§ 34. Будова та функції кровоносних судин. Рух крові

Пригадайте! Що таке серцево-судинна система?

Поміркуйте!

Геракліт Ефеський (544-483 до н.е.) – грецький філософ, який вважав усе абсолютно змінним, у світі нічого не повторюється, все є минущим й одноразовим – «все тече». Ці відомі слова зберіг для історії філософ Платон: «Геракліт говорить, що все рухається й нічого не стоїть на місці, і, прирівнюючи існуюче до течії річки, доповнює, що двічі ввійти в одну й ту саму річку неможливо». Чи можна «двічі ввійти» в «червону річку», яка рухається серцево-судинною системою людини?

ЗМІСТ

Які особливості будови кровоносних судин?

КРОВОНОСНІ СУДИНИ – еластичні трубки, по яких кров транспортується до усіх органів і тканин, а потім знову збирається до серця. Будова кровоносних судин тісно взаємопов’язана з їхніми функціями.

Іл. 71. Кровоносні судини: 1 – артерії; 2 – артеріоли; 3 – капіляри; 4 – венули; 5 – вени

Артерії – кровоносні судини, по яких кров рухається від серця до органів і тканин. Стінки артерій мають три оболонки і різняться товщиною і еластичністю, оскільки їм доводиться витримувати великий тиск і швидкість крові. Зовнішня оболонка стінок артерій побудована з сполучної тканини. Середня оболонка складається з гладких м’язів і еластичних волокон. Завдяки м’язам артерії змінюють діаметр й регулюють течію крові, а еластичні волокна надають їм пружності. Внутрішня оболонка утворена особливою сполучною тканиною (ендотелієм), клітини якої мають гладкі поверхні, що сприяє руху крові. Артерії розгалужуються на артеріоли, що переходять у капіляри.

Капіляри – найдрібніші кровоносні судини, які поєднують між собою артерії і вени та забезпечують обмін речовин між кров’ю і тканинною рідиною. Їх стінки утворені одним шаром клітин, тому що тиск крові незначний, а швидкість крові – найменша серед усіх судин. Різні органи мають різний рівень розвитку капілярної сітки. Наприклад, у шкірі на 1 мм 2 є 40 капілярів, а в м’язах – близько 1000. Кров із капілярів надходить у венули, і далі у вени.

Вени – кровоносні судини, по яких кров рухається від органів і тканин до серця. Стінки вен мають таку саму будову, як і артерії, але з тоншими оболонками. Це зумовлено низьким тиском і дещо більшою швидкістю крові, порівняно з артеріями. Ще однією особливістю будови вен є наявність кишенькових клапанів, які перешкоджають зворотному руху крові.

Отже, будова судин пов’язана із їхніми функціями і залежить, здебільшого, від швидкості та тиску крові.

Яке значення малого та великого кіл кровообігу?

Кровоносні судини утворюють мале і велике кола кровообігу (іл. 72).

Мале (легеневе) коло кровообігу починається з правого шлуночка легеневим стовбуром, що розгалужується на дві легеневі артерії, що несуть венозну кров до легень. Легеневі артерії входять у легені й розгалужуються на легеневі капіляри, у яких венозна кров перетворюється на артеріальну. Від капілярів починаються дрібні вени, що утворюють чотири легеневі вени. Ці легеневі вени несуть артеріальну кров і впадають у ліве передсердя. Таким чином, у малому колі кровообігу легеневі артерії несуть венозну кров, а легеневі вени – артеріальну. Обіг крові по малому, або легеневому, колі кровообігу здійснюється за 4-5 с. Шлях крові від правого шлуночка через легені до лівого передсердя називається малим колом кровообігу.

Велике коло кровообігу починається з лівого шлуночка, звідки артеріальна кров потрапляє в аорту й через систему артерій і капілярів надходить у різні ділянки тіла. Капіляри поступово зливаються у вени. Найбільші з них – верхня й нижня порожнисті вени – впадають у праве передсердя. Рухаючись великим колом, кров розносить кисень і поживні речовини до клітин, забирає від них вуглекислий газ і продукти обміну, відбувається перетворення артеріальної крові у венозну. Обіг крові по великому колі кровообігу здійснюється за 20-23 с. Шлях крові від лівого шлуночка через тканини й органи тіла до правого передсердя називається великим колом кровообігу.

Отже, по малому колу кров від серця надходить до легень, де вбирає кисень і віддає вуглекислий газ. По великому колу кровообігу кров розносить кисень і поживні речовини до клітин усього тіла і забирає від них вуглекислий газ і продукти обміну.

Як рухається кров по судинах?

