Для того чтобы понять, каким образом система кровообращения доставляет вещества из одной части тела в другую, необходимо иметь некоторое представление о том, как соединены между собой кровеносные сосуды . В каждом отдельном сосуде кровь течет, конечно, лишь в одном направлении. Голову и головной мозг снабжают кровью сонные артерии, а отток крови из них происходит через яремные вены. Кроме того, головной мозг обслуживает вторая пара путей — позвоночные артерии и вены, проходящие около спинного мозга (на схеме не показаны). У основания головного мозга сонные и позвоночные артерии сообщаются между собой; поэтому в случае перерезки или закупорки одного из сосудов мозг будет получать достаточно крови. 

Единственное исключение из правила, что вены всегда несут кровь к сердцу, составляет воротная вена печени, которая собирает кровь из селезенки, желудка, поджелудочной железы и кишок и отводит ее к печени. Здесь воротная вена разбивается на капилляры, которые вновь соединяются, образуя печеночную вену, отводящую кровь от печени в нижнюю полую вену. Благодаря этому приспособлению, называемому воротной системой печени, вся кровь, идущая к сердцу от селезенки, желудка, кишок и поджелудочной железы, должна сначала пройти через печень. Таким образом, всосавшиеся в кишечнике питательные вещества поступают прямо в печень, где могут сохраняться.

Функционирующая ткань требует в несколько раз больше кислорода и питательных веществ, чем та же ткань в состоянии покоя, и сердце вместе с кровеносными сосудами активно приспосабливается к возникающим потребностям. В периоды интенсивной мышечной работы сердце может перекачивать в 7—8 раз больше крови, чем обычно, увеличивая число сокращений в минуту и объем крови, выбрасываемой при каждом сокращении. Обыкновенно сердце выбрасывает при каждом ударе около 75 мл крови, но эта величина может возрасти до 200 мл. Увеличение ударного объема могут вызывать следующие стимулы: 

1. Повышение содержания углекислоты в крови. При физической работе образование энергии в форме, удобной для использования организмами (макроэрги-ческие фосфатные связи), повышается; в тканях образуется больше углекислоты, и повышенное поступление ее в кровь побуждает сердце увеличить ударный объем. 

2. Растяжение сердечной мышцы. Во время работы давление в венах выше и в камеры сердца до их сокращения успевает войти больше крови, что ведет к растяжению их мышечных стенок. Сила сокращения мышцы в известных пределах увеличивается под влиянием растягивающей силы, действующей на мышцу в начале ее сокращения; поэтому чем больший объем крови будет находиться в сердце к началу систолы, тем больше крови оно будет выбрасывать при каждом сокращении. 

При физической нагрузке возможно также учащение ударов сердца до 170—200 в 1 мин. И здесь могут играть роль несколько факторов: 

1. Повышенная температура. При мышечной работе образуется тепло, достаточное для повышения температуры тела на несколько градусов. Это действует на синусный узел (точно так же, как действует лихорадка), и сокращения сердца учащаются. 

2. Гормоны. Ритм сердца ускоряется под действием как адреналина, который при критических обстоятельствах вырабатывается надпочечниками в повышенном количестве, так и тироксина, выделяемого щитовидной железой и ускоряющего обмен веществ во всем теле. Если, однако, впрыскивать тироксин подопытному животному, то ускорение ритма сердца наблюдается лишь через 3—4 час; таким образом, эта реакция наступает слишком медленно, чтобы обеспечить быструю адаптацию сердца, необходимость в которой возникает постоянно, однако она может способствовать приспособлению работы сердца к общему состоянию организма в более длительные сроки. 

3. Нервы. Нервная регуляция частоты сердечных сокращений осуществляется «центром сердечного ритма», находящимся в продолговатом мозгу. От этого центра к сердцу идут две группы двигательных нервов; одна из них, 

проходящая через симпатический нервный ствол, ускоряет ритм сердца, а другая проходящая через блуждающий нерв, замедляет его. Обе группы нервных волокон оканчиваются в синусном узле и уменьшают или увеличивают частоту возникающих в нем импульсов. Чувствительные нервы, берущие начало в стенке полой вены, при растяжении этой стенки кровью возбуждаются и проводят импульсы к «центру сердечного ритма»; в результате сердце начинает сокращаться быстрее. Чувствительные нервы в стенках аорты и сонных артерий возбуждаются при наполнении этих сосудов и проводят к «центру сердечного ритма» импульсы, замедляющие работу сердца. 

Действие этих регуляторов с обратной связью увеличивает частоту сердечных сокращений во время мышечной работы. При сокращении мышц увеличивается приток к сердцу венозной крови, и растяжение полой вены возбуждает находящиеся в ней рецепторы растяжения. Их импульсы возбуждают «центр сердечного ритма» в мозгу. Как только ритм сердечных сокращений ускоряется, количество крови в аорте и сонных артериях увеличивается, и растяжение их стенок стимулирует местные рецепторы растяжения. Их возбуждение ведет к увеличению потока импульсов от центра сердечного ритма. Эта сложная регулятор-ная система быстро приводит ритм сердечных сокращений в соответствие с метаболическими потребностями организма и в то же время предотвращает чрезмерную реакцию, так как ускоренный сердечный ритм стимулирует рецепторы растяжения аорты, что в свою очередь замедляет сердечный ритм.

