Серцево-судинна система

Серце і кровоносні судини – основна транспортна система людського організму. Будова і функції серцево-судинної системи, регуляція її роботи. Серцевий цикл. Методи дослідження серцево-судинної системи. Тренування серця.

Серцево-судинна система забезпечує всі процеси метаболізму в організмі людини і є компонентом різних функціональних систем, що визначають гомеостаз. Основою кровообігу є серцева діяльність.

Наше серце завжди першим відгукується на потреби організму: будь то фізичні навантаження, підйом в гори, вплив емоцій або інших чинників. Так, при середній тривалості життя людини в 70 років воно скорочується понад 2,5 мільярда раз. За цей час перекачується величезна кількість крові, для перевезення якої було б потрібно склад з 4 000 000 вагонів. І ця робота виконується органом, маса якого 250 г (у жінок) і трохи більше 300 г (у чоловіків).

У людей, що займаються спортом, серце в стані напруги може працювати з частотою понад 200 скорочень на хвилину і при цьому володіти дивовижною витривалістю. У цей час збільшується сила і швидкість скорочень серця, а через його судини проходить крові в 4-5 разів більше, ніж в стані спокою. М’яз серця при цьому не відчуває дефіциту поживних речовин і кисню. Однак нетренованим людям варто тільки трохи пробігтися, як у них з’являється серцебиття і задишка. Чому це відбувається? Давайте спробуємо розібратися і вирішити для себе: чи дійсно так важливі для нашого організму заняття спортом.

Розглянемо коротко будова серцево-судинної системи і її функції.

Серцево-судинну систему складають:
серце + кров + кровоносні судини.

Судини, що відводять кров від серця, називають артеріями, а доставляють її до серця – венами. Серцево-судинна система забезпечує рух крові по артеріях і венах і здійснює кровопостачання всіх органів і тканин, доставляючи до них кисень і поживні речовини і виводячи продукти обміну. Вона відноситься до систем замкнутого типу, тобто артерії і вени в ній з’єднані між собою капілярами. Кров ніколи не покидає судини і серце, тільки плазма частково просочується крізь стінки капілярів і омиває тканини, а потім повертається у кров’яне русло.

Будова і робота серця людини. Серце – порожнистий симетричний м’язовий орган розміром приблизно з кулак людини, якій воно належить. Серце розділене на праву і ліву частини, кожна з яких має дві камери: верхню (передсердя) для збору крові і нижню (шлуночок) з впускним і випускним клапанами для запобігання зворотного потоку крові. Стінки і перегородки серця являють собою м’язову тканину складного шаруватого будови, звану міокардом.

Серце має унікальну властивість самозбудження, тобто імпульси до скорочення зароджуються в ньому самому.

Якщо витягти у тварини серце і підключити до нього апарат штучного кровообігу, воно буде продовжувати скорочуватися, будучи позбавленим яких би то ні було нервових зв’язків. Це властивість автоматизму забезпечує провідна система серця, розташована в товщі міокарда. Вона здатна генерувати власні і проводити надходять з нервової системи електричні імпульси, що викликають збудження і скорочення міокарда. Ділянка серця в стінці правого передсердя, де виникають імпульси, що викликають ритмічні скорочення серця, називають водієм ритму. Проте, серце зв’язане з центральною нервовою системою нервовими волокнами, воно інервується більш ніж двадцятьма нервами. Здавалося б, навіщо вони, якщо серце може скорочуватися самостійно?

Регуляція роботи серця. Нерви виконують функцію регуляції серцевої діяльності, яка служить ще одним прикладом підтримання сталості внутрішнього середовища (гомеостазу).

Серцева діяльність регулюється нервовою системою – одні нерви збільшують частоту і силу серцевих скорочень, а інші – зменшують.

Імпульси по цих нервах надходять на водій ритму, змушуючи його працювати сильнішим чи слабшим. Якщо перерізати обидва нерва, серце все одно буде скорочуватися, але з постійною швидкістю, так як перестане пристосовуватися до потреб організму. Ці нерви, які посилюють або послаблюють серцеву діяльність, становлять важливу частину вегетативної (або автономної) нервової системи, яка регулює мимовільні функції організму. Прикладом такого регулювання є реакція на раптовий переляк – ви відчуваєте, що серце “завмирає”. Це пристосувальна реакція уникнення небезпеки.

