В связи с изменением давления в полостях сердца клапаны сердца, легочной артерии и аорты открываются или закрываются. В начале систолы желудочков предсердно-желудочковые клапаны закрываются, а полулунные клапаны аорты и легочной артерии открываются. В период диастолы желудочков происходит систола предсердий, предсердно-желудочковые клапаны открываются, желудочки заполняются кровью. Возвращению крови из аорты и легочного ствола препятствуют полулунные клапаны.
Частота сердечных сокращений в минуту составляет в возрасте 1 года около 125 уд/мин, в 2 года – 105, в 3 года – 100, в 4 – 97, в возрасте от 5 до 10–90, с 10 до 15–75—78, с 15 до 50–70, с 50 до 60–74, с 60 до 80–80 уд/мин. Несколько любопытных цифр: в течение суток сердце бьется около 108 000 раз, в течение жизни – 2,8–3,1 млрд раз; через сердце проходит 225–250 млн л крови.
Сердце приспосабливается к постоянно изменяющимся условиям жизни человека. В покое желудочки взрослого человека выталкивают в сосудистую систему около 5 л крови в минуту. Этот показатель – минутный объем кровообращения (МОК) – при тяжелой физической работе возрастает в 5–6 раз. Соотношение между МОК в покое и при максимально напряженной мышечной работе говорит о функциональных резервах сердца, а значит, о функциональных резервах здоровья. Адекватная физическая нагрузка обеспечивает оптимальное функционирование сердечно-сосудистой системы и высокие функциональные резервы сердца. В то же время кровоток через сосуды самого сердца достигает 5 % общего МОК. При интенсивной физической работе этот показатель возрастает в 3–4 раза. Количество крови, выбрасываемое каждым желудочком во время систолы, составляет от 70 до 100 мл – это ударный, или систолический, объем крови. Этот показатель также увеличивается при физической нагрузке.
Средняя масса сердца взрослого человека составляет 300–320 г (0,5 % массы тела), в то же время в покое сердце потребляет около 25–30 мл 02 в минуту – около 10 % общего потребления 02 в покое. При интенсивной мышечной деятельности потребление 02 сердцем возрастает в 3–4 раза. В зависимости от нагрузки коэффициент полезного действия (КПД) сердца составляет от 15 до 40 %. КПД современного тепловоза достигает 14–15 %. Сердце человека работает эффективнее тепловоза!
Биоэлектрическая активность сердца регистрируется с помощью электрокардиографии, полученная кривая называется электрокардиограммой (ЭКГ). Впервые ЭКГ была записана 1887 г. А. Уоллером. В начале XX века В. Эйнтховен разработал прибор для точной регистрации небольших колебаний электрических потенциалов – струнный гальванометр. Эйнтховен предложил также три точки тела, на которые следует накладывать электроды. В 1924 г. Эйнтховену была присуждена Нобелевская премия «за открытие механизма электрокардиограммы». Нормальная ЭКГ состоит из нескольких зубцов и комплекса колебаний, который Эйнтховен назвал Р, QRS и Т. Небольшой зубец Р отражает электрическую активность предсердий, а быстрый высокоамплитудный комплекс QRS и более медленный зубец Т – электрическую активность желудочков (рис. 1.27).
Рис. 1.27. Нормальная ЭКГ человека, полученная путем биполярного отведения от поверхности тела в направлении длинной оси сердца (по Г. Антони)
Итак, кровь течет из области высокого давления в области низкого давления. Артериальное давление (АД) – это давление, развиваемое кровью в артериях. Это важнейший показатель, отражающий деятельность сердечно-сосудистой системы в целом. Стабильность АД поддерживается многими механизмами гомеостаза. Максимальное давление во время систолы называется систолическим давлением, минимальное во время диастолы – диастолическим, разница между ними составляет пульсовое давление. У человека традиционно АД исследуют с помощью ртутного манометра, поэтому его выражают в миллиметрах ртутного столба (в настоящее время существует множество модификаций аппаратов для определения АД). Для измерения АД нижнюю треть плеча оборачивают надувной резиновой манжетой аппарата, в которую с помощью ручной резиновой груши накачивают воздух. Для выпуска воздуха служит клапан, поэтому можно установить давление на любом уровне и измерить его с помощью манометра, соединенного с манжетой. Стетоскоп накладывают на кожу передней локтевой области в зоне прохождения плечевой артерии. В результате нагнетания воздуха в манжету плечевая артерия сдавливается. Затем медленно открывают клапан, воздух начинает выходить из нее, и поэтому давление в манжете уменьшается. Когда оно становится ниже систологического, кровь проходит через артерию, и начинают прослушиваться короткие четкие звуки, пульсовые удары – определяется систологическое давление. Давление в манжете, при котором звуки пульсовых ударов вновь быстро исчезают, соответствует диастолическому (рис. 21 на цв. вклейке). У человека в возрасте от 20 до 40 лет систолическое давление составляет 100–120 мм рт. ст., диастолическое – 70–80 мм рт. ст.
Колебания кровотока, связанные с систолой и диастолой, создают пульсовую волну. Частота сердечных сокращений (пульса) у взрослого человека в условиях покоя составляет от 60 до 80 ударов в одну минуту. Пульс исследуется путем простого прощупывания лучевой артерии в области лучезапястного сустава, при этом обращают внимание на частоту пульса, его ритм (ритмичный, аритмичный), высоту (высокий, низкий), напряжение (твердый, мягкий). Частота пульса человека зависит от физической работы и эмоционального состояния, высота – от ударного объема, напряжение – от артериального давления. Общий объем крови в сосудах человека у мужчин составляет в среднем 75–77 мл/кг массы тела (около 5,4 л), у женщин – 65 мл/кг (около 4,5 л). У взрослого человека лишь около 9 % всей крови находится в сосудах малого круга кровообращения, около 84 % – в сосудах большого круга кровообращения и около 7 % – в полостях ссрдца.
Лимфоидная система (органы кроветворения и иммунной системы)
Одним из основных условий существования человека является способность организма сопротивляться внедрению инфекции или других чужеродных веществ. Эту функцию выполняет защитная система.
Иммунитет (от лат. immunitas – освобождение от чего-либо) – это защита от любых чужеродных веществ, включая и собственные измененные клетки (например, злокачественные). Основной механизм иммунитета – это распознавание своего и чужого.
В ответ на внедрение любого чужеродного или потенциально опасного вещества (антигена) организм начинает вырабатывать белки-антитела, которые циркулируют в крови, связываются с антигенами и обезвреживают их.
Иммунная система – совокупность органов, отвечающих за наличие в организме иммунитета. Центральными органами иммунной системы (лимфоидными органами) являются тимус и костный мозг; периферическими – лимфатические узлы, селезенка, лимфоидная ткань органов пищеварительной, дыхательной систем и мочеполового аппарата (миндалины, лимфоидные узелки, лимфоидные бляшки тонкой кишки) (рис. 22 на цв. вклейке). Основными клетками иммунной системы являются лимфоциты, которые заселяют все органы этой системы и постоянно присутствуют в крови ((1,5–4,0)×109 л-1). Они принимают участие в иммунных реакциях и подразделяются на В-лимфоциты, вырабатывающие циркулирующие в крови антитела, и Т-лимфоциты, которые отвечают главным образом за клеточный иммунитет, т. е. уничтожают чужеродные клетки или собственные измененные (например, злокачественные) или погибшие клетки.
