Рис. 1.3.3. Система кровообращения

Аорта разветвляется на артерии, артерии – на артериолы, а артериолы – на капилляры. В капиллярах происходит газообмен. Кислород отрывается от гемоглобина в доставляющих кислород клетках крови эритроцитах и поступает в различные клетки тела, а от них кровь забирает и уносит углекислый газ и другие отходы жизнедеятельности.

Часть крови из аорты идет в мозг, а другая часть поступает во все жизненно важные органы: печень, почку, желудок, кишечник, селезенку и др.

Печень играет огромную роль в системе кровообращения. Как мы знаем, питательные вещества из желудка и кишечника всасываются в кровь, точнее в капилляры, расположенные в брюшной полости. Эта кровь собирается в одну большую вену, называемую воротной, и поступает в печень. Клетки печени гепатоциты обрабатывают всю проходящую через печень кровь. Они не только обезвреживают токсины, убивают вредные бактерии и вирусы, но и преобразуют избыточную глюкозу в гликоген, синтезируют белки плазмы крови (помните, «молекулы-такси»), желчь и холестерин (о нем поговорим позже). Из печени выходит очищенная и обогащенная питательными веществами кровь.

Почки – два почти одинаковых органа, по форме напоминающие фасоль, примерно по 150 г каждая (левая почка чуть больше правой). В кровеносной системе они выполняют фильтрующую функцию. Кровь поступает в почки по артерии, затем, как обычно, расходится по артериолам и дальше по капиллярам. Из них кровь всасывается в клетки почек нефроны (по-древнегречески «нефрон» означает «почка»). Здесь она проходит очистку от вредных веществ. Затем из получившейся уже обезвреженной жидкости (первичная моча) откачиваются оставшиеся полезные вещества. После этого вторичная моча поступает в мочевой пузырь – накопитель и далее в мочеточник.

Отдавшая кислород кровь собирается множеством вен через верхнюю (от мозга и верхней части тела) и нижнюю (от нижней части тела) полые вены и поступает в правое предсердие. Отсюда она идет в правый желудочек и с силой выталкивается в так называемый малый, легочный круг кровообращения. Здесь кровеносная система, как всегда, ветвится до капилляров и соприкасается с альвеолами, с которыми происходит уже хорошо нам знакомый газообмен. Обогащенная кислородом кровь поступает в левое предсердие, оттуда в левый желудочек. Круг замкнулся.

Итак, левая часть сердца – предсердие и желудочек – толкают кровь по всему телу (большой круг), а правая часть – по легочному, малому кругу. Кровь всегда входит в предсердия, а выходит из желудочка. Части сердца изолированы, это два отдельных насоса, правда работающих синхронно.

Сосуды кровеносной системы делятся на артерии, по которым кровь под большим давлением движется от сердца, и вены, несущие кровь уже при небольших давлениях в направлении сердца. Различают систолическое давление в сосудах, возникающее при сокращении сердца, и диастолическое[66] – при его расслаблении.

Сосуды – это не просто полые трубки, по которым идет, вернее бежит кровь. Мы употребили слово «бежит», поскольку кровь, например эритроцит, делает полный круг кровообращения всего за 20 секунд[67].

Артерии имеют трехслойную структуру стенок: внутренний и внешний слои выложены эпителием, а между ними слой мышц, которые закручены вокруг сосуда. Эти мышцы, так же как и мышца сердца – миокард, могут сокращаться, сжимая просвет сосуда, и расслабляться, расширяя его. Степень сжатия мышц называют тонусом сосуда.

В системе кровоснабжения, в отличие от привычной нам системы водообеспечения, изменение скорости потока происходит не за счет повышения давления, а, в основном, благодаря расширению сосудов. То есть сосуд вместе с сердцем выполняет насосную функцию.

Артериальная стенка состоит из коллагена, эластина и гладкомышечных клеток. Жесткость коллагена с годами увеличивается в 2 раза, вместе с ним растет жесткость стенок сосуда. При этом в возрасте 20–40 лет расход энергии левым желудочком сердца составляет 11,7 ватт, а в возрасте 60 лет и выше – 14,1 ватт. (Мы помним, что общий расход энергии человеком в секунду – около 100 ватт. Значит, на работу сердца тратится около 15 % всей энергии.)

Под влиянием различных факторов сосуды могут сжиматься и даже спазмировать. Сосуды расслабляет повышение концентрации углекислого газа в крови, а сжимает гормон ангиотензин II. Подробно эту тему мы обсудим во второй части книги.

Вены устроены совсем не так, как артерии. Внутренняя поверхность вен, так же как и у артерий, выстлана эндотелием. Внешняя же поверхность состоит из плотной соединительной ткани, придающей венам характерную синюю окраску. Во внутреннем слое гораздо меньше мышц, чем у артерий. Кровь идет по венам под малым давлением, и, чтобы не допускать противоток, в венах имеются специальные перекрывающие их клапаны, которые направляют кровь в нужном направлении. Давление в венах гораздо меньше, чем в артериях, поэтому объем их намного больше. В венах в каждый момент времени находится две трети всей крови человека.

Возраст человека можно почти безошибочно определить по его осанке, походке и даже по небольшим движениям рук, наклону головы. Это наглядно показывает, какое значение при старении, а именно оно интересует нас больше всего, имеет состояние костей и мышц человека.

У человека около 200 костей и 650 мышц. Кости снаружи компактные, а внутри губчатые. Компактная часть, та, что снаружи, состоит из остеонов, которые представляют собой несколько цилиндрических пластинок, вставленных одна в другую. В центре каждого остеона проходит канал, содержащий нервы, кровеносные и лимфатические сосуды. Губчатое вещество внутри кости состоит из полостей с красным костным мозгом, отделенных друг от друга перегородками.

Кости превосходят сталь по прочности, но при этом весят намного меньше. Если скелет человека был бы изготовлен из стали, его вес превысил бы в среднем 250 кг. Эйфель возвел свою башню, копируя строение человеческой кости, что позволяет ей выдерживать большие нагрузки.

С возрастом кости становятся более хрупкими. Главная причина – остеопороз – потеря костной массы, вызванная нарушениями в обмене веществ (метаболизме). По данным ВОЗ, в Европе смертность от переломов, связанных с остеопорозом, превышает количество смертей от онкологических заболеваний.

Кости соединяются между собой посредством хрящевых прослоек, как, например, позвонки, или суставов, которые образованы впадиной на конце одной из костей и головкой на конце другой (например, соединение конечностей). Внутри сустава имеется смазка, облегчающая движение головки внутри впадины. С возрастом смазка постепенно уменьшается, суставы изнашиваются и становятся тоньше, хрящевые прослойки также стираются. Рост человека за счет уменьшения межпозвонковых дисков становится меньше, движения при износе суставов становятся ограниченными, что сразу сказывается на походке и осанке.

Рис. 1.3.4. Опорно-двигательная система

Мышцы осуществляют все движения по сигналам нервной системы. Они крепятся к костям сухожилиями и при сокращении приводят кости в движение. Кости участвуют в движениях пассивно, как механические элементы-рычаги. Мышцы сокращаются и расслабляются по команде нервной системы неосознанно, под воздействием подсознания, точнее вегетативной нервной системы. При этом мышцы действуют удивительно синхронно. Так, при каждом шаге одновременно движется около 200 мышц. При старении мышцы уменьшаются в объеме, люди старше сорока лет теряют от 2 до 3 % мышечной массы в год. После шестидесяти лет потеря может достигнуть 5 % в год.