Строение и работа сердца. Круги кровообращения

Кровь выполняет свои многочисленные функции только в том случае, если она движется. Она течёт по гигантской сети кровеносных сосудов с большой скоростью. Например, эритроцит, который доставляет нашим клеткам кислород, проходит путь от сердца до колена менее чем за 3 сек. Кровь движется по сосудам непрерывно благодаря работе сердца, которое является частью кровеносной системы.

Непрерывный ток крови по замкнутой системе кровеносных сосудов в строго определённом направлении называется кровообращением.

Для организма человека характерны четырёхкамерное сердце и замкнутая кровеносная система с двумя кругами кровообращения. Кровеносные сосуды присутствуют почти во всех тканях. Их нет только в ногтях, хрящах, эмали зубов, в эпителии. Питание клеток этих структур происходит благодаря перемещению необходимых веществ из рядом расположенных тканей.

Строение сердца взрослого человека. Его размеры примерно равны сжатой в кулак кисти. Оно весит около 250 грамм у женщин и 330 грамм у мужчин. Сердце находится в центре грудной клетки и смещено нижним левым краем в левую сторону. По отношению к средней линии тела сердце располагается несимметрично. Две трети сердца находятся в левой половине грудной клетки, а одна треть – в правой. Верхняя расширенная часть сердца, от которой отходят сосуды, называется основанием, а нижняя, немного суженная часть, – верхушкой.

Стенка сердца состоит из трёх слоёв. Наружный соединительнотканный слой называется эпикардом.

Средний слой состоит из особой поперечно-полосатой сердечной мышечной ткани и называется миокардом. Внутренний слой – эндокард – образован плоским эпителием.

Сердце окружено околосердечной сумкой – перикардом, который отделяет сердце от других органов. Между эпикардом и перикардом имеется замкнутая полость, заполненная жидкостью, которая уменьшает трение при сокращениях сердца.

Сердце человека состоит из правой и левой половин (на рисунке левая половина расположена справа).

Они разделены сплошной перегородкой и не сообщаются между собой. В каждой половине сердца находятся предсердие и желудочек, между которыми имеется предсердно-желудочковое отверстие.

Оно закрыто в левой половине сердца двустворчатым клапаном, а в правой – трёхстворчатым клапаном.

Мышечная стенка предсердий гораздо тоньше стенки желудочков. Это объясняется тем, что предсердия выполняют менее напряжённую работу по сравнению с желудочками. Особенно большую нагрузку несёт левый желудочек. Его мышечная стенка приблизительно в три раза толще, чем стенка правого желудочка.

К правому предсердию подходят 2 полые вены, к левому – 4 лёгочные вены. От правого желудочка отходит крупный кровеносный сосуд – лёгочный ствол, от левого – аорта. Отверстия, от которых начинаются лёгочный ствол и аорта, закрыты полулунными клапанами в виде трёх карманов. Они открываются только во время сокращения желудочков, когда из них под высоким давлением кровь выбрасывается в сосуды.

Благодаря наличию клапанов кровь двигается только в одном направлении: из предсердий в желудочки, а из желудочков – в кровеносные сосуды.

Сердце работает непрерывно в течение всей жизни человека. Ни один даже самый совершенный двигатель не может сравниться с ним по работоспособности. Если сердце останавливается хотя бы на несколько мгновений, то наступает потеря сознания, и если срочно не заставить сердце сокращаться, наступает смерть.

Работа сердца характеризуется чередованием сокращения и расслабления предсердий и желудочков.

Сокращение сердца называется систолой, а расслабление – диастолой. Период, который охватывает одно сокращение и расслабление сердца, называется сердечным циклом.

В состоянии покоя сердце человека сокращается в среднем 75 раз в минуту. Рассчитаем продолжительность сердечного цикла для данного ритма. Для этого разделим 60 (в одной минуте 60 секунд) на 75 и получим 0,8 секунд – это и есть продолжительность сердечного цикла. Из этого времени систола предсердий занимает 0,1 секунды, желудочки в этот момент находятся в расслабленном состоянии. Давление внутри предсердий в это время становится больше, чем в расслабленных желудочках, и кровь беспрепятственно проходит через предсердно-желудочковые отверстия.

Далее следует систола желудочков, предсердия в этот момент расслаблены. Она длится 0,3 секунды. В этот момент давление внутри желудочков повышается, двух- и трёхстворчатый клапаны быстро захлопываются, и кровь оказывается на некоторое время в замкнутом пространстве внутри желудочков.

Как только давление в желудочках превысит давление в аорте, полулунные клапаны открываются, и кровь выбрасывается из сердца. Сокращение желудочков сменяется их расслаблением.

Период, в течение которого расслаблены и желудочки, и предсердия, называется общей паузой. Её продолжительность составляет 0,4 секунды. В это время двух- и трёхстворчатый клапаны открыты, и желудочки наполняются кровью, притекающей из предсердий.

Во время сокращения сердца кровь выбрасывается в сосуды, отходящие от сердца.

Все сосуды в теле человека подразделяются на артерии, капилляры и вены.

Артерии – это сосуды, которые несут кровь от сердца к органам и тканям. По ним течёт обогащённая кислородом кровь. Такая кровь называется артериальной. Исключение составляют только лёгочные артерии, которые отходят от сердца и несут венозную кровь.

