Кровообращение

Человеческое сердце – это орган конической формы, длиной около 5 дюймов и шириной 3,5 дюйма, или, грубо говоря, размером с кулак человека. Оно весит около 10 унций у взрослых мужчин и 8 унций у женщин. Располагается оно в грудной полости, сразу за грудиной и между легкими. Хотя сердце и располагается посередине, его оси симметрии не вертикальны. Острие конуса наклонено влево. Это острие высовывается из-за грудины, и именно в этом месте можно легко обнаружить биение сердца на ощупь или же его услышать. Именно это дает не искушенным в медицине людям ошибочное представление о том, что сердце находится далеко слева.

Сердце – это, по существу, большая мышца, которая по своей природе не является ни скелетной, ни висцеральной, а занимает промежуточное место между ними; поэтому его можно отнести к классу сердечных мышц. Сердечная мышца должна иметь надежность и силу сокращения скелетной мышцы. Однако в отличие от обычных полосатых мышц сердечная мышца находится полностью под непроизвольным контролем. В этом отношении она напоминает висцеральную мышцу. Сердечная мышца отличается от скелетной мышцы также тем, что клетки, составляющие ее, не разделены, а соединены в различных местах. Такие скопления клеток называются синцитий (что по-гречески означает «клетки вместе»). Сердце состоит из двух синцитиев, один из которых образует два желудочка, а другой – два предсердия. Существование этих синцитиев обеспечивает действие сердечной мышцы как единого целого; и для сердца, как ни для какого другого органа, важна точная синхронизация действий.

Сердце, подобно легким, окружено многослойной оболочкой. Это перикард (что по-гречески значит «вокруг сердца»), присоединенный к грудине спереди и диафрагме внизу, внутренняя же его часть примыкает к сердцу. Между этими двумя оболочками находится жидкость, и когда сердце бьется, то оно сдвигается по отношению к грудине и диафрагме, а эта жидкость служит смазкой, призванной уменьшить трение.

Давайте начнем описание системы кровообращения человека с правого предсердия. По-латыни предсердие человека обычно называется auricula (в переводе – «ушко»), поскольку кажется, что оно свисает с верхней части сердца, подобно собачьему висячему уху, хотя анатомы предпочитают термин «атриум». Кровь попадает в правое предсердие, после того как прошла через все органы тела, поэтому фактически не содержит кислорода; первая задача сердца – постараться исправить такое положение. Следовательно, запускается эффективный механизм.

Между правым предсердием и правым желудочком находятся три маленьких выступа, или заостренных лоскутка ткани, – створки. Они соединены связками с маленькими папиллярными (сосковидными или прыщевидными) мышцами, прикреплениями к внутренней стороне желудочка. Эти створки складываются на этих связках в обратном направлении и не препятствуют потоку крови, продвигающемуся в направлении к ушку. Следовательно, по мере того как кровь входит в ушко, она вливается, минуя эти самые створки, также и в желудочек. К тому времени, как предсердие заполняется кровью, желудочек тоже заполнен.

Когда правое предсердие заполнено, его мышечная оболочка сокращается, и содержимое добавляется, минуя створки, к тому, что уже там находилось. Расширенные мышечные стенки желудочка в результате этого наплыва крови начинают сокращаться особенно сильно. Когда это происходит, первая волна крови, направленная в ушко, крепко прижимает тканевые створки к отверстию, накрепко запечатывая его. Теперь кровь не может протолкнуться через створки и в другом направлении, поскольку связки крепко удерживают их, сдерживая натиск потока крови. Другими словами, кровь может проходить из предсердия в желудочек, минуя эти створки, но не наоборот. Эти створки образуют односторонний клапан, тот самый, который называют трехстворчатым клапаном. В сердце, как и в системе кровообращения, много других клапанов, все работают по тому же принципу, и строение всех обеспечивает ток крови только в одном направлении. Поскольку кровь из сокращающегося желудочка не может быть вытолкнута назад в предсердие, она вынуждена просачиваться через другое отверстие, имеющееся в желудочке. Через это отверстие она выливается в большой кровеносный сосуд, ведущий к легким.

Стенка правого желудочка по мускульной силе превосходит стенку правого предсердия, поскольку предсердию нужно только протиснуть кровь в соседнюю камеру, а желудочек должен заставить ее двигаться к легким. Для этого требуется гораздо большее усилие.

Кровеносный сосуд, получающий кровь из желудочка и ведущий ее от сердца к другим органам, – это артерия (от греческого «воздушный канал»). Такое название было дано сосудам, потому что, как оказалось, у мертвых они пустые, и поэтому древние анатомы решили, что сосуды эти переносят воздух. Стенки артерий мускульные и эластичные. Как только кровь устремляется в артерию, мышечная стенка расширяется, чтобы вместить неожиданный наплыв крови. Как и в случае с самим желудочком, расширение следует за сокращением. В устьях артерий имеются полулунные клапаны (со створками, как следует из названия, в форме полумесяца). Они дают возможность крови войти в сосуд, но не позволяют вернуться назад. Сокращающаяся артерия может, таким образом, проталкивать кровь только в одном направлении – все дальше и дальше от сердца.

