Болезни системы кровообращения. Что такое кровообращение и как происходит циркуляция крови в организме человека? Циркуляция кровообращения
Кровообращение — это движение крови по сосудистой системе, обеспечивающее газообмен между организмом и внешней средой, обмен веществ между органами и тканями и гуморальную регуляцию различных функций организма.
Система кровообращения включает сердце и — аорту, артерии, артериолы, капилляры, венулы, вены и . Кровь движется по сосудам благодаря сокращению сердечной мышцы.
Кровообращение совершается по замкнутой системе, состоящей из малого и большого кругов:
- Большой круг кровообращения обеспечивает все органы и ткани кровью с содержащимися в ней питательными веществами.
- Малый, или легочный, круг кровообращения предназначен для обогащения крови кислородом.
Круги кровообращения впервые были описаны английским ученым Уильямом Гарвеем в 1628 г. в труде «Анатомические исследования о движении сердца и сосудов».
Малый круг кровообращения начинается из правого желудочка, при сокращении которого венозная кровь попадает в легочный ствол и, протекая через легкие, отдает диоксид углерода и насыщается кислородом. Обогащенная кислородом кровь из легких по легочным венам поступает в левое предсердие, где заканчивается малый круг.
Большой круг кровообращения начинается из левого желудочка, при сокращении которого кровь, обогащенная кислородом, нагнетается в аорту, артерии, артериолы и капилляры всех органов и тканей, а оттуда по венулам и венам притекает в правое предсердие, где и заканчивается большой круг.
Самым крупным сосудом большого круга кровообращения является аорта, которая выходит из левого желудочка сердца. Аорта образует дугу, от которой ответвляются артерии, несущие кровь к голове (сонные артерии) и к верхним конечностям (позвоночные артерии). Аорта проходит вниз вдоль позвоночника, где от нее отходят ветви, несущие кровь к органам брюшной полости, к мышцам туловища и нижним конечностям.
Артериальная кровь, богатая кислородом, проходит по всему телу, доставляя клеткам органов и тканей необходимые для их деятельности питательные вещества и кислород, и в капиллярной системе превращается в кровь венозную. Венозная кровь, насыщенная углекислым газом и продуктами клеточного обмена, возвращается в сердце и из него поступает в легкие для газообмена. Наиболее крупными венами большого круга кровообращения являются верхняя и нижняя полые вены, впадающие в правое предсердие.
Рис. Схема малого и большого кругов кровообращения
Следует обратить внимание, как в большой круг кровообращения включены системы кровообращения печени и почек. Вся кровь из капилляров и вен желудка, кишечника, поджелудочной железы и селезенки поступает в воротную вену и проходит через печень. В печени воротная вена разветвляется на мелкие вены и капилляры, которые затем вновь соединяются в общий ствол печеночной вены, впадающей в нижнюю полую вену. Вся кровь органов брюшной полости до поступления в большой круг кровообращения протекает через две капиллярные сети: капилляры этих органов и капилляры печени. Воротная система печени играет большую роль. Она обеспечивает обезвреживание ядовитых веществ, которые образуются в толстом кишечнике при расщеплении невсосавшихся в тонком кишечнике аминокислот и всасываются слизистой толстой кишки в кровь. Печень, подобно всем остальным органам, получает и артериальную кровь через печеночную артерию, отходящую от брюшной артерии.
В почках также имеются две капиллярные сети: капиллярная сеть есть в каждом мальпигиевом клубочке, затем эти капилляры соединяются в артериальный сосуд, который вновь распадается на капилляры, оплетающие извитые канальцы.
Рис. Схема кровообращения
Особенностью кровообращения в печени и почках является замедление тока крови, обусловливающейся функцией этих органов.
Таблица 1. Отличие тока крови в большом и малом кругах кровообращения
Ток крови в организме |
Большой круг кровообращения |
Малый круг кровообращения |
В каком отделе сердца начинается круг? |
В левом желудочке |
В правом желудочке |
В каком отделе сердца заканчивается круг? |
В правом предсердии |
В левом предсердии |
Где происходит газообмен? |
В капиллярах, находящихся в органах грудной и брюшной полостей, головном мозге, верхних и нижних конечностях |
В капиллярах, находящихся в альвеолах легких |
Какая кровь движется по артериям? |
Артериальная |
Венозная |
Какая кровь движется по венам? |
Венозная |
Артериальная |
Время движения крови по кругу |
||
Функция круга |
Снабжение органов и тканей кислородом и перенос углекислого газа |
Насыщение крови кислородом и удаление из организма углекислого газа |
Время кругооборота крови - время однократного прохождения частицы крови по большому и малому кругам сосудистой системы. Подробнее следующем разделе статьи.
Закономерности движения крови по сосудам
Основные принципы гемодинамики
Гемодинамика — это раздел физиологии, изучающий закономерности и механизмы движения крови по сосудам организма человека. При ее изучении используется терминология и учитываются законы гидродинамики — науки о движении жидкостей.
Скорость, с которой движется кровь но сосудам, зависит от двух факторов:
- от разности давления крови в начале и конце сосуда;
- от сопротивления, которое встречает жидкость на своем пути.
Разность давлений способствует движению жидкости: чем она больше, тем интенсивнее это движение. Сопротивление в сосудистой системе, уменьшающее скорость движения крови, зависит от ряда факторов:
- длины сосуда и его радиуса (чем больше длина и меньше радиус, тем больше сопротивление);
- вязкости крови (она в 5 раз больше вязкости воды);
- трения частиц крови о стенки сосудов и между собой.
Показатели гемодинамики
Скорость кровотока в сосудах осуществляется по законам гемодинамики, общим с законами гидродинамики. Скорость кровотока характеризуется тремя показателями: объемной скоростью кровотока, линейной скоростью кровотока и временем кругооборота крови.
Объемная скорость кровотока - количество крови, протекающее через поперечное сечение всех сосудов данного калибра за единицу времени.
Линейная скорость кровотока - скорость движения отдельной частицы крови вдоль сосуда за единицу времени. В центре сосуда линейная скорость максимальна, а около стенки сосуда минимальна вследствие повышенного трения.
Время кругооборота крови - время, в течение которого кровь проходит по большому и малому кругам кровообращения.В норме составляет 17-25 с. На прохождение через малый круг затрачивается около 1/5, а на прохождение через большой — 4/5 этого времени
Движущей силой кровотока но системе сосудов каждого из кругов кровообращения является разность давления крови (ΔР ) в начальном участке артериального русла (аорта для большого круга) и конечном участке венозного русла (полые вены и правое предсердие). Разность давления крови (ΔР ) в начале сосуда (Р1 ) и в конце его (Р2 ) является движущей силой тока крови через любой сосуд кровеносной системы. Сила градиента давления крови расходуется на преодоление сопротивления кровотоку (R ) в системе сосудов и в каждом отдельном сосуде. Чем выше градиент давления крови в кругу кровообращения или в отдельном сосуде, тем больше в них объемный кровоток.
Важнейшим показателем движения крови по сосудам является объемная скорость кровотока , или объемный кровоток (Q ), под которым понимают объем крови, протекающей через суммарное поперечное сечение сосудистого русла или сечение отдельного сосуда в единицу времени. Объемную скорость кровотока выражают в литрах на минуту (л/мин) или миллилитрах на минуту (мл/мин). Для оценки объемного кровотока через аорту или суммарное поперечное сечение любого другого уровня сосудов большого круга кровообращения используют понятие объемный системный кровоток. Поскольку за единицу времени (минуту) через аорту и другие сосуды большого круга кровообращения протекает весь объем крови, выброшенной левым желудочком за это время, синонимом понятия системный объемный кровоток является понятие (МОК). МОК взрослого человека в покое составляет 4-5 л/мин.
Различают также объемный кровоток в органе. В этом случае имеют в виду суммарный кровоток, протекающий за единицу времени через все приносящие артериальные или выносящие венозные сосуды органа.
Таким образом, объемный кровоток Q = (P1 — Р2) / R.
В этой формуле выражена суть основного закона гемодинамики, утверждающего, что количество крови, протекающей через суммарное поперечное сечение сосудистой системы или отдельного сосуда в единицу времени, прямо пропорционально разности давления крови в начале и в конце сосудистой системы (или сосуда) и обратно пропорционально сопротивлению току крови.
Суммарный (системный) минутный кровоток в большом круге рассчитывается с учетом величин среднего гидродинамического давления крови в начале аорты P1 , и в устье полых вен Р2. Поскольку в этом участке вен давление крови близко к 0 , то в выражение для расчетаQ или МОК подставляется значение Р , равное среднему гидродинамическому артериальному давлению крови в начале аорты:Q (МОК)= P / R .
Одно из следствий основного закона гемодинамики — движущая сила тока крови в сосудистой системе — обусловлено давлением крови, создаваемым работой сердца. Подтверждением решающего значения величины давления крови для кровотока является пульсирующий характер тока крови на протяжении сердечного цикла. Во время систолы сердца, когда давление крови достигает максимального уровня, кровоток увеличивается, а во время диастолы, когда давление крови минимально, кровоток ослабляется.
По мере продвижения крови по сосудам от аорты к венам давление крови уменьшается и скорость его уменьшения пропорциональна сопротивлению кровотоку в сосудах. Особенно быстро снижается давление в артериолах и капиллярах, так как они обладают большим сопротивлением кровотоку, имея малый радиус, большую суммарную длину и многочисленные ветвления, создающие дополнительное препятствие кровотоку.
Сопротивление кровотоку, создаваемое во всем сосудистом русле большого круга кровообращения, называют общим периферическим сопротивлением (ОПС). Следовательно, в формуле для расчета объемного кровотока символR можно заменить его аналогом — ОПС:
Q = P/ОПС.
Из этого выражения выводится ряд важных следствий, необходимых для понимания процессов кровообращения в организме, оценки результатов измерения кровяного давления и его отклонений. Факторы, влияющие на сопротивление сосуда, для тока жидкости, описываются законом Пуазейля, в соответствии с которым
гдеR — сопротивление;L — длина сосуда; η — вязкость крови; Π — число 3,14; r — радиус сосуда.
Из приведенного выражения вытекает, что поскольку числа 8 и Π являются постоянными,L у взрослого человека изменяется мало, то величина периферического сопротивления кровотоку определяется изменяющимися значениями радиуса сосудов r и вязкости крови η ).
