Влияние нагрузки на мышечный аппарат человека
Химический состав кости и ее физические свойства.
Костное вещество состоит из двоякого рода химических веществ: органических (Уз), главным образом оссеина, и неорганических (2/з), главным образом солей кальция, особенно фосфорнокислой извести (более половины - 51,04 %). Если кость подвергнуть действию раствора кислот (соляной, азотной и др.), то соли извести растворяются (decalcinatio), а органическое вещество остается и сохраняет форму кости, будучи, однако, мягким и эластичным. Если же кость подвергнуть обжиганию, то органическое вещество сгорает, а неорганическое остается, также сохраняя форму кости и ее твердость, но будучи при этом весьма хрупким. Следовательно, эластичность кости зависит от оссеина, а твердость ее - от минеральных солей. Сочетание неорганических и органических веществ в живой кости и придает ей необычайные крепость и упругость. В этом убеждают и возрастные изменения кости. У маленьких детей, у которых оссеина сравнительно больше, кости отличаются большой гибкостью и потому редко ломаются. Наоборот, в старости, когда соотношение органических и неорганических веществ изменяется в пользу последних, кости становятся менее эластичными и более хрупкими, вследствие чего переломы костей чаще всего наблюдаются у стариков.
Строение кости.
Структурной единицей кости, видимой в лупу или при малом увеличении микроскопа, является остеон, т. е. система костных пластинок, концентрически расположенных вокруг центрального канала, содержащего сосуды и нервы.
Остеоны не прилегают друг к другу вплотную, а промежутки между ними заполнены интерстициальными костными пластинками. Остеоны располагаются не беспорядочно, а соответственно функциональной нагрузке на кость: в трубчатых костях параллельно длиннику кости, в губчатых - перпендикулярно вертикальной оси, в плоских костях черепа - параллельно поверхности кости и радиально.
Вместе с интерстициальными пластинками остеоны образуют основной средний слой костного вещества, покрытый изнутри (со стороны эндоста) внутренним слоем костных пластинок, а снаружи (со стороны периоста) - наружным слоем окружающих пластинок. Последний пронизан кровеносными сосудами, идущими из надкостницы в костное вещество в особых прободающих каналах. Начало этих каналов видно на мацерирован-ной кости в виде многочисленных питательных отверстий (foramina nut-rfcia). Проходящие в каналах кровеносные сосуды обеспечивают обмен веществ в кости. Из остеонов состоят более крупные элементы кости, видимые уже невооруженным глазом на распиле или на рентгенограмме, - перекладины костного вещества, или трабекулы. Из этих трабекул складывается двоякого рода костное вещество: если трабекулы лежат плотно, то получается плотное компактное вещество, substantia compacta. Если трабекулы лежат рыхло, образуя между собою костные ячейки наподобие губки, то получается губчатое, трабекулярное вещество, substantia spongiosa, trabecularis (spongia, греч. - губка).
Распределение компактного и губчатого вещества зависит от функциональных условий кости. Компактное вещество находится в тех костях и в тех частях их, которые выполняют преимущественно функцию опоры (стойки) и движения (рычаги), например в диафизах трубчатых костей.
В местах, где при большом объеме требуется сохранить легкость и вместе с тем прочность, образуется губчатое вещество, например в эпифизах трубчатых костей (рис. 7).
Перекладины губчатого вещества располагаются не беспорядочно, а закономерно, также соответственно функциональным условиям, в которых находится данная кость или ее часть. Поскольку кости испытывают двойное действие - давление и тягу мышц, постольку костные перекладины располагаются по линиям сил сжатия и растяжения. Соответственно разному направлению этих сил различные кости или даже части их имеют разное строение. В покровных костях свода черепа, выполняющих преимущественно функцию защиты, губчатое вещество имеет особый характер, отличающий его от остальных костей, несущих все 3 функции скелета. Это губчатое вещество называется диплоэ, diploe (двойной), так как оно состоит из неправильной формы костных ячеек, расположенных между двумя костными пластинками - наружной, lamina externa, и внутренней, lamina interna. Последнюю называют также стекловидной, lamina vftrea, так как она ломается при повреждениях черепа легче, чем наружная.
Костные ячейки содержат костный мозг - орган кроветворения и биологической защиты организма. Он участвует также в питании, развитии и росте кости. В трубчатых костях костный мозг находится также в канале этих костей, называемом поэтому костномозговой полостью, cavitas medullaris.
Таким образом, все внутренние пространства кости заполняются костным мозгом, составляющим неотъемлемую часть кости как органа.
Костный мозг бывает двух родов: красный и желтый.
Красный костный мозг, medulla ossium rubra (детали строения см. в курсе гистологии), имеет вид нежной красной массы, состоящей из ретикулярной ткани, в петлях которой находятся клеточные элементы, имеющие непосредственное отношение к кроветворению (стволовые клетки) и костеобразованию (костесозидатели - остеобласты и костеразрушители - остеокласты). Он пронизан нервами и кровеносными сосудами, питающими, кроме костного мозга, внутренние слои кости. Кровеносные сосуды и кровяные элементы и придают костному мозгу красный цвет.
Желтый костный мозг, medulla ossium flava, обязан своим цветом жировым клеткам, из которых он главным образом и состоит.
В периоде развития и роста организма, когда требуются большая кроветворная и костеобразующая функции, преобладает красный костный мозг (у плодов и новорожденных имеется только красный мозг). По мере роста ребенка красный мозг постепенно замещается желтым, который у взрослых полностью заполняет костномозговую полость трубчатых костей.
Снаружи кость, за исключением суставных поверхностей, покрыта надкостницей, periosteum (периост).
Надкостница- это тонкая, крепкая соединительнотканная пленка бледно-розового цвета, окружающая кость снаружи и прикрепленная к ней с помощью соединительнотканных пучков - прободающих волокон, проникающих в кость через особые канальцы. Она состоит из двух слоев: наружного волокнистого (фиброзного) и внутреннего костеобразующего (остеогенного, или камбиального). Она богата нервами и сосудами, благодаря чему участвует в питании и росте кости в толщину. Питание осуществляется за счет кровеносных сосудов, проникающих в большом числе из надкостницы в наружное компактное вещество кости через многочисленные питательные отверстия (foramina nutricia), а рост кости осуществляется за счет остеобластов, расположенных во внутреннем, прилегающем к кости слое (камбиальном). Суставные поверхности кости, свободные от надкостницы, покрывает суставной хрящ, cartilage articularis.
Таким образом, в понятие кости как органа входят костная ткань, образующая главную массу кости, а также костный мозг, надкостница, суставной хрящ и многочисленные нервы и сосуды.
7. Мышечную систему составляет примерно 600 мышц, обеспечивающих передвижение тела в пространстве, поддержание позы, процессы дыхания, жевания, глотания, речи, участвующих в работе внутренних органов, кровообращении, теплорегуляции, обмене веществ, а также играющих важную роль в восприятии человеком положения тела и его частей в пространстве. Мышца является целостным органом, состоящим из поперечнополосатой мышечной ткани, а также из плотной и рыхлой соединительной ткани. Иннервацию и кровоснабжение мышцы обеспечивают проходящие в ней сосуды и нервы.
В строении мышцы выделяют брюшко и сухожилие (рис. 3.13). Мышечное брюшко служит для сокращения и состоит из пучков поперечнополосатой мышечной ткани – мышечных волокон, идущих параллельно друг другу и связанных между собой рыхлой соединительной тканью. Соединительная ткань, расположенная между мышечными пучками, но концам мышечного брюшка переходит в сухожилие – пассивную часть мышцы, при помощи которой она прикрепляется к костям. Брюшко мышцы имеет красно-бурый цвет, сухожилие, состоящее из плотной соединительной ткани, имеет блестящий светло-золотистый цвет и расположено по обоим концам мышцы. Оно плотное, содержит мало кровеносных сосудов и имеет более низкий уровень обмена веществ. Большинство сухожилий отходят от головки мышцы в виде белых тяжей и крепко удерживают сухожилие на кости, проникая в надкостницу и прикрепляясь к компактному слою кости. Длинные сухожилия кисти или стопы окружены влагалищем, в котором находится маслянистая синовиальная жидкость. Она смазывает сухожилия, облегчая скольжение, когда мышцы предплечья или голени тянут пальцы кисти или стопы. Сухожилия плоской формы, которые не только соединяют мышцы с костями, но и мышцы друг с другом (например, соединения мимических мышц), называются апоневрозами. Некоторые мышцы не имеют сухожилий, они начинаются от кости и прикрепляются к ней брюшком (такие мышцы получили наименование сидячих).
Основные свойства мышечной ткани – сократимость, возбудимость и эластичность – присущи и мышце как органу. Сократимость мышц регулируется нервной системой. В мышцах находятся нервные окончания – рецепторы и эффекторы. Рецепторы – чувствительные нервные окончания, воспринимающие степень сокращения и растяжения мышцы, скорость, ускорение, силу движения. Они могут быть свободными (в виде концевых разветвлений чувствительного нерва) или несвободными (в виде сложно построенного нервно-мышечного веретена). От рецепторов информация о состоянии мышцы и реализации двигательной программы поступает в центральную нервную систему. Импульсы из центральной нервной системы поступают к мышцам по эффекторам, вызывая их возбуждение. К мышцам подходят также нервы, регулирующие обменные процессы и мышечный тонус в покое. Такая взаимосвязь позволяет нервной системе регулировать деятельность мышц и обменные процессы в них и в конечном итоге выполнять задачи адаптации и функционирования в окружающей среде.
Степень развития мускулатуры зависит от разных факторов: наследственности, пола, физических нагрузок, питания и т.д. Регулярные физические нагрузки приводят к увеличению веса и объема мышц (так называемая функциональная гипертрофия).
Мышцы подразделяются на топографические группы: мышцы головы, шеи, спины, груди, живота; мышцы пояса верхних конечностей, плеча, предплечья, кисти; мышцы таза, бедра, голени, стопы. В этих группах выделяются передняя и задняя группы мышц, поверхностные и глубокие, наружные и внутренние мышцы.
Действие скелетных мышц осуществляется по законам рычагов и направлено на изменение положения части тела в пространстве или в противодействии силам гравитации при удержании статической позы. Сухожилия мышцы прикрепляются к разным костям, мышечное сокращение приводит к изменению положения кости или, напротив, к ее удержанию в определенной позиции. Любое движение осуществляется не одной, а несколькими мышцами, действие которых может быть однонаправленным (мышцы-синергисты) или разнонаправленным (мышцы-антагонисты). Сложный комплекс мышечных сокращений приводит к плавному и слаженному движению. Мышцы, обеспечивающие определенные движения, получили название функциональной группы. Например, группа мышц, сгибающих сустав, работает одновременно с группой мышц, разгибающих сустав, причем действие любой мышцы может происходить только при одновременном расслаблении мышцы-антагониста. Такая согласованность носит название мышечной координации.
Мышцы имеют интенсивный обмен веществ, поэтому в них хорошо развито кровообращение, посредством которого в мышцы доставляются кислород, питательные и биологически активные вещества, удаляются продукты обмена веществ и углекислый газ. Кровоток в мышце непрерывен, но его активность зависит от характера и интенсивности работы мышцы. При отсутствии мышечной нагрузки функционирует около трети всех капилляров, при ее увеличении их число значительно возрастает. Установлено, что крупные мышцы организма являются "помощниками" сердца, действуя как насос в передвижении крови по сосудам. Поэтому нагрузка на сердечную мышцу при физической активности у людей, обладающих хорошо развитой мышечной системой, оказывается меньше, чем у нетренированных людей.
В организме каждая скелетная мышца всегда находится в состоянии определенного напряжения, готовности к действию, которое получило наименование мышечного тонуса. У детей тонус мышц ниже, чем у взрослых, у женщин ниже, чем у мужчин, и у всех в значительной мере зависит от тренированности.
Влияние нагрузки на мышечный аппарат человека
Нагрузка оказывает на мышцы формирующее воздействие. Усиленная работа мышц способствует увеличению массы мышечной ткани, определенная степень которой получила название гипертрофии мышц. В зависимости от особенностей физической нагрузки гипертрофированными могут стать значительная часть мышц организма или их отдельные группы. В основе этого явления лежит увеличение массы мышечных волокон и количества содержащихся в них миофибрилл, это приводит к увеличению диаметра мышцы, активации обменных процессов, нарастанию силы и скорости сокращения, а общая масса мышц у тренированных людей может достигать 50% массы тела вместо обычных 30–40%.
Противоположным процессом является атрофия мышцы, которая развивается при длительном бездействии: при повреждении сухожилия или нерва, наложении гипса на конечность, долгом пребывании в постели вследствие болезни. Диаметр мышечных волокон и активность обменных процессов в них при атрофии уменьшаются. После возобновления активности мышцы атрофия постепенно исчезает.
Утомление – временное понижение работоспособности организма или какого-либо органа, наступающее в результате работы и исчезающее после отдыха. Утомление мышц при длительной нагрузке вызвано истощением в мышечной ткани запасов энергии, необходимых для сокращения мышечного волокна и накоплением не успевающих выводиться "шлаков" – продуктов обмена веществ, угнетающих деятельность мышечных волокон. Кроме того, важную роль играет утомление, возникающее в нервных центрах, управляющих работой данной группы мышц. В работах И. М. Сеченова (1903) показано, что восстановление лучше всего происходит не при пассивном, а при активном отдыхе (смене деятельности).
Утомляемость ребенка находится в прямой зависимости от возраста и обусловлена возрастными особенностями нервной деятельности, так как сама мышца может сокращаться без утомления достаточно длительное время. В грудном возрасте время активного подвижного бодрствования составляет около 1,5–2 ч, затем несколько повышается. Оно может развиваться и при необходимости длительно тормозить двигательную активность. Восстановление мышечной работоспособности при отдыхе наиболее быстро происходит в 7–9 лет, в пубертатный период (к 13–15 годам) уменьшается и снова повышается к 16–18 годам. Приспособление мышц к физическим нагрузкам на фоне нарастающего утомления называется выносливостью, она также претерпевает определенные изменения в онтогенезе: наибольший прирост выносливости при мышечной нагрузке отмечается в 7–10 лет, у мальчиков в 17 лет выносливость в два раза выше, чем в 7 лет, к окончанию пубертата выносливость подростков достигает 85% величины этого показателя у взрослых, пик выносливости приходится на возраст 20–29 лет, затем она постепенно снижается и к 70 годам составляет примерно 25% от максимального уровня.
8.-11.
Для жизни многоклеточным организмам нужна определенная система, которая бы обеспечивала каждую клетку питательными веществами, кислородом и выводила продукты обмена веществ. Поэтому в ходе эволюции возникли специальные приспособления и структуры организма, например, жидкая внутренняя среда.
Внутренняя среда – единая система жидкостей является естественным продолжением водной основы клетки.
Кровь, лимфа, тканевая жидкость, спинномозговая, плевральная и др. жидкости являются внутренней средой организма. Внутренняя среда организма не имеет контакта с внешней средой и отделена от нее барьерами: кожа, слизистые оболочки, эпителий пищеварительного тракта, стенка кровеносных сосудов.
Т.о. внутренняя среда организма –это комплекс жидкостей, которые циркулируют по системе замкнутых сосудов или омывают клеточные элементы и участвуют в обмене веществ в органах и тканях.
Основной составной частью тканевой жидкости, лимфы и крови является вода. В организме человека вода составляет 75% от массы тела. Тканевая жидкость и лимфа – до 30%, внутриклеточная жидкость – 40%, плазма – около 5%.
В состоянии покоя у человека до 45-50% всего объема крови, имеющейся в организме, находится в кровяных депо: селезенке (500мл), печени (1л), подкожном сосудистом сплетении и легких. Роль депо крови выполняет вся венозная система и в наибольшей степени вены кожи. Существует предел потери крови, после которого никакие регуляторные приспособления (сужение сосудов, выброс крови из депо, усиленная работа сердца и т.д.) не могут удержать АД на нормальном уровне: если организм быстро теряет 40-50% содержащейся в нем крови, то это может привести к смерти.
С клетками тела непосредственно граничит межклеточная (тканевая) жидкость. По составу она сходна с жидким компонентом крови – плазмой, но содержит меньше белков и больше углекислого газа. В целом объем тканевой жидкости у человека составляет в среднем 26,5% массы тела. Через нее осуществляется непосредственный обмен с цитоплазмой клеток и для них служит средой существования.
Выходящая из крови жидкость становится частью тканевой жидкости. Большая часть (90%) ее снова поступает в капилляры. В нормальных условиях избыток тканевой жидкости поступает в лимфатические сосуды. В них она изменяет свой состав – значительно увеличивается количество жиров, белков. Лимфа накапливается и по лимфатическим сосудам вновь попадает в кровеносное русло.
При постоянно меняющихся условиях внешней среды внутренняя среда организма человека остается относительно постоянной. Поддержание постоянства внутренней среды – единственно возможный способ существования любой открытой системы, находящейся в постоянном контакте с внешней средой. В 1929г. американский физиолог Уолтер Кеннон для обозначения постоянства внутренней среды организма ввел понятие – гомеостаз (от греческого гомес – подобный, стазис – состояние).
Химический состав и физические свойства внутренней средыимеют определенную величину, которая является постоянной и называется физиологическим показателем гомеостаза:
§ Температура
§ АД
§ Осмотическое давление
§ рН среды и др.
Постоянный состав внутренней среды обеспечивает нормальный обмен веществ в клетке и выполнение свойственных им функций. Гомеостаз поддерживается непрерывной работой органов и тканей.
Динамичность гомеостатических параметров в значительной мере снижает зависимость организма от внешних влияний.
Основой внутренней среды является кровь. Кровь дает начало тканевой жидкости, а из нее происходит лимфа, лимфа возвращается в кровь.
Кровь,sanguis, - это особая ткань, состоящая из форменных элементов (40-45%) и жидкого межклеточного вещества – плазмы (55-60% объема крови).
Кровь циркулирует в кровеносных сосудах и отделена от других тканей сосудистой стенкой, однако форменные элементы, а также плазма крови могут переходить в соединительную ткань, окружающую кровеносные сосуды. Благодаря этому кровь обеспечивает постоянство состава внутренней среды организма.
Функции крови:
1. Транспортная
- Дыхательная (транспорт кислорода и углекислого газа)
- Выделительная (транспорт продуктов обмена – мочевой кислоты, билирубина и др. к органам выделения – почкам, кишечнику, коже и др.)
- Питательная (транспорт глюкозы, аминокислот и др.)
- Гомеостатическая (равномерное распределение крови между органами и тканями, поддержание постоянного осмотического давления и pH с помощью белков плазмы крови и др.)
2. Защитная (обезвреживание микроорганизмов, токсинов, продуктов распада тканей, образование антител, образование тромба)
3. Регуляторная
- Регуляторная (транспорт гормонов)
- Терморегуляторная (перенос тепла наружу из глубоколежащих органов к сосудам кожи, равномерное распределение тепла в организме благодаря высокой теплоемкости и теплопроводности крови)
У человека масса крови составляет 6-8% массы тела (4,5-5л). В состоянии покоя циркулирует 40-50% всей крови, остальная находится в депо (печень, селезенка, кожа). В малом круге кровообращения находится 20-25% объема крови, в большом – 75-80%. В артериальной системе циркулирует 15-20% крови, в венозной – 70-75%, в капиллярах – 5-7%.
Состав крови:
1. форменные элементы – 40-45% объема крови
2. плазма крови (межклеточное вещество) – 55-60% объема крови (ок.3л)
Плазму можно получить путем центрифугирования крови – это жидкая светло-желтого цвета часть крови, без форменных элементов.
Плазма крови на 90% состоит из воды, в которой растворены соли и низкомолекулярные органические вещества, а также содержатся липиды, белки и их комплексы. Белки (7-8 %) представлены:
- фибриногеном, участвующим в процессе свертывания крови
- альбумином (60% белков), низкомолекулярные белки, транспортирующим малорастворимые вещества, в т.ч. лекарственные
- глобулином, образующим антитела (высокомолекулярный белок)
Плазма обеспечивает постоянство объема внутрисосудистой жидкости и кислотно-щелочное равновесие (КЩР), участвует в переносе активных веществ и продуктов метаболизма.
Плазма крови, лишенная фибриногена, называется сывороткой. Сыворотка не свертывается. Сыворотка остается после свертывания крови (при удалении сгустка).
Физико-химические свойства крови:
Кровь – коллоидно-полимерный раствор, растворителем в котором является вода, а растворимыми веществами – соли, низкомолекулярные органические соединения, белки и их комплексы.
1. Плотность крови (зависит от содержания в ней форменных элементов, белков и липидов) - 1,060-1,064г/мл.
2. Вязкость крови зависит от содержания эритроцитов и белка, в 3-6 раз выше вязкости воды.
3. Онкотическое давление крови зависит от концентрации белка (80% создают альбумины) – 30 мм.рт.ст. Онкотическое давление играет важную роль в регуляции водного обмена. Чем больше его величина, тем больше воды удерживается в сосудистом русле и тем меньше его переходит в ткани и наоборот. Поэтому кровезамещающие растворы должны содержать в своем составе коллоидные вещества, способные удерживать воду. При снижении концентрации белка в плазме развиваются отеки, т.к. вода перестает удерживаться в сосудах и переходит в ткани.
4. Осмотическое давление крови – это сила движения растворителя через полупроницаемую мембрану из менее концентрированного раствора в более концентрированный. Оно относительно постоянно и равно 7,3-7,6 атм. Осмотическое давление крови зависит от содержания растворенных в ней низкомолекулярных соединений, главным образом ионов и солей (около 60%этого давления создает NaCl), которые находятся в диссоциированном состоянии, а также от количества растворенных в организме жидкостей. Концентрация солей в крови – 0,9% . При помощи осмотического давления вода равномерно распределяется между клетками и тканями.
Растворы, у которых уровень осмотического давления выше, чем в содержимом клеток или плазме (гипертонические растворы), вызывают сморщивание клеток в результате перехода воды из клетки в раствор (используется 10% раствор NaCl для лечения гнойных ран), гипотонические растворы вызывают увеличение объема клеток за счет перехода воды из раствора в клетку. Растворы, имеющие одинаковое с кровью/плазмой осмотическое давление и которые не вызывают изменения клеток, называются изотоническими (для человека изотоничен 0,9% раствор поваренной соли или 5% р-р глюкозы). Физиологический раствор – раствор, который по своему качественному составу и концентрации солей соответствует составу плазмы. Такие жидкости используют для поддержания жизнедеятельности изолированных от тела органов, а также как заменитель крови при кровопотерях (раствор Рингера, раствор Рингера-Локка – р-р Рингера +глюкоза).
Регуляция осм.давления осуществляется нейро-гуморальным путем. Также в стенках сосудов, тканях, гипоталамусе находятся специальные рецепторы, раздражение которых приводит к изменению деятельности выделительных органов (почки, потовые железы).
5. В крови поддерживается постоянство рН реакции (водородный показатель, который определяет кислотную или щелочную реакцию среды). Абсолютное большинство химических реакций может происходить в норме только при определенных показателях рН. Кровь человека имеет слабощелочную реакцию: рН венозной крови - 7,36, артериальной – 7,4. Жизнь возможна при рН 7,0-7,8. Постоянство рН поддерживается буферными системами крови, которые связывают гидроксильные (ОН-) и водородные (Н+) ионы. При этом из организма выделяется избыток кислых и щелочных продуктов обмена с мочой, а легкими выделяется углекислый газ. Ацидоз – сдвиг в кислую среду (угнетение нервной системы, потеря сознания, смерть), алкалоз – сдвиг в щелочную среду (перевозбуждение НС, появление судорог, смерть).
В процессе обмена веществ ткани выделяют в тканевую жидкость, а следовательно и в кровь, «кислые» продукты обмена. Так, в процессе мышечной деятельности в кровь человека может поступать в течение нескольких минут до 90г молочной кислоты, что могло бы увеличить концентрацию ионов Н+ в 40 000 раз. Однако этого не происходит, что объясняется наличием буферных систем крови, кроме того постоянство рН сохраняется за счет работы почек и легких, удаляющих из крови углекислый газ, избыток солей, кислот и щелочей.
Буферные системы крови более устойчивы к действию кислот, чем оснований. Основные соли слабых кислот, содержащиеся в крови, образуют так называемый щелочной резерв крови.
Химический состав плазмы (%):
Ммоль/л % Ммоль/л %
Белки 63-87 г/л Кальций 2,1-2,6 0,012
Липиды <1,54 0,3 Железо 6,6-27
Глюкоза 3-6,4 0,12 Мочевина 1,7-8,3 0,03
Мочевая к-та 0,14-0,42 0,004 Холестерин 2,7-6,2
Креатин 44-115 0,006 Вода 90,5
Форменные элементы кровиподразделяются на:
1. эритроциты,
2. лейкоциты и
3. тромбоциты.
Все форменные элементы крови образуются в костном мозге из стволовой клетки, оттуда поступают в венозную кровь. Все клетки выполняют специфические функции, но в то же время все они участвуют в транспорте различных веществ, выполняют защитные и регуляторные функции.
Количество форменных элементов в единице объема крови называется гемограммой – это клинический анализ крови. Включает данные о количестве всех форменных элементов крови, их морфологических особенностях, СОЭ, содержании гемоглобина соотношении различных видов лейкоцитов и др.
Эритроциты –впервые обнаружены в крови лягушки Мальпигием (1661г), а Левенгук показал, что они есть и в крови человека (1673г). Это высокоспециализированные безъядерные клетки диаметром 7-8 мкм, по форме напоминают двояковогнутый диск (площадь поверхности такого диска в 1,7 раза больше, чем сферы такого же диаметра). Эритроциты отличаются большой эластичностью, они легко проходят по капиллярам, имеющим вдвое меньший диаметр, чем сама клетка.
Продолжительность жизни эритроцита около 3 месяцев. Образуются эритроциты в красном костном мозге из клеток-предшественниц, которые теряют ядро перед выходом в кровеносное русло, а погибают (разрушаются) – в селезенке и печени.
Функции эритроцитов:
1. Дыхательная – гемоглобин способен связать в 70 раз больше кислорода, чем растворено в плазме
2. Питательная – адсорбируют на поверхности аминокислоты
3. Защитная – способны связывать токсины за счет антител на поверхности, а также участвуют в свертывании крови
4. Ферментативная – являются носителями ферментов.
В цитоплазме эритроцита содержится особый белок хромопротеид -гемоглобин, который состоит из белковой (глобин) и железосодержащей (гемм) части. Занимает 25% объема эритроцита. На 1 молекулу глобина приходится 4 молекулы гемма. С молекулой Hb может связаться 4 молекулы кислорода. Атомы Fe(II) придают отдельным эритроцитам в свежей крови желтый цвет, а самой крови (много эритроцитов) – красный. В норме в крови содержится 140г/л гемоглобина (женщины 135-140г/л, мужчины 135-155г/л). О содержании в эритроцитах гемоглобина судят по цветовому показателю (процентное соотношение гемоглобина и эритроцитов), который в норме 0,75-1,0. Основное назначение гемоглобина – транспорт кислорода и углекислого газа, кроме того он обладает буферными свойствами и способен связывать токсичные вещества.
После разрушения в селезенке эритроцитов, атомы железа используются в основном для нужд организма, часть гемма превращается в желчные пигменты (билирубин и биливердин), которые и обусловливают цвет мочи и кала.
Виды гемоглобина:
§ Гемоглобин, присоединивший кислород, называется оксигемоглобином,
§ отдавший кислород – восстановленный, или редуцированный гемоглобин.
В артериальной крови преобладает оксигемоглобин, от чего ее цвет приобретает алую окраску. В венозной крови до 35% восстановленного гемоглобина.
§ Кроме того, часть гемоглобина связывается с углекислым газом, образуя карбогемоглобин, благодаря чему переносится от 10 до 20% всего транспортируемого кровью СО2.
§ Карбоксигемоглобин – соединение гемоглобина и угарного газа, который в 300 раз легче присоединяется к гемоглобину, чем кислород. Поэтому гемоглобин, присоединивший СО, не способен связываться с О2. При отравлении угарным газом наблюдается рвота, головная боль, потеря сознания; надо дать подышать чистым кислородом, что ускоряет распад карбоксигемоглобина. В норме – ок.1% карбоксигемоглобина, у курильщиков – 3-10%.
§ Сильные окислители (ферроцианид, перекись водорода и др.) изменяют заряд железа с 2+ на 3+, в результате чего возникает окисленный гемоглобин – метгемоглобин, который очень прочно удерживает кислород, при этом нарушается транспорт кислорода. Имеет коричневый цвет. Чаще встречается у людей занятых на вредных хим. Производствах, а также при чрезмерном потреблении лекарств, обладающих окислительными свойствами.
§ Миоглобин– дыхательный пигмент, находящийся в мышцах; по структуре близок к гемоглобину; способен связывать гораздо большее количество кислорода и поэтому выполняет депонирующую фуекцию (запас кислорода в мышцах)
В крови содержится 4-4,5 млн эритроцитов/мл у женщин и 4,5-5 млн эритроцитов/мл у мужчин. Повышенное количество эритроцитов (эритроцитоз) у жителей высокогорья, у спортсменов, у детей, при гипоксии, врожденных пороках сердца, сердечно-сосудистой недостаточности. Уменьшение количества гемоглобина эритроцитов в крови называется анемией. Разрушение эритроцитов, при котором гемоглобин выходит в плазму, называется гемолизом. При этом кровь приобретает лаковый цвет. Гемолиз может быть вызван химическими агентами, разрушающими мембрану эритроцитов (отравление уксусной кислотой, укусы некоторых змей); механический гемолиз – при встряхивании ампулы с кровью, у больных с кардиопротезами клапанов, при длительной ходьбе; иммунный гемолиз - при переливании несовместимой крови.
Удельная плотность эритроцитов выше плотности плазмы (1,096 и 1,027), поэтому в вертикальной пробирке происходит оседание эритроцитов (необходимо добавить в кровь цитрат натрия – для предотвращения свертывания крови). Скорость оседания эритроцитов (СОЭ) характеризует некоторые физико-химические свойства крови. Наибольшее влияние на величину СОЭ оказывает содержание фибриногена (более 4 г/л СОЭ повышается), поэтому СОЭ больше зависит от свойств плазмы, чем эритроцитов. СОЭ у мужчин в норме 5-7 мм/ч, у женщин 8-12 до 15 мм/ч. Повышенная СОЭ характерна для беременных – до 30 мм/ч, больных инфекционными и воспалительными заболеваниями, а также со злокачественными образованиями – до 50 и более мм/ч.
Среди великого множества клеток организма эритроциты выделяются тем, что не имеют ядра. В чем физиологический смысл этого?
1. Для чего клеткам нужно ядро? Оно содержит генетическую информацию, необходимую для синтеза различных белков.
2. Что необходимо для синтеза белка? Набор аминокислот и энергия, используемая для образования пептидных связей в молекуле белка, а также для работы ряда ферментов.
3. В чем состоит главная функция эритроцитов? Захват кислорода и доставка его во все клетки организма.
4. Для чего клеткам необходим кислород? Для обеспечения протекания различных химических реакций, в результате чего освобождается необходимая клеткам энергия.
Благодаря тому, что в эритроците нет ядра, он из того количества кислорода, которое «перевозит», потребляет лишь небольшую часть. Расчеты показывают, что при наличии ядра эритроцит потреблял бы в 200 раз больше кислорода. Что бы тогда доставалось клеткам?
Если бы гемоглобин содержался непосредственно в плазме, а не в эритроцитах, то присоединение кислорода происходило бы быстрее. Почему же гемоглобин «упакован» в эритроцитах?
Гемоглобин– хромопротеид и содержит белок – глобин. Раствор такого вещества в плазме повысил бы вязкость крови в несколько раз. Это привело бы к повышению кровяного давления и расплачиваться пришлось бы сердцу.
Лейкоциты – шаровидные клетки, в отличие от эритроцитов имеют ядро. Размер лейкоцита до 20 мкм. Продолжительность жизни лейкоцита – несколько суток. В 1 мл крови содержится 4-9тысяч лейкоцитов. Количество лейкоцитов меняется на протяжении суток, меньше всего утром натощак. Увеличение количества лейкоцитов в крови – лейкоцитоз, уменьшение – лейкопения.
Образуются в красном костном мозге из стволовых клеток, в селезенке, тимусе, лимфоузлах. Разрушаются в селезенке и печени.
Продолжительность жизни лейкоцитов в среднем от неск. Суток до неск. Десятков суток. Более 50% лейкоцитов находятся за пределами сосудистого рксла – в различных тканях.
Лейкоциты способны к активному движению (как амебы), они могут проникать через стенку капилляров в окружающую соединительную и эпителиальную ткани и участвовать в защитных реакциях организма (переваривание инородных тел, микроорганизмов, образование антител).
Лейкоцитымогут иметь в цитоплазме зернистость(гранулы) – гранулоциты, которые незернистые – агранулоциты. Гранулы могут окрашиваться в различные цвета. В зависимости от окраски гранул гранулоциты делятся на:
- эозинофилы (окрашиваются кислыми красителями в розовый цвет) – способны обезвреживать чужеродные белки и белки отмерших тканей. Количество эозинофилов увеличивается при аллергических реакциях.
- базофилы (окрашиваются основными красителями в синий цвет) – принимают участие в свертывании крови и регуляции проницаемости сосудов для форменных элементов. Базофилы вырабатывают гепарин и гистамин.
- нейтрофилы (окрашиваются нейтральными красителями в розово-фиолетовый цвет) – способны проникать в межклеточные пространства и захватывать и переваривать микроорганизмы, стимулировать размножение клеток. Погибшие нейтрофилы вместе с остатками клеток и тканей образуют гной.
Агранулоциты – это лейкоциты, которые состоят из ядра округлой формы и незернистой цитоплазмы. Их разделяют на лимфоциты и моноциты.
Лимфоциты– шаровидные, диаметром 7-10мкм. Состоят из двух популяций: лимфоциты, образующиеся в вилочковой железе (тимусе) – Т-лимфоциты (отвечают за систему клеточного иммунитета и при помощи ферментов самостоятельно уничтожают чужеродные клетки, в т.ч.мутировавшие, противодействуют патогенным вирусам, грибкам - Т-киллеры, усиливающие клеточный иммунитет или облегчающие течение гуморального иммунитета Т-хелперы, препятствующие иммунитету при выздоровлении Т-супрессоры, Т-клетки памяти – хранят информацию о ранее действующих антигенах, т.о. ускоряют вторичный иммунный ответ) и В-лимфоциты, образующиеся из стволовых лимфоидных клеток костного мозга и селезенки, лимфоидных скоплениях стенки тонкой кишки, миндалинах, лимфатических узлах (они ответственны за систему гуморального иммунитета и защищают организм от бактерий и вирусов путем выработки специальных белков – антител). Продолжительность жизни лимфоцитов от 3 суток до 6 месяцев, а некоторых – до 5 лет.
Моноциты– самые крупные клетки крови, размер до 20 мкм. Образуются в костном мозге. Они активно проникают в очаги воспаления и поглощают (фагоцитируют) бактерии.
Соотношение форменных элементов крови называется гемограммой (формулой крови), процентное соотношение различных видов лейкоцитов называется лейкоцитарной формулой:
Лейкоциты 4-9 *109/л
Эозинофилы 1-5%
Базофилы 0-0,5%
Нейтрофилы 60-70%: юные 0-1%, палочкоядерные 2-5%,
сегментоядерные 55-68%
Лимфоциты 25-30%
Моноциты 5-8%
В крови здорового человека могут встречаться зрелые и юные формы лейкоцитов, однако в норме обнаружить их удается только у самой многочисленной группы – нейтрофилов. К ним относятся юные и палочкоядерные нейтрофилы. Увеличение количества юных и палочкоядерных нейтрофилов свидетельствует об омоложении крови и носит название сдвиг лейкоцитарной формулы влево, часто наблюдается при лейкозах, инфекционных и воспалительных заболеваниях. При ряде заболеваний количество отдельных видов лейкоцитов увеличивается. При коклюше, брюшном тифе – лимфоцитов, при малярии – моноцитов, при бактериальных инфекциях – нейтрофилов, при аллергических реакциях – эозинофилов.
Тромбоциты – бесцветные полиморфные безъядерные тельца размером 1-4 мкм., содержат большое количество гранул. Образуются тромбоциты в клетках костного мозга мегакариоцитах. Продолжительность их жизни 5-11 дней. В 1 мл крови содержится 180-320 до 400 тысяч тромбоцитов. При мышечной работе, стрессе, принятии пищи, беременности количество тромбоцитов увеличивается (тромбоцитоз). Основное назначение тромбоцитов – участие в процессе гемостаза (способствуют остановке кровотечения). При нарушении целостности стенки сосуда тромбоциты разрушаются и выделяют специфическое вещество, способствующее свертыванию крови.
При активации тромбоциты приобретают сферическую форму и образуют специальные выросты (псевдоподии), с помощью которых они могут соединяться друг с другом (агрегировать) и прилипать к поврежденной стенке сосуда. В тромбоцитах содержится фибриноген, а также сократительный белок тромбастенин. Они богаты гликогеном, серотонином (суживает сосуды), гистамином, содержат неактивный тромбопластин (запускает свертывание).
Лимфа – жидкость, возвращаемая в кровоток из тканевых пространств по лимфатической системе. Лимфа образуется из тканевой жидкости, накапливающейся в межклеточном пространстве. Наиболее важной функцией лимфы является возврат белков, электролитов и воды из межтканевого пространства в кровь. За сутки возвращается более 100г. белка. Лимфатическая система действует как транспортная система по удалению эритроцитов, оставшихся в тканях после кровотечения, а также по удалению и обезвреживанию бактерий, попавших в ткани. Она состоит из плазмы и форменных элементов. Лимфоплазма в отличие от крови содержит больше продуктов обмена веществ, поступающих из тканей. Из форменных элементов в лимфе преобладают лимфоциты (до 20.000/мл), в небольшом количестве встречаются моноциты и эозинофилы
12.-14 Сердце человека представляет собой четырехкамерный полый орган, производящий ритмические сокращения и расслабления, благодаря чему возможно движение крови по сосудам.
Расположено сердце в грудной полости, в нижнем отделе переднего средостения, в основном слева от срединной плоскости. В соответствии с конусообразной формой сердца в нем выделяют верхушку и основание. Верхушка направлена вниз, кпереди и влево, а основание — вверх, кзади и вправо. На сердце различают грудино-реберную (переднюю), диафрагмальную (нижнюю) и легочные (боковые) поверхности, правый и левый края, венечную и две (передняя и задняя) межжелудочковые борозды.
Размер сердца принято сравнивать с величиной кулака данного человека. Положение и масса сердца зависят от типа телосложения, формы грудной клетки пола, возраста человека, степени физической активности. Масса сердца индивидуально варьирует и у взрослых составляет 220—400 г, у женщин — 220—250 г, у мужчин — 300—400 г. Общий объем сердца составляет у мужчин 700—900 мл, у женщин 500—600 мл. Тяжелый физический труд и занятия спортом способствуют развитию гипертрофии миокарда и ведут к увеличению объема полостей сердца.
Камеры сердца. Сердце человека четырехкамерное — имеет два предсердия и два желудочка. Продольной перегородкой, в которой различают две части — межпредсердную и межжелудочковую перегородки — оно разделено на несообщающиеся между собой половины — правую и левую. В правой половине — правом предсердии и правом желудочке — течет венозная кровь, а в левой половине — левом предсердии и левом желудочке — артериальная кровь (рис. 17).
Правое предсердие расширено кзади, а спереди сужено и образует полый вырост — правое ушко. На перегородке, отделяющей правое предсердие от левого (межпредсердная перегородка), имеется овальной формы углубление — овальная ямка. На месте этой ямки у плода было овальное отверстие, посредством которого предсердия сообщались между собой. После рождения овальное отверстие обычно зарастает.
В правое предсердие впадают верхняя и нижняя полые вены, венечный синус и мелкие венозные сосуды — наименьшие вены сердца.
По этим сосудам в правое предсердие поступает венозная кровь.
На внутренней поверхности предсердия имеются складки: одна у отверстия нижней полой вены снизу — заслонка нижней полой вены, другая у отверстия венечного синуса сердца справа — заслонка венечного синуса.
Рис. 17. Строение сердца:
1 — левое предсердие, 2 — двухстворчатый клапан (митральный),
3 — сосочковая мышца левого желудочка, 4 — мышечный слой сердца,
5 — левый желудочек, 6 — перегородка сердца, 7 — правый желудочек,
8 — сосочковая мышца правого желудочка, 9 — трехстворчатый клапан,
10 — правое предсердие, 11 — верхняя полая вена, 12 — аорта,
13 — клапаны аорты; 14 — легочный ствол
Правый желудочек отделен от левого межжелудочковой перегородкой. Полость правого желудочка подразделяют на два отдела: задний — собственно полость желудочка и передний — артериальный конус (воронка). Артериальный конус переходит вверху в легочный ствол, которым начинается малый круг кровообращения.
Левое предсердие как и правое, состоит из расширенной части и выступающего кпереди ушка. В расширенную часть впадают четыре легочные вены (по две с каждой стороны — правой и левой). По этим венам в предсердие поступает артериальная кровь.
Левый желудочек на своей внутренней поверхности имеет мясистые трабекулы и две сосочковые мышцы с отходящими от них сухожильными хордами. В передневерхнем отделе левого желудочка имеется отверстие аорты.
Клапаны сердца. Предсердно-желудочковые отверстия, отверстия аорты и легочного ствола имеют складки эндокарда — клапаны. Общее назначение клапанов — недопущение обратного тока крови. Правое предсердно-желудочковое отверстие имеет правый предсердно-желудочковый клапан. Он состоит из трех створок, поэтому называется трехстворчатым. Левое предсердно-желудочковое отверстие снабжено левым предсердно-желудочковым клапаном (митральный клапан), состоящим из двух створок.
Каждое отверстие легочного ствола и аорты имеют по три полулунные заслонки. Заслонки отверстия легочного ствола вместе составляют клапан легочного ствола, а заслонки аортального отверстия — клапан аорты. Во время сокращения желудочков заслонки этих клапанов прижимаются к стенкам легочного ствола и аорты и кровь свободно течет из желудочков в сосуды. В период расслабления желудочков полулунные заслонки закрывают отверстия и не допускают обратного тока крови из сосудов в желудочки.
Стенка сердца представлена тремя оболочками: внутренней, средней и наружной. Внутренняя оболочка — эндокард — состоит из эндотелия (выстилает оболочку изнутри), подэндотелиального слоя, мышечно-эластического и наружного соединительно-тканного слоев. Средняя мышечная оболочка сердца — миокард — построена из специализированной поперечно-полосатой мышечной ткани и составляет по толщине большую часть стенки сердца. Поперечно-полосатая сердечная мышечная ткань сокращается непроизвольно и по своему микроскопическому строению значительно отличается от поперечно-полосатой скелетной мышечной ткани. Одно из характерных отличий ее состоит в том, что сердечные мышечные волокна построены из поперечно-полосатых мышечных клеток — сердечных миоцитов (кардиомиоцит), соединенных друг с другом при помощи вставочных дисков. Сердечные миоциты — прямоугольной формы, длина их колеблется от 50 до 120 мкм, а толщина равна 15—20 мкм. Каждый миоцит имеет 1—2 ядра и цитоплазму, в которой находятся миофибриллы. Для сердечных миоцитов характерно наличие очень большого количества митохондрий. В отличие от скелетной поперечно-полосатой мышечной ткани в сердечной между мышечными волокнами имеются перемычки, объединяющие их в единую систему.
Мышечная оболочка предсердий состоит из двух слоев: поверхностного и глубокого, она тоньше мышечной оболочки желудочков, состоящей из трех слоев: внутреннего, среднего и наружного. Особенно толстая мышечная оболочка левого желудочка, который производит по сравнению с правым желудочком большую работу (проталкивает кровь в сосуды большого круга кровообращения). Глубокий мышечный слой предсердий, внутренний и наружный мышечные слои желудочков состоят преимущественно из продольно идущих мышечных волокон, а поверхностный слой предсердий и средний слой желудочков — из циркулярно расположенных волокон. При этом мышечные волокна предсердий не переходят в мышечные волокна желудочков; предсердия и желудочки сокращаются неодновременно. В миокарде, помимо мышечных волокон, выполняющих сократительную функцию, имеются специальные мышечные клетки волокна Пуркине, входящие в состав проводящей системы сердца. Мышечные волокна миокарда прикрепляются к правому и левому фиброзным кольцам, расположенным вокруг соответствующих предсердно-желудочковых отверстий. Скопления фиброзной ткани имеются также вокруг отверстий легочного ствола и аорты и в верхней части межжелудочковой перегородки. Фиброзные кольца вместе с другими скоплениями фиброзной ткани составляют своеобразный скелет сердца.
Наружная оболочка сердца — эпикард — сращена с миокардом и представляет собой висцеральную (внутренностную) пластинку околосердечной серозной оболочки — перикарда. Париетальная (пристеночная) пластинка этой оболочки образует вокруг сердца серозный мешок — околосердечную сумку, которая сращена с сухожильным центром диафрагмы и с медиастинальной плеврой обоих плевральных мешков. Эпикард переходит в париетальную пластинку перикарда в области основания сердца по стенкам крупных сосудов, входящих в сердце и выходящих из него. Между двумя пластинками перикарда имеется щелевидное пространство — перикардиальная полость, в которой находится небольшое количество серозной жидкости, смягчающей трение при работе сердца.
Работа сердца обеспечивает безостановочное движение крови по сосудам и заключается в ритмическом сокращении сердца, чередующимся с его расслаблением. Сокращение сердечной мышцы называется систолой, а ее расслабление — диастолой. Период, включающий систолу и диастолу, составляет сердечный цикл. Он состоит из трех фаз: систолы предсердий, систолы желудочков и общей диастолы сердца. Первая фаза — сокращение обеих предсердий, в результате чего кровь из предсердий поступает в желудочки; вторая фаза — сокращение обеих желудочков, при этом кровь из левого желудочка поступает в аорту, из правого желудочка — в легочный ствол, предсердия в это время расслабляются и принимают кровь из впадающих в них вен. Третья фаза — это общая пауза, в течение которой вся сердечная мышца расслаблена и кровь не только продолжает поступать в предсердия, но и свободно протекает из предсердий в желудочки. Затем все три фазы повторяются.
Длительность сердечного цикла зависит от частоты сердечных колебаний. При сердечном ритме 75 ударов в 1 мин она составляет 0,8 с, при этом систола предсердия равна 0,1 с, систола желудочков — 0,33 с и общая диастола сердца — 0,37 с.
У физически активных людей в состоянии покоя сердечный ритм, как правило, реже, чем у ведущих малоподвижный образ жизни. Частота сердцебиений менее 60 ударов в 1 мин называется брадикардией. Частота сердечных сокращений, превышающая 90 ударов в 1 мин, называется тахикардией. Частота сердцебиений зависит от положения тела: при положении стоя она больше, чем при положениях сидя и лежа. Сердечный ритм учащается при эмоциональных возбуждениях. Учащение сердцебиений вызываетмышечная работа.
Сердце новорожденного имеет шарообразную форму. Поперечный размер сердца равен продольному или превышает его, что связано с недостаточным развитием желудочков и относительно большими размерами предсердий. Ушки предсердий большие, они прикрывают основание сердца. Грудино-реберная поверхность образована правым предсердием, правым желудочком и сравнительно большой частью левого желудочка. С грудной стенкой соприкасаются только желудочки. Передняя и задняя межжелудочковые борозды обозначены хорошо ввиду отсутствия подэпикардиальной клетчатки. Верхушка сердца закруглена. Длина сердца у новорожденного равна 3,0—3,5 см, ширина — 2,7—3,9 см. Объем правого предсердия составляет 7—10 см3, левого — 4—5 см3. Емкость каждого желудочка равна 8—10 см3. Масса сердца у новорожденного 20—24 г, то есть 0,8—0,9 % массы тела (у взрослых 0,5 %). Объем сердца от периода новорожденности до 16-летнего возраста увеличивается в 3—3,5 раза.
Растет сердце наиболее быстро в течение первых двух лет жизни, затем в 5—9 лет и в период полового созревания. К двум годам линейные размеры сердца увеличиваются в 1,5 раза, к семи годам — в два раза, а к 15—16 годам — в три раза. Рост сердца в длину идет быстрее, чем в ширину (длина удваивается к 5—6 годам, а ширина — к 8—10 годам).В течение первого года жизни рост предсердий обычно опережает увеличение желудочков. С двухлетнего возраста развитие и предсердий и желудочков происходит примерно одинаково, а после 10 лет желудочки растут быстрее, чем предсердия. Масса сердца удваивается к концу первого года жизни, утраивается — к 2—3 годам, к шести годам возрастает в пять раз, а к 15 годам увеличивается в 10 раз по сравнению с периодом новорожденности.
Межпредсердная перегородка имеет отверстие, которое прикрыто со стороны левого предсердия тонкой эндокардиальной складкой.
Миокард левого желудочка развивается быстрее, и к концу второго года его масса вдвое больше, чем правого. Эти соотношения сохраняются и в дальнейшем. У новорожденных и детей всех возрастных групп предсердно-желудочковые клапаны эластичные, створки блестящие.
В 20—25 лет створки этих клапанов уплотняются, края их становятся неровными. В старческом возрасте происходит частичная атрофия сосочковых мышц, в связи с чем может нарушаться функция клапанов.
15. Учение о сосудах называется ангиология. Среди сосудов различают артерии, вены и капилляры.
I. Артерии - это сосуды, несущие кровь от сердца к органам и тканям.
Стенка артерий состоит из 3-х слоёв:
1) внутренний (эндотелиальный) - образован из однослойного плоского эпителия, лежащего на соединительнотканной основе.
2) средний (мышечный) - образован циркулярно расположенными гладкими мышечными волокнами, а также эластическими элементами.
3) наружный (адвентициальный) - состоит из рыхлой соединительной ткани.
В зависимости от степени развития мышечных или эластических элементов среднего слоя различают: а) Артерии эластического типа (аорта, легочной ствол) – имеют сильно развитые эластические волокна, придающие им упругость. Это очень важно, так как сердце выбрасывает в них кровь с большой силой. б) Артерии мышечно-эластического типа (подключичная, сонная, бедренная, плечевая и др.) – мышечные и эластичные волокна развиты у них в одинаковой степени. в) Артерии мышечного типа (все остальные) – эластические волокна слабо развиты
Таким образом, по мере удаления от центра (сердца) количество эластических волокон в артериях уменьшается. Благодаря наличию эластических волокон просвет артерий всегда зияет. Кровь при артериальных кровотечениях бьёт струей, так как давление крови в артериях довольно высокое и составляет в артериях крупного калибра 100-130 мм
рт. ст., среднего калибра 80-90 мм рт.ст., а в мелких артериях 50-55мм рт.ст.
Такое высокое давление необходимо для обеспечения циркуляции крови и кровоснабжения всех органов и тканей, а также для образования тканевой жидкости в капиллярах.
II. Вены - это сосуды, несущие кровь от органов и тканей к сердцу. Строение стенки вен сходно со строением артерий, однако их средний - мышечный слой развит слабо и в нём нет эластических волокон. Поэтому при порезах вены спадаются, и кровь медленно вытекает из них (а не бьёт струей как при артериальном кровотечении). Давление крови в венах низкое. В венулах, которые берут начало от капилляров и артериол, давление крови составляет 10-15 мм. рт. ст., а в конечной части венозной системы (полые вены) - 3 мм. рт. ст., т.е. приближается к 0. В связи с этим существуют специальные приспособления, облегчающие движение крови по венам к сердцу
1) Наличие на внутренней поверхности вен полулунных клапанов, которые напоминают кармашки и при заполнении мешают обратному кровотоку.
2) Сокращения скелетной мускулатуры, окружающей тонкие стенки вен также способствуют продвижению крови по направлению к сердцу.
3) Отрицательное внутригрудное давление и присасывающее действиесердца во время диастолы способствует венозному возврату крови к сердцу.
Общее количество вен примерно в 2 раза больше, чем артерий, так как одну артерию обычно сопровождают 2 вены. Диаметр вен больше чем у артерий, так как они должны перебросить к сердцу кровь, поступающую из артерий с большой скоростью.
III. Капилляры имеют очень тонкую стенку, образованную одним слоем эндотелиальных клеток. Это облегчает процессы газообмена, транспорта питательных веществ из крови в ткани и продуктов обмена из тканей в кровь, а также способствует выходу из них плазмы крови, формирующей межтканевую жидкость. Капилляры вместе с мелкими артериями, артериолами, мелкими венами и венулами составляют микроциркуляторное русло. Капилляры были открыты итальянским учёным Мальпиги. Их общее количество в большом круге около 2 млрд., протяжённость 8 тыс. км., а суммарное поперечное сечение в 500 раз больше, чем в аорте. Капилляры имеют форму шпильки, в которой различают артериальное и венозное колено, а также вставочную часть. Давление крови в них 25 мм. рт.ст.
Анастомозы– соединительные ветви между сосудами. В некоторых местах анастомозы настолько многочисленны, что образуют сосудистую сеть (сплетение). Коллатеральные сосуды (коллатерали) – это сосуды, обеспечивающие окольный ток крови, в обход основного пути. Благодаря им может восстановиться кровообращение в той части тела, где закупорен основной сосуд.
16. Сердечно-сосудистая система включает в себя две системы: кровеносную (систему кровообращения) и лимфатическую (систему лимфообращения). Кровеносная система объединяет сердце и сосуды - трубчатые органы, в которых кровь циркулирует по всему телу. Лимфатическая система включает разветвленные в органах и тканях лимфатические капилляры, лимфатические сосуды, лимфатические стволы и лимфатические протоки, по которым лимфа течет по направлению к крупным венозным сосудам. По пути следования лимфатических сосудов от органов и частей тела к стволам и протокам лежат многочисленные лимфатические узлы, относящиеся к органам иммунной системы. Учение о сердечно-сосудистой системе называется ангиокардиологией. Кровеносная система - одна из основных систем организма. Она обеспечивает доставку тканям питательных, регуляторных, защитных веществ, кислорода, отвод продуктов обмена, теплообмен. Представляет собой замкнутую сосудистую сеть, пронизывающую все органы и ткани, и имеющую центрально расположенное насосное устройство - сердце.
Кровеносная система связана многочисленными нейрогуморальными связями с деятельностью других систем организма, служит важным звеном гомеостаза и обеспечивает адекватное текущим локальным потребностям кровоснабжение. Впервые точное описание механизма кровообращения и значение сердца дано основоположником экспериментальной физиологии английским врачом В.Гарвеем (1578-1657). В 1628 году он опубликовал известный труд «Анатомическое исследование о движении сердца и крови у животных», в котором привел доказательства о движении крови по сосудам большого круга кровообращения.
Основоположник научной анатомии А.Везалий (1514-1564) в своем труде «О строении человеческого тела» дал правильное описание строения сердца. Испанский врач М.Сервет (1509-1553) в книге «Восстановление христианства» правильно представил малый круг кровообращения, описав путь движения крови из правого желудочка в левое предсердие.
Кровеносные сосуды тела объединяют в большой и малый круги кровообращения. Кроме того, дополнительно выделяют венечный круг кровообращения.
1) Большой круг кровообращения – телесный, начинается от левого желудочка сердца. Он включает аорту, артерии разного калибра, артериолы, капилляры, венулы и вены. Заканчивается большой круг двумя полыми венами, впадающими в правое предсердие. Через стенки капилляров тела происходит обмен веществ между кровью и тканями. Артериальная кровь отдает тканям кислород и, насыщаясь углекислым газом, превращается в венозную. Обычно к капиллярной сети подходит сосуд артериального типа (артериола), а выходит из нее венула. В отношении некоторых органов (почка, печень) имеется отступление от этого правила. Так, к клубочку почечного тельца подходит артерия - приносящий сосуд. Выходит из клубочка также артерия - выносящий сосуд. Капиллярную сеть, вставленную между двумя однотипными сосудами (артериями), называют артериальной чудесной сетью. По типу чудесной сети построена капиллярная сеть, находящаяся между приносящей (междольковой) и выносящей (центральной) венами в дольке печени - венозная чудесная сеть.
2) Малый круг кровообращения – легочный, начинается от правого желудочка. Он включает легочный ствол, ветвящийся на две легочные артерии, более мелкие артерии, артериолы, капилляры, венулы и вены. Заканчивается четырьмя легочными венами, впадающими в левое предсердие. В капиллярах легких венозная кровь, обогащаясь кислородом и освобождаясь от углекислого газа, превращается в артериальную.
3) Венечный круг кровообращения – сердечный, включает сосуды самого сердца для кровоснабжения сердечной мышцы. Он начинается левой и правой венечными артериями, которые отходят от начального отдела аорты - луковицы аорты. Протекая по капиллярам, кровь отдает в сердечную мышцу кислород и питательные вещества, получает продукты обмена, включая углекислый газ, и превращается в венозную. Почти все вены сердца впадают в общий венозный сосуд - венечный синус, который открывается в правое предсердие. Лишь небольшое количество так называемых наименьших вен сердца впадает самостоятельно, минуя венечный синус, во все камеры сердца. Необходимо отметить, что сердечная мышца нуждается в постоянной доставке большого количества кислорода и питательных веществ, что обеспечивается богатым кровоснабжением сердца. При массе сердца, составляющей только 1/125-1/250 от массы тела, в венечные артерии поступает 5-10% всей крови, выбрасываемой в аорту.
17. Эпителиальные ткани (эпителии) покрывают поверхности тела, выстилают оболочки внутренних органов, образуют большинство желез. Их разделяют на покровные и железистые. Покровные эпителии занимают в теле пограничное положение, отделяют внутреннюю среду от внешней, участвуют в функциях всасывания и выделения. Покровный эпителий выполняет защитные функции, предохраняя организм от внешних воздействий.
Особенности строения:
1. Клетки близко прилегают друг к другу и лежат на базальной мембране;
2. Между клетками практически нет межклеточного вещества, они прочно соединяются друг с другом с помощью специальных контактов;
3. В эпителиальных клетках нет кровеносных и лимфатических сосудов, питательные вещества и кислород проникают к эпителиальным клеткам из подлежащей рыхлой соединительной ткани;
4. Смена клеток происходит благодаря способности эпителиальных клеток к быстрому размножению (митотическое деление).
Различают однослойный и многослойный эпителий. В однослойных эпителиях все клетки лежат на базальной мембране, а в многослойных с базальной мембраной связан только нижний (глубокий) слой.
Железистый эпителий. Клетки железистого эпителия выполняют функции образования (синтеза) и выделения специфических веществ — секретов на поверхность кожи, слизистых оболочек или в кровь, лимфу. Эти вещества выполняют важные функции в жизнедеятельности организма: защищают поверхность тела, содержат пищеварительные ферменты и другие биологически активные вещества. Из секреторных клеток построены железы, которые подразделяют на две группы. Различают железы внешней секреции (экзокринные) и железы внутренней секреции (эндокринные). Экзокринные железы выделяют свой секрет на поверхности тела, покрытые эпителием. К экзокринным железам относят потовые и сальные железы, чей секрет выделяется на поверхность кожи, а также слюнные, желудочные, кишечные железы и др., которые выделяют свой секрет на поверхность слизистых оболочек внутренних органов.
Эндокринные железы не имеют выводных протоков, их биологически активные вещества (гормоны) поступают непосредственно в кровь кровеносных капилляров, которые оплетают железы. Эндокринные железы: гипофиз, щитовидная железа, надпочечники и др.
В теле человека имеются смешанные железы. Например, поджелудочная железа состоит из экзокринной части, чей секрет выделяется в просвет тонкой кишки, и эндокринной, выделяющей свои гормоны в кровь.