Большой и малый круги кровообращения

В нашем организме кровь перемещается по замкнутой сосудистой системе. Каждая клетка получает питательные вещества и кислород через стенку капилляра, а не непосредственно от эритроцитов, омываясь кровью. Система кровообращения разделяется на два круга, изолированных друг от друга, которые называются большим и малым кругами кровообращения. Оба круга начинаются от желудочков, идут к определенным органам и завершаются в предсердиях. Циркуляция крови происходит непрерывно, ее ток обеспечивается работой сердца, функционирующего подобно насосу.

Распространение крови происходит по ветвящейся сети сосудов. В нашем организме есть три основных типа этих образований – артерии, вены и капилляры. Артериями называются сосуды, несущие кровь в направлении от сердца к тканям. В них не обязательно протекает артериальная кровь: например, через легочную артерию, отходящую от правого желудочка, проходит венозная. Соответственно, вены – те сосуды, которые несут жидкость от тканей к сердцу. По ним также может течь не только венозная кровь: по легочным венам, впадающим в левое предсердие, протекает свежая, насыщенная кислородом артериальная. Капилляры – это мельчайшие сосудистые трубочки, которые образуются путем многочисленных разветвлений. Они настолько узкие, что в самых мелких из них эритроциты способны перемещаться только «по очереди», и при этом вынуждены сжиматься и менять форму. Капилляры – самая протяженная часть сосудистого русла. Если бы можно было растянуть капиллярную сеть одного человека в длину, этой нитью возможно было бы два с половиной раза обернуть Земной шар.

Большой, или системный, круг кровообращения начинается в левом желудочке (рис. 8, а). Из него выходит самый крупный сосуд нашего организма – аорта, диаметр которой может достигать 3,5 см. Она идет от сердца вниз, располагается вдоль позвоночника и по пути отдает множество крупных и средних артерий к органам и тканям (рис. 8, б). Примерно в проекции крестца аорта раздваивается, образуя подвздошные артерии; затем сосуды делятся еще и снабжают свежей кровью нижние конечности. Большой круг кровообращения питает все тело, кроме легких: головной мозг, почки, печень, органы желудочно-кишечного тракта, мягкие ткани, кости и т. д. Когда кровь отдаст все питательные вещества и кислород, она собирается в обратный путь, переходя в венозную часть большого круга кровообращения. Вены собирают жидкость, насыщенную углекислым газом и другими продуктами обмена веществ, и несут ее назад. Ближе к концу этого пути мелкие и средние сосуды, соединяясь, формируют два больших – верхнюю и нижнюю полую вены (рис. 8, в, г). Они, каждая сама по себе, впадают в правое предсердие (рис. 8, д).

Несмотря на то, что круги кровообращения неразрывно связаны между собой, их открыли не одновременно. Малый был открыт испанским врачом Мигелем Серветом, который в 1533 г. описал его в своем труде «Восстановление христианства». Большой впервые был упомянут гораздо позже, в 1618 г. Его обнаружил английский анатом Уильям Гарвей.

Подводя короткий итог, отметим: большой круг кровообращения начинается в левом желудочке, откуда его артериальная часть несет свежую кровь к органам. Затем венозная кровь собирается в венозной части круга и возвращается в правое предсердие. Весь этот путь занимает довольно мало времени – всего 23–24 с.

Итак, правое предсердие является конечной точкой большого круга. Оно выбрасывает кровь в единственно возможном направлении – в одноименный желудочек, с которого начинается малый круг (рис. 8, е). Венозная кровь поступает в легочную артерию (рис. 8, ж), которая, многократно разделяясь и превращаясь в капиллярную сеть, идет к ткани легких. Там через просвет легочных альвеол и тончайшие стенки капилляров она избавляется от продуктов обмена, превращая их в летучие метаболиты, выдыхаемые с воздухом, и насыщается кислородом. Затем жидкость следует в обратном направлении и, наконец, через легочные вены (рис. 8, з) поступает обратно в сердце – в левое предсердие (рис. 8, и).

