Раздел 7. Транспорт веществ

Определения и обозначения

Транспорт веществ — перемещение по организму кислорода, питательных веществ, углекислого газа и продуктов обмена. Кислород и питательные вещества нужны клеткам для получения энергии и построения собственных веществ. Удаление ненужных продуктов помогает клеткам нормально работать.

Кровеносная система — сердце и кровеносные сосуды: артерии, вены и капилляры. Сердце создаёт движение крови, а сосуды проводят её по организму и обеспечивают обмен с тканями. Вместе эти органы доставляют вещества к клеткам и уносят их от клеток.

Круг кровообращения — путь крови от сердца через определённые органы и ткани обратно к сердцу. У человека два круга: малый проходит через лёгкие, а большой связывает сердце с остальными органами. Такое разделение помогает отдельно обеспечить газообмен в лёгких и снабжение всего тела.

Лимфатическая система включает лимфатические капилляры и сосуды, по которым движется лимфа. Она собирает часть тканевой жидкости, образовавшейся из плазмы крови, и возвращает её в кровеносную систему. Благодаря этому избыток жидкости не остаётся в тканях.

Как это устроено

Клетки постоянно расходуют вещества на свою работу, поэтому одного запаса кислорода и питательных веществ внутри клетки недостаточно. Кислород поступает в кровь в лёгких, а питательные вещества — из пищеварительной системы; кровь переносит их к тканям. Углекислый газ и продукты обмена образуются в клетках, поэтому их нужно перенести к органам, которые выводят или перерабатывают эти вещества. Без такого обмена внутренняя среда клеток быстро изменилась бы, и их работа нарушилась.

Сердце состоит из камер, которые попеременно сокращаются и проталкивают кровь в сосуды. Артерии несут кровь от сердца, вены возвращают её к сердцу, а тонкостенные капилляры соединяют мелкие артерии с мелкими венами. Через стенки капилляров вещества переходят между кровью и тканями, поэтому кровь не просто перемещается, а доставляет необходимые вещества к клеткам. Работа сердца и разветвление сосудов позволяют снабжать даже удалённые участки тела.

Малый круг начинается в правом желудочке: оттуда кровь направляется по лёгочным артериям к лёгким. В капиллярах вокруг лёгочных пузырьков она отдаёт углекислый газ и получает кислород. Затем кровь по лёгочным венам возвращается в левое предсердие. Этот круг нужен для газообмена, а не для доставки кислорода ко всем органам.

Большой круг начинается в левом желудочке, который выталкивает кровь в крупную артерию, а затем в артерии, ведущие к органам. В капиллярах кровь отдаёт клеткам кислород и питательные вещества и принимает углекислый газ и продукты обмена. После этого кровь собирается в венах и возвращается к сердцу, в правое предсердие. Так органы получают нужные вещества, а кровь уносит то, что клеткам больше не требуется.

Часть плазмы крови проходит через стенки капилляров и образует тканевую жидкость, омывающую клетки. При этом между кровью и клетками происходит обмен веществ. Большая часть жидкости возвращается в кровеносные капилляры, а её избыток попадает в лимфатические капилляры и становится лимфой. Лимфатические сосуды проводят её к крупным венам, поэтому жидкость возвращается в кровеносную систему.

Сравнение крови, тканевой жидкости и лимфы

Сравнивайте не только состав этих жидкостей, но и место, где они находятся, и путь их движения. Особенно важно различать тканевую жидкость и лимфу: лимфой называют жидкость после её поступления в лимфатические капилляры. Таблица помогает проследить, как связаны кровь, ткани и лимфатическая система.

Разбор задач

Задача 1. Укажите, какие вещества должны поступить к клеткам работающей мышцы и какие необходимо от них удалить. Чтобы ответить, нужно определить, что клетки расходуют при работе и какие вещества образуются в них. Затем свяжите эти процессы с переносом веществ кровью.

1. Работающая мышца расходует кислород и питательные вещества, прежде всего глюкозу, для получения энергии.
2. Кровь доставляет кислород из лёгких, а питательные вещества — из пищеварительной системы.
3. В клетках образуются углекислый газ и другие продукты обмена; кровь уносит их от мышцы.

