняя полая вена; 7 - аорта; 8 - левое предсердие; 9 - правое предсердие; 10 - левый желудочек; 11 - правый желудочек; 12 - чревный ствол; 13 - лимфатический грудной проток; 14 - общая печеночная артерия; 15 - левая желудочная артерия; 16 - печеночные вены; 17 - селезеночная артерия; 18 - капилляры желудка; 19 - капилляры печени; 20 - капилляры селезенки; 21 - воротная вена; 22 - селезеночная вена; 23 - почечная артерия; 24 - почечная вена; 25 - капилляры почки; 26 - брыжеечная артерия; 27 - брыжеечная вена; 28 - нижняя полая вена; 29 - капилляры кишечника; 30 - капилляры нижних отделов туловища и нижних конечностей.

Большой круг начинается с самого крупного артериального сосуда аорты, отходящей от левого желудочка сердца. Из аорты по артериям богатая кислородом кровь доставляется к органам и тканям, в которых диаметр артерий становится меньше, переходя в капилляры. В капиллярах артериальная кровь отдает кислород и, насытившись углекислотой, поступает в вены. Если артериальная кровь алая, то венозная - темно-вишневая. Вены, отходящие от органов и тканей, собираются в более крупные венозные сосуды и, в конечном итоге, в две самые крупные - верхнюю и нижнюю полые вены. На этом заканчивается большой круг кровообращения. Из полых вен кровь поступает в правое предсердие и затем через правый желудочек выбрасывается в легочный ствол, с которого начинается малый круг кровообращения. По отходящим от легочного ствола легочным артериям венозная кровь поступает в легкие, в капиллярном русле которых отдает углекислый газ, и, обогатившись кислородом, по легочным венам продвигается в левое предсердие. На этом заканчивается малый круг кровообращения. Из левого предсердия через левый желудочек богатая кислородом кровь вновь выбрасывается в аорту (большой круг). В большом круге аорта и крупные артерии имеют достаточно толстую, но эластичную стенку. В средних и мелких артериях стенка толстая за счет выраженного мышечного слоя. Мышцы артерий должны постоянно находиться в состоянии некоторого сокращения (напряжения), так как этот так называемый «тонус» артерий является необходимым условием для нормального кровообращения. При этом кровь перекачивается в ту область, где исчез тонус. Сосудистый тонус поддерживается деятельностью сосудодвигательного центра, который расположен в стволе головного мозга.

В капиллярах стенка тонкая и не содержит мышечных элементов, поэтому просвет капилляра активно меняться не может. Но через тонкую стенку капилляров происходит обмен веществ с окружающими тканями. В венозных сосудах большого круга стенка достаточно тонкая, что позволяет ей при необходимости, легко растягиваться. В этих венозных сосудах имеются клапаны, препятствующие обратному току крови.

В артериях кровь течет под высоким давлением, в капиллярах и венах - под низким. Вот почему при возникновении кровотечения из артерии алая (богатая кислородом) кровь поступает очень интенсивно, даже фонтанируя. При венозном или капиллярном кровотечении темп поступления невысокий.

Левый желудочек, кровь из которого выбрасывается в аорту, представляет собой очень сильную мышцу. Ее сокращения вносят основной вклад в поддержании артериального давления в большом круге кровообращения. Жизнеопасными могут считаться состояния, когда значительный участок мышцы левого желудочка выключен из работы. Это может произойти, например, при инфаркте (гибели) миокарда (мышцы сердца) левого желудочка сердца. Следует знать, что практически любое заболевание легких приводит к уменьшению просвета сосудов легких. Это сразу приводит к увеличению нагрузки на правый желудочек сердца, который является функционально очень слабым, и может привести к остановке сердца.

Продвижение крови по сосудам сопровождается колебаниями напряжения сосудистых стенок (особенно артерий), возникающими в результате сердечных сокращений. Эти колебания называют пульсом. Его можно определить в местах, где артерия лежит близко под кожей. Такими местами являются переднебоковая поверхность шеи (сонная артерия), средняя треть плеча на внутренней поверхности (плечевая артерия), верхней и средней трети бедра (бедренная артерия) и др. (рис. 7).

Обычно пульс можно прощупать на предплечье выше основания большого пальца с ладонной стороны над лучезапястным суставом. Удобно прощупывать его не одним пальцем, а двумя (указательным и средним) (рис. 8).

Обычно частота пульса у взрослого человека - 60 - 80 ударов в минуту, у детей - 80 - 100 ударов в минуту. У спортсменов частота пульса в режиме повседневной жизни может снижаться до 40 - 50 ударов в мин. Вторым показателем пульса, который достаточно просто определить, является его ритмичность. В норме, промежуток времени между пульсовыми толчками должен быть одинаковый. При различных заболеваниях сердца могут возникать нарушения ритма сердечных сокращений. Крайней формой нарушений ритма является фибрилляция – внезапно наступающие некоординированные сокращения мышечных волокон сердца, которые мгновенно приводят к падению насосной функции сердца и исчезновению пульса.

Количество крови у взрослого человека составляет около 5 литров. Она состоит из жидкой части - плазмы и различных клеток (красных - эритроцитов, белых - лейкоцитов и др.). В крови также имеются кровяные пластинки - тромбоциты, которые вместе с другими веществами, содержащимися в крови, участвуют в ее свертывании. Свертывание крови - важный защитный процесс при кровопотере. При небольшом наружном кровотечении продолжительность свертывания крови составляет обычно до 5 минут.

От содержания в крови (в эритроцитах - красных кровяных шариках) гемоглобина (железосодержащего вещества, переносящего кислород) во многом зависит цвет кожного покрова. Так, если в крови содержится много не содержащего кислород гемоглобина, то кожа приобретает синюшную окраску (цианоз). В соединении с кислородом гемоглобин имеет ярко-красный цвет. Поэтому, в норме, цвет кожи у человека носит розовый оттенок. В ряде случаев, например, при отравлении окисью углерода (угарным газом) в крови накапливается соединение, называемое карбоксигемоглобин, которое придает коже ярко-розовую окраску.

Выход крови из сосудов называется кровоизлиянием. Цвет кровоизлияния зависит от глубины, места и давности травмы. Свежее кровоизлияние в коже обычно светло-красное, но с течением времени оно меняет свой цвет, становясь синеватым, затем зеленоватым и, наконец, желтым. Лишь кровоизлияния в белочную оболочку глаза имеют ярко-красный цвет независимо от их давности.