1.doc
Глава 9. ВОЗРАСТНАЯ АНАТОМИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ
9.1. Общий план строения сердечно-сосудистой системы
Сердечно-сосудистая система служит для постоянной циркуляции крови и оттока лимфы, что обеспечивает гуморальную связь между всеми органами, снабжение их питательными веществами и кислородом, выведение из них продуктов обмена, гуморальную регуляцию и ряд других жизненно важных функций организма. В зависимости от вида протекающей жидкости (кровь или лимфа) и некоторых особенностей строения сосудистую систему подразделяют на кровеносную и лимфатическую.
Кровеносная система включает сердце и кровеносные сосуды: артерии, капилляры и вены, образующие замкнутые системы — круги кровообращения, по которым кровь движется непрерывно от сердца к органам и обратно.
9.2. Строение, работа и возрастные особенности сердца
Сердце человека представляет собой четырехкамерный полый орган, производящий ритмические сокращения и расслабления, благодаря чему возможно движение крови по сосудам.
Расположено сердце в грудной полости, в нижнем отделе переднего средостения, в основном слева от срединной плоскости. В соответствии с конусообразной формой сердца в нем выделяют верхушку и основание. Верхушка направлена вниз, кпереди и влево, а основание — вверх, кзади и вправо. На сердце различают грудино-реберную (переднюю), диафрагмальную (нижнюю) и легочные (боковые) поверхности, правый и левый края, венечную и две (передняя и задняя) межжелудочковые борозды.
Размер сердца принято сравнивать с величиной кулака данного человека. Положение и масса сердца зависят от типа телосложения, формы грудной клетки пола, возраста человека, степени физической активности. Масса сердца индивидуально варьирует и у взрослых составляет 220—400 г, у женщин — 220—250 г, у мужчин — 300—400 г. Общий объем сердца составляет у мужчин 700—900 мл, у женщин 500—600 мл. Тяжелый физический труд и занятия спортом способствуют развитию гипертрофии миокарда и ведут к увеличению объема полостей сердца.
^ Камеры сердца. Сердце человека четырехкамерное — имеет два предсердия и два желудочка. Продольной перегородкой, в которой различают две части — межпредсердную и межжелудочковую перегородки — оно разделено на несообщающиеся между собой половины — правую и левую. В правой половине — правом предсердии и правом желудочке — течет венозная кровь, а в левой половине — левом предсердии и левом желудочке — артериальная кровь (рис. 17).
^ Правое предсердие расширено кзади, а спереди сужено и образует полый вырост — правое ушко. На перегородке, отделяющей правое предсердие от левого (межпредсердная перегородка), имеется овальной формы углубление — овальная ямка. На месте этой ямки у плода было овальное отверстие, посредством которого предсердия сообщались между собой. После рождения овальное отверстие обычно зарастает.
В
правое предсердие впадают верхняя и нижняя полые вены, венечный синус и мелкие венозные сосуды — наименьшие вены сердца.
По этим сосудам в правое предсердие поступает венозная кровь.
На внутренней поверхности предсердия имеются складки: одна у отверстия нижней полой вены снизу — заслонка нижней полой вены, другая у отверстия венечного синуса сердца справа — заслонка венечного синуса.
^ Рис. 17. Строение сердца:
1 — левое предсердие, 2 — двухстворчатый клапан (митральный),
3 — сосочковая мышца левого желудочка, 4 — мышечный слой сердца,
5 — левый желудочек, 6 — перегородка сердца, 7 — правый желудочек,
8 — сосочковая мышца правого желудочка, 9 — трехстворчатый клапан,
10 — правое предсердие, 11 — верхняя полая вена, 12 — аорта,
13 — клапаны аорты; 14 — легочный ствол
^ Правый желудочек отделен от левого межжелудочковой перегородкой. Полость правого желудочка подразделяют на два отдела: задний — собственно полость желудочка и передний — артериальный конус (воронка). Артериальный конус переходит вверху в легочный ствол, которым начинается малый круг кровообращения.
^ Левое предсердие как и правое, состоит из расширенной части и выступающего кпереди ушка. В расширенную часть впадают четыре легочные вены (по две с каждой стороны — правой и левой). По этим венам в предсердие поступает артериальная кровь.
