Функции кругов кровообращения в организме человека

Общее описание

Кровеносная система человека состоит из множества сосудов, различающихся по своей длине, толщине, структуре, плотности стенок и назначению. Основным элементом, соединяющим их всех, является сердце — мышечный орган, который схематично можно поделить на четыре полости, разделённые перегородками.

Именно в сердце находится начало и окончание обоих кругов кровообращения человека. Большой выходит из левого желудочка и входит в правое предсердье, а малый протекает от правого желудочка к левому предсердью. Клапаны между ними позволяют артериальной и венозной крови двигаться без риска смешивания. Полноценная работа перегородок зависит от синхронности и ритмичности сокращений сердца, потому нарушения работы этого органа затрагивают всю систему.

Помимо сердца важной частью обоих кругов являются сосуды, где происходит движение крови от одного элемента к другому. Все из них можно поделить на такие типы:

• Артерии. Прочные сосуды с высоким показателем эластичности, в структуре которых отсутствуют гладкие мышцы. Их стенки расширяются и сужаются в такт с сердечными сокращениями, что позволяет контролировать кровяное давление и не давать ему упасть или подняться до критических значений. Задача артерий — снабжение тканей и органов обогащённой кислородом и питательными веществами кровью. Жидкость по ним идёт от сердца к остальным частям тела.
• Вены. Сосуды, движение крови в которых обусловлено давлением на них скелетных мышц. Через них отработанная и выполнившая свои функции плазма возвращается от органов и тканей к сердцу а затем подвергается газообмену в малом круге кровообращения, откуда снова попадает в системный кровоток.
• Капилляры. Тонкие и небольшие хрупкие сосуды, стенка которых состоит всего из одного слоя клеток. Обладают очень высокой проницаемостью. Их функция — обеспечивать обмен между плазмой и клетками тканей, снабжая последние питательными веществами и очищая от продуктов метаболизма. Капилляров в теле настолько много, что они образуют целые сети вокруг органов.

По функциям все вены и артерии делятся на три типа: присердечные, магистральные и органные. Первые начинают и заканчивают круги кровообращения, соединяя их с сердечной мышцей. Вторые отличаются довольно крупным размером. Их функция — равномерно распределить кровь между всеми частями организма и доставить каждой нужное количества. Сосуды третьего типа наиболее многочисленны и включают в себя вены и артерии, находящиеся внутри органов, а также капилляры.

Анатомия сердечно-сосудистой системы (ССС)

Сердце и кровеносные сосуды являются частью кровеносной системы, которые участвуют в доставке биологической жидкости ко всем органам и тканям организма. Они значительно различаются по строению, но в функциональном отношении представляют собой единое целое.

Сердце

Этот орган является центром кровообращения. Его основная задача – выталкивание крови в сосуды и обеспечение ее непрерывной циркуляции по организму. Сердце представляет собой мышечный орган, размеры которого зависят от половой принадлежности. У женщин он достигает не более 250 г, у мужчин – 330 г. Снаружи его покрывает околосердечная сумка, выделяющая особую жидкость. Именно она снижает трение сердца об окружающие ткани во время сердцебиения.

Интересно!

Объём крови, перекачанной сердечной мышцей за сутки, составляет примерно 7-10 тыс. литров, причём эта работа ведётся непрерывно.

Стенки сердца состоят из миокарда, эндокарда и эпикарда. Сердечная полость разделена на 4 отдела. Венозной кровью заполнены правое предсердие и желудочек, артериальной – левое предсердие и желудочек. У здорового человека частота сердечных сокращений составляет от 55 до 85 ударов в минуту. За 70 лет происходит 2,6 млрд сокращений.

Кровеносные сосуды

Представляют собой эластичные магистрали (трубки), по которым силой ритмического сокращения сердца, осуществляется транспортировка биологической жизни. Несмотря на схожесть функций, они имеют различный размер и строение. Типы кровеносных сосудов:

1. Артерии – переносят кровь от сердца к органа при сердечных толчках. В зависимости от диаметра их разделяют на мелкие, средние и крупные.
2. Капилляры – самые тонкие сосуды в организме человека, которые являются соединяющим звеном между венозной и артериальной системой.
3. Вены – кровеносный сосуд, по которому биологическая жидкость движется к направлению сердца. Пополняются кровью из капилляров, из которых она собирается и поставляется назад, к главному двигателю организма.

