Роль сосудов в организме человека

Кровь – это одна из базовых жидкостей человеческого организма, благодаря которой органы и ткани получают необходимое питание и кислород, очищаются от токсинов и продуктов распада. Эта жидкость может циркулировать в строго определённом направлении благодаря системе кровообращения. В статье мы поговорим о том, как устроен этот комплекс, благодаря чему поддерживается ток крови, и каким образом система кровообращения взаимодействует с другими органами.

Кровеносная система человека: строение и функции

Нормальная жизнедеятельность невозможна без эффективной циркуляции крови: она поддерживает постоянство внутренней среды, переносит кислород, гормоны, питательные компоненты и другие жизненно необходимые вещества, принимает участие в очищении от токсинов, шлаков, продуктов распада, накопление которых рано или поздно привело бы к гибели отдельно взятого органа или всего организма. Этот процесс регулируется кровеносной системой – группой органов, благодаря совместной работе которых осуществляется последовательное перемещение крови по телу человека.

Давайте рассмотрим, как устроена кровеносная система, и какие функции в организме человека она выполняет.

Строение кровеносной системы человека

На первый взгляд, кровеносная система устроена просто и понятно: она включает сердце и многочисленные сосуды, по которым течёт кровь, поочерёдно достигая всех органов и систем. Сердце – это своеобразный насос, который подстёгивает кровь, обеспечивая её планомерный ток, а сосуды играют роль путеводных трубок, которые определяют конкретный путь перемещения крови по организму. Именно поэтому кровеносную систему называют ещё сердечно-сосудистой, или кардиоваскулярной.

Поговорим более подробно о каждом органе, который относится к кровеносной системе человека.

Органы кровеносной системы человека

Как и любой организменный комплекс, кровеносная система включает ряд различных органов, которые классифицируются в зависимости от строения, локализации и выполняемых функций:

1. Сердце считается центральным органом кардиоваскулярного комплекса. Оно представляет собой полый орган, образованный преимущественно мышечной тканью. Сердечная полость разделена перегородками и клапанами на 4 отдела – по 2 желудочка и предсердия (левые и правые). Благодаря ритмичным последовательным сокращениям сердце проталкивает кровь по сосудам, обеспечивая её равномерную и непрерывную циркуляцию.
2. Артерии несут кровь от сердца к другим внутренним органам. Чем дальше от сердца они локализованы, тем тоньше их диаметр: если в области сердечной сумки средняя ширина просвета составляет толщину большого пальца, то в районе верхних и нижних конечностей его диаметр примерно равен простому карандашу.

Несмотря на визуальную разницу, и крупные и мелкие артерии имеют сходное строение. Они включают три слоя – адвентиций, медиа и интима. Адвентиций – наружный слой – образован рыхлой фиброзной и эластической соединительной тканью и включает множество пор, через которые проходят микроскопические капилляры, питающие сосудистую стенку, и нервные волокна, регулирующие ширину просвета артерии в зависимости от посылаемых организмом импульсов.

Медиа, занимающая срединное положение, включает эластические волокна и гладкие мышцы, благодаря которым поддерживается упругость и эластичность сосудистой стенки. Именно этот слой в большей степени регулирует скорость кровотока и артериальное давление, которое может варьироваться в допустимом диапазоне в зависимости от внешних и внутренних факторов, влияющих на организм. Чем больше диаметр артерии, тем выше процент эластических волокон в срединном слое. По этому принципу сосуды классифицируют на эластические и мышечные.

Интима, или внутренняя выстилка артерий, представлена тонким слоем эндотелия. Гладкая структура этой ткани облегчает циркуляцию крови и служит пропускным каналом для питания медии.

По мере истончения артерий эти три слоя становятся менее выраженными. Если в крупных сосудах адвентиций, медиа и интима хорошо различимы, то в тонких артериолах заметны только мышечные спирали, эластические волокна и тонкая эндотелиальная выстилка.

1. Капилляры – самые тонкие сосуды кардиоваскулярной системы, которые являются промежуточным звеном между артериями и венами. Они локализованы в самых отдалённых от сердца участках и содержат не более 5% от общего объёма крови в организме. Несмотря на малый размер, капилляры крайне важны: они окутывают тело плотной сетью, снабжая кровью каждую клеточку организма. Именно здесь происходит обмен веществами между кровью и прилегающими тканями. Тончайшие стенки капилляров легко пропускают молекулы кислорода и питательных компонентов, содержащихся в крови, которые под воздействием осмотического давления переходят в ткани других органов. Взамен кровь получает содержащиеся в клетках продукты распада и токсины, которые по венозному руслу отправляются обратно к сердцу, а затем к лёгким.
2. Вены – разновидность сосудов, которые переносят кровь от внутренних органов к сердцу. Стенки вен, как и артерий, образованы тремя слоями. Единственное отличие заключается в том, что каждый из этих слоёв менее выражен. Эта особенность регулируется физиологией вен: для циркуляции крови здесь не требуется наличия сильного давления сосудистых стенок – направление кровотока поддерживается благодаря наличию внутренних клапанов. Большее их количество содержится в венах нижних и верхних конечностей – здесь при низком венозном давлении без попеременного сокращения мышечных волокон кровоток был бы невозможен. В крупных венах, напротив, клапанов очень мало или нет вовсе.

