К транспортным системам организма относятся кровеносная и лимфатическая системы. Они связаны и дополняют одна другую.
Органы кровеносной системы. Система органов кровообращения состоит из сердца и кровеносных сосудов: артерий, вен и капилляров. Сердце, как насос, перекачивает кровь по сосудам. Кровь из сердца попадает в артерии, которые несут ее к органам. Самая крупная артерия — аорта. Артерии многократно ветвятся на более мелкие и образуют кровеносные капилляры, в которых происходит обмен веществами между кровью и тканями организма. Кровеносные капилляры сливаются в вены — сосуды, по которым кровь возвращается к сердцу. Мелкие вены сливаются в более крупные, пока, наконец, не достигнут сердца. Кровеносная система человека, как и всех позвоночных, замкнутая. Между кровью и клетками тела всегда имеется барьер — стенка кровеносного сосуда, омываемая тканевой жидкостью. У артерий и вен стенки толстые, поэтому содержащиеся в крови питательные вещества, кислород, продукты распада не могут рассеяться по пути. Кровь без потерь донесет их до того места, где они нужны. Обмен между кровью и тканями возможен только в капиллярах, которые имеют чрезвычайно тонкие стенки — из одного слоя эпителиальной ткани. Через нее просачивается часть плазмы крови, пополняя количество тканевой жидкости, проходят питательные вещества, кислород, углекислый газ и другие вещества.
Лимфатическая система представлена лимфатическими капиллярами, лимфатическими сосудами и лимфатическими узлами. Лимфатические капилляры — это слепые мешочки, состоящие из одного слоя эпителиальной ткани. Они вбирают в себя избыток тканевой жидкости и мелкие твердые частицы. Образовавшаяся в них лимфа оттекает по лимфатическим сосудам, которые сливаются друг с другом и образуют несколько крупных сосудов, впадающих в вены в области грудной клетки. Лимфатические узлы располагаются по ходу лимфатических сосудов. Это небольшие бобовидные образования розового цвета, функционирующие как биологические фильтры: они задерживают попавшие в лимфу частицы и уничтожают микроорганизмы. Лимфатические узлы входят и в иммунную систему, потому что в них формируются лимфоциты, вырабатываются антитела. Кровеносная и лимфатическая системы тесно связаны между собой. К тканям жидкость поступает только по артериям в составе крови, а оттекает от тканей по двум путям: по венам в составе крови и по лимфатическим сосудам в виде лимфы. Недалеко от сердца потоки крови и лимфы вновь сливаются. Это важно еще и потому, что в кишечнике некоторые питательные вещества попадают не в кровь, а в лимфу.
Строение артерий, капилляров, вен и лимфатических сосудов. Все сосуды, кроме кровеносных и лимфатических капилляров, состоят из трех слоев. Наружный слой состоит из соединительной ткани, средний — из гладкой мышечной ткани и, наконец, внутренний — из однослойного эпителия. В капиллярах остается только внутренний слой. Наиболее толстые стенки у артерий. Им приходится выдерживать большое давление крови, выталкиваемой в них сердцем. У артерий мощная соединительнотканная наружная оболочка и мышечный слой. Благодаря гладким мышцам, сжимающим сосуд, кровь получает дополнительное ускорение. Этому же способствуют соединительнотканная наружная оболочка: при наполнении артерии кровью она растягивается, а потом в силу своей эластичности давит на содержимое сосуда. Вены и лимфатические сосуды также имеют соединительнотканный наружный и гладкомышечный средний слой, однако последний не такой мощный. Стенки вен и лимфатических сосудов эластичны и легко сдавливаются скелетными мышцами, через которое они проходят. Внутренний эпителиальный слой средних по размеру вен и лимфатических сосудов образует кармановидные клапаны. Они не дают крови и лимфе течь в обратном направлении. Работа мышц способствует нормальному продвижению крови и лимфы.
