§ 17. Органы кровообращения. Строение и работа сердца

Определения и обозначения

Сердечно-сосудистая система — совокупность сердца и кровеносных сосудов, обеспечивающих движение крови по организму. Сердце создаёт давление, а сосуды проводят кровь к органам и обратно. Вместе они образуют транспортную систему, без которой ткани не получали бы нужные вещества.

Сердце — полый мышечный орган, который ритмично сокращается и проталкивает кровь по сосудам. Его полости заполняются кровью, а мышечные стенки при сокращении выталкивают её дальше. Такое устройство позволяет поддерживать движение крови непрерывно.

Круг кровообращения — замкнутый путь движения крови от сердца через сосуды к сердцу. В организме есть малый и большой круги, и каждый начинается и заканчивается в определённых камерах сердца. Это понятие помогает проследить, где кровь насыщается кислородом, а где отдаёт его тканям.

Сердечный цикл — последовательность сокращения и расслабления отделов сердца. Сокращение называют систолой, расслабление — диастолой. Чередование этих фаз позволяет сердцу попеременно наполняться кровью и выталкивать её.

Как это устроено

Сердце разделено на правую и левую половины, в каждой есть предсердие и желудочек. Правая сторона принимает венозную кровь и направляет её к лёгким, а левая получает кровь, вернувшуюся из лёгких, и отправляет её к органам. Перегородка между половинами не позволяет потокам смешиваться, поэтому ткани получают кровь с высоким содержанием кислорода, а кровь, направляющаяся к лёгким, сохраняет свой отдельный путь.

Предсердия расположены над желудочками и принимают кровь, поступающую по венам. Затем кровь переходит из предсердий в желудочки, а при сокращении желудочков уходит в артерии. К правой стороне подходят полые вены и отходит лёгочная артерия, к левой подходят лёгочные вены и отходит аорта. Такое соединение камер и крупных сосудов связывает сердце с обоими кругами кровообращения.

Между предсердиями и желудочками находятся створчатые клапаны, а в местах выхода крови из желудочков — полулунные. Клапан открывается, когда давление крови с одной стороны становится выше, и закрывается, когда поток пытается повернуть назад. Поэтому створчатые клапаны мешают крови возвращаться из желудочков в предсердия, а полулунные — из артерий в желудочки. Клапаны не проталкивают кровь сами: они направляют её поток.

Из правого желудочка кровь по лёгочной артерии поступает в капилляры лёгких. Там она отдаёт углекислый газ и получает кислород, после чего по лёгочным венам возвращается в левое предсердие. Это малый круг. Из левого желудочка кровь через аорту направляется к органам, в капиллярах отдаёт кислород и вещества, а затем по венам возвращается к правому предсердию — так проходит большой круг.

Во время систолы сердечная мышца сокращается, а во время диастолы расслабляется и камеры наполняются кровью. Сначала кровь переходит из предсердий в желудочки, затем сокращаются желудочки и выталкивают её в артерии. Пока одни отделы сокращаются, другие отдыхают, поэтому работа сердца складывается из повторяющихся фаз. Такое чередование поддерживает непрерывное движение крови, а не отдельные несвязанные толчки.

Отделы сердца и кровеносные сосуды

Используйте таблицу, чтобы проследить путь крови: сначала определите камеру или сосуд, затем проверьте направление движения. Особенности строения объясняют, почему структура выполняет именно такую функцию. Помните, что название артерии или вены зависит от направления относительно сердца, а не от состава крови.

Разбор задач

Задача 1. Расположите участки пути крови в правильной последовательности: лёгочная артерия, левый желудочек, лёгочные вены, правое предсердие, капилляры лёгких, левое предсердие, правый желудочек, аорта. Нужно найти путь через сердце и малый круг, начиная с правой стороны сердца и заканчивая выходом крови в большой круг.

1. Кровь из правого предсердия переходит в правый желудочек.
2. Из правого желудочка она направляется по лёгочной артерии к капиллярам лёгких.
3. После газообмена кровь возвращается по лёгочным венам в левое предсердие.
4. Затем она переходит в левый желудочек и выходит в аорту.

