Кровообращение

Кровообращение человека

Кровообраще́ние — это процесс, при котором кровь циркулирует в организме человека благодаря постоянной работе сердца. Сердце последовательно направляет кровь по большому и малому кругам кровообращения. Оно обеспечивает ткани организма кислородом, питательными веществами, гормонами и удаляет продукты обмена веществ. Благодаря кровообращению происходит регуляция различных процессов в организме и поддержание жизнедеятельности. В данной статье мы изучим анатомию и работу системы кровообращения.

Внутренняя среда

Большинство клеток нашего организма находится в жидкой среде. Именно из неё клетки получают необходимые питательные вещества и кислород, а также выделяют продукты своей жизнедеятельности. Только верхний слой ороговевших клеток кожи контактирует с воздухом и защищает внутреннюю среду от высыхания и других изменений.

Кровь движется по системе замкнутых сосудов и непосредственно не контактирует с клетками ткани.

Тканевая жидкость образуется из жидкой части крови. Она получила такое название потому, что находится среди тканей тела. Питательные вещества из крови попадают в тканевую жидкость и в клетки. Продукты распада перемещаются в обратном направлении.

Избыток тканевой жидкости попадает в вены и лимфатические сосуды. В лимфатических капиллярах она изменяет свой состав и становится лимфой. Лимфа медленно движется по лимфатическим сосудам и в конце концов попадает снова в кровь. Предварительно лимфа проходит через особые образования - лимфатические узлы, где она фильтруется и обеззараживается, обогащается лимфатическими клетками.

Жидкости внутренней среды обладают постоянным составом, который называется гомеостазом. Это результат подвижного равновесия веществ: одни из них поступают во внутреннюю среду, а другие её покидают. Из-за небольшой разницы между поступлением и расходом веществ их концентрация во внутренней среде постоянно колеблется.

Кровь и ее состав

Кровь (haema, sanguis) — это ткань внутренней среды, состоящая из плазмы, которая занимает 55 % от общего объёма крови, и форменных элементов(клеток крови), составляющих 45%. Эти элементы включают эритроциты (красные кровяные тельца), лейкоциты (белые кровяные клетки) и тромбоциты (кровяные пластинки). Вес крови составляет примерно 8 % от общей массы тела. У мужчин объём крови равен приблизительно 5,2 литра, а у женщин — 4 литра.

Эритроцит, тромбоцит, лейкоцит

Эритроциты — это высокоспециализированные клетки, предназначенные для переноса газообразных веществ (кислорода и углекислоты). Они имеют своеобразную форму двояковогнутых дисков; ядро в них отсутствует. При движении по капиллярам они легко деформируются. Диаметр эритроцитов колеблется от 7,2 до 8,5 мкм. Внутри эритроцитов содержится гемоглобин дыхательный пигмент, представляющий собой сложный белок. С помощью гемоглобина осуществляется перенос кислорода и углекислоты. В 1 мм³ крови содержится 4,3-5,8 млн. эритроцитов. У взрослого человека эритроциты вырабатываются в красном костном мозге и поступают в общее сосудистое русло. Продолжительность жизни эритроцитов в среднем составляет 2-3 месяца.

Лейкоциты — это разнородная по своим морфологическим и функциональным свойствам группа клеток крови. Различают зернистые и незернистые лейкоциты. К зернистым лейкоцитам относят нейтрофильные, эозинофильные и базофильные лейкоциты, а к незернистым - лимфоциты и моноциты. У взрослого человека в 1 мм³ крови насчитывается 6000-8000 лейкоцитов, однако количество их непостоянно и может меняться в зависимости от состояния организма. Зернистые лейкоциты образуются в красном костном мозге, а незернистые не только в красном костном мозге, но также в лимфатических узлах, тимусе, миндалинах и фолликулах. Срок жизни лейкоцитов в среднем со ставляет несколько месяцев, хотя отдельные лимфоциты живут всего 2-3 дня. . отличие от эритроцитов лейкоциты имеют ядро. Размер их колеблется от 7 до 11 мкм. Они способны активно перемещаться благодаря амебоидным движениям. В лейкоцитах содержится большое количество ферментов, способных расщеплять различные вещества.

Тромбоциты (кровяные пластинки) — не имеют ядер, плоские клетки, неправильной округлой формы, диаметром около 1,5 – 4,0 мкм, толщиной 0,5– 0,75 мкм. Обладают удивительной способностью менять свою форму и размер в зависимости от положения: в потоке – кровяные шарики, вблизи сосудистой стенки – звездчатые клетки.

При контакте с поверхностью, которая отличается по своим свойствам от эндотелия, тромбоцит активизируется, расширяется и приобретает до 10 зубцов и отростков, которые могут быть в 5–10 раз больше диаметра тромбоцита. Наличие этих отростков важно для остановки кровотечения.

Плазма крови

Плазма крови представляет собой желтоватую полупрозрачную жидкость, состоящую из воды, минеральных веществ, белков, жиров, углеводов и других компонентов. Большая часть плазмы состоит из воды. Питательные вещества поступают из органов пищеварения в плазму крови, после чего она разносит их по всему организму. Вредные вещества и излишки воды перемещаются из различных частей тела в плазму, откуда затем доставляются к органам выделения.

