Строение кровеносной системы человека

Кровеносная сеть — зеркало здоровья, ведь любые изменения в её состоянии сказываются на работе всех органов. Знание анатомии необходимо не только специалистам: чем лучше вы понимаете, как устроен ваш организм, тем бережнее относитесь к своему телу. Меня зовут Жукова Юлия, я биолог, и в этой статье рассказываю о строении кровеносной системы — подробно, но доступно: с иллюстрациями, наглядными схемами и примерами. Разберём основные особенности системы кровообращения человека.

Как устроено кровоснабжение

Кровеносная система состоит из сердца и разнообразных сосудов, по которым постоянно течёт кровь. Она обеспечивает транспорт кислорода, питательных веществ и продуктов обмена.

• Сердце находится в грудной клетке, в средостении, между лёгкими — на уровне II–V межреберий.
• В организме есть два круга кровообращения: большой (для всего тела) и малый (для лёгких), а также особые системы — коронарная и портальные.

Историческая справка

До XVII века европейская медицина опиралась на учение Гиппократа и Галена. Считалось, что в теле циркулируют четыре жидкости, включая слизь и два вида жёлчи, при этом кровь вырабатывается в печени.
В 1628 году Уильям Гарвей экспериментально доказал, что сердце работает как насос, а кровообращение — замкнутая сеть. Он рассчитал объём циркулирующей крови, описал строение клапанов и направление кровотока. Но Гарвею… не поверили — открытие шокировало его коллег. Учёного обвинили в излишнем упрощении и механистичности. Лишь спустя несколько десятилетий его теорию наконец признали.

Сердце — центральный насос и регулятор кровоснабжения

Предсердия и желудочки

Сердце человека имеет четырёхкамерное строение: две половины (левая и правая), каждая — с предсердием и желудочком. Это важнейшая особенность строения. Такое устройство изолирует потоки крови, насыщённой кислородом, от потока с высоким содержанием углекислого газа.

• Левое предсердие (ЛП) получает из лёгких артериальную кровь, насыщенную O₂, и направляет её в левый желудочек (ЛЖ), откуда она выходит в аорту — главный сосуд большого круга кровообращения. Далее она растекается по артериальному руслу к различным органам, чтобы отдать O2 и питательные вещества.
• Правое предсердие (ПП) принимает венозную кровь (насыщенную CO₂) из полых вен и коронарного синуса, после чего она попадает в правый желудочек (ПЖ) и далее — в лёгочный ствол для газообмена.

Оболочки сердца

Стенка органа многослойная, и каждый слой выполняет определённые функции:

• Эндокард выстилает камеры и клапаны. Он состоит из эндотелия и тонкого соединительнотканного^* слоя. Эндотелий обеспечивает гладкую поверхность для лучшего скольжения потока жидкости и участвует в регуляции свёртывания.
• Миокард — мышечный слой, образованный поперечнополосатыми мышцами, который сокращается и создаёт насосную функцию; имеет неодинаковую толщину в разных отделах.
• Эпикард — наружная оболочка из соединительной ткани и мезотелия (серозного эпителия, который способен выделять жидкость). Она защищает орган от трения и других повреждений.
• Перикард (околосердечная сумка), состоит из фиброзного (плотного) и серозного слоёв. Серозный перикард имеет два листка, между которыми находится полость с жидкостью — она играет роль амортизатора.

Перегородки и отверстия

Камеры сердца разграничены перегородками. Толщина стенок определяется толщиной миокарда:

• В предсердиях он совсем тонкий, так как кровь проходит в желудочки без усилий.
• В ЛЖ миокард массивный (1–1,5 см), поскольку он выталкивает содержимое в большой круг.
• В ПЖ — втрое тоньше (3–5 мм), так как малый круг короче и давление в нём гораздо ниже.

Межпредсердная перегородка разделяет одноимённые полости; в её составе у плода находится овальное окно, которое обычно закрывается после рождения. Однако у 20–25 % взрослых оно сохраняется открытым — без патологий, как анатомическая особенность.

Межжелудочковая перегородка в верхней части образована соединительной тканью, в нижней — мышечными волокнами. Каждое предсердие сообщается с желудочком через отверстие, оснащенное клапаном.

Сердечный цикл: фазы сердцебиения

Сердечным циклом называют полный круг работы органа. Мы ощущаем его как двойной удар «тук-тук». За это время наш «насос» пропускает через себя объём циркулирующей крови, который называется ударным.

