Кровообращение – движение крови по сосудам – процесс, необходимый для нормальной жизнедеятельности организма.
«Насосная» функция сердца заключается в перекачивании крови из вен большого и малого круга кровообращения в артерии. Сердечная мышца состоит из двух мышечных элементов различного типа – сократительного миокарда и проводниковой системы.
Сокращения сердечной мышцы обусловлены электрическими импульсами, возникающими и проводящимися в удивительной и сложной проводниковой системе. Она состоит из узлов, межузловых путей и волокон сети Пуркинье. В нормальном сердце импульсы возбуждения возникают в синусовом узле, расположенном в левом предсердии, по цепочке проходят через предсердия, атриовентрикулярный (предсердно-желудочковый) A-V узел, расположенный на границе между предсердиями и желудочками, через пучок Гиса, сеть волокон Пуркинье, достигают сократительного миокарда и вызывают сокращение сердечной мышцы.
Сердечная мышца обладает следующими основными свойствами: автоматизмом, возбудимостью, проводимостью, сократимостью и рефрактерностью.
Автоматизм – это способность клеток проводниковой системы генерировать электрические импульсы без участия нервной системы в ней самой без всякой стимуляции извне.
Благодаря этому свойству сердце может продолжать ритмически сокращаться даже после извлечения его из грудной клетки. Подобные кадры любят использовать режиссеры «околомедицинских» фильмов.
Возбудимость – способность клеток проводниковой системы и сократительного миокарда реагировать на различные раздражители.
Под влиянием раздражителей сердечная клетка электрически активируется и генерирует потенциал действия.
Проводимость – способность всех клеток миокарда проводить импульсы возбуждения к соседним клеткам.
Сократимость – способность клеток миокарда к сокращению при возбуждении.
Рефрактерность – неспособность активизированной сердечной клетки вновь активироваться при дополнительном раздражении.
Ритмическое сокращение мускулатуры предсердий и желудочков – это систола предсердий и желудочков. Она ведет к повышению давления находящейся в них крови, вытекающей в том направлении, где ее давление ниже и куда состояние клапанов сердца допускает ее отток.
Каждый цикл деятельности сердца всегда начинается с сокращения (систолы) предсердий. Благодаря сокращению мускулатуры предсердий в момент систолы кровь из них переходит в желудочки. Систола желудочков – сокращение мускулатуры желудочков – сопровождается значительным повышением давления крови в их полостях, которое становится выше давления крови в предсердиях. Это ведет к смыканию атриовентрикулярных клапанов.
Когда давление крови в желудочках превысит давление крови в аорте и в легочном стволе, раскрываются полулунные клапаны, и наступает фаза изгнания крови из желудочков в сосуды. В течение всего периода изгнания давление крови в желудочках сердца превышает давление крови в отходящих от них сосудах. Это обеспечивает поступление крови в артериальную систему.
Сразу по прекращении систолы желудочков начинается диастола – расслабление мышцы сердца, во время которой происходит наполнение сердца кровью. В течение всей систолы желудочков предсердия находятся в фазе диастолы – расслабляются. В них втекает кровь из полых вен, предсердия наполняются и растягиваются кровью, давление в них возрастает, раскрываются атриовентрикулярные клапаны. Кровь, скопившаяся в предсердиях, втекает в желудочки.
Можете представить себе, сколько раз произошел этот процесс в вашем сердце, пока вы читали это описание!
Сила сердечных сокращений зависит от достигаемой к концу диастолы степени растяжения полости сердца и отражает свойства самой мышечной ткани сердца (закон сердца).
Хотя автономия и обеспечивает возможность ритмических сокращений сердца, но оно не изолировано от остального организма. Деятельность сердца находится под непрерывным воздействием нервной системы, которая помогает приспособить ее к различным условиям внешней и внутренней среды.
