КРОВЬ
Жидкость, циркулирующая в кровеносной системе и переносящая газы и другие растворенные вещества,необходимые для метаболизма либо образующиеся в результате
обменных процессов.
Кровь состоит изплазмы (прозрачной жидкости бледно-желтого цвета) и взвешенных в ней клеточных элементов. Имеется триосновных типа клеточных элементов крови: красные кровяные клетки (эритроциты), белые кровяные клетки(лейкоциты) и кровяные пластинки (тромбоциты). Красный цвет крови определяется наличием в эритроцитахкрасного пигмента гемоглобина. В артериях, по которым кровь, поступившая в сердце из легких, переноситсяк тканям организма, гемоглобин насыщен кислородом и окрашен в ярко-красный цвет; в венах, по которымкровь притекает от тканей к сердцу, гемоглобин практически лишен кислорода и темнее по цвету. Кровь -довольно вязкая жидкость, причем вязкость ее определяется содержанием эритроцитов и растворенныхбелков. От вязкости крови зависят в значительной мере скорость, с которой кровь протекает через артерии(полуупругие структуры), и кровяное давление. Текучесть крови определяется также ее плотностью ихарактером движения различных типов клеток.
Лейкоциты, например, движутся поодиночке, внепосредственной близости к стенкам кровеносных сосудов; эритроциты могут перемещаться как поотдельности, так и группами наподобие уложенных в стопку монет, создавая аксиальный, т.е.концентрирующийся в центре сосуда, поток. Объем крови взрослого мужчины составляет примерно 75 мл накилограмм веса тела; у взрослой женщины этот показатель равен примерно 66 мл. Соответственно общийобъем крови у взрослого мужчины - в среднем ок. 5 л; более половины объема составляет плазма, аостальная часть приходится в основном на эритроциты.
Функции крови. Примитивные многоклеточные организмы (губки, актинии, медузы) живут в море, и "кровью"для них является морская вода. Вода омывает их со всех сторон и свободно проникает в ткани, доставляяпитательные вещества и унося продукты метаболизма. Высшие организмы не могут обеспечить своюжизнедеятельность таким простым способом. Их тело состоит из миллиардов клеток, многие из которыхобъединены в ткани, составляющие сложные органы и органные системы. У рыб, например, хотя они иживут в воде, не все клетки находятся настолько близко к поверхности тела, чтобы вода обеспечивалаэффективную доставку питательных веществ и удаление конечных продуктов метаболизма. Еще сложнеедело обстоит с наземными животными, вовсе не омываемыми водой. Ясно, что у них должна былавозникнуть собственная жидкая ткань внутренней среды - кровь, а также распределительная система(сердце, артерии, вены и сеть капилляров), обеспечивающая кровоснабжение каждой клетки. Функции кровизначительно сложнее, чем просто транспорт питательных веществ и отходов метаболизма. С кровьюпереносятся также гормоны, контролирующие множество жизненно важных процессов; кровь регулируеттемпературу тела и защищает организм от повреждений и инфекций в любой его части.
Транспортная функция. С кровью и кровоснабжением тесно связаны практически все процессы, имеющиеотношение к пищеварению и дыханию - двум функциям организма, без которых жизнь невозможна. Связь сдыханием выражается в том, что кровь обеспечивает газообмен в легких и транспорт соответствующих газов:кислорода - от легких в ткани, диоксида углерода (углекислого газа)
- от тканей к легким. Транспортпитательных веществ начинается от капилляров тонкого кишечника; здесь кровь захватывает их изпищеварительного тракта и переносит во все органы и ткани, начиная с печени, где происходитмодификация питательных веществ (глюкозы, аминокислот, жирных кислот), причем клетки печенирегулируют их уровень в крови в зависимости от потребностей организма (тканевого метаболизма). Переходтранспортируемых веществ из крови в ткани осуществляется в тканевых капиллярах; одновременно в кровьиз тканей поступают конечные продукты, которые далее выводятся через почки с мочой (например,мочевина и мочевая кислота).
КРОВЕНОСНАЯ СИСТЕМА
(система кровообращения), группа органов, принимающих участие в циркуляции крови в организме.Нормальное функционирование любого животного организма требует эффективной циркуляции крови,поскольку она переносит кислород, питательные вещества, соли, гормоны и другие жизненно необходимыевещества ко всем органам тела. Кроме того, кровеносная система возвращает кровь от тканей в те органы,где она может обогатиться питательными веществами, а также к легким, где происходят ее насыщениекислородом и освобождение от диоксида углерода (углекислого газа). Наконец, кровь должна омывать рядособых органов, таких, как печень и почки, которые нейтрализуют или выводят конечные продуктыметаболизма. Накопление этих продуктов может привести к хроническому нездоровью и даже к смерти. Вданной статье рассматривается кровеносная система человека.