Уже упоминалось о том, что радиус сосудов мышечного типа может быстро изменяться и оказывать существенное влияние на величину сопротивления кровотоку (отсюда их название — резистивные сосуды) и величину кровотока через органы и ткани. Поскольку сопротивление зависит от величины радиуса в 4-й степени, то даже небольшие колебания радиуса сосудов сильно сказываются на величинах сопротивления току крови и кровотока. Так, например, если радиус сосуда уменьшится с 2 до 1 мм, то сопротивление его увеличится в 16 раз и при неизменном градиенте давления кровоток в этом сосуде также уменьшится в 16 раз. Обратные изменения сопротивления будут наблюдаться при увеличении радиуса сосуда в 2 раза. При неизменном среднем гемодинамическом давлении кровоток в одном органе может увеличиваться, в другом — уменьшаться в зависимости от сокращения или расслабления гладкой мускулатуры приносящих артериальных сосудов и вен этого органа.
Вязкость крови зависит от содержания в крови числа эритроцитов (гематокрита), белка, липопротеинов в плазме крови, а также от агрегатного состояния крови. В нормальных условиях вязкость крови не изменяется столь быстро, как просвет сосудов. После кровопотери, при эритропении, гипопротеинемии вязкость крови понижается. При значительном эритроцитозе, лейкозах, повышенной агрегации эритроцитов и гиперкоагуляции вязкость крови способна существенно возрастать, что влечет за собой повышение сопротивления кровотоку, увеличение нагрузки на миокард и может сопровождаться нарушением кровотока в сосудах микроциркуляторного русла.
В устоявшемся режиме кровообращения объем крови, изгнанный левым желудочком и протекающий через поперечное сечение аорты, равен объему крови, протекающей через суммарное поперечное сечение сосудов любого другого участка большого круга кровообращения. Этот объем крови возвращается в правое предсердие и поступает в правый желудочек. Из него кровь изгоняется в малый круг кровообращения и затем через легочные вены возвращается в левое сердце. Поскольку МОК левого и правого желудочков одинаковы, а большой и малый круги кровообращения соединены последовательно, то объемная скорость кровотока в сосудистой системе остается одинаковой.
Однако во время изменения условий кровотока, например при переходе из горизонтального в вертикальное положение, когда сила тяжести вызывает временное накопление крови в венах нижней части туловища и ног, на короткое время МОК левого и правого желудочков могут стать различными. Вскоре внутрисердечные и экстракардиальные механизмы регуляции работы сердца выравнивают объемы кровотока через малый и большой круги кровообращения.
При резком уменьшении венозного возврата крови к сердцу, вызывающем уменьшение ударного объема, может понизиться артериальное давление крови. При выраженном его снижении может уменьшиться приток крови к головному мозгу. Этим объясняется ощущение головокружения, которое может наступить при резком переходе человека из горизонтального в вертикальное положение.
Объем и линейная скорость токи крови в сосудах
Общий объем крови в сосудистой системе является важным гомеостатическим показателем. Средняя величина его составляет для женщин 6-7%, для мужчин 7-8% от массы тела и находится в пределах 4-6 л; 80-85% крови из этого объема — в сосудах большого круга кровообращения, около 10% — в сосудах малого круга кровообращения и около 7% — в полостях сердца.
Больше всего крови содержится в венах (около 75%) — это указывает на их роль в депонировании крови как в большом, так и в малом кругу кровообращения.
Движение крови в сосудах характеризуется не только объемной, но и линейной скоростью кровотока. Под ней понимают расстояние, на которое перемещается частичка крови за единицу времени.
Между объемной и линейной скоростью кровотока существует взаимосвязь, описываемая следующим выражением:
V = Q/Пr 2
где V - линейная скорость кровотока, мм/с, см/с;Q - объемная скорость кровотока; П — число, равное 3,14; r — радиус сосуда. Величина Пr 2 отражает площадь поперечного сечения сосуда.
Рис. 1. Изменения давления крови, линейной скорости кровотока и площади поперечного сечения в различных участках сосудистой системы
Рис. 2. Гидродинамические характеристики сосудистого русла
Из выражения зависимости величины линейной скорости от объемной в сосудах кровеносной системы видно, что линейная скорость кровотока (рис. 1.) пропорциональна объемному кровотоку через сосуд(ы) и обратно пропорциональна площади поперечного сечения этого сосуда(ов). Например, в аорте, имеющей наименьшую площадь поперечного сечения в большом круге кровообращения (3-4 см 2), линейная скорость движения крови наибольшая и составляет в покое около 20- 30 см/с . При физической нагрузке она может возрасти в 4-5 раз.
По направлению к капиллярам суммарный поперечный просвет сосудов увеличивается и, следовательно, линейная скорость кровотока в артериях и артериолах уменьшается. В капиллярных сосудах, суммарная площадь поперечного сечения которых больше, чем в любом другом отделе сосудов большого круга (в 500-600 раз больше поперечного сечения аорты), линейная скорость кровотока становится минимальной (менее 1 мм/с). Медленный ток крови в капиллярах создает наилучшие условия для протекания обменных процессов между кровью и тканями. В венах линейная скорость кровотока увеличивается в связи с уменьшением площади их суммарного поперечного сечения по мере приближения к сердцу. В устье полых вен она составляет 10-20 см/с, а при нагрузках возрастает до 50 см/с.
Линейная скорость движения плазмы и зависит не только от типа сосуда, но и от их расположения в потоке крови. Различают ламинарный тип течения крови, при котором ноток крови можно условно разделить на слои. При этом линейная скорость движения слоев крови (преимущественно плазмы), близких или прилежащих к стенке сосуда, — наименьшая, а слоев в центре потока — наибольшая. Между эндотелием сосудов и пристеночными слоями крови возникают силы трения, создающие на эндотелии сосудов сдвиговые напряжения. Эти напряжения играют роль в выработке эндотелием сосудоактивных факторов, регулирующих просвет сосудов и скорость кровотока.
Эритроциты в сосудах (за исключением капилляров) располагаются преимущественно в центральной части потока крови и движутся в нем с относительно высокой скоростью. Лейкоциты, наоборот, располагаются преимущественно в пристеночных слоях потока крови и совершают катящиеся движения с небольшой скоростью. Это позволяет им связываться с рецепторами адгезии в местах механического или воспалительного повреждения эндотелия, прилипать к стенке сосуда и мигрировать в ткани для выполнения защитных функций.
При существенном увеличении линейной скорости движения крови в суженной части сосудов, в местах отхождения от сосуда его ветвей ламинарный характер движения крови может сменяться на турбулентный. При этом в потоке крови может нарушиться послойность перемещения ее частиц, между стенкой сосуда и кровью могут возникать большие силы трения и сдвиговых напряжений, чем при ламинарном движении. Развиваются вихревые потоки крови, возрастает вероятность повреждения эндотелия и отложения холестерина и других веществ в интиму стенки сосуда. Это способно привести к механическому нарушению структуры сосудистой стенки и инициированию развития пристеночных тромбов.
Время полного кругооборота крови, т.е. возврата частицы крови в левый желудочек после ее выброса и прохождения через большой и малый круги кровообращения, составляет в покос 20-25 с, или примерно через 27 систол желудочков сердца. Приблизительно четверть этого времени затрачивается на перемещение крови по сосудам малого круга и три четверти — по сосудам большого круга кровообращения.
Значение системы кровообращения трудно переоценить. Она выполняется все ключевые задачи в человеческом теле. Кровь является поставщиком всех необходимых веществ к органам и тканям. Без этого организм не мог бы нормально работать. Кровь также способствует поддержке нормальной температуры тела, очищает организм от ненужных веществ и защищает от воздействия патогенных микроорганизмов. Ее движение и называется кровообращением.
Какие органы входят в систему кровообращения
Кроме обеспечения всего тела питанием и кислородом, кровообращение обеспечивает поступление гормонов и жидкости. Но без нормальной работы органов, которые составляют систему, кровь не могла бы выполнять такие функции.
Органы кровообращения являются самой важной частью организма. Всю систему составляют сердце и сосуды.
Сердце считается центральным органом, но его работа невозможна без сосудов. Ведь значение кровообращения для организма в том, что именно кровь переносит по всему организму необходимые для его функционирования вещества и кислород. Существует несколько видов сосудов. Самыми большими из них являются артерии, а маленькими - капилляры. Каждый сосуд выполняет важные функции, без них работа всей системы невозможна.
Сердце
Это орган, который состоит из мышц. Он состоит из двух предсердий и такого же количества желудочков. Между ними имеются перегородки.
В самом органе возникают импульсы, за счет чего он сокращается. Его значение очень велико. Сердце нагнетает артериальную кровь, которая подступает по венам. При отсутствии физических или эмоциональных нагрузок частота сокращений достигает семидесяти ударов в минуту. Орган работает без перерывов. Его работа делится на циклы, в процессе которых сердце сокращается (это называют систолой) или расслабляется (это диастола).
Деятельность сердца состоит из таких фаз:
- Сокращаются предсердия.
- Сокращаются желудочки.
- Орган расслабляется.
Сердце должно работать ритмично. Циклы сменяют друг друга, и за сокращением неминуемо следует расслабление. Продолжительность одного периода составляет 0,8 с. Благодаря тому, что сокращения и расслабления ритмично чередуются, сердце не устает.
Сосуды
К органам кровообращения относятся также и сосуды. По ним кровь попадет в сердце, что и обеспечивает его непрерывную работу.
Циркуляция крови в организме человека обусловлена наличием таких сосудов:
- Артерии. Они содержат около пятнадцати процентов всего объема крови. Они самые большие по размеру, но происходит их деление на сосуды поменьше, именуемые артериолами, которые - в свою очередь - делятся на сосуды еще меньшего размера - капилляры. Внутренняя часть артерий состоит из эпителиальной ткани, а средний слой - из мышечной ткани и эластичных волокон. Благодаря этим мышцам сосуды могут расширяться и суживаться. Сверху сосуды покрыты фиброзной оболочкой. Кровь по артериям передвигается со скоростью 50 см/с. В артериях кровь пульсирует под давлением. У человека оно должно составлять 120 мм рт. ст. на 80 мм. рт. ст. Благодаря тому, что стенки сосудов эластичны и их просвет может изменяться в диаметре, кровь передвигается без остановки. Расширение просвета артерий совпадает с сердечными сокращениями. Это явление называется пульсом. При наличии определенных патологий могут происходить нарушения этого ритма.
- Капилляры являются самыми тонкими сосудами, которые входят в строение системы кровообращения. Они сформированы из однослойного эпителия. В теле человека их огромное количество. Их длина составляет около ста тысяч километров. Они содержат до пяти процентов крови. Благодаря тому, что эти сосуды очень тонкие, близко расположены к органам и тканям и кровь по ним передвигается медленно, обменные процессы происходят в необходимом темпе.
