Функции сосудов кровеносной и лимфатической системы
Кровь
Кровь – это специфическая соединительная ткань, содержащая клетки, находящиеся в жидкости – плазме. Она является транспортной системой, связывающей внутренний мир организма с внешним миром. Кровь состоит из двух частей – плазмы и клеток.
Плазма – это жидкость соломенного цвета, которая составляет около 55 % крови. Она состоит на 10 % из протеинов, в том числе альбумина, фибриногена и протромбина, и на 90 % – из воды, в которой растворены или взвешены химические вещества – продукты распада, питательные вещества, гормоны, кислород, минеральные соли, энзимы, антитела и антитоксины.
Клетки составляют оставшиеся 45 % крови. Они производятся в красном костном мозге, который находится в губчатом веществе костей.
Существует три основных типа клеток крови.
Эритроциты – красные клетки крови, по форме напоминающие вогнутые эластичные диски. Они не имеют ядра, так как оно исчезает по мере формирования клетки. Удаляются из организма печенью или селезенкой, постоянно заменяются новыми клетками. Миллионы новых клеток ежедневно заменяют старые! Эритроциты содержат гемоглобин (гемо = железо, глобин = протеин).
Лейкоциты – белые или бесцветные, разной формы, имеют ядро. По размеру они больше красных клеток крови, но уступают им количественно. Лейкоциты живут от нескольких часов до нескольких лет, в зависимости от их деятельности.
Различают два вида лейкоцитов.
– Гранулоциты, или зернистые лейкоциты, составляют 75 % белых клеток крови, защищают организм от вирусов и бактерий. Они могут менять свою форму и проникать из крови в прилежащие ткани.
– Незернистые лейкоциты (лимфоциты и моноциты). Лимфоциты являются частью лимфатической системы, производятся лимфоузлами и отвечают за формирование антител, которым принадлежит ведущая роль в сопротивлении организма инфекциям. Моноциты способны поглощать вредные бактерии. Этот процесс носит название фагоцитоз. Он эффективно устраняет опасность для организма.
Тромбоциты, или кровяные пластинки, намного меньше красных клеток крови. Они хрупкие, не имеют ядра, участвуют в формировании кровяных сгустков на месте ранения. Тромбоциты формируются в красном костном мозге и живут 5-9 дней.
Сердце
Сердце расположено в грудной клетке между легкими и слегка смещено влево. По размеру оно соответствует кулаку своего хозяина.
Сердце работает как насос. Оно является центром кровеносной системы и участвует в переносе крови ко всем частям тела.
Сердце состоит из трех слоев ткани.
– Эндокард – внутренняя оболочка сердца.
– Миокард – сердечная мышца. Она осуществляет непроизвольные сокращения – сердцебиение.
– Перикард – околосердечная сумка, имеющая два слоя. Полость между слоями заполнена жидкостью, которая предотвращает трение и позволяет слоям двигаться более свободно при сердцебиении.
Сердце имеет четыре отдела, или камеры.
– Верхние камеры сердца – левое и правое предсердия.
– Нижние камеры – левый и правый желудочки.
Мышечная стенка – перегородка – разделяет левую и правую части сердца, не допуская смешивания крови левой и правой сторон тела. Кровь в правой части сердца – бедная кислородом, в левой – обогащенная кислородом.
Предсердия соединяются с желудочками клапанами.
– Трехстворчатый клапан соединяет правое предсердие с правым желудочком.
– Двустворчатый клапан соединяет левое предсердие с левым желудочком.
Кровеносные сосуды
Кровь циркулирует по организму по сети сосудов, называемых артериями и венами.
Капилляры образуют концы артерий и вен и обеспечивают связь между циркуляторной системой и клетками всего организма.
