Сердечно-сосудистая система

 

Малый круг кровообращения (легочный круг кровообращения)

 

Малый (легочный) круг кровообращения начинается в правом желудочке и  заканчивается в левом предсердии.

Его основная функция - насыщение  крови кислородом и удаление из крови  углекислого газа. Обмен газами между  кровью и атмосферным воздухом происходит в легких.

Упрощенно малый круг кровообращения можно представить следующим  образом.

Из правого желудочка бедная кислородом венозная кровь поступает в легочный ствол(самая крупная артерия малого круга кровообращения), который делится на правую и левую легочные артерии. Правая легочная артерия несет кровь к правому легкому, а левая легочная артерия, соответственно, к левому легкому. Легочные артерии многократно делятся на все более и более мелкие, пока не достигают размеров капилляров.  
Капилляры легочного круга кровообращения подходят близко к поверхности легких, контактирующей с атмосферным воздухом. От атмосферного воздуха кровь в легочных капиллярах отделяет только тонкая стенка самих капилляров и столь же тонкая стенка легких. Эти две стенки столь тонки, что газы (в нормальных условиях кислород и углекислый газ) могут свободно проникать сквозь них, двигаясь из области повышенной концентрации в область пониженной концентрации. Так как в венозной крови углекислого газа больше, чем в атмосферном воздухе, он покидает кровь и переходит в воздух. А поскольку кислорода в атмосферном воздухе больше, чем в венозной крови, он переходит в капилляры.  
Несколько легочных капилляров впадают в более крупные сосуды, а те - еще в более крупные (вены). В конечном итоге 4 крупные вены (они называются легочными венами), несущие артериальную кровь от легких, впадают в левое предсердие.

Таким образом, в малом (легочном) круге кровообращения по артериям течет  венозная кровь, а по венам - артериальная.

Время кругооборота крови  в малом (легочном) круге кровообращения в покое составляет примерно 4-5 секунд.

Время, за которое кровь  успевает пройти большой и малый  круг кровообращения, называют временем полного кругооборота крови. В покое время полного кругооборота крови составляет примерно 20-23 секунды. 
При мышечной работе скорость тока крови существенно возрастает, и время ее полного кругооборота снижается до 8-9 секунд.

 

Газообмен

Газообмен в большом  круге кровообращения  происходит между артериальной кровью и тканью, представляя собой совокупность процессов, обеспечивающих переход кислорода из крови в ткань, а углекислого газа из ткани в кровь. Перемещение газов (ткань — кровь) осуществляется также под влиянием разности парциальных давлений и напряжений этих газов в  каждой из сред организма.

В артериальной крови, притекающей  к тканям, напряжение кислорода выше, чем в тканях, а напряжение углекислого  газа наоборот значительно ниже. Оно  составляет 60 мм рт.ст. в ткани и 40 мм рт.ст. в плазме крови. В эритроцитах  напряжение углекислого газа практически  равно нулю. Вследствие этого кислород переходит из крови в ткани  и включается в цикл метаболических процессов, а углекислый газ, в избытке  содержащийся в тканях, переходит  в кровь и переносится затем  в легкие. Процесс газообмена происходит непрерывно до тех пор, пока существует разность парциальных давлений и  напряжений газов в каждой из сред, участвующих в газообмене

Величина газообмена является показателем интенсивности окислительных  процессов, протекающих в тканях. Для оценки интенсивности газообмена определяют количество кислорода, использованного  организмом за определенное время, и  количество углекислого газа, выделенного  организмом за это же время. Об уровне газообмена можно судить и по величине минутной вентиляции легких. При спокойном  дыхании через легкие проходит около 8000 мл воздуха в 1 мин. При физических или эмоциональных напряжениях, различных заболеваниях, сопровождающихся усилением окислительных процессов  в тканях, легочная вентиляция возрастает. Газообмен между тканями и  кровью, кровью и легкими, легкими  и внешней средой может в значительной степени нарушаться при различных  заболеваниях легких, сердечно-сосудистой системы, крови. Следствием таких нарушений  газообмена может явиться гипоксия — кислородное голодание тканей.

Газообмен в малом  круге кровообращения происходит между альвеолярным воздухом и притекающей к легким венозной кровью, представляет собой совокупность процессов, обеспечивающих переход кислорода внешней среды в кровь, а углекислого газа из крови в альвеолы. Перемещение газов (легкие — кровь) осуществляется под влиянием разности парциальных давлений и напряжений этих газов в каждой из сред организма.