Кровь ударяется о стенки артерии, когда толчками выталкивается из желудочка, и распределяется по всей ее длине. Эти толчки можно прощупать в тех местах, где артерия проходит под кожей. Самое удобное место для измерения пульса (в переводе с латинского «биение») на запястье, под ладонью, именно там он традиционно и измеряется. Биение пульса конечно же синхронно совпадает с биением сердца, и в дни, когда лекарь мало что мог сделать, кроме как проверить наиболее очевидную работу органов тела, измерение пульса было важным диагностическим приемом. Теперь гораздо больше выводов о работе самого сердца можно сделать с помощью более надежных методов, чем определение пульса на ощупь, поэтому измерение пульса в наше время не столь важно.

Та самая артерия, которая принимает кровь из правого желудочка и несет ее к легким, – это легочная артерия. Легочная артерия разделяется на две, одно ее ответвление ведет к правому легкому, другое – к левому. Эти артерии продолжают разделяться, образуя ветви с сосудами, которые становятся все тоньше и тоньше, стенки их тоже постепенно утончаются. Самые маленькие артерии – артериолы – в конце концов разделяются на капилляры (что в переводе с латинского означает «подобный волосу». Они названы так из-за своей малой толщины – в действительности они гораздо тоньше волоса). Такое ветвление сосудов аналогично ветвлению бронхов на бронхиолы, а затем на альвеолы.

Стенки капилляров состоят из одного слоя плоских клеток, через которые легко осуществляется диффузия небольших молекул. Капилляры, на которые разветвляются артерии, почти столь же многочисленны, как и альвеолы, на которые разделяются бронхи, и действительно, вдоль каждой альвеолы располагается участок капилляра. Молекулы кислорода, проникающие через мембрану альвеолы, также проникают через стенку капилляра и оказываются увлеченными кровотоком. Кровь, которая входит в капилляры легких, испытывая дефицит кислорода, выходит из тех же самых капилляров обогащенной кислородом.

Постепенно капилляры начинают соединяться в несколько большие сосуды, затем – в еще большие. Такие большие кровеносные сосуды, несущие кровь из органов назад к сердцу, – это вены. Самые маленькие из них – это венулы. К тому времени, когда кровь оказывается в венах, толчки сердечного насоса больше нельзя почувствовать. Они полностью гасятся при трении крови о стенки многочисленных капилляров. Следовательно, в венах кровь течет гораздо медленнее и гораздо ровнее, чем в артериях. Поэтому, если вена перерезана, кровь течет из нее обильно, но спокойно. Из пореза артерии кровь фонтанирует рывками, в унисон с биением сердца. Артериальное кровотечение гораздо труднее остановить, и оно гораздо опаснее, чем венозное.

Поскольку венам не приходится смягчать удар сердечных сокращений, их стенки гораздо тоньше, чем стенки артерий, и не обладают большой мускульной силой. То, что они не используют нагнетательного действия, означает, что кровь в венах продвигается вперед не под непосредственным действием сердечной деятельности. Вместо этого ее движущая сила – сжатие соседними мышцами по мере их сокращений и расслаблений в процессе нормальной деятельности. Многие из больших вен имеют несколько односторонних клапанов, расположенных по всей длине (особенно вены, которые должны нести кровь к сердцу вопреки силе гравитации), и эти клапаны позволяют крови продвигаться только в одном направлении – к сердцу.

Та вена, в которую в конце концов объединяются капилляры и венулы легких, называется легочной веной. Эта вена несет свежеобогащенную кислородом кровь в левое предсердие, куда она попадает через односторонний клапан. Легочная артерия и легочная вена вместе со всеми меньшими сосудами между ними составляют малый круг кровообращения.

Из левого предсердия обогащенная кислородом кровь проходит в левый желудочек через клапан, состоящий из двух, а не из трех тканевых выступов – створок. Он называется митральным клапаном из-за двух створок, которые, соединяясь вместе, становятся похожими на митру епископа (церемониальный головной убор). Два клапана, трехстворчатый и митральный, называются одним термином – атриовентикулярные (предсердножелудочковые) клапаны.

Задачей левого желудочка является доставка крови, с помощью его сокращений, ко всем частям тела, за исключением легких, о которых заботятся правый желудочек и малый круг кровообращения.

Выйдя из левого желудочка, кровь должна идти дальше через гораздо большее количество капилляров, чем кровь, покидающая правый желудочек, которой нужно добраться всего лишь к близлежащим легким. По этой причине, хотя оба желудочка при каждом сокращении перекачивают одинаковое количество крови, левый желудочек должен делать это с усилием, в шесть раз превышающим усилие правого желудочка. Тогда совсем не удивительно, что мышечная стенка левого желудочка в два раза толще стенки правого (еще одна асимметрия сердца).