Артерии – полые трубки с толстыми стенками, состоящие из трех слоев клеток. У них фиброзная внешняя оболочка, средний слой из гладкой, эластичной мышечной ткани и внутренний слой чешуйчатой эпителиальной ткани. Артерии наиболее крупные около сердца. По мере удаления от него они становятся тоньше. Средний слой эластичной ткани у больших артерий больше, чем у маленьких. Большие артерии пропускают больше крови, а эластичная ткань позволяет им растягиваться. Она помогает выдерживать давление крови, идущей от сердца, и позволяет ей продолжать свое движение по всему телу. Полость артерий может забиваться, блокируя ток крови. Артерии заканчиваются артериолами, которые по строению сходны с артериями, но имеют больше мышечной ткани, что позволяет им в зависимости от необходимости расслабляться или сокращаться. Например, когда желудку нужен дополнительный приток крови, чтобы начать пищеварение, артериолы расслабляются. После окончания процесса пищеварения артериолы сокращаются, направляя кровь к другим органам.
Вены – трубки, тоже состоящие из трех слоев, но более тонкие, чем артерии, и имеют большой процент эластичной мышечной ткани. Вены во многом полагаются на произвольные движения скелетных мышц, которые способствуют току крови обратно к сердцу. Полость вен шире, чем у артерий. Так же как артерии в конце разветвляются на артериолы, вены делятся на венулы. У вен есть клапаны, которые предотвращают ток крови в обратную сторону. Неполадки с клапанами приводят к плохому току в сторону сердца, что может вызвать варикозное расширение вен. Оно особенно часто возникает на ногах, где кровь задерживается в венах, вызывая их расширение и боли. Иногда в крови образуется сгусток – тромб, который перемещается по циркуляторной системе и может вызвать блокировку, которая очень опасна.
Капилляры создают сеть в тканях, обеспечивая газообмен кислорода и углекислого газа и обмен веществ. Стенки капилляров тонкие и проницаемые, что позволяет веществам перемещаться в них и из них. Капилляры – конец пути крови от сердца, где кислород и питательные вещества из них попадают в клетки, и начало ее пути от клеток, где в кровь попадает углекислый газ, который она несет к сердцу.
Кровеносные сосуды образуют замкнутые круги кровообращения, по которым кровь движется непрерывно от сердца к органам и обратно. Кровеносная система представлена большим и малым кругами кровообращения (рис. 1). К большому кругу кровообращения относится циркуляция крови между сердцем и всеми частями организма по кровеносным сосудам. К малому кругу кровообращения относится циркуляция крови между сердцем и легкими по сосудам малого круга кровообращения.
Рис. 1. Схема кругов кровообращения
Большой круг кровообращения начинается от левого желудочка самым крупным сосудом – аортой. Аорта разветвляется на артерии, идущие к голове (сонные артерии), верхним конечностям (подключичные артерии), туловищу (нисходящая часть аорты), ко всем внутренним органам и к нижним конечностям. Артерии разветвляются на более мелкие сосуды – артериолы, а затем капилляры, образующие густую сеть сосудов в органах и тканях. Капилляры переходят в очень тонкие венозные сосуды – венулы. Последние идут от всех органов и тканей и соединяются в более крупные вены, которые, идя от туловища и нижних конечностей, впадают в нижнюю полую вену, а от головы и верхних конечностей – в верхнюю полую вену. Этими сосудами, впадающими в правое предсердие, заканчивается большой круг кровообращения.
Малый, или легочный, круг кровообращения начинается от правого желудочка стволом легочной артерии, который делится на две ветви. По этим артериям венозная кровь поступает к правому и левому легким. В легких артерии также разделяются на артериолы, а затем – на капилляры, которые густой сетью оплетают альвеолярные пузырьки. Через тонкостенные капилляры легких происходит обмен газов. Кровь получает из альвеолярного воздуха кислород и отдает ему углекислый газ, то есть превращается в артериальную. Артериальная кровь по четырем легочным венам поступает в левое предсердие, где заканчивается малый круг кровообращения.
В артериях большого круга кровообращения течет кровь, богатая кислородом, – артериальная, а в венах – кровь, содержащая углекислоту, – венозная кровь. В артериях малого круга кровообращения, наоборот, течет венозная кровь, богатая углекислотой, а в венах – артериальная, обогащенная кислородом.
Для артериальной системы как части сердечно-сосудистой системы характерно наличие во всех органах и частях тела соединений между артериями и их ветвями – анастомозов, благодаря которым осуществляется окольное (коллатеральное) кровообращение.
