Сердечно-сосудистая система: как работает и какие функции выполняет

Мы уже не раз говорили, что сердечно-сосудистые заболевания — основная причина смерти во всем мире, в связи с чем так важно держать здоровье этой системы организма под контролем. Сегодня же разберем подробнее, что такое сердечно-сосудистая система (ССС), и почему группы болезней, связанные с ней, представляют наибольшую угрозу. И это связано не только с тем, что она проходит по всему телу, как видно на рисунке.

В первую очередь отметим, что данная система состоит из нескольких важных частей, которые в совокупности позволяют:

• «привозить» кислород, жиры, витамины, углеводы и другие вещества, необходимые для функционирования, ко всем органам и забирать продукты их жизнедеятельности;
• перемещать кровь по организму человека и поддерживать постоянную и стабильную работу всех систем (иными словами, участвовать в гомеостазе). В том числе благодаря этой функции регулируется температура тела;
• защищать человеческое тело от воздействия вредных микроорганизмов и веществ: доставлять специальные клетки (лимфоциты) к любому поврежденному участку.

Это важнейшие части ССС — сердце и кровеносные сосуды. При их полноценной взаимосвязанной работе все органы и системы организма интегрированы, а необходимые для жизни питательные вещества транспортируются к каждому участку тела. Метафорически можно представить ССС как идеальную систему жизнеобеспечения: и «еду» привезет, и «мусор» вывезет, и состояние проверит, и, при необходимости, сама «вызовет врача». Только в отличие от даже самой совершенной «доставки», сердечно-сосудистая система — замкнутая. Это значит, что все составляющие связаны между собой, а кровь не покидает ее пределов.

Безостановочную доставку кислорода к органам и тканям и поддержание газообмена в легких обеспечивают два круга кровообращения. Оба начинаются и заканчиваются в одной и той же точке: в сердце. Большой круг отвечает за доставку питательных веществ ко всем тканям и органам, малый, он же «легочный», — за питание сердца, и обмен углекислого газа вновь на кислород. При этом, поскольку именно сердце — наш главный двигатель, остановимся подробнее на этом органе.

Двигатель нашего жизненного прогресса находится в грудной полости, примерно на ⅔ смещен в левую сторону и выглядит, конечно, не так 🧡, а вот так:

Сердце — весьма самостоятельный орган, оно способно сокращаться за счет импульсов, которые в нем же и возникают, но к этому еще вернемся. Итак, для начала отметим, что на модели справа отчетливо видно: сердце — полое. Эта полость делится на 4 камеры: правое и левое предсердие, правый и левый желудочки, продольно отделенные между собой сплошной перегородкой. Левое предсердие и желудочек иногда называют «артериальным сердцем», а правое предсердие и желудочек — «венозным». Безусловно, как и у любого важного двигателя, у сердца есть свой защитный корпус: перикард, он же — околосердечная сумка, фиксирующая орган в определенном положении в теле. Жидкость, выделяющаяся между слоями перикарда, уменьшает трение между стенкой сердца и тканями других органов, препятствует излишнему растяжению сердечной мышцы и избыточному наполнению органа кровью, а также защищает его от повреждений механического характера.

Из следующих названий — эндокард, миокард и эпикард — вы, скорее всего, слышали второе, в контексте «инфаркт миокарда». Звучит необычно, но на самом деле все просто. Это три слоя стенки сердца:

• внутренний (эндокард), который образует поверхность сердечных камер и препятствует излишнему трению при прохождении крови через сердце;
• средний (миокард), наиболее объемный слой из мышечной ткани. Чем большую работу выполняет сердце, тем сильнее развит миокард. Также средний слой предсердий и миокард желудочков отделяется соединительной тканью, за счет чего сокращение этих отделов сердца происходит поочередно, а не одновременно;
• внешний (эпикард), представляющий собой особую наружную оболочку из соединительной и эпителиальной ткани.

Между предсердиями и желудочками находятся специальные створчатые клапаны. Кровь попадает в желудочки, затем при повышении давления в них, поднимает створки клапанов и направляется в предсердия, после чего эти створки смыкаются, прерывая этот процесс до нового повышения давления в желудочках. И нет, эффекта двери в салун на Диком Западе тут не получится: в обратную сторону эти створки не выворачиваются за счет натянутых сухожильных нитей.

Свои клапаны есть и между желудочками и сосудами, их называют полулунными. Они уже похожи не на створки, а на кармашки: когда желудочки расслабляются, кровь наполняет пространство клапанов и их стенки смыкаются, перекрывают просвет сосуда и не пропускают больше кровь в желудочки. Когда кровь уходит из желудочков, клапаны прижимаются снова к стенкам сосуда, открывая вход для новой итерации.

Именно благодаря системе клапанов кровь движется в одну сторону: вены → предсердия → желудочки → артерии.

Простыми словами, главная функция сердца — перекачивание крови. Происходит это в несколько этапов:

• По венам кровь поступает в предсердия.
• Предсердия сокращаются (т.н. систола), открываются створчатые клапаны, кровь попадает в желудочки. Эта фаза занимает примерно 0,1 секунды.
• Сокращаются желудочки (тоже систола), открываются полулунные клапаны, кровь попадает в артерии. Данная фаза длится 0,3 секунды.
• Предсердия и желудочки расслабляются (т.н. диастола), закрываются полулунные клапаны (чтобы кровь из артерий обратно не могла попасть в желудочки). Диастола занимает 0,4 секунды.

Таким образом, при нормальной частоте сердечных сокращений примерно 75 в минуту, полный сердечный цикл проходит за 0,8 секунды. За один такой цикл в аорту поступает в норме 70 мл крови, а за сутки сердце способно перекачивать 7-10 тысяч литров.