Альвеолы объединены воздухоносными путями друг с другом и с разной степенью заполнены газовой смесью. Они выстланы мономолекулярным слоем  жидкости, и благодаря силам поверхностного натяжения  воздух из малораздутых альвеол (имеющих меньший диаметр) должен был бы переходить в альвеолы, раздутые в большей степени (имеющие  больший радиус). В результате этого  слабораздутые альвеолы должны были бы «сдуваться», а сильнораздутые лопаться. Этого однако не происходит, так  как они выстланы веществом, резко  снижающим поверхностное натяжение  жидкости — сурфактантом. Наличие  сурфактанта препятствует силам  поверхностного натяжения, а его  врожденный низкий синтез организмом ведет к ряду серьезных заболеваний  легких.

Альвеолярный воздух осуществляет газообмен с притекающей к  легким венозной кровью, являясь как  бы внутренней газовой средой организма. Состав альвеолярного воздуха отличается постоянством, мало изменяясь при  обычном дыхании. При спокойном  дыхании в альвеолы с каждым вдохом взрослого человека поступает 350 мл воздуха, и альвеолярный воздух обновляется  лишь на 1/7 своего объема (коэффициент  вентиляции). При спокойном дыхании  давление в альвеолах ниже атмосферного.

Решающим фактором, обусловливающим  непрерывность газообмена, является постоянство газового состава альвеолярного  воздуха. Парциальное давление кислорода  в воздухе, заполняющем альвеолы легких, около 106 мм рт. ст., а его напряжение в плазме венозной крови, притекающей к легким, около 40 мм рт. ст. Вследствие разности давлений кислород из альвеол направляется в плазму крови и далее вэритроциты, где его напряжение практически равно нулю. Там он связывается с гемоглобином эритроцитов. Парциальное давление углекислого газа в альвеолярном воздухе составляет 40 мм рт. ст., а его напряжение в притекающей к легким венозной крови — 46 мм рт. ст. Вследствие разности давлений углекислый газ переходит в альвеолы.  
 

4.  Артерии и  вены.

Артерии

 

Артерии бывают трех типов: эластического, мышечного и смешанного (или мышечно-эластического). Классификация  основывается на соотношении количества мышечных клеток и эластических волокон  в средней оболочке артерий.

Артерии эластического  типа характеризуются выраженным развитием в их средней оболочке эластических структур. К этим артериям относятся аорта и легочная артерия, в которых кровь протекает под высоким давлением и с большой скоростью. В эти сосуды кровь поступает непосредственно из сердца. Артерии крупного калибра выполняют главным образом транспортную функцию. Наличие большого количества эластических элементов (волокон, мембран) позволяет этим сосудам растягиваться при систоле сердца и возвращаться в исходное положение во время диастолы. В качестве примера сосуда эластического типа рассматривается аорта - самая крупная артерия организма.

 

Внутренняя оболочка аорты  включает эндотелий, подэндотелиальный слой и сплетение эластических волокон (в качестве внутренней эластической мембраны). С возрастом толщина интимы увеличивается.

Эндотелий аорты человека состоит из плоских эндотелиоцитов, расположенных на базальной мембране.

Подэндотелиальный слой состоит из рыхлой тонкофибриллярной соединительной ткани, богатой клетками звездчатой формы. Эти клетки, как консоли, поддерживают эндотелий. В подэндотелиальном слое встречаются отдельные продольно направленные гладкие миоциты.

Густое сплетение эластических волокон соответствует внутренней эластической мембране.

Внутренняя оболочка аорты  в месте отхождения от сердца образует три карманоподобные створки - т.н. "полулунные клапаны" - единственные клапаны в артериях. Эти образования  чаще называют в единственном числе - аортальный клапан.

Средняя оболочка аорты образует основную часть ее стенки, состоит  из нескольких десятков эластических окончатых мембран, которые имеют  вид цилиндров, вставленных друг в друга. Они связаны между  собой эластическими волокнами  и образуют единый эластический каркас вместе с эластическими элементами других оболочек.

Между мембранами средней  оболочки аорты залегают гладкие  мышечные клетки, косо расположенные  по отношению к мембранам, а также  фибробласты.

