Қан айналу жүйесі

Қан айналым жуйесінің филогенезіне сипаттама

Жануарларда жүрек құрылымының морфологиялық түрлері

Жануарлар әлемінде қан айналым жүйесінің екі түрі кездеседі: тұйықталған және тұйықталмаған (ашық) жүйелер.
Тұйықталған жүйеде қан тұйық кеңістікте (қуыста) айналып отырады, одан шықпайды, жүректен ұлпалар мен мүшелерге арнаулы арналармен (тамырлармен) жеткізіледі де, сол қуыстан шықпай жүрекке қайта оралады. Мұндай қан айналым жүйесі - буылтық құртгарға, бас-аяқты моллюскаларға (былқылақ денелілерге), тікенек терілілер мен хордалы жануарларға тән. Бұл жүйе қан айналым қуыстарында айтарлықтай үлкен қысымның қалыптасуын, қаннынң әр түрлі мүшелер арасында таралуын, жүрекке шапшаң оралуын қамтамасыз ететін механизмнің болуымен ерекшеленеді.
Тұйықталмаған қан айналымдық жүйеде жүретген басталатын қан тамырлары денеде ашылып (үзіліп), қан ұлпалар мен мүшелерді шаймалағаннан соң ғана тамырлар арқылы кері - жүрекке оралады. Мұндай қан айналым жүйесі буын аяқтыларда, былқылдақ денелілерде (бас-аяқтылардан басқа) жөне қабықшалыларда дамыған. Тұйықталмаған жүйеде қысым төмен болады, мүшелерге қан бірдей деңгейде таралмайды жөне жүрекке баяу оралады.
Барлық омыртқалы жануарларда қан айналым жүйесі тұйық жүйе. Оның ең қарапайым түрі балықтарда кездеседі. Балықтардың жүрегі бір жүрекше мен бір қарыншадан тұрады. Оларда қан ірі веналардан тұрады.
Барлық омыртқалы жануарларда қан айналым жүйесі тұйық жүйе. Оның ең қарапайым түрі балықтарда кездеседі. Балықтардың жүрегі бір жүрекше мен бір қарыншадан тұрады.

Жүрек етінің құрылымдық ерекшеліктері

Жүрек еті екі түрлі ет талшықтарынан құралады. Оның бірі жүректің жиырылып, босаңсуын қамтамасыз ететін негізгі миокард талшықтары, ал екіншісі - жүрекше мен қарынша еттерінің үйлесімді жиырылуын қамтамасыз ететін бейқалып (атипті) өткізгіш ет талшықтары.

Миокард құрылысы жағынан қаңқа етін құрайтын көлденең жолақ ет талшықтарына ұқсас. Оның саркоплазмасында актин және миозин протофибрилдерінен құралған миофибриллалар болады. Жүрек еті талшықтарында саркоплазмалық тор (ретикулум) сиректеу. Бұл екі түрлі ет талшықтарында да жиырылу процесі кезінде саркоплазмалық тордан кальций иондары саркоплазмаға шығады. Миокардта бұл иондар саркоплазмадан кері бағытта да өте алады. Саркоплазмадағы кальций ионы жүрек еті талшықтарының жиырылу күшін арттырады. Жүрек етінде қаңқа етімен салыстырғанда аэробты процестер басымырақ болады және ол шабандау жиырылады.