Рух крові по судинах у людини зумовлений ритмічною роботою чотирикамерного серця, яке забезпечує різницю тисків на початку й в кінці кіл кровообігу. Допоміжні чинники кровообігу є: скорочення скелетних м’язів, наявність клапанів у венах за течією крові, еластичні сили судин, які запасають енергію під час скорочень серця. Як було з’ясовано в результаті досліджень, основними чинниками, від яких залежить рух крові у судинах, є кров’яний тиск (Р) та швидкість руху крові (V).

Іл. 72. Схема кровообігу людини: 1 – мале коло кровообігу; 2 – ліве передсердя; 3 – лівий шлуночок; 4 – велике коло кровообігу; 5 – правий шлуночок; 6 – праве передсердя

Кров’яний тиск – тиск у судинах, який зумовлений ритмічною роботою серця. Залежно від типу судин, розрізняють артеріальний, капілярний та венозний тиск. Найлегше виміряти артеріальний тиск.

Швидкість руху крові визначається як відстань, що її проходить кров за одиницю часу (у сантиметрах за секунду). Рух крові в різних судинах відбувається з різною швидкістю. Вона залежить від різниці тиску уданій частині судинної системи і від загального діаметра судин. Чим більший поперечний діаметр, тим повільніше рухається кров.

Таблиця 29. ОСОБЛИВОСТІ РУХУ КРОВІ ПО РІЗНИХ ТИПАХ КРОВОНОСНИХ СУДИН

Судини

Особливості руху крові

Рух крові по артеріях

Тиск крові найбільший (≈120 мм рт.ст.) і найбільша швидкість її руху (≈0,5 м/с).

Рух крові по капілярах

Тиск крові менший за середній рівень (≈20 мм рт.ст.), найменша швидкість руху крові (≈0,5 мм/с), оскільки сума поперечних розрізів усіх капілярів більш яку 500 разів перевищує діаметр аорти

Рух крові по венах

Тиск крові найменший (≈2-8 мм рт.ст.), але швидкість її руху по венах збільшується (досягає 0,2 м/с), оскільки: а) загальний діаметр зменшується; б) впливають скорочення скелетних м’язів і присмоктувальна дія грудної клітки; в) є півмісяцеві клапани.

Отже, показники руху крові в різних судинах є різними. Це пов’язано з функціями артерій, капілярів й вен, що й визначає особливості руху крові в різних частинах кровоносної системи.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Лабораторне дослідження

ВИМІРЮВАННЯ ЧАСТОТИ СЕРЦЕВИХ СКОРОЧЕНЬ

Мета: формувати практичні уміння визначати частоту серцевих скорочень.

Обладнання: секундомір.

Теоретична частина

Артеріальний пульс – ритмічні коливання стінки артерій, зумовлені роботою серця. Пульс легко відчувається під пальцями на великих поверхнево розташованих артеріях (скронева, променева). Одне коливання відповідає одному удару серця, тому за пульсом можна визначити частоту серцевих скорочень за одну хвилину. Артеріальний пульс дає інформацію про частоту серцевих скорочень, стан судин і роботу серця. Частота пульсу є індивідуальною і становить у підлітків 72-85 уд./хв, а в дорослих – 60-75 уд./хв. З віком еластичність артеріальних стінок зменшується, тому швидкість розповсюдження пульсової хвилі збільшується і пульс стає частішим.

Хід роботи:

1. Знайдіть пульс у себе на лівому зап’ястку, де проходить променева артерія. Пульс можна фіксувати і на ділянках, де проходять скронева або сонна артерії.

2. Знайдіть пульс, увімкніть секундомір і починайте рахувати упродовж 30 секунд. Одержане число помножте на 2. Так ви визначите кількість власних серцевих скорочень за 1 хв. Порівняйте свій пульс з пульсом інших дітей.

РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ВПРАВ Кровоносні судини

На ілюстрації зображено різні типи судин людини. Які ознаки є спільними для них усіх?

1 утворюють замкнену систему для транспорту речовин

2 внутрішній шар утворений клітинами ендотелію

3 стінки мають три оболонки: внутрішню, середню та зовнішню

4 будова стінки судини залежить від швидкості руху крові та кров’яного тиску

5 забезпечують рух крові до серця

6 усі судини містять кишенькові клапани

БІОЛОГІЯ + ФІЗКУЛЬТУРА Фізичне навантаження й кровообіг

Проаналізуйте порівняльні дані таблиці та запропонуйте власні судження про вплив фізичного навантаження на систему кровообігу в організмі людини.

Таблиця 30. КРОВООБІГ В ОКРЕМИХ ОРГАНАХ ЛЮДИНИ ЗА РІЗНИХ СТАНІВ

Органи

Кровообіг, мл/хв

Спокій

Легке навантаження

Середнє навантаження

Максимальне навантаження

Кров і процеси кровотворення

Внутрішнє середовище організму. Основні функції крові. Кров як різновид тканини. Біофізика системи кровообігу. Біохімічний склад. Система згортання.

