Медленнее всего кровь течет

В организме здорового взрослого человека содержится 5 л крови. Она постоянно течет по замкнутой системе, состоящей из множества сосудов. Два мощных насоса — левое и правое сердце (так медики порой называют обе половины сердца, поскольку правые и левые камеры сердца между собой не сообщаются) — по полторы тысячи раз на дню прогоняют кровь по этой разветвленной системе сосудов.

Крупные и средние сосуды кровеносной системы распределяют кровь, направляя ее к разным органам. Этой медной гравюре больше 400 лет. Ее автор, фламандский художник, четко еле довел указаниям знаменитого анатома Андреаса Везалия, первым из ученых правильно описавшего все чести теле человека.

Левое сердце перекачивает кровь, поступившую из легких и обогащенную кислородом, в самый большой кровеносный сосуд — аорту. У здорового человека аорта по толщине не уступает шлангу, из которого мы поливаем клумбы в саду, ее диаметр — 4 см. Стенка аорты плотная и очень эластичная. При каждом сокращении сердца аорта сильно растягивается. Но уже через четверть секунды, когда сердце снова расслабляется и получает новую порцию воздуха из легких, опять сужается до первоначального диаметра. При этом она проталкивает кровь в отходящие от нее крупные ответвления — артерии. Так называются все сосуды, по которым кровь устремляется от сердца к разным частям тела. При каждом сокращении сердца кровь, текущая по артериям, толчками продвигается вперед — пульсирует.

Артерии разветвляются, словно крона дерева. Их тонкие, незаметные для глаз окончания именуют артериолами. Это миниатюрные мышечные шланги, выстланные тончайшим слоем эпителия. По команде, поступающей из головного мозга, или под воздействием биологически активных веществ организма артериолы полностью расслабляются или, наоборот, очень сильно сжимаются. В организме они выполняют роль светофоров сердечно-сосудистой системы: открывают крови дорогу к капиллярам, распределяют кровь, поступившую из левого сердца, и направляют ее к разным органам. Обычно седьмая часть всей крови, движущейся по аорте, протекает через головной мозг, ее десятая часть — через сердечную мышцу, четверть — через почки, пятая часть — через пищеварительные органы и треть — через мышцы, кожу и кости. Если какие-либо органы тела испытывают повышенную нагрузку, то эти показатели меняются. Так, например, после сытного обеда приток крови к желудку, кишечнику и печени заметно усиливается. В этом случае головной мозг недополучает кровь. Поэтому, плотно пообедав, человек чувствует усталость. Недаром говорят: «На сытый желудок и наука нейдет», «Сытое брюхо к учению глухо» и т.д.

По полторы тысячи раз на дню кровь протекает по замкнутой разветвленной системе сосудов. Левое сердце перекачивает кровь в крупные артерии. Далее она попадает в капиллярную сеть, пронизывающую все органы, и оттуда перетекает в вены. Правое сердце собирает эту кровь и перегоняет ее в левое сердце. По пути она обтекает легкие. Так кровь совершает полный оборот внутри тела.

Капилляры образуют в органах тела густую сеть тончайших кровеносных сосудов. По оценкам, общая ее длина достигает 100000 км; площадь поверхности капилляров составляет примерно 700000 кв. м. На этой огромной «территории» тканевая жидкость и плазма крови беспрерывно обмениваются питательными и биологически активными веществами и шлаками. В лабиринте тончайших сосудов гемоглобин, содержащийся в красных кровяных тельцах, отдает свой кислород клеткам ткани. При этом он меняет свой цвет: из ярко-алого становится темно-красным.

