Физиология сердечно-сосудистой системы [ править ]

Рис. 13.1 Сердце состоит из 4 камер и расположено в грудной полости. Показан кровоток через сердце.

Сердечно-сосудистая система обеспечивает кровоснабжение тканей организма, необходимое для их нормальной деятельности, доставляя кислород и питательные вещества и удаляя продукты обмена. Нормальное парциальное давление кислорода (рO2) и двуокиси углерода (рСO2) в оксигенированной артериальной крови составляет:

  • рO2 — 100 мм рт. ст.;
  • рСO2 — 40 мм рт. ст.

Частота сердцебиений у человека в покое равна

70 уд/мин, это обеспечивает нагнетание крови 5 л/мин. Масса сердца взрослого человека равна = 300 г. Сердце состоит из 4 камер: двух предсердий (небольших по размеру, расположенных у основания органа) и двух желудочков (более крупных, расположенных у верхушки сердца) (рис. 13.1). Стенка камер сердца состоит из 3 слоев: эпикарда (наружный слой), миокарда (средний слой) и эндокарда (внутренний слой).

Клапаны сердца обеспечивают ток крови в одном направлении. Правые предсердие и желудочек получают дезоксигенированную кровь от всех частей тела и, сокрaщаясь, направляют ее через легочную артерию в легкие. Левые предсердие и желудочек получают реоксигенированную кровь через легочные вены и нагнетают ее через аорту, посылая ко всем органам и тканям. Расположение и наименование клапанов показаны на рис. 13.1.

Клапаны сердца

  • Клапаны предотвращают обратный ток крови через сердце
  • Атриовентрикулярные клапаны находятся между желудочками и предсердиями
  • Обратный ток крови в артерии предотвращают полулунные клапаны
  • Клапаны, поврежденные в результате заболеваний, например ревматической лихорадки, можно заменить искусственными клапанами

Сосудистое дерево [ править ]

Рис. 13.2

Сосудистая система человека (сосудистое дерево) состоит из кровеносных сосудов двух типов — артерий и вен. Эти сосуды выстланы изнутри эндотелиальными клетками, контактирующими с кровью. Эндотелий представляет собой не просто барьер между кровью и стенкой сосуда, он высвобождает множество важных вазоактивных веществ, например оксид азота, влияющих на диаметр сосуда и свертывание крови, тем самым осуществляя местную регуляцию кровотока (рис. 13.2).

Рис. 13.2 Пример высвобождения вазоактивных средств (здесь оксида азота) из эндотелия. Ацетилхолин (АХ), брадикинин, тромбин, серотонин. другие препараты и напряжение при стрессе могут вызывать высвобождение оксида азота (N0). АХ использует многочисленные метаболиты при клеточном ответе, которые в конечном итоге приводят к высвобождению оксида азота. 1Р3 — инозитол-1,4,5-трифосфат; NOS — синтаза оксида азота; Р1Р2 — фосфатидилинозитолдифосфат; ДАГ — диацилглицерол.

Типичное систолическое/диастолическое кровяное давление в покое равно 120/80 мм рт. ст. хотя существуют различия между отдельными субпопуляциями (например, у женщин давление часто ниже). Кровяное давление пропорционально сердечному выбросу (минутному объему сердца) и сопротивлению току крови в артериолах. Сопротивление зависит от калибра сосуда, его эластичности и геометрии, а также от вязкости крови. Артериальное кровяное давление выражается отношением систолического давления к диастолическому.

Максимальной величины давление достигает в фазу систолы, когда левый желудочек сокращается и выталкивает кровь в аорту. Минимальная величина наблюдается в фазу диастолы, когда левый желудочек расслабляется и наполняется кровью, которая возвращается в сердце (рис. 13.3).

Рис. 13.3

Рис. 13.3 Кровяное давление в кровеносных сосудах различного типа. Показано систолическое и диастолическое кровяное давление, а также среднее артериальное давление [1] .

В среднем давление варьирует от = 90 мм рт. ст. в артериях до = 5 мм рт. ст. в главных центральных венах. Кровяное давление промежуточной величины наблюдают в капиллярах, соединяющих артериолы и венулы.

Питательные вещества и метаболиты покидают сосудистую систему и поступают в нее через мембрану капилляров. Регуляция кровотока путем изменения диаметра кровеносных сосудов представляет собой сложный процесс. Сосудистое ложе каждого органа имеет свои особенности. Некоторые сосуды регулируются автономными нервами (например, в коже), другие подвержены ауторегуляции (в частности, сердце и скелетные мышцы). Элементом ауторегуляции является местное высвобождение вазоактивных веществ, таких как NO, из эндотелия. Сердечная мышца и гладкие мышцы сосудов обладают общими свойствами, однако имеются и различия, являющиеся жизненно важными, как мы увидим далее.