Сердечно-сосудистая система — ключевая система организма, обеспечивающая транспорт крови, кислорода и питательных веществ к клеткам, а также удаление углекислого газа и отходов. Понимание ее работы помогает осознать функционирование тела и факторы, влияющие на здоровье сердца и сосудов. Эта статья разъясняет основные механизмы сердечно-сосудистой системы, ее структуру и роль в поддержании здоровья, а также предлагает рекомендации по сохранению нормального функционирования.

Кровь и ее функции

Клетки формируют ткани, и кровь является одной из них, но в жидком состоянии. Она циркулирует по всему организму через специальные трубочки, известные как кровеносные сосуды. Кровь состоит из плазмы, которая представляет собой жидкую основу, состоящую из воды, солей, множества белков и различных клеток. Основная функция плазмы заключается в транспортировке питательных веществ и антител. Эритроциты, или красные кровяные клетки, отвечают за перенос кислорода, в то время как лейкоциты, белые кровяные клетки, играют защитную роль, борясь с бактериями и вирусами. Тромбоциты, или кровяные пластинки, участвуют в процессе свертывания крови.

Кровь постоянно обновляется. Эритроциты, различные виды лейкоцитов и тромбоциты формируются в костном мозге — специальной ткани, находящейся в большинстве костей. Селезенка служит местом для образования зернистых лейкоцитов, эритроцитов и моноцитов, тогда как лимфоциты производятся в лимфатических узлах.

Продолжительность жизни клеток варьируется: эритроциты живут около 120 дней, лейкоциты — около 5 дней, а тромбоциты — всего 4 дня. Лимфоциты могут существовать от нескольких дней до нескольких месяцев.

В наших сосудах одновременно перемещается примерно 3 миллиарда красных кровяных клеток — эритроцитов. У зрелых эритроцитов отсутствуют ядра, и они полностью состоят из белка гемоглобина, который отвечает за транспортировку кислорода. Именно этот белок придает крови ее характерный красный цвет.

Сердечно-сосудистая система представляет собой сложный механизм, обеспечивающий циркуляцию крови по организму. Эксперты отмечают, что сердце, как главный насос, играет ключевую роль в этом процессе. Оно состоит из четырех камер: двух предсердий и двух желудочков, которые работают синхронно, обеспечивая эффективное перекачивание крови. Артерии, вены и капилляры образуют сеть сосудов, по которым кровь доставляет кислород и питательные вещества к клеткам, а также удаляет углекислый газ и продукты обмена.

Специалисты подчеркивают важность поддержания здоровья сердечно-сосудистой системы через правильное питание, физическую активность и контроль уровня стресса. Заболевания, такие как гипертония и атеросклероз, могут значительно ухудшить ее функционирование, что приводит к серьезным последствиям. Поэтому регулярные медицинские осмотры и профилактика играют важную роль в поддержании здоровья сердца и сосудов.

Анатомия и физиология сердечно-сосудистой системы кратко

Откуда появляются синяки?

На месте ушиба повреждаются мелкие кровеносные сосуды, и кровь вытекает под кожу. Ушиб сначала приобретает красноватый цвет, затем синеет, а через несколько дней желтеет. Изменение цвета связано с разрушением и постепенным удалением красных кровяных телец.

Интересные факты

Вот несколько интересных фактов о сердечно-сосудистой системе:

1. Сердце как насос: Сердце человека — это мощный насос, который перекачивает около 5 литров крови в минуту в состоянии покоя. За всю жизнь сердце может перекачать более 180 миллионов литров крови, что достаточно для заполнения более 60 олимпийских бассейнов.

2. Сеть сосудов: Если соединить все кровеносные сосуды в организме человека, их общая длина составит около 100 000 километров. Это расстояние достаточно, чтобы обойти Землю по экватору более двух раз!

3. Автономная система: Сердечно-сосудистая система имеет свою собственную электрическую систему, которая контролирует ритм сердечных сокращений. Синусовый узел, расположенный в правом предсердии, генерирует электрические импульсы, которые заставляют сердце биться, и это происходит независимо от нервной системы, хотя она может влиять на частоту сердечных сокращений в ответ на стресс или физическую активность.