^ Левый желудочек на своей внутренней поверхности имеет мясистые трабекулы и две сосочковые мышцы с отходящими от них сухожильными хордами. В передневерхнем отделе левого желудочка имеется отверстие аорты.
^ Клапаны сердца. Предсердно-желудочковые отверстия, отверстия аорты и легочного ствола имеют складки эндокарда — клапаны. Общее назначение клапанов — недопущение обратного тока крови. Правое предсердно-желудочковое отверстие имеет правый предсердно-желудочковый клапан. Он состоит из трех створок, поэтому называется трехстворчатым. Левое предсердно-желудочковое отверстие снабжено левым предсердно-желудочковым клапаном (митральный клапан), состоящим из двух створок.
Каждое отверстие легочного ствола и аорты имеют по три полулунные заслонки. Заслонки отверстия легочного ствола вместе составляют клапан легочного ствола, а заслонки аортального отверстия — клапан аорты. Во время сокращения желудочков заслонки этих клапанов прижимаются к стенкам легочного ствола и аорты и кровь свободно течет из желудочков в сосуды. В период расслабления желудочков полулунные заслонки закрывают отверстия и не допускают обратного тока крови из сосудов в желудочки.
Стенка сердца представлена тремя оболочками: внутренней, средней и наружной. Внутренняя оболочка — эндокард — состоит из эндотелия (выстилает оболочку изнутри), подэндотелиального слоя, мышечно-эластического и наружного соединительно-тканного слоев. Средняя мышечная оболочка сердца — миокард — построена из специализированной поперечно-полосатой мышечной ткани и составляет по толщине большую часть стенки сердца. Поперечно-полосатая сердечная мышечная ткань сокращается непроизвольно и по своему микроскопическому строению значительно отличается от поперечно-полосатой скелетной мышечной ткани. Одно из характерных отличий ее состоит в том, что сердечные мышечные волокна построены из поперечно-полосатых мышечных клеток — сердечных миоцитов (кардиомиоцит), соединенных друг с другом при помощи вставочных дисков. Сердечные миоциты — прямоугольной формы, длина их колеблется от 50 до 120 мкм, а толщина равна 15—20 мкм. Каждый миоцит имеет 1—2 ядра и цитоплазму, в которой находятся миофибриллы. Для сердечных миоцитов характерно наличие очень большого количества митохондрий. В отличие от скелетной поперечно-полосатой мышечной ткани в сердечной между мышечными волокнами имеются перемычки, объединяющие их в единую систему.
Мышечная оболочка предсердий состоит из двух слоев: поверхностного и глубокого, она тоньше мышечной оболочки желудочков, состоящей из трех слоев: внутреннего, среднего и наружного. Особенно толстая мышечная оболочка левого желудочка, который производит по сравнению с правым желудочком большую работу (проталкивает кровь в сосуды большого круга кровообращения). Глубокий мышечный слой предсердий, внутренний и наружный мышечные слои желудочков состоят преимущественно из продольно идущих мышечных волокон, а поверхностный слой предсердий и средний слой желудочков — из циркулярно расположенных волокон. При этом мышечные волокна предсердий не переходят в мышечные волокна желудочков; предсердия и желудочки сокращаются неодновременно. В миокарде, помимо мышечных волокон, выполняющих сократительную функцию, имеются специальные мышечные клетки волокна Пуркине, входящие в состав проводящей системы сердца. Мышечные волокна миокарда прикрепляются к правому и левому фиброзным кольцам, расположенным вокруг соответствующих предсердно-желудочковых отверстий. Скопления фиброзной ткани имеются также вокруг отверстий легочного ствола и аорты и в верхней части межжелудочковой перегородки. Фиброзные кольца вместе с другими скоплениями фиброзной ткани составляют своеобразный скелет сердца.