В плазме крови присутствует белок фибриноген, который при свёртывании крови превращается в нерастворимые нити фибрина, образуя сгусток, предотвращающий кровотечение из ран.

Система кровообращения

Система состоит из сердца и сосудов, образующих большой и малый круги кровообращения. Сердечно-сосудистая система отвечает за транспортировку крови по сосудам ко всем органам и тканям, доставляя питательные вещества, продукты распада, гормоны и газы. Вместе с нервной системой сердечно-сосудистая система координирует работу органов и систем человеческого тела.

Кровеносные сосуды

Кровеносная система состоит из огромного числа сосудов различного размера: артерий, капилляров и вен.

Артерии — это сосуды, которые несут кровь от сердца. Самая крупная из них называется аортой. В артериях кровь движется под большим давлением, поэтому они имеют толстые и упругие стенки. Располагаются артерии глубоко под мышцами. Крупные артерии распадаются на более мелкие, а мелкие ветвятся и образуют сеть капилляров.

Капилляры — мельчайшие кровеносные сосуды, в 50 раз тоньше человеческого волоса. Они пронизывают все органы человека. Общая протяженность капилляров у человека составляет около 100 тыс. км. Капилляры собираются в вены.

Вены — это сосуды, которые доставляют кровь к сердцу. Многие из них находятся близко к поверхности кожи, поэтому хорошо заметны на теле в виде синих прожилок. Венозная кровь течёт медленнее, чем артериальная, а стенки вен тоньше и мягче. Многие вены имеют венозные клапаны.

Большой круг кровообращения

Круги кровообращения

Большой круг кровообращения начинается от левого желудочка самым крупным сосудом - аортой, которая разветвляется на артерии, идущие к голове, верхним конечностям, туловищу, ко всем внутренним органам и нижним конечностям. Артерии разветвляются на более мелкие сосуды артериолы, а затем капилляры, которые образуют густую сеть в органах и тканях, где происходит газообмен между кровью и тканями, кровь насыщается ${\ce {CO2}}$ и отдает ${\ce {O2}}$, превращаясь в венозную. Капилляры переходят в очень тонкие венозные сосуды - венулы, которые соединяются в более крупные вены.

Далее вся кровь от туловища и нижних конечностей собирается в нижнюю полую вену, а от головы и верхних конечностей в верхнюю полую вену. Этими сосудами, впадающими в правое предсердие, заканчивается большой круг кровообращения.

Малый круг кровообращения

Малый, или легочный, круг кровообращения начинается от правого желудочка легочной артерией, которая делится на две ветви, и по ним венозная кровь поступает в правое и левое легкие. В легких происходит газообмен между кровью и альвеолярным воздухом: кровь получает из него кислород и отдает углекислый газ, превращаясь в артериальную. Артериальная кровь по четырем легочным венам поступает в левое предсердие, где заканчивается малый круг кровообращения.

Кровь течет по замкнутой системе сосудов и не соприкасается с тканями. Обмен газов и питательных веществ осуществляется через жидкость, которая окружает ткани и которую называют тканевой. Основным органом, создающим кровоток в сосудах, является сердце, обладающее способностью автоматически сокращаться.

Сердце и его функции

Строение сердца

Сердце (cor) — полый мышечный орган, обеспечивающий движение крови по кровеносным сосудам. Сердце располагается в грудной полости, в среднем средостении. Верхушка сердца, apex cordis, обращена вниз, влево и вперед, а более широкое основание сердца, basis cordis, – кверху и кзади.

Сердце человека расположено в грудной полости за грудиной и свободно подвешено на сосудах, что позволяет ему немного смещаться. Оно находится внутри перикарда, защитной оболочки, которая предотвращает повреждения. В перикарде находятся рецепторы, передающие сигналы в центральную нервную систему, откуда команды поступают к сердечной мышце и сосудам, регулируя их работу и адаптируя организм к условиям жизни.

Сердце состоит из двух предсердий и двух желудочков. Правая и левая части сердца не соединены друг с другом, но правое предсердие связано с правым желудочком, а левое предсердие — с левым желудочком через клапаны. Эти клапаны открываются только в сторону желудочков, обеспечивая поступление крови. Клапаны также размещены у выходов из желудочков аорты и лёгочных артерий, контролируя перемещение крови исключительно в сосуды и предотвращая обратный поток крови.Полулунные клапаны располагаются между желудочками и артериями. Они обеспечивают ток крови только в одном направлении — из желудочков в артерии.Сердце функционирует непрерывно на протяжении всей жизни человека, перекачивая кровь. Главная задача сердца — обеспечивать постоянное движение крови по сосудам, поэтому оно ритмично сокращается непрерывно. Здоровое сердце бьётся 70–75 раз в минуту, хотя возможны индивидуальные особенности.

