Кровь и кровеносная система

Кровь — жидкая соединительная ткань организма; сердце и сосуды непрерывно её движут, доставляя к каждой клетке кислород и питательные вещества и унося углекислый газ и отходы. Если кровообращение остановится, клетки головного мозга погибнут за несколько минут — поэтому сердце работает всю жизнь без отдыха. Кровообращение тесно связано с дыханием, пищеварением, выделением и иммунитетом. На экзамене много вопросов о составе крови, свёртывании, строении сердца и сердечном цикле, кругах кровообращения, свойствах сосудов и первой помощи при кровотечениях.

§1. Состав крови

В организме взрослого около 4,5–6 л крови (около 7–8% массы тела). Кровь состоит из двух частей.

Плазма (около 55%) — желтоватая жидкость: около 90% воды, 7–8% белков (альбумины, глобулины — среди них антитела, фибриноген — белок свёртывания), глюкоза (около 0,1%), жиры, минеральные соли (около 0,9%). Физиологический раствор — 0,9%-й раствор поваренной соли; его концентрация равна концентрации солей плазмы, поэтому его вводят в сосуды при потере крови.

Форменные элементы (около 45%):

• Эритроциты — красные кровяные клетки: двояковогнутые диски (поверхность больше), без ядра (помещается больше гемоглобина). Содержат железосодержащий белок гемоглобин, переносящий O₂ и частично CO₂. В 1 мм³ крови около 4,5–5 млн эритроцитов. Образуются в красном костном мозге, живут около 120 дней, разрушаются в печени и селезёнке. Уменьшение числа эритроцитов или гемоглобина — малокровие (анемия).
• Лейкоциты — белые кровяные клетки: с ядром, бесцветные, крупнее эритроцитов; в 1 мм³ около 6–8 тысяч. Совершая амёбоидные движения, могут выходить через стенку капилляров в ткани. Функция — защита: фагоцитоз (И. И. Мечников), выработка антител (лимфоциты). При воспалении их число растёт.
• Тромбоциты — кровяные пластинки: мелкие, без ядра; в 1 мм³ около 200–400 тысяч. Участвуют в свёртывании крови.

Функции крови: транспортная (питательные вещества, отходы, гормоны), дыхательная (перенос O₂ и CO₂), защитная (лейкоциты, антитела, свёртывание), гуморальная регуляция (перенос гормонов), терморегуляция (распределение тепла), поддержание гомеостаза.

§2. Свёртывание крови

При повреждении сосуда свёртывание крови — защитная реакция, предотвращающая кровопотерю.

Обычно кровь свёртывается за 3–5 минут. При наследственной болезни гемофилии свёртывание нарушено — даже от маленькой раны кровь идёт долго. Тромб, образовавшийся внутри сосуда, опасен — он может закупорить сосуд.

§3. Строение сердца

Сердце — мышечный орган в грудной клетке, смещённый влево, размером примерно с кулак. Оно четырёхкамерное: два предсердия (сверху) и два желудочка (снизу); правая и левая половины полностью разделены перегородкой, поэтому артериальная и венозная кровь не смешиваются.

• Стенка левого желудочка самая толстая — он гонит кровь в большой круг, по всему телу.
• Стенка сердца из трёх слоёв: наружный — перикард (околосердечная сумка; жидкость в ней уменьшает трение), средний — миокард (сердечная мышца), внутренний — эндокард.
• Створчатые клапаны между предсердием и желудочком: слева — двустворчатый, справа — трёхстворчатый. При сокращении желудочка они закрываются и не дают крови вернуться в предсердие.
• Полулунные клапаны — в начале аорты и лёгочной артерии; не дают крови вернуться в желудочек.

Благодаря клапанам кровь в сердце движется только в одном направлении.

Сердечная мышца обладает автоматией: она ритмично сокращается под действием импульсов, возникающих в самом сердце; импульсы образует синусный узел в стенке правого предсердия. Работу сердца регулируют нервная система (симпатические нервы ускоряют, блуждающий нерв замедляет) и гормоны (адреналин усиливает). Само сердце снабжается кровью по венечным (коронарным) артериям.

§4. Сердечный цикл

В покое сердце сокращается около 70–75 раз в минуту; один цикл длится около 0,8 с:

Предсердия работают 0,1 с и отдыхают 0,7 с, желудочки работают 0,3 с и отдыхают 0,5 с — поэтому сердце не утомляется.
При каждом сокращении левый желудочек выбрасывает в аорту около 60–70 мл крови (систолический объём); кровь, выбрасываемая за минуту, — минутный объём (в покое около 4,5–5 л). Сердце тренированного человека выбрасывает за одно сокращение больше крови, поэтому в покое сокращается реже.