Круги кровообращения
Два круга кровообращения. Сердце состоит из четырех камер. Две правые камеры отделены от двух левых камер сплошной перегородкой. Левая часть сердца содержит богатую кислородом артериальную кровь, а правая — бедную кислородом, но богатую углекислым газом венозную кровь. Каждая половина сердца состоит из предсердия и желудочка. В предсердиях кровь собирается, затем она направляется в желудочки, а из них выталкивается в крупные сосуды. Поэтому началом кровообращения принято считать желудочки. Как у всем млекопитающих, кровь у человека движется по двум кругам кровообращения: большому и малому.
Большой круг кровообращения. В левом желудочке начинается большой круг кровообращения. При сокращении левого желудочка кровь выбрасывается в аорту — самую большую артерию. От крупного сосуда аорты отходят артерии, которые несут кровь к голове, рукам и туловищу. В грудной полости берут свое начало сосуды, несущие кровь к органам грудной клетки, а в брюшной — к органам пищеварения, почкам, мышцам нижней половины тела и другим органам. Артерии снабжают кровью все органы и ткани. Они многократно ветвятся, сужаются и постепенно переходят в кровеносные капилляры. В капиллярах большого круга кровообращения оксигемоглобин эритроцитов распадается на гемоглобин и кислород. Кислород поглощается тканями и используется для биологического окисления, а выделяющийся углекислый газ уносится плазмой крови. Питательные вещества поступают в клетки, после чего кровь собирается в вены большого круга. Вены верхней половины тела впадают в верхнюю полую вену, вены нижней половины тела — в нижнюю полую вену. Обе вены несут кровь в правое предсердие сердца. Здесь завершается большой круг кровообращения. Венозная кровь переходит в правый желудочек, откуда начинается малый круг.
Кровообращение в сердце относится к большому кругу кровообращения. От аорты к мышцам сердца отходит артерия. Она опоясывает сердце в виде венца и называется венечной артерией, от нее отходят более мелкие сосуды, разбиваясь на капилляры. Здесь оксигемоглобин освобождается от кислорода и превращается в гемоглобин. В плазму выделяется углекислый газ.
Малый круг кровообращения. Его называют легочным кругом кровообращения. Венозная кровь из правого желудочка выбрасывается в две легочные артерии. Правая артерия ведет в правое легкое, левая — в левое легкое. По артериям малого круга движется венозная кровь, а по венам — артериальная. В легких артерии ветвятся до капилляров, которые подходят к альвеолам и оплетают их тонкую стенку. Происходит обмен газов. Кислород соединяется с гемоглобином, кровь превращается в артериальную, имеет ярко алый цвет. В левом предсердии малый круг кровообращения заканчивается. Кровь переходит в левый желудочек, и далее начинается большой круг кровообращения.
Отток лимфы. Из тканевой жидкости при помощи лимфы удаляется все, что образуется в процессе жизнедеятельности клеток. Здесь находятся микроорганизмы, отмершие части клеток, другие остатки. Частично попадают и питательные вещества из кишечника. Все это попадает в лимфатические капилляры, а затем в лимфатические сосуды. В узлах лимфа очищается, освобождается от посторонних примесей, затем впадает в шейные вены.
В организме человека находится замкнутая кровеносная система и незамкнутая лимфатическая система.
Слово «сердце» происходит от слова «середина». Сердце находится между правым и левым легкими. Верхушка сердца направлена вниз, вперед и немного влево. Размеры сердца человека примерно равны размерам его кулака. Его часто называют полым мускульным мешком. Наружный слой стенки сердца состоит из соединительной ткани. Средний — миокард — мощный мышечный слой. Внутренний слой состоит из эпителиальной ткани. В сердце те же слои, что и в сосудах. Все сердце помещено в околосердечную сумку, которая состоит из соединительной ткани. Она неплотно прилегает к сердцу и не мешает ему работать. Стенки околосердечной сумки выделяют жидкость, которая снижает трение сердца о стенки сердечной сумки. Сердце разделено сплошной перегородкой на левую и правую части, каждая имеет предсердие и желудочек. Между ними находится по створчатому клапану. При сокращении желудочков створчатые клапаны закрываются, и кровь в предсердия попасть не может. Из левого желудочка кровь поступает в аорту, из правого желудочка — в легочную артерию. Между желудочками и этими артериями имеются полулунные клапаны. Они препятствуют возвращению крови из артерий в желудочки — кровь движется только в одном направлении.
