Сердечно-сосудистая система

Введение

Сосуды сердечно-сосудистой системы — это сердце, артерии, капилляры и вены.

Это транспортная система, в пределах которой кровь перегоняется сердцем в замкнутом контуре через сосуды.

Этот постоянный кровообращение по всему телу служит:

• Средством доставки и удаления веществ;
• Обеспечивает все живые клетки организма необходимыми для их нормального функционирования материалами (например, O2 и питательными веществами)
• Удаляет продукты клеточного метаболизма (CO2 и другие метаболиты).
• Эти вещества не попадают и не покидают кровообращение напрямую; их проход осуществляется косвенно, через межклеточную (внеклеточную) жидкость^[1].

Регуляция сердечно-сосудистой системы происходит с помощью бесчисленного количества стимулов, включая изменение объема крови, гормоны, электролиты, осмолярность, медикаменты, надпочечники, почки и многое другое. Парасимпатическая и симпатическая нервные системы также играют ключевую роль в регуляции сердечно-сосудистой системы^[2].

Разделы

Система кровообращения человека состоит из двух основных разделов, расположенных один за другим (в

серии) :

• Системное кровообращение: левый желудочек в качестве насоса (85% кровообращения, остальное 5% в сердце) с высоким внутриcосудистым давлением^[3]
• Легочное кровообращение: правый желудочек в качестве насоса^[1] (10% кровообращения); система с низким давлением при низком внутриcосудистом давлением

Легочное кровообращение позволяет оксигенировать кровь, а системное кровообращение доставляет оксигенированную кровь и питательные вещества в остальную часть тела^[2].

Вовлеченные органы

Сердце

Орган, который перекачивает кровь по сосудам. Он непосредственно перекачивает кровь в артерии, более конкретно в аорту или легочную артерию.

• Сердце перекачивает оксигенированную кровь из левого желудочка в аорту для начала системного кровообращения.
• После того как кровь снабдила клетки по всему телу кислородом и питательными веществами, она возвращает деоксигенированную кровь в правое предсердие сердца.
• Деоксигенированная кровь течет вниз от правого предсердия к правому желудочку.
• Затем сердце перекачивает ее из правого желудочка в легочные артерии для начала легочного кровообращения.
• Кровь направляется к легким, обменяет углекислый газ на кислород и возвращается в левое предсердие.
• Оксигенированная кровь из левого предсердия падает в левый желудочек внизу, чтобы начать системное кровообращение снова.

• Каждая половина сердца имеет приемную камеру, называемую предсердием, и нагнетающую камеру, называемую желудочком.

• Сердечный выброс у человека составляет в среднем 5-6 л/мин в покое и более 35 л/мин у элитных спортсменов во время упражнения.^[4]
• Сердце весит примерно 300 грамм.
• Два тонкостенных предсердия разделены между собой перегородкой межпредсердий.
• Два толстостенных желудочка разделены между собой межжелудочковой перегородкой.

LV = Левый желудочек

RV = Правый желудочек

LA = Левое предсердие

RA = Правое предсердие

LV ➜ RA ➜ RV ➜ легкие ➜ LA ➜ LV

LV ➜ Аортальный клапан ➜ Аорта ➜ Верхняя и нижняя полая вена ➜ RA ➜ Трехстворчатый клапан ➜ RV ➜ Легочный клапан ➜ Легочная артерия ➜ легкие ➜ Легочная вена ➜ LA ➜ Митральный клапан ➜ LV.

Типы клапанов

Предсердно-желудочковый клапан (AV клапан)

1. Трехстворчатый клапан
2. Митральный клапан

Полулунный клапан

1. Легочный клапан
2. Аортальный клапан

Артерии

Артерии снабжают организм оксигенированной кровью — за исключением легочных артерий, исходящих от сердца; они переносят деоксигенированную кровь в легкие, и пупочной артерии, которая переносит деоксигенированную кровь от плода к плаценте. Кровь движется от артерий к артериолам и далее к капиллярам, где происходит газообмен.

Самая большая артерия — это аорта, которая начинается от левого желудочка и проходит вниз вдоль левой стороны тела. Она делится на четыре основных региона: восходящая аорта, дуга аорты, грудная аорта и брюшная аорта.

Артерии можно разделить на эластичные артерии, мышечные артерии и артериолы.

1. Эластичные артерии самые крупные (1-2,5 см в диаметре) и содержат большое количество эластина, а также гладкую мышечную ткань. Они имеют большой просвет с низким сопротивлением потоку крови и могут расширяться и сокращаться, чтобы приспособиться к изменениям объема крови.
2. Мышечные артерии регулируют местный кровоток и доставляют кровь к отдельным органам. Они имеют диаметр 0,3 мм - 1 см и содержат больше гладкой мышцы, но меньше эластина, чем эластичные артерии.
3. Артериолы — это самые маленькие артерии (0,01-0,3 мм в диаметре). В некоторых участках они содержат все три сосудистые слои (внутреннюю оболочку, медию и наружную оболочку). Когда они близки к капиллярам, они содержат один слой гладкомышечных клеток, покрывающих эндотелиальные клетки^[5].