Цикл состоит из трёх фаз:

1. Систола предсердий — ЛП и ПП сокращаются, выталкивая кровь в желудочки.
2. Систола желудочков — ЛЖ и ПЖ сокращаются, давление в них резко повышается. Содержимое поступает в аорту и лёгочный ствол.
3. Диастола — миокард расслабляется, камеры снова наполняются.

За координацию отвечает проводящая система — сеть специализированных клеток, генерирующих и проводящих электрические импульсы.

Главные элементы проводящей системы сердца

• Синусовый узел расположен наверху в стенке правого предсердия. Это главный водитель ритма. Он формирует импульсы с частотой ≈ 60–100 в минуту.
• Атриовентрикулярный (АВ) узел также находится в ПП, но в нижней части. Он задерживает проведение импульса на 0,1–0,2 секунды, чтобы ЛП и ПП успели полностью сократиться.
• Пучок Гиса начинается от атриовентрикулярного узла и делится на правую и левую ножки, которые идут вниз по перегородке между желудочками. Его задача — передать электрический импульс к ЛЖ и ПЖ и обеспечить их синхронное сокращение.
• Волокна Пуркинье — это ветви ножек пучка Гиса, распространяющиеся в миокарде ЛЖ и ПЖ. Они обеспечивают быстрое и синхронное сокращение мышечных волокон.

Этапы прохождения импульса по проводящей системе

1. В синусовом узле формируется электрический импульс.
2. Распространяясь по предсердиям, он достигает атриовентрикулярного узла.
3. Сигнал задерживается, чтобы желудочки успели наполниться.
4. Затем он идёт в пучок Гиса, который проводит его вниз по межжелудочковой перегородке, правой и левой ножкам.
5. Далее импульс идёт по волокнам Пуркинье к миокарду желудочков, вызывая их одновременное сокращение.

Строение клапанного аппарата

Направленный ток крови обеспечивает клапанный аппарат. При каждом сокращении происходит порционный выброс.

Клапаны сердца делятся на атриовентрикулярные и полулунные. Первые отличаются тем, что имеют вспомогательные структуры — сухожильные нити и мышцы — которые удерживают створки, не давая крови просачиваться обратно. Вторые работают только за счёт разницы давления: содержимое камеры стремится туда, где давление ниже — в кровеносный сосуд.

Круги кровообращения и особые сосудистые русла

Кровь в нашем теле движется по замкнутым контурам. Основных круга два — большой и малый, но есть и специализированные кровеносные системы со специфической анатомией: коронарное и портальные русла.

• Большой круг кровообращения снабжает кислородом и питанием всё, кроме лёгких. Он начинается в ЛЖ, откуда содержимое идёт в аорту. От неё отходят артерии, которые разветвляются на артериолы — те, в свою очередь, дают начало капиллярам. Именно в капиллярах питательные вещества и кислород через стенки поступают в ткани. Затем циркулирующая жидкость переходит в венулы и вены, которые впадают в ПП.
• Малый круг начинается в ПЖ, где кровь выходит в ствол лёгочной артерии. Далее она направляется к альвеолам лёгких. Там совершается газообмен: углекислый газ выделяется в альвеолы, а кислород поступает в просвет капилляра. Обогащённая O2 жидкость по лёгочным венам попадает в ЛП — круг замыкается.

Коронарное кровообращение

Сердце нуждается в кислороде и питании. Но кровь, наполняющая камеры, не может снабжать орган напрямую необходимыми веществами. Поэтому у него есть своя кровеносная сеть, которая называется коронарной.

От восходящей аорты к сердцу подходят правая и левая коронарные артерии, которые ветвятся на мелкие кровеносные пути. Они питают камеры, перегородки и структуры проводящей системы. Отток происходит через вены и венозный синус, впадающий в ПП.

Портальные системы

Портальная система — особый тип кровообращения, при котором циркулирующая жидкость проходит через два капиллярных русла, соединённых веной.

Главный пример — воротная система печени, где:

• кровь от кишечника, желудка, поджелудочной и селезёнки собирается в воротную вену,
• затем проходит сеть мельчайших капилляров печени,
• и только после этого попадает в печёночные вены и в нижнюю полую вену.

Такой механизм позволяет фильтровать и перерабатывать полезные вещества и токсины, прежде чем они достигнут общего кровотока.

