Строение и функции кровообращения

Движение крови по сосудам называют кровообращением. Система органов кровообращения человека представлена сердцем и кровеносными сосудами. Сердце, сокращаясь, работает как насос и проталкивает кровь по сосудам, обеспечивая ее непрерывное движение. При его остановке наступает смерть, так как прекращается доставка тканям кислорода и питательных веществ, а также освобождение их от продуктов распада.Систему кровообращения составляют сердце и сосуды. Сердце – полый мышечный орган, расположено в грудной полости, смещено влево от средней линии груди. Оно находится в околосердечной сумке, образованной соединительной тканью. Внутренняя поверхность околосердечной сумки выделяет жидкость, увлажняющую сердце и уменьшающую его трение при сокращениях. Строение сердца соответствует его функциям. Его масса у взрослого человека составляет 250–300 г. Сердце человека и всех млекопитающих четырехкамерное. Оно разделено сплошной перегородкой на две части – правую и левую. Правая и левая его половины неполной перегородкой разделены на два сообщающихся отдела: верхний отдел – предсердия, нижний – желудочки. Таким образом, сердце имеет правое и левое предсердия, правый и левый желудочки.Отверстия между предсердиями и желудочками закрываются створчатыми клапанами, которые сухожильными нитями прикреплены к стенкам сердца. Стенки предсердий гораздо тоньше стенок желудочков. Это связано с тем, что работа, совершаемая предсердиями, сравнительно невелика, так как при их сокращении кровь свободно поступает в желудочки. Желудочки совершают значительно большую работу, проталкивая кровь по сосудам большого и малого кругов кровообращения. Мышечная стенка левого желудочка в 2–3 раза толще, чем у правого, так как он совершает большую работу, обеспечивая движение крови по большому кругу кровообращения, т. е. через ткани и органы всего тела.Кровеносные сосуды. От сердца отходят кровеносные сосуды: артерии и вены. Сосуды идущие от сердца называются артериями, а приходящие к сердцу – венами. Самая крупная артерия, идущая от левого желудочка сердца – аорта. Крупные артерии разветвляются на более мелкие сосуды – артерии, артериолы, которые многократно ветвятся до самых мельчайших сосудов, пронизывающих ткани – капилляров.Артерии имеют плотные, гладкие и упругие стенки, существенную часть которых составляют гладкие мышцы. Строение стенок позволяет артериям выдерживать большое давление, под которым кровь выбрасывается из сердца.
В капиллярах происходит обмен газами и веществами между кровью и тканями. Это возможно вследствие того, что стенки капилляров очень тонки: они состоят из одного слоя плоских клеток. Через стенку капилляров в ткани поступает кислород и питательные вещества, а из тканевой жидкости в капилляры – продукты жизнедеятельности клеток. В тканях различных органов капилляры переходят в тонкие венулы. Эти сосуды постепенно сливаются в более крупные вены, самые крупные из которых впадают в сердце. Стенки венозных сосудов тоньше, чем стенки артерий и давление крови в них невелико. Движение крови в организме.