Наряду с системой кровеносных сосудов в организме существует сходная с нею самостоятельная группа сосудов, образующих лимфатическую систему. По этим сосудам движется лимфа — прозрачная бесцветная жидкость, которая, подобно тканевой жидкости, ведет свое происхождение от крови и очень похожа на кровь. Она содержит гораздо меньше белка, чем кровь (так как белковые молекулы крупны и медленно диффундируют), и лишена эритроцитов. Но в ней содержатся лейкоциты, часть которых попадает в лимфатические капилляры из тканевой жидкости, а часть образуется в лимфатических узлах. В остальном лимфа сходна с кровью. 

Лимфатическая система отличается от кровеносной тем, что ее сосуды служат только для возвращения жидкости к сердцу. В этой системе нет артерий, а есть только капилляры и вены, распределенные по всему телу. Капилляры чрезвычайно тонкие, стенки их состоят лишь из одного слоя клеток. Они напоминают кровеносные капилляры, но закрыты с одного конца . Лимфа диффундирует в эти капилляры из окружающей тканевой жидкости. На другом конце капилляры сообщаются с лимфатическими венами, которые, подобно венам кровеносной системы, снабжены клапанами и имеют тонкие стенки. Эти вены, сливаясь, образуют последовательно все более крупные вены, самая крупная из которых впа-дает в левую плечевую вену кровеносной системы. Важно помнить, что жидкости достигают клеток тела только одним путем — через артерии, артериолы и капилляры кровеносной системы, тогда как обратных путей существует два — через кровеносные капилляры и вены и через лимфатические капилляры и вены. 

В местах слияния лимфатических сосудов находятся скопления клеток, называемые лимфатическими узлами, в которых образуются лимфоциты, а также отфильтровываются частицы пыли и бактерии, с тем чтобы предотвратить их попадание в кровяное русло. Протоки, по которым лимфа проходит через эти узлы, настолько узки и извилисты, что она течет очень медленно и проникающие с нею бактерии могут быть задержаны и фагоцитированы лейкоцитами. Некоторые бактерии иногда проходят через первый лимфатический узел и задерживаются во втором или в третьем; при массивной инфекции бактерии могут проникнуть через все узлы и вторгнуться в кровяное русло. Но даже и в этих случаях лимфатические узлы полезны, так как они замедляют распространение инфекции и дают организму время для накопления лейкоцитов и мобилизации их на борьбу с нею. При попадании микробов в лимфатические узлы последние распухают и становятся болезненными; например, при ангинах заметно распухают шейные узлы. У жителей больших городов и у людей, которые много курят, лимфатические узлы в области легких наполняются частицами пыли и копоти и становятся темно-серыми или черными. Эти частицы могут в конце концов нарушить функционирование лимфатических узлов и снизить устойчивость к легочным заболеваниям, например к туберкулезу. 

Движение лимфы. У лягушки есть четыре лимфатических «сердца», которые пульсируют и проталкивают лимфу по сосудам. Они представляют собой просто участки лимфатических сосудов, имеющие утолщенные стенки, без каких-либо камер или клапанов. У человека в отличие от лягушки движение лимфы обеспечивается сокращением близлежащих скелетных мышц, сжимающим лимфатические сосуды (обратному току препятствуют клапаны), и дыхательными движениями грудной клетки. Оттоку лимфы от кишечника способствует спазматическое сокращение и расслабление кишечных ворсинок — пальцеобразных выростов, выступающих из стенок кишки в ее просвет. Лимфа течет гораздо медленнее, чем кровь. 

Функции лимфатической системы. Лимфатическая система выполняет четыре функции. Во-первых, она помогает возвращению тканевых жидкостей в систему кровообращения. Поскольку в нормальных условиях стенки кровеносных капилляров слегка проницаемы для белков плазмы, эти белки медленно, но непрерывно просачиваются в тканевую жидкость. Без лимфатической системы концентрация белков в тканевой жидкости в конце концов сравнялась бы с концентрацией их в крови капилляров. Это нарушило бы механизм всасывания тканевой жидкости в кровеносные капилляры на их «венозном» конце и привело бы к набуханию тканей (отеку). Чудовищное набухание тканей при элефантиазисе, или «слоновой болезни», вызывается закупоркой лимфатических протоков паразитическими червями (филярия-ми), попадающими в организм при укусе комара. 

Мы уже отметили две другие функции лимфатической системы: выработку лимфоцитов и отфильтровывание частиц пыли и бактерий. Четвертую функцию — всасывание жиров — осуществляют лимфатические сосуды, отводящие лимфу от кишечника. Продукты переваривания белков и углеводов всасываются прямо б • кровеносные капилляры, но большая часть переваренных жиров поступает в лимфатические капилляры кишечной стенки и переносится по лимфатическим сосудам к левой плечевой вене, где попадает в кровяное русло. 