Тонкие кровеносные сосуды — венулы — собирают кровь, возвращающуюся из капилляров, и доставляют ее к более крупным сосудам — венам. Пульсация сердца в венах уже не ощущается. Если бы эти сосуды были обычными тонкостенными мышечными трубками, то кровь застаивалась бы в них. Чтобы этого не происходило, во всех крупных венах есть заслонки, не позволяющие крови течь вспять. Называются они венозными клапанами. Это крохотные кармашки, которые пропускают кровь только в одну сторону — к сердцу. Как только кровь заполнит проток, кармашек под ее тяжестью расправляется и перегораживает вену: теперь кровь не может течь в обратную сторону. Так — от клапана к клапану — повышается столб крови. Наконец, вся венозная кровь собирается в двух крупных венах — полых венах — и оттуда поступает в правое сердце.

Правое сердце — это еще один мощный насос, обслуживающий нашу систему кровообращения. Оно перекачивает темно-красную венозную кровь в легочные артерии — стволы толщиной в палец. Из них кровь поступает в капиллярную сеть, опутывающую легкие. Здесь гемоглобин, содержащийся в красных кровяных тельцах, снова поглощает кислород, который клетки используют во время окислительных процессов. Накапливающийся углекислый газ мы затем выдыхаем наружу. Теперь кровь в легких снова стала ярко-алой. Она собирается в двух больших легочных венах и по ним поступает в левое сердце. Оборот крови завершен. Клетки крови за считанные секунды проделали «кругосветное путешествие». Всего 23 секунды понадобится частичке крови, чтобы, отправившись из сердца по аорте, попасть по большеберцовой артерии в капилляры, пронизывающие мизинец ноги, а оттуда по венам добраться до правого сердца и легких и снова вернуться в левое сердце. Да, всего лишь 23 секунды.

Если одной рукой прощупывать толчок сердца, а другой — пульс на лучевой артерии, можно видеть, что пульсовая волна почти не «отстает» от удара сердца. Неужели кровь так быстро движется?

Конечно, нет. Как всякая жидкость, кровь просто передает оказываемое на нее давление. При систоле она передает во все стороны возросшее давление, и от аорты по упругим стенкам артерий бежит волна пульсового расширения. Бежит она в среднем со скоростью порядка 9 метров в секунду. При поражении сосудов атеросклерозом эта скорость возрастает, и исследование ее представляет собой одно из важных диагностических измерений в современной медицине.

Сама кровь движется гораздо медленнее, причем скорость эта в разных частях сосудистой системы совершенно различна. От чего же зависит различная скорость движения крови в артериях, капиллярах и венах? На первый взгляд может показаться, что она должна зависеть от уровня давления в соответствующих сосудах. Однако это неверно.

Представим себе реку, которая то суживается, то расширяется. Мы прекрасно знаем, что в узких местах ее течение будет быстрее, а в широких — медленнее. Это и понятно: ведь мимо каждой точки берега за одно и то же время протекает одно и то же количество воды. Поэтому там, где река уже, вода течет быстрее, а в широких местах течение замедляется. То же самое относится и к кровеносной системе. Скорость течения крови в разных ее отделах определяется суммарной шириной русла этих отделов.

В самом деле, за секунду через правый желудочек проходит в среднем столько же крови, сколько через левый; столько же крови проходит в среднем через любую точку сосудистой системы. Если мы говорим, что у спортсмена сердце при одной систоле может выбрасывать в аорту более 150 см 3 крови, это значит, что такое же количество при той же систоле выбрасывается из правого желудочка в легочную артерию. Это значит также, что во время систолы предсердий, которая на 0,1 секунды предшествует систоле желудочков, указанное количество крови также «в один прием» перешло из предсердий в желудочки. Иными словами, если в аорту может выбрасываться сразу 150 см 3 крови, отсюда следует, что не только левый желудочек, но и каждая из трех других камер сердца может вмещать и разом выбрасывать около стакана крови.