Составные части кровеносной системы. В самом общем виде эта транспортная система состоит измышечного четырехкамерного насоса (сердца) и многих каналов (сосудов), функция которых заключается вдоставке крови ко всем органам и тканям и последующем возврате ее к сердцу и легким. По главнымсоставляющим этой системы ее называют также сердечнососудистой, или кардиоваскулярной. Кровеносныесосуды делятся на три основных типа: артерии, капилляры и вены. Артерии несут кровь от сердца. Ониразветвляются на сосуды все меньшего диаметра, по которым кровь поступает во все части тела. Ближе ксердцу артерии имеют наибольший диаметр (примерно с большой палец руки), в конечностях они размеромс карандаш. В самых отдаленных от сердца частях тела кровеносные сосуды столь малы, что различимылишь под микроскопом. Именно эти микроскопические сосуды, капилляры, снабжают клетки кислородом ипитательными веществами. После их доставки кровь, нагруженная конечными продуктами обмена веществ идиоксидом углерода, направляется в сердце по сети сосудов, называемых венами, а из сердца - в легкие, гдепроисходит газообмен, в результате которого кровь освобождается от груза диоксида углерода и насыщаетсякислородом. В процессе прохождения по телу и его органам какаято часть жидкости через стенкикапилляров просачивается в ткани. Эта опалесцирующая, напоминающая плазму жидкость называетсялимфой. Возврат лимфы в общую систему кровообращения осуществляется по третьей системе каналов -лимфатическим путям, которые сливаются в крупные протоки, впадающие в венозную систему внепосредственной близости от сердца.
РАБОТА КРОВЕНОСНОЙ СИСТЕМЫ
Легочное кровообращение. Описание нормального движения крови по организму удобно начать с тогомомента, когда она возвращается в правую половину сердца по двум крупным венам. Одна из них, верхняяполая вена, приносит кровь от верхней половины тела, а вторая, нижняя полая вена,
- от нижней. Кровь изобеих вен поступает в собирательный отдел правой части сердца, правое предсердие, где смешивается скровью, приносимой коронарными венами, открывающимися в правое предсердие через коронарный синус.По коронарным артериям и венам циркулирует кровь, необходимая для работы самого сердца. Предсердиезаполняется, сокращается и выталкивает кровь в правый желудочек, который, сокращаясь, нагнетает кровьчерез легочные артерии в легкие. Постоянный ток крови в этом направлении поддерживается работой двухважных клапанов. Один из них, трехстворчатый, расположенный между желудочком и предсердием,препятствует возврату крови в предсердие, а второй, клапан легочной артерии, захлопывается в моментрасслабления желудочка и тем самым предотвращает возврат крови из легочных артерий. В легких кровьпроходит по разветвлениям сосудов, попадая в сеть тонких капилляров, которые непосредственноконтактируют с мельчайшими воздушными мешочками - альвеолами. Между капиллярной кровью иальвеолами происходит обмен газов, что и завершает легочную фазу кровообращения, т.е. фазупоступления крови в легкие.
Системное кровообращение. С этого момента начинается системнаяфаза кровообращения, т.е. фаза переноса крови ко всем тканям организма. Очищенная от диоксидауглерода и обогащенная кислородом (оксигенированная) кровь возвращается к сердцу по четырем легочнымвенам (две из каждого легкого) и под низким давлением поступает в левое предсердие. Путь поступлениякрови от правого желудочка сердца в легкие и возврата от них к левому предсердию составляет т.н. малыйкруг кровообращения. Заполненное кровью левое предсердие сокращается одновременно с правым ивыталкивает ее в массивный левый желудочек. Последний, заполнившись, сокращается, посылая кровь подвысоким давлением в артерию самого большого диаметра - аорту. От аорты отходят все артериальныеветви, снабжающие ткани организма. Как и на правой стороне сердца, на левой существуют два клапана.Двустворчатый (митральный) клапан направляет кровоток в аорту и препятствует возврату крови в желудочек.Весь путь крови от левого желудочка вплоть до возврата ее (по верхней и нижней полым венам) в правоепредсердие обозначается как большой круг кровообращения.