Влияние на сердце вегетативной нервной системы выражается следующим образом: стимуляция парасимпатических волокон блуждающего нерва (n. Vagus) ослабляет и урежает сокращения сердца. В свою очередь, раздражение симпатических волокон вызывает, наоборот, учащение и усиление работы сердца. Таким образом, нервная система играет роль своеобразного «диспетчера», который определяет, каким наилучшим образом скоординировать работу сердца.
Большую роль в деятельности сердца играет и центральная нервная система. Для любой жизнедеятельности нужна энергия. Для сокращения сердечной мышцы энергия образуется при расщеплении макроэргических соединений (АТФ – аденазин трифосфорной кислоты и др.). Во время диастолы эти соединения воспроизводятся. Интересно, что если их синтез осуществляется в присутствии достаточного количества кислорода (аэробным путем), то в результате производится большее количество энергии, а если кислорода мало (анаэробным путем), то энергии аккумулируется значительно меньше.
Сердце обеспечивается энергией также за счет расщепления глюкозы, ионного равновесия в миокардиальной клетке (K/Na), движения в ней ионов кальция и др.
Кровообращение – залог и условие жизнедеятельности организма. Только благодаря ему ко всем органам и тканям поступают кислород и биологически активные вещества, а к органам выделения: легким, почкам, желудочно-кишечному тракту, потовым железам – вода, углекислый газ и другие конечные продукты азотистого обмена. С кровью происходит перенос антител, антитоксинов и других веществ от места их образования к месту встречи с различными микробами, вирусами и др. Система кровообращения также переносит вещества, которые мы принимаем в качестве лекарств.
Для поддержания нормального состояния организма необходимо, чтобы по сосудистой системе в единицу времени протекало достаточное для данных условий его жизнедеятельности количество крови. Для каждого человека в каждый момент времени это количество индивидуально. Чем обеспечивается этот «персональный подход»? Тем же самым «диспетчером» – нервной системой при участии гуморальных механизмов – гормонов и других биологически активных веществ.
Мерой общего количества крови, протекающей по сосудистой системе в единицу времени, является минутный объем крови – МОК.
МОК – это то количество крови, которое в 1 минуту поступает из левого желудочка в аорту. Оно равно произведению систолического объема крови (т. е. среднего количества крови, выбрасываемой желудочком при каждом сокращении) на число сокращений сердца в 1 минуту.
В норме количество поступающей крови в аорту равно количеству крови, поступающей в легочную артерию из правого желудочка, т. е. минутный объем большого круга кровообращения равен минутному объему малого круга кровообращения.
Основным источником энергии, необходимой для движения крови по сосудам, как уже указывалось, является энергия сокращения сердца. Эта энергия частично расходуется на передвижение крови по сосудам, а также на преодоление сопротивления эластических сил стенок сосудов артериальной системы. При растяжении этих стенок создается и поддерживается определенный уровень артериального давления крови. Величина сопротивления току крови по артериям при прочих равных условиях зависит от их диаметра, длины, линейной скорости движения крови и многих других факторов.
Артериальное давление обеспечивает вытеснение крови из артериальной системы и продвижение ее в венозную систему. Работа сердца дает энергию для течения крови. Вены легко растягиваются и мало сопротивляются току крови. Благодаря этому возврат крови к сердцу происходит при небольшом перепаде давления в венозной системе.
Так как координация кровообращения осуществляется центральной нервной системой, то оно регулируется в соответствии с постоянно изменяющейся интенсивностью основных процессов жизнедеятельности организма. Так, при работе увеличивается количество потребляемого организмом кислорода и образующейся углекислоты – соответственно, МОК повышается. При водной нагрузке увеличивается кровоток через почки и повышается мочеотделение. При жаре резко возрастает кожный кровоток и увеличивается теплоотдача.
Деятельность всех регуляторных механизмов во главе с «диспетчером» – нервной системой направлена на поддержание более или менее постоянных величин кровообращения в состоянии покоя и на их изменения в соответствии с меняющимися потребностями организма. Так, с помощью кровообращения происходит приспособление его к различным условиям жизнедеятельности человека.