Особенности сердечной мышцы. Сердечная мышца, как и скелетная, состоит из поперечнополосатых мышечных волокон. В стенке имеются особые мышечные волокна, способные самовозбуждаться. Скелетная мышца может сокращаться лишь в ответ на приходящий нервный импульс, а сердечная мышца сокращается под влиянием импульсов, возникающих в ней самой. Данное явление называется автоматизмом.
Сердечный цикл. Сердце ритмически расслабляется и сокращается. При сокращении кровь выталкивается из камеры, при расслаблении заполняет ее. Сердечный цикл проходит по трем этапам:
Регуляция сердечных сокращений. Благодаря автоматии последовательность работы камер сердца сохраняется при любых условиях. Но интенсивность работы сердца может изменяться при изменении условий окружающей среды. Изменяться частота сокращений может при влиянии импульсов центральной нервной системы и поступающих биологически активных веществ. Последовательность сердечного цикла не меняется. От центральной нервной системы к сердцу подходят два нерва: парасимпатический (блуждающий) и симпатический. Блуждающий нерв замедляет работу сердца, а симпатический ее ускоряет. Также большое влияние оказывают гормоны, органические вещества и минеральные. Так, ион калия замедляет и ослабляет сердечную деятельность, а ион кальция ее ускоряет и усиливает, как гормон надпочечников (адреналин). Физическая работа, эмоциональное состояние, умственное напряжение сказывается на работе сердца.
Движение крови по сосудам. Регуляция кровообращения
Причина движения крови — работа сердца, которая создает давление между началом и концом сосудистого русла. Кровь всегда движется из области высокого давления в область, где оно ниже. Самое высокое давление в аорте и легочных артериях, самое низкое — в нижней и верхней полых венах. Поэтому кровь движется в направлении от артериальной системы сосудов к венозной. Движение крови снижается постепенно, но не равномерно. В артериях оно самое высокое, в капиллярах — ниже, в венах оно падает еще больше, поскольку много энергии затрачивается на проталкивание крови через систему капилляров: при движении кровоток испытывает сопротивление, которое зависит от диаметра сосуда и вязкости крови.
Артериальное давление крови. Особенность артериального давления в том, что оно неодинаково: чем дальше от сердца находится артериальный сосуд, тем дасление в нем меньше. Между тем знать артериальное давление необходимо, так как оно является важным показателем здоровья. Чтобы получать сравнимые результаты, было решено измерять артериальное давление у человека в плечевой артерии и выражать его в миллиметрах ртутного столба. Второй особенностью артериального давления является то, что оно зависит от цикла сердечных сокращений. Давление в артериях максимально, когда кровь выталкивается из желудочков, а минимально перед открытием полулунных клапанов. Максимальное давление называют верхним, минимальное — нижним. Записывается артериальное давление (АД) в виде дроби: в числителе ставят верхнее давление, а в знаменателе — нижнее. АД=140/70 означает, что у человека верхнее давление 140 мм рт.ст., а нижнее 70 мм рт.ст. Для измерения артериального давления применяется тонометр. Манжетку тонометра надевают на плечо и с помощью резиновой груши накачивают в нее воздух. Датчик манжетки прикладывается к месту локтевого сгиба там, где проходит плечевая артерия. В начале измерения в манжетке создают давление, превышающее верхнее давление крови в плечевой артерии. После звукового сигнала ждут результата на табло танометра. На нем отображается давление и пульс.
