КРОВЕНОСНАЯ СИСТЕМА | Энциклопедия Кругосвет
Содержание статьи
КРОВЕНОСНАЯ СИСТЕМА (система кровообращения), группа органов, принимающих участие в циркуляции крови в организме. Нормальное функционирование любого животного организма требует эффективной циркуляции крови, поскольку она переносит кислород, питательные вещества, соли, гормоны и другие жизненно необходимые вещества ко всем органам тела. Кроме того, кровеносная система возвращает кровь от тканей в те органы, где она может обогатиться питательными веществами, а также к легким, где происходят ее насыщение кислородом и освобождение от диоксида углерода (углекислого газа). Наконец, кровь должна омывать ряд особых органов, таких, как печень и почки, которые нейтрализуют или выводят конечные продукты метаболизма. Накопление этих продуктов может привести к хроническому нездоровью и даже к смерти.
В данной статье рассматривается кровеносная система человека. (О системах кровообращения у других видов см. в статье АНАТОМИЯ СРАВНИТЕЛЬНАЯ.)
Составные части кровеносной системы.
В самом общем виде эта транспортная система состоит из мышечного четырехкамерного насоса (сердца) и многих каналов (сосудов), функция которых заключается в доставке крови ко всем органам и тканям и последующем возврате ее к сердцу и легким. По главным составляющим этой системы ее называют также сердечно-сосудистой, или кардиоваскулярной.
Кровеносные сосуды делятся на три основных типа: артерии, капилляры и вены. Артерии несут кровь от сердца. Они разветвляются на сосуды все меньшего диаметра, по которым кровь поступает во все части тела. Ближе к сердцу артерии имеют наибольший диаметр (примерно с большой палец руки), в конечностях они размером с карандаш. В самых отдаленных от сердца частях тела кровеносные сосуды столь малы, что различимы лишь под микроскопом. Именно эти микроскопические сосуды, капилляры, снабжают клетки кислородом и питательными веществами. После их доставки кровь, нагруженная конечными продуктами обмена веществ и диоксидом углерода, направляется в сердце по сети сосудов, называемых венами, а из сердца – в легкие, где происходит газообмен, в результате которого кровь освобождается от груза диоксида углерода и насыщается кислородом.
В процессе прохождения по телу и его органам какая-то часть жидкости через стенки капилляров просачивается в ткани. Эта опалесцирующая, напоминающая плазму жидкость называется лимфой. Возврат лимфы в общую систему кровообращения осуществляется по третьей системе каналов – лимфатическим путям, которые сливаются в крупные протоки, впадающие в венозную систему в непосредственной близости от сердца. (Подробное описание лимфы и лимфатических сосудов см. в статье ЛИМФАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА.)
РАБОТА КРОВЕНОСНОЙ СИСТЕМЫ
Легочное кровообращение.
Описание нормального движения крови по организму удобно начать с того момента, когда она возвращается в правую половину сердца по двум крупным венам. Одна из них, верхняя полая вена, приносит кровь от верхней половины тела, а вторая, нижняя полая вена, – от нижней. Кровь из обеих вен поступает в собирательный отдел правой части сердца, правое предсердие, где смешивается с кровью, приносимой коронарными венами, открывающимися в правое предсердие через коронарный синус. По коронарным артериям и венам циркулирует кровь, необходимая для работы самого сердца. Предсердие заполняется, сокращается и выталкивает кровь в правый желудочек, который, сокращаясь, нагнетает кровь через легочные артерии в легкие. Постоянный ток крови в этом направлении поддерживается работой двух важных клапанов. Один из них, трехстворчатый, расположенный между желудочком и предсердием, препятствует возврату крови в предсердие, а второй, клапан легочной артерии, захлопывается в момент расслабления желудочка и тем самым предотвращает возврат крови из легочных артерий. В легких кровь проходит по разветвлениям сосудов, попадая в сеть тонких капилляров, которые непосредственно контактируют с мельчайшими воздушными мешочками – альвеолами. Между капиллярной кровью и альвеолами происходит обмен газов, что и завершает легочную фазу кровообращения, т.е. фазу поступления крови в легкие (см. также ДЫХАНИЯ ОРГАНЫ).
Системное кровообращение.
С этого момента начинается системная фаза кровообращения, т.е. фаза переноса крови ко всем тканям организма. Очищенная от диоксида углерода и обогащенная кислородом (оксигенированная) кровь возвращается к сердцу по четырем легочным венам (две из каждого легкого) и под низким давлением поступает в левое предсердие. Путь поступления крови от правого желудочка сердца в легкие и возврата от них к левому предсердию составляет т.н. малый круг кровообращения. Заполненное кровью левое предсердие сокращается одновременно с правым и выталкивает ее в массивный левый желудочек. Последний, заполнившись, сокращается, посылая кровь под высоким давлением в артерию самого большого диаметра – аорту. От аорты отходят все артериальные ветви, снабжающие ткани организма. Как и на правой стороне сердца, на левой существуют два клапана. Двустворчатый (митральный) клапан направляет кровоток в аорту и препятствует возврату крови в желудочек. Весь путь крови от левого желудочка вплоть до возврата ее (по верхней и нижней полым венам) в правое предсердие обозначается как большой круг кровообращения.
Артерии.
У здорового человека диаметр аорты составляет приблизительно 2,5 см. Этот крупный сосуд отходит от сердца вверх, образует дугу, а затем спускается через грудную клетку в брюшную полость. По ходу аорты от нее ответвляются все крупные артерии, входящие в большой круг кровообращения. Первые две ветви, отходящие от аорты почти у самого сердца, – это коронарные артерии, снабжающие кровью ткань сердца. Кроме них, восходящая аорта (первая часть дуги) не дает ответвлений. Однако на вершине дуги от нее отходят три важных сосуда. Первый – безымянная артерия – сразу же делится на правую сонную артерию, снабжающую кровью правую половину головы и мозга, и правую подключичную артерию, проходящую под ключицей в правую руку. Второе ответвление от дуги аорты – левая сонная артерия, третье – левая подключичная артерия; по этим ветвям кровь направляется в голову, шею и левую руку.
От дуги аорты начинается нисходящая аорта, которая снабжает кровью органы грудной клетки, а затем через отверстие в диафрагме проникает в брюшную полость. От брюшного отдела аорты отделяются две почечные артерии, питающие почки, а также брюшной ствол с верхними и нижними брыжеечными артериями, отходящими к кишечнику, селезенке и печени. Затем аорта делится на две подвздошные артерии, снабжающие кровью органы таза. В области паха подвздошные артерии переходят в бедренные; последние, спускаясь по бедрам, на уровне коленного сустава переходят в подколенные артерии. Каждая из них в свою очередь делится на три артерии – переднюю большеберцовую, заднюю большеберцовую и малоберцовую артерии, которые питают ткани голеней и стоп.
На всем протяжении кровеносного русла артерии по мере своего разветвления становятся все меньше и меньше и, наконец, приобретают калибр, лишь в несколько раз превышающий размеры содержащихся в них клеток крови. Эти сосуды называются артериолами; продолжая делиться, они образуют диффузную сеть сосудов (капилляров), диаметр которых примерно равен диаметру эритроцита (7 мкм).
Строение артерий.
Хотя крупные и мелкие артерии несколько различаются по своему строению, стенки тех и других состоят из трех слоев. Наружный слой (адвентиция) представляет собой сравнительно рыхлый пласт фиброзной, эластической соединительной ткани; через него проходят мельчайшие кровеносные сосуды (т.н. сосуды сосудов), питающие сосудистую стенку, а также веточки автономной нервной системы, которые регулируют просвет сосуда. Средний слой (медиа) состоит из эластической ткани и гладких мышц, обеспечивающих упругость и сократимость сосудистой стенки. Эти свойства необходимы для регуляции кровотока и поддержания нормального артериального давления в меняющихся физиологических условиях. Как правило, стенки крупных сосудов, например аорты, содержат больше эластической ткани, чем стенки меньших артерий, в которых преобладает мышечная ткань. По этой тканевой особенности артерии делят на эластические и мышечные. Внутренний слой (интима) по толщине редко превышает диаметр нескольких клеток; именно этот слой, выстланный эндотелием, придает внутренней поверхности сосуда облегчающую кровоток гладкость. Через него поступают питательные вещества к глубинным слоям медии.
По мере уменьшения диаметра артерий их стенки истончаются и три слоя становятся все менее различимыми, пока – на артериолярном уровне – в них остаются в основном спиральные мышечные волокна, немного эластической ткани и внутренняя выстилка из эндотелиальных клеток.
Капилляры.
Наконец, артериолы незаметно переходят в капилляры, стенки которых высланы лишь эндотелием. Хотя в этих тончайших трубочках содержится менее 5% объема циркулирующей крови, они крайне важны. Капилляры образуют промежуточную систему между артериолами и венулами, и их сети настолько плотны и широки, что ни одну часть тела нельзя проколоть, не пронзив огромное их количество. Именно в этих сетях под действием осмотических сил совершается переход кислорода и питательных веществ в отдельные клетки организма, а взамен в кровь поступают продукты клеточного метаболизма.
Кроме того, эта сеть (т.н. капиллярное ложе) играет важнейшую роль в регуляции и поддержании температуры тела. Постоянство внутренней среды (гомеостаз) организма человека зависит от сохранения температуры тела в узких границах нормы (36,8–37°). Обычно кровь из артериол попадает в венулы через капиллярное ложе, но в условиях холода происходят закрытие капилляров и снижение кровотока, в первую очередь в коже; при этом кровь из артериол поступает в венулы, минуя множество разветвлений капиллярного ложа (шунтирование). Напротив, при необходимости теплоотдачи, например в тропиках, все капилляры открываются, и кожный кровоток возрастает, что способствует потере тепла и сохранению нормальной температуры тела. Такой механизм существует у всех теплокровных животных.
Вены.
На противоположной стороне капиллярного ложа сосуды сливаются в многочисленные мелкие каналы, венулы, которые по размерам сравнимы с артериолами. Они продолжают соединяться, образуя более крупные вены, по которым кровь от всех частей тела оттекает обратно к сердцу. Постоянному кровотоку в этом направлении способствует система клапанов, имеющихся в большинстве вен. Венозное давление, в отличие от давления в артериях, не зависит напрямую от напряжения мышц сосудистой стенки, так что кровоток в нужном направлении определяется в основном иными факторами: подталкивающей силой, создаваемой артериальным давлением большого круга кровообращения; «присасывающим» эффектом отрицательного давления, возникающего в грудной клетке при вдохе; насосным действием мышц конечностей, которые в ходе обычных сокращений проталкивают венозную кровь к сердцу.
Стенки вен по строению сходны с артериальными в том, что тоже состоят из трех слоев, выраженных, однако, значительно слабее. Для движения крови по венам, которое происходит практически без пульсации и при сравнительно низком давлении, не требуется таких толстых и упругих стенок, как у артерий. Другое важное отличие вен от артерий – присутствие в них клапанов, поддерживающих при низком давлении кровоток в одном направлении. В наибольшем количестве клапаны содержатся в венах конечностей, где мышечные сокращения играют особенно важную роль в перемещении крови обратно к сердцу; крупные вены, такие, как полые, воротная и подвздошные, клапанов лишены.
На пути к сердцу вены собирают кровь, оттекающую от желудочно-кишечного тракта по воротной вене, от печени по печеночным венам, от почек по почечным венам и от верхних конечностей по подключичным венам. Вблизи сердца образуются две полые вены, по которым кровь попадает в правое предсердие.
Сосуды малого круга кровообращения (легочные) напоминают сосуды большого круга, за тем лишь исключением, что в них отсутствуют клапаны, а стенки как артерий, так и вен гораздо тоньше. В отличие от большого круга кровообращения по легочным артериям в легкие течет венозная, неоксигенированная, кровь, а по легочным венам – артериальная, т.е. насыщенная кислородом. Термины «артерии» и «вены» соответствуют направлению движения крови в сосудах – от сердца или к сердцу, а не тому, какая в них содержится кровь.
Вспомогательные органы.
Ряд органов осуществляет функции, дополняющие работу кровеносной системы. Теснее всего с ней связаны селезенка, печень и почки.
Селезенка.
При многократном прохождении по кровеносной системе красные кровяные клетки (эритроциты) повреждаются. Такие «отработанные» клетки удаляются из крови многими путями, но главная роль здесь принадлежит селезенке. Селезенка не только разрушает поврежденные эритроциты, но и вырабатывает лимфоциты (относящиеся к белым кровяным клеткам). У низших позвоночных селезенка играет также роль резервуара эритроцитов, но у человека эта функция выражена слабо. См. также СЕЛЕЗЕНКА.
Печень.
Для осуществления своих более чем 500 функций печень нуждается в хорошем кровоснабжении. Поэтому она занимает важнейшее место в системе кровообращения и обеспечивается собственной сосудистой системой, которая носит название воротной. Ряд функций печени имеет непосредственное отношение к крови, например удаление из нее отработанных эритроцитов, выработка факторов свертывания крови и регуляция уровня сахара в крови путем накопления его избытка в форме гликогена. См. также ПЕЧЕНЬ.
Почки.
Почки получают примерно 25% всего объема крови, выбрасываемого сердцем каждую минуту. Их особая роль заключается в очистке крови от азотсодержащих шлаков. При расстройстве этой функции развивается опасное состояние – уремия. Нарушение кровоснабжения или повреждение почек вызывает резкий подъем кровяного давления, что в отсутствие лечения может привести к преждевременной смерти от сердечной недостаточности или инсульта. См. также ПОЧКИ; УРЕМИЯ.
КРОВЯНОЕ (АРТЕРИАЛЬНОЕ) ДАВЛЕНИЕ
При каждом сокращении левого желудочка сердца артерии заполняются кровью и растягиваются. Эта фаза сердечного цикла называется желудочковой систолой, а фаза расслабления желудочков – диастолой. Во время диастолы, однако, вступают в действие эластические силы крупных кровеносных сосудов, поддерживающие артериальное давление и не дающие прерваться току крови, поступающей к различным частям тела. Смена систол (сокращений) и диастол (расслаблений) придает кровотоку в артериях пульсирующий характер. Пульс можно обнаружить на любой крупной артерии, но обычно его прощупывают на запястье. У взрослых частота пульса составляет, как правило, 68–88, а у детей – 80–100 ударов в минуту. О существовании артериальной пульсации свидетельствует и тот факт, что при перерезке артерии ярко-красная кровь вытекает толчками, а при перерезке вены синеватая (из-за меньшего содержания кислорода) кровь течет равномерно, без видимых толчков.
