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.
Кровообращение
I
Кровообраще́ние (circulatio sanguinis)
Частота сердечных сокращений
(ЧСС) в одну минуту (ударов в 1 мин
) колеблется от 60 до 80 ударов в 1 мин
; у тренированных людей - в пределах 40-60 ударов в 1 мин.
Максимальная частота при тяжелой физической нагрузке может достигать 180-240 ударов в 1 мин
. При различных видах патологии сердечно-сосудистой системы ЧСС меняется в сторону учащения или урежения (см. Пульс).
Время кругооборота крови
- это время, в течение которого единица объема крови проходит оба круга К. В норме оно составляет 20-25 с
. Уменьшается при физической нагрузке и увеличивается при нарушениях кровообращения, например при декомпенсированных пороках сердца оно достигает 50-60 с
.
Регуляция кровообращения
обеспечивается взаимодействием местных гуморальных механизмов при активном участии нервной системы и направлена на оптимизацию соотношения кровотока в органах и тканях с уровнем функциональной активности организма. В процессе обмена веществ в органах и тканях постоянно образуются , влияющие на кровеносных сосудов. Интенсивность образования метаболитов (СО 2 или Н + ; лактата, пирувата, АДФ, и др.), определяемая функциональной активностью органов и тканей, является одновременно и регулятором их кровоснабжения. Этот саморегуляции называется метаболическим. Местные саморегуляторные механизмы генетически обусловлены и заложены в структурах сердца и кровеносных сосудов. Их можно рассматривать и как местные миогенные ауторегуляторные реакции, суть которых состоит в сокращении мышц в ответ на их растяжение объемом или давлением. Гуморальная регуляция К. осуществляется с участием гормонов, ренин-ангиотензиновой системы, кининов, простагландинов, вазоактивных пептидов, регуляторных пептидов, отдельных метаболитов, электролитов и других биологически активных веществ. и степень их влияния определяются дозой действующего вещества, реактивными свойствами организма, его отдельных органов и тканей, состоянием нервной системы и другими факторами. Так, разнонаправленное действие катехоламинов крови на тонус сосудов и сердечной связано с наличием в них α- и β-адренорецепторов. При возбуждении α-адренорецепторов происходит сужение, а при возбуждении β-адренорецепторов - расширение кровеносных сосудов. Количество α- и β-рецепторов в разных сосудах неодинаково. При преобладании в сосудах α-рецепторов крови вызывает их сужение, а при преобладании β-рецепторов - расширение. При низких концентрациях адреналина в плазме первыми возбуждаются как более возбудимые β-рецепторы. При одновременном возбуждении α- и β-рецепторов преобладает эффект. В основе нервной регуляции К. лежит взаимодействие безусловных и условных сердечно-сосудистых рефлексов. Их подразделяют на собственные и сопряженные . Афферентное звено собственных рефлексов К. представлено ангиоцепторами (баро- и хеморецепторами), расположенными в различных участках сосудистого русла и в сердце. Местами они собраны в скопления, образующие . Главными из них являются зоны дуги аорты, каротидного синуса, позвоночной артерии. Афферентное звено сопряженных рефлексов К. располагается за пределами сосудистого русла, его центральная часть включает различные структуры коры головного мозга, гипоталамуса, продолговатого и спинного мозга. В продолговатом мозге располагаются жизненно важные ядра сердечно-сосудистого центра: нейроны латеральной части продолговатого мозга через симпатические нейроны спинного мозга оказывают тоническое активирующее влияние на сердце и кровеносные сосуды; нейроны медиальной части продолговатого мозга тормозят симпатические нейроны спинного мозга; моторное блуждающего нерва угнетает деятельность сердца; нейроны вентральной поверхности продолговатого мозга стимулируют деятельность симпатической нервной системы. Через Гипоталамус
осуществляется связь нервного и гуморального звеньев регуляции К. регуляции К. представлено симпатическими пре- и постганглионарными нейронами, пре- и постганглионарными нейронами парасимпатической нервной системы (см. Вегетативная нервная система).
