Надо Знать

добавить знаний



Кровообращение


Grafik blutkreislauf.jpg

План:


Введение

Кровообращение - процесс постоянной циркуляции крови в организме, что обеспечивает его жизнедеятельность. Кровеносную систему организма иногда объединяют с лимфатической системой в кардиоваскулярную систему.

Кровь приводится в движение сокращениями сердца и циркулирует сосудами. Она обеспечивает ткани организма кислородом, питательными веществами, гормонами и поставляет продукты обмена веществ к органам их выделения. Обогащение крови кислородом происходит в легких, а насыщение питательными веществами - в органах пищеварения. В печени и почках происходит нейтрализация и выведение продуктов метаболизма. Кровообращение регулируется гормонами и нервной системой. Различают малое (через легкие) и большое (через органы и ткани) круги кровообращения.

Кровообращение - важный фактор в жизнедеятельности организма человека и животных. Кровь может выполнять свои разнообразные функции только находясь в постоянном движении.

Кровеносная система человека и многих животных состоит из сердца и сосудов, по которым кровь движется к тканям и органам, а затем возвращается к сердцу. Крупные сосуды, по которым кровь движется к органам и тканям, называются артериями. Артерии разветвляются на меньшие артерии - артериолы, и, наконец, на капилляры. Сосудами, которые носят венами, кровь возвращается к сердцу.

Кровеносная система человека и других позвоночных относится к закрытому типу - кровь при нормальных условиях не покидает организм. Некоторые виды беспозвоночных имеют открытую кровеносную систему.

Движение крови обеспечивает разность кровяного давления в различных сосудах.


1. История исследования

Еще античные исследователи предполагали, что в живых организмах все органы функционально связаны и влияют друг на друга. Высказывались разные предположения. Гиппократ - "отец медицины", и Аристотель - величайший из греческих мыслителей, живших почти 2500 лет назад, интересовались вопросами кровообращения и изучали его. Однако их представления были несовершенны, а во многих случаях ложные. Венозные и артериальные кровеносные сосуды они представляли как две самостоятельные системы, не сообщающиеся между собой. Считалось, что кровь движется только венами, в артериях, зато находится воздуха. Это обосновывали тем, что при вскрытии трупов людей и животных в венах кровь была, а артерии были пустые, без крови.

Это убеждение было опровергнуто в результате трудов римского исследователя и врача Клавдия Галена ( 130 - 200). Он экспериментально доказал, что кровь движется сердцем и артериями, как венами.

После Галена вплоть до XVII века считали, что кровь из правого предсердия попадает в левое каким-то образом через перегородку.

В 1628 году английский физиолог, анатом и врач Уильям Гарвей ( 1578 - 1657) опубликовал свой ​​труд "Анатомическое исследование о движении сердца и крови у животных", в котором впервые в истории медицины экспериментально показал, что кровь движется от желудочков сердца артериями и возвращается предсердия венами. Несомненно, обстоятельством, больше других побудила Уильяма Гарвея к осознанию того, что кровь циркулирует, оказалось наличие в венах клапанов, функционирование которых свидетельствует о пассивном гидродинамический процесс. Он понял, что это могло бы иметь смысл только в том случае, если кровь в венах течет к сердцу, а не от него, как предположил Гален и как полагала европейская медицина до времен Гарвея. Гарвей был также первым, кто количественно оценил сердечный выброс у человека, и преимущественно благодаря этому, несмотря на огромную недооценку (1020,6 г / мин, то есть около 1 л / мин вместо 5 л / мин), скептики убедились, что артериальная кровь не может непрерывно создаваться в печени, а, следовательно, она должна циркулировать. Таким образом, им была построена современная схема кровообращения человека и других млекопитающих, включающая два круга. Невыясненным оставался вопрос о том, как кровь попадает из артерий в вены.

Именно в год публикации революционного труда Гарвея ( 1628) родился Марчело Мальпиги, который 50 лет спустя открыл капилляры - звено кровеносных сосудов, которая соединяет артерии и вены, - и таким образом завершил описание замкнутой сосудистой системы.

Самые количественные измерения механических явлений в кровообращении были сделаны Стивеном Хейлз ( 1677 - 1761), который измерил артериальное и венозное кровяное давление, объем отдельных камер сердца и скорость вытекания крови из нескольких вен и артерий, продемонстрировав таким образом, что большая часть сопротивления течению крови приходится на область микроциркуляции. Он считал, что вследствие упругости артерий течение крови в венах остается более-менее постоянным, а не пульсирует, как в артериях.