Артерии. У здорового человека диаметр аорты составляет приблизительно 2,5 см. Этот крупный сосудотходит от сердца вверх, образует дугу, а затем спускается через грудную клетку в брюшную полость. Походу аорты от нее ответвляются все крупные артерии, входящие в большой круг кровообращения. Первыедве ветви, отходящие от аорты почти у самого сердца,
- это коронарные артерии, снабжающие кровью тканьсердца. Кроме них, восходящая аорта (первая часть дуги) не дает ответвлений. Однако на вершине дуги отнее отходят три важных сосуда. Первый - безымянная артерия - сразу же делится на правую соннуюартерию, снабжающую кровью правую половину головы и мозга, и правую подключичную артерию,проходящую под ключицей в правую руку. Второе ответвление от дуги аорты - левая сонная артерия, третье- левая подключичная артерия; по этим ветвям кровь направляется в голову, шею и левую руку. От дугиаорты начинается нисходящая аорта, которая снабжает кровью органы грудной клетки, а затем черезотверстие в диафрагме проникает в брюшную полость. От брюшного отдела аорты отделяются две почечныеартерии, питающие почки, а также брюшной ствол с верхними и нижними брыжеечными артериями,отходящими к кишечнику, селезенке и печени. Затем аорта делится на две подвздошные артерии,снабжающие кровью органы таза. В области паха подвздошные артерии переходят в бедренные; последние,спускаясь по бедрам, на уровне коленного сустава переходят в подколенные артерии. Каждая из них в своюочередь делится на три артерии - переднюю большеберцовую, заднюю большеберцовую и малоберцовуюартерии, которые питают ткани голеней и стоп. На всем протяжении кровеносного русла артерии по мересвоего разветвления становятся все меньше и меньше и, наконец, приобретают калибр, лишь в несколькораз превышающий размеры содержащихся в них клеток крови. Эти сосуды называются артериолами;продолжая делиться, они образуют диффузную сеть сосудов (капилляров), диаметр которых примерноравен диаметру эритроцита (7 мкм).
Строение артерий. Хотя крупные и мелкие артерии несколько различаются по своему строению, стенки техи других состоят из трех слоев. Наружный слой (адвентиция) представляет собой сравнительно рыхлыйпласт фиброзной, эластической соединительной ткани; через него проходят мельчайшие кровеносныесосуды (т.н. сосуды сосудов), питающие сосудистую стенку, а также веточки автономной нервной системы,которые регулируют просвет сосуда. Средний слой (медиа) состоит из эластической ткани и гладких мышц,обеспечивающих упругость и сократимость сосудистой стенки. Эти свойства необходимы для регуляциикровотока и поддержания нормального артериального давления в меняющихся физиологических условиях.Как правило, стенки крупных сосудов, например аорты, содержат больше эластической ткани, чем стенкименьших артерий, в которых преобладает мышечная ткань. По этой тканевой особенности артерии делят наэластические и мышечные. Внутренний слой (интима) по толщине редко превышает диаметр несколькихклеток; именно этот слой, выстланный эндотелием, придает внутренней поверхности сосуда облегчающуюкровоток гладкость. Через него поступают питательные вещества к глубинным слоям медии. По мереуменьшения диаметра артерий их стенки истончаются и три слоя становятся все менее различимыми, пока -на артериолярном уровне - в них остаются в основном спиральные мышечные волокна, немногоэластической ткани и внутренняя выстилка из эндотелиальных клеток.
СТРОЕНИЕ КРОВЕНОСНЫХ СОСУДОВ
Капилляры. Наконец, артериолы незаметно переходят в капилляры, стенки которых высланы лишьэндотелием. Хотя в этих тончайших трубочках содержится менее 5% объема циркулирующей крови, оникрайне важны. Капилляры образуют промежуточную систему между артериолами и венулами, и их сетинастолько плотны и широки, что ни одну часть тела нельзя проколоть, не пронзив огромное их количество.Именно в этих сетях под действием осмотических сил совершается переход кислорода и питательныхвеществ в отдельные клетки организма, а взамен в кровь поступают продукты клеточного метаболизма.Кроме того, эта сеть (т.н. капиллярное ложе) играет важнейшую роль в регуляции и поддержаниитемпературы тела. Постоянство внутренней среды (гомеостаз) организма человека зависит от сохранениятемпературы тела в узких границах нормы (36,8-37°). Обычно кровь из артериол попадает в венулы черезкапиллярное ложе, но в условиях холода происходят закрытие капилляров и снижение кровотока, в первуюочередь в коже; при этом кровь из артериол поступает в венулы, минуя множество разветвленийкапиллярного ложа (шунтирование). Напротив, при необходимости теплоотдачи, например в тропиках, всекапилляры открываются, и кожный кровоток возрастает, что способствует потере тепла и сохранениюнормальной температуры тела. Такой механизм существует у всех теплокровных животных.