Скорость кровотока. Скорость движение крови зависит от площади поперечного сечения сосудов. Через которые она проходит. Зависимость обратно пропорциональная. Аорта имеет поперечное сечение 1 кв.см., нижняя и верхняя полые вены, собирающие кровь, вытолкнутую сердцем через аорту, в сумме составляют 2 кв.см. Зная эту закономерность, легко вычислить, что скорость тока в нижней и верхней полых венах будет в два раза меньше, чем в аорте. Примерная скорость крови в аорте 50 см/с, а в полых венах лишь 25 см/с. В капиллярах, общая площадь которых в 500-600 раз превышает площать аорты, кровь будет двигаться в 500-600 раз медленнее.
Пульс. При каждом сокращении сордца стенки артерий приходят в колебание. Толчкообразные колебания стенок артериальных сосудов, вызванные растяжением стенок аорты и поступлением в них крови из желудочка, называют пульсом. Пульсовые колебания проходят по артериям и гасятся в капиллярах. Число и сила сердечных толчков отражаются на пульсовой волне. Поэтому по пульсу можно судить не только о числе сердечных толчков, но и их силе, частоте, кровенаполнении сосудов и других показателях, важных для здоровья.
Распределение крови в организме. Лучше всего снабжаются кровью активно работающие органы. Дозировка поступающих питательных веществ и кислорода достигается путем спадения или расширения диаметра капилляров. Благодаря тому, что в них создается большое давление, через них проходит много крови. Если же давление крови падает, часть капилляров сужается и через них кровь не проходит.
Поддержание постоянства артериального давления. Если человек здоров, то при нагрузках повышается лишь верхнее артериальное давление, а нижнее меняется незначительно. Относительное постоянство артериального давления поддерживают рецепторы, расположенные в стенках кровеносных сосудов. Особенно их много в сонных артериях, несущих кровь к головному мозгу. Когда артериальное давление опускается до нижней границы, возникают рефлексы, увеличивающие силу сердечных сокращений и сужающие кровеносные сосуды. Это приводит к повышению давления. Если же артериальное давление поднимается к верхней границе, сила и частота сердечных сокращений снижается, сосуды расширяются и давление падает. Регуляция кровяного давления происходит непрерывно, и оно постоянно колеблется от максимальной до минимальной величины, не выходя за пределы, необходямые для кровоснабжения органов. Нервная регуляция поддерживается гуморальной регуляцией.
Нарушение артериального давления. Стойкое повышение артериального давления называют гипертонией. Оно происходит за счет сужения (спазма) артериол — мелких артериальных сосудов. При этом нарушается кровоснабжение тканей и возникает угроза разрыва стенки какого-либо сосуда. Питание соответствующего участка ткани нарушается, и может развиться омертвление — некроз. Если кровоизлияние произошло, например в головном мозге или в сердце, может наступить быстрая смерть. Кровоизлияние в мозг называют инсультом, кровоизлияние в мышцу сердца, приведшее к омертвлени его участка, — инфарктом миокарда. Низкое давление — гипотония также нарушают кровоснабжение органов и ведет к ухудшению самочувствия.
Гигиена сердечно-сосудистой системы. Первая помощь при заболеваниях сердца и сосудов
Сердце тренированного и нетренированного человека. В организме возрастает обмен веществ при физической нагрузке. Работа сердца при этом усиливается, это может произойти за счет выброса большого количества крови при каждом сокращении. Количество крови, выбрасываемое сердцем за 1 цикл, называется ударным объемом сердца. У нетренированного человека данный показатель небольшой, так как сердечная мышца слабая и не может выталкивать большое количество крови. При этом усиление кровообращения происходит преимущественно за счет возрастания частоты сердечных сокращений. При этом резко сокращается время, приходящееся на паузу сердца, и сердце мало отдыхает и быстро устает. У тренированных людей увеличение работы сердца происходит больше за счет увеличения ударного объема, то есть количества крови, выбрасываемого в аорту при каждом сокращении. Потому период отдыха сердца уменьшается мало и сердце успевает отдыхать (сердце работаем экономно). При больших нагрузках сердце может увеличить свою работоспособность не менее чем в два раза за счет ударного объема и в три раза за счет частоты сердечных сокращений. Итого в шесть раз. А при этом сердце нетренированного человека может усилить работоспособность примерно в три раза только за счет частоты сердечных сокращений.