 

Нервові центри, що регулюють діяльність серця, знаходяться в довгастому мозку. У ці центри надходять імпульси, які сигналізують про потреби тих чи інших органів в припливі крові. У відповідь на ці імпульси довгастий мозок посилає серцю сигнали: посилити або послабити серцеву діяльність. Потреба органів в припливі крові реєструється двома типами рецепторів – рецепторами розтягування (барорецепторами) і хеморецепторами. Барорецептори реагують на зміну кров’яного тиску – підвищення тиску стимулює ці рецептори і змушує посилати в нервовий центр імпульси, що активують гальмуючий центр. При зниженні тиску, навпаки, активується підсилює центр, сила і частота серцевих скорочень збільшуються і кров’яний тиск підвищується. Хеморецептори “відчувають” зміни концентрації кисню і вуглекислого газу в крові. Наприклад, при різкому збільшенні концентрації вуглекислого газу або зниженні концентрації кисню ці рецептори негайно ж сигналізують про це, змушуючи нервовий центр стимулювати серцеву діяльність. Серце починає працювати більш інтенсивно, кількість крові, що протікає через легені, збільшується і газообмін поліпшується. Таким чином, перед нами приклад саморегульованої системи.

Але не тільки нервова система впливає на роботу серця. На функції серця впливають і гормони, які виділяються в кров залозами. Наприклад, адреналін посилює серцебиття, інший гормон, ацетилхолін, навпаки, пригнічує серцеву діяльність.

Тепер, напевно, вам не складе труднощів зрозуміти, чому, якщо різко встати з лежачого положення, може навіть наступити короткочасна втрата свідомості. У вертикальному положенні кров, яка живить мозок, рухається проти сили тяжіння, тому серце змушене пристосовуватися до цього навантаження. У лежачому положенні голова ненабагато вище серця, і такого навантаження не потрібно, тому барорецептори дають сигнали послабити частоту і силу серцевих скорочень. Якщо ж несподівано встати, то барорецептори не встигають відразу відреагувати, і на якийсь момент відбудеться відтік крові від мозку і, як наслідок, запаморочення, а то і помутніння свідомості. Як тільки по команді барорецепторів темп серцевих скорочень прискориться, кровопостачання мозку виявиться нормальним, і неприємні відчуття зникнуть.

Серцевий цикл. Робота серця відбувається циклічно. Перед початком циклу передсердя і шлуночки перебувають у розслабленому стані (так звана фаза загального розслаблення серця) і наповнені кров’ю. Початком циклу вважають момент порушення у водії ритму, в результаті якого починають скорочуватися передсердя, і в шлуночки потрапляє додаткова кількість крові. Потім передсердя розслабляються, а шлуночки починають скорочуватися, виштовхуючи кров в відводять судини (легеневу артерію, яка несе кров в легені, і аорту, що доставляє кров в інші органи). Фаза скорочення шлуночків з вигнанням з них крові називається систолой серця. Після періоду вигнання шлуночки розслабляються, і настає фаза загального розслаблення – діастола серця.

З кожним скороченням серця у дорослої людини (в стані спокою) в аорту і легеневий стовбур викидається 50-70 мл крові, в хвилину – 4-5 л. При великого фізичного напруження хвилинний обсяг може досягати 30-40 л.

Під час діастоли порожнини шлуночків і передсердь знову заповнюються кров’ю, одночасно відбувається відновлення енергетичних ресурсів в клітинах міокарда за рахунок складних біохімічних процесів, в тому числі за рахунок синтезу аденозинтрифосфату. Потім цикл повторюється. Цей процес фіксується при вимірюванні артеріального тиску – верхня межа, реєстрований в систоле, називають систолічним, а нижній (в діастолі) – тиском діастоли. Вимірювання артеріального тиску (АТ) є одним з методів, що дозволяє контролювати роботу і функціонування серцево-судинної системи.

Одним з перших, хто детально проаналізував показники АТ, був німецький фізіолог К. Людвіг. Він вводив канюлю в сонну артерію собаки і реєстрував АТ за допомогою ртутного манометра, з яким була з’єднана канюля. У манометр занурювався поплавок, який з’єднувався з приладом, що реєструє коливання різної амплітуди.

В даний час АТ вимірюють безкровним методом за допомогою спеціального приладу – тонометра, що дозволяє визначити наступні показники:

1. Мінімальна, або діастолічний АТ – це та найменша величина, якої досягає тиск у плечовій артерії до кінця діастоли. Мінімальний тиск залежить від ступеня прохідності або величини відтоку крові через систему капілярів, частоти серцевих скорочень. У молодого здорової людини мінімальний тиск становить – 80 мм рт.ст.