Для обеспечения должного кровоснабжения всех частей тела на протяжении обеих фаз сердечного цикла нужен определенный уровень кровяного давления. Хотя эта величина значительно колеблется даже у здоровых людей, нормальное артериальное давление составляет в среднем 100–150 мм рт.ст. во время систолы и 60–90 мм рт.ст. во время диастолы. Разницу между этими показателями называют пульсовым давлением. Например, у человека с артериальным давлением 140/90 мм рт.ст. пульсовое давление равно 50 мм рт.ст. Другой показатель – среднее артериальное давление – можно приближенно рассчитать путем усреднения систолического и диастолического давления или прибавления половины пульсового давления к диастолическому.
Нормальное артериальное давление определяется, поддерживается и регулируется многими факторами, главные из которых – сила сердечных сокращений, эластическая «отдача» стенок артерий, объем крови в артериях и сопротивление мелких артерий (мышечного типа) и артериол движению крови. Все эти факторы вместе определяют боковое давление на эластические стенки артерий. Его можно очень точно измерить с помощью специального электронного датчика, введенного в артерию, и записи результатов на бумаге. Такие приборы, однако, довольно дороги и применяются только для специальных исследований, а врачи, как правило, производят косвенные измерения с помощью т.н. сфигмоманометра (тонометра).
Сфигмоманометр состоит из манжетки, которую оборачивают вокруг конечности, где производят измерение, и регистрирующего прибора, которым может служить столбик ртути или простой манометр-анероид. Обычно манжетку туго оборачивают вокруг руки выше локтя и надувают до тех пор, пока не исчезнет пульс на запястье. Находят плечевую артерию на уровне локтевого сгиба и устанавливают над ней стетоскоп, после чего из манжетки медленно выпускают воздух. Когда давление в манжетке спускается до уровня, при котором по артерии возобновляется ток крови, возникает слышимый с помощью стетоскопа звук. Показания измерительного прибора в момент появления этого первого звука (тона) соответствуют уровню систолического артериального давления. При дальнейшем выпускании воздуха из манжетки характер звука значительно меняется или он полностью исчезает. Этот момент соответствует уровню диастолического давления.
У здорового человека артериальное давление колеблется на протяжении суток в зависимости от эмоционального состояния, напряжения, сна и многих других физических и психических факторов. Эти колебания отражают определенные сдвиги существующего в норме тонкого равновесия, которое поддерживается как нервными импульсами, поступающими из центров головного мозга по симпатической нервной системе, так и изменениями в химическом составе крови, оказывающими прямое либо опосредованное регуляторное действие на кровеносные сосуды. При сильном эмоциональном напряжении симпатические нервы вызывают сужение мелких артерий мышечного типа, что приводит к повышению артериального давления и частоты пульса. Еще большее значение имеет химическое равновесие, влияние которого опосредуется не только мозговыми центрами, но и отдельными нервными сплетениями, связанными с аортой и сонными артериями. Чувствительность этой химической регуляции иллюстрирует, например, эффект накопления диоксида углерода в крови. При повышении его уровня возрастает кислотность крови; это как прямо, так и опосредованно вызывает сокращение стенок периферических артерий, что сопровождается повышением артериального давления. Одновременно возрастает частота сердечных сокращений, но сосуды мозга парадоксальным образом расширяются. Сочетание этих физиологических реакций обеспечивает стабильность снабжения мозга кислородом благодаря увеличению объема поступающей крови.
Именно тонкая регуляция артериального давления позволяет быстро сменять горизонтальное положение тела на вертикальное без значительного перемещения крови в нижние конечности, что могло бы вызвать обморок из-за недостаточного кровоснабжения мозга. В таких случаях происходит сокращение стенок периферических артерий и насыщенная кислородом кровь направляется преимущественно к жизненно важным органам. Вазомоторные (сосудодвигательные) механизмы имеют еще большее значение для таких животных, как жираф, мозг которого, когда он поднимает голову после питья, за несколько секунд перемещается вверх почти на 4 м. Аналогичное уменьшение содержания крови в сосудах кожи, пищеварительного тракта и печени происходит в моменты стресса, эмоциональных переживаний, шока и травмы, что позволяет обеспечить мозг, сердце и мышцы бóльшим количеством кислорода и питательных веществ.
Подобные колебания артериального давления являются нормальными, однако изменения его наблюдаются и при ряде патологических состояний. При сердечной недостаточности сила сокращения сердечной мышцы может падать настолько, что артериальное давление оказывается слишком низким (артериальная гипотония). Точно так же потеря крови или других жидкостей вследствие тяжелого ожога или кровотечения может вызвать снижение до опасного уровня и систолического, и диастолического давления. При некоторых врожденных пороках сердца (например, незаращении артериального протока) и ряде поражений клапанного аппарата сердца (например, недостаточности аортального клапана) резко падает периферическое сопротивление. В таких случаях систолическое давление может оставаться нормальным, а диастолическое значительно снижается, что означает рост пульсового давления.
Некоторые заболевания сопровождаются не снижением, а, напротив, повышением артериального давления (артериальной гипертонией). У пожилых людей, чьи сосуды теряют эластичность и становятся более жесткими, развивается обычно доброкачественная форма артериальной гипертонии. В этих случаях из-за уменьшения растяжимости сосудов систолическое артериальное давление достигает высокого уровня, тогда как диастолическое остается практически нормальным. При некоторых заболеваниях почек и надпочечников в кровь поступает очень большое количество таких гормонов, как катехоламины и ренин. Эти вещества вызывают сужение кровеносных сосудов и, следовательно, гипертонию. Как при данной, так и при других формах повышения артериального давления, причины которых менее понятны, возрастает также активность симпатической нервной системы, что еще больше усиливает сокращение сосудистых стенок. Длительно существующая артериальная гипертония, если ее не лечить, приводит к ускоренному развитию атеросклероза, а также к возрастанию частоты почечных заболеваний, к сердечной недостаточности и инсультам. См. также ГИПЕРТОНИЯ АРТЕРИАЛЬНАЯ.
Регуляция артериального давления в организме и поддержание необходимого кровоснабжения органов лучше всего позволяют понять колоссальную сложность организации и работы системы кровообращения. Эта поистине замечательная транспортная система является настоящей «дорогой жизни» организма, поскольку недостаточность кровоснабжения любого жизненно важного органа, в первую очередь мозга, в течение хотя бы нескольких минут приводит к его необратимому повреждению и даже к смертельному исходу.
БОЛЕЗНИ КРОВЕНОСНЫХ СОСУДОВ
Болезни кровеносных сосудов (сосудистые заболевания) удобно рассматривать в соответствии с типом сосудов, в которых развиваются патологические изменения. Растяжение стенок сосудов или самого сердца приводит к образованию аневризм (мешковидных выпячиваний). Обычно это следствие развития рубцовой ткани при ряде заболеваний коронарных сосудов, сифилитическом поражении либо гипертонии. Аневризма аорты или желудочков сердца – наиболее серьезное осложнение сердечно-сосудистых заболеваний; она может спонтанно разорваться, вызвав смертельное кровотечение.
Аорта.
Самая крупная артерия, аорта, должна вмещать выбрасываемую под давлением кровь из сердца и за счет своей эластичности перемещать ее в артерии меньшего калибра. В аорте могут развиваться инфекционные (чаще всего сифилитический) и артериосклеротические процессы; возможен и разрыв аорты вследствие травмы или врожденной слабости ее стенок. Высокое кровяное давление часто приводит к хроническому расширению аорты. Однако заболевания аорты имеют меньшее значение, чем болезни сердца. Самые тяжелые ее поражения – обширный атеросклероз и сифилитический аортит.
Атеросклероз.
Аортальный атеросклероз – форма простого артериосклероза внутренней выстилки аорты (интимы) с зернистыми (атероматозными) жировыми отложениями в этом слое и под ним. Одним из тяжелых осложнений данной болезни аорты и ее основных ветвей (безымянной, подвздошных, сонных и почечных артерий) является образование тромбов на внутреннем слое, что может создавать препятствия кровотоку в этих сосудах и приводить к катастрофическому нарушению кровоснабжения мозга, ног и почек. Такого рода обструктивные (препятствующие кровотоку) поражения некоторых крупных сосудов удается устранять хирургическим путем (сосудистая хирургия).
Сифилитический аортит.
Снижение распространенности самого сифилиса делает более редким и вызываемое им воспаление аорты. Оно проявляется спустя примерно 20 лет после заражения и сопровождается значительным расширением аорты с образованием аневризм или распространением инфекции на аортальный клапан, что приводит к его недостаточности (аортальная регургитация) и перегрузке левого желудочка сердца. Возможно также сужение устья коронарных артерий. Любое из этих состояний может приводить к смерти, иногда очень быстро. Возраст, в котором проявляется аортит и его осложнения, колеблется от 40 до 55 лет; заболевание чаще наблюдается у мужчин.
Артериосклероз
аорты, сопровождающийся потерей эластичности ее стенок, характеризуется поражением не только интимы (как при атеросклерозе), но и мышечного слоя сосуда. Это болезнь пожилого возраста, и с увеличением продолжительности жизни населения она встречается все чаще. Потеря эластичности уменьшает эффективность кровотока, что само по себе может приводить к сходному с аневризмой расширению аорты и даже к ее разрыву, особенно в брюшном отделе. В настоящее время иногда удается справиться с этим состоянием хирургическим путем (см. также АНЕВРИЗМА).
Легочная артерия.
Поражения легочной артерии и двух ее главных ветвей немногочисленны. В этих артериях иногда возникают артериосклеротические изменения, а также встречаются врожденные пороки. К двум наиболее важным изменениям относятся: 1) расширение легочной артерии вследствие повышения в ней давления из-за какого-либо препятствия кровотоку в легких или на пути крови в левое предсердие и 2) закупорка (эмболия) одной из ее главных ветвей вследствие прохождения тромба из воспаленных крупных вен голени (флебит) через правую половину сердца, что является частой причиной внезапной смерти.
Артерии среднего калибра.
Самым частым заболеванием средних артерий является артериосклероз. При его развитии в коронарных артериях сердца поражается внутренний слой сосуда (интима), что может привести к полной закупорке артерии. В зависимости от степени поражения и общего состояния больного производят либо баллонную ангиопластику, либо коронарное шунтирование. При баллонной ангиопластике в пораженную артерию вводят катетер с баллоном на конце; раздувание баллона приводит к расплющиванию отложений вдоль артериальной стенки и расширению просвета сосуда. При операциях шунтирования вырезают участок сосуда из другой части тела и вшивают его в коронарную артерию в обход суженного места, восстанавливая нормальный кровоток.
При поражении артерий ног и рук происходит уплотнение среднего, мышечного, слоя сосудов (медии), что приводит к их утолщению и искривлению. Поражение этих артерий имеет сравнительно менее тяжелые последствия.
Артериолы.
Поражение артериол создает препятствие свободному кровотоку и приводит к повышению артериального давления. Однако еще до того, как артериолы склерозируются, возможно возникновение спазмов неизвестного происхождения, что служит частой причиной гипертонии.
Вены.
Заболевания вен встречаются очень часто. Наиболее распространено варикозное расширение вен нижних конечностей; это состояние развивается под действием силы тяжести при ожирении или беременности, а иногда и вследствие воспаления. При этом нарушается функция венозных клапанов, вены растягиваются и переполняются кровью, что сопровождается отеками ног, появлением болей и даже изъязвлений. Для лечения применяют различные хирургические процедуры. Облегчению болезни способствуют тренировка мышц голени и снижение веса тела. Другой патологический процесс – воспаление вен (флебит) – тоже чаще всего отмечается в голенях. В этом случае возникают препятствия кровотоку с нарушением местного кровообращения, но главная опасность флебита заключается в отрыве небольших кровяных сгустков (эмболов), которые могут пройти через сердце и вызвать остановку кровообращения в легких. Это состояние, называемое эмболией легочной артерии, является очень тяжелым и нередко имеет смертельный исход. Поражение крупных вен представляет гораздо меньшую опасность и встречается намного реже.
Строение и основные функции кровеносной системы человека
Строение
и основные функции кровеносной системы
человека
Система сосудов и
полостей, по которым происходит циркуляция
крови, называется кровеносной системой.
С помощью кровеносной системы клетки
и ткани организма снабжаются питательными
веществами и кислородом и освобождаются
от продуктов обмена веществ. Поэтому
кровеносную систему иногда называют
транспортной, или распределительной,
системой.
Кровеносные сосуды
представлены артериями, несущими кровь
от сердца, венами, по которым кровь течет
к сердцу, и микроциркуляторным руслом,
состоящим из артериол, капилляров,
посткапиллярных венул и артериоло-венулярных
анастомозов. Сердце и кровеносные сосуды
образуют замкнутую систему, по которой
кровь движется благодаря сокращениям
сердечной мышцы и миоцитов стенок
сосудов.
Отдаляясь от сердца,
калибр артерий постепенно уменьшается
вплоть до мельчайших артериол, которые
в толще органов переходят в сеть
капилляров. Последние, в свою очередь,
продолжаются в мелкие, постепенно
укрупняющиеся вены, по которым кровь
притекает к сердцу.
Кровеносная система
разделена на два круга кровообращения
— большой и малый. Первый начинается в
левом желудочке и заканчивается в правом
предсердии, второй начинается в правом
желудочке и заканчивается в левом
предсердии. Кровеносные сосуды отсутствуют
лишь в эпителиальном покрове кожи и
слизистых оболочек, в волосах, ногтях,
роговице глаза и суставных хрящах.
Многие мелкие артерии
называются ветвями, а вены — притоками.
Кровеносные сосуды получают свое
название от:
органов, которых они
снабжают кровью: почечная артерия,
селезеночная вена;места их отхождения
от более крупного сосуда: верхняя
брыжеечная артерия, нижняя брыжеечная
артерия;кости, к которой они
прилежат: локтевая артерия;направления: медиальная
артерия, окружающая бедро;глубины залегания:
поверхностная или глубокая артерия.
Артерии делятся на
париетальные (пристеночные), кровоснабжающие
стенки тела, и висцеральные (внутренностные),
кровоснабжающие внутренние органы. До
вступления артерии в орган она называется
органной, войдя в орган – внутриорганной.
Последняя разветвляется в пределах
органа и снабжает его отдельные
структурные элементы. Каждая артерия
распадается на более мелкие сосуды. При
магистральном типе ветвления от основного
ствола — магистральной артерии, диаметр
которой постепенно уменьшается, —
отходят боковые ветви. При древовидном
типе ветвления артерия сразу же после
своего отхождения разделяется на две
или несколько конечных ветвей, напоминая
при этом крону дерева.
Артериальные стенки
состоят из трех оболочек: внутренней,
средней и наружной. В зависимости от
развития различных слоев стенки артерии
подразделяются на сосуды мышечного,
смешанного и эластического типов.
В стенках артерий
мышечного типа, имеющих небольшой
диаметр, хорошо развита средняя оболочка.
Миоциты средней оболочки стенок артерии
мышечного типа своими сокращениями
регулируют приток крови к органам и
тканям. По мере уменьшения диаметра
артерий все оболочки истончаются,
уменьшается толщина подэндотелиального
слоя и внутренней эластической мембраны.