§5. Круги кровообращения и сосуды

Кровообращение открыл У. Гарвей в 1628 году; капилляры позже увидел в микроскоп М. Мальпиги.

Большой круг снабжает кровью все органы, малый обогащает кровь кислородом в лёгких.

Сосуды:

• артерии несут кровь от сердца; стенка толстая, упругая и мышечная; давление высокое;
• вены несут кровь к сердцу; стенка тоньше, во многих (особенно в ногах) есть клапаны; движению крови помогают сокращения скелетных мышц;
• капилляры — самые тонкие сосуды, стенка из одного слоя клеток; здесь идёт обмен веществ между кровью и тканями.

Название сосуда зависит не от вида крови, а от направления: в лёгочной артерии течёт венозная, в лёгочных венах — артериальная кровь.

• Кровяное давление максимально в аорте и минимально в полых венах (даже ниже атмосферного). У здорового взрослого давление в плечевой артерии около 120/80 мм рт. ст. (систолическое/диастолическое). Стойко повышенное давление — гипертония.
• Скорость кровотока наибольшая в аорте (около 0,5 м/с) и наименьшая в капиллярах (около 0,5 мм/с) — это удобно для обмена веществ, так как суммарный просвет капилляров очень велик.
• Пульс — колебания стенки артерии при сокращении сердца; считают на лучевой артерии, он равен числу сердечных сокращений.

§6. Лимфа, болезни и первая помощь

Лимфатическая система собирает часть тканевой жидкости и возвращает её в вены; лимфатические узлы очищают её от микробов.

Сердечно-сосудистые болезни: атеросклероз (в стенке сосуда откладываются жироподобные вещества, просвет сужается), гипертония, инфаркт (гибель участка сердечной мышцы без кровоснабжения), инсульт. Факторы риска: курение, алкоголь, малая подвижность, избыточный вес, солёная и жирная пища, стресс. Регулярные физические упражнения тренируют сердце.

Первая помощь при кровотечениях:

• артериальное — кровь алая, бьёт струёй: выше раны (ближе к сердцу) накладывают жгут, под него кладут записку со временем (летом нельзя держать дольше 2 часов, зимой — 1 часа);
• венозное — кровь тёмно-красная, течёт ровно: на рану накладывают давящую повязку (при необходимости жгут ниже раны);
• капиллярное — кровь сочится: рану очищают и накладывают обычную повязку.

Пример

Сердце сокращается 75 раз в минуту, при каждом сокращении левый желудочек выбрасывает 70 мл крови. Найдите минутный объём и длительность одного цикла.

1. Минутный объём: 75 × 70 = 5250 мл ≈ 5,25 л.
2. Один цикл: 60 / 75 = 0,8 с.
3. Ответ: около 5,25 л/мин; цикл 0,8 с.

Пример

Сколько времени за сутки работают (сокращаются) желудочки, если сердечный цикл 0,8 с?

1. Число циклов за сутки: 86 400 / 0,8 = 108 000.
2. Желудочки сокращаются 0,3 с за цикл: 108 000 × 0,3 = 32 400 с.
3. 32 400 с = 9 ч.
4. Ответ: около 9 часов; остальные 15 часов желудочки отдыхают.

Пример

Лекарство ввели в вену руки. Каким путём оно дойдёт до лёгких?

1. Вена руки → верхняя полая вена → правое предсердие.
2. Правое предсердие → правый желудочек.
3. Правый желудочек → лёгочная артерия → капилляры лёгких.
4. Ответ: вена → верхняя полая вена → правое предсердие → правый желудочек → лёгочная артерия → лёгкие.

Проверьте себя

1. Где образуются эритроциты?

2. Какой ион и какой витамин нужны для свёртывания крови?

3. Какая кровь течёт в лёгочных венах?

4. Где находится двустворчатый клапан?

5. В каких сосудах кровь течёт медленнее всего?

6. Кто открыл кровообращение?

7. Каков минутный объём, если сердце сокращается 80 раз в минуту и выбрасывает по 60 мл?

8. Куда накладывают жгут при артериальном кровотечении?

Типичные ошибки

• Писать, что в лёгочной артерии течёт артериальная кровь, — в ней венозная.
• Определять артерию как «сосуд с артериальной кровью» — артерия несёт кровь от сердца.
• Путать места двух- и трёхстворчатого клапанов — двустворчатый слева.
• Считать, что в эритроците есть ядро.
• Писать, что быстрее всего кровь течёт в капиллярах, — в капиллярах медленнее всего.
• При венозном кровотечении накладывать жгут выше раны.