Анатомия. Сердечно-сосудистая система | Биология ЦТ, ЕГЭ

Как заживляются раны?

При повреждении кровеносного сосуда начинается вытекание крови. Если не предпринять меры для остановки кровотечения, это может привести к серьезной потере крови и даже к летальному исходу. Однако в крови присутствуют специальные тромбоциты и белки, известные как факторы свертывания. Когда происходит кровотечение, тромбоциты стремительно направляются к месту ранения, чтобы его закрыть. Из белка протромбина образуется тромбин, и активируются факторы свертывания крови. В результате их действия фибриноген превращается в фибрин, который формирует сетку из волокон. Тромбоциты, попадая в эту сетку, выделяют сыворотку, что способствует образованию струпа.

Как работает сердечно-сосудистая система?

Сеть, которая переносит по организму кровь, носит название сердечно-сосудистой или системы кровообращения. Она действительно включает сердце и сосуды — артерии, вены, венулы и капилляры. Система кровообращения подразделяется на две части. Это, прежде всего, большой круг кровообращения, в котором кровь циркулирует от сердца по всему организму и обратно, кроме легких, отдавая кислород органам и тканям. Малый круг кровообращения — это система, в которой кровь циркулирует от сердца к легким, отдавая для выдоха углекислый газ и получая кислород, чтобы принести его к сердцу. В большом круге кровообращения богатая кислородом кровь выходит из сердца по аорте, потом по артериям и артериолам и поступает в капилляры, оттуда собирается в венулы и вены, чтобы вернуться в сердце.

В большом круге кровообращения по артериям идет кровь, насыщенная кислородом, а по венам — углекислотой. В малом круге кровообращения все получается ровно наоборот. Поэтому вены — всегда сосуды, идущие к сердцу, а артерии — от сердца.

Наш организм не может жить без движения крови. Если сердце остановится, кровь перестанет двигаться и человек умрет уже через несколько минут.

Сердце — крупный мышечный орган, который расположен в грудной полости. Оно весит примерно 300 г, при этом перекачивает по всему организму более 7000 л крови в сутки и делает это всю жизнь человека. Расслабляясь, сердце вбирает в себя кровь, а сжимаясь, выталкивает. То, что мы воспринимаем как его биение, и есть эти сокращения и расслабления. Сердце состоит из четырех камер: двух предсердий (сверху) и двух желудочков (снизу). Предсердие выталкивает кровь через клапан в желудочек, который направляет ее в аорту.

Общая протяженность всех сосудов у человека — около 100 000 км! При этом диаметр самых мелких сосудов — капилляров — не более 4 мкм.

Круги кровообращения

Что такое пульс?

Стенки артерий образованы несколькими слоями мышечной ткани, которые способствуют продвижению крови при каждом сердечном сокращении. Кровь попадает в артериальную систему из левого желудочка под высоким давлением. Периодическое пульсирующее расширение стенок артерий, происходящее одновременно с сокращениями сердца, называется пульсом. У взрослого человека в состоянии покоя его частота составляет в среднем 60—80 ударов в минуту, однако при физической активности или в случае болезни этот показатель может варьироваться.

Вопрос по теме

1. Где образуются и созревают клетки крови?
2. Почему в зрелых эритроцитах нет клеточных ядер?
3. Чем большой круг кровообращения отличается от малого?
4. Чем артерии отличаются от вен?

Ответы

1. Кровяные клетки формируются в костном мозге, селезенке и лимфатических узлах.
2. В зрелых эритроцитах ядра исчезают, чтобы максимально освободить пространство для гемоглобина, который отвечает за транспортировку кислорода.
3. Большой круг кровообращения доставляет кислород к органам и тканям, а углекислый газ возвращает к сердцу; малый круг, в свою очередь, переносит углекислый газ к легким и кислород к сердцу.
4. Артерии транспортируют кровь от сердца, в то время как вены возвращают ее обратно, независимо от того, содержит ли она кислород или углекислый газ.

