§ 15. Транспорт веществ в организме

Определения и обозначения

Кровь — жидкая ткань, которая переносит по организму газы, питательные вещества и продукты обмена. Она связывает органы между собой: вещества, поступившие в кровь в одном месте, могут быть доставлены к клеткам в другом. Так клетки получают нужные для работы вещества и избавляются от части отходов.

Кровеносная система — сердце и кровеносные сосуды, обеспечивающие движение крови по организму. Сердце действует как насос, а сосуды образуют пути, по которым кровь проходит к тканям и возвращается обратно. Благодаря этой системе доставка веществ происходит непрерывно.

Большой круг кровообращения — путь крови от левого желудочка через органы и ткани к правому предсердию. По этому пути кровь приносит тканям кислород и питательные вещества, а затем возвращается к сердцу. Круг нужен для снабжения всего организма, кроме лёгких.

Малый круг кровообращения — путь крови от правого желудочка через лёгкие к левому предсердию. В лёгких кровь отдаёт углекислый газ и получает кислород. Этот круг связывает сердце с лёгкими и обеспечивает обмен газами.

Как это устроено

Клеткам постоянно нужны кислород и питательные вещества, потому что они используют их в процессах жизнедеятельности. При этом в клетках образуются продукты обмена, которые необходимо удалять. Кровь переносит вещества между клетками и органами, поэтому транспорт помогает поддерживать работу всего организма. Без постоянного движения крови доставка и удаление веществ нарушились бы.

Сердце сокращается и выталкивает кровь в сосуды, создавая давление, которое приводит её в движение. Когда сердечная мышца расслабляется, сердце заполняется кровью для следующего сокращения. Внутри сердца работают клапаны — створки, пропускающие кровь в нужном направлении. Если давление пытается вернуть кровь назад, клапаны закрываются и препятствуют обратному току.

Артерии несут кровь от сердца, потому что в них кровь поступает после сокращения его желудочков. Вены возвращают кровь к сердцу, откуда она снова направляется по кругам кровообращения. Между артериями и венами расположены капилляры — очень тонкие сосуды, пронизывающие ткани. Их стенки достаточно тонкие, чтобы кислород и питательные вещества переходили к клеткам, а продукты обмена — в кровь.

Большой и малый круги соединены последовательно, поэтому кровь проходит сначала один, затем другой. Из левого желудочка она направляется к органам, отдаёт тканям часть кислорода и возвращается в правое предсердие. Затем правый желудочек направляет кровь в лёгкие: там она отдаёт углекислый газ и получает кислород. После этого кровь поступает в левое предсердие, а затем снова оказывается в левом желудочке.

Кровь движется благодаря сокращениям сердца, но возвращению по венам помогают и другие механизмы. Например, сокращающиеся мышцы сдавливают проходящие между ними вены и продвигают кровь к сердцу. Клапаны в некоторых венах мешают ей стекать обратно под действием силы тяжести. Поэтому движение мышц при обычной активности помогает венозной крови возвращаться к сердцу.

Сосуды и круги кровообращения

Сначала определите, о каком объекте говорится: о сосуде или о целом пути крови. Для сосудов проверяйте направление относительно сердца, а для кругов — начальный и конечный отделы сердца. Состав крови сам по себе не позволяет отличить артерию от вены.

Разбор задач

Задача 1

Определите, по какому сосуду кровь движется от сердца к органам: по артерии или по вене. В условии указано направление движения, поэтому важно не подменять его сведениями о том, сколько кислорода содержит кровь. Нужно установить связь сосуда с сердцем, а затем выбрать название.

1. Найдём главный признак: кровь движется от сердца к органам.
2. Вспомним правило: артерии несут кровь от сердца, а вены возвращают её к сердцу.
3. Сравним направление из условия с этим правилом. Оно совпадает с движением крови по артериям.

Ответ: кровь движется по артерии. При решении мы использовали направление относительно сердца, а не состав крови.

Задача 2

Проследите путь крови от правого желудочка до левого предсердия и назовите круг кровообращения. Чтобы не перепутать круги, сначала отметим начальный отдел сердца, затем проследим, через какой орган проходит кровь, и найдём конечный отдел. Путь через лёгкие указывает на малый круг.

1. Кровь выходит из правого желудочка и направляется по сосудам к лёгким.
2. В лёгких происходит обмен газами: кровь отдаёт углекислый газ и получает кислород.
3. От лёгких кровь по сосудам возвращается к сердцу и поступает в левое предсердие.
4. Сопоставим путь с определением: правый желудочек — лёгкие — левое предсердие.

Ответ: это малый круг кровообращения. Его удобно узнавать по началу в правом желудочке и прохождению через лёгкие.

Задача 3

После физической нагрузки мышцам требуется больше кислорода. Объясните, как кровь доставляет его к мышцам и где происходит обмен с тканями. Нужно связать работу сердца с путём крови, а затем определить место, через которое кислород может перейти из крови к клеткам. Крупные сосуды проводят кровь, но обмен происходит не в них.

1. При нагрузке мышцы активнее работают и расходуют больше кислорода, поэтому потребность в его доставке возрастает.
2. Сердце перекачивает кровь по сосудам; по большому кругу она направляется от сердца к органам и тканям, включая мышцы.
3. В мышцах кровь проходит через капилляры. Через их тонкие стенки кислород переходит к тканям, а продукты обмена поступают в кровь.
4. Учитываем, что во время нагрузки сердце обычно сокращается чаще, поддерживая усиленную доставку крови к работающим мышцам.

Ответ: кислород доставляется кровью по большому кругу, а обмен с мышечной тканью происходит в капиллярах.

Типичные ошибки

• Ошибка — считать, что любая артерия несёт кровь, богатую кислородом. Так думают, потому что в большом круге артерии действительно проводят кровь с высоким содержанием кислорода. Проверьте себя по определению: артерия всегда несёт кровь от сердца, а в лёгочном круге её состав меняется.

• Ошибка — путать направление крови в артериях и венах, ориентируясь на их расположение или состав крови. Эти признаки могут сбить с толку, особенно если речь идёт о сосудах лёгких. Проверка простая: выясните, движется ли кровь от сердца или возвращается к нему.

• Ошибка — считать, что кровь обменивается веществами с тканями в крупных сосудах. Их основная роль — проводить кровь, а обмен возможен благодаря тонким стенкам капилляров. Чтобы проверить ответ, найдите участок, где кровь непосредственно соприкасается с тканями через очень тонкую стенку.

• Ошибка — путать круги кровообращения, не учитывая, откуда каждый начинается. Оба круга связаны с сердцем, поэтому можно запомнить только названия и потерять их последовательность. Проверьте путь: большой начинается в левом желудочке, малый — в правом.

Связь с другими темами

Для понимания транспорта веществ нужно знать строение клетки и тканей, а также зачем клеткам кислород и питательные вещества. Тема связана со строением сердца: его работа приводит кровь в движение, а клапаны поддерживают правильное направление потока. Она связана и с дыхательной системой, потому что в лёгких кровь получает кислород и отдаёт углекислый газ. Эти знания помогут объяснить работу органов и влияние физической нагрузки на здоровье.

Что запомнить

• Сердце обеспечивает движение крови по кровеносным сосудам.
• Артерии несут кровь от сердца, а вены — к сердцу.
• В капиллярах происходит обмен веществ между кровью и тканями.
• Большой круг доставляет кровь к органам и возвращает её к сердцу.
• Малый круг проходит через лёгкие, где кровь получает кислород.
• Кровь проходит через большой и малый круги последовательно.