Физиология сердечно-сосудистой системы
Основная функция сердечно-сосудистой системы – доставка кислорода и питательных веществ к тканям и удаление из них продуктов жизнедеятельности. Сердце – это уникальный насос, работающий в течение всей жизни человека. Деятельность сердца подразделяется на две фазы – период сокращения (сисола) и расслабления (диастола).
Сокращение сердца – активный процесс, сопряженный с затратой энергии. За одно сокращение сердце производит работу, равную 0,1–0,15 кгм. В среднем за 1 мин сердце перекачивает около 5–8 л крови, за сутки – около 7 500 л. Сокращение сердца обусловлено взаимодействием двух сократительных белков – актина и миозина. В результате взаимодействия белков утилизируется энергия, выделяющаяся при распаде богатых энергией фосфорорганических соединений – креатинфосфата и аденозинтрифосфорной кислоты. В период диастолы происходит восстановление запасов богатых энергией соединений, необходимых для следующего сокращения сердца.
Источником энергии является окисление поступающих в сердце с кровью аминокислот, глюкозы и других соединений. Поэтому нормальная деятельность сердца возможна лишь при постоянном поступлении в сердечную мышцу как субстратов для окисления, так и кислорода.
Некоторые особенности кровоснабжения и обмена сердечной мышцы объясняются необходимостью постоянного выполнения значительной механической работы сердца. Вес сердца (в среднем 310 г) составляет всего 0,5 % общего веса тела человека, тем не менее на его долю приходится около 10 % крови (в 2 раза больше, чем на долю скелетных мышц).
Кроме того, в сердечной мышце максимально активированы ферменты, обеспечивающие поглощение кислорода из протекающей крови. Поэтому возросшие потребности миокарда в кислороде удовлетворяются преимущественно за счет расширения артерий сердца с увеличением количества протекающей по ним крови, а не за счет увеличения коэффициента экстракции кислорода. Отсюда становится понятной исключительная важность коронарных (венечных) артерий для обеспечения нормальной его деятельности.
Насосная функция сердца обеспечивает определенное давление в сосудах, которое необходимо для доставки крови во внутренние органы. У здорового человека артериальное давление в условиях покоя сравнительно устойчиво: систолическое давление не превышает 150, диастолическое – 90 мм рт. ст. Постоянное давление в крупных сосудах поддерживается благодаря сложному взаимодействию двух факторов – количеству поступающей в минуту крови и сопротивлению, которое оказывают кровотоку сосуды. Обе эти величины достаточно изменчивы даже в физиологических условиях. Так, минутный объем кровообращения зависит от числа, силы сокращений сердца и ряда и других факторов.
Сопротивление кровотоку преимущественно определяется тонусом мелких артерий (артериол, преартериол), которые способны активно изменять свой просвет и таким образом регулировать количество поступающей в ткани крови. Даже в условиях обычной деятельности человека важнейшие параметры гемодинамики (минутный объем кровообращения и сопротивления кровотоку) изменяются.
Так, при больших физических нагрузках (например, беге) минутный объем кровообращения возрастает в несколько раз. Однако артериальное давление при этом повышается незначительно из-за уменьшения сопротивления кровотоку в результате расширения сосудов в работающей мускулатуре. Минимальные изменения артериального давления в физиологических условиях при колебании определяющих его величин свидетельствуют о наличии сложных механизмов регуляции уровня артериального давления, решающее значение среди этих механизмов принадлежит нейрогенным влияниям.
