Для нормального функционирования нашего организма все его органы и ткани должны постоянно снабжаться кислородом и питательными веществами. Кроме того, из органов и тканей необходимо удалять «отходы» — продукты жизнедеятельности клеток. Две эти важнейшие функции выполняет система кровообращения. К прочим ее функциям относятся защитная (посредством содержащихся в крови антител обеспечивается защита организма от чужеродных агентов), регуляторная (кровь регулирует различные процессы, происходящие в организме, благодаря содержанию в ней гормонов и других веществ), терморегуляторная (кровь переносит тепло) и гомеостатическая — поддержание постоянства внутренней среды организма. Можно сказать, что кровь связывает наш организм воедино.
Внутренней средой организма называют совокупность биологических жидкостей — крови, лимфы и тканевой жидкости, омывающих клетки и тканевые структуры и принимающих участие в процессах обмена веществ.
Гомеостаз — это свойство организма поддерживать постоянство внутренней среды и стабильность жизненных процессов.
Кровеносная и лимфатическая системы связаны в единое целое. Из плазмы крови образуется тканевая жидкость, из тканевой жидкости образуется лимфа, которая возвращается в кровь.
Кровь — это соединительная ткань. Повторим еще раз: «кровь — это соединительная ткань», потому что вопрос «к какому виду тканей относится кровь?» традиционно ставит экзаменуемых в тупик.
Кровь имеет красный цвет, обусловленный наличием белка гемоглобина о котором будет сказано чуть позже. Кровь имеет слабощелочную реакцию.
В организме взрослого человека содержится приблизительно 5 литров крови. Не вся кровь циркулирует по кровеносным сосудам. Часть ее (примерно 40 %) находится в «резерве», в так называемых «кровяных депо» — органах, служащих резервуарами для крови. К кровяным депо относятся селезенка, печень, легкие и венозные сплетения брюшной полости и кожи. В случае кровопотери, интенсивной мышечной работы или недостатка кислорода (например, во время подъема в горы), кровь из депо поступает в кровяное русло. Всем знакомо выражение «открылось второе дыхание»? Это кровь вышла из депо, чтобы нести к работающим мышцам больше кислорода.
Схема движения крови
Кровь состоит из клеток (форменных элементов) — эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов и жидкого межклеточного вещества — плазмы. Форменные элементы составляют примерно 46 % от общего объема крови, потому кровь такая густая. Плазма крови на 90 % состоит из воды, а также содержит белки, углеводы, жиры и минеральные соли (калиевые, натриевые, кальциевые). Если кровь красная, то чистая плазма (кровь, очищенная от клеток крови) имеет бледно-желтую окраску. В плазму из органов пищеварительной системы поступают питательные вещества, которые разносятся с кровью по всему организму.
Одним из важнейших компонентов плазмы является белок фибриноген, который при свертывании крови образует нерастворимые нити фибрина, в сплетении которых застревают клетки крови. Получается тромб — «пробка», закупоривающая просвет поврежденного сосуда.
Строение тромба
Давайте познакомимся в общих чертах с форменными элементами крови.
Эритроциты также известные под названием «красные кровяные тельца» представляют собой мелкие безъядерные клетки двояковогнутой формы, этакие своеобразные лепешечки. Подобная форма обеспечивает большую площадь поверхности. Для чего это нужно, мы скажем в следующем абзаце.
Эритроциты имеют красный цвет из-за присутствия белка гемоглобина, который способен легко присоединять и так же легко отщеплять молекулы кислорода. Именно эритроциты при помощи гемоглобина осуществляют транспортировку кислорода к органам и тканям. Чем больше поверхность эритроцита, тем больше кислорода он может присоединить или отдать.
Эритроциты можно увидеть в обычный микроскоп. В 1 миллилитре крови (это маленькая капелька) содержится около 5 миллионов эритроцитов. Эритроциты образуются в красном костном мозге.
Если во взятую из организма кровь добавить жидкость предохраняющую от свертывания, и поместить кровь в стеклянную трубочку-капилляр, то эритроциты начнут склеиваться и оседать на дно. Скорость оседания эритроцитов (сокращенно — СОЭ) является важным диагностическим показателем в медицине.