Вегетативная охватывает все кровеносные сосуды кроме капилляров. Симпатические адренергические вызывают сужение периферических сосудов. В окончаниях постганглионарных симпатических нейронов выделяется (см. Медиаторы).
Степень сокращения гладких мышц сосудов зависит от количества выделившегося медиатора, а оно связано с частотой эфферентной импульсации. В покое по вазоконстрикторным нейронам поступают импульсы с частотой 1-3 импульса в 1 с.
Максимальное сужение сосудов наступает при частоте 10 импульсов в 1 с
. Изменение частоты импульсации приводит или к увеличению сосудистого тонуса (при учащении импульсов), или к его уменьшению (при урежении импульсов), т.е. происходит относительное сужение или расширение сосудов. В нормальных условиях все механизмы регуляции К. взаимодействуют друг с другом по принципам, описываемым теорией функциональных систем (см. Функциональные системы),
влияя на сердечный выброс, общее периферическое сосудистое сопротивление, емкость сосудов и объем циркулирующей крови. Взаимосвязь различных параметров К., закономерности их взаимодействия рассматриваются гемодинамикой - специальным разделом физиологии К., занимающимся изучением общих и частных случаев нарушений К. применительно к клинической практике. Общие механизмы нарушений кровообращения.
Нарушения К. могут быть вызваны изменениями функции сердца, сосудов, а также реологических свойств текущей по ним крови. Поскольку отдельные части кровеносной системы тесно связаны между собой, нарушение функции каждой из них всегда оказывает влияние на функцию других. Нарушения К. могут быть общими, охватывая всю кровеносную систему, и местными (в отдельных участках сосудистого русла). Поскольку непрерывное К. необходимо для обеспечения нормального функционирования любых частей организма, его нарушение влечет за собой расстройства функции соответствующих органов. Сердце работает как насос, перекачивающий кровь из венозной системы в артериальную. Для того чтобы кровоток во всей сосудистой системе организма был непрерывным, необходим некоторый постоянный уровень кровяного давления в аорте и крупных артериальных ветвях, называемый общим артериальным давлением (). Величина общего АД зависит от минутного объема крови, выбрасываемой сердцем, и общего периферического сопротивления. При увеличении минутного объема крови или общего периферического сопротивления АД повышается, и наоборот. Длительное повышение общего артериального давления (см. Гипертензия артериальная) обычно бывает обусловлено увеличением периферического сопротивления. Патологическое понижение общего артериального давления (см. Гипотензия артериальная)
чаще всего связано с уменьшением минутного объема крови при недостаточности сердечной деятельности или с уменьшением возврата крови из вен к сердцу (обычно при уменьшении объема циркулирующей крови). Характер кровотока в каждом органе в любых частях тела выражается зависимостью где Q
- объемная скорость кровотока, ΔР
- давления на протяжении данного сосудистого русла и R
- сопротивление току крови в нем. Для кровеносной системы каждого органа градиент давления соответствует артериовенозной разности давлений, т. е разности давлений между артериями (Р
арт.) и венами (Р
вен.).
Следовательно, Понижение Р
арт. так же, как и повышение Р
вен. , влечет за собой уменьшение Q
в сосудистой системе данного органа (при условии неизменного сопротивления на ее протяжении). С другой стороны, сопротивление кровотоку определяется шириной просвета сосудов в данном органе и реологическими свойствами крови. Как только это сопротивление уменьшается (например, при местном расширении артерий и артериол), местный кровоток усиливается, что вызывает артериальную гиперемию (Гиперемия).
Наоборот, увеличение сопротивления в периферических артериях (при местной вазоконстрикции, при их тромбозе и т.д.) приводит к уменьшению объемной скорости кровотока в органе и возникновению ишемии (Ишемия).
