Самую большую работу приходится выполнять левому желудочку. С огромной силой он выталкивает кровь в аорту. Аорта далее делится на несколько крупных, затем средних и более мелких артерий. Сосудистая магистраль постоянно ветвится, сужается и переходит в капилляры. Именно здесь происходит обмен: эритроциты крови отдают кислород и забирают углекислый газ из клеток, примыкающих к сосуду. Обратный путь крови проходит сначала по венулам, затем по мелким и крупным венам. Через нижнюю и верхнюю полые вены кровь снова попадает в сердце, но уже в правое предсердие. Это и есть большой круг кровообращения.
Из правого желудочка кровь поступает в легочную артерию и далее по все более суживающимся сосудам, пока не достигнет легочных альвеол. Здесь происходит обратный обмен. Эритроциты крови отдают углекислый газ и насыщаются кислородом. Насыщенная кислородом кровь поступает по системе легочных вен в левое предсердие, а затем в левый желудочек. Это малый крут кровообращения.
Общая длина сосудов в теле человека составляет 100000 км. Физиологическое назначение артериальных сосудов состоит в том, чтобы обеспечивать ток крови по организму, поддерживать соответствующее давление, распределять кровь по органам и тканям. В капиллярах осуществляется важнейшая часть функции кровеносной системы — доставка к тканям кислорода и необходимых питательных веществ, с одной стороны, и «отгрузка» углекислого газа и ненужных тканям отработанных веществ — с другой, что объясняет резкое замедление тока крови в капиллярах, тонкость их мембран и большую площадь поверхности капиллярной сети. Если вытянуть капилляры человека в одну линию, можно обмотать ими нашу планету 2,5 раза!
Функция вен состоит в отводе крови от капилляров и подаче ее к сердцу. Кроме циркулирующей крови, различают резервную, которая хранится в специальных депо, например в селезенке. Резервная кровь составляет примерно Уз от всего количества крови, то есть если всего в организме 5–6 л крови, то в депо находится почти 2 л крови. Этот запас при необходимости выбрасывается в общий кровоток — например, при физической нагрузке.
В спокойном состоянии сердце бьется с частотой 60–80 ударов в минуту. За одно сокращение выбрасывается 60–75 мл крови. В минуту сердце перекачивает 4–6 л крови, за сутки — почти 10 т. В течение 70 лет сердце обычного человека выполняет более 2,5 миллиарда ударов и перекачивает 155 миллионов литров крови. Жизнь заканчивается, как только сердце перестает биться в груди. Вот почему его считают главным органом организма!
У сердца трехслойные стенки. Внутренний слой выстилает все полости сердца и называется эндокардом. Второй слой, который, собственно, и выполняет всю работу, самый толстый — миокард. Сердечная мышца, или миокард, состоит из клеток двух типов: проводниковой системы и сократительного миокарда. Мышечный слой желудочков мощный, толстый, особенно в левом желудочке. Именно левый желудочек с огромной силой выбрасывает кровь в аорту, поэтому имеет очень мощную мускулатуру. Стенка левого желудочка приблизительно в 3 раза толще стенки правого желудочка. Толщина его мышцы составляет 1,0–1,5 см. Мышцы правого желудочка более слабые, толщина его стенки — 0,5–0,8 см. Третий слой прикрывает миокард снаружи и называется эпикардом. Кроме того, сердце помещено в специальный мешок — сердечную сумку, или перикард. Между перикардом и собственно сердцем находится 30–40 мл жидкости, которая выполняет функцию смазки. Сердечная сумка обеспечивает сердцу постоянное положение в грудной клетке и предохраняет от чрезмерного растяжения.
Каждый сердечный цикл подразделяется на систолу и диастолу. Во время систолы происходит сокращение отделов сердца, во время диастолы — расслабление. Сокращение предсердий и желудочков наступает поочередно. Во время сокращения предсердий желудочки расслаблены. По окончании систолы предсердий наступает их диастола, а также систола желудочков. Каждая систола желудочков подразделяется на несколько фаз., Во время фазы напряжения давление в полостях сердца повышается, оно достигает в правом желудочке 25 мм рт. ст., а в левом — 120–130 мм рт. ст. Клапаны, отделяющие предсердия и желудочки, захлопываются, клапаны аорты и легочной артерии открываются. Кровь с силой выталкивается в артерии — это фаза изгнания. В норме при ритме сокращений сердца 70–75 в минуту с каждой систолой выбрасывается 65–70 мл крови. После сокращения наступает расслабление, или диастола. Диастола, в свою очередь, подразделяется на период расслабления, во время которого сократительный процесс прекращается, давление в желудочках падает, клапаны аорты и легочной артерии закрываются, а предсердно-желудочковые раскрываются, и период наполнения, во время которого желудочки наполняются кровью из предсердий. Физиологическое значение периода расслабления состоит в том, что за это время в миокарде происходят обменные процессы между клетками и кровью, то есть происходит восстановление работоспособности сердечной мышцы. Восстановительные процессы в сердце происходят именно во время диастолы.