Кроме анастомозов, между артериолами и венами есть непосредственные соединения – соустья. По этим соустьям кровь, минуя капилляры, из артерии непосредственно переходит в вену. Анастомозы и соустья играют большую роль в перераспределении крови между органами.
Источник
Сосуды
Непременное условие существования организма – циркуляция жидкостей по кровеносным сосудам, переносящим кровь, и лимфатическим сосудам, по которым движется лимфа
Осуществляет транспорт жидкостей и растворенных в них веществ (питательные, продукты жизнедеятельности клеток, гормоны, кислород и др.) сердечно-сосудистая система – важнейшая интегрирующая система организма. Сердце в этой системе выполняет роль насоса, а сосуды служат своеобразным трубопроводом, по которому все необходимое доставляется каждой клетке тела.
Кровеносные сосуды
Рис. 1. Кровеносные сосуды (схема): венула (синий цвет), капиллярная сеть, вена (синий цвет), артерия (красный цвет), артериола (красный цвет)
Среди кровеносных сосудов выделяют более крупные – артерии и более мелкие – артериолы, по которым кровь течет от сердца к органам, венулы и вены, по которым кровь возвращается к сердцу, и капилляры, по которым кровь переходит из артериальных сосудов в венозные (рис. 1). Наиболее важные обменные процессы между кровью и органами совершаются в капиллярах, где кровь отдает содержащиеся в ней кислород и питательные вещества окружающим тканям, а забирает из них продукты метаболизма. Благодаря постоянной циркуляции крови поддерживается оптимальная концентрация веществ в тканях, что необходимо для нормальной жизнедеятельности организма.
Кровеносные сосуды образуют большой и малый круги кровообращения, которые начинаются и заканчиваются в сердце. Объем крови у человека массой тела 70 кг равен 5-5,5 л (примерно 7% массы тела). Состоит кровь из жидкой части – плазмы и клеток – эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов. Вследствие высокой скорости кругооборота ежесуточно по кровеносным сосудам протекает 8000-9000 л крови.
В разных сосудах кровь движется с разной скоростью. В аорте, выходящей из левого желудочка сердца, скорость крови наибольшая – 0,5 м/с, в капиллярах – наименьшая – около 0,5 мм/с, а в венах – 0,25 м/с. Различия в скорости течения крови обусловлены неодинаковой шириной общего сечения кровеносного русла в разных участках. Суммарный просвет капилляров в 600-800 раз превышает просвет аорты, а ширина просвета венозных сосудов примерно в 2 раза больше, чем артериальных. По законам физики, в системе сообщающихся сосудов скорость тока жидкости выше в более узких местах.
Рис. 2. Строение стенки кровеносных сосудов: артерия, капилляр, вена
Стенка артерий толще, чем у вен, и состоит из трех оболочек слоев (рис. 2). Средняя оболочка построена из пучков гладкой мышечной ткани, между которыми расположены эластические волокна. Во внутренней оболочке, выстланной со стороны просвета сосуда эндотелием, и на границе между средней и наружной оболочками имеются эластические мембраны. Эластические мембраны и волокна образуют своеобразный каркас сосуда, придающий его стенкам прочность и упругость.
В стенке ближайших к сердцу крупных артерий (аорта и ее ветви) эластических элементов относительно больше. Обусловлено это необходимостью противодействовать растяжению массой крови, которая выбрасывается из сердца при его сокращении. По мере удаления от сердца артерии делятся на ветви и становятся мельче. В средних и мелких артериях, в которых инерция сердечного толчка ослабевает и требуется собственное сокращение сосудистой стенки для дальнейшего продвижения крови, хорошо развита мышечная ткань. Под влиянием нервных раздражений такие артерии способны изменять свой просвет.
Стенки вен тоньше, но состоят из тех же трех оболочек. Поскольку в них значительно меньше эластической и мышечной ткани, стенки вен могут спадаться. Особенностью вен является наличие во многих из них клапанов, препятствующих обратному току крови. Клапаны вен представляют собой карманоподобные выросты внутренней оболочки.
Лимфатические сосуды
Сравнительно тонкую стенку имеют и лимфатические сосуды. В них также имеется множество клапанов, которые позволяют лимфе двигаться только в одном направлении – к сердцу.