Увеличение сопротивления может происходить и в капиллярах той или иной сосудистой области, например вследствие усиленной внутрисосудистой агрегации эритроцитов. Наконец, сопротивление может возрастать и в венозной системе того или иного органа (например, при тромбозе или сдавлении вен). В этих случаях в системе микроциркуляции возникает , сопровождающийся уменьшением объемной скорости кровотока в органе. Причинами нарушения основной, т.е. насосной, функции сердца могут быть уменьшение возврата крови из вен к сердцу, что обычно бывает обусловлено уменьшением объема циркулирующей крови; декомпенсированные , в частности недостаточность клапанов сердца, когда неполное смыкание их створок приводит к возврату части крови в ретроградно расположенную полость сердца или же имеется сердечных отверстий, значительно увеличивающий сопротивление кровотоку в них; слабость сердечной мышцы, сокращения которой не обеспечивают достаточно высокого внутрижелудочкового давления для того, чтобы перемещать весь объем крови в пределах большого и малого круга К.; неспособность полостей сердца к достаточному расширению во время диастолы в результате накопления значительного количества крови (при тампонаде сердца) или экссудата (при перикардитах) в полости перикарда или же облитерации последней вследствие хронического перикардита. Изменения величины сопротивления в артериях отдельных органов обычно не отражаются на уровне общего АД, но ведут к изменениям в их кровоснабжении. Такого рода нарушения функции периферических артерий могут быть связаны с функциональным расширением или сужением сосудов (см. Ангиоспазм),
со структурными изменениями стенок (см. Атеросклероз),
с полной или частичной закупоркой сосудистого просвета (см. Тромбоз ,
Эмболия).
Ослабление кровотока в отдельных артериях вследствие увеличения сопротивления в них не обязательно ведет к уменьшению снабжения органа кровью, т.к. при этом может иметь место приток крови по коллатералям. Если же коллатеральный приток крови недостаточен, то в соответствующих участках ткани (или органа) возникает . Роль нарушений функции венозной системы в общих расстройствах К. обусловлена их емкостной функцией. Вены осуществляют крови всех органов. Сопротивление кровотоку в венах очень низкое и может только возрастать, например при их сдавлении или закупорке тромбом. При этом затрудняется отток крови из микроциркуляторной системы соответствующего органа, что может сопровождаться развитием венозного застоя. Микроциркуляторные нарушения имеют весьма существенное значение, т.к. в организме не происходит ни одного физиологического или патологического процесса без участия системы микроциркуляции (Микроциркуляция).
Микроциркуляторное русло включает в себя капилляры, ветвления соответствующих мелких артерий и вен. Основной функцией этих сосудов является обеспечение адекватного кровоснабжения определенных участков ткани, которое при нормальных условиях соответствует ее метаболическим потребностям. Изменения притока крови со стороны артерий в капилляры могут вызывать такие нарушения микроциркуляции, как артериальная или ишемия. Артериальная гиперемия возникает при расширении артериальных сосудов микроциркуляторного русла. давлений и скорость кровотока в капиллярах при этом увеличиваются. эритроцитов в крови (), протекающей по микроциркуляторному руслу, и количество функционирующих капилляров растут. Внутрикапиллярное давление повышается, это способствует переходу воды из крови в , что при определенных условиях может привести к отеку ткани. При констрикции приводящих артерий или возникновении препятствий для кровотока в их просвете в микроциркуляторном русле развивается ишемия, при которой основные параметры микроциркуляции изменяются в противоположном направлении: линейная скорость кровотока и гематокрит в капиллярах понижаются, приводя к недостаточности снабжения тканей кислородом, - возникает Гипоксия .