Итак, малый круг несет венозную кровь от правого желудочка в легкие и возвращает артериальную к сердцу, в левое предсердие. Оттуда она снова вступит в большой круг кровообращения.

Рисунок 8. Схема большого и малого кругов кровообращения: а – левый желудочек, б – аорта, в – верхняя полая вена, г – нижняя полая вена, д – правое предсердие, е – правый желудочек, ж – легочная артерия, з – легочные вены, и – левое предсердие

Проводящая система сердца

Сердце – орган уникальный. Его отличает способность, которой не обладает ни одна составляющая человеческого организма: сердечная мышца способна к автономной работе.

За протекание различных физиологических процессов в нашем организме отвечает нервная система. Именно она «командует» мышцам сокращаться, железам – выделять свой секрет и т. д. Все, что происходит внутри нас, регулируется работой головного мозга. В отличие от этого, сердце обладает способностью к автоматизму – оно само задает себе ритм и самостоятельно его регулирует. Это осуществляется при помощи проводящей системы – совокупности измененных клеток миокарда, в которых зарождается и распространяется импульс (рис. 9).

Рисунок 9. Строение проводящей системы сердца: а – сино-атриальный (синусовый) узел, б – атрио-вентрикулярный узел, в – правая ножка пучка Гиса, г – левая ножка пучка Гиса, д – волокна Пуркинье

Проводящие пути состоят из нескольких образований. Первоначально импульс зарождается в так называемом синусовом, или сино-атриальном, узле, который находится в правом предсердии между устьями верхней и нижней полых вен (рис. 9, а). Узел имеет довольно крупные размеры – 1,5 см в длину, 0,5 см в ширину. Именно это образование и задает частоту сердечного ритма, которая для здорового взрослого человека составляет 60–80 ударов в минуту, поэтом его еще называют водителем ритма первого порядка. Импульс, возникающий в сино-атриальном узле, распространяется на предсердия и желудочки, вызывая их последовательное сокращение. Предсердные пути проводят импульс быстрее, поэтому предсердия сокращаются раньше желудочков, успевая наполнить их кровью.

Следующее крупное образование, которое проводит стимул к нижележащим камерам, называется атриовентрикулярным узлом (от лат. «atrium» – предсердие и «ventriculus» – желудочек) (рис. 9, б). Он находится в нижней части межпредсердной перегородки и получает импульсы от синусового узла. Атрио-вентрикулярный узел сам по себе тоже обладает способностью к автономной работе. Если синусовый по каким-то причинам выходит из строя, он берет его функцию на себя, самостоятельно вырабатывая импульсы с частотой 40–60 ударов в минуту. Конечно, это меньше, чем в норме, однако даже такой замещающий ритм способен поддержать жизнедеятельность. В этом заключается один из многочисленных механизмов самозащиты человеческого сердца. Иногда у внешне здоровых людей при случайном обследовании выявляют нарушения, при которых частота сокращений сердца задается именно этим образованием. При этом больные хорошо себя чувствуют, нормально переносят нагрузки и даже не догадываются о каких-то расстройствах. Атрио-вентрикулярный узел называют водителем ритма второго порядка.

От этого образования импульс распространяется на желудочки, вызывая их сокращение. Внутрижелудочковые проводящие пути представлены пучком Гиса, лежащим в толще межжелудочковой перегородки и разделяющимся на две ножки, отходящие к правому и левому желудочкам (рис. 9, в, г). Ножки делятся на самые мелкие пути – волокна Пуркинье, идущие к пучкам мышечных клеток и вызывающие их согласованное сокращение (рис. 9, д). Проводящие пути, расположенные в желудочках, также обладают свойством автоматизма, т. е. являются водителями ритма третьего порядка. Они рождают импульсы с частотой 15–20 ударов в минуту.

ИНТЕРЕСНО

Помимо главных кругов кровообращения, большого и малого, различают дополнительные. Это венечный, по которому поступает питание к сердцу, и Виллизиев круг – сосудистая система, снабжающая кровью головной мозг. Кроме этого, у плода функционирует плацентарный круг кровообращения.