Лейкоциты или белые кровяные клетки, в отличие от эритроцитов, имеют ядро, но не имеют окраски. Их в крови содержится гораздо меньше, чем эритроцитов — от 6 до 8 тысяч в 1 миллилитре.
Лейкоциты делятся на несколько разновидностей, но все они имеют округлую форму, способны активно передвигаться и могут проникать сквозь стенки сосудов. Их можно найти не только в крови, но и в тканях. Основная функция лейкоцитов — защитная, они уничтожают различные микроорганизмы. Образующийся при воспалениях гной, представляет собой смесь лейкоцитов и мертвых микробов. С микробами лейкоциты борются по-разному. Лейкоциты, называемые «фагоцитами», поглощают микробы и затем убивают их при помощи веществ, содержащихся в их лизосомах. Этот процесс называется «фагоцитозом».
Фагоцитоз
Другая разновидность лейкоцитов — лимфоциты, являющиеся главными клетками иммунной системы, распознают «врагов» (чужеродных агентов) при помощи многочисленных отростков, напоминающих щупальца. Распознав, они начинают выделять вещества, которые являются сигналом для других лимфоцитов, которые вырабатывают защитные антитела, имеющие белковую природу. Антитела убивают чужеродных агентов. Если фагоциты могут уничтожать только микроорганизмы (бактерии), то лимфоциты при помощи антител способны бороться и с вирусами.
Самые мелкие клетки крови — тромбоциты отвечают за свертываемость крови. Тромбоциты не имеют ядра. По сути тромбоциты являются не клетками, а частями крупных клеток, называемых «мегакариоцитами», которые содержатся в красном костном мозге. Так что правильнее называть тромбоциты не «клетками крови», а «кровяными пластинками».
В 1 миллилитре крови содержится около 250 тысяч тромбоцитов.
При повреждении кровяного сосуда, тромбоциты разрушаются с выделением ферментов, которые активизируют превращение фибриногена в фибрин, что приводит к образованию тромба.
Кровь является одной из самых быстро регенерирующих тканей нашего организма. При кровопотерях она быстро восстанавливается. Смертельной для человека считается потеря 50 % от общего объема крови.
Клетки крови
Система кровообращения включает в себя сердце, полый мышечный орган, выполняющий насосную функцию, и кровеносные сосуды — артерии, вены и капилляры. Сеть кровеносных сосудов пронизывает буквально все человеческое тело. Общая длина кровеносных сосудов человеческого тела, составляет около 100 тысяч километров! Это более чем в два раза превышает длину экватора Земли.
Кровеносные сосуды подразделяются на три вида: артерии, вены и капилляры.
Артерии это сосуды, по которым кровь, насыщенная кислородом, течет от сердца к органам и тканям. Благодаря высокому содержанию кислорода, артериальная кровь имеет алую окраску. Стенки артерий состоят из трех оболочек: внутренняя — эндотелиальные клетки, средняя — гладкая мышечная ткань, наружная — рыхлая соединительная ткань. Самой крупной артерией и, вообще, самым большим по диаметру сосудом во всей кровеносной системе является аорта, отходящая от сердца. В артериях кровь течет под сильным давлением, поэтому стенки артерий прочные и эластичные.
Капилляры, это мельчайшие кровеносные сосуды, которыми заканчиваются артерии. Капилляры пронизывают весь организм. В капиллярах артериальная кровь отдает кислород и насыщается углекислым газом, превращаясь в венозную. Венозная кровь значительно темнее артериальной. Капилляры собираются в вены.
Вены — это сосуды, по которым кровь движется к сердцу. Давление в венах не такое высокое, как в артериях, поэтому их стенки тоньше и не столь эластичны. Подобно артериям, стенки вен трехслойные. Границы между оболочками в венах менее отчетливы по сравнению с артериями. Мышечные клетки средней оболочки вен лежат не сплошным слоем, как в артериях, а обособленными пучками, между которыми находится волокнистая соединительная ткань. Эластических волокон в стенках вен мало. Наружная соединительнотканная оболочка — наиболее толстый слой венозной стенки. Она обычно переходит в окружающую соединительную ткань и таким образом фиксирует вену. Многие вены имеют клапаны, препятствующие обратному току крови.