Наружная оболочка сердца — эпикард — сращена с миокардом и представляет собой висцеральную (внутренностную) пластинку околосердечной серозной оболочки — перикарда. Париетальная (пристеночная) пластинка этой оболочки образует вокруг сердца серозный мешок — околосердечную сумку, которая сращена с сухожильным центром диафрагмы и с медиастинальной плеврой обоих плевральных мешков. Эпикард переходит в париетальную пластинку перикарда в области основания сердца по стенкам крупных сосудов, входящих в сердце и выходящих из него. Между двумя пластинками перикарда имеется щелевидное пространство — перикардиальная полость, в которой находится небольшое количество серозной жидкости, смягчающей трение при работе сердца.
^ Работа сердца обеспечивает безостановочное движение крови по сосудам и заключается в ритмическом сокращении сердца, чередующимся с его расслаблением. Сокращение сердечной мышцы называется систолой. а ее расслабление — диастолой. Период, включающий систолу и диастолу, составляет сердечный цикл. Он состоит из трех фаз: систолы предсердий, систолы желудочков и общей диастолы сердца. Первая фаза — сокращение обеих предсердий, в результате чего кровь из предсердий поступает в желудочки; вторая фаза — сокращение обеих желудочков, при этом кровь из левого желудочка поступает в аорту, из правого желудочка — в легочный ствол, предсердия в это время расслабляются и принимают кровь из впадающих в них вен. Третья фаза — это общая пауза, в течение которой вся сердечная мышца расслаблена и кровь не только продолжает поступать в предсердия, но и свободно протекает из предсердий в желудочки. Затем все три фазы повторяются.
Длительность сердечного цикла зависит от частоты сердечных колебаний. При сердечном ритме 75 ударов в 1 мин она составляет 0,8 с, при этом систола предсердия равна 0,1 с, систола желудочков — 0,33 с и общая диастола сердца — 0,37 с.
У физически активных людей в состоянии покоя сердечный ритм, как правило, реже, чем у ведущих малоподвижный образ жизни. Частота сердцебиений менее 60 ударов в 1 мин называется брадикардией. Частота сердечных сокращений, превышающая 90 ударов в 1 мин, называется тахикардией. Частота сердцебиений зависит от положения тела: при положении стоя она больше, чем при положениях сидя и лежа. Сердечный ритм учащается при эмоциональных возбуждениях. Учащение сердцебиений вызывает мышечная работа.
Сердце новорожденного имеет шарообразную форму. Поперечный размер сердца равен продольному или превышает его, что связано с недостаточным развитием желудочков и относительно большими размерами предсердий. Ушки предсердий большие, они прикрывают основание сердца. Грудино-реберная поверхность образована правым предсердием, правым желудочком и сравнительно большой частью левого желудочка. С грудной стенкой соприкасаются только желудочки. Передняя и задняя межжелудочковые борозды обозначены хорошо ввиду отсутствия подэпикардиальной клетчатки. Верхушка сердца закруглена. Длина сердца у новорожденного равна 3,0—3,5 см, ширина — 2,7—3,9 см. Объем правого предсердия составляет 7—10 см 3. левого — 4—5 см 3. Емкость каждого желудочка равна 8—10 см 3. Масса сердца у новорожденного 20—24 г, то есть 0,8—0,9 % массы тела (у взрослых 0,5 %). Объем сердца от периода новорожденности до 16-летнего возраста увеличивается в 3—3,5 раза.
Растет сердце наиболее быстро в течение первых двух лет жизни, затем в 5—9 лет и в период полового созревания. К двум годам линейные размеры сердца увеличиваются в 1,5 раза, к семи годам — в два раза, а к 15—16 годам — в три раза. Рост сердца в длину идет быстрее, чем в ширину (длина удваивается к 5—6 годам, а ширина — к 8—10 годам).
В течение первого года жизни рост предсердий обычно опережает увеличение желудочков. С двухлетнего возраста развитие и предсердий и желудочков происходит примерно одинаково, а после 10 лет желудочки растут быстрее, чем предсердия. Масса сердца удваивается к концу первого года жизни, утраивается — к 2—3 годам, к шести годам возрастает в пять раз, а к 15 годам увеличивается в 10 раз по сравнению с периодом новорожденности.
Межпредсердная перегородка имеет отверстие, которое прикрыто со стороны левого предсердия тонкой эндокардиальной складкой.
