Сердечно-сосудистая система
Система органов, которая обеспечивает циркуляцию крови в организмечеловека и животных. Благодаря циркуляции крови кислород, а также питательные вещества доставляютсяорганам и тканям тела, а углекислый газ, другие продукты метаболизма и отходы жизнедеятельностивыводятся.
Циркуляция крови в сердечно-сосудистой системе у позвоночных животных и человека дополняетсялимфооттоком от органов и тканей организма по системе сосудов, узлов и протоков лимфатическойсистемы, впадающих в венозную систему в месте слияния подключичных вен. В состав сердечно-сосудистой системы входит сердце орган,который заставляет кровь двигаться,нагнетая её в кровеносные сосуды — полые трубки различного калибра, по которым она циркулирует. Все функции кровеносной системы строго согласованы благодаря нервнорефлекторной регуляции, чтопозволяет поддерживать гомеостаз в условиях постоянно изменяющихся условий внешней и внутренней среды.
Этап
внешнего дыхания заканчивается
тем, что кислород в составе атмосферного
воздуха переходит из альвеол в капилляры,
опутывающие их густой сетью. Капилляры
соединяются в легочные вены, которые
несут кровь, насыщенную кислородом, в
сердце, а точнее, в левое его предсердие.
Из правого и
левого предсердий кровь через клапаны
поступает в желудочки, которые, сокращаясь,
выталкивают кровь через полулунные клапаны
в выносящие сосуды. Левый желудочек выталкивает
кровь в аорту — она разветвляется на
артерии, снабжающие кровью все системы
органов и тканей.
Кровь содержит
кислород и питательные вещества, связывающиеся
в клетках с образованием углекислого
газа и выделением энергии. В тканях происходит
газообмен СОз и Оз между клетками
и кровью, т.е. процесс клеточного
дыхания.
Насыщенная "выхлопными
газами" кровь собирается в вены и поступает
в правое предсердие сердца, и большой
круг кровообращения замыкается.
Малый
круг начинается в
правом желудочке, откуда легочная артерия
несет кровь на "зарядку" кислородом
в легкие, разветвляясь и опутывая альвеолы
капиллярной сетью. Человеческий эмбрион,
будучи в утробе матери, получает необходимые
питательные вещества и кислород через
плаценту.
Его легкие не
функционируют, и кровь циркулирует по
одному кругу, попадая из правого предсердия
в левое через односторонний клапан в
межпредсердной перегородке — patent foramen ovale (PFO). С первым криком у новорожденного
открываются легкие, а кровь "устремляется"
в новое русло по малому кругу кровообращения.
Клапан закрывается,
и у большинства людей с возрастом зарастает,
но у 15% человечества остается, увы, в закрытом,
но не заросшем состоянии. Поскольку давление
в левом — артериальном — предсердии
обычно выше, чем в правом, венозном, PFO
обычно ничем себя не проявляет.
Дыхательная система и дыхание
Дыхательные
пути начинаются с ноздрей и ротовой полости.
Нос ведь не только украшает лицо человека,
но и утепляет, увлажняет и фильтрует вдыхаемый
воздух. Когда мы дышим ртом по разным
причинам, то вдыхаем более холодный, сухой
и неочищенный воздух (кстати, это хорошо
чувствуется).
Далее
воздух проходит в горло и гортань, которую
еще называют адамовым яблоком. Она производит
звуки и предохраняет легкие от засорения
посторонними частицами. Когда в гортань
попадает вода, звуковые мышцы закрывают
вход в легкие. Комар или хлебная крошка,
проскальзывая через гортань, раздражают
внутренние стенки дыхательных путей
и вызывают кашель, выбрасывающий мусор
наружу. За гортанью
следует трахея, которая
раздваивается на бронхи. Их стенки
покрыты ресничками, гонящими пылинки
и прочие посторонние частицы с потоком
слизи обратно в гортань, которые мы потом
"выкашливаем" или проглатываем.
Курение повреждает реснички и уменьшает
слизь, что приводит к быстрому загрязнению
легких.
Бронхи
многократно делятся на мелкие дыхательные
трубки — бронхиолы. Стенки
дыхательных путей имеют кольчатую структуру,
что предохраняет их от опадания. При астме
стенки бронхиол становятся суперактивными
и чувствительными, а их клетки выделяют
слизь, что в комплексе приводит к значительному
суживанию и даже закупориванию каналов.
Подводнику,
страдающему астмой или другим заболеванием
верхних дыхательных путей, следует ограничивать
число погружений и внимательно следить
за состоянием дыхательного тракта. Самые
тонкие бронхиолы заканчиваются микроскопическими
пузырьками — альвеолами, плотно
упакованными в парные губчатые органы,
известные под названием "легкие". Многие
ошибочно полагают, что легкие — это парные
полые мешки, которые то наполняются воздухом,
то сдуваются. На самом же деле, каждое
легкое состоит примерно из 150 млн. (!) альвеол,
покрытых общей тонкой оболочкой — плеврой. Совокупность
объемов альвеол и считают объемом легких,
который варьирует у взрослых людей от
трех до семи литров.
Объем
легких и искусство подводного плавания
принципиально не связаны между собой.
Совсем необязательно, что под водой пловец
с громадными легкими будет лучше себя
чувствовать, чем товарищ с легкими малого
объема. Скорее наоборот, последний "высосет"
воздух из акваланга за более продолжительный
период времени и соответственно сможет
дольше наслаждаться красотами подводного
мира. Внутреннюю поверхность груди ограничивает
плевра — мембрана, идентичная таковой
на поверхности легких. Между двумя плеврами
создается плевральная полость —
пространство, заполненное плевральной
жидкостью, предотвращающей трение легких
о грудную клетку во время мышечных дыхательных
сокращений.
