Сердце, его строение и работа

Эволюция кровеносной системы у беспозвоночных животных.

У низших беспозвоночных животных, т.е. у губок, кишечнополостных и плоских червей, доставка питательных веществ и кислорода от места их восприятия до частей тела происходит путем диффузных токов в тканевых жидкостях. Но у некоторых животных появляются пути, по которым идет циркуляция. Так возникают примитивные сосуды.

Дальнейшая эволюция кровеносной системы связана с развитием в стенках сосудов мышечной ткани, благодаря чему они могут сокращаться, а еще позже эволюция связана с превращением жидкости, заполняющей сосуды в особую ткань – кровь, в которой образуются различные кровяные клетки.

Кровеносная система бывает замкнутая и незамкнутая. Кровеносная система называется замкнутой, если кровь циркулирует только по сосудам, и незамкнутой, если сосуды открываются в щелевидные пространства полости тела, называемые синусами и лакунами.

Впервые кровеносная система появилась у кольчатых червей, она замкнутая. Имеется 2 сосуда – спинной и брюшной, связанные между собой кольцевыми сосудами, идущими вокруг пищевода. Движение крови происходит в определенном направлении – на спинной стороне к головному концу, на брюшной – назад благодаря сокращению спинного и кольцевых сосудов.

У членистоногих незамкнутая кровеносная система. На спинной стороне имеется пульсирующий сосуд, разделенный на отдельные камеры, так называемыми сердца, между которыми имеются клапаны. При последовательном сокращении сердец кровь поступает в сосуды, а затем изливается в щелевидные пространства между органами. Отдав питательные вещества, кровь медленно стекает в околосердечную сумку, а потом через парные отверстия в сердца.

У моллюсков кровеносная система также незамкнутая. Сердце состоит из нескольких предсердий, куда впадают вены и одного достаточно развитого желудочка, от которого отходят артерии.

Эволюция кровеносной системы у хордовых животных.

У низших хордовых, в частности у ланцетника, кровеносная система замкнутая, но сердца нет. Роль сердца выполняет брюшная аорта, от которой отходят приносящие жаберные артерии, в количестве 100-150 пар, несущие венозную кровь. Проходя через жаберные перегородки в неразветвленном виде кровь в артериях успевает окислиться и через выносящие парные жаберные артерии уже артериальная кровь поступает в корни спинной аорты, которые сливаются в непарную спинную аорту, от которой идут сосуды, несущие питательные вещества и кислород ко всем частям тела. Венозная кровь со спинной части собирается в передние и задние кардинальные вены, которые сливаются в левой и правой кювьеровы протоки, а из них в брюшную аорту. Кровь от брюшной стороны собирается в подкишечную вену, которая несет кровь в печень, где она обеззараживается, а оттуда по печеночной вене также впадает в кювьеров проток и далее брюшной сосуд.

У высших хордовых, в частности у низших позвоночных, т.е. у круглоротых и у рыб, усложнение кровеносной системы выражено в появлении сердца, которое имеет одно предсердие и один желудочек. В сердце бывает только венозная кровь. Круг кровообращения один, в котором артериальная и венозная кровь не смешиваются. Круговорот крови по телу сходен с кровеносной системой ланцетника. От сердца венозная кровь идет к жабрам, где окисляется, и от них окисленная (уже артериальная) кровь разносится по всему телу и по венам возвращается к сердцу.

С выходом животных на сушу и с появлением легочного дыхания, появляется второй круг кровообращения. Сердце получает не только венозную, но и артериальную кровь, и поэтому дальнейшая эволюция кровеносной системы идет по пути обособления двух кругов кровообращения. Это достигается делением сердца на камеры.

У земноводных и рептилий трехкамерное сердце, которое не обеспечивает полного разделения двух кругов кровообращения, поэтому еще происходит смешение артериальной и венозной крови. Правда, у рептилий желудочек уже разделен неполной перегородкой, а у крокодила четырех камерное сердце, поэтому смешение артериальной и венозной крови наблюдается в меньшей степени, чем у земноводных.

У птиц и млекопитающих сердце полностью разделено на четыре камеры – два предсердия и два желудочка. Два круга кровообращения, артериальная и венозная кровь не смешиваются.