Миокард левого желудочка развивается быстрее, и к концу второго года его масса вдвое больше, чем правого. Эти соотношения сохраняются и в дальнейшем. У новорожденных и детей всех возрастных групп предсердно-желудочковые клапаны эластичные, створки блестящие.
В 20—25 лет створки этих клапанов уплотняются, края их становятся неровными. В старческом возрасте происходит частичная атрофия сосочковых мышц, в связи с чем может нарушаться функция клапанов.
9.3. Проводящая система сердца
Проводящая система сердца обеспечивает способность сердца автономно ритмически сокращаться под влиянием импульсов, возникающих в нем самом, независимо от раздражений, поступающих извне, например, из мозга. Специальные мышечные клетки, образующие проводящую систему, отличаются от остальных мышечных волокон миокарда более крупными размерами, содержат больше саркоплазмы и меньше миофибрилл. Они располагаются группами на границе эндокарда и миокарда и носят название волокон Пуркине.
Проводящая система сердца включает: а) синусно-предсердный узел (узел Киса — Флека), который находится в стенке правого предсердия у места впадения верхней полой вены; б) предсердно-желудочковый узел (узел Ашоффа — Тавара), расположенный в стенке правого предсердия у места впадения нижней полой вены; в) предсердно-желудочковый пучок, в котором различают ствол (пучок Гиса) и две ножки — правую и левую. Ствол предсердно-желудочкового пучка отходит от одноименного узла и направляется в межжелудочковую перегородку, где делится на ножки. Правая и левая ножки продолжаются в миокард соответствующих желудочков. Проводящая система богато снабжена нервными элементами (нервные клетки и волокна). Патологические изменения в этой системе приводят к нарушениям ритма сердечной деятельности (учащение или, наоборот, урежение сердечных сокращений, разная частота сокращений предсердий и желудочков).
9.4. Строение и возрастные особенности кровеносных сосудов
Кровеносные сосуды представляют собой систему замкнутых полых эластичных трубок, различного диаметра, обеспечивающих транспортировку крови ко всем органам, регуляцию кровоснабжения органов и участвующих в обмене веществ между кровью и окружающими тканями.
В кровеносной системе различают артерии, вены и капилляры. Стенка кровеносного сосуда образована тремя оболочками: внутренней — эндотелиальной, средней — мышечной и наружной — соединительно-ткан-ной. Однако гемодинамические условия и выполняемые функции приводят к заметным структурным особенностям сосудистой стенки.
Артерии — это сосуды, по которым кровь течет в направлении от сердца к органам. Они имеют разный диаметр. Самые крупные артериальные сосуды — аорта и легочная артерия — выходят из сердца и несут кровь в свои ветви, называемые артериями. Все артерии в зависимости от диаметра можно разделить на крупные, средние и мелкие, а в зависимости от места нахождения — на внеорганные и внутриорганные. Внеорганные артерии (крупные и средние) доставляют кровь к разным органам или областям тела. Большинство из них имеет соответствующее название: почечная артерия, маточная артерия, плечевая артерия, бедренная артерия и т. д. Внутри органов артерии многократно подразделяются на ветви меньшего диаметра (первого, второго, третьего и т. д. порядка), образуя систему внутриорганных артериальных сосудов. Самые тонкие артериальные сосуды называемые артериолами переходят в капилляры.
Стенка артерий сравнительно толстая и состоит из трех оболочек: внутренней, средней и наружной. ^ Внутренняя оболочка построена из эндотелия, подэндотелиального слоя и внутренней эластической мембраны. Эндотелий состоит из одного слоя плоских клеток, выстилающих сосуд изнутри. Подэндотелиальный слой представлен соединительной тканью, в которой содержатся эластические и коллагеновые волокна. Внутренняя эластическая мембрана, расположенная на границе внутренней и средней оболочек, построена из большого количества эластических волокон. Средняя оболочка состоит из расположенных по спирали гладких мышечных клеток и эластических волокон. Наружная оболочка построена из рыхлой соединительной ткани и содержит большое количество кровеносных сосудов (собственные сосуды артерий) и нервных волокон. Между средней и наружной оболочками имеется наружная эластическая мембрана. Наличие эластической ткани в стенках артерий обусловливает эластичность и упругость этих сосудов и их постоянное зияние.