Постепенно убывает количество миоцитов
и эластических волокон в средней
оболочке. В наружной оболочке уменьшается
количество эластических волокон,
исчезает наружная эластическая мембрана.
К артериям смешанного
типа относятся такие артерии крупного
калибра, как сонная и подключичная.
Наиболее тонкие артерии мышечного типа
— артериолы — имеют диаметр менее 10
мкм и переходят в капилляры. Артериолы
регулируют приток крови в систему
капилляров.
К артериям эластического
типа относятся аорта и легочный ствол,
в которые кровь поступает из сердца под
большим давлением и с большой скоростью.
У детей диаметр артерий относительно
больше, чем у взрослых. У новорожденного
артерии преимущественно эластического
типа, а артерии мышечного типа еще не
развиты.
Микроциркуляторное
русло обеспечивает взаимодействие
крови и тканей. Оно начинается самым
мелким артериальным сосудом — артериолой
— и заканчивается венулой. Стенка
артериолы содержит лишь один ряд
миоцитов. От артериолы отходят прекапилляры
(прекапиллярные артериолы), у начала
которых находятся гладкомышечные
прекапиллярные сфинктеры, регулирующие
кровоток. В стенках прекапилляров, в
отличие от капилляров, поверх эндотелия
лежат единичные миоциты. От них начинаются
истинные капилляры. Истинные капилляры
вливаются в посткапилляры (посткапиллярные
венулы). Посткапилляры образуются из
слияния двух или нескольких капилляров.
Они имеют тонкую адвентициальную
оболочку, стенки их растяжимы и обладают
высокой проницаемостью. По мере слияния
посткапилляров образуются венулы. Их
калибр широко варьируется и в обычных
условиях равен 25 – 50 мкм. Венулы вливаются
в вены. В пределах микроциркуляторного
русла встречаются сосуды прямого
перехода крови из артериолы в венулу —
артериоло-венулярные анастомозы, в
стенках которых имеются миоциты,
регулирующие сброс крови. К
микроциркуляторному руслу относятся
также и лимфатические капилляры.
К капиллярной сети
подходит сосуд артериального типа
(артериола), а выходит из нее венула. В
некоторых органах (почка, печень) имеется
отступление от этого правила. Так, к
клубочку почечного тельца подходит
артериола (приносящий сосуд). Выходит
из клубочка также артериола (выносящий
сосуд). В печени капиллярная сеть
располагается между приносящей
(междольковой) и выносящей (центральной)
венами. Капиллярную сеть, вставленную
между двумя однотипными сосудами
(артериями или венами), называют чудесной
сетью.
Существует несколько
видов капилляров:
Капилляры с непрерывным
эндотелием и базальным слоем. Такие
капилляры располагаются в коже, в
мышцах исчерченных (поперечнополосатых),
включая миокард, и неисчерченных
(гладких), в коре большого мозга.Фенестрированные
капилляры, у которых некоторые участки
эндотелиоцитов истончены, имеют
многочисленные округлые фенестры
диаметром 60 – 120 нм, закрытые, за редким
исключением, тонкой диафрагмой, и
непрерывную базальную мембрану. Такие
капилляры расположены в органах, где
происходит повышенная секреция или
всасывание, например, в ворсинках
кишечника, клубочках почки, пищеварительных
и эндокринных железах.Синусоидные капилляры
имеют большой просвет, до 40 мкм. В их
эндотелиоцитах находятся поры, а
базальная мембрана частично отсутствует
(прерывистая). Такие капилляры расположены
в печени, селезенке, костном мозге.
Посткапиллярные венулы
диаметром 8 – 30 мкм, являющиеся конечным
звеном микроциркуляторного русла,
впадают в собирательные венулы (диаметром
100 – 300 мкм), которые, сливаясь между
собой, укрупняются.
Существуют два типа
вен: безмышечного и мышечного типов. К
венам безмышечного типа относятся вены
твердой и мягкой мозговых оболочек,
сетчатки глаза, костей, селезенки и
плаценты. Они плотно сращены со стенками
органов и поэтому не спадают.
Количество вен больше,
чем артерий, а общая величина венозного
русла превосходит артериальное. Скорость
кровотока в венах меньше, чем в артериях,
в венах туловища и нижних конечностей
кровь течет против силы тяжести.
У большинства средних
вен на внутренней оболочке имеются
клапаны. Верхняя полая вена, плеголовные,
общие и внутренние подвздошные, вены
сердца, легких, надпочечников, головного
мозга и его оболочек, паренхиматозных
органов клапанов не имеют. Клапаны
представляют собой тонкие складки
внутренней оболочки, состоящие из
волокнистой соединительной ткани,
покрытые с обеих сторон эндотелиоцитами.
Они пропускают кровь лишь по направлению
к сердцу, препятствуют обратному току
крови в венах и предохраняют сердце от
излишней затраты энергии на преодоление
колебательных движений крови, постоянно
возникающих в венах. Венозные синусы
твердой мозговой оболочки, в которые
оттекает кровь от головного мозга,
имеют не спадающиеся стенки, обеспечивающие
беспрепятственный ток крови из полости
черепа во внечерепные вены (внутренние
яременные).
Подавляющее число вен,
расположенных в полостях тела, —
одиночные. Непарными глубокими венами
являются внутренняя яременная,
подключичная, подмышечная, подвздошные
(общая, наружная и внутренняя), бедренная
и некоторые другие. Поверхностные вены
соединяются с глубокими с помощью
прободающих вен, которые выполняют роль
анастомозов. Соседние вены также связаны
между собой многочисленными анастомозами,
образующими в совокупности венозные
сплетения, которые хорошо выражены на
поверхности или в стенках некоторых
внутренних органов (мочевого пузыря,
прямой кишки).
В сердце впадают верхняя
и нижняя полые вены большого круга
кровообращения. В систему нижней полой
вены входит воротная вена с ее притоками.
Окольный ток крови осуществляется также
по коллатеральным венам, по которым
венозная кровь оттекает в обход основного
пути.
Притоки одной крупной
(магистральной) вены соединяются между
собой внутрисистемными венозными
анастомозами. Между притоками различных
крупных вен (верхняя и нижняя полые
вены, воротная вена) имеются межсистемные
венозные анастомозы (кавакавальные,
кавапортальные, кавакавапортальные),
являющиеся коллатеральными путями
оттока венозной крови в обход основных
вен. Венозные анастомозы встречаются
чаще и развиты лучше, чем артериальные.
В правом желудочке
сердца начинается малый, или легочный,
круг кровообращения, откуда выходит
легочный ствол, который делится на
правую и левую легочные артерии, а
последние разветвляются в легких на
артерии, переходящие в капилляры. В
капиллярных сетях, оплетающих альвеолы,
кровь отдает углекислоту и обогащается
кислородом. Обогащенная кислородом
артериальная кровь поступает из
капилляров в вены, которые, слившись в
четыре легочные вены (по две с каждой
стороны), впадают в левое предсердие,
где и заканчивается малый (легочный)
круг кровообращения.
Для доставки всем
органам и тканям тела питательных
веществ и кислорода служит большой, или
телесный, круг кровообращения. Он
начинается в левом желудочке сердца,
куда из левого предсердия поступает
артериальная кровь. Из левого желудочка
выходит аорта, от которой отходят
артерии, идущие ко всем органам и тканям
тела и разветвляющиеся в их толще вплоть
до артериол и капилляров. Последние
переходят в венулы и далее в вены. Через
стенки капилляров осуществляется обмен
веществ и газообмен между кровью и
тканями тела. Протекающая в капиллярах
артериальная кровь отдает питательные
вещества и кислород и получает продукты
обмена и углекислоту. Вены сливаются в
два крупных ствола — верхнюю и нижнюю
полые вены, которые впадают в правое
предсердие сердца, где и заканчивается
большой круг кровообращения. Дополнением
к большому кругу является третий
(сердечный) круг кровообращения,
обслуживающий само сердце. Он начинается
выходящими из аорты венечными артериями
сердца и заканчивается венами сердца.
Последние сливаются в венечный синус,
впадающий в правое предсердие, а остальные
наиболее мелкие вены открываются
непосредственно в полость правого
предсердия и желудочка.
Расположение артерий
и кровоснабжение различных органов
зависят от их строения, функции и развития
и подчиняются ряду закономерностей.
Большие артерии располагаются
соответственно скелету и нервной
системе. Так, вдоль позвоночного столба
лежит аорта. На костях конечностей лежит
одна магистральная артерия. Например,
вдоль плечевой кости лежит одноименная
артерия, вдоль лучевой и локтевой
располагаются также одноименные артерии.
Соответственно принципам двусторонней
симметрии и сегментарности в строении
тела человека большинство артерий
парные, а многие артерии, кровоснабжающие
туловище, сегментарные.
К соответствующим
органам артерии идут по наиболее
короткому пути, приблизительно по прямой
линии, соединяющей основной ствол с
органом. Вследствие этого каждая артерия
кровоснабжает близлежащие органы. Если
во внутриутробном периоде орган
перемещается, то артерия, удлиняясь,
следует за ним к месту его окончательного
расположения (например, диафрагма,
яичко). Артерии располагаются на более
коротких сгибательных поверхностях
тела. Вокруг суставов образуются
суставные артериальные сети. Защиту от
повреждений, сдавливаний выполняют
кости скелета, различные борозды и
каналы, образованные костями, мышцами,
фасциями.
В органы, состоящие из
волокон (мышцы, связки, нервы), артерии
входят в нескольких местах и разветвляются
по ходу волокон. В трубчатых органах
артерии ветвятся кольцеобразно, продольно
или радиально.
В органы артерии входят
через ворота, расположенные на их
вогнутой, медиальной или внутренней
поверхности, обращенной к источнику
кровоснабжения. При этом диаметр артерий
и характер их ветвления зависят от
размеров и функций органа.
Важную роль для
кровоснабжения организма играет
коллатеральное кровообращение по
анастомозам и по окольным путям (в обход
основного пути кровотока). Коллатеральные
сосуды встречаются как в системе артерий
— артериальные коллатерали, так и в
системе вен — венозные коллатерали.
В течение онтогенеза
человека артерии претерпевают существенные
изменения. После его рождения увеличивается
их просвет и толщина стенок, достигая
окончательных размеров примерно к 14 –
18 годам. После 40 – 45 лет внутренняя
оболочка артерий утолщается, изменяется
строение эндотелиоцитов, появляются
атеросклеротические бляшки, стенки
склерозируются, просвет сосудов
уменьшается. Эти изменения в значительной
степени зависят от характера питания
и образа жизни человека. Так, гиподинамия,
потребление большого количества животных
жиров, углеводов и поваренной соли
способствуют развитию склеротических
изменений. Замедляют этот процесс
правильное питание и систематические
занятия физкультурой и спортом.
Количество (в 1 ммᶟ) | Строение и функции | Где образуются | |
Количество (в 1 ммᶟ) | Строение и функции | Где образуются | |
Эритроциты красные клетки крови | 4,5-5,5млн. | Двояковогнутый диск, зрелые не имеют ядер, содержат гемоглобин, переносят О₂ и СО₂ | В красном костном мозге, живут 100-120 суток |
Лейкоциты Белые клетки крови | 4-8 тыс. | Форма непостоянная, содержат ядро, защитная функция(фагоцитоз) | В красном костном мозге, в селезенке, лимфатических узлах. Живут 3-5 суток. |
Тромбоциты Кровяные пластинки | 180-320 тыс. | Небольшие безъядерные образования, участвуют в свертывании крови. | В красном костном мозге, живут 5-8 дней. |
с какими особенностями строения и функции кровеносной системы связаны теплокровность или
Ответ:
КРОВЕНОСНАЯ СИСТЕМА(сердечно-сосудистая система), предназначена для переноса крови (у членистоногих -гемолимфы). Осуществляет транспорт кислорода и углекислого газа, питательных веществ и продуктов метаболизма, выводимых через почки, кожу, лёгкие и др. органы, а также теплорегуляцию у теплокровных. Центральным звеном кровеносной системы обычно является сердце — пульсирующий орган или участок брюшной аорты с утолщением мускульных стенок, обеспечивающих кровоток в системе. Кровеносные сосуды, по которым кровь течёт от сердца, образуют артериальную систему, а сосуды, собирающие кровь и несущие её к сердцу, — венозную систему. Обмен веществ между кровью и тканями организма осуществляется с помощью мельчайших сосудов капилляров, пронизывающих органы и большинство тканей.
Кровеносная система, в которой кровь циркулирует по артериям, капиллярам и венам, называется замкнутой. Она присуща кольчатым червям и большинству хордовых. В незамкнутой кровеносной системе сосуды прерываются щелевидными пространствами, не имеющими собственных стенок. Попадая в них из артериальной системы, гемолимфа омывает все внутренние органы и собирается в сердце (пульсирующий сосуд) через парные отверстия — ости, имеющие клапаны. Незамкнутая кровеносная система характерна для членистоногих, моллюсков, иглокожих. У насекомых развита слабо, а гемолимфа не переносит кислород, поскольку эти животные имеют хорошо разветвлённую систему трахей. У позвоночных пульсирующий орган — сердце-расположен на брюшной стороне тела под хордой и пищеварительным трактом. Водные позвоночные (круглоротые, рыбы и личинки земноводных) имеют один круг кровообращения и двухкамерное сердце с венозной кровью. Наземные позвоночные имеют два круга кровообращения и трёхкамерное сердце со смешанной кровью или четырёхкамерное с раздельной кровью — артериальной и венозной.Артериальная система водных позвоночных состоит из брюшной аорты, разветвляющейся на парные жаберные приносящие артерии, затем на капилляры, в которых происходит газообмен. Выносящие жаберные артерии впадают в спинную aорту, несущую кровь к туловищу, хвосту и внутренним органам, а спереди по сонным артериям к голове. У земноводных одна из пар жаберных артерий образует лёгочный круг, но есть также крупная кожная артерия. У пресмыкающихся имеются две дуги аорты (правая и левая), несущие смешанную кровь и сливающиеся в спинную аорту, и лёгочная артерия с преобладанием венозной крови. У птиц правая дуга аорты, а у млекопитающих левая несут артериальную кровь, а лёгочная артерия венозную. Венозная система водных позвоночных состоит из парных передних и задних кардинальных вен, впадающих в венозный синус хвостовой вены, двух почечных воротных вен, воротной вены печени и печёночной вены, которая впадает в венозный синус. У наземных позвоночных вены головы и передних конечностей образуют систему перед-них полых вен, а вень органов туловища и задних конечностей- задних полых вен.
