Система кровообращения

Система кровообращения

Кровеносная система человека образована двумя структурно схожими, но функционально различными кругами кровообращения. Оба круга кровообращения состоят из артерий и вен, соединенных сетью капилляров. Функции большого круга кровообращения заключаются в снабжении тканей и органов питательными веществами и кислородом, а также в удалении из них продуктов метаболизма и углекислого газа. Основной функцией малого круга кровообращения является газообмен: удаление углекислого газа и насыщение крови кислородом. Оба круга кровообращения замкнуты – кровоток в них поддерживается работой сердца.

Сердце, по существу, состоит из двух насосов – правого (предсердие и желудочек) и левого сердца (предсердие и желудочек). У человека в покое при сокращении сердца до 65–75 в мин каждый желудочек выбрасывает до 5–5,5 л крови. Каждый сердечный цикл длится 0,8 сек, из которых 0,3 сек приходится на сокращение желудочков, а 0,5 сек – на их расслабление. Повышение уровня обменных процессов в организме, вызванных различными внешними или внутренними воздействиями, вызывает изменение этих показателей.

Рис. 6.1.

Схема кровеносной и лимфатической систем

1 – левое предсердие (а) и левый желудочек (б);

2 – аорта, большой круг кровообращения;

3, 4 – брыжеечные артерии и вены;

5 – воротная вена;

6 – печень, деление воротной вены на ветви;

7 – печеночные вены;

8 – микроциркулярное русло (a – артериальная часть, b – венозная часть);

9 – полая вена;

10 – правое предсердие (a); и правый желудочек (b);

11 – малый (легочный) круг кровообращения, a – легочные артерии, функционально – вены, b – легочные вены, функционально – артерии;

12 – лимфатические корректоры;

13 – лимфатические узлы;

14 – лимфатические стволы

У здорового человека в покое во время фазы сокращения (систолы) левое сердце выбрасывает в аорту 70–80 мл крови за одно сокращение, а кровь, поступающая из системных вен, нагнетается правым желудочком в легочный круг. Во время систолы внутрижелудочковое давление повышается от уровня, близкого к нулю, до 120 мм рт. ст. в левом желудочке и до 25 мм рт. ст. в правом. В результате этого систолическое давление в аорте повышается до 120 мм рт. ст., а в легочной артерии – до 25 мм рт. ст. По окончании фазы сокращения сердечная мышца расслабляется, и внутрижелудочковое давление круто падает, полулунные клапаны захлопываются, отделяя аорту и легочную артерию от желудочков.

В периферических сосудах артериальное давление колеблется в значительно меньшей степени, чем давление в желудочках, благодаря эластичности больших артерий и сопротивлению току крови. Диастолическое давление составляет примерно 70–80 мм рт. ст. в сосудах большого круга и приблизительно 10 мм рт. ст. – малого круга. Таким образом, оба желудочка соответственно обеспечивают энергией кровообращение в легочном и большом круге, образуя градиент (перепад) давления, который приводит в движение кровь.

Левый желудочек нагнетает кровь в системное сосудистое ложе (большой круг кровообращения), которое состоит из многочисленных регионарных цепей – сердечной (мышца сердца), легочной (ткань легких), печеночной, почечной, мозговой, мышечной и т.д., специализированных по своему строению и регуляции. Каждая из цепей обеспечивает обменные потребности соответствующей области, доставляя растворенные вещества для питания и кислород для сжигания этих субстратов клетками тканей. Чтобы обеспечить это, артерии многократно разветвляются – сначала на артериолы, затем на прекапиллярные артериолы и далее на капилляры.

Топография артерий соответствует скелету. Так, вдоль позвоночника идет аорта, вдоль ребер – межреберные артерии. В проксимальных отделах конечностей, имеющих одну кость (плечо, бедро), – по одному главному сосуду (плечевая, бедренная артерии), в средних отделах, имеющих по две кости (предплечье, голень), – по две главные артерии (лучевая и локтевая, большая и малая берцовые). В дистальных отделах конечностей (кисть и стопа), имеющих лучевое строение, артерии идут соответственно каждому пальцевому лучу. Артерии располагаются на сгибательных поверхностях в желобках и каналах, образованных костями, мышцами и фасциями, которые защищают их от сдавления и повреждения.