Из всего сказанного выше легко понять, почему лимфатическая система играет большую роль в распространении раковых клеток внутри организма. Рак представляет собой заболевание, при котором определенные клетки начинают чрезмерно энергично расти и делиться, разрастаясь за счет окружающих клеток. Стимулом для этого могут служить некоторые химические вещества, рентгеновы лучи и другие излучения, присутствие необычных паразитов в клетках и, вероятно, ряд других факторов. Какова бы ни была причина, клетки размножаются и образуют опухоль. Впоследствии они могут отрываться от первоначальной опухоли и попадать в лимфатические сосуды, по которым лимфа заносит их в другие части тела. Если лечение начато вовремя, рак можно излечить путем операции или лучевой терапии, так как лимфатические узлы препятствуют быстрому распространению опухолевых клеток. Удаляя злокачественную опухоль, хирург должен тщательно удалить и близлежащие лимфатические узлы, в которых могут содержаться раковые клетки, способные вызвать рецидив заболевания.

Сокращения сердца создают давление крови в сосудах, которое возрастает при каждом сокращении желудочков и падает при каждом их расслаблении. Максимальное давление, обусловленное систолой сердца, называется систолическим давлением; минимальное давление, связанное с диастолой, называется диастолическим давлением . 

Давление в артерии можно определить непосредственно, вставив в сосуд трубку и измерив высоту поднятия в ней крови. Впервые такое измерение произвел английский священник Стивен Гейлс в 1733 г. Он нашел, что давление в сонной артерии кобылы достаточно для того, чтобы поднять уровень крови в стеклянной трубке на высоту 9,5 фута (примерно 3 м). Поскольку нельзя производить человеку прокол артерии при каждом определении артериального давления, для измерения давления пользуются прибором, называемым сфигмома-нометром. Прибор состоит из манжеты, надеваемой на руку (между плечом и локтем) и содержащей резиновую камеру, к которой присоединены резиновая груша и манометр для измерения давления . О давлении крови на стенки артерий судят по тому давлению в резиновой камере, которое заставляет артерии сжаться. Систолическое давление соответствует тому минимальному давлению в камере, при котором перестает прощупываться пульс у запястья . Для того чтобы измерить диастолическое давление, над плечевой артерией ниже манжеты помещают стетоскоп, позволяющий слышать шум, возникающий при прохождении крови. Когда давление внутри манжеты чуть ниже систолического давления , при каждом подъеме давления во время систолы через сжимаемый участок проходит небольшое количество крови. Эта кровь сталкивается с неподвижной кровью ниже манжеты, что вызывает вибрации, выслушиваемые при помощи стетоскопа. По мере того как давление в манжете постепенно понижается, при каждой систоле проходит все больше и больше крови и звук становится все громче . Наиболее громкие шумы слышны в то время, когда давление в манжете чуть выше диастолического, а когда оно падает ниже диастолического давления, то кровь начинает течь непрерывно и шумы исчезают . 

У человека и многих млекопитающих систолическое давление составляет около 120 мм ртутного столба (т. е. равно давлению столба ртути высотой 120 мм), а диастолическое давление — около 75 мм. Разность между систолическим и диастолическим давлением, т. е. амплитуда изменений давления при каждом сокращении сердца, называется пульсовым давлением. Артериальное давление, обычно измеряемое на левой руке чуть выше локтя, записывают в виде дроби (систолическое давление в числителе и диастолическое — в знаменателе, например 120/75). Таким образом, когда врач говорит, что у человека кровяное давление равно 120, он имеет в виду давление в определенной артерии руки; это не значит, что во всем теле данного человека кровь находится под тем же давлением. Кровяное давление уменьшается по ходу кровеносных сосудов от аорды к венам; выше всего оно в аорте (где достигает 140), а ниже всего — в венах около предсердий, где оно приближается к нулю (т. е. к атмосферному давлению) или даже падает ниже нуля . Это уменьшение давления обусловлено трением крови о стенки сосудов и особенно сильно выражено в артериолах и капиллярах, так как сосуды эти очень узки и трение в них достигает наибольшей величины. Постепенное снижение давления необходимо для того, чтобы поддерживать ток крови; если бы давление во всей кровеносной системе было одинаковым, то кровь не двигалась бы по телу. 

Роль кровяного давления в обмене веществами через стенки капилляров. Когда кровь проходит через капилляры, давление ее снижается примерно от 40 мм рт. ст. у окончания ар-териол до 10 мм рт. ст. у перехода капилляров в венулы. Это дает возможность воде и веществам, растворенным в крови, «фильтроваться» через стенки капилляров и переходить в тканевую жидкость. Как говорилось в гл. XVI, плазма крови содержит белки, создающие осмотическое давление, которое, стремится заставить воду переходить внутрь капилляров. Осмотическое давление на обоих концах капилляров одинаково и составляет около 25 мм рт. ст. Таким образом, в капиллярах вблизи артериол имеется давление около 15 мм (40 минус 25), которое выталкивает воду из капилляров . На другом конце, вблизи венул, возникает давление около 15 мм (25 минус 10), заставляющее воду входить обратно в капилляры. При нормальных условиях объем крови остается неизменным, так как из капилляров и в капилляры переходят одинаковые количества воды. Это приспособление играет важную роль в поддержании около каждой клетки тела постоянного тока свежей тканевой жидкости с растворенными в ней питательными веществами. 