- После того как кровь проходит через капилляры и обогащается полезными веществами, она поступает в сосуды, называемые венами. По ним кровь поступает к сердцу. Эти сосуды содержат до семидесяти процентов всей крови. Давление в венах низкое, они легко растягиваются, состоят из слабо развитых мышц и нескольких эластичных волокон. Сила притяжения влияет таким образом, что кровь, что содержится в венах ног, застаивается, из-за чего вены расширяются. Подобное явление называют варикозом. Сосуды расположены близко к поверхности.
Система органов кровообращения у человека формирует большой и малый круги кровообращения.
Типы кровообращения
Общая схема кровообращения показывает, что вся система состоит из таких кругов кровообращения:
- телесный или большой;
- легочный или малый.
Схема кровообращения человека показывает, что в центре всей системы кровообращения находится сердце. В нем перекрещиваются круги кровообращения, но кровь, которая течет по артериям и венам, не смешивается.
Как работает большой круг
Его значение для работы всего организма очень большое. Этот круг обеспечивает периферические ткани питанием благодаря поступлению в них артериальной крови, которая потом возвращается к сердцу.
Телесный круг берет свое начало из левого желудочка. Он выталкивает артериальную кровь в аорту. Она самая большая по размеру.
Она поворачивает влево, располагается вдоль позвоночника, постепенно разветвляясь на сосуды меньшего размера, через них-то кровь и попадает к органам.
Каждый орган пронизан артериолами и капиллярами. Они проходят через все тело человека, из них и происходит питание и насыщение кислородом всего организма. Капиллярная кровь попадает в сосуды большего размера, называемые венулами, а через них в вены, что называются полыми. По ним происходит возвращение крови в правое предсердие. Так происходит окончание круга. Функции системы кровообращения в основном выполняет большой круг.
Он:
- насыщает головной мозг, кожный покров и костную ткань необходимыми для их работы веществами;
- переправляет липопротеиды, аминокислоты, глюкозу и иные необходимые для функционирования тканей вещества;
- обеспечивает весь организм питанием и кислородом.
Особенности малого круга
Система кровообращения человека включает также малый круг. Он начинается в правом желудочке. Какова роль этого круга? Это оксигенация крови. Центром его являются легкие. Именно в этом месте осуществляется насыщение крови кислородом и избавление от углекислого газа.
Весь процесс кровообращения в малом кругу происходит так:
- Артерии, что выходят из правого желудочка, транспортируют кровь к легким.
- В этом органе происходит деление этих сосудов на капилляры, которые оплетают альвеолы. Это пузырьки в легких, содержащие кислород.
- Когда кровь насыщается кислородом, она по легочным венам продвигается к левому предсердию.
Особенностью малого круга является то, что его артерии наполнены венозной кровью, а вены - артериальной.
У человека в организме имеются особые запасы крови в некоторых органах, которые необходимы для того, чтобы в экстренных случаях в ускоренном темпе насытить все органы питанием и кислородом.
Благодаря кругам кровообращения, люди являются выносливыми и теплокровными млекопитающими. Подобное строение тела и у многих животных, которые живут на суше. Два круга кровообращения являются важнейшим эволюционным механизмом, который возник после выхода живых существ из воды на сушу.
Особенности и патологии системы
Кровообращение человека относится к главнейшим системам организма. Его особенность в том, что при наличии двух кругов сердце должно быть оснащено не менее чем двумя камерами. Благодаря тому, что артериальная и венозная кровь не смешиваются, все млекопитающие являются теплокровными.
Каждый орган получает неодинаковое количество крови. Распределение происходит в зависимости от уровня активности. Орган, относящийся к усиленно работающим, получает больше крови за счет того, что менее активные области организма снабжаются в меньшей степени.
Сосудистые стенки состоят из мышц, обладающих сократительными способностями. Поэтому сосуды могут сужаться и расширяться, когда это необходимо, обеспечивая все органы и ткани необходимым количеством крови.
На функции кровообращения и состояние всей системы негативно влияют:
- спиртные напитки. Под их влиянием частота сердцебиения ускоряется, из-за того орган начинает работать в усиленном темпе, ему остается меньше времени на отдых, как следствие - он быстро изнашивается. Ухудшается также и состояние сосудов;
- сигареты. Под воздействием никотина сосуды спазмируются, из-за чего происходит повышение давления в артериях. Курение приводит к насыщению крови карбоксигемоглобином. Это вещество постепенно вызывает кислородное голодание органов.
Кровь и кровообращение необходимы человеку для жизни. Под влиянием многих факторов состояние этой системы может ухудшиться. На состояние системы могут повлиять неправильное питание, вредные привычки, недостаточный или высокий уровень физических и эмоциональных нагрузок, плохая наследственность, неблагоприятная экологическая ситуация и многое другое.
Поэтому патологии органов кровообращения являются самой распространенной проблемой современных людей. Большинство таких болезней может привести к инвалидности или смерти человека. Проблемы могут возникнуть с любыми сосудами или отделами сердца. Некоторые патологии чаще встречаются у женщин, другие - у мужчин. Возникнуть недуги могут у человека независимо от пола и возраста.
Большинство патологических состояний имеют общие симптомы, поэтому поставить диагноз можно только после детального обследования пациента. На начальных этапах развития многие болезни вовсе не вызывают никакого дискомфорта.
Очень часто диагноз ставят случайно, при профилактическом обследовании. Поэтому важно периодически проходить проверку, чтобы вовремя обнаружить нарушения: если начать лечение на ранних стадиях, то шансы на благополучный исход гораздо выше, чем, если патология будет запущена.
Каково человеку при нарушениях работы системы кровообращения?
Чаще всего такие болезни сопровождаются:
- одышкой;
- неприятными ощущениями в грудной клетке слева. Боль в этой части тела возникает при многих патологиях. Это главный симптом ишемической болезни, для которой характерны нарушения кровотока в сердечной мышце. Такие ощущения могут иметь разный характер и продолжительность. Подобная боль не всегда говорит о патологиях сердца. Она может возникать и при других нарушениях.
- отеками конечностей;
- цианозом.
Кровь и кровообращение обеспечивают нормальную работу всего организма. Только когда кровеносная система хорошо развита и полностью здорова, все органы могут работать в нужном ритме. При нормальной скорости кровообращения ткани своевременно получают необходимое питание и удаляются продукты обмена веществ. При физических нагрузках сердцу необходимо больше кислорода, из-за чего количество его сокращений увеличивается. Чтобы не было никаких нарушений и сбоев в работе сердца, его мышцы нужно тренировать. Это желательно делать всем людям.
- Делать специальные упражнения. Желательно на свежем воздухе. От этого эффекта будет больше.
- Необходимо больше времени уделять пешим прогулкам.
- Исключить по возможности волнения и стрессовые ситуации. Такие нагрузки могут значительно нарушить деятельность сердца.
- Равномерно распределять физические нагрузки. Не изнурять себя тяжелыми упражнениями.
- Отказаться от курения, употребления спиртных напитков и наркотических веществ. Они нарушают тонус сосудов и разрушают сердце и центральную нервную систему.
Если придерживаться этих рекомендаций, то можно избежать развития тяжелых заболеваний, которые могут закончиться смертью. Профилактика болезней сердца и сосудов должна стать важной частью жизни любого человека. При первых симптомах нарушений необходимо срочно посетить специалиста. Занимается подобными проблемами кардиолог.
У античных ученых и ученых эпохи Возрождения были весьма своеобразные представления о движении, значении сердца, крови и кровеносных сосудов. Например, у Галена говорится: «Части пищи, всосанные из пищеварительного канала, подносятся воротной веной к печени и под влиянием этого большого органа превращаются в кровь. Кровь, таким образом, обогащенная пищей, наделяет эти самые органы питательными свойствами, которые суммированы в выражении «натуральные духи», но кровь, наделенная этими свойствами, является еще недоработанной, негодной для высших целей крови в организме. Приносимые из печени через v. cava к правой половине сердца некоторые части ее проходят из правого желудочка через бесчисленные невидимые поры к левому желудочку. Когда сердце
расширяется, то оно насасывает из легких через венообразную артерию, «легочную вену», воздух в левый желудочек
, и в этой левой полости кровь, которая прошла через перегородку, смешивается с воздухом, таким образом всосанным туда. При помощи той теплоты, которая является прирожденной сердцу, помещенному здесь как источник теплоты тела богом в начале жизни и остающейся здесь до смерти, оно насыщается дальнейшими качествами, нагружается «жизненными духами» и тогда уже является приспособленным к своим внешним обязанностям. Воздух
, таким образом насосанный в левое сердце через легочную вену, в го же самое время смягчает врожденную теплоту сердца и препятствует ей сделаться чрезмерной».
Везалий пишет о кровообращении: «Так же, как правый желудочек
насасывает кровь
из v. cava, левый желудочек накачивает в самого себя воздух из легких каждый раз, как сердце расслабляется через венообразную артерию, и использует его для охлаждения врожденной теплоты, для питания своего вещества и для приготовления жизненных духов, вырабатывая и очищая этот воздух
так, что он вместе с кровью, которая просачивается в громадном количестве через septum из правого желудочка в левый, может быть предназначен для большой артерии (аорты) и таким образом для всего тела».
Мигуэль Сервет (1509-1553). На заднем плане изображено его сожжение.
Изучение исторических материалов свидетельствует, что малый круг кровообращения был открыт несколькими учеными независимо друг от друга. Первым открыл малый круг кровообращения в XII веке арабский врач Ибн-аль-Нафиз из Дамаска, вторым был Мигуэль Сервет (1509-1553) - юрист, астроном, метролог, географ, врач и теолог. Он слушал в Падуе лекции Сильвия и Гюнтера и, возможно, встречался с Везалием. Он был искусным врачом и анатомом, так как его убеждением было познание бога через строение человека. В. Н. Терновский так оценил необычное направление теологического учения Сервета: «Познавая дух бога, он должен был познать дух человека, знать строение и работу тела, в котором дух обитает. Это заставило его вести анатомические изыскания и геологические работы» Сервет опубликовал книги «О заблуждениях троичности» (1531) и «Восстановление христианства» (1533). Последняя книга была сожжена инквизицией, как и ее автор. Сохранилось только несколько экземпляров этой книги. В ней среди теологических рассуждений описан малый круг кровообращения: «… для того, однако, чтобы мы могли понять, что кровь делается живой (артериальной), мы должны сначала изучить возникновение в веществе самого жизненного духа, который
составлен и питается из вдохнутого воздуха и очень тонкой крови. Этот жизненный воздух возникает в левом желудочке сердца, легкие особенно помогают в отношении его усовершенствования; это есть тонкий дух, выработанный силой тепла, желтого (светлого) цвета, воспламеняющей силы, гак что он является таким, как если бы он был излучающим паром из более чистой крови, содержащей вещество воды, воздуха с выработанной парной кровью, и которая переходит из правого желудочка в левый. Этот переход, однако, не происходит, как обычно думают, через медиальную стенку (septum) сердца, но замечательным образом нежная кровь прогоняется длинным путем через легкие».
