ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ АНАТОМИЯ КРОВЕНОСНЫХ СОСУДОВ
Кровообращение - процесс постоянной циркуляции крови в организме, обеспечивает его жизнедеятельность. Кровеносную систему организма иногда объединяют с лимфатической системой в кардиоваскулярную систему. Кровь приводится в движение сокращениями сердца и циркулирует сосудами. Она обеспечивает ткани организма кислородом, питательными веществами, гормонами и поставляет продукты обмена веществ к органам их выделения. Обогащение крови кислородом происходит в легких, а насыщение питательными веществами - в органах пищеварения. В печени и почках происходит нейтрализация и выведение продуктов метаболизма. Кровообращение регулируется гормонами и нервной системой. Различают малый (через легкие) и большой (через органы и ткани) круга кровообращения. Кровообращение - важный фактор в жизнедеятельности организма человека и животных. Кровь может выполнять свои многообразные функции, только находясь в постоянном движении. Кровеносная система человека и многих животных состоит из сердца и сосудов, по которым кровь движется к тканям и органам, а затем возвращается к сердцу. Крупные сосуды, по которым кровь движется к органам и тканям, называются артериями. Артерии разветвляются на меньшие артерии - артериолы, и, наконец, на капилляры. Сосудами, которые носят венами, кровь возвращается к сердцу. Кровеносная система человека и других позвоночных принадлежит к закрытому типу - кровь при нормальных условиях не покидает организм. Некоторые виды беспозвоночных имеют открытую кровеносную систему. Движение крови обеспечивает разница кровяного давления в различных сосудах.
Еще античные исследователи предполагали, что в живых организмах все органы функционально связаны и влияют друг на друга. Высказывались разные предположения. Гиппократ - «отец медицины», и Аристотель - крупнейший из греческих мыслителей, живших почти 2500 лет назад, интересовались вопросами кровообращения и изучали его. Однако их представления были несовершенны, а во многих случаях ложные. Венозные и артериальные кровеносные сосуды они представляли как две самостоятельные системы, не соединенные между собой. Считалось, что кровь движется только венами, в артериях, зато находится воздух. Это обосновывали тем, что при вскрытии трупов людей и животных в венах кровь была, а артерии были пустые, без крови.
Это убеждение было опровергнуто в результате работ римского исследователя и врача Клавдия Галена (130-200). Он экспериментально доказал, что кровь движется сердцем и артериями, как и венами.
После Галена вплоть до XVII века считали, что кровь из правого предсердия попадает в левое каким-то образом через перегородку.
В 1628 году английский физиолог, анатом и врач Уильям
Гарвей (1578 - 1657) опубликовал свой труд «Анатомическое исследование о
движении сердца и крови у животных», в котором впервые в истории медицины
экспериментально показал, что кровь движется от желудочков сердца артериями и
возвращается предсердия венами. Несомненно,
обстоятельством, больше других побудила Уильяма Гарвея к осознанию того, что
кровь циркулирует, оказалось наличие в венах клапанов, функционирование которых
свидетельствует о пассивном гидродинамический процесс.
Он
понял, что это могло бы иметь смысл только в том случае, если кровь в венах
течет к сердцу, а не от него, как предположил Гален, и как считала европейская
медицина во времена Гарвея. Гарвей
был также первым, кто количественно оценил сердечный выброс у человека, и
преимущественно благодаря этому, несмотря на огромное недооценку (
Именно в год публикации революционной труда Гарвея (1628) родился Марчелло Мальпиги, 50 лет спустя открыл капилляры - звено кровеносных сосудов, соединяющие артерии и вены, - и таким образом завершил описание замкнутой сосудистой системы.
Самые количественные измерения механических явлений в кровообращении были сделаны Стивеном Хейлз (1677 - 1761), который измерил артериальное и венозное кровяное давление, объем отдельных камер сердца и скорость истечения крови из нескольких вен и артерий, продемонстрировав таким образом, что большая часть сопротивления течения крови приходится на область микроциркуляции. Он считал, что вследствие упругости артерий течение крови в венах остается более или менее постоянным, а не пульсирует, как в артериях.
Позже, в XVIII и XIX веках ряд известных гидромеханики заинтересовались вопросами циркуляции крови и внесли существенный вклад в понимание этого процесса. Среди них были Леонард Эйлер, Даниэль Бернулли (который был на самом деле профессором анатомии) и Жан Луи Мари Пуазейля (также врач, его пример особенно показывает, как попытка решить частичную прикладную задачу может привести к развитию фундаментальной науки). Одним из виднейших ученых-универсалов был Томас Юнг (1773 - 1829), также врач, чьи исследования в оптике привели к установлению волновой теории света и понимания восприятия цвета. Другая важная область исследований Юнга касается природы упругости, в частности свойств и функции упругих артерий, его теория распространения волн в упругих трубках до сих пор считается фундаментальным корректным описанием пульсового давления в артериях. Именно в его лекции по этому вопросу в Королевском обществе в Лондоне содержится явное заявление, что «вопрос о том, каким образом и в какой степени циркуляция крови зависит от мышечных и упругих сил сердца и артерий в предположении, что природа этих сил известна, должен стать просто вопросом самых разделов теоретической гидравлики ».