В процессе циркуляции часть жидкости из крови просачивается через стенки капилляров и сосудов к внутренним органам. Эта жидкость, визуально чем-то напоминающая плазму, является лимфой, которая попадает в лимфатическую систему. Сливаясь воедино, лимфатические пути образуют довольно крупные протоки, которые в области сердца впадают обратно в венозное русло кардиоваскулярной системы.

Кровеносная система человека: кратко и понятно о кровообращении

Замкнутые циклы кровообращения образуют круги, по которым кровь движется от сердца к внутренним органам и обратно. Человеческая кардиоваскулярная система включает 2 круга кровообращения – большой и малый.

Кровь, циркулирующая по большому кругу, начинает путь в левом желудочке, затем переходит в аорту и по прилегающим артериям попадает в капиллярную сеть, распространяясь по всему организму. После этого происходит молекулярный обмен, а затем кровь, лишённая кислорода и наполненная диоксидом углерода (конечным продуктом при клеточном дыхании), попадает в венозную сеть, оттуда – в крупные полые вены и, наконец, в правое предсердие. Весь этот цикл у здорового взрослого человека занимает в среднем 20-24 секунды.

Малый круг кровообращения начинается в правом желудочке. Оттуда кровь, содержащая большое количество углекислого газа и прочих продуктов распада, попадает в лёгочный ствол, а затем в лёгкие. Там кровь насыщается кислородом и отправляется обратно к левому предсердию и желудочку. Этот процесс занимает порядка 4 секунд.

Помимо двух основных кругов кровообращения, в некоторых физиологических состояниях у человека могут появляться иные пути для циркуляции крови:

• Венечный круг является анатомической частью большого и отвечает исключительно за питание сердечной мышцы. Он начинается на выходе венечных артерий из аорты и заканчивается венозным сердечным руслом, которое образует венечный синус и впадает в правое предсердие.
• Виллизиев круг призван компенсировать недостаточность мозгового кровообращения. Он располагается в основании головного мозга, где сходятся позвоночные и внутренние сонные артерии.
• Плацентарный круг появляется у женщины исключительно во время вынашивания ребёнка. Благодаря ему плод и плацента получают от материнского организма питательные вещества и кислород.

Функции кровеносной системы человека

Основная роль, которую играет кардиоваскулярная система в организме человека, заключается в передвижении крови от сердца к другим внутренним органам и тканям и обратно. От этого зависит множество процессов, благодаря которым возможно поддержание нормальной жизнедеятельности:

• клеточное дыхание, то есть перенос кислорода от лёгких к тканям с последующей утилизацией отработанного углекислого газа;
• питание тканей и клеток поступающими к ним веществами, содержащимися в крови;
• поддержание постоянной температуры тела с помощью распределения тепла;
• обеспечение иммунного ответа после попадания в организм болезнетворных вирусов, бактерий, грибков и других чужеродных агентов;
• выведение продуктов распада к лёгким для последующей экскреции из организма;
• регуляция активности внутренних органов, которая достигается за счёт транспортировки гормонов;
• поддержание гомеостаза, то есть баланса внутренней среды организма.

Кровеносная система человека: кратко о главном

Подводя итоги, стоит отметить важность поддержания здоровья кровеносной системы для обеспечения работоспособности всего организма. Малейший сбой в процессах циркуляции крови способен стать причиной недополучения кислорода и питательных веществ другими органами, недостаточного выведения токсических соединений, нарушения гомеостаза, иммунитета и других жизненно важных процессов. Чтобы избежать серьёзных последствий, необходимо исключить факторы, провоцирующие заболевания кардиоваскулярного комплекса – отказаться от жирной, мясной, жареной пищи, которая забивает просвет сосудов холестериновыми бляшками; вести здоровый образ жизни, в которой нет места вредным привычкам, стараться в силу физиологических возможностей заниматься спортом, избегать стрессовых ситуаций и чутко реагировать на малейшие изменения в самочувствии, своевременно принимая адекватные меры по лечению и профилактике сердечно-сосудистых патологий.

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