Артерии отличаются не только диаметром, но и особенностями строения стенок, в частности, разным соотношением мышечной и эластической тканей. Различают артерии эластического, смешанного мышечно-эластического и мышечного типов. Ближайшие к сердцу артериальные сосуды (аорта, легочный ствол и некоторые крупные их ветви) относятся к артериям эластического типа. В их стенках сильно развита эластическая ткань (эластические волокна, мембраны), благодаря чему эти сосуды хорошо растягиваются. В стенках артерий смешанного типа (крупные артерии, например, подключичная, общая сонная и др.) одинаково хорошо развита и эластическая, и мышечная ткань и, кроме внутренней эластической мембраны, имеется наружная эластическая мембрана, расположенная на границе средней и наружной оболочек. Артерии мышечного типа (средние и мелкие) имеют сравнительно толстую мышечную оболочку, которая своими сокращениями способствует продвижению крови и одновременно регулирует ее приток к органам и тканям. Длительное повышение тонуса мышечной оболочки мелких артерий мышечного типа, включая артериолы, имеет место при артериальной гипертонии — повышении кровяного давления.
Капилляры — мельчайшие кровеносные сосуды, через стенки которых осуществляются все обменные процессы между кровью и тканями. Они располагаются в виде сетей в тканях всех органов и связывают артериальную систему с венозной (их нет только в эпидермисе кожи, роговице и хрусталике глаза, в волосах и ногтях, эмали и дентине зубов). Кровеносные капилляры разных органов имеют диаметр от 5 до 30 мкм и различимы только под микроскопом. Количество капилляров в разных органах неодинаково и колеблется от нескольких десятков до нескольких тысяч на 1 мм 2. Одновременно функционируют не все капилляры, а только часть из них. Количество функционирующих капилляров (их называют открытыми) зависит от состояния органа. Нефункционирующие в данный момент капилляры (закрытые капилляры) сужены и не пропускают форменные элементы крови. Общий (суммарный) просвет всех капилляров нашего тела приблизительно в 800 раз превышает просвет аорты.
Стенка капилляров (ее толщина около 1 мкм) состоит из одного слоя клеток эндотелия, расположенных на базальной мембране. Клетки эндотелия плоские, обычно плотно прилежат друг к другу, имеют извилистые границы. Базальная мембрана образована преимущественно основным веществом рыхлой волокнистой соединительной ткани, сопровождающей сосуды. Капилляры окружены также специальными отрос-чатыми клетками — перицитами. При патологических процессах в стенке капилляров и прилежащей соединительной ткани отмечаются изменения, влияющие на интенсивность обмена между кровью и тканями.
Кровеносные капилляры переходят в венулы. Между артериолами и капиллярами имеются переходные сосуды прекапилляры, а между капиллярами и венулами — посткапилляры. Все эти сосуды — артериолы, прекапилляры, капилляры, посткапилляры и венулы — составляют вместе микроциркуляторное русло, движение крови по которому называется микроциркуляцией. В процессе микроциркуляции обеспечивается обмен веществ между кровью и тканями.
Вены — это сосуды, по которым кровь течет в направлении от органов к сердцу. По сравнению с артериями в венах кровоток происходит в обратном направлении — из меньших сосудов в более крупные. В каждом органе самые мелкие венозные сосуды — венулы — дают начало внутриорганной системе вен, из которых кровь оттекает во внеорганные вены. Внеорганные вены собирают кровь из разных органов и областей тела в самые крупные венозные сосуды — верхнюю и нижнюю полые вены, впадающие в сердце. В сердце впадают также легочные вены и венечный синус сердца.
Стенка вен, как и артерий, состоит из трех оболочек: внутренней, средней и наружной, но сравнительно тоньше и содержит мало эластических волокон. Поэтому вены менее упруги и легко спадаются. Гладкая мышечная ткань в разных венах развита неодинаково. Так, в венах мозговых оболочек и сетчатки глаза мышечная ткань почти отсутствует, а в крупных венах нижних конечностей и нижней половины туловища, где кровь течет против силы тяжести, она сильно развита.