Правила тренировки сердечно-сосудистой системы. Сердце — мышечный орган и как всякая мышца нуждается в кислороде и питательных веществах. Если человек нетренирован и сразу приступает к большим нагрузкам, это может привести к утомлению мышц и к кислородному голоданию. Нагрузка должна постепенно наращиваться и правильно дозироваться. Большое значение приобретает правильное соотношение работы и отдыха: чем сильнее и интенсивнее работало сердце во время тренировок, тем реже оно будет сокращаться во время отдыха. Такой режим наиболее благоприятен для восстановления сердечной деятельности.
Размеры сердца и здоровье. В результате тренировок сердце крепнет, становится больше и сильнее. Но увеличение размера сердца еще не значит, что оно выносливо и работоспособно. Масса сердца может увеличиваться у любителей алкогольных напитков. При недостатке активности волокна сердечной мышцы частично разрушаются и замещаются соединительной тканью, заполненной жиром. Данная ткань сокращаться не может. Такое сердце подвержено различным заболеваниям.
Последствия гиподинамии. Гиподинамия — это недостаток двигательной активности. Слабеют мышцы и сердца и тела, происходят другие нарушения: истончаются кости, кальций поступает в кровь, оседает на стенках кровеносных сосудов, из-за чего сосуды теряют эластичность и легко повреждаются. Не имеют возможности расширяться и поддерживать нормальное артериальное давление.
Влияние курения. Под действием веществ, находящихся в табачном дыму, сердце начинает работать сильнее и чаще, а сосуды суживаются, что ведет к стойкому повышению артериального давления. Чаще всего страдают артерии ног, где происходит спазм сосудов. Их стенки смыкаются, кровообращение мышц затрудняется. Развивается заболевание перемежающаяся хромота. Возникает резкая боль в мышцах ног, что заставляет человека во время ходьбы останавливаться. Кислорода мало, может развиться гангрена, что ведет к ампутации стопы.
Первая помощь при стенокардии. Стенокардию называют «грудной жабой» из-за болевых приступов в центральной или левой части грудной клетки, боль может распространяться на левую руку. Причина стенокардии — сужение коронарных артерий и ослабление кровоснабжения некоторых участков сердца. Если кровь не поступает долго, может произойти омертвление тканей этого участка (инфаркт). Обнаружить инфаркт можно при помощи электрокардиографа. Анимационный ролик «Электрокардиография» Этот прибор улавливает биотоки, возникающие в сердечной мышце во время ее сокращения. Они многократно усиливаются и приводят в движение специальный писчик, который записывает биотоки в виде кривой. Электрическая активность участков сердечной мышцы, испытывающих недостаток кровоснабжения, изменяется, и это хорошо видно на электрокардиограмме, можно определить, какой участок сердца поражен. Во время приступа стенокардии желателен полный покой, удобное положение тела. Если больной потерял сознание, его нельзя перекладывать или переносить. При этом дать таблетку, расширяющую сосуды сердца (валидол, нитроглицерин).
Помощь при гипертоническом кризе. Гипертонический криз — это резкое повышение артериального давления. У человека возникает ощущение жары, кожа лица краснеет, учащается сердцебиение, в области сердца появляются колющие боли, могут быть тяжесть и боль в области затылка. Иногда это сопровождается тошнотой и рвотой. Больного нужно положить или усадить и дать препараты, снижающие давление. На затылок и шею можно наложить горчичники. Больным нельзя потреблять много жидкости, злоупотреблять животными жирами и пряностями. Запрещается курить и употреблять спиртные напитки.