Понятие о кругах кровообращения

Система кровообращения состоит из двух кругов — телесного (большого) и легочного (малого). Кругом кровообращения называется система сосудов артериального, капиллярного, лимфатического и венозного типа, которая осуществляет подачу крови из сердца в сосуды и ее движение в обратном направлении. Центральным органом кровообращения является сердце, так как в нем без смешения артериальной и венозной крови перекрещивается два круга кровообращения.

Большой круг кровообращения

Большой круг кровообращения представляет собой систему, которая обеспечивает артериальную кровь для периферических тканей и возвращает ее обратно к сердцу. Он начинается в левом желудочке, откуда кровь поступает в аорту через аортальное отверстие, оснащенное трехстворчатым клапаном. Из аорты кровь направляется в более мелкие артерии, достигая капилляров. Эта система органов формирует приводящее звено.

В капиллярах кислород поступает в ткани, а углекислый газ захватывается эритроцитами. Кроме того, кровь переносит аминокислоты, липопротеиды и глюкозу, а продукты обмена веществ выводятся из капилляров в венулы, а затем в более крупные вены. Эти вены впадают в полые вены, которые возвращают кровь непосредственно к сердцу, в правое предсердие.

Таким образом, большой круг кровообращения завершается в правом предсердии. Циркуляция крови выглядит следующим образом: левый желудочек, аорта, эластические артерии, мышечно-эластические артерии, мышечные артерии, артериолы, капилляры, венулы, вены и полые вены, которые возвращают кровь к сердцу в правое предсердие. Большой круг кровообращения обеспечивает кровоснабжение головного мозга, кожи и костей. В целом, все ткани организма получают питание от сосудов большого круга, в то время как малый круг служит исключительно для оксигенации крови.

Малый круг кровообращения

Легочной (малый) круг кровообращения, схема которого представлена ниже, берет начало от правого желудочка. В него кровь попадает из правого предсердия через атриовентрикулярное отверстие. Из полости правого желудочка обедненная кислородом (венозная) кровь через выходной (легочной) тракт поступает в легочной ствол. Эта артерия тоньше аорты. Она делится на две ветви, которые направляются к обоим легким.

Легкие — это центральный орган, который образует малый круг кровообращения. Схема человека, описанная в учебниках по анатомии, поясняет, что легочной кровоток нужен для оксигенации крови. Здесь она отдает углекислый газ и вбирает кислород. В синусоидальных капиллярах легких с нетипичным для тела диаметром около 30 мкм и идет газообмен.

Впоследствии кровь, насыщенная кислородом, направляется по системе внутрилегочных вен и собирается в 4 пульмональные вены. Все они прикреплены к левому предсердию и несут туда богатую кислородом кровь. На этом и заканчиваются круги кровообращения. Схема малого легочного круга выглядит так (по ходу движения крови): правый желудочек, легочная артерия, внутрилегочные артерии, легочные артериолы, легочные синусоиды, венулы, легочные вены, левое предсердие.

Особенности системы кровообращения

Основной характеристикой системы кровообращения, состоящей из двух кругов, является необходимость наличия сердца с двумя и более камерами. У рыб функционирует только один круг кровообращения, так как у них отсутствуют легкие, и весь процесс газообмена происходит в жабрах. Поэтому сердце рыб имеет однокамерную структуру и выполняет роль насоса, который направляет кровь в одном направлении.

Земноводные и рептилии обладают органами дыхания и, соответственно, двумя кругами кровообращения. Их работа организована следующим образом: кровь из желудочка поступает в сосуды большого круга, затем из артерий она попадает в капилляры и вены. Венозный возврат к сердцу также осуществляется, но из правого предсердия кровь попадает в общий желудочек для обоих кругов кровообращения. Поскольку сердце этих животных имеет три камеры, венозная и артериальная кровь смешиваются.

У человека и других млекопитающих сердце имеет четырехкамерную структуру, где два желудочка и два предсердия разделены перегородками. Отсутствие смешивания артериальной и венозной крови стало значительным эволюционным достижением, которое способствовало развитию теплокровности у млекопитающих.