Если через каждую точку сосудистой системы проходит в единицу времени одинаковый объем крови, то в связи с разным суммарным просветом русла артерий, капилляров и вен скорость перемещения отдельных частиц крови, ее линейная скорость будет совершенно различна. Быстрее всего кровь течет в аорте. Здесь скорость тока крови составляет 0,5 метра в секунду. Хотя аорта — самый большой сосуд тела, она представляет собой самое узкое место сосудистой системы. Каждая из артерии, на которые распадается аорта, в десятки раз меньше ее. Однако число артерий измеряется сотнями, и потому в сумме их просвет много шире просвета аорты. Когда же кровь доходит до капилляров, она совсем замедляет свое течение. Капилляр во много миллионов раз меньше, чем аорта, однако число капилляров измеряется многими миллиардами. Поэтому кровь в них течет в тысячу раз медленнее, чем в аорте. Ее скорость в капиллярах составляет около 0,5 мм в секунду. Это имеет колоссальное значение, ибо, если бы кровь быстро проносилась через капилляры, она не успевала бы отдать тканям кислород. Поскольку же она течет медленно, причем эритроциты движутся в один ряд, «гуськом», это создает наилучшие условия для контакта крови с тканями.

Полный оборот через оба круга кровообращения кровь совершает у человека и млекопитающих в среднем за 27 систол, для человека это 21—22 секунды.

Давление крови. Сердце действует подобно насосу. При каждом сокращении желудочков оно с силой выбрасывает в сосуды очередную порцию крови, создавая в них давление. Давление, под которым находится кровь в кровеносных сосудах, называется кровяным давлением. Наибольшее давление — в аорте, а наименьшее — в крупных венах. По мере удаления от сердца давление крови в сосудах уменьшается. Это связано с тем, что, протекая по сосудам, кровь преодолевает сопротивление, создаваемое трением об их стенки. Чем сосуды уже, тем давление выше. Возникающая разность давлений в различных участках кровеносной системы и является основной причиной ее движения. Кровь течет из области высокого давления в область низкого давления.

Сердце выбрасывает кровь в артерии порциями, но двигается она по сосудам непрерывно. Это объясняется тем, что стенки крупных сосудов очень эластичны. При поступлении каждой порции крови аорта и другие крупные артерии растягиваются. При расслаблении сердца, когда давление крови понижено, артерии благодаря своей упругости сжимаются и возвращаются в прежнее положение, выдавливая кровь дальше в направлении более мелких сосудов.

Давление крови в кровеносной системе не постоянно, оно изменяется в разные фазы сердечного цикла. Наибольшим давление бывает во время сокращения желудочков, его называют максимальным. А минимальное давление — в период расслабления сердца. Разница между ними называется пульсовым давлением, оно служит важным показателем нормальной работы сердца.

Артериальное давление измеряют с помощью специального прибора — тонометра. У молодого здорового человека максимальное давление должно быть около 120 мм рт. ст., а минимальное — 70 мм рт. ст.

Пульс. В некоторых точках нашего тела (например, на запястье) можно легко прощупать ритмические толчки. Это пульс— периодическое толчкообразное расширение стенок артерий, синхронное с сокращениями сердца. По числу пульсовых ударов можно судить о ритмичности работы сердца, силе его сокращений, состоянии сосудов.

В момент выброса порции крови левым желудочком возникают колебания стенок аорты, они быстро, со скоростью 7—10 м/с, распространяются по артериям. Их мы можем ощутить, прижав артерии через кожу и мышцы к кости.

Скорость тока крови. Это важный показатель кровообращения. Наиболее велика она в аорте, а наименьшая — в капиллярах. Связано это с тем, что суммарный просвет всех капилляров нашего тела в 1000 раз больше просвета аорты, вот и течет по законам физики кровь в них в тысячу раз медленнее. Это имеет огромный биологический смысл: благодаря медленному движению крови по капиллярам в тканях осуществляется газообмен, в кровь собираются продукты обмена веществ, питательные вещества распределяются по органам и тканям.

В капиллярах кровь течет со скоростью 0,5 мм/с, в аорте — 500 мм/с, в крупных венах — 200 мм/с, а полное время круговорота крови составляет 20—25 с.