Кровь движется по двум замкнутым системам сосудов, соединенных с сердцем, – малому и большому кругам кровообращения Малый круг кровообращения начинается от правого желудочка, при сокращении которого венозная кровь выбрасывается в легочную артерию. Две ветви последней несут кровь к правому и левому легким. Здесь между тончайшими капиллярами и легочными пузырьками происходит газообмен: в кровь из легких поступает кислород, а из крови в легкие отдается углекислый газ. В легких кровь обогащается кислородом, превращаясь из венозной в артериальную. От легких артериальная кровь по легочным венам идет к левому предсердию, а затем в левый желудочек. Большой круг кровообращения начинается от левого елудочка аортой, от которой отходят крупные восходящие артерии, несущие кровь к голове и верхним конечностям, и нисходящие — несущие кровь ко всем органам и тканям тела, в том числе к самому сердцу. Артерии постепенно ветвятся, образуя в органах и тканях сеть капилляров. Здесь происходит обмен между кровью и тканями: кровь отдает тканям кислород и питательные вещества, а в нее из тканей поступает углекислый газ и продукты распада. Таким образом, кровь из артериальной превращается в венозную. Капилляры переходят в сеть венозных сосудов. Эти сосуды по степенно сливаясь укрупняются, образуя полые вены – нижнюю и верхнюю, которые приносят венозную кровь к правому предсердию. По верхней полой вене в сердце поступает кровь от головы, а по нижней – от всех органов и конечностей. Кругооборот крови по большому кругу кровообращения происходит за 20–23 с, по малому кругу – в 5 раз быстрее. Большое значение в кругообороте крови по кругам кровообращения имеет клапанный аппарат сердца и сосудов, который обеспечивает движение крови в одном направлении. В перегородке между предсердиями и желудочками располагаются створчатые клапаны, которые раскрываются под давлением крови только в одну сторону (из предсердий в желудочки), пропуская кровь в одном направлении. При сокращении желудочков под давлением крови клапаны плотно закрываются и не пропускают кровь обратно в предсердия.В выходящих из сердца сосудах (аорте и легочных артериях) расположены полулунные клапаны, которые открываются при сокращении желудочков только в одну сторону – от сердца в сосуд. При выталкивании крови в аорту и легочную артерию полулунные клапаны прижимаются к стенкам сосудов. Клапаны имеют форму карманов и при расслаблении желудочков кровь не может вернуться в сердце, так как кровь, затекая в кармашки, растягивает их, и клапаны плотно смыкаются. Таким образом, полулунные клапаны обеспечивают движение крови в одном направлении – из желудочков в артерии.

ОБМЕН БЕЛКОВ.