Лимфатические сосуды и оттекающая по ним лимфа также относятся к сердечно-сосудистой системе. Лимфатические сосуды вместе с венами обеспечивают всасывание из тканей воды с растворенными в ней веществами: крупные белковые молекулы, капельки жира, продукты распада клеток, чужеродные бактерии и прочие. Самые мелкие лимфатические сосуды – лимфатические капилляры – замкнуты на одном конце и располагаются в органах рядом с кровеносными капиллярами. Проницаемость стенки лимфатических капилляров выше, чем у кровеносных капилляров, а диаметр их больше, поэтому те вещества, которые из-за крупных размеров не могут попасть из тканей в кровеносные капилляры, поступают в лимфатические капилляры. Лимфа по своему составу напоминает плазму крови; из клеток в ней содержатся только лейкоциты (лимфоциты).
Образующаяся в тканях лимфа по лимфатическим капиллярам, а дальше по более крупным лимфатическим сосудам постоянно оттекает в кровеносную систему, в вены большого круга кровообращения. За сутки в кровь поступает 1200-1500 мл лимфы. Важно, что прежде чем оттекающая от органов лимфа попадет в кровеносную систему и смешается с кровью, она проходит через каскад лимфатических узлов, которые располагаются по ходу лимфатических сосудов. В лимфатических узлах чужеродные для организма вещества и болезнетворные микроорганизмы задерживаются и обезвреживаются, а лимфа обогащается лимфоцитами.
Расположение сосудов
Рис. 3. Венозная система
Рис. 3а. Артериальная система
Распределение сосудов в теле человека подчиняется определенным закономерностям. Артерии и вены обычно идут вместе, причем мелкие и средние артерии сопровождаются двумя венами. В составе этих сосудистых пучков проходят также лимфатические сосуды. Ход сосудов соответствует общему плану строения тела человека (рис. 3 и 3а). Вдоль позвоночного столба проходят аорта и крупные вены, в межреберных промежутках расположены отходящие от них ветви. На конечностях, в тех отделах, где скелет состоит из одной кости (плечо, бедро), имеется по одной главной артерии, сопровождаемой венами. Там, где в скелете две кости (предплечье, голень), идут и две главные артерии, а при лучевом строении скелета (кисть, стопа), артерии расположены соответственно каждому пальцевому лучу. Сосуды направляются к органам по кратчайшему расстоянию. Сосудистые пучки проходят в укрытых местах, в каналах, образованных костями и мышцами, и только на сгибательных поверхностях тела.
В некоторых местах артерии располагаются поверхностно, и их пульсация может быть прощупана (рис. 4). Так, пульс можно исследовать на лучевой артерии в нижней части предплечья или на сонной артерии в боковой области шеи. Кроме того, поверхностно расположенные артерии можно прижать к рядом лежащей кости для остановки кровотечения.
Рис. 4. Точки определения пульса
Как разветвления артерий, так и притоки вен широко соединяются между собой, образуя так называемые анастомозы. При нарушениях притока крови или ее оттока по основным сосудам анастомозы способствуют движению крови в различных направлениях и перемещению ее из одной области в другую, что приводит к восстановлению кровоснабжения. Это особенно важно в случае резкого нарушения проходимости основного сосуда при атеросклерозе, травме, ранении.
Самые многочисленные и тонкие сосуды – кровеносные капилляры. Диаметр их составляет 7-8 мкм, а толщина стенки, образованной одним слоем эндотелиальных клеток, лежащих на базальной мембране, – около 1 мкм. Через стенку капилляров осуществляется обмен веществ между кровью и тканями. Кровеносные капилляры находятся почти во всех органах и тканях (их нет только в самом наружном слое кожи – эпидермисе, роговице и хрусталике глаза, в волосах, ногтях, эмали зубов). Длина всех капилляров человеческого тела составляет примерно 100 000 км. Если их вытянуть в одну линию, то можно опоясать земной шар по экватору 2,5 раза. Внутри органа кровеносные капилляры соединяются между собой, образуя капиллярные сети. Кровь в капиллярные сети органов поступает по артериолам, а оттекает по венулам.