Кровоснабжение легких и сердца

В системе кровообращения, которая состоит из двух кругов, особую важность имеет питание легкого и сердца. Это важнейшие органы, обеспечивающие замкнутость кровеносного русла и целостность дыхательной и кровеносной систем. Итак, легкие имеют в своей толще два круга кровообращения. Но их ткань питается за счет сосудов большого круга: от аорты и от внутригрудных артерий ответвляются бронхиальные и легочные сосуды, несущие кровь к паренхиме легкого. А из правых отделов орган питаться не может, хотя часть кислорода диффундирует и оттуда. Значит, большой и малый круги кровообращения, схема которых описана выше, выполняют разные функции (один обогащает кровь кислородом, а второй отправляет ее к органам, забирая деоксигенированную кровь от них).

Сердце также питается от сосудов большого круга, но находящаяся в его полостях кровь способна обеспечивать кислородом эндокард. При этом часть вен миокарда, преимущественно мелких, впадает непосредственно в камеры сердца. Примечательно, что пульсовая волна на коронарные артерии распространяется в сердечную диастолу. Потому орган кровоснабжается только тогда, когда «отдыхает».

Это интересно

Кровообращение человека, схемы которого представлены выше, играет ключевую роль в поддержании теплокровности и высокой выносливости. Хотя человек не использует свою силу для выживания так, как это делают многие животные, именно это качество позволило млекопитающим освоить новые ареалы, ранее недоступные для земноводных, рептилий и рыб.

В процессе эволюции большой круг кровообращения возник раньше и был характерен для рыб, тогда как малый круг появился позже, у тех животных, которые полностью адаптировались к жизни на суше. С момента его формирования дыхательная и кровеносная системы стали рассматриваться как единое целое, так как они взаимосвязаны как функционально, так и структурно.

Это важный и устойчивый эволюционный механизм, который способствовал переходу от водной среды к жизни на суше. В результате дальнейшего усложнения млекопитающих, развитие будет направлено не на усложнение респираторной и кровеносной систем, а на улучшение способности крови связывать кислород и увеличение площади легких.

В организме человека сосуды образуют две замкнутые системы кровообращения: большой и малый круги. Сосуды большого круга обеспечивают кровоснабжение органов, в то время как сосуды малого круга отвечают за газообмен в легких.

Большой круг кровообращения: артериальная кровь, насыщенная кислородом, покидает левый желудочек сердца и проходит через аорту, далее по артериям и артериальным капиллярам ко всем органам. Венозная кровь, насыщенная углекислым газом, возвращается от органов по венозным капиллярам в вены, а затем через верхнюю и нижнюю полые вены попадает в правое предсердие.

Малый круг кровообращения: венозная кровь от правого желудочка сердца проходит через легочную артерию в капилляры легких, где происходит насыщение кислородом. Затем артериальная кровь возвращается по легочным венам в левое предсердие. В этом круге артериальная кровь движется по венам, а венозная — по артериям. Он начинается в правом желудочке и заканчивается в левом предсердии. Легочный ствол, выходящий из правого желудочка, несет венозную кровь в легкие, где легочные артерии делятся на более мелкие сосуды, переходящие в капилляры. Кровь, насыщенная кислородом, оттекает по четырем легочным венам в левое предсердие.

Движение крови по сосудам осуществляется благодаря ритмичной работе сердца. При сокращении желудочков кровь под давлением выбрасывается в аорту и легочный ствол, где давление достигает 150 мм рт. ст. По мере продвижения крови по артериям давление снижается до 120 мм рт. ст., а в капиллярах — до 22 мм. Наименьшее давление наблюдается в венах, где оно ниже атмосферного.

Кровь выбрасывается из желудочков порциями, а непрерывность ее течения поддерживается эластичностью стенок артерий. Во время сокращения желудочков артерии растягиваются, а затем, благодаря своей упругости, возвращаются в исходное состояние до следующего поступления крови. Это обеспечивает продвижение крови вперед. Ритмические колебания диаметра артериальных сосудов, вызванные работой сердца, называются пульсом. Он легко прощупывается в местах, где артерии располагаются близко к костям (например, на запястье или тыльной стороне стопы). Измеряя пульс, можно определить частоту сердечных сокращений и их силу. У здорового взрослого человека в состоянии покоя частота пульса составляет 60—70 ударов в минуту. При различных заболеваниях сердца может наблюдаться аритмия — перебои в пульсе.