В органах, связанных с движением, наблюдаются сосудистые сети, кольца и дугообразные анастомозы. Так, в области суставов из ветвей, проходящих мимо крупных артерий, образуется суставная сеть, благодаря которой кровь свободно притекает к суставу, несмотря на то что при его движениях часть сосудов неизбежно сдавливается или растягивается. Внутриорганная архитектоника артерий соответствует строению, функции и развитию органа [13].

Ввиду того, что плотность распределения тонкостенных капилляров очень велика, а площадь их поверхности огромна, капилляры являются важнейшим участком системы. Через их стенки происходит обмен между клетками тканей и кровью. Метаболиты и СО₂, образующиеся в результате клеточного обмена, диффундируют в кровь, оттекающую от ткани, и уносятся ею. Капиллярная сеть собирается в посткапиллярные венулы, затем в венулы, переходящие в вены, которые впадают в правое сердце.

В венах кровь течет в большей части тела против направления силы тяжести и потому медленнее, чем в артериях. Венозное русло в своей массе шире артериального. Это обеспечено большим калибром и числом вен, парным сопровождением артерий, наличием вен, не сопровождающих артерии, большим числом анастомозов и большей густотой венозной сети, образованием венозных сплетений и синусов, наличием воротной вены в печени. Венозная кровь притекает к сердцу по трем крупным сосудам (двум полым венам и венечному синусу, не говоря о мелких венах сердца), в то время как оттекает по одной аорте.

Правый желудочек нагнетает кровь в сосудистое ложе легких (малый круг кровообращения), где через стенки капилляров происходит обмен кислорода и углекислоты с альвеолярным воздухом.

Микрососуды снабжены специальными механизмами регуляции кровотока, а также механизмами создания необходимых условий для транспорта питательных веществ через стенку сосудов к тканям и клеткам. Одним из приспособлений для регуляции капиллярного кровотока является прекапиллярный сфинктер – скопление гладких мышечных клеток в устье капилляра. Сокращение или расслабление этих клеток изменяет просвет капилляра, а вместе с ним и поток поступающей крови. Прекапиллярные сфинктеры находятся под местным контролем, т.е. под влиянием местных сосудорасширяющих метаболитов (веществ, образующихся в результате местных обменных процессов).

Важную роль в функциональном распределении кровотока играют артериоло-венулярные анастомозы, которые широко представлены в различных органах. Они обеспечивают сброс артериальной крови в венозные сосуды, минуя капиллярное русло, что играет важную роль при расстройствах микроциркуляции.

Сопротивление току крови во многом зависит от количества параллельно соединенных сосудов, их радиуса и длины, а также регионарной вязкости крови. Сопротивление постепенно увеличивается при ветвлении от артерий до капилляров. На долю самих артерий приходится небольшая часть сопротивления, а на долю мелких артерий, артериол и капилляров приходится наибольшая его часть. В то же время общее сопротивление капиллярного отдела уменьшается с увеличением количества функционирующих капилляров, т.е. оно строго зависит от числа открытых капилляров, которое, в свою очередь, зависит от тонуса прекапиллярных сфинктеров.

Общее сопротивление посткапиллярных сосудов (венозное русло) составляет только 10–20% сопротивления прекапиллярного (артериального) русла. Посткапиллярное сопротивление локализуется в основном в венах малого диаметра и в венулах, тогда как сопротивление в магистральных венах обычно довольно незначительно.

Внимание

Сопротивление току крови в венах малого диаметра и венулах превышает сопротивление в крупных венозных сосудах.

Массаж конечностей целесообразно начинать с вышележащих областей, увеличивая при этом еще более разницу между величинами сопротивления в венозных сосудах и активизируя таким образом путь оттока крови.

Регуляция микроциркуляции крови и давление внутри капилляров, которое зависит преимущественно от состояния посткапиллярных (венозных) сосудов, осуществляется нейрогенным и гуморальным путем. Посредством нейрогенной регуляции изменяются объем крови, протекающей через орган, и тонус артериальных сосудов. Величина поверхности и количество функционирующих капилляров определяется активностью прекапиллярных сфинктеров, а напряжение гладких мышечных клеток, составляющих прекапиллярный сфинктер, зависит преимущественно от химизма окружающей их местной среды.

Химическими факторами, оказывающими влияние на миогенный тонус, являются метаболиты, которые вырабатываются местно и вызывают расширение сосудов и вещества, доставляемые кровью. Разносимые кровью кислород, углекислы газ и водородные ионы оказывают влияние на уровень активности клеток гладких мышц сосудов.