Окончатые эластические мембраны, эластические и коллагеновые волокна  и гладкие миоциты погружены  в аморфное вещество, богатое гликозаминогликанами (ГАГ). Такое строение средней оболочки делает аорту высокоэластичной и  смягчает толчки крови, выбрасываемой  в сосуд во время сокращения сердца, а также обеспечивает поддержание  тонуса сосудистой стенки во время  диастолы.

Наружная оболочка аорты  относительно тонкая, не содержит наружной эластической мембраны. Построена из рыхлой волокнистой соединительной ткани с большим количеством  толстых эластических и коллагеновых волокон, имеющих главным образом  продольное направление. Наружная оболочка предохраняет сосуд от перерастяжения и разрывов.

 

 

 
Артерии мышечного  типа

 

К артериям мышечного типа относятся преимущественно сосуды среднего и мелкого калибра, т.е. большинство артерий организма. В стенках этих артерий имеется  относительно большое количество гладких  мышечных клеток, что обеспечивает дополнительную нагнетающую силу их и регулирует приток крови к органам.

В состав внутренней оболочки входят эндотелий с базальной  мембраной, подэндотелиальный слой и внутренняя эластическая мембрана. Эндотелиальные клетки, расположенные  на базальной мембране, вытянуты вдоль  продольной оси сосуда. Подэндотелиальный  слой состоит из тонких эластических и коллагеновых волокон, преимущественно  продольно направленных, а также  малоспециализированных соединительнотканных клеток. Кнаружи от подэндотелиального слоя расположена тесно связанная  с ним внутренняя эластическая мембрана. В мелких артериях она очень тонкая, а в крупных артериях мышечного  типа эластическая мембрана четко выражена.

Средняя оболочка артерий - наиболее толстая, содержит гладкие  мышечные клетки, расположенные по пологой спирали (т.е. косоциркулярно). Между гладкими миоцитами находятся  в соединительнотканные клетки и  волокна. Коллагеновые волокна образуют опорный каркас для гладких миоцитов. В артериях обнаружен коллаген I, II, IV, V типов.

Эластические волокна  стенки артерии на границе с наружной и внутренней оболочками сливаются  с эластическими мембранами. Таким  образом, создается единый эластический каркас, который, с одной стороны, придает сосуду эластичность при  растяжении, а с другой - упругость  при сдавлении. Эластический каркас препятствует спадению артерий, что  обусловливает их постоянное зияние и непрерывность в них тока крови.

Наружная оболочка включает в себя наружную эластическую мембрану и прослойку рыхлой волокнистой  соединительной ткани. Наружная эластическая мембрана состоит из продольных, густо  переплетающихся эластических волокон, которые иногда приобретают вид  эластической пластинки. Обычно наружная эластическая мембрана бывает тоньше внутренней эластической мембраны и  не у всех артерий достаточно хорошо выражена.

По мере уменьшения диаметра артерий и их приближения к  артериолам все оболочки артерий  истончаются. Во внутренней оболочке резко  уменьшается толщина подэндотелиального слоя и внутренней эластической мембраны. Количество мышечных клеток и эластических волокон в средней оболочке также  постепенно убывает. В наружной оболочке уменьшается количество эластических волокон, исчезает наружная эластическая мембрана.

Артерии мышечно-эластического  типа

По строению и функциональным особенностям артерии смешанного типа занимают промежуточное положение  между сосудами мышечного и эластического  типов и обладают признаками и  тех и других.

Вены

 

Сосуды, по которым кровь  возвращается к сердцу, называются венами.

По общему плану строения своей стенки вены сходны с артериями. Давление в венах низкое, кровь  движется медленно, поэтому вены характеризуются  большим просветом, тонкой, легко  спадающейся стенкой со слабым развитием  эластических элементов. Во многих венах  имеются клапаны, являющиеся производными внутренней оболочки. Не содержат клапанов вены головного мозга и его  оболочек, вены внутренних органов, подчревные, подвздошные, полые и безымянные вены.

 

 

Особенности строения стенки вен:

 

• слабое развитие внутренней эластической мембраны, которая часто распадается на сеть волокон;
• слабое развитие циркулярного мышечного слоя; более частое продольное расположение гладких миоцитов;
• меньшая толщина стенки по сравнению со стенкой соответствующей артерии, более высокое содержание коллагеновых волокон;
• неотчетливое разграничение отдельных оболочек;
• более сильное развитие адвентиции и более слабое - интимы и средней оболочки (по сравнению с артериями);
• наличие клапанов.