Венозная система водных позвоночных состоит из парных передних и задних кардинальных вен, впадающих в венозный синус хвостовой вены, двух почечных воротных вен, воротной вены печени и печёночной вены, которая впадает в венозный синус. У наземных позвоночных вены головы и передних конечностей образуют систему перед-них полых вен, а вены органов туловища и задних конечностей-задних полых вен. У человека кровеносная система замкнутого типа. Циркулирующая по кровеносным сосудам кровь обеспечивает обмен веществ между организмом и внешней средой (доставляет к тканям кислород, питательные вещества и удаляет продукты обмена и углекислый газ). От сердца отходят 2 круга кровообращения — большой и малый.
Кровеносная система человека — органы, круги, схема и функции — Природа Мира
Время чтения 5 мин.Просмотры 479Обновлено
Человеческое тело — сложная биологическая машина, для эффективного функционирования которой требуется множество процессов. Чтобы эти процессы работали без каких-либо сбоев, жизненно важные элементы должны быть доставлены в различные части тела.
Эту роль транспорта выполняет сердечно-сосудистая система человека, перемещая важные питательные вещества по всему телу, а также продукты обмена веществ из организма.
Система кровообращения человека состоит из сети артерий, вен и капилляров, через которые сердце перекачивает кровь. Ее основная роль — обеспечивать различные части тела необходимыми питательными веществами, минералами и гормонами. Кроме того, сердечно-сосудистая система также отвечает за сбор метаболических отходов и токсинов из клеток и тканей, которые нужно вывести из организма.
Особенности кровеносной системы
Важнейшими особенностями кровообращения человека являются:
- Сердечно-сосудистая система человека состоит из сердца, кровеносных сосудов, крови и лимфы.
- В кровеносной системе человека кровь циркулирует по двум петлям (двойное кровообращение) — одна для насыщенной кислородом крови, другая для деоксигенированной крови.
- Сердце человека состоит из четырех камер — двух желудочков и двух предсердий.
- Система кровообращения человека имеет сеть кровеносных сосудов по всему телу. К ним относятся артерии, вены и капилляры.
- Основная функция кровеносных сосудов — транспортировать насыщенную кислородом кровь и питательные вещества ко всем частям тела, а также собирать метаболические отходы, которые выводятся из организма.
- Большинство схем сердечно-сосудистой системы человека визуально не представляют ее абсолютной длины. Теоретически, если бы все вены, артерии и капилляры человека были расположены в одну линию, то их длина составляла бы 100 000 км (примерно в восемь раз больше диаметра Земли).
Схема, органы и компоненты сердечно-сосудистой системы
Схема кровообращения человека. Изображение: Wikimedia Commons
Сердечно-сосудистая человека состоит из 4 основных частей, которые выполняют определенные роли и функции. К жизненно важным компонентам системы кровообращения относятся:
- Сердце
- Кровь (технически кровь считается тканью, а не органом)
- Кровеносные сосуды
- Лимфатическая система
Сердце
Сердце — мышечный орган, расположенный в грудной полости между легкими. Человеческое сердце разделено на четыре камеры: а именно, две верхние камеры, называемые предсердиями, и две нижние камеры, называемые желудочками.
Схема строения сердца. Изображение: Yaddah, перевод: Wassily / Wikimedia Commons
Хотя у других животных есть сердце, их система кровообращения функционирует совершенно иначе, чем у людей. Кровеносная система человека гораздо более развита по сравнению с насекомыми или моллюсками.
Два круга кровообращения
Способ, которым кровь течет в человеческом теле, уникален, и в тоже время довольно эффективен. Кровь циркулирует через сердце дважды, так как у нас два круга (петли) кровообращения: большой и малый. Например, рыбы, имеют замкнутую систему кровообращения, в которой кровь завершает цикл через все тело животного за один раз.
Главное преимущество двойной циркуляции состоит в том, что каждая ткань в организме имеет постоянный запас насыщенной кислородом крови, и она не смешивается с дезоксигенированной кровью.
Кровь
Кровь — это жидкая соединительная ткань организма, которая является жизненно важной часть сердечно-сосудистой системы человека. Ее основная функция — доставлять кислород, питательные вещества, гормоны, минералы и другие важные компоненты к различным частям тела. Кровь течет по определенному набору путей, называемых кровеносными сосудами. Органом, который перекачивает кровь к различным частям тела, является сердце. Клетки крови, плазма крови, белки и другие минеральные компоненты (такие как натрий, калий и кальций) составляют кровь человека.
Кровь состоит из:
- Плазма — жидкая часть крови, на 90% состоящая из воды.
- Эритроциты, лейкоциты и тромбоциты составляют глобулярную (твердую) часть крови.
Типы клеток крови
В организме человека есть три типа клеток крови, а именно:
- Красные кровяные тельца (ККТ) / эритроциты. Красные кровяные тельца в основном участвуют в транспортировке кислорода, питательных веществ и других веществ к различным частям тела. Эти клетки крови также удаляют отходы метаболизма из организма.
- Лейкоциты — это специализированные клетки, которые функционируют как защитная система организма. Они обеспечивают иммунитет, защищая от патогенов и вредных микроорганизмов.
- Тромбоциты — это клетки, которые помогают образовывать сгустки (свертывание крови) и останавливать кровотечение. Они действуют на месте травмы или раны.
Кровеносные сосуды
Кровеносные сосуды — это сеть путей, по которым кровь распространяется по телу. Артерии и вены — два основных типа кровеносных сосудов в системе кровообращения.
Артерии
Артерии — это кровеносные сосуды, которые транспортируют насыщенную кислородом кровь от сердца к различным частям тела. Они толстые, эластичные и разделены на небольшую сеть кровеносных сосудов, называемых капиллярами. Единственным исключением из этого правила являются легочные артерии, по которым дезоксигенированная кровь попадает в легкие.
Вены
Вены — это кровеносные сосуды, по которым дезоксигенированная кровь направляется к сердцу из различных частей тела. Они тонкие, эластичные и располагаются ближе к поверхности кожи. Однако легочные и пупочные вены — единственные вены, по которым насыщенная кислородом кровь проходит по всему телу.
Лимфатическая система
Лимфа — это бесцветная жидкость, состоящая из солей, белков, воды, которая транспортирует и распространяет переваренную пищу и абсорбированный жир в межклеточные пространства в тканях. В отличие от системы кровообращения, лимфа не перекачивается сердцем; вместо этого он пассивно течет через сеть судов.
Функции сердечно-сосудистой системы
Основная функция кровеносной системы — транспортировка кислорода. К другим жизненно важным функциям кровеносной системы человека относятся:
- Помогает поддерживать все системы органов.
- Переносит кровь, питательные вещества, кислород, углекислый газ и гормоны по всему телу.
- Защищает клетки от болезнетворных микроорганизмов.
- Действует как интерфейс для межклеточного взаимодействия.
- Вещества, содержащиеся в крови, помогают восстановить поврежденные ткани.
Гугломаг
Спрашивай! Не стесняйся!
Задать вопрос
Мне нравится1Не нравится
Не все нашли? Используйте поиск по сайту ↓
Кровеносная система — урок. Окружающий мир, 3 класс.
Кровь — это жидкость красного цвета. Она постоянно движется и переносит от одного органа к другому разные вещества. В твоём организме около трёх литров крови, а у взрослого человека — пять-шесть литров крови.
Кровообращение — это движение крови в организме.
Кровь движется по кровеносным сосудам, которые представляют собой трубочки разной толщины.
Заставляет кровь передвигаться по сосудам сердце. Оно находится в левой части грудной клетки. Это плотный мышечный мешок величиной с кулак.
Сердце и кровеносные сосуды образуют кровеносную систему.
Рис. \(1\). Кровеносная система
Сердце непрерывно сокращается и расслабляется и работает как насос. Оно никогда не останавливается и делает за день более ста тысяч сокращений.
Внутри сердца есть небольшие пустые пространства.
Рис. \(2\). Сердце человека
Когда сердечная мышца расслабляется, в сердце по кровеносным сосудам вливается кровь. Когда сердце сжимается, оно выталкивает кровь в другие кровеносные сосуды. Крупные сосуды разветвляются на всё более мелкие и проникают во все части нашего тела.
Кровеносные сосуды, по которым кровь движется от сердца, называют артериями, а те сосуды, по которым кровь возвращается в сердце, называют венами. Мелкие сосуды, пронизывающие все органы — это капилляры.
Из сердца по кровеносным сосудам кровь попадает во все органы. Она снабжает органы питательными веществами и кислородом и забирает образовавшийся в них углекислый газ.
Затем кровь снова возвращается в сердце.
Чтобы сердце было здоровым, надо много двигаться: заниматься физическим трудом, делать зарядку, играть в подвижные игры.
Источники:
Рис. 1. Кровеносная система
Рис. 2. Сердце человека https://image.shutterstock.com/image-illustration/human-heart-isolated-on-white-600w-581335132.jpg
Онлайн урок: Кровеносная система. Функции крови по предмету Биология 8 класс
Кровеносная система у животных появилась не сразу.
Это был многовековой исторический процесс развития и совершенствования строения тканей и органов.
В процессе зародышевого развития всех животных кровеносная система происходит из среднего зародышевого листка- мезодермы.
У губок, кишечнополостных и плоских червей перемещение питательных веществ и кислорода по организму осуществляется путем диффузного тока тканевой жидкости.
В процессе исторического развития животных появляются специальные пути, по которым идет циркуляция жидкости, — сосуды.
Дальнейшая эволюция кровеносной системы связана с развитием в стенках сосудов мышечной ткани: они начинают сокращаться.
Позже жидкость, заполняющая сосуды, превращается в особую ткань- кровь, в которой образуются различные кровяные клетки.
У меня есть дополнительная информация к этой части урока!
Закрыть
А знаете ли вы, почему кровь красного цвета?
Красной ее делает атом железа в составе белка эритроцитов- гемоглобина.
Но многие животные имеют зеленую, голубую и даже фиолетовую кровь!
Например, у некоторых моллюсков атомов железа в белке крови гемэритрине в 5 раз больше, чем у человека.
Поэтому кровь при насыщении кислородом приобретает фиолетовый цвет.
А кольчатые черви, пиявки и морские беспозвоночные имеют в крови белок хлорокруорин, который придает крови зеленый цвет.
Конечно, красная кровь встречается среди членистоногих и моллюсков, но истинными носителями красной крови стали лишь позвоночные животные.
Кровеносная система бывает замкнутая и незамкнутая.
В замкнутой кровеносной системе кровь циркулирует только по сосудам, не проникая в полости тела.
Если сосуды открываются в полость тела или в специальные пространства (синусы и лакуны), то такую кровеносную систему считают незамкнутой.
Впервые замкнутая кровеносная система появилась у кольчатых червей.
У кольчатых червей имеется 2 сосуда: спинной и брюшной, которые связаны между собой кольцевыми сосудами, идущими вокруг пищевода.
Движение крови происходит по кругу: на спинной стороне кровь направляется к головному концу, на брюшной — назад, благодаря сокращению главных сосудов.
У членистоногих незамкнутая кровеносная система.
На спинной стороне членистоногих имеется крупный пульсирующий сосуд, разделенный на отдельные камеры, так называемые сердца, между ними имеются клапаны.
При последовательном сокращении сердец кровь поступает в сосуды, а затем изливается в щелевидные пространства между органами.
Отдав питательные вещества, кровь медленно стекает в околосердечную сумку, а потом через парные отверстия обратно в сердца.
Моллюски также имеют незамкнутую кровеносную систему. Их сердце состоит из нескольких предсердий и одного достаточно развитого желудочка. В предсердие впадают вены, а от желудочка отходят артерии.
У меня есть дополнительная информация к этой части урока!
Закрыть
Самые высокоразвитые моллюски- головоногие (осьминоги, кальмары, каракатицы) имеют местами замкнутую кровеносную систему.
А кровь у них отличается голубым цветом!
Это происходит за счет наличия в крови атома меди.
Поэтому белок, переносящий кровь, называется гемоцианин.
Также гемоцианин был обнаружен у паукообразных и ракообразных
Все хордовые имеют замкнутую кровеносную систему, но отличаются особенностями строения.
В частности у ланцетника, низшего хордового животного, нет сердца.
Роль сердца выполняет брюшная аорта, от которой отходят 100-150 пар жаберных артерий, несущих венозную кровь.
Проходя через жабры, кровь в артериях успевает окислиться. Через выносящие парные жаберные артерии артериальная кровь поступает в спинную аорту, затем в непарную спинную аорту, а после по сосудам ко всем частям тела.
У круглоротых (миноги, миксины) и рыб появляется двухкамерное сердце, которое имеет одно предсердие и один желудочек.
В сердце течет только венозная кровь.
Рыбы имеют один круг кровообращения, в котором не происходит смешения артериальной и венозной крови.
От сердца венозная кровь идет к жабрам, где насыщается кислородом и становится артериальной.
От жабр кровь разносится по всему телу.
В органах и мышцах кровь отдает кислород тканям и превращается в венозную, насыщенную углекислым газом, и вновь течет к сердцу.
Появлению второго круга кровообращения способствовал выход животных на сушу, где они начали использовать орган дыхания- легкие.
Сердце начинает перекачивать не только венозную, но и артериальную кровь.
Поэтому дальнейшая эволюция кровеносной системы происходит по пути разделения на два круга кровообращения и сердце разделяется перегородкой на отдельные камеры.
У взрослых земноводных сердце трехкамерное, которое не обеспечивает полного разделения двух кругов кровообращения.
Происходит смешение артериальной и венозной крови, за счет чего к органам течет смешанная кровь, насыщенная кислородом и углекислым газом.
Однако в мозг земноводных поступает чистая артериальная кровь.
А у головастиков строение кровеносной системы аналогично рыбам.
У рептилий желудочек уже разделен неполной перегородкой, и смешение артериальной и венозной крови наблюдается в меньшей степени, чем у земноводных.
У крокодила сердце имеет полную перегородку в желудочке и четыре камеры.
У птиц и млекопитающих сердце полностью разделено на четыре камеры: два предсердия и два желудочка.
Два круга кровообращения, артериальная и венозная кровь не смешиваются.
У всех эмбрионов позвоночных животных впереди от сердца закладывается непарная брюшная аорта, от которой отходят жаберные дуги артерий.
Они гомологичны артериальным дугам в кровеносной системе ланцетника.
Но у них число артериальных дуг небольшое и равняется числу висцеральных дуг.
У рыб их шесть.
Первые две пары дуг у всех позвоночных атрофируются.
Оставшиеся четыре дуги у рыб разделяются на приносящие к жабрам и выносящие из жабер жаберные артерии.
Третья артериальная дуга у всех позвоночных, начиная с хвостатых амфибий, превращается в сонные артерии и несет кровь к голове.
Четвертая артериальная дуга достигает значительного развития. Из нее у всех позвоночных животных, начиная с хвостатых амфибий, образуются дуги аорты.
У амфибий и рептилий парные, у птиц правая дуга (левая атрофируется), а у млекопитающих левая дуга аорты (правая атрофируется).