Небольшие сосуды питают более крупные. В состав сосудистых стенок входят эффекторы и рецепторы. Они тесно связаны с периферическими нервными центрами и принимают участие в регуляции кровообращения.

Кровь

Жидкая и подвижная ткань внутренней среды организма – кровь. Эта вязкая субстанция постоянно циркулирует в системе кровообращения и переносит необходимые для обменных процессов газы и растворенные в ней вещества. Основные функции крови:

• транспортная;
• дыхательная;
• выделительная;
• питательная;
• терморегулирующая;
• гомеостатическая;
• защитная.

Интересно!

Общее количество крови в организме взрослого человека в норме составляет 6-8% от массы тела, т.е. примерно 4,5-6 л.

Она состоит из плазмы и взвешенных клеток: эритроциты, лейкоциты, тромбоциты. Составляющие крови обеспечивают ее вязкость, также они могут перемещаться по-разному. Например, эритроциты могут двигаться как по-отдельности, так и целыми “стопками”, напоминающие сложенные монеты. Белые клетки перемещаются поодиночке и обычно держатся около сосудистых стенок.

Строение сердца и круги кровообращения

Ключевым органом сердечно-сосудистой системы является сердце. Биение сердца обеспечивает движение крови по сосудам, а особое строение играет регуляторную роль, разделяя токи крови на проходящие через все тело и через легкие, в которых происходит обогащение крови кислородом.

Сердце человека, как и у всех млекопитающих, четырехкамерное. Оно состоит из левой и правой половины, которые между собой не сообщаются. Другими словами, в норме кровь из левой половины сердца никак не может попасть в правую. Левая половина сердца содержит артериальную кровь, а правая – венозную.

В свою очередь каждая половина сердца состоит из своего предсердия и своего желудочка. Кровь перетекает из предсердий в желудочки через клапаны: трехстворчатый справа и митральный слева (иногда оба клапана называют створчатыми). Обычно на рисунках левую половину сердца изображают справа, а правую – слева (представьте, вы смотрите на стоящего перед вами человека).

Из левого желудочка артериальная кровь выталкивается в аорту и далее по более мелким артериям уходит во все органы тела.

Отдав кислород органам и тканям и забрав от них углекислый газ, уже венозная кровь возвращается в сердце через верхнюю и нижнюю полые вены, которые впадают в правое предсердие.

Из правого желудочка венозная кровь выталкивается в легочную артерию. Эта кровь течет в легкие, где из нее выделяется углекислый газ, а в нее поступает кислород. В легких венозная кровь превращается в артериальную.

Через легочные вены артериальная кровь поступает в левое предсердие.

Движение крови от левого желудочка до правого предсердия называется большим кругом кровообращения. Движение от правого желудочка до левого предсердия – малым.

Круги кровообращения

Кровеносная система человека является замкнутой и состоит из 2 основных кругов кровообращения:

1. Малый, или легочный круг кровообращения берет свое начало в правом желудочке, из которого выходит легочная артерия. В легких кровь превращается из венозной в артериальную, т.к. отдает углекислый газ и насыщается кислородом.
2. Большой круг берет свое начало в левом желудочке, из которого артериальная кровь поступает в самую крупную артерию – аорту. Заканчивается большой крут кровообращения в правом предсердии.

Виллизиев, сердечный, плацентарный – вспомогательные кольца гемодинамики, т.е. дополнительные круги кровообращения. Они выполняют важную функцию во время беременности, уменьшают нагрузку на сердце и компенсируют плохое кровоснабжение головного мозга.