Оно имеет также большое значение для восполнения жидкой части крови после крово-потери. При этих обстоятельствах уменьшение объема крови ведет к уменьшению кровяного давления, а следовательно, и давления, обусловливающего фильтрацию. Но количество белка на 1 см3 крови остается прежним, и поэтому осмотическое давление не снижается. Это приводит к уменьшению давления, выталкивающего воду из капилляров близ артериол, и к увеличению давления, заставляющего воду входить в капилляры вблизи венул; в результате объем крови увеличивается за счет тканевой жидкости. Это временная мера, предотвращающая развитие сердечной недостаточности вследствие нехватки перекачиваемой крови; истинное же восстановление происходит позже, когда образуется новая кровь. 

После хирургических операций, ожогов, несчастных случаев или сильного испуга часто возникает состояние, называемое шоком. Оно характеризуется повышенной проницаемостью стенок капилляров, в результате которой белки плазмы могут выходить в тканевую жидкость и осмотическое давление, в нормальных условиях возвращающее жидкость в капилляры, уменьшается. Вследствие этого жидкость переходит из капилляров в ткани, объем крови уменьшается и в тяжелых случаях наступает смерть. Опасность шока, сопровождающего тяжелые ранения, можно сильно уменьшить применением повторных переливаний плазмы, которые восполняют потерю белков плазмы и предотвращают выход жидкости из капилляров.

Проблема переноса веществ из одной частп тела в другую встает перед всеми организмами. Сердце человека с его замечательными автоматическими приспособлениями для поддержания тока крови и для адаптации к меняющимся условиям представляет собой результат длительной эволюции. 

Простейшие не имеют специальной системы для осуществления циркуляции веществ; питательные вещества, продукты обмена и газы просто диффундируют через цитоплазму и в конце концов достигают всех частей клетки. У большинства простейших этому процессу способствуют движения цитоплазмы. Когда амеба передвигается, цитоплазма перетекает из задней части клетки в переднюю и вещества распределяются по всей клетке . У других простейших, например у парамеции, которая имеет плотную наружную оболочку и не меняет форму тела при передвижении, вещества перераспределяются в результате ритмического кругового движения цитоплазмы в направлении, показанном на фиг. 217, Б стрел-ками. Пища поступает в организм через «рот» и глотку на одной стороне тела. На внутреннем конце этой глотки образуются пищеварительные вакуоли, которые затем отрываются и движутся внутри клетки, переваривая пищу и отдавая цитоплазме питательные вещества. Подобным же образом передвигаются продукты обмена и газы. 

У кишечнополостных центральная полость выполняет как пищеварительную, так и транспортную функцию. Щупальца, схватив добычу, проталкивают ее через рот в полость тела, где происходит пищеварение. Затем вещества переваренной пищи поступают в клетки, выстилающие полость, и путем диффузии проходят через них в клетки наружного слоя. В результате попеременного вытягивания и сокращения тела содержимое центральной полости перемешивается и осуществляется циркуляция веществ. 

Относящиеся к плоским червям планарии , подобно гидре, имеют одну центральную полость, сообщающуюся с внешней средой одним только ротовым отверстием. Но, кроме внутреннего и наружного клеточных слоев, имеющихся у гидры, у планарии существует третий, рыхлый слой клеток, расположенный между двумя другими. Пространства между этими клетками заполнены тканевой жидкостью, несколько напоминающей тканевую жидкость человека. Пища поступает через рот в центральную полость, где она переваривается; питательные вещества диффундируют через внутренний слой клеток и переходят через тканевую жидкость в другие клетки. Так же как и у кишечнополостных, циркуляции способствуют сокращения мышц стенки тела, которые приводят в движение жидкое содержимое центральной полости и тканевую жидкость. 

У дождевых червей и близких к ним форм имеется хорошо выраженная транспортная система, состоящая из плазмы, кровяных телец и кровеносных сосудов, хотя последние не дифференцированы на артерии, вены и капилляры. Есть два главных кровеносных сосуда: один из них расположен на брюшной стороне, и по нему кровь течет к заднему концу тела , а другой — на спинной стороне, и по нему кровь течет от заднего конца тела к переднему. Эти сосуды в каждом сегменте тела соединены тонкими трубочками, снабжающими кишку, кожу и другие органы. В передней части тела червя находится 5 пар «сердец» — пульсирующих трубок, которые проводят кровь из спинного сосуда в брюшной и замыкают круг кровообращения. Сокращения мышц стенки тела помогают этим «сердцам» поддерживать циркуляцию крови. 

Все сравнительно крупные и сложно организованные беспозвоночные (например, двустворчатые моллюски, кальмары, крабы, насекомые) имеют систему кровообращения, состоящую из сердца, кровеносных сосудов, плазмы и кровяных клеток. Сердце этих животных в отличие от сердца позвоночных представляет собой в большинстве случаев не разделенный на камеры мышечный мешок. Отходящие от сердца сосуды открываются в обширные пространства, позволяя крови омывать клетки тела. Другие сосуды собирают кровь из этих пространств и возвращают ее к сердцу. Детали системы кровообращения у разных животных различны, но функция ее всегда состоит в снабжении клеток тела кислородом и питательными веществами и в удалении продуктов обмена. 