В отличие от артерий большинство вен снабжено клапанами. Венозные клапаны представляют собой складки внутренней оболочки, которые пропускают кровь по направлению к сердцу и препятствуют обратному току.
Общий просвет вен тела значительно превосходит общий просвет артерий, но уступает общему просвету кровеносных капилляров. От этого зависит скорость перемещения крови по разным отделам сосудистой системы: чем больше общий просвет сосудов, тем меньше скорость кровотока.
Коллатеральные и анастомотические сосуды. Некоторые области тела и органы, помимо главного сосуда, имеют добавочные сосуды меньшего диаметра, расположенные параллельно главному. Такие добавочные сосуды называют коллатеральными (окольными). Между разветвлениями разных сосудов данной области или органа обычно имеются соединительные ветви, называемые анастомотическими сосудами. Особенно много анастомозов между артериолами, мелкими артериями, а также между мелкими венами. При прекращении кровотока в одном из сосудов (сдавление опухолью, перевязка после ранения и т. д.) усиливается движение крови по коллатеральным и анастомотическим сосудам. В результате кровоснабжение тканей может быть восстановлено полностью и не произойдет их отмирания.
Кровеносные сосуды к моменту рождения развиты хорошо, при этом артерии более сформированы, чем вены. После рождения увеличиваются длина, диаметр, площадь поперечного сечения, толщина стенок сосудов. Изменяются взаимоотношения кровеносных сосудов с органами, которые также растут, увеличиваются в объеме. Изменяются уровень отхождения артерий от магистральных стволов, углы ветвления артерий и уровни слияния вен.
Микроскопическое строение кровеносных сосудов наиболее интенсивно изменяется в раннем детстве (от одного года до трех лет). В это время в стенках сосудов усиленно развивается средняя оболочка. Окончательные размеры и форма кровеносных сосудов складываются
к 14—18 годам.
Начиная с 40—45 лет внутренняя оболочка артерий утолщается, изменяется строение эндотелиоцитов, в них откладываются жироподобные вещества, появляются атеросклеротические бляшки, стенки артерий склерозируются, просвет сосудов уменьшается. Эти изменения в значительной степени зависят от характера питания и образа жизни человека. Так, гиподинамия, употребление большого количества животных жиров, поваренной соли способствуют развитию склеротических изменений. Правильное, регулярное питание, систематические занятия физкультурой и спортом замедляют этот процесс.
9.5. Круги кровообращения. Их физиологическое значение
Кровеносные сосуды тела человека объединяют в большой и малый круги кровообращения. В настоящее время принято дополнительно выделять венечный круг кровообращения.
^ Большой круг кровообращения (рис. 18А) начинается аортой, которая выходит из левого желудочка. Отходящие от нее ветви разносят артериальную кровь ко всем органам тела. При прохождении по кровеносным капиллярам органов артериальная кровь превращается в венозную, которая по венам органов оттекает в верхнюю и нижнюю полые вены. Этими венами, впадающими в правое предсердие, большой круг кровообращения заканчивается. Основное назначение сосудов большого круга кровообращения состоит в том, что по артериям артериальная кровь доставляет во все органы питательные вещества и кислород, в капиллярах происходит обмен веществ между кровью и тканями органов, по венам венозная кровь уносит из органов продукты обмена и другие вещества, например, питательные вещества из тонкой кишки.
^ Малый круг кровообращения, или легочный (рис. 18Б), начинается легочным стволом, который выходит из правого желудочка. По ветвям легочного ствола — легочным артериям — венозная кровь достигает легких. При прохождении по кровеносным капиллярам легких венозная кровь превращается в артериальную. Артериальная кровь из легких оттекает по четырем легочным венам, впадающим в левое предсердие, где малый круг кровообращения заканчивается. Основное назначение сосудов малого круга кровообращения состоит в том, что по артериальным сосудам венозная кровь доставляет в легкие углекислый газ, в капиллярах кровь освобождается от излишков углекислого газа и обогащается кислородом, по венам артериальная кровь уносит из легких кислород.