Дополнительные или вспомогательные

Помимо двух основных кругов, иногда выделяют несколько дополнительных. Первый из них — плацентарный — существует только у зародыша, находящегося в организме беременной женщины. Его функция — насытить кислородом развивающиеся ткани и органы в организме будущего ребёнка. Соединение систем кровоснабжения матери и плода происходит через плаценту и включает в себя капиллярную сетку пупочной вены. Кровообращение происходит по следующей схеме:

1. Артериальная кровь беременной женщины попадает в организм плода через сосуды и смешивается с его венозной жидкостью, которая отходит к нижней части тела.
2. Жидкость попадает в нижнюю полую вену, из которой входит в правое предсердие будущего ребёнка.
3. Затем сердечная мышца сокращается и кровь переходит в левый желудочек. Малый круг в этом процессе пропускается, так как у зародыша он неразвит. Из желудочка кровь отходит в аорту — главную магистральную артерию человеческого тела.
4. Некоторое количество оставшейся плазмы попадает и в правый желудочек. Оттуда она поступает в верхнюю полую вену, где смешивается с венозною кровью, а затем возвращается в правую часть сердца, откуда течёт в лёгочный ствол и в конце попадает в аорту.
5. Из аорты жидкость расходится по всему телу будущего человека. Она распределяется по артериям, артериолам и капиллярам, питая его органы и ткани.

Плацентарный круг — единственное место в системе кровообращения, где происходит смешивание артериальной и венозной крови. На схемах и рисунках её движение обычно обозначают фиолетовыми стрелками.

Второй дополнительный круг — коронарный

Он является частью большого, но поскольку кровоснабжение сердца имеет очень важное значение, иногда его выделяют в отдельную подсистему. Начинается он с коронарных артерий, опутывающих главный орган кровеносной системы

Течение плазмы происходит таким образом:

1. Артериальная кровь поступает в правую и левую коронарные артерии, отходящие от аорты.
2. Левая артерия расходится на 2—4 более мелких сосуда, среди которых наиболее важными являются передняя нисходящая и огибающая ветви. Передняя из них продолжает артерию напрямую и спускается к верхушке сердца. Вторая отходит от основного сосуда в самом начале, образуя с ним прямой гол. Она огибает сердце спереди назад.
3. Все артерии входят в мышечную ткань, по стандартной схеме разветвляясь до капилляров.
4. Отток венозной крови осуществляется через большую, среднюю и малую сердечные вены. Затем они сливаются в венечный синус, который входит в правое предсердие. Некоторая часть насыщенной углекислым газом плазмы также отходит по передним сердечным и тебезиевым венам.

Третий дополнительный круг называют виллизиевым. Это участок кровеносной системы, отвечающий за снабжение кислородом головного мозга. Он представляет собой кольцо, состоящее из передних и задних мозговых, а также соединительных артерий. У здорового человека кольцо Виллизия замкнуто.

Малый, или лёгочный

Малый круг, как понятно из названия, намного короче, чем большой. Длительность одного цикла кровообращения в нём составляет всего 4—5 секунд, что в пять раз быстрее, чем у системного круга. Количество задействованных сосудов и внутренних органов также значительно меньше. Кровоток проходит в следующем порядке:

1. Начинается лёгочный круг в правом сердечном желудочке. Тёмная венозная кровь, насыщенная углекислым газом, вталкивается в полость из-за резкого сокращения предсердья. Перегородка между ними закрывается, чтобы жидкость не вернулась.
2. Под давлением тканей желудочка, кровь выталкивается в лёгочный ствол. Трёхстворчатый сердечный клапан, отделяющий полость от предсердия, в это время закрыт.
3. После того, как жидкость попадает в лёгочную артерию, ещё один сердечный клапан закрывается, исключая её возвращение в желудочек.
4. Через основную крупную артерию кровь постепенно расходится по более мелким сосудам и капиллярам. Там происходит её очищение от углекислого газа и наполнение кислородом.
5. Свободная от углекислого газа и богатая кислородом артериальная кровь приобретает ярко-алый цвет. Она попадает в лёгочные вены, которые собираются в обратном порядке в четыре крупных сосуда. Заканчивается круг у левого предсердия.

Газообмен при кровообращении осуществляется за счёт тонкой сети тонких капилляров, оплетающих лёгочные пузырьки. Она делится на две части, одна из которых отвечает за насыщение венозного потока кислородом, а вторая — за питание самой лёгочной ткани. Малый круг тесно взаимосвязан с больши́м — именно он даёт возможность насытить всё тело человека очищенной и богатой кислородом кровью.