Система кровообращения у всех позвоночных — от рыб, лягушек и ящериц до птиц и человека — в основном построена одинаково. Все эти животные имеют сердце и аорту, а также артерии, капилляры и вены, организованные по единому общему плану. Благодаря этому сходству можно, вскрывая акулу или лягушку, узнать многое о кровеносной системе человека. 

В ходе эволюции от низших рыбообразных форм до высших позвоночных, включая человека, основные изменения происходили в сердце и были связаны с изменением дыхательного механизма — с переходом от жаберного дыхания к легочному. У рыб сердце состоит из четырех камер, расположенных одна за другой: венозного синуса, предсердия, желудочка и артериального конуса . Кровь из вен поступает в венозный синус, а из артериального конуса, выталкиваемая сердцем, идет через брюшную аорту к жабрам, где насыщается кислородом. Затем она попадает в спинную аорту и распределяется по всему телу. У рыб при каждом обходе кровеносной системы кровь проходит через сердце только один раз 

У той группы рыб, от которой произошли наземные позвоночные, в сердце и системе кровеносных сосудов произошел ряд изменений, которые можно видеть у современных лягушек . В предсердии возникла продольная перегородка, разделившая этот отдел на правую и левую половины. Место впадения венозного синуса передвинулось, и он стал открываться только в правое предсердие. Вена, идущая от легких, впадала в левое предсердие, тогда как легочные артерии отходили от сосудов, первоначально обслуживавших заднюю пару жабр. Таким образом, у лягушки кровь переходит из вен в венозный синус, затем в правое предсердие, в желудочек, в аорту, легочную артерию, легкие, легочные вены, левое предсердие, снова в желудочек, в аорту и наконец к клеткам тела. В желудочке происходит, конечно, некоторое перемешивание аэрированной и неаэрированной крови, и часть крови из венозного синуса может попадать вместо легочных артерий в аорту, тогда как часть крови из левого предсердия попадает в легочные артерии. Однако перемешивание это не столь велико, как можно было бы предположить. Кровь из правого предсердия входит в желудочек раньше, чем из левого, и поэтому оказы-вается ближе к выходу. Когда желудочек сокращается, неаэрированная кровь из правого предсердия выходит из желудочка первой и поступает в артерии, отходящие от аорты, т. е. в легочные артерии. Аэрированная кровь из левого предсердия выходит из желудочка к концу его сокращения и не может войти в легочные артерии, уже наполненные другой кровью; поэтому она направляется через аорту к клеткам тела. Вследствие возможного смешивания аэрированной и неаэрированной крови в желудочке кровь может пройти через сердце один, два и даже большее число раз при каждом цикле ее прохождения по кровеносной системе. 

В процессе эволюции рептилий из определенной группы амфибий в сердце возникло еще две перегородки: одна из них дошла до середины желудочка, другая разделила артериальный конус . У всех рептилий, за исключением крокодилов, перегородка между желудочками неполная; поэтому у них все еще происходит некоторое смешивание аэрированной и неаэрированной крови, хотя и не в такой степени, как у лягушки. Малые размеры венозного синуса уже предвещают его исчезновение в сердце млекопитающих. 

В сердце птиц и млекопитающих мы наблюдаем окончательное разделение правой и левой сторон. Полная межжелудочковая перегородка совершенно исключает смешивание крови правой и левой половин сердца. Артериальный конус, расщепившись, образует основания аорты и легочной артерии. Венозный синус перестал существовать как отдельная камера, но остаток его сохранился в виде синусного узла. Абсолютное отделение правого сердца от левого заставляет кровь при каждом «обходе» тзла проходить через сердце дважды. В результате этого кровь в аорте млекопитающих и птиц содержит больше кислорода, чем в аорте нижестоящих позвоночных; ткани тела получают больше кислорода, может поддерживаться высокая интенсивность обмена и постоянная высокая температура тела. Рыбы, лягушки и рептилии остаются холоднокровными главным образом потому, что кровь их не может доставлять тканям столько кислорода, сколько требуется для поддержания высокого уровня обмена, необходимого для сохранения высокой температуры тела в холодной окружающей среде.

Плод, находящийся в утробе матери (в матке), не может получать пищу и воздух непосредственно; поэтому желудок и легкие плода не функционируют. Он получает пищевые вещества и кислород из материнской крови через кровеносные сосуды плаценты и пупочного канатика. Однако прямого сообщения между кровеносными системами матери и плода не существует. Кровь плода образуется в его собственных тканях, главным образом в селезенке и печени. В плаценте капилляры матери и плода вступают в тесное соприкосновение, и вещества могут переходить из одной системы капилляров в другую путем диффузии; кислород и питательные вещества диффундируют из крови матери в кровь плода, а углекислота и продукты обмена — из крови плода в кровь матери. Развивающийся плод пользуется одной системой кровеносных сосудов, и в то же время у него образуется вторая система, которая должна быть готова начать функционировать тотчас после рождения. 