Схема кровообращения Гарвея была расширена при создании в XX веке схемы гемодинамики Аринчиним Н. И. Оказалось, что скелетная мышца по кровообращения не только проточная сосудистая система и потребитель крови, «иждивенец» сердца, но и орган, который является мощным насосом - периферическим «сердцем». За давлением крови, развивается мышцей, он не только не уступает, но даже превосходит давление, поддерживаемый центральным сердцем, и служит эффективным его помощником. В связи с тем, что скелетных мышц очень много, более 1000 их роль в продвижении крови у здорового и больного человека, несомненно, велика.
Кровообращение происходит двумя основными путями, называемыми кругами: малым и большим кругами кровообращения. Малым кругом кровь циркулирует через легкие. Движение крови этим кругом начинается с сокращения правого предсердия, после чего кровь поступает в правый желудочек сердца, сокращения которого толкает кровь в легочный ствол. Циркуляция крови в этом направлении регулируется предсердно-желудочковой перегородкой и двумя клапанами: трехстворчатым (между правым предсердием и правым желудочком), что предотвращает возврату крови в предсердия, и клапаном легочной артерии, предотвращает возвращению крови из легочного ствола в правый желудочек. Легочный ствол разветвляется к сети легочных капилляров, где кровь насыщается кислородом путем вентиляции легких. Затем кровь через легочные вены возвращается из легких в левое предсердие. Большой круг кровообращения поставляет насыщенную кислородом кровь к органам и тканям. Левое предсердие сокращается одновременно с правым и толкает кровь в левый желудочек. Из левого желудочка кровь поступает в аорту. Аорта разветвляется на артерии и артериолы.
Таким образом, кровь движется большого круга кровообращения от левого желудочка до правого предсердия, а затем малым кругом кровообращения от правого желудочка до левого предсердия.
Правая половина сердца и левая работают синхронно. Для
удобства изложения здесь будет рассмотрена работа левой половины сердца. Сердечный
цикл включает в себя общую диастолу (расслабление), систолу (сокращение)
предсердий, систолу желудочков. Во
время общей диастолы давление в полостях сердца близко к нулю, в аорте медленно
снижается с систолического до диастолического, в норме у человека равными
соответственно 120 и
Артерии, которые почти не содержат гладких мышц, но имеют
мощную эластичную оболочку, выполняют главным образом «буферную» роль,
сглаживая перепады давления между систолического и диастолического. Стенки
артерий упруго растяжимым, что позволяет им принять дополнительный объем крови,
«бросаем» сердцем во время систолы, и лишь умеренно, на 50-
Капилляры характеризуются тем, что их сосудистая стенка
представлена одним слоем клеток,
так что они высоко проницаемы для всех растворенных в плазме крови
низкомолекулярных веществ. Здесь
происходит обмен веществ между тканевой жидкостью и плазмой крови. при
прохождении крови через капилляры плазма крови 40 раз полностью обновляется с
интерстициальной (тканевой) жидкостью, объем только диффузии через общую
обменную поверхность капилляров организма составляет около
От органов кровь возвращается через посткапилляры в венулы и вены, в правое предсердие по верхней и нижней полых вен, а также коронарным венам (возвращает кровь от сердечной мышцы). Венозный возврат осуществляется по нескольким механизмам. Во-первых, базовый механизмам благодаря перепаду давления в конце венозной части. Во-вторых, для вен скелетных мышц важно, что при сокращении мышцы давление «извне» превышает давление в вене, так что кровь «выжимается» из вен сократилась мышцы. Присутствие же венозных клапанов определяет направление движения крови при этом - от артериального конца к венозному. Этот механизм особенно важен для вен нижних конечностей, поскольку здесь кровь венами поднимается, преодолевая гравитацию. В-третьих, важно посасывая роль грудной клетки. Во время вдоха давление в грудной клетке падает ниже атмосферного (которое мы принимаем за ноль), что обеспечивает дополнительный механизм возврата крови. Величина просвета вен, а соответственно и их объем, значительно превышают таковые артерий. Кроме того, гладкие мышцы вен обеспечивают изменение их объема в достаточно широких пределах, приспосабливая их емкость до меняющегося объема циркулирующей крови. поэтому физиологическая роль вен определяется как «емкостные сосуды».