Капилляры

Капилляры можно сравнить с самыми мелкими ветвями дерева, они соединяют артериолы с венулами. Этот тонкий слой позволяет осуществлять обмен питательными веществами, газами и отходами с тканями и органами.

• Кровоток в капилляры определяется диаметром артериол и может быть увеличен за счет вазодилатации.
• Капилляры действуют как полупроницаемая мембрана, позволяя диффузии газов и передаче питательных веществ и продуктов отходов.
• Один слой уплощенных эндотелиальных клеток капилляров облегчает обмен веществ между капиллярами и тканями.
• Газы, такие как O2 и CO2, метаболические продукты отходов, лактат, глюкоза и другие питательные вещества переносятся через стенки капилляров через небольшие щели в эндотелиальных клетках, известные как поры или фенестры.
• Чтобы предотвратить потерю капиллярами жизненно важных веществ таких как белки плазмы, щели в эндотелиальных клетках меньше этих белков^[5].

Вены

Переносят кровь обратно к сердцу, содержат клапаны, предотвращающие обратный ток крови^[2]. Вены:

• Тонкие, эластичные сосуды, которые выполняют функцию резервуара для крови
• Не нуждаются в большом количестве эластина и гладких мышц, так как они транспортируют кровь под низким давлением обратно к сердцу
• Имеют большой просвет, а также клапаны, которые обеспечивают односторонний поток крови к сердцу.

Структура

• Венулы имеют диаметр 8-100 мкм, а у самых больших из них имеется тонкая наружная оболочка и медиа, состоящая из двух или трех слоев гладкомышечных клеток.
• Венулы соединяются, образуя вены, в которых наружная оболочка, состоящая из толстых коллагеновых пучков, является самым большим слоем.
• Самые крупные вены — верхняя и нижняя полые вены — имеют большую наружную оболочку, дополнительно утолщенную полосами гладкой мышцы.
• Венозная система представляет собой нерегулярную сеть, которая, как правило, следует курсу артерий^[5].

^[6]

Типы циркуляции крови

Типы путей циркуляции

^[7]

Системная циркуляция (большой круг)

Левый желудочек ➜ тело ➜ Правое предсердие

Легочная циркуляция (меньший круг)

Правый желудочек ➜ легкие ➜ Левое предсердие

Портальная циркуляция

Циркуляция богатой питательными веществами крови между кишечником и печенью называется портальной циркуляцией.

Она позволяет печени удалять вредные вещества, которые могут быть переварены, прежде чем кровь попадет в основную циркуляцию крови по всему телу — в системную циркуляцию.

Кровоток от органов брюшной полости, проходящий через портальную вену печени, и в печеночную вену возвращается к сердцу от нижней полой вены. Этот путь позволяет печени обрабатывать и очищать вещества, попадающие в организм через желудочно-кишечный тракт.

Почечная циркуляция

Почечная циркуляция снабжает почки кровью через почечные артерии, левую и правую, которые отводятся непосредственно от брюшной аорты. Несмотря на относительно малый размер, почки получают около 20% сердечного выброса. Кровь поступает в почку преимущественно для очистки.

Во-первых, почка получает примерно 20–25% сердечного выброса, хотя она составляет менее 1% массы тела. Кровь проходит через большинство органов для обеспечения их кислородом и питательными веществами, но через почку кровь проходит в основном для очистки.

Сердечный цикл

^[8]

Фазы сердечного цикла

Две основные фазы сердечного цикла — это систола (фаза сокращения) и диастола (фаза расслабления)

Диастола

Фаза диастолы начинается с расслабления всех мышц сердца. Во время диастолы кровь возвращается в сердце и начинает заполнять предсердия и желудочки. Отсутствие давления в желудочках позволяет открыться митральному и трикуспидальному клапанам, что позволяет крови из предсердий попасть в левый и правый желудочки соответственно. Этот этап сердечного цикла показан на изображении ниже:

^[9]

Систола

Еще одна волна сокращения начинается, когда желудочки входят в фазу желудочковой систолы и начинают сокращаться сами. Увеличившееся давление в желудочках закрывает митральные и трикуспидальные клапаны. Давление открывает аортальные и легочные клапаны. Это показано на изображении ниже. Это начинается систолическая часть цикла.

^[10]

Фазы систолы и диастолы

Систола - 0.27(0.3)

Диастола - 0.53(0.5)

Общий сердечный цикл составляет 0.27+0.53=0.8 сек

Фаза систолы

Изометрическое сокращение

Все клапаны закрыты, желудочек подвергается изометрическому сокращению, и давление в желудочке увеличивается.

Период выброса

Полулунные клапаны открыты, желудочек сокращается, и кровь выбрасывается наружу.

Фаза диастолы

Прото-диастола

На первой стадии диастолы полулунные клапаны закрываются в конце этого периода.