Две пупочные артерии растут от нижней части аорты плода и проходят в плаценту . Обратно кровь возвращается по единственной пупочной вене, которая проходит через печень и впадает в нижнюю полую вену. То обстоятельство, что легкие малы и не функционируют, представляет особую проблему, так как капилляры нерасправившихся легких могут пропустить лишь небольшую часть крови, проходящей через сердце; остальная кровь до рождения должна обходить легкие. Эту возможность обеспечивают два временных приспособления: овальное отверстие между правым и левым предсердиями и артериальный (боталлов) проток, соединяющий почечную артерию с аортой. Отверстие овального окна закрыто лоскутом ткани, который действует как клапан. Кровь из пупочной вены, богатая кислородом и питательными веществами, смешивается с кровью нижней полой вены и поступает в правое предсердие. Затем большая часть крови проходит через овальное окно (отталкивая язычок клапана в сторону, поскольку давление крови в правом предсердии выше, чем в левом) в левое предсердие, откуда она течет через левый желудочек в аорту. Из аорты эта богатая кислородом кровь поступает главным образом в артерии сердечной стенки, головы и верхних конечностей. Остальная кровь из нижней полой вены вместе с кровью, попадающей в правое предсердие из верхней полой вены, проходит в правый желудочек и далее в легочную артерию. Но лишь небольшая доля этой крови идет в легкие; основная же часть ее проходит через артериальный проток в аорту. Так как артериальный проток впадает в аорту дальше места отхожде-ния сосудов к голове и рукам, эта кровь идет по аорте вниз. Примерно лишь третья часть ее направляется к нижней части туловища и к ногам; остальная же кровь через пупочные артерии проходит в плаценту, где пополняет запасы кислорода и питательных веществ. Благодаря такому устройству голова и верхняя часть туловища, которые растут быстрее, получают необходимый им добавочный кислород. 

Тотчас же после рождения, когда ребенок начинает пользоваться своими легкими, быстро происходит ряд изменений. Перевязка пуповины лишает ребенка прежнего источника кислорода. Углекислота начинает накапливаться в крови и стимулирует дыхательный центр в головном мозгу, в результате чего происходит первый вдох. Легкие и легочные капилляры расправляются, и вследствие этого часть крови, проходившей ранее через артериальный проток, направляется в легочные артерии. Возвратившись в левое предсердие, она увеличивает кровяное давление в этой камере и давит на лоскут ткани, прикрывающий овальное окно, тем самым прекращая ток крови из правого предсердия в левое. В конце концов этот клапан прирастает к краям овального окна, навсегда закрывая это отверстие. Эндотелиальная выстилка артериального протока быстро разрастается, закупоривает просвет сосуда и прекращает дальнейшее прохождение по нему крови. Незаращение овального окна и артериального протока препятствует нормальному насыщению крови кислородом; если это нарушение 

выражено очень сильно, ребенок может умереть. Если оба эти отверстия зарастают лишь частично, то гемоглобин недостаточно насыщается кислородом, результатом чего является так называемая «синяя болезнь». Кожные капилляры, наполненные синеватым гемоглобином, а не ярко-красным оксигемоглобином, придают коже ребенка синеватый оттенок. Артериальный проток и часть пупочных артерий и вен превращаются в соединительнотканные тяжи.

У человека и других позвоночных существует три типа кровеносных сосудов: артерии, вены и капилляры. Артерии и вены отличаются друг от друга направлением тока крови, а не характером крови (аэрированная или неаэрирован-ная), которую они содержат. Артерии несут кровь от сердца к тканям тела; вены возвращают ее от тканей к сердцу. Капилляры представляют собой микроскопические сосуды, которые находятся в тканях и соединяют артерии с венами. Только через стенки капилляров может происходить обмен питательными веществами, газами и продуктами метаболизма между кровью и тканями. Капилляры имеют чрезвычайно тонкие стенки, состоящие из одного слоя клеток — эндотелия, который служит продолжением эндотелиальыой выстилки артерий с одной стороны и вен — с другой . Некоторые капилляры настолько мелки, что эритроциты, проходя через них, должны перегибаться. 

Стенки артерий и вен слишком толсты для того, чтобы через них могла происходить диффузия; они состоят из трех ясно различимых слоев: наружной соединительнотканной оболочки, среднего слоя из гладких мышечных клеток и внутренней оболочки, образованной из эндотелия и соединительной ткани . Наружная оболочка содержит волокнистую 

ткань, которая придает артерии прочность и способность выдерживать внутреннее давление, но вместе с тем позволяет ей расширяться и сжиматься при каждом сокращении сердца. Гладкая мускулатура среднего слоя, с@кра-щаясь или расслабляясь, уменьшает или увеличивает просвет (полость) артерии и тем самым регулирует количество крови, притекающей к данному органу. Помимо эндотелиальной выстилки, внутренняя оболочка большинства артерий содержит прочную внутреннюю эластическую мембрану, придающую стенкам добавочную прочность. Стенки артерий снабжены двумя системами нервов; импульсы, проводимые одной системой, заставляют гладкую мускула-ТУРУ сокращаться, а импульсы, проводимые другой системой, вызывают ее расслабление. Самая крупная артерия — аорта — вблизи сердца имеет диаметр около 2,5 см, а стенка ее имеет толщину около 3 мм. 