Внутрикапиллярное давление падает, и количество функционирующих капилляров сокращается. При этом уменьшается доставка энергетических и пластических материалов в ткани, а продукты обмена веществ накапливаются в них. Если коллатеральный приток крови не устраняет дефицита кровоснабжения, то нарушается ткани и развиваются различные патологические изменения вплоть до некроза. При затруднении оттока крови в венозную систему отмечаются типичные для венозного застоя нарушения микроциркуляции. Градиент кровяного давления в капиллярах понижается, что приводит к значительному замедлению в них кровотока. При этом снабжение тканей кислородом и другими энергетическими веществами уменьшается, а продукты обмена веществ не удаляются и задерживаются в них. В результате изменяются механические свойства ткани: ее растяжимость растет, а упругость падает. При таких условиях резко усиливается фильтрация жидкости из капилляров в и развивается отек. Микроциркуляция может нарушаться также независимо от первичных изменений притока крови из артерий или ее оттока в вены. Это происходит, когда меняются реологические свойства крови вследствие усиления внутрисосудистой агрегации эритроцитов, причем кровоток в капиллярах замедляется в разной степени, вплоть до его полной остановки - развития стаза. Нарушения функции сердечно-сосудистой системы в могут быть вызваны воздействием разнообразных патогенных факторов на сердце, артерии, капилляры и вены, а также на циркулирующую в них кровь непосредственно или опосредованно - через нейрогуморальные механизмы. Поэтому различные нарушения функции вегетативной нервной системы, желез внутренней секреции, а также синтеза и превращений в организме разных физиологически активных веществ вызывают нарушения в системе К. При этом нейрогуморальные факторы, участвующие в регуляции нормальной работы сердца, в определенных условиях также вызывают нарушения его деятельности. Величина общего АД в большой степени зависит от влияний нервных и гуморальных факторов, действующих и на сердечную деятельность, и на тонус стенок периферических артерий. Нейрогуморальные факторы, специфически действующие на артерии тех или иных органов, могут становиться причиной нарушений кровоснабжения тех или иных органов. Необходимым условием для этого является местное образование или специфическое действие таких физиологически активных веществ, как и серотонин, способствующие развитию спазма крупных артерий, снабжающих кровью какой-либо , например . Компенсация при нарушениях кровообращения.
При возникновении каких-либо нарушений К. обычно быстро наступает его функциональная . Компенсация осуществляется прежде всего теми же механизмами регулирования, что и в норме. На ранних стадиях нарушений К. их компенсация происходит без каких-либо существенных сдвигов в структуре сердечно-сосудистой системы. Структурные изменения тех или иных частей системы кровообращения (например, миокарда, развитие артериальных или венозных коллатеральных путей) возникают обычно позже и направлены на улучшение работы механизмов компенсации. Компенсация возможна за счет усиления сокращений миокарда, расширения полостей сердца, а также гипертрофии сердечной мышцы. Так, при затруднении изгнания крови из желудочка, например при стенозе устья аорты или легочного ствола, реализуется резервная мощность сократительного аппарата миокарда, что способствует усилению силы сокращения. При недостаточности клапанов сердца в каждую следующую фазу сердечного цикла часть крови возвращается в обратном направлении. При этом развивается полостей сердца, носящая компенсаторный характер. Однако чрезмерная дилатация создает неблагоприятные условия для работы сердца. Повышение общего АД, вызванное увеличением общего периферического сопротивления, компенсируется, в частности, за счет усиления работы сердца и создания такой разности давлений между левым желудочком и аортой, которая способна обеспечить выброс в аорту всего систолического объема крови. В ряде органов, особенно в головном мозге, при повышении уровня общего АД начинают функционировать компенсаторные механизмы, благодаря которым кровяное давление в сосудах мозга поддерживается на нормальном уровне. При увеличении сопротивления в отдельных артериях (вследствие ангиоспазма, тромбоза, эмболии и т.д.) нарушение кровоснабжения соответствующих органов или их частей может быть компенсировано за счет коллатерального притока крови. В головном мозге коллатеральные пути представлены в виде артериальных анастомозов в области виллизиева круга и в системе пиальных артерий на поверхности больших полушарий. Артериальные коллатерали хорошо развиты и в сердечной мышце. Помимо артериальных анастомозов важную роль для коллатерального притока крови играет их функциональная дилатация, значительно уменьшающая сопротивление кровотоку и способствующая притоку крови в ишемизированную область. Если в расширившихся коллатеральных артериях кровоток оказывается усиленным в течение длительного времени, то наступает постепенная их перестройка, калибр артерий возрастает, так что в дальнейшем они могут полностью обеспечивать органа в той же степени, что и основные артериальные стволы. При увеличении сопротивления в отдельных венозных сосудах (при тромбозе, сдавлении вен и т.д.) коллатеральный отток крови осуществляется за счет широкой сети анастомозов, имеющейся в венозной системе. Однако при недостаточности кровотока по коллатеральным путям, особенно при их тромбозе, наступает оттока крови с венозным застоем в соответствующих органах. Недостаточность кровообращения.
