Система кровообращения

Windkessel-эффект для выравнивания движения жидкости можно пояснить следующим опытом: из бака пускают воду прерывистой струей одновременно по двум трубкам - резиновой и стеклянной, которые заканчиваются тонкими капиллярами. При этом из стеклянной трубки вода вытекает толчками, тогда как из резиновой она течет равномерно и в большем количестве, чем из стеклянной. Способность эластической трубки выравнивать и увеличивать ток жидкости зависит от того, что в тот момент, когда ее стенки растягиваются порцией жидкости, возникает энергия эластического напряжения трубки, т. е. происходит переход части кинетической энергии давления жидкости в потенциальную энергию эластического напряжения.

В сердечно-сосудистой системе часть кинетической энергии, развиваемой сердцем во время систолы, затрачивается на растяжение аорты и отходящих от нее крупных артерий. Последние образуют эластическую, или компрессионную, камеру, в которую поступает значительный объем крови, растягивающий ее; при этом кинетическая энергия, развитая сердцем, переходит в энергию эластического напряжения артериальных стенок. Когда же систола заканчивается, то это созданное сердцем эластическое напряжение сосудистых стенок поддерживает кровоток во время диастолы.

В более дистально расположенных  артериях больше гладкомышечных волокон, поэтому их относят к артериям мышечного типа. Артерии одного типа плавно переходят в сосуды другого  типа. Очевидно, в крупных артериях гладкие мышцы влияют главным  образом на эластические свойства сосуда, фактически не изменяя его просвет  и, следовательно, гидродинамическое  сопротивление.

Резистивные сосуды. К резистивным сосудам относят концевые артерии, артериолы и в меньшей степени капилляры и венулы. Именно концевые артерии и артериолы, т. е. прекапиллярные сосуды, имеющие относительно малый просвет и толстые стенки с развитой гладкой мускулатурой, оказывают наибольшее сопротивление кровотоку. Изменения степени сокращения мышечных волокон этих сосудов приводят к отчетливым изменениям их диаметра и, следовательно, общей площади поперечного сечения (особенно когда речь идет о многочисленных артериолах). Если учесть, что гидродинамическое сопротивление в значительной степени зависит от площади поперечного сечения, то неудивительно, что именно сокращения гладких мышц прекапиллярных сосудов служат основным механизмом регуляции объемной скорости кровотока в различных сосудистых областях, а также распределения сердечного выброса (системного дебита крови) по разным органам.

Сопротивление посткапиллярного русла зависит  от состояния венул и вен. Соотношение между прекапиллярным и посткапиллярным сопротивлением имеет большое значение для гидростатического давления в капиллярах и, следовательно, для фильтрации и реабсорбции.

Сосуды-сфинктеры. От сужения или расширения сфинктеров - последних отделов прекапиллярных артериол - зависит число функционирующих капилляров, т. е. площадь обменной поверхности капилляров (см. рис.).

Обменные  сосуды. К этим сосудам относятся капилляры. Именно в них происходят такие важнейшие процессы, как диффузия и фильтрация. Капилляры не способны к сокращениям; диаметр их изменяется пассивно вслед за колебаниями давления в пре- и посткапиллярных резистивных сосудах и сосудах-сфинктерах. Диффузия и фильтрация происходят также в венулах, которые следует поэтому относить к обменным сосудам.

Емкостные сосуды. Емкостные сосуды - это главным образом вены. Благодаря своей высокой растяжимости вены способны вмещать или выбрасывать большие объемы крови без существенного влияния на другие параметры кровотока. В связи с этим они могут играть роль резервуаров крови.

Некоторые вены при низком внутрисосудистом давлении уплощены (т. е. имеют овальный просвет) и поэтому могут вмещать некоторый  дополнительный объем, не растягиваясь, а лишь приобретая более цилиндрическую форму.

Некоторые вены отличаются особенно высокой емкостью как резервуары крови, что связано  с их анатомическим строением. К  таким венам относятся прежде всего 1) вены печени; 2) крупные вены чревной области; 3) вены подсосочкового сплетения кожи. Вместе эти вены могут удерживать более 1000 мл крови, которая выбрасывается при необходимости. Кратковременное депонирование и выброс достаточно больших количеств крови могут осуществляться также легочными венами, соединенными с системным кровообращением параллельно. При этом изменяется венозный возврат к правому сердцу и/или выброс левого сердца [показать]

У человека в отличие от животных нет  истинного депо, в котором кровь  могла бы задерживаться в специальных  образованиях и по мере необходимости  выбрасываться (примером такого депо может  служить селезенка собаки).

В замкнутой сосудистой системе изменения  емкости какого-либо отдела обязательно  сопровождаются перераспределением объема крови. Поэтому изменения емкости  вен, наступающие при сокращениях  гладких мышц, влияют на распределение  крови во всей кровеносной системе  и тем самым прямо или косвенно на общую функцию кровообращения.

Шунтирующие сосуды - это артериовенозные анастомозы, присутствующие в некоторых тканях. Когда эти сосуды открыты, кровоток через капилляры либо уменьшается, либо полностью прекращается (см. рис. выше).

