Серцево-судинна система

«Спрощена схема кровоносної системи людини в огляді спереду», автор Маріана Руїс Вільярреал

Серцево-судинна система - одна з одинадцяти систем органів людського тіла. Його основна функція - транспортування поживних речовин до клітин та відходів з них (Рисунок 2.12 «Серцево-судинний транспорт поживних речовин»). Ця система складається з серця, крові та судин. Серце перекачує кров, а кров є транспортною рідиною. Шлях транспортування до всіх тканин, дуже складна мережа кровоносних судин, включає артерії, вени та капіляри. Поживні речовини, що всмоктуються в тонкому кишечнику, в основному надходять до печінки через печінкову ворітну вену. З печінки поживні речовини рухаються вгору по нижній порожнистій вені до судини. Серце з силою перекачує багату поживними речовинами кров спочатку до легенів, щоб забрати трохи кисню, а потім до всіх інших клітин організму. На шляху до клітин артерії стають дедалі меншими, так що до моменту, коли кров доходить до клітини, діаметр артерії надзвичайно малий, і судина тепер називається капіляром. Зменшений діаметр кровоносної судини істотно уповільнює швидкість кровотоку. Це різке зменшення кровотоку дає клітинам час для збору поживних речовин у крові та обміну метаболічними відходами.

Рисунок 2.11 Потік крові в серцево-судинній системі

“Потік крові через серце” від OpenStax College/CC BY 3.0

Функція крові в організмі та підтримка метаболізму

Ви знаєте, що не можете жити без крові, і що ваше серце перекачує вашу кров по величезній мережі вен і артерій у вашому тілі, несучи кисень до ваших клітин. Однак, окрім цих основних фактів, що ви знаєте про свою кров?

Кров транспортує поглинені поживні речовини до клітин і відходи з клітин. Він підтримує клітинний метаболізм, транспортуючи синтезовані макромолекули від одного типу клітин до іншого і переносячи відходи від клітин. Крім того, він транспортує молекули, такі як гормони, забезпечуючи зв'язок між органами. Об'єм крові, що просочується по всьому тілу дорослої людини, становить близько 5 літрів (1,3 галона США) і становить приблизно 8 відсотків маси тіла людини.

Що утворює кров і як ці речовини підтримують функцію крові?

Кров становить близько 78 відсотків води та 22 відсотків твердих речовин за обсягом. Рідка частина крові називається плазмою, і це переважно вода (95 відсотків), але також містить білки, іони, глюкозу, ліпіди, вітаміни, мінерали, відходи, гази, ферменти та гормони. Ми дізналися, що білок альбумін міститься у високій концентрації в крові. Альбумін допомагає підтримувати рідинний баланс між кров’ю і тканинами, а також підтримує постійний рівень рН крові. Ми також дізналися, що водний компонент крові необхідний для її дії як транспортного засобу, і що електроліти, що переносяться в крові, допомагають підтримувати рідинний баланс і постійний рН. Крім того, високий вміст води у крові допомагає підтримувати температуру тіла, а постійний приплив крові розподіляє тепло по всьому тілу. Кров надзвичайно добре контролює температуру, настільки, що безліч дрібних кровоносних судин у вашому носі здатні нагріти холодне повітря до температури тіла, поки вона не досягне легенів.

До клітинних компонентів крові належать еритроцити, лейкоцити та тромбоцити. Еритроцити є найчисленнішим із компонентів. Кожна крапля крові містить їх мільйони. Червоні кров’яні тільця є червоними, оскільки в кожному з них міститься приблизно 270 мільйонів білків гемоглобіну, які містять мінерал залізо, який червоніє, коли зв’язується з киснем. Найважливішим обов'язком еритроцитів є транспортування кисню з легенів до всіх клітин організму, щоб клітини могли використовувати кисень для виробництва енергії за допомогою аеробного метаболізму. Білі кров’яні клітини, які циркулюють у крові, є частиною імунної системи, і вони обстежують все тіло в пошуках іноземних загарбників, яких потрібно знищити. Вони складають близько 1 відсотка об’єму крові. Тромбоцити - це фрагменти клітин, які завжди екстрено циркулюють у крові. Коли кровоносні судини поранені, тромбоцити поспішають до місця пошкодження, щоб закупорити рану. Кров знаходиться в постійному стані оновлення і синтезується із стовбурових клітин, що мешкають у кістковому мозку. Еритроцити живуть близько 120 днів, білі кров'яні клітини живуть десь від вісімнадцяти годин до одного року, а то й довше, а тромбоцити мають тривалість життя близько десяти днів.

Рисунок 2.12 Серцево-судинний транспорт поживних речовин

Серцево-судинна система транспортує поживні речовини до всіх клітин і виводить відходи.

Поживні речовини в

Після всмоктування з тонкої кишки всі поживні речовини потребують транспортування до клітин, які потребують їх підтримки. Крім того, молекули, вироблені в інших клітинах, іноді вимагають доставки до інших систем органів. Кров є провідником, а кровоносні судини - це магістраль, яка підтримує транспорт поживних речовин і молекул до всіх клітин. Водорозчинні молекули, такі як деякі вітаміни, мінерали, цукри та багато білків, самостійно рухаються в крові. Жиророзчинні вітаміни, тригліцериди, холестерин та інші ліпіди упаковуються у ліпопротеїни, що дозволяють транспортувати у водяному середовищі крові. Багато білків, ліків та гормонів залежать від транспортних носіїв, насамперед від білка плазми альбуміну. На додаток до транспортування всіх цих молекул, кров передає кисень, що надходить у легені, до всіх клітин організму. Як обговорювалося, залізовмісна молекула гемоглобіну в еритроцитах служить носієм кисню.