Вены. На противоположной стороне капиллярного ложа сосуды сливаются в многочисленные мелкиеканалы, венулы, которые по размерам сравнимы с артериолами. Они продолжают соединяться, образуяболее крупные вены, по которым кровь от всех частей тела оттекает обратно к сердцу. Постоянномукровотоку в этом направлении способствует система клапанов, имеющихся в большинстве вен. Венозноедавление, в отличие от давления в артериях, не зависит напрямую от напряжения мышц сосудистой стенки,так что кровоток в нужном направлении определяется в основном иными факторами: подталкивающейсилой, создаваемой артериальным давлением большого круга кровообращения;
"присасывающим"эффектом отрицательного давления, возникающего в грудной клетке при вдохе; насосным действием мышцконечностей, которые в ходе обычных сокращений проталкивают венозную кровь к сердцу. Стенки вен построению сходны с артериальными в том, что тоже состоят из трех слоев, выраженных, однако, значительнослабее. Для движения крови по венам, которое происходит практически без пульсации и при сравнительнонизком давлении, не требуется таких толстых и упругих стенок, как у артерий. Другое важное отличие вен отартерий - присутствие в них клапанов, поддерживающих при низком давлении кровоток в одномнаправлении. В наибольшем количестве клапаны содержатся в венах конечностей, где мышечныесокращения играют особенно важную роль в перемещении крови обратно к сердцу; крупные вены, такие, какполые, воротная и подвздошные, клапанов лишены. На пути к сердцу вены собирают кровь, оттекающую отжелудочно-кишечного тракта по воротной вене, от печени по печеночным венам, от почек по почечнымвенам и от верхних конечностей по подключичным венам. Вблизи сердца образуются две полые вены, покоторым кровь попадает в правое предсердие. Сосуды малого круга кровообращения (легочные)напоминают сосуды большого круга, за тем лишь исключением, что в них отсутствуют клапаны, а стенки какартерий, так и вен гораздо тоньше. В отличие от большого круга кровообращения по легочным артериям влегкие течет венозная, неоксигенированная, кровь, а по легочным венам - артериальная, т.е. насыщеннаякислородом. Термины "артерии" и "вены" соответствуют направлению движения крови в сосудах - от сердцаили к сердцу, а не тому, какая в них содержится кровь.
КРОВЯНОЕ (АРТЕРИАЛЬНОЕ) ДАВЛЕНИЕ
При каждом сокращении левого желудочка сердца артерии заполняются кровью и растягиваются. Эта фазасердечного цикла называется желудочковой систолой, а фаза расслабления желудочков - диастолой. Вовремя диастолы, однако, вступают в действие эластические силы крупных кровеносных сосудов,поддерживающие артериальное давление и не дающие прерваться току крови, поступающей к различнымчастям тела. Смена систол (сокращений) и диастол (расслаблений) придает кровотоку в артерияхпульсирующий характер. Пульс можно обнаружить на любой крупной артерии, но обычно его прощупываютна запястье. У взрослых частота пульса составляет, как правило, 68-88, а у детей - 80-100 ударов в минуту.
Для обеспечения должного кровоснабжения всех частей телана протяжении обеих фаз сердечного цикла нужен определенный уровень кровяного давления. Хотя этавеличина значительно колеблется даже у здоровых людей, нормальное артериальное давление составляет всреднем 100-150 мм рт.ст. во время систолы и 60-90 мм рт.ст. во время диастолы. Разницу между этимипоказателями называют пульсовым давлением Нормальное артериальное давление определяется,поддерживается и регулируется многими факторами, главные из которых - сила сердечных сокращений,эластическая "отдача" стенок артерий, объем крови в артериях и сопротивление мелких артерий (мышечноготипа) и артериол движению крови. Все эти факторы вместе определяют боковое давление на эластическиестенки артерий. Его можно очень точно измерить с помощью специального электронного датчика, введенногов артерию, и записи результатов на бумаге. Такие приборы, однако, довольно дороги и применяются толькодля специальных исследований, а врачи, как правило, производят косвенные измерения с помощью т.н.сфигмоманометра (тонометра). Сфигмоманометр состоит из манжетки, которую оборачивают вокругконечности, где производят измерение, и регистрирующего прибора, которым может служить столбик ртутиили простой манометр-анероид. Обычно манжетку туго оборачивают вокруг руки выше локтя и надувают дотех пор, пока не исчезнет пульс на запястье. Находят плечевую артерию на уровне локтевого сгиба иустанавливают над ней стетоскоп, после чего из манжетки медленно выпускают воздух. Когда давление вманжетке спускается до уровня, при котором по артерии возобновляется ток крови, возникает слышимый спомощью стетоскопа звук. Показания измерительного прибора в момент появления этого первого звука(тона) соответствуют уровню систолического артериального давления. При дальнейшем выпускании воздухаиз манжетки характер звука значительно меняется или он полностью исчезает. Этот момент соответствуетуровню диастолического давления. У здорового человека