Стенки вен гораздо слабее и тоньше артериальных стенок, но состоят из тех же трех слоев . Наружная соединительнотканная оболочка содержит меньше эластических волокон, а средний мышечный слой тоньше, чем соответствующие слои в стенках артерий; большинство вен не имеет внутренней эластической мембраны. Вены в отличие от артерий во многих местах снабжены клапанами, препятствующими обратному току крови. 

Клетки тела окружены омывающей их жидкостью, называемой тканевой жидкостью, и не находятся в прямом соприкосновении с кровью. Для того чтобы достигнуть клеток, вещества должны диффундировать из крови через стенку капилляра и через пространство, заполненное тканевой жидкостью . Взрослый человек имеет примерно 1015 клеток, а объем омывающей их жидкости составляет всего лишь 14 л. Для снабжения такого же числа одноклеточных простейших, живущих в море, необходимыми им газами и питательными веществами потребовалось бы I06 литров морской воды. Эффективные приспособления (легкие, печень, кишечник и почки), непрерывно пополняющие запас кислорода и питательных веществ в жидкостях тела и удаляющие продукты распада, позволяют нашему организму жить, несмотря на то что в нем сравнительно мало воды. 

Малая толщина капилляров приводит к тому, что каждая капля крови, проходящая через сеть капилляров, приобретает большую поверхность, через которую может происходить диффузия. Подсчитано, что один кубический сантиметр крови соприкасается с поверхностью капилляров, составляющей около 7000 см2. Число капилляров во всем теле почти не поддается подсчету. В тканях с интенсивным обменом, например в мышцах, капилляры расположены очень близко друг к другу: расстояние между соседними капиллярами примерно вдвое больше их диаметра . Один исследователь считает, что в мышечной ткани число капилляров составляет приблизительно 240 000 на 1 см2. Менее активные ткани снабжены сосудами не так хорошо — в жировой ткани капилляров мало, а в хрусталике глаза их нет совсем. В каждом органе обычно лишь небольшая часть капилляров наполнена кровью и функционирует, но в периоды интенсивной деятельности наполняется вся или почти вся капиллярная сеть.

Сердце подвержено различным патологическим изменениям, мешающим ему выполнять свою роль насоса. У человека, находящегося в плохом физическом состоянии, тяжелая мышечная работа может вызвать перенапряжение и повреждение сердечной мышцы и понизить ее способность к сокращению. Сосуды, снабжающие сердечную мышцу кровью, могут оказаться закупоренными кровяным сгустком или каким-нибудь другим телом, что препятствует доставке питательных веществ и кислорода и может вызвать «сердечный приступ». Если участок сердца, обслуживаемый закупоренным сосудом, не слишком велик, то приступ не будет смертельным; но при поражении достаточно обширного участка смерть наступает через несколько минут. Возбудители некоторых болезней, напри-мер дифтерии, выделяют токсические вещества, которые с кровью попадают в сердце и повреждают сердечную мышцу. Избыток гормона щитовидной железы вызывает некоординированное сокращение предсердий, что снижает эффективность работы сердца. Иногда сердечные клапаны, поврежденные возбудителями болезней (например, при сифилисе или ревматизме), не могут должным образом закрываться, и кровь после сокращения сердца протекает обратно. Для компенсации этого дефекта сердце нередко увеличивается, повышая свою способность перекачивать кровь. Ревматизм, особенно распространенный у молодых людей, опасен не только в связи с инфекцией суставов, но и потому, что он цоражает сердце. 

По мере старения организма стенки артерий обнаруживают склонность к потере эластичности, становятся более твердыми и плотными и просвет сосудов уменьшается. К органам притекает меньше крови, что приводит к нарушению их функции. Обычно уплотнение артерий сопровождается повышением артериального давления: сосуды, потерявшие эластичность, не способны расширяться и сжиматься при каждом сокращении сердца, и сердцу приходится развивать большую силу, чтобы проталкивать по ним кровь. Высокое кровяное давление может быть вызвано и другими расстройствами, например заболеванием почек. Это состояние представляет серьезную опасность, так как чрезмерное повышение давления может привести к разрыву кровеносного сосуда. Обычно разрывается небольшой сосуд и потеря крови бывает несущественной. Но кровоизлияние в такую мягкую ткань, как ткань головного моз-га, может вызвать повреждение клеток, что приводит к параличу обслуживаемых этими клетками мышц, а иногда и к смерти. Высокое артериальное давление может привести к сердечной недостаточности вследствие того, что сердечная мышца не может преодолеть возросшее сопротивление уплотненных артерий. 