Строение стенок кровеносных сосудов
Сердце — полый мышечный орган, состоящий из левой (артериальной) и правой (венозной) половин. Каждая половина сердца состоит из одного двух камер — предсердия и одного желудочка. Левая и правая половины сердца не сообщаются между собой. Сердце располагается в грудной клетке за грудиной. Размер сердца примерно равен размеру кулака человека. Сердце взрослого человека весит примерно 250–300 грамм.
Строение сердца
Сердечная стенка состоит из трех слоев (оболочки): внутреннего, эндотелиального, который называется «эндокардом», среднего, мышечного, самого толстого, который называется «миокардом» и наружного, соединительнотканного, называемого «эпикардом». Миокард, как мы уже знаем, образован особой сердечной поперечнополосатой мышечной тканью.
Сердце сокращается не разом, а поочередно — сначала сокращаются предсердия, а затем желудочки. После обоих сокращений наступает стадия расслабления, пауза в работе, во время которой сердце наполняется кровью и отдыхает. Сердце отдыхает только во время пауз. В организме здорового взрослого человека за минуту в среднем происходит 60–70 сердечных сокращений. При физических нагрузках или при волнении число сердечных сокращений учащается, а во время сна — урежается.
Сердце устроено просто и рационально. В нем существуют системы клапанов, которые обеспечивают ток крови в нужном направлении и исключают ток в ненужном. Клапаны образованы складками внутренней оболочки сердца. Между предсердиями и желудочками находятся так называемые «створчатые» клапаны — трехстворчатый между правым предсердием и правым желудочком и двухстворчатый между левым предсердием и правым желудочком. Клапаны устроены так, что не мешают току крови из предсердий в желудочки, но препятствуют току из желудочков в предсердия.
На границе левого желудочка и аорты и правого желудочка и легочного ствола тоже есть клапаны, которые из-за формы створок называются «полулунными». Эти клапаны препятствуют обратному току крови (в желудочки) во время сердечной паузы.
Сокращение желудочков
Створки двухстворчатого клапана сомкнуты и не пускают кровь течь из левого желудочка (ЛЖ) в левое предсердие (ЛП). Кровь течет, как и положено, в аорту.
В кровеносной системе человека два круга кровообращения — большой и малый.
Большой и малый круги кровообращения
По большому кругу осуществляется снабжение органов и тканей артериальной кровью, насыщенной кислородом. Из левого желудочка артериальная кровь поступает в аорту, затем через более мелкие артерии попадает в капилляры, где отдает кислород, насыщается углекислым газом и становится венозной кровью. Капилляры объединяются в вены, через верхнюю и нижнюю полые вены венозная кровь попадает в правое предсердие. На этом большой круг заканчивается.
Запомните, что большой круг кровообращения начинается в левом желудочке и заканчивается в правом предсердии и что по нему сначала течет артериальная кровь, которая затем превращается в венозную.
Схематично большой круг кровообращения выглядит так:
ЛЕВЫЙ ЖЕЛУДОЧЕК → АОРТА → АРТЕРИИ → КАПИЛЛЯРЫ → ВЕНЫ → ВЕРХНЯЯ И НИЖНЯЯ ПОЛЫЕ ВЕНЫ → ПРАВОЕ ПРЕДСЕРДИЕ.
Малый круг кровообращения предназначен для насыщения крови кислородом. Он гораздо короче большого. Как уже было сказано, большой круг кровообращения заканчивается в правом предсердии. Оттуда кровь поступает в правый желудочек, где начинается малый круг кровообращения. Из правого желудочка кровь попадает в крупный сосуд, называемый «легочным стволом», который делится на левую и правую легочную артерию. По артериям кровь поступает в легкие, где проходит через систему легочных капилляров, отдает углекислый газ, насыщается кислородом и через легочные вены (их четыре — две правые и две левые) поступает в левое предсердие.
Обратите внимание! В малом круге кровообращения по артериям течет венозная кровь, а по венам — артериальная.
Итак, малый круг кровообращения начинается в правом желудочке и заканчивается в левом предсердии. Сначала по нему течет венозная кровь, которая затем превращается в артериальную.
Схема малого круга кровообращения:
ПРАВЫЙ ЖЕЛУДОЧЕК → ЛЕГОЧНЫЙ СТВОЛ → АРТЕРИИ → ЛЕГОЧНЫЕ КАПИЛЛЯРЫ → ВЕНЫ → ЛЕВЫЕ И ПРАВЫЕ ЛЕГОЧНЫЕ ВЕНЫ → ЛЕВОЕ ПРЕДСЕРДИЕ.