Этиология, и клинические проявления недостаточности К. отличаются разнообразием. Общим для них является наличие дисбаланса между потребностью в кислороде, питательных веществах и их доставкой с кровью. Конкретные причины такого дисбаланса, механизм его возникновения и признаки проявления (общие и местные) могут быть различны. Существует и более узкое понимание недостаточности К., полностью соответствующее значению терминов « » и «хроническая сердечная недостаточность». Настаивая на понимании недостаточности К. как эквивалента сердечной недостаточности, обычно ссылаются на то, что при этом патологическом состоянии всегда оказываются затронутыми функции сосудистой системы, в частности отмечается сосудистая на различных уровнях, например, при такой форме сердечной недостаточности, как (см. Инфаркт миокарда),
наблюдаются разнообразные сосудистые реакции: повышение тонуса резистивных сосудов в первой фазе шока и резкое падение во второй. При хронической сердечной недостаточности (Сердечная недостаточность)
также выявляются различные изменения периферического сосудистого сопротивления и венозного тонуса, связанные с гипоксией артериальных стенок, длительными застойными явлениями в венозной системе и т.д., что свидетельствует не только о недостаточности кровообращения, но и о сердечно-сосудистой недостаточности. Наряду с этими терминами иногда используются термины « » и « ». Однако большинство советских кардиологов рекомендуют применять термин «сердечная недостаточность». При этом отмечают, что первичным этиологическим звеном в подобных случаях является снижение насосной функции сердца, а те или иные изменения со стороны сосудистого тонуса имеют в этих случаях вторичный характер. Говорить о сердечно-сосудистой недостаточности можно лишь тогда, когда сердца и тонус сосудов нарушаются одновременно, например под действием того или иного токсического фактора. Критически следует относиться и к понятию «декомпенсация сердечной деятельности». На различных стадиях сердечной недостаточности идет не о декомпенсации, а, напротив, о включении тех или иных компенсаторных механизмов, которые в здоровом организме при данном уровне обменных процессов не функционируют. Так, на первой стадии сердечной недостаточности наблюдается учащение сердечных сокращений в покое, в результате чего увеличивается сердечный выброс, что позволяет обеспечить жизненные потребности организма, несмотря на снижение насосной функции сердца. По существу лишь терминальную стадию сердечной недостаточности можно рассматривать как декомпенсацию, когда мобилизация всех компенсаторных механизмов не в состоянии обеспечить жизнедеятельность организма. Генерализованная недостаточность К. включает также различные формы острой и хронической сосудистой недостаточности, такие как Обморок ,
Коллапс,
Шок,
длительное снижение артериального давления. Недостаточность К. нередко носит регионарный характер и проявляется в виде нарушений кровотока, вызываемых сосудистой непроходимостью в результате экстравазальных компрессионных процессов, развития внутрисосудистых препятствий кровотоку (например, в результате атеросклероза сосудов, васкулитов, эмболии, тромбоза, сосуда) и, наконец, изменений сосудистого тонуса (чаще всего спазма артерий и артериол и снижения тонуса вен). Клиническое значение регионарной недостаточности К. зависит от локализации поражения сосудистой системы и от степени развившихся при этом нарушений кровоснабжения. Особое значение имеет Коронарная недостаточность ,
расстройства артериального кровоснабжения мозга (см. Мозговое кровообращение),
сосудов конечностей (см. Облитерирующие поражения сосудов конечностей)
и др. Вообще же нарушение кровотока по любой артерии всегда представляет опасность для функции васкуляризируемого органа, если только оно не компенсируется достаточно развитыми коллатералями. В патогенезе регионарных проявлений недостаточности К. большую роль играют расстройства в системе микроциркуляции: спазмы и дистония артериол, стазы в капиллярной системе, нарушение тонуса венул вследствие гипоксии и выделения в кровяное русло биологически активных метаболитов. Из форм недостаточности К., развивающихся в венозной системе, чаще всего встречаются нарушения оттока крови (венозного возврата) в результате Тромбофлебит а,
а также снижения венозного тонуса (например, венозной гипотензии в венах нижних конечностей у лиц пожилого возраста).