Соответственно  функции и строению различных  отделов и особенностям иннервации все кровеносные сосуды в последнее  время стали делить на 3 группы:

1. присердечные сосуды, начинающие и заканчивающие оба круга кровообращения, - аорта и легочный ствол (т. е. артерии эластичного типа), полые и легочные вены;
2. магистральные сосуды, служащие для распределения крови по организму. Это - крупные и средние экстраорганные артерии мышечного типа и экстраорганные вены;
3. органные сосуды, обеспечивающие обменные реакции между кровью и паренхимой органов. Это - внутриорганные артерии и вены, а также капилляры

……..

Арте́рии (лат. arteria — артерия) — кровеносные сосуды, несущие кровь от сердца к органам («центрифугально»), в отличие от вен, в которых кровь движется к сердцу («центрипетально»). 
 
Следует заметить, что артерии не обязательно несут артериальную кровь. Например, лёгочный ствол и его ветви являются артериальными сосудами, которые несут необогащенную кислородом кровь к лёгким. Кроме того, артерии, по которым в норме течёт артериальная кровь, могут содержать венозную или смешанную кровь при заболеваниях, например врождённых пороках сердца. 
Ве́на — кровеносный сосуд, по которому кровь движется к сердцу. Вены получают кровь из капилляров. Вены объединяются в венозную систему, часть сердечно-сосудистой системы. Сосуды, по которым кровь течет от сердца, называются артериями. 
 
В нескольких системах наблюдается разделение вен на капиллярную сеть и повторное слияние, например в портальной системе печени (воротная вена) и в гипоталамусе

Строение артерий

Стенки артерий  состоят из трёх слоев, или оболочек: внутренней или эндотелия (состоит из слоя эндотелиальных клеток, расположенных на соединительном слое), средней(упругая эластичная ткань и волокна гладкой мускулатуры; этот слой наиболее толст и «заведует» изменениями диаметра артерии) и наружной (состоит из соединительной ткани).

Стенки артерий  отличаются значительной толщиной и  эластичностью, так как им приходится выдерживать большое давление крови. Благодаря упругим и мышечным элементам артерии способны удерживать стенки в состоянии напряжения, могут  сильно сокращаться и затем расслабляться, обеспечивая равномерный приток крови. В частности, сильной способностью к сокращениям отличаются малые  артерии и артериолы. В процессе старения стенки артерий постепенно утолщаются; одновременно увеличивается  диаметр сосудов. В центральных  артериях обычно растет просвет сосуда, а в периферийных чаще стенки становятся толще. Определяющую роль в этих процессах  играет старение волокон эластина — белка из группы склеропротеинов, заключающееся в росте содержания определённых аминокислот и отложении солей кальция. Процессу старения подвергаются и волокна коллагена, что проявляется в уменьшении длины цепочек и степени их скручивания, а также увеличением количества перекрестных связей.

Вены, в отличие от артерий, переносят  кровь в противоположном направлении - от органов к сердцу. Их стенки устроены по тем же принципам, что и стенки артерий, однако, они гораздо тоньше и содержат меньше мышечной и эластической ткани, ввиду чего вены на поперечном срезе спадаются, а просвет артерий  наоборот виден чёткою Вены, соединяясь друг с другом, становятся крупными венозными стволами - венами, впадающими в сердце. Вены широко соединяются  между собой и образуют венозные сплетения.

Возможность движения крови по венам создаётся  благодаря нескольким факторам:

- деятельности  сердца и его присасывающему  действию

- возникновению  разности давления в полостях, когда при вдохе в грудной  полости создается отрицательное  давление

- сокращению  висцеральной и скелетной мускулатуры  органов.

Также значение имеет и процесс сокращения мышечной оболочки вен, которая сильнее  развита в венах не верхней, а  нижней половины тела, где более  сложные условия для венозного  оттока.

В тканях и органах артерии постепенно сужаются, становятся сосудами меньшего просвета и превращаются в капилляры. А уже капилляры постепенно расширяются, становятся трубками большего просвета - венами, которые переправляют кровь  от всевозможных органов к предсердиям.

Вены  имеют структуру, сходную со структурой артерий. В их состав также входят три тканевые оболочки, однако средняя  оболочка вен гораздо тоньше, ввиду  чего вены мягче, а также хрупкие  и не такие эластичные, как артерии. Более толстые вены внутри имеют  небольшие клапаны, которые регулируют направление потока крови и препятствуют её обратному ходу.

Только  одни вены переправляют к сердцу артериальную кровь. Это легочные вены, берущие  начало в легких и, таким образом, транспортирующие обогащённую кислородом кровь. Все прочие вены располагаются  параллельно артериям и переносят  исключительно венозную кровь. Из них  особым образом выделяются нижняя и  верхняя полые вены, которые впадают  в сердце.

В самом  начале плацентарного развития, когда  сердце ещё не разделено на артериальную и венозную половины и расположено  в шейной области, система вен  устроена довольно просто. Вдоль тела зародыша располагаются крупные  вены: передние кардинальные – справа и слева в области шеи и  головы, и задние кардинальные - слева  и справа в остальной части  тела. На подходе к венозному синусу сердца, задние и передние кардинальные вены сливаются с обеих сторон, образуя справа и слева общие  кардинальные вены, впадающие в венозный синус сердца, имея вначале исключительно  поперечный ход. Кроме парных кардинальных вен имеется также ещё одиночный  венозный ствол – первичная вена, которая в виде небольшого сосуда также впадает в венозный синус.