Пятая пара артериальных дуг у всех позвоночных, за исключением хвостатых амфибий, атрофируется.
Шестая пара артериальных дуг теряет связь со спинной аортой, из нее образуются легочные артерии.
Сосуд, связывающий во время зародышевого развития легочную артерию со спинной аортой, называется боталловым протоком.
Во взрослом состоянии он сохраняется лишь у хвостатых амфибий и некоторых рептилий. В результате нарушения нормального развития сосудов этот проток может сохранятся у других позвоночных, в том числе и у человека. В этом случае говорят о врожденном пороке сердца, для исправления которого необходимо оперативное вмешательство.
Структура и функции сердечно-сосудистой системы
Структура и функции сердечно-сосудистой системы
Кредит изображения: yodiyim / iStock / GettyImages
Ваша сердечно-сосудистая система состоит из сердца, кровеносных сосудов и крови, которые вместе функционируют как сеть транспортировки жидкости. Эта система доставляет в организм кислород и питательные вещества и улавливает продукты жизнедеятельности, которые необходимо удалить. Он также распределяет важные белки, гормоны и другие химические вещества в различные части вашего тела и помогает контролировать температуру тела.Ваше сердце служит насосом, который продвигает кровь по сердечно-сосудистой системе. Различные типы кровеносных сосудов, включая артерии, вены и капилляры, обладают отличительными особенностями, которые способствуют их разнообразным функциям в вашей кровеносной системе.
Сердце
Ваше сердце относительно невелико, размером с кулак, и обычно весит от 9 до 12 унций. Несмотря на довольно малые размеры, ваше сердце — мощная рабочая лошадка. Стенки вашего сердца почти полностью состоят из специализированных мышечных клеток, которые встречаются только в вашем сердце.Под управлением электрической сигнальной системы ткань сердечной мышцы сокращается равномерно, скоординированно с каждым ударом сердца.
Сердечные камеры
В вашем сердце есть 4 внутренние камеры, в которых собирается кровь, которая перекачивается в легкие и тело. Две камеры на правой стороне сердца контролируют приток крови к легким или легочное кровообращение. Две камеры на левой стороне вашего сердца контролируют кровоток к остальной части вашего тела или системный кровоток.
Две камеры в верхней части сердца называются правым и левым предсердиями. Правое предсердие получает кровь от вашего тела, которая доставляется в легкие. В левое предсердие поступает кровь из легких, которая распределяется по остальному телу. Две камеры, расположенные в нижней части сердца — правый желудочек и левый желудочек — перекачивают кровь от сердца. Правый желудочек перекачивает кровь в легкие, чтобы набрать больше кислорода. Левый желудочек перекачивает богатую кислородом кровь к остальному телу.
Сердечные клапаны
Четыре клапана контролируют кровоток через сердце, чтобы гарантировать его движение в одном направлении во время сердечных сокращений. Трикуспидальный клапан отделяет правое предсердие от правого желудочка. Легочный клапан на выходе из правого желудочка открывается, позволяя крови поступать в легкие. Митральный клапан отделяет левое предсердие от левого желудочка. Аортальный клапан на выходе из левого желудочка открывается, позволяя крови течь от сердца к остальному телу.
Кровеносный сосуд
Артерии и вены
Ваши кровеносные сосуды представляют собой полые трубки различного размера, по которым кровь идет к сердцу и от него. Кровеносные сосуды, по которым кровь идет от сердца, называются артериями. Большинство артерий несут богатую кислородом кровь. Поскольку артериальное кровообращение находится под высоким давлением, артерии обладают толстыми, эластичными мышечными стенками.
Кровеносные сосуды, по которым кровь идет к сердцу, называются венами.В большинстве вен течет бедная кислородом или дезоксигенированная кровь. Ваша венозная циркуляция — это система низкого давления, поэтому вены имеют более тонкие и менее эластичные стенки по сравнению с артериями. Некоторые вены также имеют односторонние клапаны, которые помогают крови двигаться к сердцу и не позволяют ей скапливаться под действием силы тяжести.
Капилляры
Артерии и вены разветвляются на более мелкие кровеносные сосуды, называемые артериолами и венулами. Артериальное и венозное кровообращение разделено большой сетью крошечных кровеносных сосудов, называемых капиллярами.Эти крошечные тонкостенные сосуды позволяют питательным веществам, кислороду, двуокиси углерода, а также некоторым клеткам и мелким химическим веществам перемещаться между кровообращением и тканями вашего тела. В вашем теле примерно 10 миллиардов капилляров, большинство из которых короче кончика карандаша. Ваши капилляры завершают последний этап функции приема / доставки вашей сердечно-сосудистой системы.
Кровь
Ваша кровь — это транспортная жидкость вашей кровеносной системы. В кровеносной системе среднего взрослого человека содержится примерно от 8 до 10 пинт крови.Ваша кровь состоит из смеси твердых веществ, называемых форменными элементами, и жидкости, называемой плазмой.
Сформированные элементы
Формованные элементы вашей крови включают эритроциты, лейкоциты и тромбоциты. Красные кровяные тельца переносят кислород из легких в ткани тела. Они также собирают углекислый газ из ваших тканей, который затем выводится через легкие при выдохе. Лейкоциты в крови являются частью вашей иммунной системы и помогают бороться с инфекциями.Тромбоциты — это крошечные клеточные фрагменты, которые слипаются вместе, образуя матрицу сгустков крови, останавливающую кровотечение. Формованные элементы обычно составляют примерно 45 процентов вашего объема крови.
Плазма
Клеточные части вашей крови взвешены в богатой белком жидкости, называемой плазмой, которая составляет примерно 55 процентов объема вашей крови. Эта жидкость содержит широкий спектр питательных веществ, электролитов, белков, гормонов и других химических веществ.Большинство анализов крови измеряют уровни определенных химических веществ или элементов в вашей плазме, что может помочь вашему врачу оценить состояние различных систем вашего организма и их функций.
Рецензент и редакция: Тина М. Сент-Джон, доктор медицины
Как работает твое сердце | NHS inform
Ваше сердце размером с кулак находится посередине груди, немного левее. Это мышца в центре вашей системы кровообращения, перекачивающая кровь по вашему телу вместе с сердцебиением.Эта кровь отправляет кислород и питательные вещества ко всем частям вашего тела и уносит нежелательный углекислый газ и продукты жизнедеятельности.
Строение вашего сердца
Ваше сердце состоит из трех слоев ткани:
- эпикард
- миокард
- эндокард
Эти слои окружены перикардом, тонкой внешней оболочкой, защищающей ваше сердце.
Сердце состоит из четырех камер — две слева и две справа.
Две маленькие верхние камеры — это предсердия. Две большие нижние камеры — это желудочки. Эти левая и правая стороны сердца разделены мышечной стенкой, называемой перегородкой.
Кровеносная система
Ваше сердце постоянно качает кровь по телу — около пяти литров (восьми пинт) — и это называется кровообращением. Ваше сердце, кровь и кровеносные сосуды вместе составляют вашу сердечно-сосудистую систему (или сердце и систему кровообращения).
В правую часть сердца поступает кровь с низким содержанием кислорода, поскольку большая ее часть потребляется мозгом и телом.Он перекачивает его в легкие, где набирает свежий кислород. Затем кровь возвращается в левую часть сердца, готовая к перекачке обратно в мозг и остальную часть вашего тела.
Кровеносные сосуды
Ваша кровь перекачивается по всему телу через сеть кровеносных сосудов:
- артерии — они несут богатую кислородом кровь от сердца ко всем частям тела, уменьшаясь по мере удаления от сердца
- капилляров — они соединяют мельчайшие артерии с мельчайшими венами и помогают обмениваться водой, кислородом, углекислым газом и другими питательными веществами и отходами между кровью и тканями вокруг них
- вены — они несут кровь, испытывающую недостаток кислорода, обратно к вашему сердцу и становятся больше по мере приближения к вашему сердцу
Кровеносные сосуды могут расширяться или сужаться в зависимости от того, сколько крови требуется каждой части вашего тела.Это действие частично контролируется гормонами.
Клапаны
У вашего сердца четыре клапана. Они действуют как ворота, удерживая кровь в правильном направлении:
- аортальный клапан — слева
- митральный клапан — слева
- Клапан легочной артерии — справа
- трехстворчатый клапан — справа
Электросистема
Для того, чтобы ваше сердце продолжало работать регулярно, ему необходимы электрические сигналы, которые посылаются в сердечную мышцу, сообщая ему, когда сокращаться и расслабляться.
Электрический сигнал начинается в правом предсердии, где расположен естественный кардиостимулятор вашего сердца — сино-предсердный узел. Этот сигнал проходит через предсердия, заставляя их сокращаться. Кровь закачивается через клапаны в желудочки.
Там, где предсердия встречаются с желудочками, есть область специальных клеток, называемая предсердно-желудочковым узлом, которые передают электрические сигналы через сердечную мышцу по системе электрических путей, известной как проводящая система.
Затем мышцы желудочков сокращаются, и кровь перекачивается через легочные и аортальные клапаны в основные артерии.
Естественный «кардиостимулятор» сердца — сино-предсердный узел — выдает еще один электрический сигнал, и цикл начинается снова.
Артериальное давление
Это измерение давления в артериях. Он играет жизненно важную роль в том, как ваше сердце доставляет свежую кровь ко всем вашим кровеносным сосудам. Чтобы кровь могла достаточно быстро перемещаться по вашему телу, она должна находиться под давлением.Это создается взаимосвязью между тремя вещами:
- накачка вашего сердца
- размер и эластичность ваших кровеносных сосудов
- толщина самой крови
Одно сердцебиение — это единственный цикл, в котором ваше сердце сжимается и расслабляется для перекачивания крови. В состоянии покоя нормальное сердце сокращается примерно от 60 до 100 раз в минуту, и оно увеличивается, когда вы тренируетесь.
Чтобы обеспечить достаточное кровоснабжение всего тела, четыре камеры сердца должны качать кровь регулярно и в правильной последовательности.
Цикл откачки сердца состоит из двух фаз:
.
- систола — это когда ваше сердце сокращается, выталкивая кровь из камер
- диастола — это период между сокращениями, когда мышца вашего сердца (миокард) расслабляется и камеры заполняются кровью
Узнайте больше от Chest Heart & Stroke Scotland о том, как работает сердце.
Что может пойти не так?
Конструкция
Некоторые люди рождаются с сердцем, которое не развилось должным образом в утробе матери до рождения — это называется врожденным пороком сердца.
Иногда вы можете унаследовать сердечное заболевание от своей семьи.
Сердечно-сосудистая система
Проблемы с сердцем и системой кровообращения включают:
- сердечный приступ
- стенокардия
- ход
Сердечная болезнь может возникнуть, когда ваши коронарные артерии сужаются из-за постепенного накопления жирового материала — атеромы.
Если ваши коронарные артерии сужены или заблокированы, кровоснабжение сердца будет нарушено.Это наиболее распространенная форма сердечного заболевания, известная как ишемическая болезнь сердца (иногда называемая ишемической болезнью сердца или ишемической болезнью сердца).
Со временем ваши артерии могут стать настолько узкими, что не смогут доставить достаточно крови к сердцу. Это может вызвать стенокардию — боль или дискомфорт в груди, руке, шее, животе или челюсти.
Если жировой материал отламывается или разрывается, образуется сгусток крови, который может вызвать сердечный приступ (или инсульт, если пораженная артерия переносит кровь в ваш мозг).
Электросистема
Обычно ваше сердце будет биться от 60 до 100 раз в минуту. Это регулярное ритмическое биение зависит от электрических сигналов, проходящих через ваше сердце.
Если электрические сигналы в вашем сердце прерываются, ваше сердце может биться слишком быстро (тахикардия), слишком медленно (брадикардия) и / или нерегулярно. Это называется аритмией — см. Chest Heart & Stroke Scotland.
Состояния, влияющие на сердцебиение
Есть некоторые состояния, которые могут повредить сердечную мышцу, сделав ее слабой и неспособной качать кровь так же эффективно, как раньше:
- сердечный приступ
- высокое кровяное давление (гипертония)
- Проблемы с сердечным клапаном — см. Chest Heart & Stroke Scotland
- кардиомиопатия — это общий термин для обозначения заболеваний сердечной мышцы.Иногда эти болезни передаются по наследству от вашей семьи. Иногда они вызваны другими причинами, например вирусными инфекциями.
Существуют также состояния, такие как высокое кровяное давление (гипертония), при которых ваше сердце должно работать больше.
Когда сердечная мышца не может удовлетворить потребности вашего организма в крови и кислороде, у вас могут развиться различные симптомы, такие как одышка, сильная усталость и отек лодыжек. Это называется сердечной недостаточностью, потому что ваше сердце не может перекачивать кровь по телу и работать эффективно.
Клапаны
Ваше сердце не может нормально функционировать, если сердечные клапаны не работают должным образом, так как это может повлиять на кровоток через сердце.
Есть два основных способа воздействия на клапаны:
- клапаны могут протекать — это называется срыгиванием клапана или несостоятельностью клапана
- могут сужаться и становиться жесткими — это называется стеноз клапана
Клапаны
Дополнительная информация
Попробуйте интерактивный инструмент «Познай свое сердце» Британского фонда сердца, рассказанный и представленный доктором Хилари Джонс.
Классификация и структура кровеносных сосудов
Кровеносные сосуды — это каналы или каналы, по которым кровь распределяется по тканям тела. Сосуды образуют две замкнутые системы трубок, которые начинаются и заканчиваются в сердце. Одна система, легочные сосуды, транспортирует кровь из правого желудочка в легкие и обратно в левое предсердие. Другая система, системные сосуды, переносит кровь из левого желудочка в ткани всех частей тела, а затем возвращает кровь в правое предсердие.По своей структуре и функции кровеносные сосуды делятся на артерии, капилляры или вены.
Артерии
Артерии отводят кровь от сердца. Легочные артерии транспортируют кровь с низким содержанием кислорода из правого желудочка в легкие. Системные артерии транспортируют насыщенную кислородом кровь из левого желудочка в ткани тела. Кровь перекачивается из желудочков в большие эластичные артерии, которые многократно разветвляются на все более мелкие артерии, пока в результате разветвления не образуются микроскопические артерии, называемые артериолами.Артериолы играют ключевую роль в регулировании кровотока в тканевых капиллярах. Около 10 процентов общего объема крови находится в системной артериальной системе в любой момент времени.