Позже, в XVIII и XIX веках ряд известных гидромеханики заинтересовались вопросами циркуляции крови и внесли существенный вклад в понимание этого процесса. Среди них были Леонард Эйлер, Даниэль Бернулли (бывший действительности профессором анатомии) и Жан Луи Мари Пуазейль (также врач, его пример особенно показывает, как попытка решить частичную прикладную задачу может привести к развитию фундаментальной науки). Одним из виднейших ученых-универсалов был Томас Юнг ( 1773 - 1829), также врач, чьи исследования в оптике привели к установлению волновой теории света и понимания восприятия цвета. Другая важная область исследований Юнга касается природы упругости, в частности свойств и функции упругих артерий его теория распространения волн в упругих трубках до сих пор считается фундаментальным корректным описанием пульсового давления в артериях. Именно в его лекции по этому вопросу в Королевском обществе в Лондоне содержится явное заявление, что "вопрос о том, каким образом и в какой степени циркуляция крови зависит от мышечных и упругих сил сердца и артерий в предположении, что природа этих сил известна, должен стать просто вопросом самых разделов теоретической гидравлики".

Схема кровообращения Гарвея была расширена при создании в XX веке схемы гемодинамики Аринчиним Н. И. Оказалось, что скелетная мышцу по кровообращения не только проточная сосудистая система и потребитель крови, ?иждивенец? сердца, но и орган, который, самозабезпечуючись, является мощным насосом - периферическим "сердцем". За давлением крови, развивается мышцей, он не только не уступает, но даже превышает давление, поддерживаемое центральным сердцем, и служит эффективным его помощником. В связи с тем, что скелетных мышц очень много, более 1000 их роль в продвижении крови у здорового и больного человека, несомненно, велика.


2. Круги кровообращения человека

Циркуляция крови через сердце. Малый круг кровообращения проходит через правое предсердие, правый желудочек, легочную артерию, сосуды легких, легочные вены. Большой круг проходит через левые предсердие и желудочек, аорту, сосуды органов, верхнюю и нижнюю полые вены. Направление движения крови регулируется клапанами сердца.

Кровообращение происходит двумя основными путями, называемыми кругами: малом и большим кругами кровообращения.

Малым кругом кровь циркулирует через легкие. Движение крови этим кругом начинается с сокращения правого предсердия, после чего кровь поступает в правый желудочек сердца, сокращение которого толкает кровь в легочный ствол. Циркуляция крови в этом направлении регулируется предсердно-желудочковой перегородкой и двумя клапанами: трехстворчатые (между правым предсердием и правым желудочком), что предотвращает возврату крови в предсердия и клапаном легочной артерии, что предотвращает возвращению крови из легочного ствола в правый желудочек. Легочный ствол разветвляется до сети легочных капилляров, где кровь насыщается кислородом путем вентиляции легких. Затем кровь через легочные вены возвращается из легких в левое предсердие.

Большой круг кровообращения снабжает насыщенную кислородом кровь к органам и тканям. Левое предсердие сокращается одновременно с правым и толкает кровь в левый желудочек. Из левого желудочка кровь поступает в аорту. Аорта разветвляется на артерии и артериолы, идущие в разные части организма и заканчивающиеся капиллярной сетью в органах и тканях. Циркуляция крови в этом направлении регулируется предсердно-желудочковой перегородкой, двустворчатым ( митральным) клапаном и клапаном аорты.

Таким образом, кровь движется по большому кругу кровообращения от левого желудочка до правого предсердия, а затем малым кругом кровообращения от правого желудочка до левого предсердия.


3. Механизм кровообращения

Это утверждение полностью справедливо для артерий и артериол, капилляров и вен в капиллярах и венах появляются вспомогательные механизмы, о которых ниже. Движение артериальной крови желудочками происходит в изофигмическая точка капилляров, где происходит выброс воды и солей в интерстициальную жидкость (ТЖ) и разгрузки артериального давления до давления в ТЖ, величина которого около 25 мм рт. ст .. Далее происходит реабсорбция воды, солей и продуктов жизнедеятельности клеток с ТЖ в посткапилляров под действием присасываются силы предсердий (жидкостный вакуум - перемещение атриовентрикулярных перегородок вниз) и далее - самотеком под действием сил гравитации к. предсердиям. Перемещение АВП вверх приводит к систоле предсердий и одновременно в диастоле желудочков. Отличие давлений создается ритмической работой предсердий и желудочков сердца, перекачивающий кровь из вен в артерии.