Сердечные сокращения

В сердечном цикле различают фазу сокращения сердца, или систолу, и фазу расслабления, или диастолу. Систола включает первую фазу - систолу предсердий, во время которой в них повышается давление, выталкивающее кровь из предсердий в желудочки. Вслед за систолой предсердий наступает вторая фаза систола желудочков, во время которой давление в них повышается до 130-140 мм рт. ст., под влиянием чего открываются клапаны между желудочками и отходящими от них сосудами и наступает фаза изгнания крови. После этого наступает общая фаза расслабления предсердий и желудочков - диастола.

Свойства сердечной мышцы, обеспечивающие её функционирование, включают возбудимость, проводимость и автоматию. Автоматия — это способность клеток, тканей и органов возбуждаться без внешнего воздействия, под влиянием импульсов, возникающих в них самих.

Совместимость и переливание крови

Каждый человек обладает уникальными тканями, поэтому пересадка кожи, почек или сердца возможна только при совместимости тканей доноров и реципиентов. Несовместимые ткани будут отторгнуты иммунной системой пациента, так как чужеродные вещества вызовут иммунную реакцию, и антитела больного уничтожат эти ткани.

Группы крови

В эритроцитах переливаемой крови тоже могут оказаться антигены, которые могут быть уничтожены антителами плазмы крови больного. Поэтому переливать можно только ту кровь, которая совместима с кровью больного.

Врождённые иммунологические особенности определяют различия в составе крови людей, связанные с наличием определённых белков (изоантигенов) в эритроцитах (Α и Β) и антител типа α и β в плазме крови. Если при переливании крови белок Α взаимодействует с антителом α, а белок Β — с антителом β, возникает иммунологическая несовместимость. Антитела в плазме крови больного склеивают эритроциты переливаемой крови, что приводит к их разрушению и гибели пациента. Существуют четыре основные группы крови, хотя на самом деле их гораздо больше. Особенности I, II, III и IV групп крови представлены в таблице.

Группы крови человека

Группа крови	Изоантигены в эритроцитах	Групповые антитела плазмы
I	Отсутствуют	α, β
II	A	β
III	B	α
IV	A, B	Отсутствуют

Изоантигены — антигены, которые играют значительную роль в иммунной системе, защищая организм от чужеродных агентов и предотвращая развитие иммунного ответа на собственные антигены.

Донор ( от лат. dono—дарю.) — тот, кто сдаёт кровь для переливания. Согласно таблице, в эритроцитах людей с первой группой крови отсутствуют белки A и B, поэтому их кровь можно переливать людям с другими группами. Однако им самим можно переливать кровь только их собственной группы, так как эритроциты со второй, третьей и четвёртой группами будут сталкиваться с антителами α, β или обоими одновременно, что может быть опасным.

Люди с I группой крови считаются универсальными донорами, так как их кровь можно переливать пациентам с любыми группами крови. Обладатели IV группы крови — универсальные реципиенты (от лат. recipiens—получающий, принимающий), потому что в их плазме отсутствуют групповые антитела и им можно переливать кровь любых групп. Доноры II и III групп могут сдавать кровь либо людям своей группы, либо IV группе, а им можно переливать кровь их группы и I группы.

Система резус (Rh-hr)

Карл Ландштейнер

Данная система открыта в 1941 К. Ландштейнером и А. Винером при иммунизации кроликов кровью обезьян - макак-резусов.

Антигены системы резус (Rh) представляют собой липопротеиды (Сложные белки, которые являются липидами). В настоящее время известно о шести разновидностях антигенов системы резус. Наиболее значимыми из них являются D, C и E, обладающие высокой иммуногенной активностью. Самым мощным из них является антиген D, присутствующий в эритроцитах 85% людей, независимо от их групповой принадлежности по системе АВ0. Кровь таких людей называется резус-положительной (Rh+). У оставшихся 15 % людей антиген D отсутствует. Их кровь считается резус-отрицательной (Rh-).

Система резус не содержит врождённых антител: антирезусные антитела могут образоваться только при переливании резус-отрицательному человеку резус-положительной крови, поэтому повторное переливание резус-положительной крови может спровоцировать гемоконфликт. Аналогичная ситуация возникает, когда резус-отрицательная женщина вынашивает резус-положительного ребёнка, унаследовавшего резус-принадлежность от отца. Во время беременности небольшое количество крови ребёнка (0,1– 0,2 мл) может проникнуть через плацентарный барьер в кровь матери.

Эритроциты плода могут попасть в кровь матери во время родов. В ответ на чужеродный антиген в организме матери начинают вырабатываться антирезус-агглютинины. При первой беременности резус-конфликт обычно не возникает, потому что уровень антител невысок. Но при последующих беременностях резус-положительным плодом уровень антител в крови женщины повышается. Антирезус-агглютинины с низкой молекулярной массой легко проходят через плацентарный барьер в организм плода и взаимодействуют с антигенами системы резус, вызывая агглютинацию и гемолиз эритроцитов плода. В результате происходят выкидыш или гемолитическая болезнь новорождённых.

Чтобы предотвратить иммунизацию, резус-отрицательной беременной женщине вводят готовые концентрированные антирезус-агглютинины. Эти вещества склеивают резус-положительные эритроциты плода, которые попадают в её организм, и иммунизация не происходит.