Стенка артерии состоит из трех слоев. Самый внутренний слой, tunica intima (также называемая tunica interna), представляет собой простой плоский эпителий, окруженный базальной мембраной из соединительной ткани с эластичными волокнами. Средний слой, tunica media, в основном состоит из гладких мышц и обычно является самым толстым слоем.Он не только обеспечивает поддержку сосуда, но и изменяет диаметр сосуда для регулирования кровотока и кровяного давления. Самый внешний слой, который прикрепляет сосуд к окружающей ткани, — это наружная оболочка или адвентициальная оболочка. Этот слой представляет собой соединительную ткань с различным количеством эластичных и коллагеновых волокон. Соединительная ткань в этом слое довольно плотная там, где она прилегает к среднему слою оболочки, но она меняется на рыхлую соединительную ткань около периферии сосуда.
Капилляры
Капилляры, самые маленькие и самые многочисленные из кровеносных сосудов, образуют соединение между сосудами, которые отводят кровь от сердца (артерии), и сосудами, возвращающими кровь к сердцу (вены).Основная функция капилляров — обмен веществ между кровью и тканевыми клетками.
Распределение капилляров зависит от метаболической активности тканей тела. Такие ткани, как скелетные мышцы, печень и почки, имеют обширные капиллярные сети, потому что они метаболически активны и требуют обильного поступления кислорода и питательных веществ. Другие ткани, такие как соединительная ткань, имеют меньшее количество капилляров. Эпидермис кожи, хрусталик и роговица глаза полностью лишены капиллярной сети.Около 5 процентов общего объема крови находится в системных капиллярах в любой момент времени. Еще 10 процентов находится в легких.
Гладкомышечные клетки в артериолах, где они разветвляются, образуя капилляры, регулируют кровоток из артериол в капилляры.
Жил
Вены несут кровь к сердцу. После того, как кровь проходит по капиллярам, она попадает в мельчайшие вены, называемые венулами. Из венул он течет во все более и более крупные вены, пока не достигнет сердца.В легочном контуре легочные вены транспортируют кровь из легких в левое предсердие сердца. Эта кровь имеет высокое содержание кислорода, потому что она только что насыщена кислородом в легких. Системные вены транспортируют кровь из тканей тела в правое предсердие сердца. Эта кровь имеет пониженное содержание кислорода, потому что кислород используется для метаболической активности в клетках ткани.
Стенки вен имеют те же три слоя, что и артерии. Хотя все слои присутствуют, гладких мышц и соединительной ткани меньше.Это делает стенки вен более тонкими, чем стенки артерий, что связано с тем, что кровь в венах имеет меньшее давление, чем в артериях. Поскольку стенки вен тоньше и менее жесткие, чем артерии, вены могут удерживать больше крови. Почти 70 процентов общего объема крови находится в венах в любой момент времени. В средних и крупных венах есть венозные клапаны, похожие на полулунные клапаны, связанные с сердцем, которые помогают поддерживать кровоток к сердцу. Венозные клапаны особенно важны в руках и ногах, поскольку они предотвращают обратный ток крови в ответ на силу тяжести.
Сердечно-сосудистая система
Основная функция сердца и кровеносных сосудов — перенос кислорода, питательных веществ и побочных продуктов обмена веществ. Кислородная и богатая питательными веществами кровь распределяется по тканям через артериальную систему, которая разветвляется на все более мелкие кровеносные сосуды от артерий к артериолам и капиллярам (где происходит наибольший обмен). Деоксигенированная кровь и побочные продукты метаболизма возвращаются из капилляров через венулы, а затем через вену.Сердце функционирует как насос для поддержания кровообращения. Сердце — это отдельный орган, который у человека имеет четыре отдельные камеры. Концептуально существует правая сторона сердца (правое предсердие и правый желудочек), которые получают кровь, возвращающуюся с периферии, и отправляют ее в легкие (через легочную артерию) для повторной оксигенации. Как только кровь в легких повторно насыщается кислородом, она возвращается в левую часть сердца через легочные вены. После попадания в левое предсердие кровь поступает в левый желудочек и перекачивается в дугу аорты для распределения по всему телу.На иллюстрации ниже представлено схематическое изображение.
Источник: http://humananatomybody.info/neck-arteries-model-labeled/
Обратите внимание, что сердце, как и любая другая ткань, нуждается в постоянном поступлении кислорода и питательных веществ. Он получает кровоснабжение от коронарных артерий, которые берут начало от корня аорты. Правая и левая коронарные артерии показаны на рисунке ниже.
Источник: https: // www.bcm.edu/healthcare/care-centers/cardiothoracic/procedures/coronary-artery-disease-coronary-bypass
Нормальное строение кровеносных сосудов
Все кровеносные сосуды (артерии и вены) имеют три основных слоя: интиму, среду и адвентицию. Обычно стенки артерии гладкие, что обеспечивает беспрепятственный кровоток. Самый внутренний слой кровеносного сосуда ( интима ) выстлан эндотелиальными клетками, которые находятся в прямом контакте с кровью. Это показано в верхней части схематического разреза ниже.
Внутренняя эластичная пластинка — это барьер между интимой и подлежащими средами, или «оболочкой среды». Среда Среда состоит из нескольких слоев гладкомышечных клеток, которые контролируют диаметр кровеносного сосуда, сокращаясь или расслабляясь в ответ на нервные и химические сигналы. Самый внешний слой — это adventia , который состоит из соединительной ткани, а также содержит нервы и мелкие кровеносные сосуды, кровоснабжающие саму артерию.
Следующее изображение представляет собой снимок артериолы, полученный с помощью сканирующего электронного микроскопа, на котором показаны слои артерии и крикуляция клеток крови в просвете, прилегающем к эндотелию.
Источник: Иллюстрация адаптирована из: http://www.divingfollonica.com/large-elastic-arteries&page=5
Эта трехслойная структура характерна как для вен, так и для артерий, но вены имеют более тонкие стенки, потому что среда менее развита. На изображении ниже показано сравнение вены и артерии.
Еще одно различие между артериями и венами заключается в том, что вены могут иметь внутренние клапаны, которые помогают поддерживать кровоток обратно к сердцу.Без клапанов в венах ноги венозная кровь будет скапливаться в голени, когда вы стоите или сидите. Однонаправленные клапаны (см. Рисунок справа) предотвращают обратный ток крови вниз.
вернуться наверх | предыдущая страница | следующая страница
Система кровообращения
— Полное руководство
Определение
Система кровообращения, также известная как сердечно-сосудистая система, состоит из органов и жидкостей, которые транспортируют материалы, такие как кислород и питательные вещества, по всему телу.У всех позвоночных есть замкнутая система кровообращения, в которой плазма и клетки крови остаются внутри кровеносных сосудов. Это противоположно открытой системе кровообращения, в которой кровь окружает органы и ткани в открытой камере.
Обзор
У птиц и млекопитающих основным органом сердечно-сосудистой системы является четырехкамерное сердце с соответствующими кровеносными сосудами. У других позвоночных сердце может иметь две или три камеры. У многих беспозвоночных есть открытая система кровообращения, где кровь (также известная как гемолимфа ) непосредственно омывает клетки и органы.У некоторых из этих организмов, например, у осьминогов, по всему телу может быть несколько сердец. Открытые и закрытые системы кровообращения со временем эволюционировали в разные линии.
Кровеносная система человека
Как видно на диаграмме выше, кровеносная система охватывает все тело. Перемещая кровь по системе, он одновременно доставляет кислород к тканям и уносит продукты жизнедеятельности, которые они производят . Система кровообращения также выполняет множество функций, связанных с доставкой гормонов, обеспечивая прохождение иммунных клеток, и другими функциями, связанными с координацией и поддержанием многоклеточного организма.Давайте подробнее рассмотрим некоторые из этих функций.
Функция кровообращения
Эволюция животных привела к возрастающей степени специализации тканей и органов. Например, простые многоклеточные организмы, такие как губки, имеют структуры, в которых каждая клетка напрямую взаимодействует с окружающей средой. Каждая клетка обменивается молекулами с окружающей средой, получает питательные вещества из окружающей среды и выбрасывает продукты жизнедеятельности непосредственно во внешнюю среду.У более крупных и сложных животных это сложно, поскольку глубоко внутри организма присутствует множество клеток, которые минимально взаимодействуют с внешней средой.
Следовательно, каждая из основных функций организма должна выполняться специальным набором органов. Например, пищеварительная система специализируется на эффективном извлечении полезных питательных веществ из пищи. Точно так же дыхательная система отвечает за обмен газов, в то время как нервная и эндокринная системы участвуют в координации и гомеостазе. Чтобы поддерживать каждую из этих систем органов, организму нужна система кровообращения. Система кровообращения позволяет каждой клетке получать средства к существованию, защищаться от патогенов, общаться с другими клетками и существовать в относительно постоянной микросреде.
Пример функции системы кровообращения
Основная функция системы кровообращения — транспортировка. Эта основная функция переносит множество различных веществ в разные части тела и из них.
Сложная сеть кровеносных сосудов, окружающая тонкий кишечник, поглощает конечные продукты пищеварения. Гипофиз, расположенный глубоко в головном мозге, выделяет гормоны, которые влияют на опорно-двигательную, покровную и репродуктивную системы. Эти гормоны переносятся к своим органам и клеткам через систему кровообращения. В альвеолах легких кислород из воздуха диффундирует в капилляры, где он связывается с белком гемоглобином (обнаруженным в красных кровяных тельцах).Через этот белок-носитель кровь доставляет кислород в каждую клетку тела.
Кровь также играет важную роль в поддержании pH в организме. Это особенно важно, поскольку pH влияет на эффективность каждой биомолекулы. Регулирование температуры также осуществляется системой кровообращения. Когда температура тела повышается, в коже происходит расширение сосудов, что приводит к потере тепла. При низких температурах кровеносные сосуды, снабжающие кровью конечности, сужаются.Это сужение сохраняет тепло тела для важных внутренних органов. Наконец, кровь и лимфа содержат антитела и иммунные клетки. Это включает клетки врожденного иммунитета, присутствующего с рождения, а также адаптивного иммунитета, приобретенного в результате воздействия патогенов.
Детали системы кровообращения
Система кровообращения состоит из сердца, крови, кровеносных сосудов, лимфы и лимфатических сосудов. Хотя сердце является самым большим «органом» кровеносной системы, на самом деле это всего лишь большой кровеносный сосуд, окруженный мускулами.Сами артерии и вены иногда рассматриваются вместе как взаимосвязанный орган, проходящий через все тело.
Сердце
У человека сердце имеет четыре камеры, состоящие из двух предсердий и двух желудочков. Предсердия являются приемными камерами и принимают кровь из вен. С другой стороны, желудочки созданы как эффективные насосы, отправляющие кровь в артерии.
Кислородная кровь из легких поступает по легочной вене в левое предсердие.Он проходит в левый желудочек через митральный клапан во время систолы или сокращения предсердий. Во время систолы желудочков эта кровь закачивается в аорту и циркулирует в организме по артериям, артериолам и капиллярам.
Обмен веществ происходит через одноклеточные эндотелиальные стенки капилляров. Обезоксигенированная кровь из различных тканей затем возвращается в правое предсердие сердца по двум основным венам — верхней и нижней полой вене. Как только дезоксигенированная кровь достигает правого желудочка через трехстворчатый клапан, она перекачивается в легкие во время систолы желудочков через легочную артерию.В легких газообмен происходит внутри альвеол.
Диаграмма сердца, показывающая дезоксигенированную (синий) и оксигенированную (красный) кровь
На изображении выше показаны четыре камеры сердца вместе с основными кровеносными сосудами и клапанами. Таким образом, кровеносную систему человека можно разделить на две петли, сосредоточенные вокруг сердца. Первый называется малым кругом кровообращения, он переносит кровь между сердцем и легкими. Другая обширная петля, называемая системным кровообращением, начинается от аорты и снабжает кислородом и питательными веществами все ткани тела, включая мышцы самого сердца.
Кровеносные сосуды
Есть два основных типа кровеносных сосудов: те, которые доставляют кровь к сердцу , называются венами , а те, которые несут кровь от сердца к другим тканям и органам, называются артериями . Артерии и вены многократно разветвляются с образованием артериол и венул. Самые тонкие кровеносные сосуды — это капилляры, состоящие из одного слоя плоских эпителиальных клеток. Эти тонкие трубчатые структуры являются основным местом обмена веществ между кровеносной системой и тканями.
Схема кровеносных сосудов
На изображении выше показано, как артерии и вены связаны через капилляры. Синий цвет представляет собой дезоксигенированную кровь, а красный — насыщенную кислородом кровь. Это реальное явление цвета, наблюдаемое в крови. Артериальная кровь обычно ярко-красного цвета из-за большого количества переносимого ею кислорода, в то время как венозная кровь более темная и более синяя / пурпурная.
Кровь для обычных анализов часто берется из вен. Артерии большого круга кровообращения содержат насыщенную кислородом кровь, в то время как вены доставляют к сердцу дезоксигенированную кровь, содержащую большое количество углекислого газа.Обратное верно для малого круга кровообращения, поскольку кровь получает кислород в легких, а затем возвращается к сердцу, где его перекачивают в тело.
Лимфатическое кровообращение
Хотя лимфатическую систему иногда считают отдельной от системы кровообращения, их функции перекрываются.
Межклеточная жидкость — это бесцветный раствор, который омывает все клетки тела и образует основной компонент внеклеточной жидкости. Он образуется из-за гидростатической силы крови в капиллярах, которая заставляет воду, ионы и мелкие растворенные вещества выводиться из системы кровообращения.
Интерстициальная жидкость во многом похожа на плазму крови. Часть этой жидкости начинает течь в расширенную сеть трубчатых структур с открытым концом, формирующих лимфатическую циркуляцию. Эта жидкость теперь называется лимфой и проходит через лимфатические узлы, где патогены, поврежденные клетки или раковые клетки могут быть захвачены и уничтожены. Метаболические отходы и остатки клеток затем перемещаются в кровоток и обрабатываются перед тем, как быть выведены или выведены как отходы организма.
Лимфатическая система иногда считается частью системы кровообращения.
Лимфатические сосуды проходят через капилляры, поглощая всю потерянную ими жидкость и возвращая ее обратно в кровеносную систему.Лимфатические узлы текут в одном направлении, чтобы нести эту жидкость обратно к шее, где она сбрасывается обратно в подключичные вены. Таким образом жидкость снова попадает в кровеносную систему.
Одной из важных функций лимфатической системы является поддержание гомеостаза жидкости между жидкостью в крови и жидкостью, содержащейся в тканевой жидкости. Правильно функционирующая сеть лимфатических сосудов и узлов предотвращает отеки, способствует укреплению иммунитета и имеет решающее значение для усвоения жиров и жирорастворимых витаминов.
Как работает система кровообращения?
Система кровообращения в основном управляется сердцем. Давление, создаваемое в сердце, толкает кровь в артерии. Артерии расширяются под давлением, и кровь выталкивается в мельчайшие капилляры. Вены окружены множеством гладких мышц, и эти мышцы помогают перемещать кровь по венам с более низким давлением обратно к сердцу. Другие виды деятельности, такие как движения крупных мышц, также могут способствовать продвижению крови по системе.В общем, человеку требуется всего около минуты, чтобы циркулировать часть крови по всей системе и обратно к сердцу.