4. Сердечный цикл

Подробнее в статье Сердечный цикл

Правая половина сердца и левая работают синхронно. Для удобства изложения здесь будет рассмотрена работа левой половины сердца. Сердечный цикл включает в себя общую диастолу (расслабление), систолу (сокращение) предсердий, систолу желудочков. Во время общей диастолы давление в полостях сердца близко к нулю, в аорте медленно понижается с систолического до диастолического, в норме у человека равными соответственно 120 и 80 мм рт. ст. Поскольку давление в аорте выше, чем в желудочке, аортальный клапан закрыт. Давление в крупных венах (центральное венозное давление, ЦВД) составляет 2-3 мм рт.ст., т.е. несколько выше, чем в полостях сердца, так что кровь поступает в предсердия и, транзитом, в желудочки. Предсердно-желудочковые клапаны в это время открыты. Во время систолы предсердий циркулярные мышцы предсердий пережимают вход из вен в предсердия, что препятствует обратному току крови, давление в предсердиях повышается до 8-10 мм рт.ст., и кровь перемещается в желудочки. На следующей систолы желудочков давление в них становится выше давления в предсердиях (которые начинают расслабляться), что приводит к закрытию предсердно-желудочковых клапанов. Внешним проявлением этого события является I тон сердца. Затем давление в желудочке превышает аортальное, в результате чего открывается клапан аорты и начинается изгнание крови из желудочка в артериальную систему. Расслабленное предсердия в это время заполняется кровью. Физиологическое значение предсердий главным образом состоит в качестве промежуточного резервуара для крови, поступающей из венозной системы во время систолы желудочков. В начале общей диастолы, давление в желудочке падает ниже аортального (закрытие аортального клапана, II тон), потом ниже давления в предсердиях и венах (открытие предсердно-желудочковых клапанов), желудочки снова начинают заполняться кровью. Объем крови, выбрасываемой желудочком сердца за каждую систолу составляет 60-80 мл [3]. Эта величина называется ударный объем. Продолжительность сердечного цикла - 0,8-1 с, что дает частоту сердечных сокращений (ЧСС) 60-70 в минуту. Отсюда минутный объем кровотока, как нетрудно подсчитать, 3-4 л в минуту (минутный объем сердца, МОС).


5. Артериальная система

Артерии, которые почти не содержат гладких мышц, но имеют мощную эластическую оболочку, выполняют главным образом "буферную" роль, сглаживая перепады давления между систолического и диастолического. Стенки артерий упруго растяжимы, что позволяет им принять дополнительный объем крови, "бросаем" сердцем во время систолы, и лишь умеренно, на 50-60 мм рт.ст. поднять давление. Во время диастолы, когда сердце ничего не перекачивает, именно упругое растяжение артериальных стенок поддерживает давление, не давая ему упасть до нуля, и тем самым обеспечивает непрерывность кровотока. Именно растяжение стенки сосуда воспринимается как удар пульса. Артериолы имеют развитую гладкой мускулатурой, благодаря которой способны активно менять свой просвет и, таким образом, регулировать сопротивление кровотоку. Именно на артериолы приходится наибольшее падение давления, и именно они определяют соотношение объема кровотока и артериального давления. Соответственно, артериолы называют резистивными сосудами.


6. Капилляры

Капилляры характеризуются тем, что их сосудистая стенка представлена ​​одним слоем клеток, так что они высоко проницаемы для всех растворенных в плазме крови низкомолекулярных веществ. Здесь происходит обмен веществ между тканевой жидкостью и плазмой крови. при прохождении крови через капилляры плазма крови 40 раз полностью обновляется с интерстициальной (тканевой) жидкостью, объем только диффузии через общую обменную поверх-ность капилляров организма составляет около 60 л / мин или примерно 85 000 л / сутки давление в начале артериальной части капилляра 37 , 5 мм. рт. ст.; эффективное давление составляет около (37,5 - 28) = 9,5 мм. рт. ст.; давление в конце венозной части капилляра, направленное наружу капилляра, 20 мм. рт. ст.; эффективное реабсорбционной давление около (20 - 28) = - 8 мм. рт. ст.