Третьим автором, описавшим малый круг, был Реальд Коломбо (1516-1559). Есть предположение, что он воспользовался данными Сервета, выдав их за свое открытие.
Вильям Гарвей (1578-1657)
Ян Эвангелиста Пуркинье (1787-1869)
По-настоящему понял значение сердца и сосудов Вильям Гарвей (1578-1657), английский врач, физиолог и анатом-экспериментатор, который в своей научной деятельности руководствовался фактами, полученными в опытах. После 17-летнего экспериментирования Гарвей в 1628 г. издал небольшую книгу «Анатомическое исследование о движении сердца и крови у животных», где указал на движение крови по большому и малому кругу. Работа была глубоко революционной в науке того времени. Гарвею не удалось показать мелкие сосуды, соединяющие сосуды большого и малого круга кровообращения, тем не менее были созданы предпосылки для их открытия. С момента открытия Гарвея начинается подлинная научная физиология. Хотя ученые того времени и разделились на приверженцев Гачена и Гарвея, но в конечном итоге учение Гарвея стало общепризнанным. После изобретения микроскопа Марчелло Мальпиги (1628-1694) описал кровеносные капилляры в легких и тем самым доказал, что артерии и вены большого и малого круга кровообращения соединяются капиллярами.
Мысли Гарвея о кровообращении оказали влияние на Декарта, который
выдвинул гипотезу, что процессы в центральной нервной системе совершаются автоматически и не составляют душу человека.
Декарт считал, что от мозга (как от сердца сосуды) радиально расходятся нервные «трубки», несущие автоматически отражения к мышцам.
В 1623 г. умер Пьетро Сарпи, широко образованный венецианский монах, доля участия которого есть в открытии венозных клапанов. Среди его книг и рукописей обнаружили копию сочинения о движении сердца и крови, опубликованного во Франкфурте только пять лет спустя. Это было сочинение Вильяма Гарвея, ученика Фабрицио.
Гарвей принадлежит к числу выдающихся исследователей человеческого организма. Он немало способствовал тому, что медицинская школа в Падуе приобрела столь громкую славу в Европе. Во дворе Падуанского университета до сих пор можно видеть герб Гарвея, укрепленный над дверью в зал, в котором читал свои лекции Фабрицио: две змеи Эскулапа, обвивающие горящую свечу. Эта избранная Гарвеем в качестве символа горящая свеча изображала жизнь, пожираемую пламенем, но тем не менее светящую.
Вильям Гарвей (1578-1657)
Гарвей открыл большой круг кровообращения, по которому кровь от сердца проходит по артериям к органам, а от органов по венам поступает обратно в сердце - факт, в наши дни само собой разумеющийся для каждого, кто хотя бы немного знает о теле человека и его строении. Однако для того времени это было открытие необычайной важности. Гарвей имеет для физиологии такое же значение, какое для анатомии имеет Везалий. Он был встречен так же враждебно, как и Везалий, и так же, как и Везалий, обрел бессмертие. Но дожив до более преклонного возраста, чем великий анатом, Гарвей оказался счастливее его - он умер уже в свете славы.
Гарвею также пришлось вести борьбу с традиционным взглядом, высказанным еще Галеном, что артерии содержат якобы мало крови, но много воздуха, в то время как вены наполнены кровью.
У каждого человека нашего времени возникает вопрос: как можно было допускать, что артерии не содержат крови? Ведь при любом ранении, затрагивавшем артерии, из сосуда била струя крови. Жертвоприношения и убой животных также свидетельствовали о том, что в артериях текла кровь и даже достаточно много крови. Однако нельзя забывать, что научные взгляды определялись тогда данными наблюдений на трупах вскрытых животных и редко на трупах человека. В мертвом же теле, - каждый студент-медик первого курса может это подтвердить, - артерии сужены и почти бескровны, тогда как вены толсты и наполнены кровью. Эта бескровность артерий, наступающая только с последним ударом пульса, препятствовала правильному пониманию их значения, и поэтому-то ничего не было известно и о кровообращении. Полагали, что кровь образуется в печени - в этом мощном и богатом кровью органе; через большую полую вену, толщина которой не могла не броситься в глаза, она поступает в сердце, проходит через тончайшие отверстия- поры (которых, правда, никто никогда не видел) - в сердечной перегородке из правой сердечной камеры в левую и отсюда направляется к органам. В органах, учили в то время, эта кровь расходуется и поэтому печень постоянно должна производить новую кровь.
Еще в 1315 г. Мондино де Люцци подозревал, что такой взгляд не соответствует действительности и что от сердца кровь течет также и в легкие. Но его предположение было очень неопределенным, и потребовалось более двухсот лет, чтобы сказать об этом ясное и четкое слово. Его сказал Сервет, который заслуживает того, чтобы о нем кое-что рассказать.
Мигель Сервет (1511-1553)
Мигель Сервет (собственно Сервето) родился в 1511 г. в Вильянове в Испании; мать его была родом из Франции. Общеобразовательную подготовку он получил в Сарагоссе, юридическое образование - в Тулузе, во Франции (его отец был нотариусом). Из Испании - страны, над которой стлался дым костров инквизиции, он попал в страну, где дышалось легче. В Тулузе ум семнадцатилетнего юноши был охвачен сомнениями. Здесь он имел возможность читать Меланхтона и других авторов, восставших против духа средневековья. Часами сидел Сервет вместе с единомышленниками и ровесниками, обсуждая отдельные слова и фразы, доктрины и различные толкования библии. Он видел различие между тем, чему учил Христос, и тем, во что превратили это учение напластавшаяся софистика и деспотическая нетерпимость.
Ему предложили место секретаря при духовнике Карла V, которое он охотно принял. Таким образом, вместе с двором он побывал в Германии и Италии, стал свидетелем торжеств и исторических событий и познакомился с великими реформаторами - с Меланхтоном, Мартином Буцером, а позднее и с Лютером, который произвел на пламенного юношу огромное впечатление. Несмотря на это, Сервет не стал ни протестантом, ни лютеранином, и несогласие с догмами католической церкви не привело его к реформации. Он, стремясь к чему-то совершенно иному, читал библию, изучал историю возникновения христианства и его нефальсифицированные источники, пытаясь достичь единства веры и науки. Сервет не предвидел опасностей, к которым это могло привести.
Размышления и сомнения закрыли ему дорогу куда бы то ни было: он был еретиком как для католической церкви, так и для реформаторов. Везде он встречал насмешки и ненависть. Разумеется, такому человеку не было места при императорском дворе, а тем более ему нельзя было оставаться секретарем духовника императора. Сервет избрал беспокойную стезю, чтобы никогда уже с нее не сходить. В возрасте двадцати лет он опубликовал сочинение, в котором отрицал троичность бога. Тогда уже и Буцер сказал: «Этого безбожника следовало бы раскромсать на куски и вырвать ему из тела внутренности». Но ему не пришлось увидеть исполнения своего желания: он умер в 1551 г. в Кембридже и был похоронен в главном соборе. Позднее Мария Стюарт приказала изъять его останки из гроба и сжечь: для нее он был великим еретиком.
Сервет отпечатал названный труд о троичности за свой счет, что поглотило все его сбережения. Родные от него отказались, друзья отреклись, так что он был рад, когда в конце концов устроился под вымышленным именем корректором к одному лионскому книгопечатнику. Последний, приятно пораженный хорошим знанием латыни своим новым служащим, поручил ему написать книгу о Земле, положив в основу ее теорию Птоломея. Так вышло в свет имевшее огромный успех сочинение, которое мы бы назвали сравнительной географией. Благодаря этой книге Сервет познакомился и подружился с лейб- медиком герцога лотарингского доктором Шампье. Этот доктор Шампье интересовался книгами и сам был автором нескольких книг. Он помог обрести Сервету свое подлинное призвание - медицину и заставил его учиться в Париже, вероятно, дав для этого и средства.
Пребывание в Париже позволило Сервету познакомиться с диктатором нового вероучения - Иоганном Кальвином, который был на два года старше его. Каждого, не согласного с его взглядами, Кальвин карал ненавистью и преследованиями. Сервет впоследствии тоже стал его жертвой.
По окончании медицинского образования Сервет недолго занимался медициной, которая могла бы доставить ему кусок хлеба, спокойствие, уверенность в будущем и всеобщее уважение. Некоторое время он практиковал в Шарлье, расположенном в плодородной долине Луары, но, спасаясь от преследований, вынужден был возвратиться в корректорскую в Лионе. Тут судьба протянула ему спасительную длань: никто иной, как архиепископ Вьеннский, взял еретика к себе в качестве лейб-медика, предоставив тем самым ему защиту и условия для спокойной работы.
Двенадцать лет Сервет спокойно жил во дворце архиепископа. Но покой был только внешне: великого мыслителя и скептика не покидало внутреннее беспокойство, обеспеченная жизнь не могла загасить внутреннего огня. Он продолжал размышлять и искать. Внутренняя мощь, а, может быть, лишь доверчивость побудила его поведать свои мысли тому, у кого они должны были вызвать наибольшую ненависть, а именно Кальвину. Проповедник и глава новой веры, своей веры, восседал в то время в Женеве, приказывая сжигать каждого, кто ему противоречил.
Это был опаснейший, вернее, самоубийственный шаг - послать рукописи в Женеву с тем, чтобы посвятить такого человека, как Кальвин, в то, что думает о боге и церкви такой человек, как Сервет. Но мало того: Сервет отослал Кальвину и его собственное произведение, главное его сочинение со своим приложением, в котором ясно и обстоятельно были перечислены все его погрешности. Только наивный человек мог думать, что речь шла лишь о научных разногласиях, о деловой дискуссии. Сервет, указав все ошибки Кальвина, больно задел его и раздражил до предела. Именно это послужило началом трагического конца Сервета, хотя прошло еще семь лет до того как языки пламени сомкнулись над его головой. Чтобы закончить дело миром, Сервет написал Кальвину: «Пойдем же разными путями, верни мне мои рукописи и прощай». Кальвин же в одном из писем к своему единомышленнику, известному иконоборцу Фарелю, которого ему удалось привлечь на свою сторону, говорит: «Если Сервет когда-либо посетит мой город, то живым я его не выпущу».