Вены иногда расширяются, и в них застаивается большое количество крови (это состояние называют варикозным расширением вен). Варикозные вены образуются почти всегда в ногах и чаще всего встречаются у людей, которым приходится подолгу стоять. Неподвижное стояние еще больше увеличивает давление в венах ног из-за отсутствия «выжимающего» действия мышц, которое обычно способствует надлежащему оттоку крови. Варикозное расширение вен у женщин встречается чаще, чем у мужчин, вследствие добавочной нагрузки на кровеносную систему при беременности и родах. Ссылки по теме Заболевания системы крови и сосудов
Болезни сердца и органов кровообращения

Обмен веществ всегда сопровождается электрическими явлениями; электрическую активность мозга можно регистрировать при помощи прибора, называемого электроэнцефалографом.Для этого прикрепляют электроды к различным участкам кожи головы при помощи лейкопластыря и исследуют активность лежащих под ними частей мозговой коры. Электроэнцефалография показала, что головной мозг постоянно находится в состоянии активности, даже тогда, когда мы ни о чем не думаем, и что наиболее регулярные проявления активности — так называемые альфа-волны — исходят из зрительных зон затылочной доли, когда человек находится в покое и глаза его закрыты. Эти волны возникают ритмически с частотой 9—10 в 1 сек и с амплитудой около 45 мв . При открытых глазах альфа-волны исчезают и вместо них появляются более быстрые, нерегулярные волны. Последние вызываются видимыми объектами; это можно показать, воздействуя на глаза каким-нибудь периодическим раздражителем, например светом, мигающим через правильные промежутки времени: тогда на электроэнцефалограмме появляются волны с таким же ритмом. Сон — единственное нормальное состояние, при котором электрическая активность мозга резко изменена. Во время сна волны становятся медленнее и выше (т. е. потенциал их возрастает), по мере того как человек впадает во все более глубо-кое бессознательное состояние. При сновидениях регистрируются нерегулярные волны. 

При некоторых заболеваниях головного мозга характер волн меняется. Например, у эпилептиков наблюдается своеобразный и легко распознаваемый тип электроэнцефалограммы; подобные же изменения обнаруживаются у людей, у которых ни разу не было эпилептического припадка, но при известных условиях он мог бы произойти. Можно определить расположение мозговых опухолей, установив, из какой части мозга исходят патологические волны.

Нервная система человека состоит примерно из 10 млрд. нейронов; они делятся на две основные категории: нейроны, принадлежащие к центральной нервной системе, которые образуют головной и спинной мозг, и нейроны периферической нервной системы, образующие черепномозговые и спинномозговые нервы. 

Спинной мозг представляет собой трубку, окруженную и защищенную невральными дугами позвонков, и выполняет две важные функции: передает импульсы, идущие в головной мозг и из головного мозга, и служит рефлекторным центром. На поперечном разрезе можно видеть, что он состоит из двух типов ткани: внутренней массы серого вещества, имеющей в разрезе форму бабочки и состоящей из тел нервных клеток, и лежащего снаружи белого вещества, образованного пучками аксонов и ден-дритов . Белый цвет этих пучков обусловлен миэлиновыми оболочками нервных волокон; концы аксонов и дендритов,'находящиеся в центральном сером веществе, не имеют миэлиновых оболочек. «Крылья» серого вещества разделены на два задних и два передних рога. Передние рога содержат тела нейронов, аксоны которых направляются в составе спинномозговых нервов к мышцам; все остальные нервные клетки спинного мозга являются вставочными нейронами. 

Аксоны и дендриты белого вещества разделены на пучки со сходными функциями: восходящие пути, которые проводят импульсы к головному мозгу, и нисходящие пути, которые проводят импульсы от головного мозга к 

эффекторам. Тщательно регистрируя симптомы, наблюдаемые у людей с поврежденным спинным мозгом, и сопоставляя эти данные с картиной разрушения определенных путей, обнаруживаемой при исследованиях мозга после смерти больного, неврологи смогли составить карту расположения и функций различных путей . Например, задние столбы белого вещества передают возникающие в рецепторах мышц, сухожилий и суставов импульсы, 

благодаря которым мы ощущаем положение частей нашего тела. При далеко зашедшем сифилитическом процессе задние столбы могут быть разрушены, так что больной не может сказать, где находятся его руки и ноги, если он не видит их, и при ходьбе должен все время смотреть на ноги. 

При изучении расположения и функции проводящих путей обнаружился один любопытный факт, еще не получивший удовлетворительного объяснения.- Все волокна спинного мозга пере-крещиваются, т. е. переходят с одной стороны тела на другую где-либо на пути от рецептора к головному мозгу или от головного мозга к мышце. Так, правая половина головного мозга контролирует левую половину тела pi получает сообщения от рецепторов левой стороны. Некоторые волокна перекрещиваются внутри самого спинного мозга, другие — в головном мозгу. 

В центре серого вещества находится узкий канал, проходящий вдоль всего спинного мозга и наполненный цереброспинальной жидкостью, похожей на плазму крови. Спинной и головной мозг покрывают три соединительнотканные мозговые оболочки (meninges). Менингит — заболевание, при котором эти оболочки инфицируются и воспаляются. Одна из них (твердая мозговая оболочка) прикреплена к костным не-вральным дугам позвонков, другая (мягкая мозговая оболочка) лежит на самой поверхности спинного мозга, а третья (паутинная оболочка) находится между ними. Пространства между оболочками тоже наполнены цереброспинальной жидкостью, так что спинной мозг (так же как и головной) плавает в этой жидкости и защищен от ударов о твердую поверхность позвонков (или черепа) при каждом движении.