7. Венозная система

От органов кровь возвращается через посткапилляры в венулы и вены в правое предсердие по верхней и нижней полых вен, а также коронарным венам (венам, возвращающим кровь от сердечной мышцы). Венозный возврат осуществляется по нескольким механизмам. Во-первых, базовый механизмам благодаря перепаду давления в конце венозной части капилляра, направленное наружу капилляра около 20 мм. рт. ст., в ТЖ - 28 мм. рт. ст.,.) и предсердий (около 0), эффективное реабсорбционной давление около (20 - 28) = - 8 мм. рт. ст. (И. Голованов Неординарный взгляд на сердце и сосуды, на их работу, на кровообращение в целом (Сердце - четыре насоса, скомпонованные двух двухступенчатых насоса) Книга 4, Москва 115,2011) Во-вторых, для вен скелетных ' мышц важно, что при сокращении мышцы давление ?извне? превышает давление в вене, так что кровь "выдавливается" из вен сократившейся мышцы. Присутствие же венозных клапанов определяет направление движения крови при этом - от артериального конца к венозному. Этот механизм особенно важен для вен нижних конечностей, поскольку здесь кровь венами поднимается, преодолевая гравитацию. В-третьих, присасывается роль грудной клетки. Во время вдоха давление в грудной клетке падает ниже атмосферного (которое мы принимаем за ноль), что обеспечивает дополнительный механизм возврата крови. Величина просвета вен, а соответственно и их объем, значительно превышают таковые артерий. Кроме того, гладкие мышцы вен обеспечивают изменение их объема в довольно широких пределах, приспосабливая их емкость к меняющемуся объему циркулирующей крови. поэтому физиологическая роль вен определяется как "емкостные сосуды". [Править] Количественные показатели и их взаимосвязь

Ударный объем сердца (Vcontr) - объем, который левый желудочек выбрасывает в аорту (а правый - в легочный ствол) за одно сокращение. У человека равен 50-70 мл. Минутный объем кровотока (Vminute) - объем крови, проходящей через поперечное сечение аорты (и легочного ствола) за минуту. У взрослого человека минутный объем примерно равен 5-7 литров. Частота сердечных сокращений (Freq) - число сокращений сердца в минуту. Артериальное давление - давление крови в артериях. Систолическое давление - наивысшее давление во время сердечного цикла, достигается к концу систолы. Диастолическое давление - низкое давление во время сердечного цикла, достигается в конце диастолы желудочков. Пульсовое давление - разница между систолическим и диастолическим. Среднее артериальное давление (Pmean) проще определить в виде формулы. Итак, если артериальное давление во время сердечного цикла является функцией от времени, то (2) где tbegin и tend - время начала и конца сердечного цикла, соответственно. Физиологический смысл этой величины: это такое эквивалентное давление, что бы оно постоянным, минутный объем кровотока не отличался бы от наблюдаемого в действительности. Общее периферическое сопротивление - сопротивление, сосудистая система предоставляет кровотока. Прямо оно измерено быть не может, но может быть вычислено, исходя из минутного объема и среднего артериального давления. (3) Минутный объем кровотока равен отношению среднего артериального давления в периферической сопротивления. Это утверждение является одним из центральных законов гемодинамики. Сопротивление одного сосуда с жесткими стенками определяется законом Пуазейля: (4) где η - вязкость жидкости, R - радиус и L - длина сосуда. Для последовательно включенных сосудов, сопротивления складываются: (5) Для параллельных, складываются проводимости: (6) Таким образом, общее периферическое сопротивление зависит от длины сосудов, числа параллельно включенных сосудов и радиуса сосудов. Понятно, что не существует практического способа узнать все эти величины, кроме того, стенки сосудов не являются жесткими, а кровь не ведет себя как классическая Ньютоновская жидкость с постоянной вязкостью. В силу этого, как отмечал В. А. Лищук в ?Математической теории кровообращения", "закон Пуазейля имеет для кровообращения скорее иллюстративную, чем конструктивную роль". Однако, понятно, что из всех факторов, определяющих периферическое сопротивление, наибольшее значение имеет радиус сосудов (длина в формуле стоит в 1-й степени, радиус же - в 4-й), и этот же фактор - единственный, способный к физиологической регуляции. Количество и длина сосудов постоянны, радиус может меняться в зависимости от тонуса сосудов, главным образом, артериол. С учетом формул (1), (3) и природы периферического сопротивления, становится понятно, что среднее артериальное давление зависит от объемного кровотока, который определяется главным образом сердцем (см. (1)) и тонуса сосудов, преимущественно артериол.