Другой пример — гипоталамо-гипофизарная сосудистая сеть, соединяющая гипоталамус и переднюю долю гипофиза. Она используется для прямой доставки гормонов гипоталамуса.

Стенки сосудов и их типы

Строение сосудистой стенки

Все кровеносные пути, за исключением капилляров, имеют трёхслойную стенку, толщина и состав которой определяется их размерами и функциями:

• Внутренний слой называется интима. Он состоит из эндотелия и тонкого соединительнотканного слоя. Эндотелий регулирует сосудистую проницаемость, местный иммунитет и образование тромбов.
• Медия — средний слой, образованный гладкими мышечными клетками и/или эластическими волокнами. Медия поддерживает тонус сосуда и управляет его сужением и расширением, следовательно, от неё зависит объём кровотока.
• Наружный слой, или адвентиция, представлен соединительной тканью, где проходят нервные волокна и микрососуды, питающие стенки крупных артерий и вен. Наружный слой отвечает за иннервацию, питание и фиксацию.

Артерии эластического и мышечного типов

В зависимости от того, какая ткань — гладкомышечная или эластическая — преобладает в строении артерий, их разделяют на соответствующие категории.

• Эластические играют роль амортизаторов при выбросе крови из сердца. Они сглаживают перепады давления и поддерживают непрерывный ток жидкости. К ним относятся лёгочный ствол и аорта.
• Мышечные распределяют своё содержимое и регулируют вазоконстрикцию и вазодилатацию (сужение и расширение). Примеры: бедренная, лучевая, почечная артерии.

Существуют сосуды и смешанного типа: например, подключичная и общая сонная артерия. Они содержат и те, и другие волокна, обеспечивая как амортизацию, так и регуляцию кровотока.

Венозное русло: особенности и роль

Вены обычно шире артерий, а их стенки значительно тоньше. Скорость кровотока и давление в них ниже, а вместимость — гораздо больше. В венозных резервуарах может находиться до 65–70 % общего объёма крови. Вены конечностей снабжены венозными клапанами — их образуют складки интимы (внутреннего слоя). Они помогают содержимому не застаиваться и двигаться вверх вопреки законам гравитации.

Анастомозы и артериовенозные шунты

Анастомоз в переводе с греческого означает «соединение». Это запасные сосудистые тоннели, по которым циркулирующая жидкость может пойти в обход основного русла. Они нужны для подстраховки на случай нарушения кровотока.

Анастомозы могут соединять артерии (А–А), вены (В–В) и артериолы с венулами (А–В).

• Так, Виллизиев круг^* в основании мозга позволяет поддерживать кровоснабжение при закупорке одной из мозговых артерий. Хотя у многих он не замкнут полностью, даже частичная сеть может эффективно справляться с этой задачей.
• Другой пример: ладонные и подошвенные анастомозы оберегают конечности от ишемии при повреждении сосудов. Или при спазме — например, если мы оказались на морозе без перчаток. Не будь их, наша кожа мгновенно побледнела бы или посинела, затем появилась бы боль, онемение и чуть позже — некроз.

Артериовенозные шунты — прямые соединения между артериолами и венулами. Это короткие переходы, которые открываются лишь при необходимости — когда нужно «выключить» капилляры. Организм использует такие шунты для регулирования поверхностного кровотока.

К примеру, в коже пальцев, ушей, носа и стоп они позволяют резко снизить теплоотдачу:

• на холоде кровь уходит в вены, минуя капилляры — тепло сохраняется;
• на жаре шунты закрываются, и она идёт через капиллярную сеть — тепло отдаётся.

Микроциркуляторное русло

Микроциркуляторное русло — совокупность артериол, капилляров и посткапиллярных венул. На этом участке клетки получают из крови кислород и питание, а взамен отдают продукты метаболизма.

Артериолы — конечные ветви артерий. В них преобладают гладкомышечные волокна, которые изменяют просвет сосуда — то есть контролируют скорость и силу кровотока. Артериолы служат регуляторами микроциркуляции, т. к. именно они отвечают за распределение крови по капиллярам.

Капилляры — тончайшие сосуды. Они образованы слоем эндотелиальных клеток, который может иметь (или не иметь) поры, что определяет их проницаемость. Здесь происходит обмен кислородом, глюкозой, аминокислотами, углекислым газом и другими веществами.