3.1.Артерии - общие сведения
Артерии - кровеносные сосуды, несущие кровь, обогащенную кислородом, от сердца ко всем частям организма. Исключением является легочный ствол, который несет венозную кровь из правого желудочка в легкие. Сукупность артерий составляет артериальную систему.
Артерии снабжают кровью все органы, разделяясь на ветви различного диаметра. Артерии или их ветви обозначаются либо по названию органа (почечная артерия), либо по топографическому признаку (подключичная артерия). Некоторые крупные артерии называются стволами (чревной ствол). Мелкие артерии называются ветвями, а мельчайшие артерии - артериолами.
Проходя по мельчайшим артериальным сосудам, насыщенная кислородом кровь достигает любой участок организма, куда наряду с кислородом эти мелкие артерии поставляют питательные вещества, необходимые для жизнедеятельности тканей и органов.
3.1.1. Анатомия артерий. Артерии представляют собой цилиндрические трубки с весьма сложным строением. В ходе ветвления артерий диаметр их просвета постепенно уменьшается, но суммарный диаметр возрастает. Различают крупные, средние и мелкие артерии. В стенках артерий имеются три оболочки.
Внутренняя оболочка - внутренний клеточный слой образован эндотелием и подлежит субэндотелиальным слоем. В аорте - наиболее толстый клеточный слой. По мере ветвления артерий клеточный слой истончается.
Средняя оболочка образована преимущественно гладкой мышечной тканью эластичной тканями. По мере ветвления артерий эластическая ткань становится менее выраженной. В самых мелких артериях эластическая ткань выражена слабо. В стенках прекапилляров эластическая ткань исчезает, а мышечные клетки располагаются в один ряд. В капиллярах исчезают мышечные волокна.
Наружная оболочка построена из рыхлой соединительной ткани с великим количеством эластичных волокон. Эта оболочка выполняет функцию артерии: она богата сосудами и нервами.
Стенки артерий имеют собственные кровеносные и лимфатические сосуды, питающие стенки артерий. Эти сосуды идут от ветвей ближайших артерий и лимфатических сосудов. Венозная кровь из стенок артерий оттекает в ближайшие вены.
Стенки сосудов пронизаны многочисленными и разнообразными по строению функциями нервными окончаниями. Чувствительные нервные окончания (ангиорецепторы) реагируют на изменения в химическом составе крови, на смену давления в артериях и посылают? Нервные импульсы к соответствующим отделам нервной системы. Двигательные нервные окончания, находящиеся в мязовом слое артерии, при соответствующем раздражении вызывают сокращение мышечных волокон, тем самым уменьшая просвет артерий.
Ветвления крупных артерий на более мелкие происходит по трем основным типам: магистральном, рассыпной или смешанном. Последовательно отходят ветви. При этом по мере отхождения ветвей диаметр магистрального ствола уменьшается. При втором типе - сосуд делится на несколько ветвей (похоже на куст). Ветвление может иметь смешанный характер, когда магистральный ствол отдает ветви, а затем разделяется на несколько артерий. Главные (магистральные) артерии обычно лежат межмышечные, на костях.
По П.Ф. Лесгафту, артериальные стволы делятся соответственно костной основе. Так, на плече один артериальный ствол, на предплечье - два, а на кисти - пять.
По М.Г. Прирост, распределение артериальных стволов подчинено закономерности. В такие органы, как печень, почка, селезенка, артерия заходит через имеющиеся в них ворота и посылает ветви во всех направлениях.
В мышцу артерия посылает ветви последовательно и постепенно, ее длина. Наконец, артерии могут проникать в орган из нескольких источников по радиусам (пример - щитовидная железа).
Артериальное кровоснабжение полых органов происходит по трем типам - радиальному, циркулярный, и продольному. При этом артериальные сосуды формируют арки вдоль полого органа (желудок, кишечник, трахея др.) посылают свои ветви на его стенки. На стенке образуются артериальные сети.
Для артериальной системы, как части сердечнососудистой системы характерно наличие во всех органах и частях тела соединений между артериями и их ветками - анастомозов, благодаря которым осуществляется обходные (коллатериальное) кровообращение.
Кроме анастомозов, между мелкими артериями или артериолами и венами есть непосредственные соединения - соустья. Поэтому кровь, обходя капилляры, из артерии непосредственно переходит в вену. Анастомозы и соустья играют большую роль в перераспределении крови между органами.
3.2 Вены - общие сведения
Вены - кровеносные сосуды, несущие венозную кровь (с низким вместом кислорода и повышенным содержанием двуокиси углерода) из органов и тканей в правое предсердие. Исключение составляют несущие кровь из легких в левое предсердие легочные вены: кровь в них обогащена кислородом.