Кровь движется с наибольшей скоростью в аорте — около 0,5 м/с. Далее скорость снижается: в артериях она составляет 0,25 м/с, а в капиллярах — примерно 0,5 мм/с. Медленное течение крови в капиллярах и их большая протяженность способствуют обмену веществ (общая длина капилляров в организме человека достигает 100 тыс. км, а общая площадь всех капилляров составляет 6300 м2). Разница в скорости движения крови в аорте, капиллярах и венах объясняется различной шириной сечения кровеносного русла в разных участках. Самый узкий участок — аорта, в то время как суммарный просвет капилляров в 600—800 раз превышает просвет аорты, что и приводит к замедлению тока крови в капиллярах.

Импульсы, проходящие по нервным волокнам, возникают в сосудодвигательном центре продолговатого мозга. В нормальном состоянии стенки артерий слегка напряжены, и их просвет сужен. Из сосудодвигательного центра по сосудодвигательным нервам постоянно поступают импульсы, которые поддерживают тонус сосудов. Нервные окончания в стенках сосудов реагируют на изменения давления и химического состава крови, вызывая возбуждение, которое передается в центральную нервную систему и приводит к рефлекторным изменениям в работе сердечно-сосудистой системы. Таким образом, увеличение и уменьшение диаметра сосудов происходит рефлекторно, но также может быть вызвано гуморальными факторами — химическими веществами, которые попадают в кровь из пищи и различных внутренних органов. К таким веществам относятся как сосудорасширяющие, так и сосудосуживающие. Например, вазопрессин, тироксин и адреналин сужают сосуды и усиливают функции сердца, тогда как гистамин, образующийся в стенках пищеварительного тракта и в работающих органах, расширяет капилляры, не влияя на остальные сосуды. Существенное влияние на работу сердца оказывает изменение содержания в крови калия и кальция. Увеличение уровня кальция повышает частоту и силу сокращений, а также возбудимость и проводимость сердца. Калий, наоборот, оказывает противоположное действие.

Рисунок – Схема кровообращения (артериальная кровь обозначена красным цветом, венозная — синим, лимфатические сосуды — желтым):
1 — аорта; 2 — легочная артерия; 3 — легочная вена; 4 — лимфатические сосуды;
5 — артерии кишечника; 6 — капилляры кишечника; 7 — воротная вена; 8 — почечная вена; 9 — нижняя и 10 — верхняя полые вены.

В легких кровь соединяется с гемоглобином, превращаясь в артериальную. Гемоглобин вновь становится оксигемоглобином, и кровь меняет цвет с темного на алый. Артериальная кровь по легочным венам возвращается к сердцу. От каждого легкого к левому предсердию идут по две легочные вены, несущие артериальную кровь. В левом предсердии завершается малый круг кровообращения, и кровь переходит в левый желудочек, после чего начинается большой круг кровообращения. Таким образом, каждая капля крови последовательно проходит один круг кровообращения, а затем другой.

Кровообращение в сердце относится к большому кругу. От аорты к сердечным мышцам отходит артерия, которая обвивает сердце, образуя венец, и поэтому называется венечной артерией. От нее отходят более мелкие сосуды, образующие капиллярную сеть, где артериальная кровь отдает кислород и поглощает углекислый газ. Венозная кровь собирается в вены, которые сливаются и несколькими протоками впадают в правое предсердие.

Отток лимфы удаляет из тканевой жидкости все, что образуется в процессе жизнедеятельности клеток, включая микроорганизмы, отмершие части клеток и другие ненужные организму остатки. Кроме того, в лимфатическую систему попадают некоторые питательные вещества из кишечника. Все эти вещества поступают в лимфатические капилляры и направляются в лимфатические сосуды. Проходя через лимфатические узлы, лимфа очищается и, освобожденная от посторонних примесей, впадает в шейные вены.