Ответ: к клеткам мышцы нужно доставить кислород и питательные вещества, а от них удалить углекислый газ и продукты обмена. Транспорт нужен потому, что клетки не могут самостоятельно получить вещества из лёгких или пищеварительной системы. Обмен с кровью происходит через капилляры.

Задача 2. Проследите путь крови от правого желудочка до левого предсердия и назовите круг кровообращения. Начните с камеры сердца, указанной в условии, и двигайтесь по сосудам через лёгкие. Проверьте, в какую камеру кровь должна попасть в конце.

1. Из правого желудочка кровь выходит по лёгочным артериям.
2. В капиллярах лёгких она отдаёт углекислый газ и насыщается кислородом.
3. По лёгочным венам кровь возвращается в левое предсердие.

Ответ: правый желудочек → лёгочные артерии → капилляры лёгких → лёгочные вены → левое предсердие; это малый круг кровообращения. Его можно узнать по прохождению через лёгкие. Не перепутайте сосуды: артерии направляют кровь от сердца, а вены — к сердцу.

Задача 3. Плазма крови прошла через стенки капилляров, и образовалась тканевая жидкость. Объясните, как часть этой жидкости возвращается в кровь через лимфатическую систему. Важно проследить превращение жидкости и не пропустить участок, где меняется её название.

1. Тканевая жидкость омывает клетки и участвует в обмене веществ между клетками и кровью.
2. Её избыток поступает в лимфатические капилляры; с этого момента жидкость называют лимфой.
3. Лимфа движется по лимфатическим сосудам и впадает в крупные вены.

Ответ: часть тканевой жидкости попадает в лимфатические капилляры, становится лимфой и по лимфатическим сосудам возвращается в венозную кровь. Значит, лимфатическая система не образует замкнутый круг, а собирает избыток жидкости из тканей. Так поддерживается нормальное количество жидкости в тканях.

Типичные ошибки

Путать большой и малый круги кровообращения — значит запоминать названия, не прослеживая путь крови. Ошибку часто допускают, если ориентируются только на то, какая кровь находится в камере сердца. Проверьте себя: путь правый желудочек — лёгкие — левое предсердие относится к малому кругу, а путь от левого желудочка через органы к правому предсердию — к большому.

Считать, что в артериях всегда течёт богатая кислородом кровь, неверно: название сосуда зависит от направления движения крови. Такое заблуждение возникает, если запомнить только связь артерий большого круга с кислородом. Проверяйте направление: артерия несёт кровь от сердца, поэтому лёгочная артерия тоже является артерией, хотя кровь в ней бедна кислородом.

Тканевая жидкость и лимфа связаны, но это не одно и то же. Их путают, потому что лимфа образуется из избытка тканевой жидкости и по составу похожа на неё. Проверьте, где находится жидкость: между клетками — тканевая, в лимфатических капиллярах и сосудах — лимфа.

Лимфа не движется по замкнутому кругу, как кровь, а собирается в тканях и возвращается в кровеносную систему. Ошибка возникает из-за того, что обе жидкости перемещаются по сосудам. Чтобы проверить себя, проследите путь: от тканей по лимфатическим сосудам к крупным венам, без возвращения по отдельному замкнутому контуру.

Связь с другими темами

Для понимания транспорта веществ нужно знать, что клетки обмениваются веществами с окружающей средой. С работой органов дыхания связано поступление кислорода в кровь и удаление углекислого газа. Поэтому газообмен в лёгких и перенос веществ кровью — части единого процесса.

Тема опирается на знания о строении сердца, сосудов и составе крови. Эти сведения помогают понять, почему кровь движется по кругам и как переносит вещества. При изучении работы сердца и дыхания становится яснее, как организм снабжает ткани.

Знание о лимфе пригодится при изучении иммунитета, а понимание обмена между кровью и тканями — при разговоре о постоянстве внутренней среды. Транспорт веществ связывает работу разных органов в единый организм. Изменения в одном звене могут отразиться на снабжении клеток.

Что запомнить

• Транспорт веществ связывает клетки и органы в единый организм.
• Кровь движется по кровеносным сосудам благодаря работе сердца.
• Малый круг кровообращения проходит через лёгкие.
• Большой круг кровообращения обеспечивает связь сердца с органами тела.
• Тканевая жидкость образуется из плазмы крови и окружает клетки.
• Лимфа собирается из тканевой жидкости и возвращается в кровеносную систему.