Если
одна из мембран прорывается, воздух заполняет
межплевральное пространство, и легкие
спадаются, что грозит смертельным исходом.
Расширяются легкие на вдохе за счет движений
грудных межреберных мышц и сокращения диафрагмы — мышечной
перегородки, отделяющей грудную полость
от брюшной. У мужчин и женщин соотношение
участия разных мышц в процессе дыхания
несколько отличается: у мужчин роль диафрагмы
значительно выше, чем у женщин. Приглядитесь
к окружающим, и вы легко отличите красивое
"грудное" дыхание женщин от "брюшного"
дыхания мужчин. Именно диафрагма подвергается
давлению со стороны желудка, набитого
пищей. После обильной трапезы раздутый
желудок прогибает диафрагму в грудную
полость и затрудняет ее дыхательные движения.
В этой ситуации легкие расширяются преимущественно
в переднезаднем и боковом направлениях.
Диафрагма, сокращаясь, в свою очередь
давит на полный желудок и "выталкивает"
пищу в верхний пищеварительный тракт.
Человек
использует лишь 10% объема легких в процессе
обычного дыхания. При особенно глубоком
вдохе он может вдохнуть еще примерно
1600 см3 воздуха (добавочный
объем) и столько же с силой выдохнуть
(резервный объем). Сумма всех трех объемов
составляет жизненную емкость легких.
Кроме
того, даже при самом сильном выдохе, в
легких остается около 1500 см3 остаточного
воздуха, который предохраняет их от опадания.
Парциальные давления углекислого газа
и кислорода в крови поддерживаются в
строгих пределах. Рецепторы СО2, фиксирующие
малейшие изменения его концентрации,
находятся в дыхательном центре мозга.
В спокойном состоянии человек совершает
16—18 дыхательных циклов в минуту. Регуляция
дыхания происходит рефлекторно, но человек
способен также контролировать его за
счет ограничения движений грудных мускулов.
Постоянная тренировка дыхательной и
контролирующей систем лежит в основе
искусства ныряния с задержкой дыхания
— апное.
Мышечная система
Мышечная система осуществляет движение организма,
поддержание равновесия тела, а также
дыхательные движения, транспортировку
пищи, крови внутри организма. В тканях
мышечной системы химическая энергия
превращается в механическую и тепловую.
Мышечная система представляет собой
совокупность способных к сокращению
мышечных волокон, объединённых в пучки,
которые формируют особые органы - мышцы
или же самостоятельно входят в состав
внутренних органов.
У человека выделяют
три типа мышц:
1. Скелетные мышцы (они
же поперечнополосатые, или произвольные).
Прикрепляются к костям. Состоят из очень
длинных волокн, длина от 1 до 10 см, форма
- цилиндрическая. Их поперечная исчерченность
обусловлена наличием чередующихся двоякопреломляющих
проходящий свет дисков - анизотропных,
более темных, и однопреломляющих свет
- изотропных, более светлых. Каждое мышечное
волокно состоит из недифференцированной
цитоплазмы, или саркоплазмы, с многочисленными
ядрами расположенными по периферии, которая
содержит большое число дифференцированных
поперечнополосатых миофибрилл. Периферия
мышечного волокна окружена прозрачной
оболочкой, или сарколеммой, содержащей
фибриллы коллагеновой природы. Небольшие
группы мышечных волокон окружены соединительнотканной
оболочкой - эндомизием, endomysium; более крупные
комплексы представлены пучками мышечных
волокон, которые заключены в рыхлую соединительную
ткань - внутренний перемизий, perimysium internum;
вся мышца в целом окружена наружным перимизием,
perimysium externum. Все соединительнотканные
структуры мышцы, от сарколеммы до наружного
перимизия, являются продолжением друг
друга и непрерывно связаны между собой.
Всю мышцу одевает соединительнотканный
футляр - фасция, fascia. К каждой мышце подходит
один или несколько нервов и кровоснабжающие
её сосуды. И те и другие проникают в толщу
мышцы в области так называемого нервнососудистого
поля, area nervovasculosa. С помощью мышц сохраняется
равновесие тела, производится перемещение
в пространстве, осуществляются дыхательные
и глотательные движения. Эти мышцы сокращаются
усилием воли под действием импульсов,
поступающих к ним по нервам из центральной
нервной системы. Характерны мощные и
быстрые сокращения и быстрое развитие
утомления.
2. Гладкие мышцы (непроизвольные).
Они находятся в стенках внутренних органов
и сосудов. Для них характерны длина: 0,02
-0,2 мм, форма: веретеновидная, одно ядро
овальное в центре, нет исчерчености. Эти
мышцы участвуют в транспортировке содержимого
полых органов, например, пищи по кишечнику,
в регуляции кровяного давления, сужении
и расширении зрачка и других непроизвольных
движений внутри организма. Гладкие мышцы
сокращаются под действием вегетативной
нервной системы. Характерны медленные
ритмические сокращения, не вызывающие
утомления.
3. Сердечная мышца.
Она имеется только в сердце. Эта мышца
неутомимо сокращается в течение всей
жизни, обеспечивая движение крови по
сосудам и доставку жизненно важных веществ
к тканям. Сердечная мышца сокращается
самопроизвольно, а вегетативная нервная
система только регулирует её работу.
В теле человека около 400 поперечнополосатых
мышц, сокращение которых управляется
центральной нервной системой.
Функции мышечной
системы:
- двигательная;
- защитная (напимер, защита брюшной полости брюшным прессом);
- формировочная (развитие мышц в некоторой степени определяет форму тела);
- энергетическая (превращение химической энергии в механическую и тепловую).