Сочинение, часть которого Сервет послал Кальвину, вышло в свет в 1553 г., через десять лет после первого издания анатомии Везалия. Одна и та же эпоха породила обе эти книги, но как принципиально различны они по своему содержанию! «Fabrika» Везалия - это исправленное в результате собственных наблюдений автора учение о строении человеческого тела, отрицание галеновой анатомии. Труд Сервета - богословная книга. Он назвал ее «Cristianismi restitutio...». Весь заголовок в соответствии с традицией той эпохи весьма длинный и гласит следующее: «Восстановление христианства, или обращение ко всей апостолической церкви вернуться к ее собственным началам, после того как будет восстановлено познание Бога, вера в Христа нашего искупителя, возрождение, крещение, а также вкушение пищи господней, и после того как для нас вновь, наконец откроется царствие небесное, будет даровано избавление от безбожного Вавилона, и враг человеческий с присными своими будет уничтожен».
Это произведение было полемическим, написанным в опровержение догматического учения церкви; оно было тайно напечатано во Вьенне, будучи заведомо обреченным на запрещение и сожжение. Однако три экземпляра все же избежали уничтожения; один из них хранится в Венской национальной библиотеке. При всех своих нападках на догму книга исповедует смирение. Она представляет собой новую попытку Сервета объединить веру с наукой, приспособить человеческое к необъяснимому, божественному или же сделать божественное, т. е. изложенное в библии, доступным путем научного толкования. В этом произведении о восстановлении христианства совершенно неожиданно встречается весьма примечательное место: «Чтобы уразуметь это, нужно сначала понять, как производится жизненный дух... Жизненный дух берет свое начало в левом сердечном желудочке, при этом особое содействие производству жизненного духа оказывают легкие, так как там происходит смешение входящего в них воздуха с кровью, поступающей из правого сердечного желудочка. Этот путь крови, однако, вовсе не пролегает через перегородку сердца, как принято думать, а кровь чрезвычайно искусным образом гонится другим путем из правого сердечного желудочка в легкие... Здесь она смешивается с вдыхаемым воздухом, в то время как при выдыхании кровь освобождается от сажи» (здесь подразумевается углекислота). «После того как через дыхание легких кровь хорошо перемешана, она, наконец, снова притягивается в левый сердечный желудочек».
Каким путем Сервет пришел к этому открытию - путем наблюдения на животных или на людях - неизвестно: несомненно лишь, что он первый отчетливо распознал и описал легочное кровообращение, или так называемый малый круг кровообращения, т. е. путь крови из правой части сердца в легкие и оттуда обратно в левую часть сердца. Но на чрезвычайно важное открытие, благодаря которому представление Галена о переходе крови из правого желудочка в левый через сердечную перегородку отходило в область мифов, откуда оно и пришло, обратили внимание лишь немногие врачи той эпохи. Это, очевидно, следует приписать тому, что Сервет изложил свое открытие не в медицинском, а в богословском сочинении, к тому же в таком, которое усердно и весьма успешно разыскивали и уничтожали слуги инквизиции.
Характерная для Сервета оторванность от мира, полное непонимание серьезности положения привели к тому, что при поездке в Италию он заехал в Женеву. Предполагал ли он, что проедет через город незамеченным, или же думал, что гнев Кальвина давно остыл?
Здесь он был схвачен и брошен в темницу и уже не мог ожидать пощады. Он писал Кальвину, прося у него более человечных условий заключения, но тот не знал жалости. «Вспомни, - гласил ответ, - как шестнадцать лет назад в Париже старался я склонить тебя к нашему господу! Если бы ты тогда пришел к нам, я постарался бы помирить тебя со всеми добрыми слугами господними. Ты же травил и хулил меня. Ныне ты можешь молить о пощаде господа, коего ты поносил, желая ниспровергнуть три воплощенных в нем существа, - троицу».
Приговор четырех высших церковных инстанций, существовавших тогда в Швейцарии, разумеется, совпадал с приговором Кальвина: он провозглашал смерть через сожжение и 27 октября 1553 г. был приведен в исполнение. Эта была мучительная смерть, но Сервет отказался отречься от своих убеждений, что дало бы ему возможность добиться более мягкой казни.
Однако для того, чтобы открытое Серветом легочное кровообращение стало общим достоянием медицины, оно должно было быть открыто вновь. Это вторичное открытие сделал несколько лет спустя после смерти Сервета Реальдо Коломбо, возглавлявший в Падуе кафедру, которой ранее ведал Везалий.
Вильям Гарвей родился в 1578 г. в Фолькстоне. Вводный курс медицины он слушал в Кембриджском колледже Каюса, а в Падуе - центре притяжения всех медиков - получил медицинское образование, соответствующее уровню знаний того времени. Еще студентом Гарвей отличался остротой своих суждений и критичес- ки-скептическими замечаниями. В 1602 г. он получил титул доктора. Его учитель Фабрицио мог гордиться учеником, который точно так же, как и он, интересовался всеми большими и малыми тайнами человеческого тела и еще более, чем сам учитель, не хотел верить тому, чему учили древние. Все должно быть исследовано и открыто заново, - таково было мнение Гарвея.
Вернувшись в Англию, Гарвей стал профессором хирургии, анатомии и физиологии в Лондоне. Он был лейб-медиком королей Якова I и Карла I, сопровождал их в путешествиях, а также во время гражданской войны 1642 г. Гарвей сопровождал двор во время его бегства в Оксфорд. Но и сюда дошла война со всеми ее волнениями и Гарвею пришлось отказаться от всех своих должностей, что, впрочем, он сделал охотно, так как желал только одного: провести остаток жизни в мире и спокойствии, занимаясь книгами и исследованиями.
Бравый и элегантный мужчина в молодости, в старости Гарвей стал спокойным и скромным, но всегда он был натурой незаурядной. Он умер в возрасте 79 лет уравновешенным стариком, смотревшим на мир тем же скептическим взглядом, каким он в свое время смотрел на теорию Галена или Авиценны.
В последние годы жизни Гарвей написал обширный труд об эмбриологических исследованиях. Именно в этой книге, посвященной развитию животных, он написал знаменитые слова - «ornne vivum ex ovo» («все живое из яйца»), которое запечатлели открытие, господствующее с тех пор в биологии в той же формулировке.
Но большую славу ему принесла не эта книга, а другая, гораздо меньшая по объему, - книга о движении сердца и крови: «Exercitatio anatomica de motu cordis et sanguinis in animalibus» («Анатомическое исследование о движении сердца и крови в животных»). Она вышла в свет в 1628 г. и послужила поводом для страстных и ожесточенных дискуссий. Новое и слишком необычное открытие не могло не взволновать умы. Гарвею удалось открыть путем многочисленных опытов, когда он изучал еще бьющееся сердце и дышащие легкие животных с целью обнаружить истину, большой круг циркуляции крови.
Свое великое открытие Гарвей сделал еще в 1616 г., так как уже тогда в одной из лекций в лондонском «College of Phisicians» он говорил о том, что кровь «кружит» в теле. Однако долгие годы он продолжал искать и накапливать доказательство за доказательством и лишь двенадцать лет спустя опубликовал результаты упорного труда.
Конечно, Гарвей описал много того, что было уже известно, но главным образом то, что он считал, указывала на правильный путь в поисках истины. И все же ему принадлежит величайшая заслуга познания и разъяснения кровообращения в целом, хотя одной части кровеносной системы он не заметил, а именно капиллярной системы - комплекса тончайших, волосовидных сосудов, являющихся окончанием артерий и началом вен.
Жан Риолан младший, профессор анатомии в Париже, руководитель медицинского факультета и королевский лейб-медик, возглавил борьбу против Гарвея. Это оказалось серьезной оппозицией, так как Риолан был, действительно, крупным анатомом и выдающимся ученым, пользовавшимся большим авторитетом.
Но постепенно противники, даже сам Риолан, замолкли и признали, что Гарвею удалось совершить одно из величайших открытий, касающихся человеческого организма, и что учение о человеческом организме вступило в новую эру.
Наиболее ожесточенно оспаривал открытие Гарвея парижский медицинский факультет. Даже сто лет спустя консерватизм врачей этого факультета служил еще предметом насмешек Рабле и Монтеня. В отличие от школы Монпелье с ее более свободной атмосферой факультет в своей закоснелой приверженности традициям непоколебимо придерживался учения Галена. Что могли знать эти господа, важно выступавшие в своих драгоценных форменных одеяниях, о призывах их современника Декарта заменить принцип авторитета господством человеческого разума!
Дискуссия о кровообращении вышла далеко за пределы кругов специалистов. В ожесточенных словесных сражениях принимал участие и Мольер, который не раз обращал остроту своих насмешек против ограниченности и чванливости врачей той эпохи. Так, в «Мнимом больном» новоиспеченный доктор Фома Диафуарус вручает роль служанке Туанетте: роль содержит сочиненный им тезис, направленный против сторонников учения о кровообращении! Пусть он уверен в одобрении этого тезиса парижским медицинским факультетом, однако не в меньшей степени он мог быть уверен и в разящем, уничтожающем смехе публики.
Кровообращение, как описал Гарвей, - это настоящий круговорот крови в теле. При сокращении сердечных желудочков кровь из левого желудочка выталкивается в главную артерию - аорту; по ней и ее ответвлениям проникает повсюду - в ногу, руку, голову, в любую часть тела, доставляя туда жизненно необходимый кислород. Гарвей не знал, что в органах тела кровеносные сосуды разветвляются на капилляры, но правильно указал, что кровь затем снова собирается, течет по венам обратно к сердцу и вливается через большую полую вену в правое предсердие. Оттуда кровь поступает в правый желудочек и при сокращении желудочков направляется по легочной артерии, отходящей от правого желудочка, в легкие, где снабжается свежим кислородом- это малый круг кровообращения, открытый еще Серветом. Получив в легких свежий кислород, кровь по большой легочной вене течет в левое предсердие, откуда поступает в левый желудочек. После этого большой круг кровообращения повторяется. Нужно только помнить, что артериями называются сосуды, уводящие кровь от сердца (даже если они, как легочная артерия, содержат венозную кровь), а венами - сосуды, ведущие к сердцу (даже если они, как легочная вена, содержат артериальную кровь).
Систолой называют сокращение сердца; систола предсердий значительно слабее систолы сердечных желудочков. Расширение сердца называют диастолой. Движение сердца охватывает одновременно левую и правую части. Начинается оно с систолы предсердий, откуда кровь гонится в желудочки; затем следует систола желу дочков, и кровь выталкивается в две большие артерии - в аорту, через которую она поступает во все области тела (большой круг кровообращения), и легочную артерию, через которую она проходит в легкие (малый, или легочный, круг кровообращения). После этого наступает пауза, во время которой желудочки и предсердия расширены. Все это в основном и установил Гарвей.