↑ Некоторые ученые считают, что Андреа Чезальпино был первым, еще до Гарвея, открывшим кровообращение - он описал большой круг кровообращения. ↑ Аринчин Н. И., Борисевич Г. Ф. Микронасосная деятельность скелетных мышц при их растяжении. - Мн.: Наука и техника, 1986-112 с [1] ↑ Klinke R., Pape H-Ch., Silbernagle S . Physiologie - Stuttgart, 2005, S. 155. ISBN 3-13-796005-3


8. Количественные показатели и их взаимосвязь

Ударный объем сердца (V contr) - объем, который левый желудочек выбрасывает в аорту (а правый - в легочный ствол) за одно сокращение. У человека равен 50-70 мл.

Минутный объем кровотока (V minute) - объем крови, проходящей через поперечное сечение аорты (и легочного ствола) за минуту. У взрослого человека минутный объем примерно равен 5-7 литров.

Частота сердечных сокращений (Freq) - число сокращений сердца в минуту.

Артериальное давление - давление крови в артериях.

Систолическое давление - наивысшее давление во время сердечного цикла, достигается к концу систолы.

Диастолическое давление - низкое давление во время сердечного цикла, достигается в конце диастолы желудочков.

Пульсовое давление - разница между систолическим и диастолическим.

Среднее артериальное давление (P mean) проще определить в виде формулы. Итак, если артериальное давление во время сердечного цикла является функцией от времени, то

(2) P_ {mean} = \ frac {\ int_ {t_ {begin}} ^ {t_ {end}} P (t) \, dt} {t_ {end}-t_ {begin}}

где t begin и t end - время начала и конца сердечного цикла, соответственно.

Физиологический смысл этой величины: это такой эквивалентный давление, при постоянстве, минутный объем кровотока не отличался бы от наблюдаемого в действительности.

Общее периферическое сопротивление - сопротивление, сосудистая система предоставляет кровотока. Непосредственно нельзя измерить сопротивление, но его можно вычислить, исходя из минутного объема и среднего артериального давления.

(3) V_ {minute} = \ frac {P_ {mean}} {R_ {perif}}

Минутный объем кровотока равен отношению среднего артериального давления в ОПСС.

Это утверждение является одним из центральных законов гемодинамики.

Сопротивление одного сосуда с жесткими стенками определяется законом Пуазейля:

(4) Resist = \ frac {8 \ eta L} {\ pi R ^ 4}

где \ Eta - Вязкость жидкости, R - радиус и L - длина сосуда.

Для последовательно включенных сосудов, сопротивление определяется:

(5) Resist_ {series} = \ sum_ {n = 1} ^ N Resist_n

Для параллельных, измеряется проводимость:

(6) \ Frac {1} {Resist_ {parallel}} = \ sum_ {n = 1} ^ N \ frac {1} {Resist_n}

Таким образом, общее периферическое сопротивление зависит от длины сосудов, числа параллельно включенных сосудов и радиуса сосудов. Понятно, что не существует практического способа узнать все эти величины, кроме того, стенки сосудов не являются жесткими, а кровь не ведет себя как классическая Ньютоновская жидкость с постоянной вязкостью. В силу этого, как отмечал В. А. Лищук в ?Математической теории кровообращения", "закон Пуазейля имеет для кровообращения скорее иллюстративную, чем конструктивную роль". Тем не менее, понятно, что из всех факторов, определяющих периферическое сопротивление, наибольшее значение имеет радиус сосудов (длина в формуле в 1-й степени, радиус же - в 4-ом), и этот же фактор - единственный, способный к физиологической регуляции. Количество и длина сосудов постоянны, радиус же может меняться в зависимости от тонуса сосудов, главным образом, артериол.

С учетом формул (1), (3) и природы периферического сопротивления, становится понятно, что средний артериальное давление зависит от объемного кровотока, который определяется главным образом сердцем (см. (1)) и тонуса сосудов, преимущественно артериол.


См.. также

Литература

  • Уиггерс К., Динамика кровообращения, пер. с англ., М., 1957.
  • Савицкий Н. Н., Биофизические основы кровообращения и клинические методы изучения гемодинамики, 2 изд., Л., 1963.
  • Хаютина М., сосуды-двигательные рефлексы, М., 1964.
  • Парин В. В., Меерсон Ф. З., Очерки клинической физиологии кровообращения, 2 изд., М., 1965;
  • Гаитон А., Физиология кровообращения. Минутный объем сердца и его регуляция, пер. с англ., М., 1969;
  • Адольф Э.., Развитие физиологических регуляций, пер. с англ., М., 1971
  • Г. М. Чайченко, В. А. Цыбенко, В. Д. Сокур. Физиология человека и животных. Киев. 1998.


код для вставки
Данный текст может содержать ошибки.

скачать

© Надо Знать
написать нам