^ Рис. 18. Большой (А) и малый (Б) круги кровообращения:
А: 1 — капиллярная сеть большого круга кровообращения,
2 — правая половина сердца, 3 — левая половина сердца;
^ Б: 1 — капиллярная сеть малого круга кровообращения,
2 — правая половина сердца, 3 — левая половина сердца
Венечный круг кровообращения, или сердечный, включает сосуды самого сердца, предназначенные для кровоснабжения главным образом сердечной мышцы. Начинается левой и правой венечными, или коронарными, артериями, которые отходят от начального отдела аорты — луковицы аорты.
9.6. Регуляция кровообращения
Сердце иннервируется эфферентными ветвями блуждающего и симпатического нервов. Эти нервы не являются пусковыми, они лишь регулируют возбудимость и проводимость сердечной мышцы, силу и частоту сердцебиений. Эфферентные волокна блуждающих нервов проводят импульсы, тормозящие деятельность сердца. Симпатические нервы усиливают деятельность сердца.
Центры блуждающих нервов расположены в продолговатом мозгу. Нейроны симпатических нервов расположены в верхних сегментах грудного отдела спинного мозга. При мышечном покое преобладает влияние блуждающих нервов, при работе — влияние симпатических нервов.
В рефлекторной регуляции деятельности сердца имеет значение раздражение многих рецепторов. Главную роль при этом играют баро- или прессорецепторы и хеморецепторы. Области сосудистой системы, где сосредоточены эти рецепторы, называются рефлексогенными зонами. К ним относятся дуга аорты, область разветвления сонных артерий и др. Хеморецепторы сосудистых рефлексогенных зон возбуждаются при изменении состава омывающей их крови (увеличение концентрации углекислоты, уменьшение содержания кислорода и др.). В регуляции деятельности сердца имеют значение и сигналы от проприорецепторов двигательного аппарата. При физической работе поток проприоцептивных импульсов усиливается, что тормозит центры блуждающих нервов и ведет к учащению сердцебиений. При охлаждении тела, например, при купании в прохладной воде, сердцебиения урежаются. Повышение или понижение температуры тела на 1 0 изменяет частоту сердечных сокращений в среднем на 10 ударов в 1 мин. Частота сердцебиений изменяется при болевых раздражениях и различных эмоциях (гнев, страх и т. п.). В регуляции деятельности сердца принимает участие кора больших полушарий. Это доказано путем выработки условных рефлексов, изменяющих деятельность сердца. Один из примеров кортикальной регуляции сердечнего ритма — предстартовое учащение сердцебиений. На деятельность сердца влияют некоторые гормоны и электролиты. Гормоны надпочечника адреналин и норадреналин вызывают учащение и усиление сердечных сокращений. Их действие подобно действию симпатического нерва. Гормон щитовидной железы тироксин усиливает восприимчивость сердца к импульсам, поступающим по блуждающим и симпатическим нервам. Электролиты имеют большое значение для нормальной деятельности сердца. Изменение концентрации в крови ионов калия и кальция влияет на автоматию сердца и его сократительные свойства. При избытке ионов калия урежается ритм и уменьшается сила сокращений сердца, снижаются его возбудимость и проводимость. Ионы кальция учащают ритм и усиливают сердечные сокращения.
Все сосуды, за исключение капилляров, имеют мышечную оболочку, которая способна изменять просвет сосудов, а следовательно, интенсивность и сопротивление кровотоку. В регуляции кровотока принимают участие прекапиллярные и посткапиллярные сфинктеры, благодаря которым функционируют капилляры. Повышение тонуса гладкомышечных клеток вен приводит к уменьшению емкости венозного русла и тем самым к повышению венозного притока к сердцу. Регуляцию деятельности гладкомышечных клеток осуществляет ЦНС, главным образом ее симпатический отдел. Вазомоторный центр, расположенный в продолговатом мозге, регулирует тонус гладкомышечных клеток и тем самым изменяет диаметр сосудов. Деятельность самого вазомоторного центра контролируется гипоталамусом и корой больших полушарий.