Жүрек етіне физиологиялық қасиеттері

Жүрек етіне қозғыштық, өткізгіштік, жиырылғыштық, автоматия және рефрактерлік касиеттері тән.
Қозғыштық. Жүрек еті электрлік, механикалық, термиялық, химиялық тітіркендіргіштер әсерінен қоза алады. Тітіркендірудің нәтижесінде натрий иондары ет талшықтарының ішіне өтіп, мембрана үйексізденеді (деполяризацияланады) де, жүректің қозған бөлігінде теріс заряд пайда болып, оның қозған және қозбаған бөліктерінің арасында потенциалдар айырмасы туыңдайды. Миокард жасушаларында (кардиомиоцитгерде) қаңқа етімен салыстырғанда әрекет потенциалы 100 есе ұзағырақ созылады (200-400 мс).
Қозуды өткізгіштік. Қозу толқыны Кис-Фляк түйінінде ерекше ет жасушалары - пейсмекерлерде - пайда болады да, жүрекше еттеріне электрлік жолмен тарап, Ашофф-Тавар түйініне жетеді. Одан әрі қозу толқыны Гис шоғыры арқылы бүкіл қарыншаға тарайды. Жүрек еті қозуды әлсіретпей (декрементсіз) өткізеді және оқшауламай барлық ет талшықтарына жая таратады.
Қозуды өткізу жылдамдығы жүректің әр түрлі бөліктерінде бірдей емес. Жылы қандылар жүрекшелері қабырғасьшен ол секундына 0,8-1 м, қарыншалар қабырғасымен - 0,8-0,9 м, қарыншалар өткізгіш жүйесімен 2 - 4,2 м жылдамдықпен тарайды. Салыстыру мақсатыңда қаңқа еттерінде қозудың 4,7- 5 м/сек жылдамдықпен тарайтынын айтып өтейік.
Жиырылғыштық. Қозу толқынына жүрек еті жиырылумен жауап береді. Жиырылу деп ет талшықтарының ұзындығының қысқаруын немесе кернеу күшінің (тонус) артуын айтады. Жүрек еті бұлшық еттермен салыстырғанда шабандау – баяуырақ жиырылады.
Автоматия. Жүрек етінің сыртқы әсерсіз тек ағзаның өзінде туындайтын қозу толқыңдарының ықпалымен жұмыс істеу қабілетін жүрек автоматиясы дейді. Жүрек автоматиясы өткізгіш жүйенің қызмеііне байланысты.
Рефрактерлік - қозу үстіндегі жүрек етінің тосын тітіркендіргішке жауап бермейтін қасиеті. Рефрактерлік кезең үш сатыға бөлінеді. Олар абсолюггік (толық) рефрактерлік, салыстырмалы рефрактерлік және экзальтация (лепілдеу) сатылары. Систола кезінде жүрек етінің қозғыштық қасиетінің жойылуын пголық рефрактерлік деп атайды. Бұл сатыда жүрек еті ешбір тітіркендіргііике жауап бермейді. Жүрек еті босаңсый бастағанда (диастола) оның қозғыштық қасиеті өзгеріп, күшті тосын тітіркендіргішке әлсіз жауап алынады. Бұл сатыны салыстырмалы рефрактерлік деп атайды.

Жүректің жұмысы

Жүректің негізгі қызметі қанды қозғалтып, оның тамырлармен айналуын қамтамасыз ету. Бұл жұмысты ол еттерінің жиырылу (систола) және босаңсуы (диастола) арқылы атқарады. Жүрек еттері жиырылғаңда қан жүрекшелерден қарыншаларға, қарыншалардан қан тамырларына айдалады және артерия мен вена жүйелерінде кысым айырмашылығы пайда болады. Бұл қанның тамырлармен жылжуын қамтамасыз етеді. Жүрек еті босаңсыған кезде жүрек куыстарындағы қысым күрт төмендеп, қан веналардан жүрекшелерге сорылады, ал жүрекшелер жиырылғанда қан карыншаларға құйылады. Босаңсыған жүрек еті біраз уақыт тыныштық күйде болады, оны журек үзілісі дейді.
Жүрек етінің бір рет жиырылып, босаңсуын және тыньш жағдайынан өтуін журек айналымы (циклы) дейді. Жүрек айналымы жүрекшелердің жиырылуымен басталады. Айта кетер жәйт, Кис-Фляк түйінінің орналасу жағдайына сәйкес оң жүрекше сол жүрекшеден 0,01 сек, ал жүрекшелер қарыншалардан 0,1 сек бұрын жиырылады. Жүрекшелер жиырылған кезде қуыс веналар мен өкпе венасының тесігі қысыла жабылып, қан жармалы қақпақшалар арқылы қарыншаларға құйылады. Бұл кезде қолқа мен өкпе артериясындағы қан қарыншаларға кері өте алмайды, себебі бұл тамырлардағы жоғары қысымның әсерінен жарты айшық қақпақшалар жабылып қалады.
Одан әрі жүрекшелер қабырғасының еттері босаңсып, қарыншалар жиырылады. Осының нәтижесінде қарыншалар куысындағы қысым тез көтеріліп, қос және үш жармалы қақпақшалар жабылады да, жүрекшелер мен қарыншаларды қосатын тесіктер жабылады. Бұл кезде айшық қапақшалар да жабық күйінде түрады. Одан әрі жүрек етінің изометриялық жиырылуының (ет талшықтарының ұзындығын өзгертпей ширьғуы) нәтижесінде қарыншалар қуысындағы қысым артериялардағы қысымнан артып кетеді. Осы кезде жарты айшық қақпақшалар ашылып, қарынша қабырғаларының еттері ауксотониялық жиырылуға көшеді де (ет талшықтарының ұзындығы да, кернеу күші - тонусы да өзгереді), қан артерияларға құйылады.
Жүректің бір айналымында төрт кезең байқалады. Олардың екеуі систолалық, екеуі - диастолалық кезең.
Систола кезінде ширығу (кернеу) және қанды құю кезеңдері байқалады. Ширығу кезеңі екі сатыда етеді. Олар - асинхронды жиырылу және изометриялық жиырылу. Ал қанды құю кезеңінде қанды құюдың пәрменді және баяу сатылары байқалады.
Диастола кезінде босаңсу және толу кезеңдері атқарылады. Босаңсу кезеңінде протодиастола (босаңсудың басынан жарты айшық қакпақшалар жабылғанға дейінгі мерзім) және изометриялық босаңсу сатылары болады. Толу кезеңі жылдам толу, баяу толу сатылары мен пресистоладан (жүрекшелер жиырылуымен байланысты толу) тұрады.