Другой особенностью анатомии малого круга кровообращения является то, что кровь движется по нему в обратной последовательности — это показывают стрелочки на схеме. Через артерии проходит насыщенная углекислым газом и загрязнённая продуктами жизнедеятельности клеток плазма, а в вены возвращается чистая жидкость с высоким содержанием кислорода.

Механизм 6eзопасности

Нанекоторых участках тела, например,на руках иногах,
артериии их
ветвисо-единены
таким образом, что они загибаются друг
на друга и создают дополнительное,
альтернативное русло для кровина случай, если какая-нибудь из
артерий или ветвей повреждается. Это
русло называется добавочным,
коллатеральным кровообращением. В
случае повреждения артерии ветвь
соседней артерии, расширяется,
обеспечивая более полное
кровообращение. При физическоой
нагрузке организма, например, при беге
кровеносные сосуды мышц ног
увеличиваются в размере, а кровеносные
сосуды кишечника прикрываются, чтобы
направить кровь к тому месту, где
потребность в ней наиболее велика. Когда
человек отдыхает после еды, происходит
обратный процесс. Этому способствует
кровообращение по обходным путям,
которые называются анастамозами.

Вены
часто соединяются друг с другом при
помощи специальных «мостиков» —
анастомозов. Вследствие этого поток
крови может пойти «в обход», если на
определенном участке вены возникает
спазм или усиливается давление при
сокращении мышц и движении связок. Кроме
этого, мелкие вены и артерии соединяются
посредством артериоло-венулярных
анастомозов, что обеспечивает прямой
«сброс» артериальной крови в
венозное русло, минуя капилляры.

Распределение
и ток крови

Кровь
в сосудах не распределяется равномерно
по всей сосудистой системе. В любой
конкретный момент приблизительно 12%
крови находится в артериях и венах,
которые несут кровь в легкиеи из легких. Около 59% крови находитсяв венах, 15% — в артериях, 5% — в
капиллярах, а оставшиеся 9% — в сердце.
Скорость тока крови неодинакова по всемучасткам системы. Кровь, вытекая из
сердца, проходит дугу аорты со скоростью
33 см./c.; но к моменту, когда она достигнет
капилляров, ее течение замедляется и
скорость становится около 0,3 см./c.
Обратный ток кровипо
венам значительно усиливается так, что
скорость крови на момент вхождения в
сердце составляет 20см./c.

Регулирование
кровообращением

В
нижней части мозга расположен участок,
называемый сосудодвигательным центром,
который управляет кровообращением, а,
следовательно, и кровяным давлением.
Кровеносными сосудами, которые отвечают
за контроль ситуации в системе
кровообращения, являются артериолы,
находящиеся между малыми артериями и
капиллярами в кровеносной цепи.
Сосудодвигательный центр получает
информацию об уровне кровяного давленияот нервов, чувствительных к давлению,
которые располагаются в аорте и сонных
артериях, а затем посылают сигналы к
артериолам.

Возрастные особенности кровообращения

Организм самостоятельно регулирует свою работу. Он сам поддерживает необходимые параметры для своего нормального функционирования. На всех этапах морфологического развития сердечно-сосудистого кровообращения происходят изменения, которые зависят от возраста человека.

Формирование сердца плода происходит со II по VIII неделю внутриутробного развития. Собственное кровообращение функционирует у плода с конца второго месяца. В этот период сердечно-сосудистая система имеет некоторые особенности:

• не функционирует малый круг кровообращения;
• сообщение между предсердиями установлено с помощью “малого окна”;
• кровь из легочной вены переходит в аорту по специальному открытому протоку (Баталов проток).

Работа сердца во внутриутробном периоде направлена на обеспечение обменных процессов между кровью плода и матери, которые происходят в плаценте.

У новорожденных система претерпевает ряд изменений. Баталов проток и овальное отверстие зарастают. Пупочные сосуды запустевают и превращаются в круглую связку печени. Начинает функционировать малый круг кровообращения. Через 2 недели после рождения он приобретает те черты, которые сохраняются всю жизнь.

Интересно!

Количество циркулирующей крови уменьшается в период вынашивания ребенка, во время голодания и интенсивных занятий спортом.