Лимфатическая система выполняет следующие функции:
— транспортную: возврат белков, электролитов и воды из межтканевого пространства в кровь; перенос ряда продуктов, всасывающиеся в желудочно-кишечном тракте (прежде всего — жиров) и некоторых ферментов; удаление эритроцитов, оставшихся в ткани после кровотечения; удаление и обезвреживание бактерий, находящихся в тканях.
— иммунную: выработка лимфоцитов в лимфатических узлах;
— барьерную — фильтрация и очистка лимфы в лимфатических узлах.
Лимфатические сосуды имеют цилиндрическую форму и отличаются от артерий и вен чередованием расширений и сужений, что придает им сходство с четками. Сужения — места локализации многочисленных клапанов, которые обратному току лимфы. Клапаны эти образованы двумя полулунными створками. Часть лимфатического сосуда между двумя клапанами называется «клапанным сегментом» или «лимфангионом». Лимфангионы ритмично сокращаются, перекачивая лимфу.
Лимфатический сосуд в разрезе
Стрелки указывают на клапаны, между которыми находится лимфангион.
Помимо сокращения лимфангионов, транспорту лимфы способствует ряд второстепенных факторов — движения диафрагмы, сокращение мышечных органов (сердце, кишечник) и скелетной мускулатуры.
Сердце сокращается ритмично, выталкивая кровь в кровеносные сосуды порциями, но по кровеносным сосудам кровь течет непрерывным потоком.
Парадокс?
Никакого парадокса!
Непрерывный ток крови в сосудах определяется эластичностью стенок артерий и сопротивлением току крови, которое возникает в мелких кровеносных сосудах. Из-за этого сопротивления кровь задерживается в крупных сосудах, вызывая растяжение их стенок. Во время паузы в работе сердца, когда кровь из него не поступает в артерии, эластичные стенки сосудов спадаются, продвигая тем самым кровь. Сердце отдыхает, но кровь по сосудам движется. Вот вам и непрерывность движения!
По мере движения крови приходится преодолевать трение, обусловленное ее собственной вязкостью. За счет этого кровь утрачивает часть энергии, переданной ей сокращениями сердца. Давление крови постепенно снижается, что является дополнительной причиной движения крови в кровеносной системе, наряду с сердечными сокращениями. Известно же, что любая система стремится к равновесию. Следовательно, любая жидкость (в данном случае — кровь), стремится от места, где ее давление выше, туда, где давление ниже.
Давление, под которым кровь находится в сосудах, называют «кровяным давлением». Это давление определяется следующими факторами: работой сердца, количеством крови, циркулирующим в сосудистой системе, сопротивлением стенок сосудов и вязкостью крови. Чем ближе к насосу (сердцу), тем давление выше. Наиболее высоко кровяное давление в аорте. В капиллярах, где сопротивление току крови максимально, кровяное давление самое низкое. При ранении крупной артерии кровь бьет из раны фонтаном, а при неглубоких порезах, затрагивающих одни лишь капилляры, вытекает из раны медленно.
Кровяное давление в кровеносной системе меняется в такт сокращениям сердца. Во время сокращения желудочков кровь с силой выбрасывается в аорту и давление крови при этом бывает максимальным. Оно называется «систолическим» (от слова «систола» — сокращение). Во время паузы сердца, называемой «диастолой», артериальное давление снижается до минимума. Минимальное давление называется «диастолическим». Величина систолического и диастолического кровяного давления у человека — важный диагностический медицинский показатель. Его измерение производят с помощью прибора тонометра, состоящим из полой резиновой манжеты, соединенной с резиновой грушей и манометра, прибора, измеряющего давление. Манжету укрепляют примерно в середине обнаженного плеча любой руки пациента и при помощи резиновой груши нагнетают в нее воздух до тех пор, пока не остановится ток крови в плечевой артерии. В области локтевого сгиба прикладывают головку другого прибора — фонендоскопа, предназначенного для выслушивания шумов, и начинают медленно выпускать воздух из манжеты до тех пор, пока не появится прерывистый шум. В момент его появления на шкале манометра показывается систолическое давление, а в момент исчезновения — диастолическое.