2. Максимальна, або систолічний АТ – це тиск, що виражає весь запас потенційної і кінетичної енергії, яким володіє рухається маса крові на даній ділянці судинного русла. У нормі у здорових людей максимальний тиск становить 120 мм рт.ст.

У медичній практиці для визначення роботи і стану серцево-судинної системи використовують різні методи дослідження серцево-судинної системи, інформативність, клінічна значущість і клінічна доступність яких дуже різні. В даний час провідне місце в клінічній практиці займають такі методи як електрокардіографія, ехокардіографія, рентгенокардіографія (більш докладно про які розказано в розділі 2.1.2) і багато інших. Подібні дослідження проводяться фахівцями за допомогою різних приладів в лікувальних установах.

Серце – це м’язовий насос, основна функція якого – скорочувальна – полягає в безперервному круговому переміщенні крові по всьому організму. Кисень доставляється від легенів до тканин, а вуглекислий газ, який є одним з “шлаків”, – до легким, де кров знову збагачується киснем. Крім того, з кров’ю в усі клітини організму доставляються поживні речовини, а з них несуться інші “шлаки”, які за допомогою органів виділення (наприклад нирки) видаляються з організму, як зола з печі хорошим господарем.

Від серця кров рухається по артеріях, артеріолах і капілярах. Найбільша артерія – аорта, вона йде безпосередньо від серця (від лівого шлуночка), найдрібніші судини – капіляри, через стінки яких і відбувається обмін речовин між кров’ю і тканинами. Кров, насичена вуглекислим газом і відходами обміну речовин, збирається в венулах і далі по венах, звільняючись від шлаків в органах виділення, рухається назад до серця, яке виштовхує її в легені для звільнення від вуглекислого газу і збагачення киснем. Збагачена киснем кров з легень по легеневих венах надходить у ліве передсердя, перекачується лівим шлуночком в аорту, і починається новий цикл кругового переміщення крові.

Коронарні артерії та вени постачають саму серцевий м’яз (міокард) киснем і живильними речовинами. Це харчування для серця, яке виконує таку важливу і велику роботу.
Розрізняють великий і малий (легеневий) коло кровообігу.

Мале коло починається в правому шлуночку і закінчується в лівому передсерді. Він служить для харчування серця, збагачення крові киснем. Велике коло (від лівого шлуночка до правого передсердя) відповідає за кровопостачання всього тіла, крім легких.

Стінки кровоносних судин дуже еластичні і здатні розтягуватися і звужуватися в залежності від тиску крові в них. М’язові елементи стінки кровоносних судин завжди знаходяться в певній напрузі, яке називають тонусом. Тонус судин, а також сила і частота серцевих скорочень забезпечують в кров’яному руслі тиск, необхідний для доставки крові в усі ділянки тіла. Цей тонус, так само як інтенсивність серцевої діяльності, підтримується за допомогою вегетативної нервової системи. Залежно від потреб організму парасимпатичний відділ, де основним посередником (медіатором) є ацетилхолін, розширює кровоносні судини і сповільнює скорочення серця, а симпатичний (посередник – норадреналін) – навпаки, звужує судини і прискорює роботу серця.

Тренування серця. Тепер спробуємо розібратися, чому у нетренованого людини при незначному фізичному навантаженні з’являються ознаки “кисневого голодування”: серцебиття, задишка та інші. Приміром, під час бігу, важкої фізичної роботи потреба організму в кисні зростає приблизно в 8 разів. А це означає, що серце має перекачувати в 8 разів більше крові, ніж зазвичай.

Чи знаєте ви, що…
Вчені підрахували, що за добу серце витрачає багато енергії, достатня для підняття вантажу в 900 кг на висоту 14 м (!)

У людини, яка веде малорухливий спосіб життя, почастішання серцевих скорочень не призводить до збільшення кровопостачання серця, як це потрібно організму. В цьому випадку м’яз серця і скелетні м’язи одержують недостатню кількість кисню, працюють в умовах кисневого голодування, в результаті накопичуються шкідливі продукти обміну речовин, що призводить до швидшого зносу серцевого м’яза. Нетреноване серце зі слабкою серцевим м’язом не може довго працювати з підвищеним навантаженням. Воно швидко втомлюється, причому кровопостачання спочатку ненадовго посилюється, а потім погіршується. Тому людина повинна з дитинства піклуватися про своє серце і тренувати його.

...
ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Вісцеральний аналізатор