Відходи виводяться

В процесі метаболізму макроелементів до енергії клітини виробляють відходи вуглекислого газу та води. Коли кров рухається по менших і менших судинах, швидкість кровотоку різко знижується, що дозволяє ефективно обмінюватися поживними речовинами та киснем для клітинних відходів через крихітні капіляри. Нирки виводять надлишки води з крові, а кров доставляє вуглекислий газ до легенів, де він видихається. Крім того, печінка виробляє відходи сечовини в результаті розпаду амінокислот і детоксикує багато шкідливих речовин, котрі для виведення потребують транспортування в кров до нирок.

Все для одного, Один для всіх

Одинадцять систем органів в організмі повністю залежать одна від одної для подальшого виживання як складного організму. Кров забезпечує транспорт поживних речовин, відходів, води та тепла, а також є каналом зв'язку між системами органів. Важливість крові для решти тіла влучно представлена в її ролі в доставці глюкози, особливо в мозок. Мозок метаболізує в середньому 6 грам глюкози на годину. Щоб уникнути плутанини, коми та смерті, глюкоза повинна бути завжди доступною для мозку. Для виконання цього завдання клітини підшлункової залози відчувають рівень глюкози в крові. Якщо рівень глюкози низький, гормон глюкагон виділяється в кров і транспортується до печінки, де передає сигнал про посилення розпаду глікогену та синтезу глюкози. Печінка робить саме це, і глюкоза виділяється в кров, яка транспортує її до мозку. Одночасно кров транспортує кисень для підтримки метаболізму глюкози, забезпечуючи енергію в мозку. Здорова кров швидко виконує свої обов'язки, уникаючи гіпоглікемічної коми та смерті. Це лише один із прикладів механізмів виживання організму, що ілюструють життєву мантру «Всі за одного, один для всіх».

Що робить кров здоровою?

Підтримка здорової крові, включаючи її безперервне оновлення, має важливе значення для підтримки її широкого спектру життєво важливих функцій. Кров є здоровою, коли вона містить відповідну кількість води та клітинних компонентів та належні концентрації розчинених речовин, таких як альбумін та електроліти. Як і у всіх інших тканинах, для оптимального функціонування крові необхідні макро- та мікроелементи. У кістковому мозку, де виробляються клітини крові, амінокислоти необхідні для утворення величезної кількості гемоглобіну, упакованого в кожну еритроцит, разом з усіма іншими ферментами та клітинними органелами, що містяться в кожній клітині крові. Червоні кров’яні клітини, подібні до мозку, використовують як паливо лише глюкозу, і вона повинна постійно забезпечуватися метаболізмом еритроцитів. Як і всі інші клітини, клітини крові оточені плазматичною мембраною, яка складається в основному з ліпідів. Здоров’я крові також гостро чутливе до дефіциту деяких вітамінів та мінералів більше, ніж інші.

Що можуть сказати аналізи крові про ваше здоров’я?

Рисунок 2.13 Дослідження крові

Аналізи крові є корисними інструментами для діагностики захворювань і надають багато інформації про загальний стан здоров’я. Зображення тринадцяти клубів/CC BY-SA

Оскільки кров є каналом продуктів обміну та відходів, вимірювання компонентів крові та окремих речовин у крові може виявити не тільки здоров'я крові, але й здоров'я інших систем органів. Під час стандартних аналізів крові, що проводяться під час щорічного фізичного обстеження, типові аналізи крові можуть розповісти вашому лікарю про функціонування певного органу або про ризик захворювання.

Біомаркер визначається як вимірювана молекула або ознака, яка пов’язана з конкретною хворобою чи станом здоров’я. Концентрації біомаркерів у крові вказують на ризик захворювання. Деякі біомаркери - це холестерин, тригліцериди, глюкоза та специфічний для простати антиген. Результати аналізу крові дають концентрацію речовин у крові людини та відображають нормальний діапазон для певної групи населення. Багато факторів, такі як рівень фізичної активності, дієта, споживання алкоголю та ліків, можуть впливати на рівень аналізу крові людини і спричиняти їх падіння за межі норми, тому результати аналізів крові за межами “норми” не завжди є показовими проблем зі здоров'ям. Оцінка множинних показників крові допомагає діагностувати ризик захворювання та свідчить про загальний стан здоров'я. Частковий перелік речовин, виміряних у типовому аналізі крові, див. У таблиці 2.2 „Аналізи крові”. У цій таблиці зазначено лише деякі речі, які їх рівень говорить нам про здоров’я.

Таблиця 2.2 Дослідження крові

Виміряна речовина	Вказує
Кількість еритроцитів	Киснева здатність
Гематокрит (обсяг еритроцитів)	Ризик анемії
Кількість лейкоцитів	Наявність інфекції
Кількість тромбоцитів	Порушення кровотечі, ризик атеросклерозу
рН	Порушення обміну речовин, нирок, дихання
Альбумін	Печінка, нирки та хвороба Крона, зневоднення, дефіцит білка
Білірубін	Порушення функції печінки
Кисень/вуглекислий газ	Порушення дихання або метаболізму
Гемоглобін	Киснева здатність
Залізо	Ризик анемії
Магній	Дефіцит магнію
Електроліти (кальцій, хлорид, магній, калій)	Багато хвороб (нирок, метаболізму тощо)
Холестерин	Ризик серцево-судинних захворювань
Тригліцериди	Ризик серцево-судинних захворювань
Глюкоза	Ризик діабету
Гормони	Багато хвороб (діабет, репродуктивні порушення)

Національний інститут серця та легенів. Види аналізів крові. [1]