Движение крови по венам. Это движение имеет особенности. Стенки вен, в отличие от артерий, мягкие, тонкие; давление крови в мелких венах едва достигает 10 мм рт. ст., а в крупных венах оно еще ниже. Поднимаясь от нижних конечностей вверх к сердцу, кровь должна преодолевать силу собственной тяжести. Поэтому важную роль в движении крови по венам играют сокращение скелетных мышц и давление внутренних органов. Сокращаясь, мышцы сдавливают вены и выжимают из них кровь. Кровь движется в одном направлении — к сердцу, благодаря особым клапанам, похожим на сердечные полулунные. Такие клапаны имеют все вены нижних и верхних конечностей и многие другие.

Тренировка сердца. Человек должен с детства заботиться о своем сердце, тренировать его.

Во время бега, тяжелой физической работы потребность организма в кислороде возрастает примерно в 8 раз. А это означает, что сердце должно перекачивать в 8 раз больше крови, чем обычно. У человека, ведущего малоподвижный образ жизни, это достигается учащением сердечных сокращений. Однако нетренированное сердце со слабой сердечной мышцей не может долго работать с повышенной нагрузкой. Оно быстро устает, причем кровоснабжение усиливается очень ненадолго, а затем и вовсе ухудшается.

Сердце тренированного человека — это мощная мышца. Такое сердце может долго работать не уставая. Подвижный образ жизни, физическая работа заметным образом способствуют укреплению сердечной мышцы.

Лимфатическая система и движение лимфы. Тканевая жидкость омывает клетки и ткани, отдавая им питательные вещества и кислород и одновременно насыщаясь продуктами обмена веществ. Затем тканевая жидкость всасывается в слепо начинающиеся лимфатические капилляры, которые образуют широко разветвленную сеть. Сливаясь друг с другом, капилляры образуют лимфатические сосуды, которые в конце концов впадают в крупные вены в нижних отделах шеи. Лимфатическая система фильтрует тканевую жидкость, удаляя из нее чужеродные вещества.

На путях следования лимфы находятся лимфатические узлы, выполняющие функцию биологических фильтров; проходя через них, лимфа очищается от погибших, распавшихся клеток, микроорганизмов и поступает в вены уже профильтрованной.

Лимфатическая система является частью иммунной системы, участвует в защите организма от чужеродных веществ.

• Одной из распространенных болезней сосудов является варикозное расширение вен. При этом наследственном или приобретенном в течение жизни заболевании развивается дефект клапанов крупных вен, обычно в нижних конечностях. В результате просвет вен неравномерно увеличивается, возникают узлы и извилины, стенки вен истончаются. Все это приводит к застою крови, кровотечениям, язвам на коже. Варикозное расширение вен ног часто наблюдается у тех людей, которые вынуждены долго стоять в течение дня: продавцов, парикмахеров. Ведь мышцы их ног подолгу находятся в одном и том же состоянии, а для хорошего венозного кровотока необходимо, чтобы мышцы, окружающие вены, все время сокращались, проталкивая кровь вверх по венам. Тогда застоев крови в венах не будет.

Проверьте свои знания

1. Каковы причины движения крови в сосудах?
2. Что называется кровяным давлением?
3. Почему кровяное давление падает по мере движения крови по сосудам?
4. Благодаря чему движение крови по сосудам непрерывно?
5. Какое давление называется максимальным?
6. Что такое пульсовое давление?
7. Почему возникает пульсовая волна?
8. С какой скоростью кровь движется по артериям?
9. В чем биологический смысл медленного движения крови по капиллярам?
10. Какой механизм обеспечивает движение крови по венам?

Подумайте

Какое значение для организма имеет широко разветвленная сеть кровеносных капилляров, пронизывающих все органы и ткани?

Сокращения сердца, разница давления в сосудах обеспечивают движение крови по сосудам. Непрерывность течения крови достигается упругостью стенок артерий. Пульс — это ритмические колебания стенок артерий.