В начале своей не очень объемистой книги автор рассказывает о том, что именно побудило его к этому сочинению: «Когда я впервые обратил все свои помыслы и желания к наблюдениям на основе вивисекций (в тон степени, в какой мне их приходилось делать), чтобы посредством собственных созерцаний, а не из книг и рукописей распознать смысл и пользу сердечных движений у живых существ, я обнаружил, что вопрос этот весьма сложен и на каждом шагу преисполнен загадок. А именно, я не мог в точности разобрать, как происходит систола и диастола. После того как день за днем, прилагая все больше сил, чтобы добиться большей точности и тщательности, я изучил большое количество самых различных живых животных и собрал данные многочисленных наблюдений, я пришел в конце концов к выводу, что напал на интересующий меня след и сумел выбраться из этого лабиринта, и одновременно, как и хотел, распознал движение и назначение сердца и артерий».
О том, насколько Гарвей был вправе это утверждать, свидетельствует его поразительно точное описание движения сердца и крови: «Прежде всего на всех животных, пока они еще живы, можно при вскрытии их грудной клетки наблюдать, что сердце сначала производит движение, а потом отдыхает... В движении можно наблюдать три момента: во-первых, сердце поднимается и приподнимает свою верхушку таким образом, что в этот момент оно стучит в грудь и эти удары чувствуются снаружи; во-вторых, оно сжимается со всех сторон, несколько в большей степени с боковых, так что уменьшается в объеме, несколько вытягивается и сморщивается; в-третьих, если взять в руку сердце в момент, когда оно производит движение, оно твердеет. Отсюда стало понятным, что движение сердца заключается в общем (до известной степени) напряжении и всестороннем сжатии соответственно тяге всех его волокон. Этим наблюдениям соответствует заключение, что сердце в момент, когда оно делает движение и сокращается, сужается в желудочках и выдавливает содержащуюся в них кровь. Отсюда возникает очевидное противоречие общепринятому убеждению, что в момент, когда сердце ударяет в грудь, желудочки сердца расширяются, наполняясь одновременно кровью, в то время как ведь можно убедиться, что дело должно обстоять как раз наоборот, а именно, что сердце опорожняется в момент сокращения».
Читая книгу Гарвея, приходится непрерывно поражаться точности описания и последовательности выводов: «Так природа, ничего не делающая без причины, не снабдила сердцем такое.живое существо, которое в нем не нуждается и не создало сердце до того, как оно приобрело смысл; природа достигает совершенства в каждом своем проявлении тем, что при образовании любого живого существа оно проходит стадии образования (если позволительно будет так выразиться), общие для всех живых существ: яйцо, червь, зародыш». В этом заключении можно узнать эмбриолога - исследователя, занимающегося изучением развития человеческого и животного организма, который в этих замечаниях со всей ясностью указывает на стадии развития зародыша в чреве матери.
Гарвей, несомненно, один из выдающихся пионеров человекознания, исследователь, открывший новую эпоху физиологии. Многие более поздние открытия в этой области были значительными и даже чрезвычайно значительными, но не было ничего труднее первого шага, того первого деяния, которое сокрушило здание заблуждений, чтобы воздвигнуть здание истины.
Разумеется, в системе Гарвея не хватало еще некоторых звеньев. Прежде всего не хватало соединительной части между системой артерий и системой вен. Каким образом кровь, идя от сердца через большие и малые артерии ко всем частям органов, поступает, наконец, в вены, а оттуда обратно в сердце, чтобы запастись затем в легких новым кислородом? Где переход от артерий к венам? Эта важная часть системы кровообращения, а именно соединение артерий с венами, была открыта Марчелло Мальпиги из Кревалькоре близ Болоньи: в 1661 г. в своей книге об анатомическом исследовании легких он описал волосные сосуды, т. е. капиллярное кровообращение.
Мальпиги детально изучил на лягушках легочные пузырьки и установил, что тончайшие бронхиолы заканчиваются легочными пузырьками, которые окружены кровеносными сосудами. Он заметил также, что тончайшие артерии расположены рядом с тончайшими венами, одна капиллярная сетка - рядом с другой, причем совершенно правильно предположил, что в кровеносных сосудах воздуха не содержится. Он считал возможным выступить с этим сообщением перед общественностью, так как еще ранее он ознакомил ее со своим открытием капиллярной сетки в брыжейки кишок лягушек. Стенки волосных сосудов столь тонки, что кислород без труда проникает из них к клеткам ткани; бедная кислородом кровь направляется после этого к сердцу.
Таким образом был обнаружен важнейший этап кровообращения, определивший законченность этой системы, и никто уже не мог бы опровергнуть, что кровообращение происходит не так, как описал Гарвей. Гарвей умер за несколько лет до открытия Мальпиги. Ему не довелось быть свидетелем полного торжества своего учения.
Открытию капилляров предшествовало открытие легочных пузырьков. Вот что пишет об этом Мальпиги своему другу Борелли: «С каждым днем занимаясь вскрытиями со все большим усердием, я в последнее время с особой тщательностью изучал строение и функцию легких, о которых, как мне казалось, существует все еще довольно туманные представления. Хочу тебе ныне сообщить результаты моих исследований, дабы ты своим столь опытным в делах анатомии взором мог отделить верное от неверного и действенно воспользоваться моими открытиями... Путем усердных исследований я обнаружил, что вся масса легких, которые висят на исходящих от них сосудах, состоит из очень тонких и нежных пленок. Эти пленки, то напрягаясь, то сморщиваясь, образуют много пузырьков, подобных сотам улья. Расположение их таково, что они непосредственно связаны как между собой, так и с дыхательным горлом, и образуют в целом взаимосвязанную пленку. Лучше всего это видно на легких, взятых у живого животного, особенно на нижнем их окончании можно явственно рассмотреть многочисленные маленькие пузырьки, разбухшие от воздуха. То же самое, хотя и не так отчетливо, можно распознать в разрезанном посередине и лишенном воздуха легком. При прямо падающем свете на поверхности легких в распущенном состоянии заметна чудесная сеть, которая кажется тесно связанной с отдельными пузырьками; то же можно видеть на разрезанном легком и изнутри, хотя и не столь четко.
Обычно легкие различаются по форме и расположению. Различают две основные части, между которыми находится средостение (Mediastinum); каждая из этих частей состоит у человека из двух, а у животных из нескольких подразделений. Я сам обнаружил чудеснейшее и сложнейшее расчление. Общая масса легких состоит из очень мелких долек, окруженных особого рода пленкой и снабженных собственными сосудами, образующимися из отростков дыхательного горла.
Чтобы различить эти дольки, следует держать полунадутое легкое против света, и тогда явственно выступают промежутки; при вдувании через дыхательное горло воздуха окутанные особой пленкой дольки можно отделить маленькими срезами от прикасающихся к ним сосудов. Это достигается посредством очень тщательной препаровки.
Что касается функции легких, то я знаю, что многое, принимаемое стариками как само собой разумеющееся, еще весьма сомнительно, так, в особенности охлаждение крови, которое по традиционному воззрению считается главной функцией легких; это воззрение исходит из предположения о наличии восходящей от сердца теплоты, ищущей выхода. Я, однако, по причинам, о которых, скажу ниже, считаю наиболее вероятным, что легкие предназначены природой для смешивания массы крови. Что же касается крови, то я не верю, чтобы она состояла из четырех обычно предполагаемых жидкостей - обеих галеновых веществ, собственно крови и слюны, а придерживаюсь мнения, что вся масса крови, беспрерывно текущая по венам и артериям и состоящая из маленьких частиц, составлена из двух весьма сходных между собой жидкостей - беловатой, которая обычно называется сывороткой, и красноватой...»
Во время печатания своего труда Мальпиги вторично прибыл в Болонью, куда он уже приезжал в двадцативосьмилетнем возрасте в качестве профессора. Он не встретил сочувствия у факультета, сразу же самым резким образом выступившего против нового учения. Ведь то, что он провозглашал, было медицинской революцией, восстанием против Галена; против этого объединились все, и старики начали настоящее преследование молодежи. Мальпиги это мешало спокойно работать, и он сменил кафедру в Болонье на кафедру в Мессине, полагая, что найдет там иные условия для преподавания. Но он заблуждался, ибо и там его преследовали ненависть и зависть. В конце концов, через четыре года он решил, что Болонья все же лучше, и возвратился туда. Однако в Болонье еще не наступил перелом в настроениях, хотя имя Мальпиги было уже широко известно за границей.
С Мальпиги произошло то же самое, что и со многими другими, как до него, так и после него: он стал пророком, не признанным в собственном отечестве. Знаменитое королевское общество Англии «Royal Society» избрало его своим членом, однако болонские профессора не сочли нужным принять этого во внимание и с неослабным упорством продолжали травить Мальпиги. Даже в аудитории разыгрывались недостойные сцены. Однажды во время лекции появился один из его противников и стал требовать, чтобы студенты покинули аудиторию; все, дескать, чему учит Мальпиги, нелепость, его вскрытия лишены какой бы то ни было ценности, только болваны могут работать таким образом. Был еще случай и похуже. В загородный дом ученого явились два замаскированных факультетских профессора - анатомы Муни я Сбаралья - в сопровождении толпы людей тоже в масках. Они произвели опустошительное нападение: Мальпиги, в то время старик 61 года, был избит, а его домашнее имущество было разгромлено. Этот метод, повидимому, не представлял в Италии той эпохи ничего необычного, так как сам Беренгарио де Карпи как-то основательно разгромил квартиру своего научного противника. С Мальпиги этого было вполне достаточно. Он опять покинул Болонью и отправился в Рим. Здесь он стал лейб- медиком папы и безмятежно провел остаток своей жизни.
Открытие Мальпиги, относящееся к 1661 г., не могло быть сделано раньше, так как рассмотреть тончайшие кровеносные сосуды, значительно более тонкие, чем человеческий волос, невооруженным глазом было невозможно: для этого требовалось сильно увеличивающая система луп, которая появилась только в начале XVII века. Первый микроскоп в его простейшей форме был, повидимому, изготовлен посредством комбинации линз около 1600 г. Захарием Янсеном из Меддельбурга в Голландии. Антони ван Левенгук, этот самородок, считающийся основателем научной микроскопии, в частности микроскопической анатомии, производил, начиная с 1673 г., микроскопические исследования с помощью изготовленных им самим сильно увеличивающих линз.