Структура системы кровообращения
В целом кровеносная система имеет общий характер, структуру и поток. Кровь начинается в сердце, где она разделяется на две модели кровообращения. Легочное кровообращение идет к легким и обратно к сердцу. Этот контур используется для насыщения легких кислородом. Затем кровь снова поступает в сердце и перекачивается через большой круг кровообращения.
Эти вены и артерии обслуживают организм и имеют стандартизованную структуру. Во-первых, артерии переносят насыщенную кислородом кровь к тканям. По мере приближения артерий к целевой ткани они становятся все меньше и меньше, что в конечном итоге приводит к капиллярам. Капилляры — самые маленькие из всех сосудов, и они служат местом газообмена в тканях. По другую сторону капилляров начинаются вены. Вены несут дезоксигенированную кровь вместе с различными отходами обратно к сердцу.Продукты жизнедеятельности выводятся в легкие или отфильтровываются печенью или почками.
У других животных система кровообращения может сильно различаться. В этой статье описана закрытая кровеносная система человека и других млекопитающих. У рыб же только двухкамерное сердце, и вся система кровообращения намного проще. Другие организмы, такие как насекомые и другие беспозвоночные, могут иметь открытую кровеносную систему . Эта форма кровеносной системы просто омывает органы и ткани кровоподобной жидкостью, но не содержит вен или артерий.Тем не менее, у других животных, таких как осьминог, есть несколько сердец, чтобы выполнять задачи системы кровообращения.
Открытая система кровообращения таракана
Болезни кровеносной системы
Болезни кровеносной системы часто связаны с неспособностью какой-либо из этих частей функционировать должным образом. Например, артериосклероз — это скопление жировых бляшек на стенках артерий. Это увеличивает давление, но снижает кровоток. Сердце должно работать усерднее, чтобы преодолеть эти блокировки.Заболевания системы кровообращения часто вызывают другие состояния, такие как сердечный приступ или инсульт.
Система кровообращения — это обширная сеть трубок, которая действует как спасательный круг для организма, транспортируя ряд веществ от каждой клетки и ткани к их конечному месту назначения. Это могут быть токсичные вещества, которые необходимо метаболизировать в печени, гормоны, которые необходимо доставить в органы-мишени, или питательные вещества и кислород, необходимые каждой клетке. Однако обширная природа кровеносной системы с трубчатыми структурами разного диаметра и гистологии делает ее уязвимой для многих различных заболеваний. Среди них особенно вредны образование жировых бляшек в кровеносных сосудах и нарушения свертывания крови, которые подавляют реакцию организма на травму.
Артериосклероз
Артериосклероз — это общий термин, обозначающий затвердевание и жесткость артерий и артериол. Это приводит к нарушению системы кровообращения для доставки важных питательных веществ к различным частям тела, поскольку артерии должны оставаться эластичными, чтобы выдерживать кровяное давление. Если стенки артерии или артериолы становятся жесткими, они больше не могут адаптироваться к давлению жидкости, создаваемому каждым ударом сердца, что приводит к дополнительной нагрузке на сердечные мышцы.
Атеросклероз
Среди множества причин артериосклероза образование жировой бляшки, закрывающей кровеносный сосуд, называется атеросклерозом. Он начинается с повреждения внутренней эндотелиальной стенки артерии или артериолы из-за загрязняющих веществ или из-за наличия большого количества липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) и холестерина. Это затрудняет барьерную функцию эндотелия и позволяет холестерину и другим ЛПНП двигаться к внутренним тканям артериальной стенки.Присутствие этих молекул в поврежденной области активирует иммунную систему, привлекая макрофаги к месту повреждения.
Прогресс атеросклероза
Когда бляшка содержит большое количество ЛПНП, макрофаги не могут очистить это место и подвергаются некрозу, образуя ядро мертвых клеток в стенке артерии. За этим следует кальцификация зубного налета, а также формирование фиброзного колпачка вокруг всей структуры. Эти события увеличивают сопротивление кровотоку и уменьшают диаметр и эластичность кровеносного сосуда.Со временем эти бляшки могут частично отсоединиться от стенки артерии, подвергая внутренние некротические клетки воздействию крови и приводя к свертыванию крови. Они также могут полностью смещаться и двигаться к более мелким кровеносным сосудам и полностью их закупоривать.
Атеросклероз может привести к ряду заболеваний в зависимости от пораженного кровеносного сосуда. Если поражены артерии, кровоснабжающие сердце, это может привести к стенокардии (боли в груди), инфаркту или остановке сердца.Атеросклероз может привести к повышению артериального давления, когда артерии почек частично или полностью заблокированы. Полная закупорка любого кровеносного сосуда, снабжающего мозг критически важным кислородом и глюкозой, приводит к инсульту с возможным непоправимым повреждением нейронов и нервной ткани. Если кровеносные сосуды, снабжающие кислородом кровь конечностей или конечностей, поражены, это может привести к некрозу тканей и потенциально вызвать гангрену.
Викторина
Как работает кровеносная система
Система кровообращения, также известная как сердечно-сосудистая система, представляет собой простую петлю, которая начинается и заканчивается сердцем.Это закрытая система, что означает, что кровь не входит и не покидает систему во время своего путешествия от вашего сердца к вашему телу и обратно. В такой системе непрерывный поток одной и той же жидкости можно прокачивать через контур снова и снова.
Кровь циркулирует по всему телу через артериальную систему — артерии, артериолы и капилляры — и возвращается в сердце через венозную систему — вены и венулы. Ваша кровь жизненно важна для вашего благополучия и обеспечивает циркуляцию питательных веществ, включая электролиты, кислород, углекислый газ и аминокислоты, по всему телу.Ваше сердце отвечает за большую часть функций кровеносной системы, и именно здесь начинается процесс.
Обращение начинается в вашем сердце
Система кровообращения начинается в вашем правом предсердии, верхней правой камере вашего сердца. Когда кровь движется через ваше сердце, она проходит через каждую из четырех камер (верхняя правая, нижняя правая, верхняя левая, нижняя левая), делает быстрый обход к легким, чтобы избавиться от углекислого газа и забрать кислород, и в конечном итоге в нижней левой камере, называемой левым желудочком.
Когда дело доходит до циркуляции крови по всему телу, левый желудочек является самой важной камерой сердца. Левый желудочек является самой большой из четырех камер и отвечает за создание силы, необходимой для выталкивания крови из аорты, первой артерии, в которую входит кровь, когда она выходит из сердца.
От аорты к капиллярам
Ваша кровь проходит от аорты через ряд более мелких кровеносных сосудов, пока не достигает ваших капилляров.Однако, прежде чем достичь ваших капилляров, кровь должна пройти через артериолы, где ее скорость и давление постоянно регулируются, поскольку различные сегменты артериол изменяют диаметр в ответ на давление и химические датчики, расположенные поблизости. Эти датчики регулируют кровоток через артериолы в ответ на изменение условий в вашем теле.
Из-за действия артериол к тому времени, когда ваша кровь достигает капилляров, она больше не перемещается в пульсирующем режиме.Кровь непрерывно течет по капиллярам, она не «брызгает» и не «останавливается», когда ваше сердце бьется. Этот непрерывный поток необходим, потому что в стенках капилляров происходит постоянный обмен кислорода и питательных веществ. Ни одна клетка в теле не находится далеко от капилляра.
Назад к сердцу и снова
По мере того, как кровь движется по капиллярам, поступление в нее кислорода сокращается, а также поглощаются отходы жизнедеятельности. Из капилляров кровь попадает в венулы и вены, а затем возвращается к сердцу, чтобы освежиться и снова выйти.
В заключение скажу, что ваше сердце работает как насос, который обеспечивает питательными веществами все органы, ткани и клетки вашего тела. В свою очередь, ваши клетки сбрасывают продукты жизнедеятельности, такие как углекислый газ, обратно в кровь, чтобы вернуться в ваше сердце.
Системы кровообращения животных | Биология организма
Система кровообращения — это основной метод транспортировки питательных веществ и газов по телу. Простая диффузия обеспечивает обмен водой, питательными веществами, отходами и газами у животных, толщина которых составляет всего несколько слоев клеток; однако объемный поток — единственный метод, с помощью которого можно получить доступ ко всему телу более крупных и сложных организмов.
Система кровообращения варьируется от простых систем у беспозвоночных до более сложных систем у позвоночных. Простейшим животным, таким как губки (Porifera) и коловратки (Rotifera), не нужна система кровообращения, потому что диффузия обеспечивает адекватный обмен воды, питательных веществ и отходов, а также растворенных газов. Организмы, которые являются более сложными, но все же имеют только два слоя клеток в своем строении тела, такие как студни (Cnidaria) и гребешки (Ctenophora), также используют диффузию через свой эпидермис и внутрь через желудочно-сосудистый отсек.Их внутренние и внешние ткани купаются в водной среде и обмениваются жидкостями путем диффузии с обеих сторон. Обмену жидкостей способствует пульсация тела медузы.
Простые животные, состоящие из одного клеточного слоя, такого как (а) губка, или только нескольких клеточных слоев, таких как (б) медуза, не имеют кровеносной системы. Вместо этого происходит обмен газами, питательными веществами и отходами путем диффузии.
Для более сложных организмов диффузия неэффективна для эффективного круговорота газов, питательных веществ и отходов через организм; поэтому возникли более сложные системы кровообращения.В открытой системе удлиненное бьющееся сердце проталкивает гемолимфу по телу, а сокращения мышц помогают перемещать жидкости. Более крупные и сложные ракообразные, в том числе омары, развили артериальные сосуды, проталкивающие кровь через свое тело, а самые активные моллюски, такие как кальмары, развили замкнутую систему кровообращения и могут быстро перемещаться, чтобы поймать добычу. Замкнутые системы кровообращения характерны для позвоночных; однако существуют значительные различия в структуре сердца и кровообращении между различными группами позвоночных из-за адаптации в процессе эволюции и связанных с этим различий в анатомии.На рисунке ниже показаны основные системы кровообращения некоторых позвоночных: рыб, земноводных, рептилий и млекопитающих.
(a) У рыб самая простая кровеносная система позвоночных: кровь течет однонаправленно от двухкамерного сердца через жабры, а затем и по всему телу. (б) У земноводных есть два пути кровообращения: один для насыщения крови кислородом через легкие и кожу, а другой — для доставки кислорода остальным частям тела. Кровь перекачивается из трехкамерного сердца с двумя предсердиями и одним желудочком.c) у рептилий также есть два пути кровообращения; однако кровь насыщается кислородом только через легкие. Сердце состоит из трех камер, но желудочки частично разделены, поэтому происходит некоторое смешение оксигенированной и деоксигенированной крови, за исключением крокодилов и птиц. (г) у млекопитающих и птиц самое эффективное сердце с четырьмя камерами, которые полностью разделяют насыщенную кислородом и деоксигенированную кровь; он перекачивает только насыщенную кислородом кровь по телу и дезоксигенированную кровь в легкие.
Рыбы имеют единый контур кровотока и двухкамерное сердце, имеющее только одно предсердие и единственный желудочек.Предсердие собирает кровь, которая вернулась из тела, а желудочек перекачивает кровь к жабрам, где происходит газообмен и повторное насыщение кислородом крови; это называется жаберной циркуляцией. Затем кровь проходит через остальную часть тела, прежде чем вернуться в предсердие; это называется системным кровообращением. Этот однонаправленный поток крови создает градиент от оксигенированной до деоксигенированной крови по системному контуру рыбы. Результатом является ограничение количества кислорода, который может достичь некоторых органов и тканей тела, что снижает общую метаболическую способность рыб.
У земноводных, рептилий, птиц и млекопитающих кровоток направлен по двум контурам: один через легкие и обратно к сердцу, что называется малым кровообращением, а другой — через остальную часть тела и его органы, включая мозг. (Систематическая циркуляция). У земноводных газообмен также происходит через кожу во время малого круга кровообращения и называется кожно-легочным кровообращением.
У земноводных трехкамерное сердце с двумя предсердиями и одним желудочком, а не двухкамерное сердце рыбы.Два предсердия (верхние камеры сердца) получают кровь из двух разных контуров (легких и систем), а затем происходит некоторое перемешивание крови в желудочке сердца (нижняя камера сердца), что снижает эффективность оксигенации. Преимущество такого расположения в том, что высокое давление в сосудах подталкивает кровь к легким и телу. Перемешивание смягчается за счет гребня внутри желудочка, который направляет богатую кислородом кровь через системную систему кровообращения, а дезоксигенированную кровь — в кожно-легочный контур.По этой причине у земноводных часто описывается двойное кровообращение.
У большинства рептилий также есть трехкамерное сердце, подобное сердцу земноводных, которое направляет кровь в легочные и системные контуры. Однако желудочек более эффективно разделяется частичной перегородкой, что приводит к меньшему смешиванию оксигенированной и деоксигенированной крови. Некоторые рептилии (аллигаторы и крокодилы) — самые «примитивные» животные, у которых есть четырехкамерное сердце. Крокодилы обладают уникальным механизмом кровообращения, при котором сердце отводит кровь из легких в желудок и другие органы, например, во время длительных периодов погружения в воду, когда животное ждет добычу или остается под водой, ожидая, пока добыча сгниет.Одна адаптация включает две основные артерии, которые выходят из одной и той же части сердца: одна доставляет кровь в легкие, а другая обеспечивает альтернативный путь к желудку и другим частям тела. Две другие адаптации включают отверстие в сердце между двумя желудочками, называемое отверстием Паниццы, которое позволяет крови перемещаться от одной стороны сердца к другой, и специализированную соединительную ткань, которая замедляет кровоток к легким.
У млекопитающих и птиц сердце полностью разделено на четыре камеры: два предсердия и два желудочка.Кислородная кровь полностью отделяется от деоксигенированной крови, что улучшает эффективность двойного кровообращения и, вероятно, требуется для поддержания теплокровного образа жизни млекопитающих и птиц. Четырехкамерное сердце птиц и млекопитающих развилось независимо от трехкамерного сердца. Независимая эволюция одного и того же или подобного биологического признака обозначается как конвергентная эволюция .
Это видео дает обзор различных типов кровеносных систем у разных видов животных:
Приведенная ниже информация была адаптирована из OpenStax Biology 40.2
Гемоглобин отвечает за распределение кислорода и, в меньшей степени, углекислого газа по кровеносной системе человека, позвоночных и многих беспозвоночных. Но кровь — это больше, чем белки. Кровь — это фактически термин, используемый для описания жидкости, которая движется по сосудам, и включает плазму (жидкую часть, которая содержит воду, белки, соли, липиды и глюкозу), а также клетки (красные и белые клетки) и фрагменты клеток, называемые тромбоцитами. . Плазма крови на самом деле является доминирующим компонентом крови и содержит воду, белки, электролиты, липиды и глюкозу.Клетки несут ответственность за перенос газов (эритроциты) и иммунный ответ (белый). Тромбоциты отвечают за свертывание крови. Межклеточная жидкость, окружающая клетки, отделена от крови, но в гемолимфе они объединены. У человека клеточные компоненты составляют примерно 45 процентов крови и 55 процентов жидкой плазмы. Кровь составляет 20 процентов внеклеточной жидкости человека и восемь процентов веса.