Местная концентрация метаболитов зависит от соотношения между активностью ткани и током (а также составом) крови. Эти метаболиты действуют главным образом на прекапиллярные сосуды и сфинктеры и оказывают сравнительно незначительное влияние на посткапиллярные (венозные) сосуды, которые находятся под контролем симпатического отдела вегетативной нервной системы.

Венозный отток от органов определяется не только величиной просвета сосудов, но и реологическими (в частности, вязкостью) свойствами крови. Нервная регуляция просвета микрососудов осуществляется иннервирующими их адренергическими и холинергическими нервными волокнами, которые осуществляют центральные влияния на кровоток.

В настоящее время установлено, что в осуществлении периферического кровообращения, кроме сердца, тонического состояния сосудов, большая роль принадлежит деятельности скелетной мускулатуры, а также присасывающей функции грудной клетки, брюшному и диафрагмальному насосам, клапанному аппарату вен.

Скелетные мышцы обладают микронасосными свойствами. Они являются не столько потребителями крови, сколько самообеспечивающимися органами, присасывающе-нагнетательными микронасосами, самостоятельными периферическими «сердцами» – активнейшими и непременными, незаменимыми помощниками сердца человека. Даже в спокойном состоянии мышцы регистрируются слабые сокращения отдельных волокон. Эти слабые движения действуют как мышечные насосы, оказывая давление снаружи на глубокие и до некоторой степени на подкожные вены.

Внимание

В осуществлении периферического кровообращения, кроме сердца, тонического состояния сосудов, присасывающей функции грудной клетки, брюшного и диафрагмального насосов, клапанного аппарата вен, большую роль играет скелетная мускулатура.

Кровообращение в коже

Кровообращение в коже в покое определяется главным образом не местными потребностями, а факторами, обеспечивающими температурный гомеостаз в организме в целом. Сосуды кожи находятся под контролем симпатической нервной системы. Кроме того, сосуды кожи весьма чувствительны к действию механических раздражителей.

Надавливание на кожу вызывает ее ишемию. Кожа хорошо переносит такое кратковременное снижение местного кровотока, но накапливание метаболитов в конечном итоге приводит к возбуждению чувствительных (ноцицептивных) волокон, что вызывает рефлекторное или произвольное восстановление кровотока. Цвет кожи после этого свидетельствует о том, что накапливающиеся метаболиты (брадикининоподобные полипептиды, гистамин и т.п.) оказывают сосудорасширяющий эффект и вызывают реактивную гиперемию. К этому необходимо добавить, что расширение сосудов, вызываемое действием сосудорасширяющих веществ, обусловлено нейрогенной активацией потовых желез.

Воздействие массажа на органы кровообращения происходит прежде всего благодаря кожно-висцеральным рефлексам. При использовании приемов раздражения поверхностных и глубоких нервных рецепторов кожи, миофасциальных структур и их сосудов (приемы надавливания, растягивания, сжимания, скручивания) массаж оказывает на сердечно-сосудистую систему и организм в целом сложное физиологическое влияние. Он повышает жизнедеятельность морфологических элементов кожи и ее соединительной ткани, которые обладают внутрисекреторной функцией, а создание кратковременной ишемии в коже и мышцах, активизация деятельности потовых желез способствуют образованию сосудорасширяющих веществ, оказывающих влияние как на местное, так и на общее кровообращение.

Кровообращение в мышцах

Сосудистое русло скелетных мышц составляет у человека со средним физическим развитием до 40% от массы тела. Кровоток в нем изменяется в зависимости от интенсивности обменных процессов в работающей мышце. Активное участие крупных мышц в физической работе сопровождается мобилизацией резервных возможностей сердечно-сосудистой системы и значительно стимулирует метаболические процессы в организме. В отличие от активных сокращений мышц массаж этих же мышц оказывает на них пассивное воздействие и не является большой нагрузкой на органы кровообращения. Однако при нарушении правил выполнения массажных приемов (осуществление разминания в быстром темпе) и при некотором снижении возможностей посткапиллярного русла к расширению возникает перегрузка прекапиллярных сосудов, которая может способствовать повышению давления в сосудах и повреждению их стенок.