Первая помощь при кровотечениях
Кровотечения могут быть внешними, когда кровь изливается наружу, и внутренними, когда целостность кожных покровов не нарушена и кровь изливается в органы или в межтканевые промежутки. Если удар произошел недавно, то повреждение мелких кровеносных сосудов можно обнаружить по наличию шишки, либо синяка, при этом достаточно будет приложит к ушибленному месту холодный металлический предмет. Этим способом удается механически сжать капилляры и уменьшить кровотечение.
При внешних кровотечениях надо попытаться остановить их, предохранить рану от возможной инфекции, уменьшить боль. Если рана небольшая и кровь как бы сочится, можно предположить повреждение капиллярной сети. Для остановки кровотечения полезно промыть рану пероксидом водорода, смазать пораженное место йодом или спиртовым раствором бриллиантового зеленого, после чего зажать рану ватным тампоном. Если этим приемом удалось остановить кровь, повязку можно не накладывать. При венозном кровотечении кровь выливается довольно сильной струей. Она вишневого цвета, идет ровно, без толчков. Края раны часто расходятся, и она становится зияющей. В этом случае обрабатывать всю рану йодом нельзя: надо смазать лишь ее края, затем приготовить стерильную салфетку, наложить на нее антисептическую мазь (то есть угнетающую жизнедеятельность микробов) и приложить к ране. Затем наложить слой ваты и туго забинтовать. Стенки вен мягкие, и тугая повязка может их сдавить так, что кровь через поврежденное место пройти не сможет.
Наиболее опасны артериальные кровотечения. Узнать их нетрудно: ярко-алая кровь вытекает пульсирующей струей, при повреждении крупного сосуда бьет фонтаном. Артериальное кровотечение опасно тем, что пострадавший может быстро потерять много крови. Поэтому прежде всего надо остановить кровотечение. Вначале это достигается зажатием артерии в тех местах, где прощупывается пульс. Затем, если повреждены конечности, необходимо наложить жгут или закрутку выше раненого участка. Потом следует приступить к обработке раны антисептическими препаратами и к наложению повязки. Если помощь оказывают несколько человек, это можно делать одновременно.
Остановку кровотечения на поврежденной конечности с помощью закрутки осуществляют так. Конечность приподнимают вверх и на месте наложения закрутки подкладывают мягкую ткань: одежду, полотенце. Накладывать закрутку или жгут на голое тело нельзя, так как можно повредить кожу. Затем конечность обвязывают веревкой (или чем-то, её заменяющим) и свободно завязывают узлом. В образовашееся кольцо просовывают палку или какой-либо другой прочный предмет и вращают его до тех пор, пока круговое сдавливание не остановит кровотечение. После этого закрепляют палку. При правильно наложенном жгуте конечность делается бледной. Затягивать закрутку слишком сильно тоже нельзя, так как можно повредить ткани и даже нервы. Под жгут надо положить записку с указанием времени наложения, поскольку держать жгут летом можно не больше двух часов, а зимой — не более часа: в обескровленной конечности могут произойти необратимые изменения. Если в течение этого времени доставить пострадавшего в клинику не удалось, жгут надо ослабить или снять на 10-15 минут, а затем наложить его снова выше или ниже прежнего места. Повязки постоянно меняются, делаются перевязки. Держать долго рану под повязкой не рекомендуется, так как она начнет мокнуть. Если образовалась сухая корочка повязку лучше не накладывать.
Причинами носовых кровотечений могут быть травмы головы, гипертония, перегрев тела. При носовых кровотечениях кровь может попасть и в ротовую полость. Это вызывает кашель, иногда рвоту. Чтобы предотвратить кровотечение, можно положить на область переносицы полиэтиленовый мешочек со льдом, холодной водой. Можно вложить в носовые ходы вату, пропитанную пероксидом водорода, голова должна быть направлена вперед. Запрокидывать ее назад не рекомендуется, так как кровь будет стекать по стенке глотки и может вызвать рвоту, что приведет к усилению кровотечения.