Измерение кровяного давления у человека
Толчкообразные колебания стенок артерий, связанные с сердечными сокращениями (а конкретно — с выбросом крови из левого желудочка в аорту), называются «пульсом». Пульс можно прощупать там, где крупные артерии находятся близко к поверхности тела — у основания кисти руки, по бокам шеи, на руках. По пульсу можно судить о числе и ритмичности сердечных сокращений. Исследования пульса с диагностической целью применялось еще в Древней Греции. Вы можете самостоятельно прощупать пульс на своей лучевой артерии. Для этого надо положить два пальца одной руки (указательный и средний) на нижнюю треть предплечья другой руки, непосредственно перед лучезапястным суставом со стороны большого пальца.
Определение пульса
Заболеваний сердца и сосудов (инфаркт миокарда, аритмии, инсульт, атеросклероз, варикозное расширение вен и др.) относятся к числу самых распространенных заболеваний. Основными причинами их возникновения считаются малоподвижный образ жизни, нерациональное (чрезмерно богатое жирами и углеводами) питание, вредные привычки (курение, алкоголь, наркотики), эмоциональные стрессы, загрязнение окружающей среды.
Главным и наиболее эффективным способом предупреждения развития этих заболеваний является физическая активность, способствующая укреплению сердечной мышцы и повышающая тонус сосудов. На втором месте стоит рациональное питание. На третьем — отказ от вредных привычек.
Большие кровопотери опасны для жизни, поэтому кровотечения надо останавливать как можно скорее.
В зависимости от того, какие именно кровеносные сосуды повреждены при ранении, различают следующие виды кровотечения:
— капиллярное;
— венозное;
— артериальное.
При капиллярном и венозном кровотечении кровь темная, вытекает каплями или сплошной, неинтенсивной струей. Способ остановки капиллярного и венозного кровотечений одинаков — наложение давящей повязки на рану. Непосредственно на рану накладывают стерильный бинт, марлю (марлевый тампон) или чистую ткань. Поверх бинта (тампона, ткани) накладывают плотный валик из бинта, ваты или материи. Валик туго прибинтовывают к телу. При возможности кровоточащую конечность следует поднять кверху. При правильном наложении давящей повязки кровотечение прекращается.
Если под рукой нет стерильного материала, то можно использовать и нестерильный. Желательно смочить его какой-либо обеззараживающей (асептической) жидкостью, например — спиртом, перекисью водорода или раствором йода и обработать той же жидкостью края раны. Более подробно о наложении повязок при ранениях кожи будет сказано в главе «Покровная система».
При артериальном кровотечении из раны интенсивной пульсирующей струей кровь вытекает алого цвета. Давящая повязка здесь не поможет, остановку артериального кровотечения производят путем наложения жгута или же (при возможности) полного сгибания конечности в суставе и фиксации ее а таком положении с помощью ремня или бинта.
Наложение жгута
Обратите внимание! Конечность следует сгибать в суставе, расположенном выше раны.
Жгут надо накладывать выше места артериального кровотечения, по возможности как можно ближе к ране. Правильность наложения жгута определяют по прекращению кровотечения. Не следует чрезмерно туго затягивать жгут, поскольку это может привести к травмированию нервов и мягких тканей. Жгут затягивается до остановки кровотечения! Если под рукой нет специального резинового жгута, следует воспользоваться подручными материалами — веревкой и т. п. Чтобы не прищемить жгутом кожу, место его наложения необходимо обмотать плотной тканью или несколькими слоями бинта. Можно накладывать жгут поверх одежды. Первый виток жгута наматывают не очень туго, а каждый последующий с увеличивающимся натяжением. Максимально допустимое время, в течение которого можно оставить наложенный жгут, в теплое время года составляет 1,5–2 часа, а в холодное — 1 час. Превышение допустимого времени может вызвать омертвление конечности, к которой не поступает кровь. После наложения жгута необходимо как можно скорее доставить пострадавшего в ближайшее медицинское учреждение. Под жгут следует вложить записку с указанием точного времени его наложения.
При наложении жгута на шею, чтобы предотвратить удушение, жгут накладывается через поднятую и закинутую за голову руку пострадавшего с другой стороны от раны.