Замыкание кровеносной системы и появление эндотелиальной выстилки стенок кровеносных сосудов, привело к появлению в организме трех сред˸ внутриклеточной, внутритканевой с межклеточной жидкостью – лимфой, и кровеносного русла с кровью. Такая организация внутренней среды позвоночных обеспечивает ее устойчивость, которая необходима для протекания биохимических процессов в организме, быстро меняющем как места пребывания (ᴛ.ᴇ. внешние условия), так и свое внутреннее состояние.

Кровеносная система птиц и млекопитающих отличается высоким сердечным индексом, относительно большой частотой сердечных сокращений, быстрым кровотоком, большим объёмом циркулирующей крови, высоким давлением крови в сосудах, а также число эритроцитов и содержание в ней гемоглобина выше, чем у пресмыкающихся. Все это, наряду с высокоэффективной системой газообмена в легких, делает уровень обменных процессов очень высоким (примерно в 20 раз выше, чем у рептилий), в связи с этим млекопитающие и птицы являются гомойотермными животными.

Причины формирования специфических черт сердечно-сосудистой системы человека.

 

Сердце, его строение и работа

Сердце - это полый мышечный орган, обеспечивающий движение крови по организму и обладающий способностью к автоматии, т.е. самостоятельной работе.

Располагается, в основном, в левой части грудной клетки, позади грудины. Расположение сердца асимметрично: 2/3 его лежат в левой части и 1/3 – в правой части грудной полости. Масса 200-300 г Его стенка состоит из 3-х слоев: внутреннего – эндокарда, образованного клетками эпителия, среднего мышечного – миокарда и наружного эпикарда, состоящего из соединительной ткани. Снаружи сердце покрыто соединотельнотканной оболочкой – околосердечной сумкой или перикардом. Наружный слой околосердечной сумки плотный и не способен к растяжению, препятствуя тем самым переполнению сердца кровью. Между двумя листками перикарда находится замкнутая полость, в которой имеется небольшое количество жидкости, предохраняющей сердце от трения при сокращениях. Сердечная мышца – поперечнополосатая, но в отличие от скелетной мускулатуры ее деятельность не зависит от воли человека. Сердцу свойственна автоматия – способность сокращаться вне зависимости от воздействий извне, так как в сердечной мышце существует специальный «аппарат».

Автоматия сердца обеспечивает его ритмическое сокращение, однако, в организме существуют нервная и гуморальная регуляция, в результате чего может изменяться частота и сила сокращений в зависимости от нагрузки и состояния организма.

Перикард состоит из 2-х листков: внутреннего (эпикард) и наружного, обращенного в сторону органов грудной клетки. Между листками перикарда имеется щель, заполненная серозной жидкостью, которая уменьшает трение работающего сердца о листки перикарда. Перикард ограничивает растяжение сердца наполняющей его кровью.

Сердце человека состоит из 4-х камер – двух предсердий и двух желудочков.

Предсердия собирают кровь, притекающую к ним по венам: в правое предсердие впадают верхняя и нижняя полые вены, в левое – четыре легочные вены. Следует понимать, что кровь, поступающая в предсердия, не остаётся только в них, а транзитом направляется также и в желудочки. И только после заполнения кровью и желудочков и предсердий предсердия сокращаются и выталкивают в желудочки ещё дополнительную порцию крови.

Из заполненных желудочков затем кровь под давлением выбрасывается в артерии: из левого кровь поступает в аорту – самую крупную артерию нашего тела - в большой круг кровообращения; из правого желудочка – в легочную артерию - в малый круг.

Правая и левая части сердца у человека, как и у всех млекопитающих, разделены сплошной перегородкой, и поэтому кровь не смешивается: в правой половине сердца – венозная, в левой – артериальная.

Предсердие и желудочек в каждой половинке сердца соединены клапанами: в левой части клапан имеет 2 створки (митральный клапан, он более мощный); в правой половине – 3 створки (трикуспидальный). Створчатые клапаны (как дверцы) открываются только в сторону желудочков, так как к их краям прикрепляются сухожильные нити, отходящие от сосочковых мышц, которые находятся в стенках желудочков. Всё это препятствует выворачиванию створок в полость предсердий при сокращении желудочков, что обеспечивает полное смыкание створок клапанов и не дает возможности крови возвращаться в предсердия.