Жүректің өткізгіш жүйесі. Жүрек етінің автоматизмінің табиғаты

Жүректегі қозуды туындатып, оның жүрекшелер мен қарыншаларға таралуын, осының нәтижесінде олардың үйлесімді әрекеттерін қамтамасыз ететін бейқалыл элементтердің (түйіңдердің, шоғырлардың, талшықтардың) жиынтығы журектің өткізгіш жуйесі деп аталады. Ол синус - жүрекше (Кис-Фляк) және жүрекше-қарынша (Ашофф-Тавар) түйіндерінен, Гис шоғырынан, Гис сабақтарынан, Пуркинье талшықтарынан тұрады. Бұл құрылымдар жүрекке автоматизм қасиетін береді.

Жүрек автоматизмнің табиғатын түсіндіру мақсатында екі түрлі теория ұсынылған. Бірінші миогенді теория автоматизм қасиетін жүректің атипті ет талшықтарымен байланыстырады. Бұл теорияны жақтаушылар дәлел ретінде омырқалылар іштөлі (ұрығы) жүрегінің нерв элементтері пайда болмастан бұрын-ақ ырғақты жиырыла бастайтынын алға тартады. Екінші — нейрогенді теория автоматизм қасиетін жүректің нерв түйіндеріне таңады. Бұл теорияны қоддаушылар нерв жүйесінің қозғыштық қасиетіне сүйенеді. Бірақ терең морфологиялық зерттеулер атипті ет элементтері мен нерв түйіндері тығыз байланыста болатынын көрсетті, сондықтан қазіргі кезде автоматизм қасиетін жүректің жүйкелі - етті өткізгіш жүйесінің үйлесімді әрекеті қамтамасыз етеді деп есептейді. Жүрек автоматизмі Кис-Фляк түйініндегі зат алмасудың ырғақты өзгерістеріне байланысты.