Белками (протеинами) называют высокомолекулярные соединения, содержащие азот (в отличие от жиров и углеводов), построенные из аминокислот. Физиологическое значение белков:Пластическая функция (белки являются главной составной частью всех клеток и межклеточных структур).;Ферментативная функция (способность ускорять биохимические реакции в организме). ;Рецепторная функция.;Регуляторная функция (гормоны).;Транспортная функция (ионный канал, гемоглобин, альбумины и др.); Защитная функция (проявляется в образовании иммуноглобулинов при поступлении в организм чужеродного белка; кроме того, белки связывают токсины и яды, попадающие в организм). ;Сократительная функция (актин, миозин).;Буферная функция (поддержание кислотно-основного состояния).;Реологическая функция (вязкость крови).;Гемостатическаяфункция (обеспечивают свертывание крови и остановку кровотечения при ранениях).;Передача наследственных свойств, в которой ведущую роль играют нуклеопротеиды. ;Энергетическая функция (4,1 ккал/г;энергетическая ценность белков невелика).    Свойство белков – индивидуальная специфичность (образование иммунных тел в организме человека при пересадке органов, в результате чего может возникнуть реакция отторжения пересаженного органа).Биологическая ценность белков.В разных природных источниках белка (растительных и животных) насчитывается более 80 аминокислот. В пищевых продуктах, которые использует человек, содержится только 20 аминокислот, 8 из которых не образуются в клетках человека и должны поступать с пищей. Их называют незаменимыми (валин, метионин, треонин, лейцин, изолейцин, фенилаланин, триптофан, лизин; а у детей еще аргинин и гистидин). Недостаток незаменимых аминокислот в пище приводит к нарушениям белкового обмена в организме.Белки, содержащие весь необходимый набор незаменимых аминокислот, называют биологически полноценными (белки молока, яиц, рыбы, мяса).Белки, в составе которых отсутствует хотя бы одна аминокислота, которая не может синтезироваться в организме, -биологическинеполноценными (белки кукурузы, пшеницы, ячменя).Азотистый баланс.Аминокислоты, поступившие в печень, подвергаются процессу дезаминирования, в котором от азотистого комплекса отщепляется молекула аммиака. Отщепленный в виде аммиака, азот синтезируется в печени в мочевину и в таком виде выделяется с мочой. Безазотистый остаток молекулы аминокислоты, проходя ряд промежуточных стадий, превращается в глюкозу и освобождает энергию. Конечными продуктами расщепления белков являются вода, углекислый газ, аммиак, мочевина, мочевая кислота, креатин и креатинин, которые выделяются из организма с мочой и потом.Таким образом, в процессе распада белка образуется азот, по количеству которого судят о количестве белка, расщепленного в организме. Установлено, что 1 г азота соответствует 6,25 г белка. При расчете азотистого баланса исходят из того, что 100 г белка содержит 16% азота.Азотистым балансом называют соотношение между количеством поступившего в организм человека азота и количеством азота, выводимого из организма. Азотистое равновесие– состояние, при котором количество выведенного азота равно количеству поступившего в организм. Азотистое равновесие наблюдается у здорового взрослого человека при нормальном питании.Положительный азотистый баланс– состояние, при котором количество азота в выделениях организма значительно меньше, чем содержание его в пище, то есть наблюдается задержка азота в организме. Положительный азотистый баланс отмечается у детей в связи с усиленным ростом, у женщин во время беременности, при усиленной спортивной тренировке, приводящей к увеличению мышечной ткани, при заживлении массивных ран или выздоровлении после тяжелых заболеваний.Азотистый дефицит (отрицательный азотистый баланс) отмечается тогда, когда количество выделяющегося азота больше содержания его в пище, поступающей в организм. Отрицательный азотистый баланс наблюдается при белковом голодании, лихорадочных состояниях, нарушениях регуляции белкового обмена.Недостаточное поступление белков с пищей приводит к использованию внутреннего белка. Запасы белков в организме невелики: всего около 45 г. Источниками аминокислот в этих случаях служат белки плазмы, печени, мышц, слизистой оболочки кишечника, ферменты, что позволяет длительное время поддерживать и обновлять белки мозга и сердца. Регуляция белкового обмена осуществляется гипоталамусом и гормонами, в основном соматотропином и тироксином.Нарушение белкового обмена (диспротеинозы) возникают при дефектах пищеварительного процесса, при заболеваниях кишечника с нарушением его секреторной, моторной и всасывающей функций. В случае, если пищевой рацион наряду с низким содержанием белка имеет недостаточную энергетическую ценность, усугубляется белковая недостаточность, так как белки распадаются больше и используются как источник энергии. В таких ситуациях введение добавочного количества глюкозы будет противодействовать распаду белка (белково-щадящий эффект глюкозы). Внутривенноевведение относительно небольших количеств аминокислот также может проявлять значительный белково-щадящий эффект.

В сутки взрослому человеку необходимо примерно 85-90 г белка (это белковый оптимум 1 г/кг), причем 30 г белка– растительного происхождения.Суточная потребность в белках зависит от возраста, пола, профессии, функционального состояния организма, климатических условий.

ОБМЕН УГЛЕВОДОВ.