В 1675 г. Левенгук открыл инфузорий - живой мир в капле воды из лужи. Он умер в 1723 г. в весьма преклонном возрасте, оставив 419 микроскопов, с помощью которых достиг увеличения до 270 раз. Он ни разу не продал ни одного инструмента. Левенгук первым увидел поперечную полосатость мышц, служащих для движения, первый сумел точно описать кожные чешуйки и внутреннее отложение пигмента, а также сетчатое переплетение сердечной мускулатуры. Уже после того как Ян Хам, будучи студентом в Лейдене, открыл «семенных живчиков», Левенгук сумел доказать наличие семенных клеток у всех видов животных.
Мальпиги первый обнаружил и красные кровяные тельца в кровеносных сосудах брыжейки человека, что вскоре подтвердил и Левенгук, но уже после того, как в 1658 г. эти тельца в кровеносных сосудах были замечены Яном Сваммердамом.
Мальпиги, которого следует считать выдающимся исследователем в области естествознания, окончательно разрешил вопрос о кровообращении. Три духа, которые по прежним представлениям находились в кровеносных сосудах, были изгнаны для того, чтобы уступить место большому «духу» - единой крови, двигающейся по замкнутому кругу, возвращающейся к своему исходному пункту и вновь совершающей круговорот, - и так до скончания жизни. Силы, заставляющие кровь совершать этот круговорот, были уже явственно познаны.
Похожие материалы:
Специальная транспортная система, снабжающая клетки необходимыми для жизни веществами, развивается уже у животных с незамкнутой кровеносной системой (большинство беспозвоночных, а также низшие хордовые); движение жидкости (гемолимфы) у этих организмов осуществляется благодаря сокращениям мышц тела или сосудов. У моллюсков и членистоногих появляется сердце. У животных с замкнутой кровеносной системой (некоторые беспозвоночные, все позвоночные и человек) дальнейшая эволюция кровообращения является в основном эволюцией . У рыб оно двухкамерное. При сокращении одной из камер - желудочка кровь поступает в брюшную аорту, затем в сосуды жабр, далее в спинную аорту, а оттуда ко всем органам и тканям.
Рис. 1. Схема кровообращения рыбы: 1 - сосуды жабр, 2 - сосуды тела, 3 - предсердие, 4 - желудочек сердца.
У земноводных кровь, нагнетаемая желудочком сердца в аорту, непосредственно поступает к органам и тканям. С переходом на , кроме основного, большого круга К., возникает специальный малый, или лёгочный, круг К.
Рис. 2. Схема кровообращения земноводного: А - малый круг, Б - большой круг; 1 - сосуды лёгких, 2 - правое предсердие, 3 - левое предсердие, 4 - желудочек сердца, 5 - сосуды тела.
У птиц, млекопитающих и у человека принципиальная схема кровообращения одинакова. Кровь, выбрасываемая левым желудочком в главную артерию - аорту, поступает далее в артерии, затем в артериолы и капилляры органов и тканей, где происходит обмен веществ между кровью и тканями. Из капилляров тканей по венулам и венам венозная кровь оттекает к сердцу, попадая в правое предсердие. Отделы сосудистой системы, находящиеся между левым желудочком и правым предсердием, составляют так называемый большой круг кровообращения.
Рис. 3. Схема кровообращения человека: 1 - сосуды головы и шеи, 2 - верхней конечности, 3 - аорта, 4 - лёгочная вена, 5 - сосуды лёгкого, 6 - желудка, 7 - селезёнки, 8 - кишечника, 9 - нижних конечностей, 10 - почки, 11 - печени, 12 - нижняя полая вена, 13 - левый желудочек сердца, 14 - правый желудочек сердца, 15 - правое предсердие, 16 - левое предсердие, 17 - лёгочная артерия, 18 - верхняя полая вена.
Из правого предсердия кровь поступает в правый желудочек, при сокращении которого выбрасывается в лёгочную артерию. Затем через артериолы она попадает в капилляры альвеол, где отдаёт углекислый газ и обогащается кислородом, превращаясь из венозной в артериальную. Артериальная кровь из лёгких по лёгочным венам возвращается к сердцу - в его левое предсердие. , по которым кровь течёт из правого желудочка в левое предсердие, составляют малый круг кровообращения. Из левого предсердия кровь поступает в левый желудочек и вновь - в аорту.
Рис. 4. Кровообращение. Выраженная асимметрия крупных артерий, появляющаяся в ходе развития зародыша человека: 1 - правая подключичная артерия, 2 - лёгочный проток, 3 - восходящая аорта, 4 и 8 - правая и левая лёгочная артерия, 5 и 6 - правая и левая сонная артерия, 7 - дуга аорты, 9 - нисходящая аорта.
Движение крови по сосудам возникает вследствие нагнетательной функции сердца. Количество крови, выбрасываемой сердцем в 1 минуту, называется минутным объёмом (МО).
Рис. 5. Кровообращение. Симметричная закладка крупных артерий у зародыша человека: 1 - спинная аорта, 2 - артериальный проток, 3 - 8 - аортальные дуги.
МО можно измерить непосредственно с помощью специальных расходомеров. У человека МО определяют косвенными методами. Измерив, например, разницу в содержании CO 2 в 100 мл артериальной и венозной крови [(A - В) СО 2 ], а также количество CO2 , выделяемое лёгкими в 1 мин (I’ CO 2), вычисляют объём крови, протекающий через лёгкие в 1 мин, - МО по формуле Фика:
Вместо CO 2 можно определять содержание O 2 или специально введённых в кровь безвредных красок, газов или других индикаторов. МО у человека в покое равен 4-5 л, а при физических или эмоциональных напряжениях возрастает в 3-5 раз. Величина его, как и линейная скорость кровотока, время кругооборота крови, и т. д., - важный показатель состояния кровообращения. Основные данные, характеризующие законы движения крови по сосудам и состояние К. в различных участках сосудистой системы:
Характеристика сосудистого русла и движения крови в различных участках сердечно-сосудистой системы
Аорта | Артериолы | Капилляры | Венулы | Вены полые (верхняя и нижняя) | |
Диаметр сосуда | 2,5 см | 30 мкм | 8 мкм | 20 мкм | по 3 см |
Суммарный просвет, см 2 | 4,5 | 400 | 4500 | 700 | 10 |
Линейная скорость кровопотока | 120-0 (ср.40) см / сек |
4 мм / сек | 0,5 мм / сек | - | 20 см / сек |
Давление крови, мм. рт. ст. | 120 / 70 | 70-30 | 30-15 | 15-0 | |
Объем крови в данном участке сосудистого русла (% от общего объема крови)* | 10** | 5 | 5 | Все вены большого круга 50 |
Примечания:
* Объём крови в полостях сердца - 15%; объем крови в малого круга - 18%.
** Включая артерии большого круга.
Аорта и артерии тела представляют собой напорный резервуар, в котором кровь находится под высоким давлением (для человека в норме около 120 / 70 мм рт. ст.). Сердце выбрасывает кровь в артерии отдельными порциями. При этом обладающие эластичностью стенки артерий растягиваются. Таким образом, во время диастолы аккумулированная ими энергия поддерживает крови в артериях на определённом уровне, что обеспечивает непрерывность кровотока в капиллярах. Уровень давления крови в артериях определяется соотношением между МО и сопротивлением периферических сосудов. Последнее, в свою очередь, зависит от тонуса артериол, представляющих собой, по выражению российского ученого и мыслителя-материалиста, создателя физиологической школы Ивана Михайловича Сеченова , «краны кровеносной системы». Повышение тонуса артериол затрудняет отток крови из артерий и повышает артериальное давление; снижение их тонуса вызывает противоположный эффект. В различных участках тела тонус артериол может изменяться неодинаково. С уменьшением тонуса в каком-либо участке возрастает количество протекающей крови. В других участках при этом может возникать одновременно повышение тонуса артериол, приводящее к снижению кровотока. Суммарное сопротивление всех артериол тела и, следовательно, величина так называемого среднего артериального давления при этом могут не изменяться. Таким образом, кроме регуляции среднего уровня артериального давления, тонус артериол определяет величину кровотока через капилляры различных органов и тканей.
Гидростатическое давление крови в капиллярах способствует фильтрации жидкости из капилляров в ткани; этому процессу препятствует онкотическое давление плазмы крови.
Двигаясь вдоль капилляра, кровь испытывает сопротивление, на преодоление которого тратится энергия. Вследствие этого давление крови по ходу капилляра падает. Это приводит к поступлению жидкости из межклеточных пространств в полость капилляра. Часть жидкости оттекает из межклеточных щелей по лимфатическим сосудам (нажмите на картинку для увеличения ):
Рис. 6. Соотношение давлений, обеспечивающее движение жидкости в капиллярах, межклеточном пространстве и лимфатических сосудах. * Отрицательное давление в межклеточном пространстве, возникающее благодаря отсасыванию жидкости лимфатическими сосудами; ** результирующее давление, обеспечивающее движение жидкости из капилляра к ткани; *** результирующее давление, обеспечивающее движение жидкости из тканей в капилляр.
Непосредственное измерение давления жидкости в межклеточных пространствах тканей путём введения микроканюль, соединённых с чувствительными электроманометрами, показало, что это давление не равно атмосферному, а ниже его на 5 - 10 мм рт. ст. Этот, казалось бы, парадоксальный факт объясняется тем, что в тканях происходит активное откачивание жидкости. Периодическое сдавливание тканей пульсирующими артериями и артериолами и сокращающимися мышцами приводит к проталкиванию тканевой жидкости в лимфатические сосуды, клапаны которых препятствуют обратному поступлению её в ткани. Тем самым образуется помпа, поддерживающая отрицательное (по отношению к атмосферному) давление в межклеточных щелях. Помпы, откачивающие жидкость из межклеточных пространств, создают постоянный вакуум, способствуя непрерывному поступлению жидкости в ткани даже при значительных колебаниях капиллярного давления. Этим обеспечивается б?льшая надёжность основной функции кровообращения - обмена веществ между кровью и тканями. Эти же помпы одновременно гарантируют достаточный отток жидкости по лимфатической системе в случаях резкого падения онкотического давления плазмы крови (и возникающего вследствие этого уменьшения обратного всасывания тканевой жидкости в кровь). Таким образом, указанные помпы представляют собой подлинное «периферическое сердце», функция которого зависит от степени эластичности артерий и от периодической деятельности мышц.
Из тканей кровь оттекает по венулам и венам. Вены большого круга кровообращения содержат более половины всей крови организма. Сокращения скелетных мышц и дыхательные движения облегчают приток крови в правое предсердие. Мышцы сдавливают расположенные между ними вены, выжимая кровь по направлению к сердцу (обратный ток крови при этом невозможен из-за наличия в венах клапанов:
Рис. 7. Действие скелетных мышц, помогающее движению крови по венам: А - мышца в покое; Б - при её сокращении кровь по вене проталкивается вверх - к сердцу; нижний клапан препятствует обратному току крови; В - после расслабления мышцы вена расширяется, наполняясь новой порцией крови; верхний клапан препятствует её обратному току; 1 - мышца; 2 - клапаны; 3 - вена.