"Жүрек заңы"

Филогенез барысында жүрек етінде жиырылу күшін жүрекке қайтып оралған қан мөлшерінің көбеюіне, артериялардағы қысым деңгейінің жоғарлауына байланысты арттыратын қабілет қалыптасқан. Бұл орта жағдайына бейімделудің бір түрі, себебі аталған жайттер дене жұмысы кезінде жөне түрлі эмоциялар жағдайында туындайды.
Тыныштық жағдайларындағы организмнің жүрегі босаңсып (диастола) жиырылар алдында жүрек еті талшықтарының белгілі бір ұзындық шамасы (бастапқы ұзындық) болады. Жүрекке қан оралымы көбейсе немесе артериялардагы қысымның жоғарылауына байланысты онда қан іркелсе, жүрек қуысы керіліп, жүрек еті талшықтарының бастапқы ұзындығы үлкейеді. Қан оралымы неғүрлым көп, ал артериялардағы қысым неғүрлым жоғары болса, соғұрлым ет талшықтарының керілу деңгейі арта түседі, Неміс ғалымы Отта Франк пен ағылшын ғальшы Эрнест Старлинг алгаш рет жүрек еті неғүрлым көбірек созылса, оның соғұрлым күштірек жиырылатынын дәлелдеді. Жүрек етінің бұл ерекшелігін "журек заңы "деп атаңды. Демек, жүрекке қан неғұрлым көп оралса, ол соғұрлым қанды көп айдайды. Осыған байланысты жүректен қуылатын қан мөлшері венамен оралатын қанның мөлшеріне қарай өзгеріп отырады да, оң және сол қарыншалардан қуылатын қанның жалпы көлемі бірдей деңгейде сақталады.

Жүрек биотогы және оны зерттеу

Жүрек етінің қозуымен байланысты туындайтьн биоэлектрлік құбылысты жүрек биотогы деп атайды. Жүрек еттері қозу толқынымен бір сәтте қамтылмайды. Оның бір бөлігінде қозу пайда болғанда, басқа бөлігі тыныштық күйде болады. Осыдан жүректің қозған теріс зарядты бөлімі мен қозбаған оң зарядты бөлімінің арасыңда потенциалдар айырмасы туындайды да биоток пайда болады. Оның кернеуі өте төмен (1-2 мв), ал күші ампердін, миллионнан бір бөлігіңдей ғана болады.
Жүректе пайда болған әрекет потенциалы бүкіп денеге тарайды, сондықтан арнайы сезімтал аспаптарды пайдалана отырып осы потенциалдар толқынын қисық сызық бейнесінде жазып алуға болады. Жүрек еттеріндегі биоэлекірлік құбылысты зерттейтін әдісті - электрокардиография, биотоктарды зерттеу үшін қолданатын аспапты -электрокардиограф, ал биотоктарды бейнелейтін қисық сызықты -электрокардиограмма (ЭКГ) деп атайды. Электрокардиограммада бес кертпеш болады (Р()К5Т). Якертпеші жүрекшелер қозған кезде, ал {Ж$Ткертпештері қарыншалар қозғанда пайда болады. ЭКГ-ны жазу үшін денеден үш түрлі жолмен ток тартылады: 1) оң және сол қолдан; 2) оң қол мен сол аяқтан; 3) сол қол мен сол аяқтан. Малда тиісінше алдыңғы және артқы сирақтардан.

Жүректің систолалық және минуттық сыйымдылығы

Жүрек еттері жиырылған кезде қолқа мен өкпе артериясына белгілі мөлшерде қан қуылады. Қарыншадан систола кезінде шығатын қанның мөлшерін систолалық сиымдылық деп атайды. Ол қарышпа қуысының көлеміне, жүрекке оралған қан мөлшеріне, қарынша етінің жиырылу күшіне, жүрек жұмысының жиілігіне, мал түлігінің түріне қарай өзгереді. Адамда систолалық сиымдылық 65-70 мл, қой-ешкі-де - 70 мл, жылқы мен ірі қарада - 500-600 мл.
Жүректен бір минутга өтетін қан мөлшерін жүректің минуттық сыйымдылыгы дейді. Оның мөлшері жасқа, организмнің шынығу деңгейіне, жүрек жұмысының жиілігіне, түлік түріне т.б. қарай өзгереді. Жүрекгің минуттық сиымдылығын оның систолалық сиымдылық мөлшерін жүректің бір минуттағы соғу жылдамдығына көбейту арқылы анықтайды. Адамда орта есеппен оның мөлшері 4,5-5 л, жылқыда - 20-30 л, ірі қарада - 40-50 л.
Дене жұмысы кезінде жүректің минуттық сиымдылығы көбейеді. Жаттықпаған, шынықпаған организмде ол жүрек соғуының жиілеуі, ал жаттыққан организмде - систолалық сиымдылықтың көбеюі арқылы өседі. Жүректің соғу жиілігішң белгілі шегі болады, ол шексіз өсе алмайды, сондықтан бұл механизм онша сенімді, тиімді механизм емес. Ал жақсы шыныққан организмде жұмыс үстінде жүректің систолалық сиымдылығы өседі де, соңынан организм мүқтаждығына қарай оның соғу жиілілігі артады.