Сокращение левого желудочка проталкивает кровь через односторонний клапан в аорту (от греческого «подниматься», возможно, потому, что первые несколько дюймов аорты ведут прямо вверх).

Аорта – это самая большая артерия в организме, диаметром у основания чуть больше дюйма. Вначале она идет прямо вверх (восходящая аорта, как я уже сказал), но затем изгибается дорсально (дуга аорты) и продолжает идти вниз (нисходящая аорта) как раз впереди позвоночного столба. Устремляясь вниз, аорта проходит через диафрагму.

От восходящей аорты в точке сразу за ее соединением с левым желудочком отходят две небольшие ветви, ведущие кровь назад к сердцу. Поскольку две эти артерии, подобно короне, окружают сердце, они и называются коронарными артериями. Может показаться удивительным, что сердце не позволяет себе насытиться непосредственно кровью, которую в себя вмещает, но это не так просто. Во-первых, только левая его половина содержит кровь богатую кислородом. Однако, как только кровь выходит из сердца, часть ее сразу же возвращается назад, и сердце питается как бы прямо из крана, до того как любой другой орган или ткань получат шанс добраться до крови. С человеческой точки зрения сердце может показаться эгоистичным, но это объяснимый эгоизм: сердцу требуется гораздо больше энергии, чем любому другому органу, и от стабильной и бесперебойной его работы зависят все остальные органы.

От дуги аорты отделяется брахицефалическая артерия (по-гречески «рука-голова») и устремляется вверх. Она быстро разделяется на четыре основные ветви, что оправдывает ее название. Две из них – это подключичные артерии, поскольку они проходят параллельно этой кости. Подключичные артерии доставляют кровь к рукам. Между двумя подключичными артериями находятся две сонные артерии, по которым кровь проходит вверх по обе стороны шеи. Это название возникло из фокуса, который показывали греческие шарлатаны, – они усыпляли козу, надавливая на сонную артерию и перекрывая таким образом поступление крови к мозгу.

Нисходящая аорта густо разветвляется по мере движения вниз. В области груди находятся бронхиальные артерии. Они ведут к легким, но, в отличие от легочных артерий, не затем, чтобы насытиться кислородом. Они уже несут кислород и служат для того, чтобы доставить к частям легких – бронхам кислород, в котором они нуждаются, но который не могут взять непосредственно из воздуха.

Многочисленные артерии, на которые в своей нижней части благополучно разветвляется аорта, ведут к разным участкам пищеварительного тракта. В их число входят: эзофагальные артерии, которые названы так, потому что ведут к пищеводу – трубке, соединяющей гортань и желудок; брюшные артерии, которые ведут к желудку и другим близлежащим органам; и мезентериальные артерии, ведущие к кишечнику.

Кроме того, имеются межреберные артерии, которые ведут к межреберным мышцам, и поясничные артерии, которые ведут к нижнему отделу позвоночника и мышцам брюшной стенки. Диафрагмальные артерии ведут к диафрагме, а почечные – к почкам, что следует из их названия. (Существуют и другие артерии, но я не буду даже и пытаться перечислить здесь их все.)

В области крестца то, что осталось от нисходящей аорты, разделяется на две общие подвздошные артерии. Каждая, в свою очередь, подразделяется на наружную и внутреннюю подвздошную. Две наружные подвздошные артерии питают ноги, а внутренние подвздошные несут кровь к органам таза.

Все эти разнообразные артерии разделяются на артериолы и в конечном счете на капилляры. Капилляры, в свою очередь, объединяются в венулы, а затем в вены. Обычно они возвращают кровь, проходя параллельно соответствующим им артериям, и называются как эти артерии. Таким образом, кровь, которую несет к почкам почечная артерия, возвращается по почечной вене, кровь, которую доставляют к бедрам и нижним конечностям подвздошные артерии, возвращается по подвздошным венам; и так далее.

Интересное исключение состоит в том, что кровь, несомая к шее и голове сонной артерией, возвращается по яремной вене. Яремная вена располагается ближе к поверхности горла, чем сонная артерия (вены обычно располагаются ближе к поверхности, чем артерии, что оправдано, поскольку травма вен менее опасна), и яремная вена, следовательно, знакома среднестатистическому человеку как вена, которая перерезается, когда перерезано горло.

Кровь, возвращаясь через вены из различных органов тела (за исключением легких), попадает в самые большие вены, полые вены, потому что они имеют самую большую полость или диаметр отверстия. Их две. Вены, идущие от головы, шеи, плеч и предплечий, объединяются и образуют верхнюю полую вену, а вены, идущие от нижней части торса, бедер и нижних конечностей, образуют нижнюю полую вену. Обе полые вены впадают в правое предсердие, кислород из их запаса крови истощается долгим путем через различные органы. Кровь теперь вернулась к исходной точке, с которой я начал описание процесса кровообращения, и готова снова отправляться к легким за очередной порцией кислорода. Отрезок системы кровообращения, идущий через аорту к телу в общем и назад через полые вены, называется большим кругом кровообращения.