Микроциркуляция
Движение крови по капиллярам, артериолам и венулам, а лимфы по лимфатическим капиллярам получило название микроциркуляции, а сами мельчайшие сосуды (диаметр их, как правило, не превышает 100 мкм) – микроциркуляторного русла. Строение последнего русла имеет свои особенности в разных органах, а тонкие механизмы микроциркуляции позволяют регулировать деятельность органа и приспосабливать ее к конкретным условиям функционирования организма. В каждый момент работает, то есть открыта и пропускает кровь, только часть капилляров, другие же остаются в резерве (закрыты). Так, в покое могут быть закрытыми более 75% капилляров скелетных мышц. При физической нагрузке большинство из них открываются, так как работающая мышца требует интенсивного притока питательных веществ и кислорода.
Функцию распределения крови в микроциркуляторном русле выполняют артериолы, которые имеют хорошо развитую мышечную оболочку. Это позволяет им сужаться или расширяться, изменяя количество поступающей в капиллярные сети крови. Такая особенность артериол позволила русскому физиологу И.М. Сеченову назвать их «кранами кровеносной системы».
Изучение микроциркуляторного русла возможно лишь с помощью микроскопа. Именно поэтому активное исследование микроциркуляции и зависимости ее интенсивности от состояния и потребностей окружающих тканей стало возможным только в ХХ в. Исследователь капилляров Август Крог в 1920 г. был удостоен Нобелевской премии. В России существенный вклад в развитие представлений о микроциркуляции в 70-90-х годах внесли научные школы академиков В.В. Куприянова и А.М. Чернуха. В настоящее время, благодаря современным техническим достижениям, методы исследования микроциркуляции (в том числе с использованием компьютерных и лазерных технологий) широко применяются в клинической практике и экспериментальной работе.
Артериальное давление
Важной характеристикой деятельности сердечно-сосудистой системы служит величина артериального давления (АД). В связи с ритмической работой сердца оно колеблется, повышаясь во время систолы (сокращения) желудочков сердца и снижаясь во время диастолы (расслабления). Наивысшее АД, отмечаемое во время систолы, называют максимальным, или систолическим. Наименьшее АД называют минимальным, или диастолическим. АД обычно измеряют в плечевой артерии. У взрослых здоровых людей максимальное АД в норме равно 110-120 мм рт.ст., а минимальное 70-80 мм рт.ст. У детей, вследствие большой эластичности стенки артерий, АД ниже, чем у взрослых. С возрастом, когда эластичность сосудистых стенок из-за склеротических изменений уменьшается, уровень АД повышается. При мышечной работе систолическое АД растет, а диастолическое не меняется или снижается. Последнее объясняется расширением сосудов в работающих мышцах. Уменьшение максимального АД ниже 100 мм рт.ст. называют гипотонией, а увеличение выше 130 мм рт.ст. – гипертонией.
Уровень АД поддерживается сложным механизмом, в котором участвуют нервная система и различные вещества, переносимые самой кровью. Так, существуют сосудосуживающие и сосудорасширяющие нервы, центры которых расположены в продолговатом и спинном мозге. Имеется значительное количество химических веществ, под влиянием которых изменяется просвет сосудов. Часть этих веществ образуется в самом организме (гормоны, медиаторы, углекислый газ), другие поступают из внешней среды (лекарственные и пищевые вещества). Во время эмоционального напряжения (гнев, страх, боль, радость) в кровь из надпочечников поступает гормон адреналин. Он усиливает деятельность сердца и суживает сосуды, АД при этом повышается. Так же действует гормон щитовидной железы тироксин.
Каждому человеку следует знать, что его организм имеет мощные механизмы саморегуляции, при помощи которых поддерживается нормальное состояние сосудов и уровень АД. Это обеспечивает необходимое кровоснабжение всех тканей и органов. Однако надо обращать внимание на сбои в деятельности этих механизмов и с помощью специалистов выявлять и устранять их причину.
Автор: Ольга Гурова, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, доцент кафедры анатомии человека РУДН
В материале использованы фотографии, принадлежащие shutterstock.com
Источник