Жүрек-тамыр жүйесінің қызметін реттеу механизмдері

Жүректің өз қызметін әр түрлі сыртқы әсер ықпалынсыз өзгерііп, басқару қабілетін өзіндік (ағзалық) реттеу деп атайды. Қазіргі кезде жүректің өзіндік реттеу механизмін үш түрге бөледі.
Гидродинамикалық аутореттеу (өзіндік реттеу) механизмі. Бұл механизм "гидродинамикалық кері байланыс" арқылы жүректің оң және сол бөліктерінің жұмысын үйлестіріп отырады. Мысалы, өр түрлі ырғақта жұмыс істеп түрған "оқшауланған" екі жүректі тізбектеп, бірінен қуылған қан екіншісіне, ал екіншісінен қуылған қан қайтадан бірінші жүрекке оралатындай етіп ортақ жүйеге қосса, олар бір ырғақта жұмыс істей бастайды. Оған бұл екі жүректің ара-сында "гидродинамикалық кері байланыстың" қалыптасуы себепші болады. Демек, жүрек жұмысының ырғағы мен жүрек етінің жиырылу күші жүрек қуыстарындағы қысымға сәйкес өзгеріп отырады.
Гетерометриялық аутореттеу механизмі. Бұл механизм жүрек етінің жиырылу күшін оның ет талшықтарының бастапқы созылу дәрежесіне қарай өзгертіп отырады. Жүрек еті неғүрлым көбірек созылса, соғүрлым ол күштірек жиырылады. Осы механизм "Стар-линг Заңын" түсіндіруге негіз болады.
Гомеометриялық аутореттеу механизмі. Қалыпты жағдайда жүректің жиырылу күші миокард талшықтарының бастапқы үзын-дығына (жүректің толу, керілу дәрежесіне) ғана сәйкес өзгермей, жүрек етіндегі иондар концентрациясьша байланысты да өзгеріп отырады. Жүректің жиырылу кезеңі ұзарса, жүрек еті талшықтарындағы кальций иондарынын концентрациясы көбейеді. Жүректің соғу ырғағы жиілесе де оның жиырылу күші артады. Оның себебі бұл жағдайда диастола қысқарып, систола кезінде ет талшықтарына енген кальций иондары кері шығып үлгермейді де, оның жасушалардағы концентрациясы жоғарылайды. Дәл осы феномен "Боудич баспалдағының" негізінде жатады. Осыдан жүрек жұмысы жүрекке оралған қанның құрамына байланысты да өзгеріп отырады.

Гемодинамика (қанқозғалым), оның негізгі зандылығы

Гемодинамика деп қан тамырларымен қанның ағуының себептерін, заңдылықтарын және механизмін зерттейтін ілімді айтады.
Гемодинамика зандылықтарына сәйкес тамырдан ағып өтетін қанның мөлшері мен жылдамдығы тамырдың басы мен соңыңдағы қысым айырмасына және гидродинамикалық кедергі деңгейіне байланысты. Ал гидродинамикалық кедергі қан тамырлары арнасының мелшеріне, қанның тұтқырлығына және ағу сипатына қарай өзгеріп отырады. Демек, денеде қанның тамырлармен ағуын қамтамсыз ететін негізгі фактор - әр түрлі қан тамырларындағы қысым айырмасы. Қарынша еттері жиырылған кезде қан белгілі бір күшпен қолқа мен өкпе артериясына қуылады. Ал қанның одан әрі тамырлармен жылжуы ірі артериялар мен веналардағы қысым айырмасына байланысты: қан қысым жоғары тамырлардан қысым төмен тамырларға қарай ағады.
Қан қысымы, оған әсер ететін факторлар

Жүрек жұмысына байланысты қанның сығылу дәрежесінің артериялар қабырғасына керілу әсерін артериялық қысым деп атайды. Қан тамырларында кысым оң мағыналы болады. Оған себеп, қан тамырларындағы қанның мөлшері тамырлардың қалыпты сыйымдылығынан артығырақ, көбірек. Соңдықтан қан қысымы жүректен куылған қан кернеуіне тамырлар қабырғасының керілуге қарсы серпімділігінің, қанның ағуына көрсетілетін жалпы шеткі (сыртқы) кедергінің, қанның тұтқырлығының әсерлерінен пайда болады.