З давніх часів збереглося переконання, що саме в крові таїться найголовніше, що визначає характер, долю, сутність людини. Кров завжди була оточена ореолом святості. Ми говоримо “гаряча кров”, “це у нього в крові”, “кров кличе до помсти або до подвигу” і так далі. Містичне уявлення про кров як про носія душевних якостей людини доходило до того, що навіть лікарі задавалися питанням, чи не зможе переливання крові зміцнити дружбу, примирити незгодних подружжя, ворогуючих братів і сестер. Ще кілька прикладів з історії, що демонструють, яке велике значення люди надавали крові. Герой Гомера Одіссей давав кров тіням підземного царства, щоб повернути їм мова і свідомість. Гіппократ рекомендував тяжкохворим пити кров здорових людей. Кров вмираючих гладіаторів пили патриції Стародавнього Риму. А для порятунку життя Папи Римського Інокентія VIII було приготовлено ліки з крові трьох юнаків.

Що ж являє собою кров, і з чим пов’язана така до неї ставлення? Життя зародилося в океані. І коли багатоклітинні організми вийшли на сушу, вони забрали з собою частинку океану – морську воду. Ця вода, яка перетворилася на кров, під тиском насоса (серця) циркулює по замкнутій системі (судини) і дозволяє клітинам обмінюватися поживними речовинами, забирає від них продукти клітинного розпаду, рівномірно розподіляє тепло між ними і так далі, тобто робить все те, що дозволяє окремим клітинам, іноді знаходяться на великій відстані один від одного, зливатися в єдиний організм.

Для того щоб зрозуміти значення крові для організму і в подальшому знати, що необхідно робити для нормального функціонування всієї системи кровообігу, уявімо основні функції крові. Сталість складу крові забезпечується системою кровотворення, в яку входять кістковий мозок, селезінка, лімфатичні вузли і вилочкова залоза.

Основою цієї системи є кістковий мозок, де відбувається утворення всіх формених елементів крові – еритроцитів, лейкоцитів і тромбоцитів. Система кровотворення знаходиться в динамічній рівновазі з кров’ю, здійснюючи безперервне оновлення і поповнення відсутніх клітин.

Захворювання або пошкодження органів кровотворення призводять до зміни складу крові і, як наслідок, ослаблення її функцій. Ці функції різноманітні. Основними з них є:

• – Дихальна (перенос кисню з легенів до тканин і вуглекислоти з тканин в легені);
• – Поживна (транспорт поживних речовин від органів, де вони утворюються, до тканин і органів, де вони витрачаються або піддаються подальшим перетворенням);
• – Виділення (доставка підлягають видаленню продуктів обміну речовин до органів виділення);
• – Регуляторна (діяльність органів регулюється не тільки нервовими імпульсами, а й активними молекулами, які виробляються в клітинах, гормонами);
• – Гомеостатична (підтримання сталості осмотичного тиску, водного балансу, мінерального складу внутрішнього середовища);
• – Терморегуляторна (забезпечення сталості температури тіла);
• – Захисна (захист органів і тканин від проникнення в них чужорідних речовин).

Кров є одним з трьох компонентів внутрішнього середовища, що забезпечують нормальне функціонування організму в цілому. Двома іншими компонентами є лімфа і міжклітинна (тканинна) рідина, яка безпосередньо стикається з клітинами. Саме з тканинної рідини клітини організму і отримують кисень і необхідні поживні речовини, виділяючи в неї вуглекислий газ і відпрацьовані продукти обміну. Тканинна рідина знаходиться в постійному русі, вона оновлюється через судини кровоносної системи різними хімічними сполуками і водою. Деяка кількість білків, жирів і води проникає в найдрібніші лімфатичні судини – лімфатичні капіляри.

Лімфа – це прозора рідина, в якій немає еритроцитів і тромбоцитів і менше білків, але представлена велика кількість лімфоцитів. Вона накопичується і по лімфатичних судинах переноситься в кровоносну систему, за добу в кров надходить від 2 до 4 л лімфи. Саме лімфатична система бере участь у захисті від хвороботворних мікроорганізмів.

Показники діяльності серцево-судинної системи безпосередньо залежать від властивостей самої крові. Для опису ряду процесів, що відбуваються в системі кровообігу, застосовуються також методи фізичного, аналогового і математичного моделювання. Наприклад, розглядаються моделі руху крові, як в нормі, так і при деяких порушеннях, до яких відносять звуження судин і зміна в’язкості крові.

З біофізичної точки зору кров представляє собою в’язку рідину, яка володіє внутрішньою структурою. Вона безперервно рухається по кровоносних судинах. Рух крові підтримується серцево-судинною системою, в якій роль насоса грають серце і гладка мускулатура стінок артерій і вен.