Совокупность сосудов, и полостей, по которым
циркулирует кровь или гемолимфа (у
насекомых), составляет сердечно-сосудистую
систему. Эта система доставляет тканям
питательные вещества и кислород; уносит продукты
распада; переносит химические вещества,
например гормоны; обеспечивает теплорегуля-
цию; участвует в защите организма от
генетически чужеродных организмов, например
микробов, вирусов (см. Иммунитет).
Движение жидкости по сосудам обеспечивают или
пульсирующие сосуды, или полый мышечный
орган, называемый сердцем.
Различают замкнутую (рис. 1) и
незамкнутую (рис. 2) кровеносную систему.
Рис. 1. Замкнутая система
кровообращения (на примере
кровеносной системы дождевого
червя): 1 — сердце —
пульсирующие сосуды, прогоняющие
кровь по замкнутой системе
кровеносных сосудов; 2 —
кровеносные сосуды.
Рис. 2. Незамкнутая
кровеносная система (на примере
кровеносной системы рака): 1 —
сердце с отверстиями, в
которые всасывается кровь,
находящаяся в полостях между
органами; 2 — сосуды, несущие
кровь к различным участкам
тела, где она выталкивается в
щели между органами.
У большинства беспозвоночных животных
кровеносная система незамкнутая, так как сосуды
прерываются щелевидными пространствами и
жидкость, содержащаяся в сосудах,
непосредственно омывает клетки и ткани тела. У
позвоночных животных и некоторых
беспозвоночных (дождевые черви) кровеносная
система замкнутая; кровь циркулирует только по
сосудам и непосредственно клетки тканей
не омывает. Питательные вещества и кислород
из крови переходят в тканевую
(межклеточную) жидкость и оттуда поступают к клеткам
и тканям. Продукты распада перемещаются
в обратном направлении: сначала они
поступают в тканевую жидкость, а лишь потом в
кровь.
У позвоночных животных наряду с
кровеносной системой существует еще и
лимфатическая. Обе системы тесно связаны между
собой.
От сердца к органам по артериям
направляется кровь. Артерии многократно ветвятся,
образуя в тканях мельчайшие сосуды —
капилляры. В капиллярах небольшая часть
плазмы крови покидает кровеносные
сосуды, пополняя тканевую жидкость. Основная
часть крови, пройдя через капилляры, стекает
в вены и по ним возвращается к сердцу.
Тканевая жидкость всасывается
лимфатическими капиллярами, превращается в лимфу,
которая движется по лимфатическим
сосудам и по лимфатическим протокам попадает
в вены. Таким образом, в ткани жидкость
поступает только по артериям, а оттекает от
тканей двумя путями: кровь — по венам, а
тканевая жидкость — по лимфатическим
сосудам, которые возвращают вышедшую из
капиллярных сосудов жидкость обратно в
кровяное русло (рис. 3).
Кровь, тканевая жидкость и лимфа образуют
внутреннюю среду организма позвоночных.
Лимфа, двигаясь по лимфатическим
сосудам, проходит множество лимфоузлов, где
обеззараживается (см. Фагоцитоз). В
лимфоузлах образуются лимфоциты — клетки,
относящиеся к лейкоцитам крови. Самый
крупный лимфатический узел организма —
селезенка. С лимфатической системой тесно
связана и вилочковая железа, или тимус. Здесь
лимфоциты приобретают иммунные свойства.
Попав в кровь, лимфоциты быстро
разносятся по всему телу. Если они обнаруживают
чужеродное вещество (антиген), возникает
иммунная реакция — вырабатываются
защитные вещества — антитела, которые это
чужеродное вещество уничтожают (см.
Антиген и антитело, Иммунитет).
Основной орган, обеспечивающий
кровообращение, — сердце. Благодаря клапанам его
сокращение обеспечивает направленный ток
крови. У рыб сердце двухкамерное. Кровь рыбы
движется по единственному кругу
кровообращения. Сердце рыбы проталкивает кровь
через жаберные капилляры, где захватывается
кислород, а затем через капилляры тела, где
его расходуют ткани (рис. 4).
Рис. 4. Эволюция кровобращения у позвоночных животных —
рыб, земноводных, птиц и млекопитающих: 1 — сердце; 2 —
сосуды большого круга кровообращения; 3 — сосуды малого
круга кровообращения. Венозная кровь показана синим цветом, артериальная — красным,
смешанная — фиолетовым.
С выходом животных на сушу у них
формируется второй круг кровообращения —
легочный. В воздухе больше кислорода, чем
в воде, и хотя в легкие и в кожу лягушки
попадает только часть крови, она успевает
в достаточной степени обогатиться кислородом
(рис. 4). У земноводных сердце трехкамерное
состоящее из двух предсердии и одного
желудочка. Обогатившаяся кислородом кровь
не идет прямо к органам, а возвращается к
сердцу, в левое предсердие (в правом
собирается венозная кровь, возвратившаяся от
органов тела). При сокращении предсердий
артериальная и венозная кровь оказываются
в желудочке сердца и смешиваются. Но и
такая смешанная кровь, которую получают
ткани, содержит не меньше кислорода, чем
артериальная кровь рыбы.
В ходе дальнейшей эволюции сердце стано-
вится четырехкамерным, большой и малый
круги кровообращения полностью разделяются.
У птиц, млекопитающих, в том числе и у
человека, каждая капля крови последовательно
обходит сначала легочный круг
кровообращения, где кровь обогащается кислородом,
а затем большой круг кровообращения, где
она отдает кислород тканям, получая от них
продукты распада.
Сердце способно долго и неутомимо
работать. У человека оно перекачивает в среднем
за минуту в покое 4—5 л крови, а при
физических или эмоциональных напряжениях в 3—
5 раз больше. Ритмичность работы сердца
обеспечивается узлами автономной
регуляции, от которых зависит автоматизм (см.
Рефлексы) его работы (рис. 5).
Узел,
расположенный в правом предсердии, периодически
вызывает сокращение предсердий и
возбуждает работу второго узла, находящегося на
границе предсердий и желудочков, что
вызывает сокращение желудочков. Благодаря
автоматизму сердце может сокращаться даже вне
организма, если поместить его в
соответствующие условия.
Импульсы, приходящие к сердцу из
центральной нервной системы, а также
гуморальные воздействия некоторых веществ могут
изменить силу и ритм сердечных сокращений, но
порядок работы отделов сердца остается
постоянным: вначале сокращаются предсердия,
затем желудочки, потом наступает общая
пауза. Скорость тока крови зависит от просвета
кровеносных сосудов. Нервные импульсы,
изменяющие просвет сосудов, также влияют на
кровяное давление и скорость
кровообращения: она возрастает при физической
работе, волнении и понижается при физическом
и психическом покое.
В подростковом возрасте рост сердца идет
довольно интенсивно (масса сердца у
подростка 14—16 лет в среднем в 11 раз больше,
чем у новорожденного), а увеличение диаметра
сосудов несколько отстает от темпов роста
сердца. Это нередко приводит к юношеской
гипертонии — повышенному кровяному
давлению. Состояние это временное и с возрастом
проходит. Надо только придерживаться
правильного режима жизни и избегать сильных
физических перегрузок. Умеренные
физические нагрузки и занятия спортом под
наблюдением тренера или преподавателя
физкультуры полезны и необходимы.