Увеличение отрицательного давления в грудной клетке во время каждого вдоха способствует присасыванию крови к сердцу. Кровообращение отдельных органов - сердца, лёгких, мозга, селезёнки - отличается рядом особенностей, обусловленных специфическими функциями этих органов.
Существенными особенностями обладает и коронарное кровообращение.
Рис. 8. Схема кровообращения зародыша человека: 1 - пупочный канатик, 2 - пупочная вена, 3 - сердце, 4 - аорта, 5 - верхняя полая вена, 6 - вены мозга, 7 - артерии мозга, 8 - дуга аорты, 9 - артериальный проток, 10 - лёгочная артерия, 11 - нижняя полая вена, 12 - нисходящая аорта, 13 - пупочные артерии.
Регуляция кровообращения
Интенсивность деятельности различных органов и тканей непрерывно меняется, в связи с чем меняется и их потребность в различных веществах. При неизменном уровне кровотока доставка кислорода и глюкозы тканям может увеличиться втрое за счёт более полной утилизации этих веществ из протекающей крови. При этих же условиях доставка жирных кислот может возрасти в 28 раз, аминокислот в 36 раз, углекислого газа в 25 раз, продуктов белкового обмена в 480 раз и т. д. Следовательно, наиболее «узкое» место системы кровообращения - транспорт кислорода и глюкозы. Поэтому, если величина кровотока достаточна для обеспечения тканей кислородом и глюкозой, она оказывается более чем достаточной для транспорта всех других веществ. В тканях, как правило, имеются значительные запасы глюкозы, депонированные в виде гликогена; запасы же кислорода практически отсутствуют (исключение составляют лишь весьма небольшие количества кислорода, связанного с миоглобином мышц). Поэтому основной фактор, определяющий интенсивность кровотока в тканях, - потребность их в кислороде. Работа механизмов, регулирующих К., направлена в первую очередь на то, чтобы удовлетворить именно эту потребность.
В сложной системе регуляции кровообращения пока исследованы лишь общие принципы и детально изучены только некоторые звенья. Значительный прогресс в этой области достигнут, в частности, благодаря исследованию регуляции основной функции сердечно-сосудистой системы - К. - методами математического и электрического моделирования. К. регулируется рефлекторными и гуморальными механизмами, обеспечивающими органы и ткани в каждый данный момент нужным им количеством кислорода, а также одновременное поддержание на необходимом уровне основных параметров гемодинамики - кровяного давления, МО, периферического сопротивления и т. д.
Процессы регуляции К. осуществляются изменением тонуса артериол и величины МО. Тонус артериол регулируется сосудодвигательным центром, расположенным в продолговатом мозге. Этот центр посылает импульсы гладким мышцам сосудистой стенки через центры вегетативной нервной системы. Необходимое давление крови в артериальной системе поддерживается лишь при условии постоянного тонического сокращения мышц артериол, для чего необходимо непрерывное поступление к этим мышцам нервных импульсов по сосудосуживающим волокнам симпатической нервной системы. Эти импульсы следуют с частотой 1-2 импульса в 1 секунду. Повышение частоты приводит к увеличению тонуса артериол и возрастанию артериального давления, урежение импульсов вызывает противоположный эффект. Деятельность сосудо-двигательного центра регулируется сигналами, поступающими от барорецепторов или механорецепторов сосудистых рефлексогенных зон (важнейшая из них - каротидный синус). Повышение давления в этих зонах вызывает увеличение частоты импульсов, возникающих в барорецепторах. что приводит к снижению тонуса сосудодвигательного центра, а следовательно, и к урежению ответных импульсов, поступающих из него к гладким мышцам артериол. Это приводит к снижению тонуса мышечной стенки артериол, урежению сердцебиений (снижению МО) и, как следствие, - к падению артериального давления. Падение давления в указанных зонах вызывает противоположную реакцию:
Рис. 9. Схема одного из звеньев механизма регуляций артериального давления.
Таким образом, вся система представляет собой сервомеханизм, работающий по принципу обратной связи и поддерживающий величину артериального давления на относительно постоянном уровне (см. депрессорные рефлексы, каротидные рефлексы). Аналогичные реакции возникают и при раздражении барорецепторов сосудистого русла малого круга кровообращения. Тонус сосудо-двигательного центра зависит и от импульсов, возникающих в хеморецепторах сосудистого русла и тканей, а также под влиянием биологически активных веществ крови. Кроме того, состояние сосудодвигательного центра определяется и сигналами, приходящими от других отделов центральной нервной системы. Благодаря этому адекватные изменения кровообращения наступают при изменениях функционального состояния любого органа, системы или всего организма.
Помимо тонуса артериол, под находится также величина МО, зависящая от количества крови, притекающей к сердцу по , и от энергии сердечных сокращений. Количество крови, притекающей к сердцу, зависит от тонуса гладких мышц венозной стенки, определяющего ёмкость венозной системы, от сократительной деятельности скелетных мышц, облегчающей возврат крови к сердцу, а также от общего объёма крови и тканевой жидкости в организме. Тонус вен и сократительной деятельность скелетных мышц обусловливаются импульсами, поступающими к этим органам соответственно из сосудодвигательного центра и центров, управляющих движением тела. Общий объём крови и тканевой жидкости регулируется посредством рефлексов, возникающих в рецепторах растяжения правого и левого предсердий. Увеличение притока крови к правому предсердию возбуждает эти рецепторы, вызывая рефлекторное угнетение выработки надпочечниками гормона Альдостерон. Недостаток в альдостероне приводит к усиленному выделению с мочой ионов Na и Cl и вследствие этого к снижению общего количества воды в крови и тканевой жидкости, а следовательно, и к уменьшению объёма циркулирующей крови. Усиленное растяжение кровью левого предсердия также вызывает уменьшение объёма циркулирующей крови и тканевой жидкости. Однако в этом случае включается другой механизм: сигналы от рецепторов растяжения тормозят выделение гипофизом гормона вазопрессина, что приводит к усиленному выделению воды . Величина МО зависит также от силы сокращений сердечной мышцы, регулируемой рядом внутрисердечных механизмов, действием гуморальных агентов, а также центральной нервной системой.
Помимо описанных центральных механизмов регуляции кровообращения, существуют и периферические механизмы. Один из них - изменения «базального тонуса» сосудистой стенки, осуществляющиеся даже после полного выключения всех центральных сосудодвигательных влияний. Растяжение сосудистых стенок избыточным количеством крови вызывает через небольшой промежуток времени падение тонуса гладких мышц сосудистой стенки и увеличение объёма сосудистого русла. Уменьшение объёма крови приводит к противоположному эффекту. Таким образом, изменение «базального тонуса» сосудов обеспечивает в известных пределах автоматическое поддержание так называемого среднего давления в сердечно-сосудистой системе, что играет важную роль в регуляции минутного объема. Причины непосредственных изменений «базального тонуса» сосудов изучены ещё недостаточно.
Итак, общая регуляция К. обеспечивается сложными и многообразными механизмами, нередко дублирующими друг друга, что определяет высокую надёжность регулирования общего состояния этой важнейшей для организма системы.
Наряду с общими механизмами регуляции К., существуют центральные и местные механизмы, управляющие локальным кровообращением, т. е. К. в отдельных органах и тканях. Исследования с помощью микроэлектродной техники, изучение сосудистого тонуса отдельных областей тела (резистография) и другие работы показали, что сосудодвигательный центр избирательно включает нейроны, регулирующие тонус определённых сосудистых областей. Это позволяет понижать тонус одних сосудистых областей, одновременно повышая тонус других. Местное расширение сосудов осуществляется не только вследствие снижения частоты сосудосуживающих импульсов, но в ряде случаев и в результате сигналов, приходящих по специальным сосудорасширяющим волокнам. Ряд органов снабжен сосудорасширяющими волокнами парасимпатической нервной системы, а скелетные мышцы и иннервируются сосудорасширяющими волокнами симпатической системы. Расширение сосудов какого-либо органа или ткани возникает при усилении рабочей активности этого органа и далеко не всегда сопровождается общими изменениями К. Периферические механизмы регуляции кровообращения обеспечивают увеличение кровотока через орган или ткань при возрастании их рабочей активности. Полагают, что главная причина этих реакций - накопление в тканях продуктов обмена, обладающих местным сосудорасширяющим действием (это мнение разделяется не всеми исследователями). Значительная роль в общей и местной регуляции К. играют биологически активные вещества. К ним относятся гормоны - адреналин, ренин и, возможно, вазопрессин и так называемые местные, или тканевые, гормоны - серотонин, брадикинин и другие кинины, простагландины и др. вещества. Роль их в регуляции К. изучается.
Система регуляции кровообращения не является замкнутой. В неё непрерывно поступает информация из других отделов центральной нервной системы и, в частности, из центров, регулирующих движения тела, центров, определяющих возникновение эмоционального напряжения, из коры головного мозга. Благодаря этому изменения К. возникают при любых изменениях состояния и деятельности организма, при эмоциях, и т. д. Эти изменения К. носят приспособительный, адаптивный характер. Перестройка функции К. нередко предшествует переходу организма на новый режим, как бы заранее подготавливая его к предстоящей деятельности.
Расстройства кровообращения
Расстройства кровообращения могут носить местный и общий характер. Местные - проявляются артериальной и венозной гиперемией или и обусловлены нарушениями нервной регуляции К., эмболиями, а также воздействием на сосуды внешних повреждающих факторов; местные нарушения К. лежат в основе , эндартериита облитерирующего и другие.
Общие расстройства проявляются недостаточностью кровообращения - состоянием, при котором система К. не доставляет органам и тканям необходимого количества крови. Различают недостаточность К. сердечного (центрального) происхождения, если её причиной является нарушение функции сердца; сосудистого (периферического), - если причина связана с первичными нарушениями сосудистого тонуса; общую . При К. отмечается венозный застой, поскольку выбрасывает в артерии меньше крови, чем к нему притекает по венам. Сосудистая недостаточность характеризуется понижением венозного и артериального давления: уменьшается венозный приток к сердцу вследствие несоответствия между ёмкостью сосудистого русла и объёмом циркулирующей в нём крови. Ее причинами могут быть , вызывающие развитие сердечной недостаточности: , гипоксия и нарушения обмена веществ тканей. При застойной недостаточности характерны гипертрофия миокарда, повышение венозного давления, увеличение массы циркулирующей крови, отёки, замедление кругооборота крови. При недостаточности, связанной с первичным , 1927;