Отверстия легочной артерии и аорты имеют полулунные клапаны (более просто устроенные, так как эти отверстия значительно меньше). Каждый клапан состоит из 3-х полулуний – своеобразных карманов, обращенных свободными краями в сторону сосудов. И эти клапаны открываются также только в одну сторону – в артерии, и кровь не может возвращаться из артерий в желудочки, потому что при изменении направления ее движения полулунные клапаны («кармашки») наполняются кровью, преграждая ей обратный путь.

Работа сердца. Сердечный цикл. В деятельности сердца можно выделить две фазы: систола (сокращение). В норме сердце человека совершает в среднем 70 уд/мин. Это означает, что один сердечный цикл длится 0,8 с. При этом длительность систолы предсердий составляет 0,1 с, систолы желудочков — 0,33 с. Диастола предсердий 0,7 с, желудочков — 0,47 с. Таким образом, предсердия большую часть цикла (0,7 с) находятся в состоянии диастолы, а у желудочков диастола значительно меньше.

Деятельность сердца представляет собой ритмичную смену сердечных циклов. При систоле предсердий кровь через открытые предсердно-желудочковые отверстия свободно проникает в желудочки, которые в это время находятся в состоянии диастолы (расслабления). По мере заполнения желудочков кровью створки клапанов поднимаются («всплывают» под действием давления крови), отходя от стенок желудочков. При этом края их смыкаются и закрывают отверстия между предсердиями и желудочками. Полулунные клапаны в это время ещё сомкнуты. В этот момент начинается систола желудочков, т.е. сокращение их мышечных стенок. Давление крови внутри желудочков увеличивается настолько, что становится гораздо большим, чем в легочной артерии и аорте. Поэтому полулунные клапаны прижимаются к стенкам артерий и кровь с силой выбрасывается в эти сосуды. Затем давление в желудочках падает, и полулунные клапаны вновь смыкаются заполняющей их кровью, которая стремится обратно в желудочек. После этого наступает третья фаза сердечного цикла – пауза, т.е. полное расслабление всех отделов сердца. Во время паузы кровь поступает из вен в предсердия, а оттуда свободно стекает в желудочки через открытые предсердно-желудочковые отверстия. И затем наступает следующий сердечный цикл – систола предсердий, систола желудочков, пауза.

При одном сокращении каждый желудочек выбрасывает примерно 70-80 мл крови. У взрослого человека он равен примерно 5 л.

Круги кровобращения. Большой круг кровообращения (телесный). Начинается аортой, которая отходит от левого желудочка. Аорта дает начало крупным, средним и мелким артериям. Артерии переходят в артериолы, которые заканчиваются капиллярами. Капилляры широкой сетью пронизывают все органы и ткани организма. В капиллярах кровь отдает кислород и питательные вещества, а от них получает продукты метаболизма, в том числе и углекислый газ. Капилляры переходят в венулы, кровь которых собирается в мелкие, средние и крупные вены. Кровь от верхней части туловища поступает в верхнюю полую вену, от нижней – в нижнюю полую вену. Обе эти вены впадают в правое предсердие, в котором заканчивается большой круг кровообращения.

Малый круг кровообращения (легочный). Начинается малый круг легочным стволом, который отходит от правого желудочка и несет в легкие венозную кровь (обозначена синим цветом). Легочный ствол разветвляется на две ветви, идущие к левому и правому легкому. В легких легочные артерии делятся на более мелкие артерии, артериолы и капилляры. В капиллярах кровь отдает углекислый газ и обогащается кислородом. Легочные капилляры переходят в венулы, которые затем образуют вены. По четырем легочным венамартериальная кровь поступает в левое предсердие.

Кровь, циркулирующая по большому кругу кровообращения, обеспечивает все клетки организма кислородом и питательными веществами и уносит от них продукты обмена веществ.

Роль малого круга кровообращения заключается в том, что в легких осуществляется восстановление (регенерация) газового состава крови.

12Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: