Физиология сердечно-сосудистой системы

1-04-2011, 09:09 | Раздел: Статьи
Физиология сердечно-сосудистой системыОсновная функция сердечно-сосудистой системы — доставка кислорода и питательных веществ к тканям и удаление из них продуктов жизнедеятельности. Сердце — это уникальный насос, работающий в течение всей жизни человека. Деятельность сердца подразделяется на две фазы — период сокращения (систола) и расслабления (диастола).

Сокращение сердца — активный процесс, сопряженный с затратой энергии. За одно сокращение сердце производит работу, равную 0,1—0,15 кгм. В среднем за 1 мин сердце перекачивает около 5—8 л крови, за сутки — около 7500 л. Сокращение сердца обусловлено взаимодействием двух сократительных белков — актина и миозина. В результате взаимодействия белков утилизируется энергия, выделяющаяся при распаде богатых энергией фосфорорганических соединений — креатинфосфата и аденозинтрифосфорной кислоты. В период диастолы происходит восстановление запасов богатых энергией соединений, необходимых для следующего сокращения сердца.

Источником энергии является окисление поступающих в сердце с кровью аминокислот, глюкозы и других соединений. Поэтому нормальная деятельность сердца возможна лишь при постоянном поступлении в сердечную мышцу как субстратов для окисления, так и кислорода.

Некоторые особенности кровоснабжения и обмена сердечной мышцы объясняются необходимостью постоянного выполнения значительной механической работы сердца. Вес сердца (в среднем 310 г) составляет всего 0,5% общего веса тела человека, тем не менее на его долю приходится около 10% крови (в 2 раза больше, чем на долю скелетных мышц). Кроме того, в сердечной мышце максимально активированы ферменты, обеспечивающие поглощение кислорода из протекающей крови. Поэтому возросшие потребности миокарда в кислороде удовлетворяются преимущественно за счет расширения артерий сердца с увеличением количества протекающей по ним крови, а не за счет увеличения коэффициента экстракции кислорода. Отсюда становится понятной исключительная важность коронарных (венечных) артерий сердца для обеспечения нормальной его деятельности.

Насосная функция сердца обеспечивает определенное давление в сосудах, которое необходимо для доставки крови во внутренние органы. У здорового человека артериальное давление в условиях покоя сравнительно устойчиво: систолическое давление не превышает 150, диастолическое — 90 мм рт. ст. Постоянное давление в крупных сосудах поддерживается благодаря сложному взаимодействию двух факторов — количеству поступающей в минуту крови и сопротивлению, которое оказывают кровотоку сосуды. Обе эти величины достаточно изменчивы даже в физиологических условиях. Так, минутный объем кровообращения зависит от числа, силы сокращений сердца и ряда других факторов. Сопротивление кровотоку преимущественно определяется тонусом мелких артерий (артериол, преартериол), которые способны активно изменять свой просвет и таким образом регулировать количество поступающей в ткани крови. Даже в условиях обычной деятельности человека важнейшие параметры гемодинамики (минутный объем кровообращения и сопротивление кровотоку) изменяются. Так, при больших физических нагрузках (например, беге) минутный объем кровообращения возрастает в несколько раз. Однако артериальное давление при этом повышается незначительно из-за уменьшения сопротивления кровотоку в результате расширения сосудов в работающей мускулатуре. Минимальные изменения артериального давления в физиологических условиях при колебании определяющих его величин свидетельствуют о наличии сложных механизмов регуляции уровня артериального давления. Решающее значение среди этих механизмов принадлежит нейрогенным влияниям.
Нейрогенные механизмы контроля артериального давления быстро реагируют на изменения артериального давления. Даже небольшие колебания артериального давления сразу же воспринимаются специальными нервными окончаниями (барорецепторами). Поступающие от них сигналы изменяют активность отделов центральной нервной системы, регулирующих артериальное давление, и оно возвращается к исходному уровню. Большое значение в сохранении величин артериального давления имеют и изменения тонуса вегетативной нервной системы. Кроме того, нейрогенные влияния могут существенно изменять деятельность ряда органов, имеющих отношение к регуляции артериального давления. К числу этих органов прежде всего относятся почки, которые выделяют в кровь целый ряд веществ, как повышающих (ренин), так и понижающих (кинины) артериальное давление. Кроме того, влияние почек на уровень артериального давления связано с их способностью удалять из организма натрий и воду. Целый ряд биологически активных веществ, изменяющих артериальное давление, выделяется органами внутренней секреции — эндокринными (надпочечники, гипофиз), а также синтезируется в тканях (простагландины). Наличием столь сложной системы контроля артериального давления и необходимостью его постоянного приспособления к запросам организма объясняется частое возникновение нарушений в этой системе, приводящих к повышению артериального давления.