Посткапиллярные венулы — первые сосуды венозной части кровеносной системы. Они отличаются повышенной проницаемостью для лейкоцитов. Из них иммунные клетки выходят в ткани, чтобы бороться с инфекцией и восстанавливать повреждённые структуры.

Эндотелий — ключевое звено микроциркуляции

Важнейшую роль в микроциркуляторном обмене играет эндотелий — от него зависит скорость поступления кислорода и питания к клеткам.

• Он влияет на свёртываемость и тромбообразование;
• вырабатывает вещества, изменяющие сосудистый тонус;
• обеспечивает миграцию лейкоцитов через стенку венулы.

Анатомически/морфологически эндотелий — поверхностный слой интимы. Он выглядит как простая выстилка из плоских клеток. Физиологически же он ведёт себя как орган: синтезирует гормоны и медиаторы, регулирует транспорт веществ через стенку и участвует в иммунной защите.

За проницаемость этого слоя отвечает гликокаликс — сетчатая структура из углеводов и белков. Он создаёт молекулярный фильтр на поверхности эндотелия, ограничивая движение воды и молекул. Повреждение гликокаликса при воспалении, сепсисе или диабете увеличивает его проницаемость, что ведёт к отёкам и нарушениям микроциркуляции.

Интерстициальное пространство

Капилляры в тканях окружены интерстицием — межклеточным пространством. Интерстиций образован белковым матриксом (в его строении преобладают коллаген, эластин, протеогликаны, гиалуроновая кислота) и заполнен жидкостью, которая служит промежуточной средой для обмена веществами. Он тесно связан с лимфатическими путями, которые отводят лишнюю влагу и поддерживают водный баланс.

В норме жидкость из тканей уходит в лимфатическое русло. Если баланс нарушается — при воспалении, травме, сердечной недостаточности, проблемах с венами — она может скапливаться в интерстиции. Так появляются «мешки» под глазами, отёки ног или припухлость вокруг раны.

Топография и приоритеты кровотока

Организм не тратит ресурсы просто так, и кровоснабжение никогда не бывает равномерным — оно распределяется рационально. Мозг и сердце всегда остаются в приоритете, даже при снижении общего давления. Почки тоже получают много крови — потому что они её фильтруют. Остальным достаётся по потребностям: максимум — когда органы работают, минимум — в покое.

Головной мозг

Головной мозг получает около 15 % сердечного выброса. Основная масса (70–80 %) поступает к голове по сонным артериям. Оставшиеся 20–30 % — по позвоночным, которые сливаются в базилярную. В основании мозга они соединяются в Виллизиев круг — обводное русло, призванное обеспечить кровоснабжение даже при закупорке одного из сосудов.

Далее происходит разветвление:

• передние мозговые артерии питают лобные доли и внутренние поверхности полушарий;
• средние — отвечают за боковые зоны полушарий (лобно-теменно-височные);
• задние — кровоснабжают затылочные доли и ствол мозга.

Венозный отток осуществляется через синусы головного мозга — каналы с особым строением, образованные из твёрдой мозговой оболочки. Словно коллекторы, они собирают кровь и отводят её во внутренние яремные вены.

Сердце и почки

Сердце питается через собственную кровеносную сеть,  (См. раздел «Коронарное кровообращение»). Миокард работает непрерывно, поэтому его кровоснабжение забирает до 5 % сердечного выброса. Коронарные сосуды способны сами себя регулировать и поддерживать стабильный кровоток при изменениях давления и нагрузки.

Почки — главный фильтр и координатор водно-солевого баланса, поэтому при своих скромных размерах они получают целых 20–25 % сердечного выброса (в покое). Кровь поступает в них по почечным артериям, которые внутри разветвляются на сегментарные, междольковые и дуговые. Уходит — через почечные вены.

Уникальной особенностью почек является двухкапиллярная сеть, которая работает по принципу двухступенчатой фильтрации. Одна часть сети пропускает плазму, образуя первичную мочу. Затем другая часть «пересматривает» этот фильтрат: возвращает в кровь воду и полезные вещества, а ненужное оставляет для выведения. Такой механизм позволяет очищать организм, сохраняя всё самое ценное.

Кожа и мышцы

Кожа и мышцы регулируют кровоток в зависимости от потребностей и условий: температуры, нагрузки, стресса.