Совокупность всех вен представляет собой венозную систему, входящей в состав сердечнососудистой системы. Сеть мелких сосудов - капилляров
(См. далее "капилляры") переходят в посткапиллярные венулы, которые сливаясь, образуют более крупные венулы. Венулы образуют в органах сеть. С этой сети берут начало вены, которые образуют в свою очередь, более сильные венозные сплетения или венозную сеть, располагаясь в органе или рядом с ним.
3.2.1. Анатомия вен
Различают поверхностные и глубокие вены.
Поверхностные вены располагаются в подкожной клетчатке и берут начало с поверхностных венозных сплетений или венозных дуг головы, туловища, конечностей.
Глубокие вены, нередко парные, начинаются в отдельных участках тела, сопровождают артерии, почему и получили название вен-спутниц.
Вены, несущие кровь от головы и шеи, - внутренние яремные вены. Они соединяются с венами, несущими кровь от верхних конечностей, - подключичными венами, образуя плечеголовные вены. Плечеголовные вены формируют верхнюю полую вену. В нее впадают вены стенок грудной и частично брюшной полостей. Вены, собирающие кровь из нижних конечностей, части подчревной полости и из парных органов живота (почки, половые железы) формируют нижнюю полую вену.
От непарных органов живота (органы пищеварения, селезенка, поджелудочная железа, большой сальник, желчевыводящие протоки, желчный пузырь) кровь оттекает через воротную вену в печень, где происходит утилизация перестройку продуктов пищеварения, поступивших из ЖКТ. Из печени венозная кровь через печеночные вены (3-4 стволы) поступает в нижнюю полую вену.
Вены стенки сердца впадают в общий сток сердечных вен - венечный синус.
В венозной сети широко развита система венозных сообщений (коммуникаций) венозных сплетений, что обеспечивает отток крови из одной венозной системы в другую. Мелкие и средние вены, а также некоторые крупные имеют венозные клапаны (заслонки) - полулунные складки на внутренней оболочке, которые обычно располагаются попарно. Небольшое количество клапанов имеют вены нижних конечностей. Клапаны пропускают кровь по направлению к сердцу и препятствуют ее обратному течению. Обе полые вены, вены головы и шеи нет клапанов.
В головном мозге находятся венозные синусы - пазухи, расположенные в расщеплениях твердой мозговой оболочки мозга, имеют несоприкасающиеся стенки. Венозные синусы обеспечивают беспрепятственный отток венозной крови из полости черепа в черепные вены.
Стенка вены также, как и стенка артерии, состоит из трех слоев. Однако эластичные элементы в ней развиты слабо из-за низкого давления незначительно скорости кровотока в венах.
Артерии, питающие стенку вены, являются ветвями близлежащих артерий. У стенки вены находятся нервные окончания, реагирующие на химический состав крови, скорость кровотока и другие факторы. В стенке также есть двигательные волокна нервов, которые влияют на тонус мышечной оболочки вены, заставляя ее сокращаться. При этом просвет вены незначительно изменяется.
3.3. Кровеносные капилляры - общие сведения
Кровеносные капилляры - это самые тонкостенные сосуды, по которым движется кров. Они есть во всех органах и тканях и являются продолжением артериол. Отдельные капилляры, соединяясь между собой, переходят в посткапиллярные венулы. Последние, сливаясь друг с другом, дают начало к собирательным венулам и переходят в крупные вены.
Кровеносные капилляры обеспечивают ткани организма кислородом питательных веществ, забирают из тканей продукты жизнедеятельности тканей и углекислый газ.
3.3.1. Анатомия кровеносных капилляров
По данным микроскопических исследований капилляры имеют вид узких трубок, стенки которых пронизаны субмикроскопическими "порами". Капилляры бывают прямыми, изогнутыми и закрученными в клубочек. Средняя длина капилляра достигает 750 мкм, а площадь поперечного сечения - 30 мкм. кв. Диаметр просвета капилляра соответствует размеру эритроцита (в среднем). По данным электронной микроскопии, стенка капилляра состоит из двух слоев: внутреннего - эндотелиального и наружного - базального.
4.Кровообиг - общие сведения, понятие о кругах кровообращения
Обогащенная кислородом кровь по легочным венам поступает из легких в левое предсердие. Из левого предсердия артериальная кровь через левый предсердно-желудочковый двустворчатый клапан попадает в левый желудочек сердца, а из него в самую большую артерию - аорту.
По аорте и ее ветвям артериальная кровь, содержащая кислород и питательные вещества, направляется ко всем частям организма. Артерии делятся на артериолы, а последние на капилляры - кровеносной системы. Капилляры кровеносной системы собираются в венулы, несущие венозную кровь с низким содержанием кислорода и повышенным содержанием двуокиси углерода.