Методы исследования кровообращения
. Существует большое число различных методов, позволяющих оценивать те или иные характеристики и распределения крови в организме, а также функцию звеньев, осуществляющих эти процессы. При этом решаются две главные задачи: установление общих закономерностей функционирования сердечно-сосудистой системы и выявление индивидуальных функциональных особенностей К., что необходимо для практических целей, в частности для диагностики нарушений кровообращения. Методы исследования К. делят на инвазивные (кровавые) и неинвазивные (бескровные). Структуру различных отделов сердечно-сосудистой системы оценивают с помощью различных рентгенологических методов (см. Ангиография ,
Коронарография и др.), ультразвуковой диагностики (Ультразвуковая диагностика),
радионуклидной диагностики (Радионуклидная диагностика),
термографии (Термография) и др. Для функционального исследования К. используют прямые измерения кровяного давления (Кровяное давление) и объемной скорости кровотока, или расхода крови. С этой же целью применяют методы косвенного (атравматичного) определения различных параметров гемодинамики. Среди них наибольшее распространение получили (оценка гемодинамики путем регистрации торсионных движений грудной клетки); Баллистокардиография (регистрация синкардиальных движений тела); Эхокардиография (регистрация клапанно-мышечных движений сердца) и др. Для исследования кровообращения используют также на основе вычислительной техники. Библиогр.:
Власов Ю.А. кровообращения человека, Новосибирск, 1985; Джонсон П. Периферическое кровообращение, . с англ., М., 1982; Руководство по кардиологии, под ред. Е.И. Чазова, т. 2, 1982; Руководство по физиологии: кровообращения. Физиология сосудистой системы, под ред. Б.И. Ткаченко, с. 56, Л., 1984; Физиология человека, под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса, пер. с англ., т. 3, М., 1986; организма, под ред. К.В. Судакова, М., 1987. перемещение крови в кровеносной системе, обеспечивающее обмен веществ в тканях организма. Кровообраще́ние вспомога́тельное
( .: К. параллельное - нрк, вспомогательная - нрк) - искусственное К., способствующее улучшению и стабилизации естественного К. при сердечной недостаточности. Кровообраще́ние желто́чное
(с. vitellina) - К. в системе пупочно-брыжеечных сосудов между зародышем на ранних стадиях развития (2-6 недель) и желточным мешком. Кровообраще́ние иску́сственное
(с. artificialis; син.: К. экстракорпоральное, перфузия) - К., обеспечиваемое путем полного или частичного замещения деятельности сердца работой специальных аппаратов. Кровообраще́ние иску́сственное о́бщее
(син.: ) - К. и., при котором полностью замешаются функции сердца и легких.
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.
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».
Вильям Гарвей (1578-1657)
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.
Загрузка...