Изометрическое расслабление

Все клапаны закрыты, желудочек подвергается изометрическому расслаблению, и давление в желудочке уменьшается.

Быстрое и медленное заполнение

Атриовентрикулярные клапаны открыты, желудочек расслабляется, и происходит заполнение.

Последнее быстрое заполнение

Атриум сокращается, и небольшое количество крови поступает в желудочек.

Звуки сердца

• Первый и второй звуки сердца известны как классические сердечные звуки и слышны с помощью стетоскопа.
• Два сердечных звука более выражены и напоминают слова 'лаб' (или 'луб') и 'даб' (или 'дуб').
• Третий звук сердца слабый и не слышен при помощи стетоскопа, но может быть зарегистрирован через микрофон.
• Четвертый звук сердца неслышен, он становится слышимым только при патологических состояниях. Этот шум сердца изучается только с помощью графической регистрации, то есть фонокардиограммы.

Для получения более подробной информации о различных звуках сердца, обратитесь к выслушиванию.

Различные звуки сердца

^[11]

Сердечно-сосудистые заболевания

Согласно Всемирной организации здравоохранения, сердечно-сосудистые заболевания являются ведущей причиной смерти людей во всем мире. Сердечно-сосудистые заболевания включают нарушения сердечной и сосудистой систем, такие как ишемическая болезнь сердца, инсульт, гипертония и сердечная недостаточность^[12].

• Старение/Гипертония: Постоянно повышенное артериальное давление (высокое артериальное давление) в артериях, связанное с развитием заболеваний, таких как атеросклероз, инфаркт миокарда и инсульт, и может вызвать повреждение почек.
  • С возрастом наблюдается снижение эластичности, особенно аорты.
  • Увеличение фиброзных изменений (увеличение коллагеновых волокон и их поперечного связывания).
  • С возрастом, повышенное артериальное давление становится более частым.
  • Патофизиология гипертонии включает диабет, гиперхолестеринемию и курение сигарет (способствующее атеросклеротическим изменениям).

• Коронарная артериальная болезнь (ишемическая болезнь сердца): сужение или блокировка в коронарных артериях, которые обеспечивают кровью сердечную мышцу. Полная блокировка кровотока вызовет сердечный приступ.
• Инсульт - это гибель клеток мозга (нейронов) из-за отсутствия кровоснабжения.
• Сердечная недостаточность: сердце не в состоянии обеспечить достаточное кровоснабжение тканей тела. Она вызывается такими состояниями, как гипертония, болезнь сердца и кардиомиопатия (хроническое заболевание сердечной мышцы)^[12].
• Аневризма сосуда:
  • При потере или дефекте эластичных компонентов сосуда, наружное трансмуральное давление (раздутие) может быть несбалансированным с недостаточной силой напряжения, что позволяет образоваться аневризме (подвержена разрыву).
  • Разрыв аневризмы в мозге приводит к жизнеугрожающему субарахноидальному кровоизлиянию.

• Атеросклероз:
  • Форма артериосклероза, характеризующаяся отложением атероматозных бляшек, содержащих холестерин и липиды, на внутреннем слое стенок крупных и средних артерий.

• Диссекция:
  • Ненормальное и, как правило, резкое образование разрыва вдоль внутренней стенки артерии. Когда разрыв становится больше, он образует небольшой мешочек, называемый "ложным просветом". Кровь, накапливающаяся в этом ложном просвете, может образовывать тромбы или иначе блокировать кровоток, что приводит к инсульту^[3].

Оценка

Следующие пункты важны для клинической оценки сосудистой системы:

1. Артериальное давление: нормальное АД - менее 120 (систолическое) и менее 80 (диастолическое); повышенное АД - от 120 до 129 для систолы и менее 80 для диастолы.
2. Пульс - Пальпация в артериальных зонах сонной, бедренной, подколенной артерий, а также тыльной артерии стопы, задней большеберцовой и других зон для оценки кровотока.
3. Шумы — Аускультация на наличие вибрационного звука, локализованного на стенке артерии и вызванного турбулентностью, что указывает на поражение.
4. Наблюдения на коже – Цианоз, бледность, отек и язвы могут указывать на сосудистую этиологию. При язвах, дистальные язвы стопы чаще связаны с артериальной этиологией по сравнению с язвами маллеолярной области, которые лучше указывают на венозную причину.
5. Капиллярное наполнение – Относится к количеству времени, необходимому для наполнения после сжатия ногтевой пластины, и указывает на состояние перфузии^[3].

Резюме

• Сосудистая система работает с сердцем для обеспечения тела кислородом и питательными веществами и удаления продуктов отходов
• Существует пять классов кровеносных сосудов: артерии, артериолы, вены, венулы и капилляры
• Капилляры обеспечивают диффузию газов и перенос питательных веществ и продуктов обмена между кровью и тканями
• Кровоток и артериальное давление регулируются нервными, химическими и гормональными механизмами
• Некоторые органы и ткани могут автоматически регулировать собственный кровоток^[5]

Ссылки