• На морозе он снижается в десятки раз, чтобы сохранить тепло для жизненно важных органов. В жару, наоборот, возрастает настолько, что через кожу может проходить до половины сердечного выброса.
• Скелетные мышцы тоже получают кровь неравномерно. Во время физической нагрузки приток увеличивается в 10–20 раз, в основном за счёт органов ЖКТ и кожи. Именно потому так тяжело тренироваться после еды — желудок и мышцы конкурируют за один и тот же ресурс.

Выводы

Кровеносная система — сложная и в то же время изящно организованная сеть, которая охватывает все клетки организма. Каждый элемент этой сети выполняет свои задачи: сердце работает как насос, артерии доставляют кровь, вены возвращают обратно, а капилляры отвечают за обмен веществ с тканями. Особые структуры в её строении — коронарная и портальные системы, анастомозы и шунты — обеспечивают ауторегуляцию и резервные пути кровоснабжения. Благодаря такой организации тело поддерживает питание и клеточное дыхание даже при травмах, болезнях и экстремальных нагрузках.

FAQ (часто задаваемые вопросы)

1. Чем лимфатическая система отличается от кровеносной?

Кровеносная сеть — замкнутое русло, где сердце выполняет насосную функцию. Лимфатическая система не имеет центрального насоса. Лимфа движется за счёт сокращений сосудистых стенок, скелетных мышц и работы клапанов. Также эта сеть обладает незамкнутым строением. Она начинается прямо в тканях, откуда забирает лишнюю жидкость и возвращает в венозное русло.

2. Сколько клапанов в сердце и как они устроены?

Центральный орган кровоснабжения имеет 4 клапана: 2 атриовентрикулярных (митральный и трёхстворчатый) и 2 полулунных (аортальный и клапан лёгочной артерии). Атриовентрикулярные удерживаются волокнами сухожилий и мышцами, а полулунные работают только за счёт разницы давления.

3. Что такое оболочки сердца и зачем нужен перикард?

Сердечная стенка содержит три слоя: эндокард, миокард и эпикард. Снаружи орган заключён в перикард — фиброзно-серозный мешок, который ограничивает движения при сокращениях и уменьшает трение. Внутри перикарда есть жидкость, которая играет роль смазки.

4. Где расположены элементы проводящей системы сердца?

Синусовый узел находится в правом предсердии — рядом с местом впадения верхней полой вены. Атриовентрикулярный узел расположен в нижней части правого предсердия. Пучок Гиса и его ножки проходят в межжелудочковой перегородке. Волокна Пуркинье распространяются по стенкам желудочков.

5. Чем отличается большой круг кровообращения от малого?

В большом круге артерии несут артериальную кровь, а вены — венозную. В малом — наоборот. Венозная идёт по лёгочным артериям, артериальная — по лёгочным венам. Такое распределение связано со строением кровообращения: в малом круге циркулирующая жидкость насыщается кислородом в лёгких, а в большом — разносит его по всему телу.

6. Что такое портальная система печени?

Это особый тип венозного кровообращения: кровь от органов пищеварения и селезёнки поступает в воротную вену, проходит через капилляры печени, а затем выходит в печёночные вены. Такое строение портального русла позволяет печени фильтровать его содержимое, обезвреживать токсины и перерабатывать питательные вещества до их поступления в большой круг.

7. Как различаются эластические и гладкомышечные артерии?

Эластические (аорта, лёгочный ствол) содержат много эластических волокон. Благодаря своей гибкости они сглаживают пульсовую волну. Гладкомышечные (сонная, бедренная) состоят преимущественно из мышечных клеток. Они регулируют распределение кислорода и питательных веществ по организму.

8. Зачем нужны венозные клапаны?

Венозные клапаны препятствуют обратному току — например, в венах ног, где циркулирующая жидкость движется против силы тяжести. Благодаря клапанам и сокращениям мышц она всегда возвращается к сердцу.

9. Что включает в себя микроциркуляция?

Микроциркуляторное русло состоит из артериол, капилляров и посткапиллярных венул. На этом участке происходит газообмен и обмен веществами с клетками.

10. Что такое артериовенозные анастомозы (шунты) кожи?

Это прямые шунты между артериолами и венулами, которые позволяют на время «отключить» капилляры. Их много на конечностях (пальцы, ладони, ступни). Они участвуют в терморегуляции: при жаре закрываются, увеличивая теплоотдачу, при холоде открываются, чтобы сохранить больше тепла.