В течение жизни также изменяется количество циркулирующей биологической жидкости. Ее максимальное значение наблюдается в 25-27 лет, после 40 лет – происходит снижение объема крови. После 60-65 лет это значение остается неизменным до самой смерти.

Система кровообращения – непрерывное движение крови по замкнутой системе полостей сердца и сети кровеносных сосудов, которые обеспечивают все жизненно важные функции организма. Без нее невозможно нормальное функционирование всех внутренних органов и систем. Строение сердечно-сосудистой системы очень сложное. Поэтому малейшее изменение кровообращения грозит развитием серьезных нарушений, которые затем приведут к заболеваниям сердца и сосудов.

Давление крови

Артериальное
давление измеряется двумя цифрами.
Систолическое, или максимальное,
давление соответствует выбросу крови в
аорту; диастолическое, или минимальное,
давление соответствует закрытию
аортального клапана и расслаблению
желудочков. Эластичность крупных
артерий позволяет им пассивно
расширяться, а сокращение мышечного
слоя — поддерживать поток артериальной
крови во время диастолы. Потеря
эластичности с возрастом
сопровождается повышением давления.
Кровяное давление измеряется при помощи
сфигмоманометра, в миллиметрах рт. ст. У
взрослого здорового человека в
расслабленном состоянии, в положении
сидя или лежа систолическое давление
составляет примерно 120-130 мм рт. ст., а
диастолическое — 70-80 мм рт.ст. С возрастом
эти цифры возрастают. В вертикальном
положении кровяное давление немного
повышается вследствие нервно-рефлекторного
сокращения мелких кровеносных сосудов.

Кровеносные
сосуды

Кровь
начинает свой путь по организму, выходя
из левого желудочка через аорту. На этом
этапе кровь богата кислородом, пищей,
распавшейся на молекулы, и другими
важными веществами, такими, как гормоны.

Артерии
уносят кровь от сердца, а вены
возвращают ее. Артерии, также как и вены
состоят из четырех слоев: защитной
фиброзной оболочки; среднего слоя,
образованного гладкими мышцами и
эластическими волокнами (у крупных
артерий она самая толстая); тонкого слоя
соединительной ткани и внутреннего
клеточного слоя — эндотелия.

Артерии

Кровь
в артериях (Рисунок 5) находится под
высоким давлением. Наличие эластических
волокон позволяет артериям
пульсировать — расширяться при каждом
ударе сердца и спадаться, когда давление
крови падает.

·Рисунок 5.

Крупные
артерии разделяются на средние и мелкие
(артериолы), стенка которых имеет
мышечный слой, иннервируемый
вегетативными сосудосуживающими и
сосудорасширяющими нервами. Вследствие
этого тонус артериол может
контролироваться вегетативными
нервными центрами, что позволяет
управлять потоком крови. Из артерий
кровь идет в меньшие по размерам
артериолы, которые ведут ко всем органам
и тканям организма, в том числе к самому
сердцу, а затем разветвляются на широкую
сеть капилляров.

В
капиллярах кровяные клетки
выстраиваются в один ряд, отдавав
кислород и другие вещества и забирая
двуокись углерода и другие, продукты
обмена.

Когда
организм отдыхает, кровь стремится течь
по так называемым предпочтительным
каналам. Ими оказываются капилляры,
которые увеличились и превзошли средний
размер. Но если какому-нибудь участку
организма требуется большее количество
кислорода, кровь течет по всем
капиллярам этого участка.

Вены
и венозная кровь

Попав
из артерий в капилляры и пройдя их, кровь
вступает в венозную систему (Рисунок 6).
Она сначала попадает в очень маленькие
сосуды, называемыевенулам, которые эквивалентны
артериолам. 

Рисунок
6.