Наше сердце — гениальное творение природы. В течение своего цикла оно успевает и поработать, и отдохнуть. 40 % времени сердечная мышца желудочков находится в активном состоянии и 60 % — отдыхает. Днем, когда человек бодрствует, частота сердечных
сокращений выше. Ночью сердце замедляет свой ритм. «Рабочий день» у сердца примерно такой же, как у нас. В течение суток оно находится в состоянии сокращения приблизительно 8 часов, а остальные 16 часов имеет возможность восстанавливать свои силы. Так происходит беспрерывно, пока бьется сердце.
Сердце имеет двойное управление. Деятельность сердца регулируется импульсами, идущими из коры головного мозга и подкорковых образований. Однако сердечная мышца обладает автоматизмом, то есть способна сокращаться и без воздействий центральной нервной системы.
Внутри полостей самого сердца и в стенках крупных сосудов расположены нервные рецепторы — своеобразные датчики, воспринимающие колебания давления в сердце и сосудах. Эти импульсы поступают в центральную нервную систему и вызывают влияющие на работу сердца рефлексы в виде замедления или ускорения сердцебиения. Именно центральная нервная система контролирует работу сердца, так как потребности в кислороде и питательных веществах постоянно меняются. Центральная нервная система усиливает работу сердца во время физических и эмоциональных нагрузок и обеспечивает более экономную работу в покое и во время сна. От нервных центров, расположенных в продолговатом и спинном мозге, по нервным волокнам обратные импульсы передаются к сердцу.
Существует два вида влияния нервов на сердце: одно — тормозящее, т. е. снижающее частоту сокращений сердца, другое — ускоряющее. Импульсы, ослабляющие работу сердца, передаются по парасимпатическим нервам, а усиливающие его работу — по симпатическим. Волокна парасимпатической нервной системы достигают сердца в составе блуждающего нерва и заканчиваются в синусовом и предсердно-желудочковом уздах. Стимуляция этой системы приводит к урежению сердцебиения, замедлению проведения нервного импульса, а также сужению коронарных сосудов. Волокна симпатической нервной системы заканчиваются не только в обоих узлах, но и в мышечной ткани желудочков. Раздражение этой системы вызывает противоположный эффект: возрастает частота и сила сокращений сердечной мышцы, расширяются венечные сосуды. Интенсивная стимуляция симпатических нервов может в 2–3 раза увеличить частоту сердцебиения и объем крови, выбрасываемой за единицу времени. Тяжелая физическая и умственная работа, сильные эмоции, например возбуждение или страх, ускоряют поступление в сердце импульсов, идущих из центра по симпатическим нервам. Болевое раздражение также изменяет ритм сердца. Активность двух систем нервных волокон, регулирующих работу сердца, контролируется и координируется сосудодвигательным (вазомоторным) центром, расположенным в продолговатом мозгу.
Вазомоторный центр не только регулирует работу сердца, но и координирует эту регуляцию с воздействием на мелкие периферические кровеносные сосуды. Иными словами, воздействие на сердце осуществляется одновременно с регуляцией артериального давления и других функций.
Еще одна интересная деталь, характерная только для сердца и подтверждающая его уникальность: оно способно вырабатывать импульс и проводить его по всей сердечной мышце, потом сокращаться в ответ на этот самостоятельно выработанный электрический сигнал. Нервная система, осуществляя связь сердца с внешним миром, лишь подсказывает, когда нужно замедлить или участить ритм.
В нормальном сердце импульс возбуждения вырабатывается в синусовом узле, расположенном в верхней части правого предсердия и представляющем собой пучок особой сердечно-мышечной ткани. Через равные промежутки времени, с частотой 60–80 раз в минуту в нем возникают электрические потенциалы. По специфическим путям, как по электрическим проводам, эти импульсы проводятся в близлежащие участки предсердий и в атриовентрикулярный (или предсердно-желудочковый) узел (рис. 4).