Доставка питательных веществ и кислорода к мышцам осуществляется артериальной кровью. Артерии мышц идут сначала вдоль функциональной оси мышцы, затем проникают в peremysium internum (прослойки рыхлой соединительной ткани, расположенные между мышечными пучками) и следуют в нем параллельно пучкам мышечных волокон, отдавая им перпендикулярные ветви. Последние образуют петли, вытянутые вдоль мышечных пучков. Терминальные звенья артериального сосудистого русла имеют определенную локализацию и ориентацию по отношению к мышечным волокнам. В связи с пространственной упорядоченностью артериол последнего порядка и венул первого порядка выделяют сегменты микроциркуляторного русла, заключенные между ними.

От артериол последнего порядка ответвляются в разные стороны короткие прекапиллярные артериолы, которые разделяются на капилляры. Число мышечных волокон, снабжаемых кровью из одной прекапиллярной артериолы, варьирует от 7–8 до 15–20, при этом четкого разграничения зон мышцы, васкуляризируемых из различных артериол, не наблюдается. Это свидетельствует о возможности взаимозаменяемости путей доставки крови к мышечным волокнам.

Из капилляров постепенно формируются пути оттока крови, среди которых первыми являются собирательные, или посткапиллярные, венулы. Последние, сливаясь, образуют венулы первого порядка, которые переходят в венулы второго порядка, третьего порядка и т.д. до образования вен. Венозное русло, в отличие от артериального, имеет большое количество анастомозов.

Таким образом, в микроциркуляторном русле скелетных мышц формируются функциональные комплексы микрососудов, включающие в себя артериолу последнего порядка, отходящие от нее прекапиллярные артериолы, капилляры, посткапиллярные венулы и венулы первого порядка, обеспечивающие васкуляризацию определенного участка мышцы. По ходу мышечных волокон эти комплексы микрососудов постоянно повторяются, придавая определенное однообразие сосудистой сети скелетной мышцы. Варьируют лишь площадь кровоснабжаемого участка мышцы, число и диаметр микрососудов, входящих в состав комплекса, что специфично для каждой мышцы.

Скелетные мышцы отличаются друг от друга составом мышечных волокон. В одних из них преобладают белые (быстрые, фазные) мышечные волокна, в других – красные (медленные, тонические). Эти волокна имеют различную васкуляризацию. Белые волокна способны выполнять кратковременную, большую по интенсивности работу в условиях анаэробного дыхания, поэтому имеют меньший объем сосудистого русла по сравнению с красными волокнами, которым свойственны длительные сокращения. Красные волокна предназначены для аэробной работы; преобладают в мышцах, функция которых состоит в выполнении преимущественно статических напряжений и длительной равномерной активности (например, для поддержания позы). Кровоток в красных мышцах в покое примерно в 2–2,5 раза выше, чем в белых.

Выполнение физической работы (физических упражнений) сопровождается сложными микроциркуляторными реакциями – рабочей гиперемией. Основными изменениями в микроциркуляторном русле при рабочей гиперемии являются: вазодилатация (расширение как прекапиллярных, так и посткапиллярнных сосудов), рост числа функционирующих капилляров и увеличение сосудистой проницаемости.

Массаж (разминание мышц) сопровождается так же, как и активные движения, гиперемией в мышцах, однако основной ее причиной является не активное сокращение мышцы, а ее пассивное сжатие, растягивание, сопровождающиеся временной окклюзией сосудов, после которой кровоток восстанавливается до уровня, превышающего исходный. Эта реакция развивается быстро, и после достижения максимального уровня кровоток начинает постепенно уменьшаться.

Восстановление кровоснабжения сопровождается симптомами «реактивной гиперемии», при которой низкое трансмуральное давление и сильное расширение сосудов, вызванное метаболитами, создают условия для максимального кровотока вначале, а затем его снижения при количественном изменении этих двух факторов. Наблюдается более медленное снижение кровотока до исходного уровня в посткапиллярном русле по сравнению с прекапиллярным. Чем дольше была окклюзия, тем медленнее происходит восстановление кровотока до исходного уровня.

Внимание

Медленное и недлительное сдавливание кровеносных сосудов мышцы не оказывает отрицательного влияния на периферическое и коронарное кровообращение, но создает оптимальные условия для развития рабочей и реактивной гиперемии. Поэтому массажные приемы, воздействующие на мышцы (разминание), должны выполняться медленно, сo сдавливанием мышечных волокон и сосудов в течение 3–5 сек.

Сочетание массажа с физическими упражнениями углубляет и пролонгирует полученную при массаже гиперемию тканей, что способствует повышению эффективности лечения пациентов, страдающих не только заболеваниями сердечно-сосудистой системы, но и других органов и систем.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.