Немаловажная составляющая сердечно-сосудистой системы — кровеносные сосуды. Их традиционно делят на три типа: артерии, капилляры и вены, каждый выполняет свою функцию.

● По артериям кровь, насыщенная кислородом и другими полезными веществами, движется от сердца, причем непосредственно от главного органа ССС идет самая крупная из них — аорта.

● Далее процесс перетекает в капилляры, самые маленькие сосуды, и через их стенки между кровью и тканями происходит обмен веществ. На этом этапе кровь отдает кислород и насыщается углекислым газом и другими «отходами».

● Затем кровь с веществами, которые необходимо из организма вывести, поступает в вены и по ним возвращается в сердце.

● Из сердца такая кровь перекачивается в легкие, чтобы отдать углекислый газ и вновь наполниться кислородом.

● Дальше уже вновь обогащенная кровь из легких с помощью легочных вен идет в левое предсердие, через него — в левый желудочек и аорту, и вновь запускает цикл кровообращения.

По своей структуре кровеносные сосуды похожи. Артерии (на картинке — «красные») имеют наиболее толстые стенки с тремя оболочками (по аналогии со стенками сердца и здесь есть внутренняя, средняя и наружная). Причем чем дальше артерия от сердца, тем мельче ее размер. Вены (на картинке — «синие») устроены почти так же, с небольшим отличием — их стенки изначально тоньше, а эластической и мышечной ткани — меньше. И, наконец, капилляры, наиболее тонкие из всех кровеносных сосудов: именно за счет небольших стенок они способны выполнять обменную функцию.

В целом стенки кровеносных сосудов представляют собой эластичную структуру, способную в зависимости от давления крови в ней сужаться или, наоборот, растягиваться. Чтобы это происходило без перебоев, мышцы внутри стенок сосудов всегда в тонусе. Благодаря такому постоянному напряжению вкупе с частотой сердечных сокращений и их силой поддерживается уровень давления в крови, необходимый для ее беспрепятственного попадания к каждому органу и ткани человеческого тела.

Не совсем. Хотя проявляя к ней интерес, ученые раньше называли лимфу «белой кровью» отношения между этими системами скорее приятельские-соседские. Лимфатическая система участвует и в обмене веществ, и в выведении «лишнего» из тканей и клеток организма, все же она дополняет сердечно-сосудистую систему, а не является ее непосредственной частью. Выше мы говорили о том, что вредные вещества выводятся кровью по венам: это не единственный путь, жидкость еще уходит из органов в виде лимфы — уже по лимфатическим сосудам. Но не думайте, что это две параллельные дороги: лимфатические сосуды связаны с кровеносными, из мышц и многих органов они вытекают вместе. Более того, ближе к сердцу поток крови и лимфы сливается в один. По структуре сосудов лимфатической системы тоже трехслойные стенки и имеются клапаны, которые отвечают за движение лимфы к центру.

Особенности этого типа сосудов в основном связаны с их расположением в теле человека:

● Глубокие лимфатические сосуды — те, что непосредственно выходят из тканей внутренних органов.

● Поверхностные располагаются вблизи подкожных вен и по размеру гораздо меньше первых.

Кроме того, в отличие от своих ближайших соседей — кровеносных сосудов, лимфатические не доходят до ряда участков тела, тогда как за счет капилляров кровь пронизывает все участки. Среди таких исключений — оболочка глазного яблока, хрусталик, эпителий слизистых оболочек, внешний слой кожи и др.

Еще одно ключевое отличие: лимфатическая система способствует всасыванию воды из тканей и удалению продуктов жизнедеятельности клеток, но все же одной из основных задач считается защитная. Именно в лимфатическую систему попадают для дальнейшего вывода из организма частицы пыли и дыма, частицы распада погибших клеток, в ней задерживаются бактерии, микробы и инородные частицы, а в лимфатических узлах образуются клетки плазмы, способные вырабатывать антитела, и некоторые типы лимфоцитов, участвующие в формировании иммунитета.

Из рассказанного ранее видно, что сердечно-сосудистая система за счет своих раскидистой структуры охватывает все тело человека и, если представить ее в виде прямой трассы, то в случае со средними значениями для взрослых, ее длина будет составлять около 100 тыс. километров. И поскольку система, во-первых, необходима органам и тканям для получения кислорода и других питательных веществ, а во-вторых, замкнутая, серьезная «поломка» на любом участке может затруднить работу всего организма. Причем «враги» этой системы не только «естественные»: помимо различных болезней, которые могут возникнуть вне зависимости от образа жизни, есть и опасные факторы, за которые в ответе уже мы сами.

Так, при отсутствии физических нагрузок и малоподвижном образе жизни даже при незначительном увеличении активности (условно, пришлось идти пешком по лестнице из-за сломанного лифта) появляются учащенное сердцебиение, одышка и другие: верные признаки, что сердцу приходится перекачивать в несколько раз больше крови, чтобы обеспечить организм необходимым уровнем «топлива». А если человек давно пренебрегает физической активностью и сердце к таким нагрузкам не приучено, одно лишь учащение сердечных сокращений не приедет к полноценному обеспечению организма «питанием». При этом, сердечная мышца развита слабо, устает быстрее и после резкого рывка может временно способствовать ухудшению кровообращения. Но и «спортивное» сердце хорошо лишь для профессиональных спортсменов: во всем нужен баланс. И это мы еще не касались вопросов стресса и чрезмерных умственных нагрузок.

В конце концов, чтобы организм получал ровно те нагрузки, которые полезны, и не расходовал больше ресурсов, чем нужно, требуется контроль за состоянием сердечно-сосудистой системы. Благо, сейчас и это стало доступным: существует множество гаджетов, которые помогут в достижении этой задаче. Подробнее о них читайте в нашем обзоре.