Для полноценного существования этого недостаточно, однако в опасных ситуациях (инфаркт, отравление ядами и др.) они берут на себя работу по сохранению сокращений сердца, что позволяет выиграть время для оказания экстренной помощи больному.

Показатели сердечной деятельности

Сердце среднего человека работает примерно в одном и том же режиме. Его анатомия определяет некоторые функциональные показатели, главными из которых являются два – ударный и минутный объем.

Ударный объем – это количество крови, которое выбрасывается сердцем во время одного сокращения. За один удар оба желудочка изгоняют от 50 до 70 мл крови. Эта величина может отличаться в зависимости от конституции (у людей субтильного телосложения она будет меньше), пола (мужское сердце больше по размерам, а значит, и работает интенсивнее). Кроме того, у одного и того же человека могут быть различия минутного объема в покое и при выполнении физической нагрузки – в последнем случае этот показатель увеличивается, чтобы покрыть растущие потребности тканей в кислороде.

На первый взгляд, 50–70 мл кажется небольшой величиной. Однако, для сравнения, сердце собаки средних размеров за один удар выбрасывает около 17 мл крови, а сердце кошки – 7—10 мл. Количество крови, которое орган изгоняет в течение минуты, называется минутным объемом, или сердечным выбросом. Сердечная мышца взрослого человека, находящегося в состоянии покоя, перекачивает 4,5–5 л крови в минуту. При нагрузке эта цифра может существенно меняться, причем не столько за счет роста ударного объема, сколько из-за увеличения частоты пульса. При значительных физических усилиях у тренированных спортсменов эта величина может возрастать до 30 л и более.

Ударный объем сердца можно с большой точностью установить при проведении эхокардиографии, или УЗИ сердца. Минутный объем рассчитывается путем умножения этой величины на среднее количество сердечных сокращений у данного пациента.

Давление крови в сосудистом русле

Сосудистая система человека представляет собой замкнутую сеть, в которой циркулирует определенный объем крови. В этих условиях кровь оказывает на стенки сосудов определенное давление, как и любая жидкость, находящаяся в закрытой емкости. Величина кровяного давления непостоянна и изменяется под действием различных факторов, в первую очередь в зависимости от фаз работы сердца. Во время систолы (сокращения сердечной мышцы) ток крови усиливается, и давление повышается, а в период диастолы (расслабления) – замедляется, что вызывает снижение его величины.

Кроме этого, давление зависит от общего количества крови, находящегося в сосудах, а оно постоянно изменяется то в одну, то в другую сторону. Например, после того как человек выпивает какое-то количество жидкости, она всасывается в кровь и вызывает небольшое увеличение ее объема. Напротив, фильтрация воды почками приводит к его уменьшению.

Почему же человек не впадает в гипертонический криз каждый раз, как выпьет стакан воды? Дело в том, что в регуляции уровня кровяного давления участвуют многочисленные механизмы, в частности те, которые направлены на изменение тонуса, а следовательно, и диаметра сосудов. Согласно законам физики, если размер емкости, в которой находится определенное количество жидкости, увеличить, то ее давление на стенки сосуда уменьшится. Точно так же при увеличении объема циркулирующей крови кровеносные сосуды расслабляются, что не допускает его резких скачков. В обратной ситуации происходит наоборот – тонус сосудистой стенки повышается, общая емкость кровеносного русла становится меньше, и в результате потери части жидкости не происходит падения цифр давления.

Человек даже не задумывается о том, насколько интенсивная работа постоянно происходит внутри его тела. За регуляцию и поддержание постоянного тока крови отвечает множество органов – головной мозг, сердце, железы внутренней секреции, стенки сосудов, изменяющие свой тонус и выделяющие биологически активные вещества, и т. д. Все они позволяют поддерживать в сосудистом русле давление, превышающее атмосферное. Это важнейшее условие, необходимое для того, чтобы человек продолжал жить. При слишком сильном повышении или резком снижении его величины скорость тока крови по капиллярам меняется, в результате чего клетки тела теряют способность получать кислород и питательные вещества, а также избавляться от вредных продуктов обмена веществ. Это может вызвать в организме тяжелейшие нарушения, вплоть до гибели.