Кровь, как и человеческая кровь, показанная ниже, важна для регуляции систем организма и гомеостаза.Кровь помогает поддерживать гомеостаз, стабилизируя pH, температуру, осмотическое давление и устраняя избыточное тепло. Кровь поддерживает рост, распределяя питательные вещества и гормоны, а также удаляя отходы. Кровь играет защитную роль, транспортируя факторы свертывания и тромбоциты для предотвращения потери крови и транспортируя агенты, борющиеся с болезнями, или лейкоциты к местам инфекции.
Показаны клетки и клеточные компоненты крови человека. Красные кровяные тельца доставляют кислород к клеткам и удаляют углекислый газ.Лейкоциты, включая нейтрофилы, моноциты, лимфоциты, эозинофилы и базофилы, участвуют в иммунном ответе. Тромбоциты образуют сгустки, предотвращающие потерю крови после травмы.
Красные кровяные тельца, или эритроциты (erythro- = «красный»; -cyte = «клетка»), представляют собой специализированные клетки, которые циркулируют по телу, доставляя кислород к клеткам; они образуются из стволовых клеток костного мозга. У млекопитающих эритроциты представляют собой небольшие двояковогнутые клетки, которые в зрелом возрасте не содержат ядра или митохондрий и имеют размер всего 7-8 мкм.У птиц и нептичьих рептилий ядро все еще сохраняется в красных кровяных тельцах.
Красный цвет крови обусловлен железосодержащим белком гемоглобином. Основная задача этого белка — переносить кислород, но он также переносит и углекислый газ. Гемоглобин упакован в красные кровяные тельца из расчета около 250 миллионов молекул гемоглобина на клетку. Каждая молекула гемоглобина связывает четыре молекулы кислорода, так что каждый эритроцит несет один миллиард молекул кислорода.В пяти литрах крови человеческого тела содержится примерно 25 триллионов эритроцитов, которые могут нести до 25 секстиллионов (25 * 10 21 ) молекул кислорода в организме в любое время. У млекопитающих недостаток органелл в эритроцитах оставляет больше места для молекул гемоглобина, а недостаток митохондрий также препятствует использованию кислорода для метаболического дыхания. Только у млекопитающих есть безъядерные эритроциты, а у некоторых млекопитающих (например, верблюды) даже есть ядерные эритроциты.Преимущество ядерных эритроцитов в том, что эти клетки могут подвергаться митозу. Безъядерные эритроциты метаболизируются анаэробно (без кислорода), используя примитивный метаболический путь для производства АТФ и повышения эффективности транспорта кислорода.
Не все организмы используют гемоглобин как средство переноса кислорода. Беспозвоночные, которые используют гемолимфу, а не кровь, используют разные пигменты для связывания с кислородом. Эти пигменты используют медь или железо для кислорода. У беспозвоночных есть множество других респираторных пигментов.Гемоцианин, сине-зеленый медьсодержащий белок, содержится в моллюсках, ракообразных и некоторых членистоногих. Хлорокруорин, железосодержащий пигмент зеленого цвета, встречается у четырех семейств полихет трубчатых червей. Гемеритрин, красный железосодержащий белок, обнаружен у некоторых многощетинковых червей и кольчатых червей. Несмотря на название, гемеритрин не содержит гемовой группы, и его способность переносить кислород мала по сравнению с гемоглобином.
У большинства позвоночных (а) гемоглобин доставляет кислород в организм и удаляет некоторое количество углекислого газа.Гемоглобин состоит из четырех белковых субъединиц, двух альфа-цепей и двух бета-цепей, а также группы гема, с которой связано железо. Железо обратимо связывается с кислородом и при этом окисляется с Fe2 + до Fe3 +. У большинства моллюсков и некоторых членистоногих (б) гемоцианин доставляет кислород. В отличие от гемоглобина, гемолимфа не переносится клетками крови, а свободно плавает в гемолимфе. Медь вместо железа связывает кислород, придавая гемолимфе сине-зеленый цвет. У кольчатых червей, таких как дождевые черви и некоторых других беспозвоночных, (c) гемеритрин переносит кислород.Подобно гемоглобину, гемеритрин переносится в клетки крови и имеет связанное с ним железо, но, несмотря на свое название, гемеритрин не содержит гема.
Небольшой размер и большая площадь поверхности красных кровяных телец обеспечивают быструю диффузию кислорода и углекислого газа через плазматическую мембрану. В легких выделяется углекислый газ, а кровь забирает кислород. В тканях кислород выделяется из крови, а углекислый газ направляется обратно в легкие. Исследования показали, что гемоглобин также связывает закись азота (NO).NO — это сосудорасширяющее средство, которое расслабляет кровеносные сосуды и капилляры и может способствовать газообмену и прохождению эритроцитов через узкие сосуды. Нитроглицерин, сердечное лекарство от стенокардии и сердечных приступов, превращается в NO, чтобы помочь расслабить кровеносные сосуды и увеличить поток кислорода через тело.
Характерной чертой красных кровяных телец является их гликолипидная и гликопротеиновая оболочка; это липиды и белки, к которым прикреплены молекулы углеводов. У людей поверхностные гликопротеины и гликолипиды в эритроцитах различаются у разных людей, продуцируя разные группы крови, такие как A, B и O.Средняя продолжительность жизни эритроцитов составляет 120 дней, за это время они расщепляются и перерабатываются в печени и селезенке фагоцитирующими макрофагами, типом белых кровяных телец.
Белые кровяные тельца, также называемые лейкоцитами (лейко = белые), составляют примерно один процент от объема клеток крови. Роль белых кровяных телец сильно отличается от роли красных кровяных телец: они в первую очередь участвуют в иммунном ответе, чтобы идентифицировать и нацеливать патогены, такие как вторгшиеся бактерии, вирусы и другие чужеродные организмы.Лейкоциты образуются постоянно; некоторые живут часами или днями, а некоторые живут годами.
Морфология белых кровяных телец значительно отличается от эритроцитов. Они имеют ядра и не содержат гемоглобина. Различные типы лейкоцитов идентифицируются по их микроскопическому виду после гистологического окрашивания, и каждый из них выполняет свою специализированную функцию. Двумя основными группами являются гранулоциты, которые включают нейтрофилы, эозинофилы и базофилы, и агранулоциты, которые включают моноциты и лимфоциты.
(a) Гранулоциты — включая нейтрофилы, эозинофилы и базофилы — характеризуются лопастным ядром и зернистыми включениями в цитоплазме. Гранулоциты обычно первыми реагируют во время травмы или инфекции. (b) Агранулоциты включают лимфоциты и моноциты. Лимфоциты, включая В- и Т-клетки, отвечают за адаптивный иммунный ответ. Моноциты дифференцируются в макрофаги и дендритные клетки, которые, в свою очередь, реагируют на инфекцию или травму.
Кровь должна свернуться для заживления ран и предотвращения чрезмерной кровопотери.Фрагменты мелких клеток, называемые тромбоцитами (тромбоцитами), притягиваются к месту раны, где они прикрепляются, за счет расширения множества выступов и высвобождения их содержимого. Это содержимое активирует другие тромбоциты, а также взаимодействует с другими факторами свертывания, которые превращают фибриноген, водорастворимый белок, присутствующий в сыворотке крови, в фибрин (не растворимый в воде белок), вызывая свертывание крови. Для работы многих факторов свертывания крови необходим витамин К, а дефицит витамина К может привести к проблемам со свертыванием крови.Многие тромбоциты сходятся и слипаются в месте раны, образуя тромбоцитарную пробку (также называемую фибриновым сгустком). Пробка или сгусток сохраняется в течение нескольких дней и останавливает потерю крови. Тромбоциты образуются в результате распада более крупных клеток, называемых мегакариоцитами. На каждый мегакариоцит образуется 2000–3000 тромбоцитов, при этом в каждом кубическом миллиметре крови присутствует от 150 000 до 400 000 тромбоцитов. Каждая пластинка имеет форму диска и имеет диаметр 2-4 мкм. Они содержат множество мелких пузырьков, но не содержат ядра.
(a) Тромбоциты образуются из крупных клеток, называемых мегакариоцитами. Мегакариоцит распадается на тысячи фрагментов, которые становятся тромбоцитами. (b) Тромбоциты необходимы для свертывания крови. Тромбоциты собираются на участке раны вместе с другими факторами свертывания, такими как фибриноген, с образованием фибринового сгустка, который предотвращает потерю крови и позволяет ране зажить.
Кровь из сердца разносится по телу сложной сетью кровеносных сосудов. Артерии забирают кровь от сердца.Основная артерия — это аорта, которая разветвляется на крупные артерии, по которым кровь поступает к разным конечностям и органам. К этим основным артериям относятся сонная артерия, по которой кровь поступает в мозг, плечевые артерии, по которым кровь поступает в руки, и грудная артерия, по которой кровь поступает в грудную клетку, а затем в печеночную, почечную и желудочную артерии для печени, почек. , и желудок соответственно. По подвздошной артерии кровь идет к нижним конечностям. Крупные артерии расходятся на второстепенные артерии, а затем на более мелкие сосуды, называемые артериолами, чтобы глубже проникать в мышцы и органы тела.
Показаны основные артерии и вены человека. (кредит: модификация работы Марианы Руис Вильярреал)
Артериолы расходятся в капиллярные русла. Капиллярные русла содержат большое количество (от 10 до 100) капилляров, которые разветвляются между клетками и тканями тела. Капилляры — это трубки узкого диаметра, через которые могут проходить красные кровяные тельца в виде единого ряда, и они являются местом обмена питательными веществами, отходами и кислородом с тканями на клеточном уровне. Жидкость также проникает в интерстициальное пространство из капилляров.Капилляры снова сходятся в венулы, которые соединяются с второстепенными венами, которые, наконец, соединяются с основными венами, по которым кровь с высоким содержанием углекислого газа поступает обратно к сердцу. Вены — это кровеносные сосуды, по которым кровь возвращается к сердцу. По основным венам кровь отводится от тех же органов и конечностей, что и по основным артериям. Жидкость также возвращается к сердцу через лимфатическую систему.
Структура различных типов кровеносных сосудов отражает их функцию или слои. Есть три различных слоя, или туники, которые образуют стенки кровеносных сосудов.Первая оболочка — это гладкая внутренняя выстилка из эндотелиальных клеток, которые контактируют с эритроцитами. Эндотелиальная оболочка переходит в эндокард сердца. В капиллярах этот единственный слой клеток является местом диффузии кислорода и углекислого газа между эндотелиальными клетками и эритроцитами, а также местом обмена посредством эндоцитоза и экзоцитоза. Движение материалов в области капилляров регулируется сужением сосудов, сужением кровеносных сосудов и расширением сосудов, расширением кровеносных сосудов; это важно для общей регуляции артериального давления.
Вены и артерии имеют еще две оболочки, которые окружают эндотелий: средняя оболочка состоит из гладких мышц, а самый внешний слой — из соединительной ткани (коллагеновых и эластичных волокон). Эластичная соединительная ткань растягивается и поддерживает кровеносные сосуды, а слой гладких мышц помогает регулировать кровоток, изменяя сопротивление сосудов за счет сужения сосудов и расширения сосудов. Артерии имеют более толстые гладкие мышцы и соединительную ткань, чем вены, чтобы выдерживать более высокое давление и скорость недавно перекачиваемой крови.Вены имеют более тонкие стенки, так как давление и скорость потока намного ниже. Кроме того, вены структурно отличаются от артерий тем, что вены имеют клапаны, предотвращающие обратный ток крови. Поскольку вены должны работать против силы тяжести, чтобы кровь вернулась к сердцу, сокращение скелетных мышц помогает потоку крови обратно к сердцу.
Артерии и вены состоят из трех слоев: внешней оболочки внешней оболочки, средней оболочки средней оболочки и внутренней оболочки внутренней оболочки. Капилляры состоят из одного слоя эпителиальных клеток, внутренней оболочки.(кредит: модификация работы NCI, NIH)
В этом видео рассказывается о структуре и функциях различных типов кровеносных сосудов:
Кровь проталкивается через тело под действием качающегося сердца. С каждым ритмическим насосом кровь под высоким давлением и скоростью выталкивается от сердца, сначала по главной артерии — аорте. В аорте кровь движется со скоростью 30 см / сек. По мере того, как кровь движется в артерии, артериолы и, в конечном итоге, в капиллярное русло, скорость движения резко замедляется примерно до 0.026 см / сек, что в тысяч раз медленнее, чем скорость движения в аорте. Хотя диаметр каждой отдельной артериолы и капилляра намного уже, чем диаметр аорты, и в соответствии с законом непрерывности жидкость должна проходить быстрее через трубку с меньшим диаметром, на самом деле скорость медленнее из-за общего диаметра всех объединенные капилляры намного больше диаметра отдельной аорты.
Медленная скорость прохождения через капиллярные слои, которые достигают почти каждой клетки в организме, способствует газообмену и обмену питательными веществами, а также способствует диффузии жидкости в межклеточное пространство.После того, как кровь прошла через капиллярные русла к венулам, венам и, наконец, к основным полым венам, скорость потока снова увеличивается, но все еще намного медленнее, чем первоначальная скорость в аорте. Кровь в основном движется по венам за счет ритмичного движения гладкой мускулатуры в стенке сосуда и под действием скелетных мышц при движении тела. Поскольку по большинству вен кровь должна перемещаться против силы тяжести, обратное течение крови по венам предотвращается с помощью односторонних клапанов.Поскольку сокращение скелетных мышц способствует венозному кровотоку, важно часто вставать и двигаться после длительного сидения, чтобы кровь не скапливалась в конечностях.
Белки и другие крупные растворенные вещества не могут покидать капилляры. Потеря водянистой плазмы создает гиперосмотический раствор в капиллярах, особенно возле венул. Это приводит к тому, что около 85% плазмы, которая покидает капилляры, в конечном итоге диффундирует обратно в капилляры рядом с венулами.Оставшиеся 15% плазмы крови вытекают из межклеточной жидкости в близлежащие лимфатические сосуды. Жидкость в лимфе похожа по составу на межклеточную жидкость. Лимфатическая жидкость проходит через лимфатические узлы, прежде чем вернуться в сердце через полую вену. Лимфатические узлы — это специализированные органы, которые фильтруют лимфу путем просачивания через лабиринт соединительной ткани, заполненной лейкоцитами.