Строение артерий. Их стенки состоят из трёх оболочек. Наружная соединительнотканная оболочка придаёт стенкам упругость. Средняя (двухслойная оболочка) состоит из эластических волокон и гладких мышечных клеток. Вспомним, что гладкие мышечные клетки способны сокращаться и расслабляться, при этом происходит изменение диаметра кровеносного сосуда и, соответственно, изменение количества крови, поступающей к органу. Внутренняя оболочка образована эпителиальными клетками. Как и наружная, она придаёт артериям прочность.

В теле человека артерии многократно разветвляются на более мелкие сосуды – артериолы. Самые мелкие артериолы переходят в капилляры.

Капилляры – тончайшие сосуды, проникающие во все органы и ткани организма. У человека их количество составляет около сорока миллиардов, а общая длина достигает ста тысяч километров, т. е. они могут окружить земной шар по экватору почти три раза.

В капиллярах происходит обмен различных веществ и газов между кровью и тканевой жидкостью. Эти процессы возможны потому, что стенки капилляров представлены одним слоем неплотно примыкающих друг к другу клеток. Проходя через капилляры, кровь отдаёт кислород и питательные вещества и обогащается углекислым газом и конечными продуктами обмена веществ.

Далее из капилляров кровь поступает в венулы – мелкие вены. Их стенки и стенки капилляров имеют сходное строение. Значит, венулы также участвуют в обмене веществ между кровью и тканевой жидкостью.

Из венул кровь собирается в более крупные кровеносные сосуды, которые несут кровь к сердцу. По венам течёт насыщенная углекислым газом и продуктами обмена веществ кровь. Такая кровь называется венозной. Исключение составляют лёгочные вены, которые несут артериальную кровь к сердцу.

Стенки вен похожи по строению на стенки артерий, но они значительно тоньше и эластичнее. Отличие заключается в том, что мышечный слой в венах слабо развит, а иногда и вовсе отсутствует.

У человека движение крови происходит по двум замкнутым системам сосудов, каждая из которых соединена с сердцем, – это большой (системный) и малый (лёгочный) круги кровообращения.

Большой круг кровообращения начинается от левого желудочка сердца самой крупной артерией – аортой. Она идёт вверх, образу дугу, и затем спускается вниз вдоль позвоночника. От дуги аорты отходят две крупные артерии, которые несут кровь к голове и верхним конечностям. Ниже дуги аорты отходят сосуды, снабжающие кровью туловище, внутренние органы и ноги. В органах артерии делятся более мелкие артериолы, которые разветвляются и образуют обширные сети капилляров. Из капилляров кровь собирается в венулы, которые сливаются между собой и образуют вены. Заканчивается большой круг кровообращения верхней и нижней полыми венами, впадающими в правое предсердие. По верхней полой вене к сердцу оттекает кровь от головы, шеи и рук, а нижняя полая вена несёт в сердце кровь от туловища, органов брюшной полости и нижних конечностей.

Кровь, циркулирующая по большому кругу кровообращения, снабжает все клетки тела кислородом и питательными веществами и уносит от них углекислый газ и продукты распада.

Из крови, проходящей через камеры сердца, сама сердечная мышца ничего не может извлечь для собственного питания.

Поэтому она так же, как и другие органы, снабжается артериальной кровью. К сердцу от аорты идут две артерии. Они, как корона или венец, окружают сердце и поэтому называются коронарными или венечными. Веточки коронарных сосудов проникают в толщу сердечной мышцы, снабжая её питательными веществами и кислородом. Вены, собирающие кровь от сердечной мышцы, впадают прямо в правое предсердие.

Теперь рассмотрим, куда движется кровь, после того как она оказалась в правом предсердии. Отсюда венозная кровь попадает в правый желудочек, от которого берёт начало малый круг кровообращения. Из правого желудочка кровь выталкивается в лёгочный ствол, который делится на две лёгочные артерии, входящие в левое и правое лёгкие.

Там они ветвятся на артериолы, затем на капилляры, которые густо оплетают лёгочные пузырьки с воздухом. Когда кровь проходит через капилляры лёгких, она теряет углекислый газ и насыщается кислородом.

Именно здесь венозная кровь превращается в артериальную. Далее так же, как и в большом круге кровообращения, капилляры сливаются в венулы, которые, в свою очередь, формируют вены, и наконец по четырём лёгочным венам артериальная кровь попадает в левое предсердие.

Получается, что левая половина сердца заполнена богатой кислородом артериальной кровью, а правая – бедной кислородом, но богатой углекислым газом венозной кровью. Артериальная и венозная кровь не смешиваются между собой, так как левая и правая половины сердца разделены между собой сплошной перегородкой.

Итог урока. Движение крови в организме человека (кровообращение) происходит благодаря непрерывной работе сердца, которое последовательно перегоняет кровь по большому и малому кругам кровообращения. Кровеносная система человека замкнутая. Сердце четырёхкамерное, состоит из двух предсердий и двух желудочков.

В работе сердца выделяют три стадии: сокращение предсердий, сокращение желудочков и общая пауза. Выделяют три типа сосудов: артерии (по которым кровь движется от сердца), капилляры (мельчайшие кровеносные сосуды, в которых происходит газообмен в лёгких и обмен веществ в тканях) и вены, по которым кровь возвращается в сердце.