Организм человека получает углеводы главным образом с продуктами растительного происхождения (хлеб, картофель, фрукты, овощи и др.) в виде полисахарида крахмала и немного в виде животного полисахарида гликогена. В желудочно-кишечном тракте они расщепляются до моносахаридов. Основной из них – глюкоза.Суточная потребность взрослого человека в углеводах составляет около 400-500 г.Физиологическое значение углеводов:Пластическая функция (компонент биомембран, нуклеотидов, хрящевая, соединительная ткань).;Энергетическая функция (4,1 ккал/г; основной источник энергии, необходимой для внутриклеточной работы; 55% суточной энергии образуется при катаболизме углеводов).;Защитная функция (факторы иммунитета, слизь бронхов, ЖКТ и др.).;Регуляторная функция (клетчатка активирует перистальтику ЖКТ).;Групповая специфичность крови.Единственной формой углеводов, которая может всасываться, являются моносахара (глюкоза, фруктоза, лактоза, галактоза). Они всасываются главным образом в тонкой кишке, током крови переносятся в печень (здесь фруктоза и галактоза превращаются в глюкозу) и к тканям. В печени при избыточном поступлениииз глюкозы синтезируется гликоген– резервная форма хранения. Этот процесс носит название гликогенеза. Количество гликогена в печени взрослого человека может составлять 150-200 г. В случае ограничения потребления пищи или по мере снижения уровня глюкозы в крови инициируются реакции расщепления гликогена, и высвобождаемая глюкоза поступает в кровь. Это процесс называют гликогенолизом. Такой же процесс перехода глюкозы в кровь происходит, когда ее концентрация в клетках печени и почек повышается за счетглюконеогенеза (новообразование глюкозы из промежуточных продуктов: пировиноградной и молочной кислот; из других соединений). Большую роль в обмене углеводов играют мышцы, захватывающие из крови значительную часть глюкозы и синтезирующие гликоген. Распад гликогена – один из источников энергии мышечного сокращения. При распаде гликогена в мышцах образуются пировиноградная и молочная кислоты, попадающие в кровь. Этот процесс называют гликолизом. В фазе отдыха из молочной кислоты в мышечной ткани (и в печени) происходит ресинтез гликогена. Наибольшее количество глюкозы необходимо мозгу, покрывающему энергетические затраты исключительно за счет глюкозы. В мозге расходуется около 60% глюкозы, выделяемой печенью; здесь глюкоза окисляется до углекислого газа и воды. Небольшая ее часть превращается в молочную кислоту. При уменьшении количества глюкозы обменные процессы в нервной ткани нарушаются, приводя к нарушению функций мозга. Регуляция уровня глюкозы в крови. Уровень глюкозы в крови – одна из важных гомеостатических констант. После еды происходит повышение уровня глюкозы в крови. Это состояние пищевой гипергликемии длится около двух часов. Около 5-10% глюкозы, поступившей в кровь идет на синтез гликогена в печени, 30-40% - захватывается клетками жировой ткани, а остальное попадает в мышцы и другие ткани. В промежутках между приемами пищи уровень глюкозы поддерживается за счет распада гликогена в печени. При более продолжительном голодании (10-18 ч) практически полностью расходуются запасы гликогена, и уровень сахара поддерживается благодаря процессам глюконеогенеза: основным источником глюкозы становятся аминокислоты.Регулируется уровень глюкозы самой глюкозой. При повышении ее концентрации в крови происходит стимуляция секреции инсулина β-клетками поджелудочной железы. Инсулин усиливает захват и потребление глюкозы клетками мышц и жировой ткани. При снижении уровня глюкозы стимулируется секреция другого гормона поджелудочной железы – глюкагона, который активирует фермент фосфорилазу в печени и способствует выходу глюкозы в кровь, а также оказывает влияние на процессы глюконеогенеза. Повышениюуровня глюкозы в крови способствуют и другие гормоны (адреналин, гормоны коры надпочечников, гормоны щитовидной железы).Высшие центры регуляции углеводного обмена расположены в гипоталамусе: при раздражении некоторых его областей возникает гипергликемия – повышение количества глюкозы в крови (в норме – 4,44-6,67 ммоль/л). Постоянная гипергликемия и глюкозурияхарактерны для сахарного диабета. Существенную роль играет продолговатый мозг: укол в область ромбовидной ямки повышает уровень глюкозы в крови и моче. Парасимпатические нервные воздействия на поджелудочную железу уменьшают количество сахара в крови.

Гипергликемия – наиболее частое нарушение углеводного обмена – отмечается при избыточном выделении глюкагона, глюкокортикоидов, адреналина, тиреоидина, соматотропина. Глюкагон, выделяющийся при симпатической стимуляции α-клеток поджелудочной железы, усиливает расщепление гликогена в печени. Соматотропный гормон увеличивает выделение глюкагона, уменьшает потребление глюкозы тканями.Глюкокортикоидыстимулируют синтез ферментов, расщепляющих гликоген. При резком увеличении уровня глюкозы в крови возникает гипергликемическая кома.Гипогликемия – уменьшение количества глюкозы в крови – появляется, например, при опухолях гипоталамуса, гипофункции щитовидной железы, тяжелой мышечной работе. При резком снижении глюкозы в крови возникает гипогликемическая кома.