9.7. Систолический и минутный
объем крови. Кровяное давление
Левый и правый желудочки при каждом сокращении сердца человека изгоняют соответственно в аорту и легочные артерии примерно 60—80 мл крови; этот объем называется систолическим или ударным объемом крови (СОК). При систоле желудочков выбрасывается не вся кровь, содержащаяся в них, а лишь около половины. Остающаяся в желудочках кровь называется резервным объемом. Благодаря наличию резервного объема крови систолический объем может резко увеличиваться уже при первых сокращениях сердца после начала работы. Кроме резервного объема в желудочках сердца имеется еще остаточный объем крови, который не выбрасывается даже при самом сильном сокращении. Умножив СОК на ЧСС, можно вычислить минутный объем крови (МОК), который составляет в среднем 4,5—5 л. Важным показателем является сердечный индекс — отношение МОК к площади поверхности тела; эта величина у взрослых людей в среднем равна 2,5—3,5 л/мин/м 2. При мышечной деятельности систолический объем может возрастать до 100—150 мл и более, а МОК — до 30—35 литров.
При каждом сокращении сердца в артерии выбрасывается под большим давлением некоторое количество крови. Ее свободному передвижению препятствует сопротивление периферических сосудов. В итоге в кровеносных сосудах создается давление, называемое кровяным давлением. Оно неодинаково в различных отделах сосудистой системы. Являясь наибольшим в аорте и крупных артериях, кровяное давление снижается в мелких артериях, артериолах, капиллярах, венах и становится ниже атмосферного в полых венах.
^ Величина артериального давления зависит от количества крови, поступающей в единицу времени из сердца в аорту, интенсивности оттока крови из центральных сосудов на периферию, емкости сосудистого русла, упругого сопротивления артериальных стенок и вязкости крови. Поступление крови в артерии, т. е. систолический объем крови зависит от силы сокращения сердца.
Давление в артериях больше в момент систолы и меньше при диастоле. Наибольшее давление в артериях называется систолическим или максимальным. наименьшее — диастолическим или минимальным. Давление в артериях во время диастолы желудочков не падает до 0. Оно поддерживается благодаря упругости артериальных стенок, растянутых во время систолы. При систоле желудочков артерии наполняются кровью. Та кровь, которая не успевает пройти далее в периферические сосуды, растягивает стенки крупных артерий. Во время диастолы кровь в артериях не испытывает давления со стороны сердца. В это время на нее оказывают давление лишь артериальные стенки, растянутые при систоле сердца и возвращающиеся благодаря своей упругости в исходное состояние. Колебания кровяного давления при систоле и диастоле сердца происходят лишь в аорте и артериях. В артериолах же, капиллярах и венах давление крови постоянно на всем протяжении сердечного цикла.
У взрослых здоровых людей систолическое давление в плечевой артерии чаще всего находится в пределах от 110 до 125 мм рт. ст. По данным Всемирной организации здравоохранения, у лиц 20—60 лет систолическое давление до 140 мм рт. ст. является нормотоническим, выше 140 мм рт. ст. — гипертоническим, ниже 100 мм рт. ст. — гипотоническим. Разница между систолическим и диастолическим давлениями называется пульсовым давлением или пульсовой амплитудой. Ее величина равна в среднем 40 мм рт. ст. У людей пожилого возраста кровяное давление в связи с увеличением жесткости артериальных стенок выше, чем у людей молодого возраста. У детей кровяное давление ниже, чем у взрослых. Кровяное давление в разных артериях неодинаково. Оно может быть различным даже в артериях одного калибра, например, в правой и левой плечевых артериях. Еще чаще разность давлений отмечается в артериях верхних и нижних конечностей. Кровяное давление изменяется под воздействием различных факторов (эмоциональном возбуждении, физической работе). В легочной артерии человека систолическое давление составляет 25—30 мм рт. ст. диастолическое — 5—10 мм. Таким образом, давление в артериях легких во много раз ниже, чем в большом круге. В легочных венах оно равно в среднем 6—12 мм рт. ст.
Сосуды легких могут депонировать кровь, т. е. вмещать ее избыточный объем, не используемый самим органом. Накопление крови в депо не вызывает существенного подъема давления в его сосудах. Емкость легочных сосудов непостоянна. При вдохе она увеличивается, при выдохе — уменьшается. Легочные сосуды могут вмещать от 10 до 25 % всего объема крови.