Ответ: правое предсердие → правый желудочек → лёгочная артерия → капилляры лёгких → лёгочные вены → левое предсердие → левый желудочек → аорта. Проверка: лёгочная артерия уносит кровь от сердца, а лёгочные вены возвращают её после прохождения лёгких.

Задача 2. Частота сердечных сокращений человека составляет 75 ударов в минуту. Определите продолжительность одного сердечного цикла. Частота показывает, сколько циклов приходится на 60 секунд, поэтому общее время нужно разделить на число сокращений.

1. В одной минуте 60 секунд.
2. Разделим 60 на 75: 60 ÷ 75 = 0,8.
3. Полученный результат выражен в секундах и относится к одному циклу.

Ответ: продолжительность сердечного цикла — 0,8 секунды. За это время успевают пройти сокращение и расслабление отделов сердца. При другой частоте длительность цикла можно найти тем же способом: 60 секунд разделить на число сокращений в минуту.

Задача 3. Объясните, почему при нарушении работы клапана кровь может частично возвращаться в предсердие или желудочек и как это влияет на работу сердца. Для решения нужно вспомнить, что клапан должен закрывать проход при попытке крови двигаться назад. Если створки не смыкаются или клапан повреждён, часть крови может течь в обратном направлении.

1. При нарушении клапан неплотно закрывает отверстие между камерами или на выходе из желудочка.
2. Во время сокращения давление толкает часть крови не только вперёд, но и обратно.
3. За один цикл к следующему отделу поступает меньше крови, поэтому сердцу приходится работать сильнее, чтобы поддерживать её движение.

Ответ: неисправный клапан не обеспечивает односторонний ток крови, и часть крови возвращается. Из-за этого сердце может тратить больше усилий на перекачивание необходимого объёма. Проверка рассуждения: проследите, в какую сторону должен быть закрыт клапан в момент сокращения.

Типичные ошибки

Путать артерии и вены с артериальной и венозной кровью — значит смешивать два разных признака. Артерии несут кровь от сердца, а вены — к сердцу; её состав может быть разным, например, в лёгочных сосудах. Ошибку легко проверить, спросив себя не о кислороде, а о направлении потока относительно сердца.

Считать, что кровь из правого желудочка сразу поступает ко всем органам, неверно: сначала она проходит малый круг через лёгкие. В таком заблуждении путают последовательность кругов и забывают о газообмене. Проверьте себя: после правого желудочка кровь должна попасть в лёгочную артерию, а не в аорту.

Предсердия и желудочки выполняют разные задачи, хотя оба относятся к камерам сердца. Предсердия принимают кровь, а желудочки выталкивают её в артерии; путаница возникает, если запомнить только их расположение. Чтобы проверить ответ, назовите для каждой камеры её входящий и выходящий путь крови.

Клапаны не сокращаются, чтобы активно проталкивать кровь. Они открываются и закрываются под действием разности давления, а движение создаёт работа сердечной мышцы. Если сомневаетесь, вспомните, что клапан действует как дверца: он пропускает поток вперёд и препятствует обратному движению.

Связь с другими темами

Чтобы понять движение крови, нужно знать её состав, различия артериальной и венозной крови и роль кислорода и углекислого газа. Эти сведения объясняют, почему кровь меняется в лёгких и в тканях. Тема сердца пригодится при изучении дыхания, обмена веществ и тканевого дыхания: сосуды доставляют вещества к клеткам и забирают продукты обмена. Работа сердечно-сосудистой системы также связана с регуляцией, которая помогает организму приспосабливаться к меняющимся условиям.

Что запомнить

• Сердце состоит из двух предсердий и двух желудочков.
• Правая половина сердца связана с малым кругом кровообращения, левая — с большим.
• Клапаны обеспечивают движение крови только в одном направлении.
• Артерии несут кровь от сердца, а вены — к сердцу.
• Обмен газами и веществами между кровью и тканями происходит в капиллярах.
• Сердечный цикл включает сокращение и расслабление отделов сердца.
• Большой круг снабжает органы кислородом, а малый обеспечивает газообмен в лёгких.