Тамырдың соғуының туындауы және оны зерттеудің маңызы

Тамыр қабырғасының жүрек жұмысымен байланысты толқын тәрізді тербелістерін тамыр соғу (пулъс) деп атайды. Сол жақ қарыншадан систола кезінде қуылған қан қолқаны тербелте керіп, одан әрі бұл толқын артерияларға таралады да, артериолалар мен капиллярларда басылады. Сонымен, жүрек жұмысына байланысты артерия қабырғасының ырғақты толып-солып отыруын артерия пульсі дейді. Ол тамыр бойымен секундына 8-12 м жылдамдықпен тарайды.
Артерия пульсін арнаулы қүрал – сфигмографпен зертгейді, ал артерия пульсін бейнелейтін қисық сызықты сфигмограмма дейді. Жүрек жұмысына байланысты көкірек қуысына жақын орналасқан вена тамырлар да толып-солып отырады. Оның себебі, жүрекшелер жиырылған кезде қуыс веналар сағасында орналасқан сақина еттер жиырылып, қан веналарда іркіледі де, олардың қуысындағы қысым жоғарылап, қабырғалары керіледі. Ал жүрекшелер босаңсыған кезде венадағы қан олардың қуысына құйылады да, венадағы қысым төмендеп, олардың қабырғалары солады. Бұл құбылысты вена пульсі дейді. Вена пульсін флебограф деген аспаппен зерттейді. Вена пульсін бейнелейтін сызықты флебограмма дейді.
Пульсті зерттеу арқылы жүректің жұмысы, жиырылу күші, ырғағы, жүрек қақпақшаларының жағдайы, тамыр тонусы т.б. жайлы құнды деректер алуға болады.

Лимфа, оның құрамы мен қызметі

Лимфа — организмде қан плазмасының ұлпа аралық кеңістікке сүзіліп, одан өрі лимфа жүйесіне жиналуы нәтижесінде пайда болатын түссіз, сілтілі реакциялы (рН 7,4-9,0) сүйық. Ол ұлпа сүйығының лимфа капиллярына өтуінің нәтижесінде пайда болады. Лимфа организмнің шын мәніндегі ішкі ортасын қанмен байланыстырады. Лимфаньщ негізгі қызметі - белоктарды ұлпа аралық қуыстан қайтару. Ол организмде суды таратуда, сүт түзуде, ас қорытуда, зат алмасу процестерінде маңызды рөл атқарады.
Лимфа — мөлдір, сарғыш түсті сұйық. Оның құрамында белоктар және белокқа жатпайтын азотты қосылыстар, глюкоза, минералды заттар, гормондар, ферменттер, дәрмеңдәрілер және антиденелер кездеседі. Құрамы жағынан лимфа белоктары плазма белоктарына ұқсас, бірақ олардың мөлшері өте аз (1-2 пайыз). Белоктар мөлшершің аз болуымен байланысты лимфаның тұтқырлығы мен тығыздығы плазмамен салыстырғанда төменірек. Лимфа құрамында хлоридтер мен бикарбонаттар мөлшері көбірек. Оның әрекетшіл ортасы сілтілік, сутектік көрсеткіші қан плазмасы көрсеткішінен жоғары. Лимфада эритроциттер мен тромбоциттер болмайды, лимфоциттер кездеседі. Фибриногеннің болуымен байланысты лимфаға құю қасиеті тән. Дегенмен, әр түрлі мүшелерден ағып шыққан лимфа құрамы олардың физиологиялық күйіне байланысты өзгеріп отырады.

Лимфа айналымы