Кровь
продолжает свой путь по малым венам и
возвращается в сердце по венам, которые
достаточно большие и заметны под кожей.
Такие вены содержат клапаны, которые
препятствуют возвращению крови к тканям.
Клапаны имеют форму маленького
полумесяца, выступающие в просвет
протока, что заставляет кровь течь
только в одном направлении. Кровь
попадает в венозную систему, пройдя
мельчайшие сосуды — капилляры. Через
стенки капилляров происходит обмен
между кровью и внеклеточной жидкостью.
Большая часть тканевой жидкости
возвращается в венозные капилляры, а
часть поступает в лимфатическое русло.
Более крупные венозные сосуды могут
сжиматься или расширяться, регулируя
поток крови в них (Рисунок 7). Движение
вен в значительной степени обусловлено
тонусом скелетных мышц, окружающих вены,
которые сокращаясь (1) сжимают вены.
Пульсация соседствующих с венами
артерий (2) имеет эффект насоса.

Рисунок
7.

Полулунные
клапаны (3) расположены на одинаковом
расстоянии на всем протяжении крупных
вен, в основном нижних конечностей, что
позволяет крови двигаться только в
одном направлении — к сердцу.

Все
вены от различных участков организма
неизбежно сходятся в два больших
кровеносных сосуда, один называется
верхней полой веной, другой — нижней
полой веной. Верхняя полая вена собирает
кровь из головы, рук, шеи; нижняя полая
вена получает кровь из нижних отделов,
организма. Обе вены отдают кровь в
правую сторону сердца, откуда она
выталкиваетcя в легочную артерию, (единственная
артерия, которая несет кровь, лишенную
кислорода). Эта артерия передаст кровь в
легкие.

Большой или системный

На любом рисунке или таблице из учебника анатомии можно заметить, что системный круг кровообращения гораздо больше, чем лёгочный. Именно по нему плазма транспортируется ко всем тканям и органам тела. На то, чтобы кровь прошла полный путь по большому кругу, требуется около 23—27 секунд.

Строение и структура

Системный круг отличается размерами и охватывает всё человеческое тело. Краткое описание последовательности кровообращения выглядит так:

1. Своё начало большой круг берёт из левого желудочка сердца. При его сильном сокращении кровь выталкивается в аорту.
2. По всей длине аорты от неё отходят более мелкие артерии, которые поставляют богатую кислородом плазму в разные части тела. Они, в свою очередь, делятся на артериолы и капилляры, через которые кровью снабжаются различные ткани и органы.
3. Через очень тонкие стенки капилляров осуществляется газообмен, в результате которого артериальная кровь превращается в венозную и попадает в венулы. Они собираются в более крупные вены, несущие использованную жидкость обратно к сердцу.
4. Заканчивается большой круг в правом предсердьи. В него входят две полые вены — верхняя и нижняя — которыми и заканчивается круг.

Особенности кровообращения

У кровоснабжения различных систем и органов организма имеются некоторые особенности. Некоторые из них:

• Отход венозной крови от непарных органов брюшной полости происходит не напрямую, а обходным путём, проходящим по воротной вене. Она входит в ворота печени и делится на капиллярную сеть, где жидкость фильтруется перед возвращением сердца.
• Подобной сетью обладает и гипофиз. Она служит не только для фильтрации крови, но и для разнесения гормонов к нужным органам.
• За кровоснабжение почек отвечают сразу две сети капилляров. Одна из них отходит от артерий, которые разделяются на приносящие артериолы капсулы Шумлянского-Боумена, затем распадающиеся на капилляры. Они заново собираются в артериолу, носящую название выносящей. Этот сосуд доходит до извитого канальца нефрона, а затем снова распадается на капилляры.
• Лёгкие также имеют две капиллярные сети. Примечательно то, что одна из них относится к малому кругу, а другая — к большому.

Функции в организме

Функции большого круга кровообращения можно кратко суммировать как транспортировку крови ко всем органам человеческого тела. Это необходимо для таких целей:

• снабжение тканей и органов кислородом, вывод из них углекислого газа и других токсичных веществ;
• обеспечение органов питательными и пластическими веществами;
• вывод продуктов метаболизма клеток и веществ из тканей и доставка их в выделительные органы;
• перенос гормонов от гипофиза, щитовидной железы и других органов;
• доставка антител, лимфоцитов и прочих защитных клеток к очагам воспалений, заражений и болезней;
• теплообмен.

Функции большого круга сложно переоценить — без него не может нормально работать ни один орган в теле человека. Тем не менее для полноценного снабжения организма кислородом и питательными веществами необходима слаженная работа всех элементов сердечно-сосудистой системы.