Таким образом, наряду с замкнутой кровеносной системой существует незамкнутая лимфатическая система, которая помогает очищать межклеточные пространства от ненужных веществ.

Регуляция сердечно-сосудистой системы

Регуляция сердечно-сосудистой системы осуществляется через сложную сеть механизмов, которые обеспечивают адаптацию сердечно-сосудистой активности к изменяющимся условиям окружающей среды и потребностям организма. Основные компоненты этой регуляции включают нервную, гуморальную и местную регуляцию.

Нервная регуляция осуществляется через автономную нервную систему, которая делится на симпатическую и парасимпатическую части. Симпатическая нервная система активирует сердечную деятельность, увеличивая частоту сердечных сокращений и силу сердечных сокращений. Это достигается за счет выделения нейротрансмиттеров, таких как норадреналин, который связывается с бета-адренорецепторами на кардиомиоцитах.

Парасимпатическая нервная система, в свою очередь, замедляет сердечную деятельность. Основным нейротрансмиттером в этом процессе является ацетилхолин, который действует на мускариновые рецепторы в сердце, снижая частоту сердечных сокращений. Регуляция через автономную нервную систему позволяет организму быстро реагировать на стрессовые ситуации, физическую нагрузку или отдых.

Гуморальная регуляция включает в себя влияние различных гормонов и биологически активных веществ на сердечно-сосудистую систему. Например, адреналин и норадреналин, выделяемые надпочечниками, усиливают сердечную деятельность и сужают сосуды, что приводит к повышению артериального давления. Другие гормоны, такие как ангиотензин II и вазопрессин, также играют важную роль в регуляции артериального давления и объема крови.

Кроме того, местная регуляция осуществляется через механизмы, которые действуют на уровне тканей и органов. Это включает в себя реакцию сосудов на изменения уровня кислорода и углекислого газа, а также на продукты метаболизма, такие как молочная кислота и аденозин. Эти вещества могут вызывать расширение или сужение сосудов, что позволяет регулировать кровоснабжение различных органов в зависимости от их потребностей.

Таким образом, сердечно-сосудистая система регулируется через сложное взаимодействие нервных, гуморальных и местных механизмов, что обеспечивает ее адаптацию к различным физиологическим условиям и требованиям организма. Эффективная регуляция сердечно-сосудистой системы является ключевым фактором для поддержания гомеостаза и общего здоровья человека.

Вопрос-ответ

Какова основная функция сердечно-сосудистой системы?

Основная функция сердечно-сосудистой системы заключается в транспортировке крови по всему организму. Это обеспечивает доставку кислорода и питательных веществ к клеткам, а также удаление углекислого газа и других отходов метаболизма.

Какие компоненты входят в состав сердечно-сосудистой системы?

Сердечно-сосудистая система состоит из сердца, кровеносных сосудов (артерий, вен и капилляров) и крови. Сердце выполняет роль насоса, а сосуды служат каналами для движения крови.

Как поддерживается нормальное давление в кровеносных сосудах?

Нормальное давление в кровеносных сосудах поддерживается за счет работы сердца, эластичности сосудов и регуляции объема крови. Гормоны, такие как адреналин, и нервные импульсы также играют важную роль в регулировании артериального давления.

Советы

СОВЕТ №1

Изучите анатомию сердечно-сосудистой системы. Понимание основных компонентов, таких как сердце, артерии, вены и капилляры, поможет вам лучше осознать, как они взаимодействуют и поддерживают кровообращение.

СОВЕТ №2

Следите за своим сердечно-сосудистым здоровьем. Регулярные физические нагрузки, сбалансированное питание и отказ от вредных привычек, таких как курение, могут значительно улучшить состояние вашей сердечно-сосудистой системы.

СОВЕТ №3

Обращайте внимание на сигналы своего организма. Если вы замечаете такие симптомы, как одышка, боль в груди или учащенное сердцебиение, не откладывайте визит к врачу. Раннее выявление проблем может спасти жизнь.

СОВЕТ №4

Регулярно проверяйте уровень холестерина и артериальное давление. Эти показатели являются важными индикаторами состояния сердечно-сосудистой системы и могут помочь вам предотвратить серьезные заболевания.