Говоря о давлении в сосудистом русле, в первую очередь подразумевают артериальное – то, которое создается в артериях, несущих кровь от сердца к тканям. Однако, кроме артерий, в нашем организме есть вены и капилляры, давление в которых отличается от артериального. В отношении диагностики, капиллярное давление нас интересует мало, а вот о венозном следует сказать подробнее. Как известно, артериальное давление измеряется в миллиметрах ртутного столба. Его цифры наиболее велики по сравнению с давлением, которое создается в других частях кровяного русла, так как именно в эти сосуды поступает мощный поток крови, с силой выталкиваемой сердцем. В отличие от этого, в венах давление измеряют в миллиметрах водного столба. Регистрация венозного давления проводится при помощи специального аппарата Вальдмана. Она необходима при экстренных состояниях, например при шоке или крупной кровопотере. Зная цифры венозного давления, врач может правильно рассчитать объем жидкости, которую следует вводить больному внутривенно.

Вернемся к наиболее важному показателю – артериальному давлению (АД). Его величина является одним из основных показателей здоровья сердечно-сосудистой системы, и не только ее. Изменение АД может проявляться при заболеваниях почек, печени, крови и т. д. Поэтому давление измеряют всем больным, вне зависимости от того, какой врач их лечит – кардиолог, невролог, хирург или другой специалист. Артериальное давление – это интегральный показатель, который реагирует практически на любое неблагополучие в организме – от кислородного голодания при пребывании в душной комнате до нарушений в работе щитовидной железы. Иногда его изменение может быть единственным симптомом развивающейся болезни. Так, у больных феохромоцитомой – доброкачественной опухолью надпочечников – признаки болезни могут проявляться только повторными гипертоническими кризами.

Наверное, каждому человеку в возрасте старше 10 лет хотя бы раз измеряли АД. Результат этого измерения выглядит в виде двух цифр – первая из них всегда больше, вторая – всегда меньше. Что же они означают?

Первая величина отражает систолическое артериальное давление – давление крови, которое возникает в большом круге кровообращения в момент выброса крови левым желудочком. Речь идет только о большом круге, так как именно он снабжает кровью все ткани тела, кроме легких, в частности, верхние конечности, на которых и определяется АД. Нормальная величина систолического давления составляет ≤120 мм рт. ст. У каждого человека может быть своя норма, при которой он чувствует себя комфортно. У кого-то это 120 мм, у кого-то – 90. Если артериальное давление снижается и достигает менее 90 мм рт. ст., это говорит о гипотонии. Что касается сдвига в сторону повышения, отечественные кардиологи говорят о том, что менее 120 мм – это оптимальное давление, от 120 до 130 мм – нормальное, и от 130 до 140 – нормальное повышенное. Выделение «нормального повышенного» давления – спорный вопрос. Оно может считаться приемлемым для тех людей, которые отличаются мощным телосложением, например для крупных мужчин, не страдающих при этом никакими заболеваниями.

В отличие от российских врачей, американские специалисты говорят о том, что систолическое давление ниже 120 мм рт. ст. является нормальным, а величины от 120 до 130 мм они обозначают как «предгипертонию», т. е. состояние, предшествующее гипертонической болезни.

Как становится понятно, отношение к нормам артериального давления весьма неоднозначно. В любом случае, оптимальными цифрами являются величины 110–120 мм рт. ст.

Правый и левый желудочки за один удар сердца выбрасывают равные количества крови, но правый, снабжающий только легкие, делает это с меньшей силой. Давление в легочной артерии в норме составляет лишь 25–30 мм рт. ст. и повышается, например, при тяжелых заболеваниях легких.