Szív- és érrendszer

Folytatás fentről…

Szív- és érrendszer anatómiája

A szív

A szív egy izmos pumpáló szerv, amely a tüdővel medialisan helyezkedik el a test középvonala mentén a mellkasi régióban. A szív alsó csúcsa, az úgynevezett apex, balra fordul, így a szív mintegy 2/3-a a test bal oldalán, a másik 1/3-a pedig a jobb oldalon helyezkedik el. A szív felső része, amelyet szívalapnak nevezünk, a test nagy véredényeihez csatlakozik: az aorta, a vena cava, a tüdőtörzs és a tüdővénák.

Keringési hurok

Az emberi szervezetben 2 elsődleges keringési hurok van: a tüdőkeringési hurok és a szisztémás keringési hurok.

1. A tüdőkeringés az oxigénmentes vért a szív jobb oldaláról a tüdőbe szállítja, ahol a vér oxigént vesz fel, és visszatér a szív bal oldalára. A szív pumpáló kamrái, amelyek a tüdőkeringési hurkot támogatják, a jobb pitvar és a jobb kamra.
2. A szisztémás keringés a szív bal oldaláról szállítja az erősen oxigéndús vért a test összes szövetébe (a szív és a tüdő kivételével). A szisztémás keringés eltávolítja a salakanyagokat a test szöveteiből, és az oxigénmentes vért visszavezeti a szív jobb oldalára. A szív bal pitvara és bal kamrája a szisztémás keringési hurok pumpáló kamrái.

Vérerek

A vérerek a test autópályái, amelyek lehetővé teszik a vér gyors és hatékony áramlását a szívből a test minden területére és vissza. Az erek mérete megfelel az éren áthaladó vér mennyiségének. Minden ér tartalmaz egy lumen nevű üreget, amelyen keresztül a vér képes áramlani. A lumen körül van az ér fala, amely a hajszálerek esetében vékony, az artériák esetében pedig nagyon vastag lehet.

Minden eret egy vékony, egyszerű laphámréteg, az úgynevezett endothelium bélel, amely a vérsejteket az ereken belül tartja, és megakadályozza a vérrögök kialakulását. Az endothelium béleli az egész keringési rendszert, egészen a szív belsejéig, ahol endokardiumnak nevezik.

A vérereknek három fő típusa van: artériák, hajszálerek és vénák. Az ereket gyakran vagy a test azon régiójáról nevezik el, amelyen keresztül a vért szállítják, vagy a közeli struktúrákról. Például a brachiocephalicus artéria a vért a brachialis (kar) és a cephalicus (fej) régióba szállítja. Egyik ága, a kulcscsont alatti artéria a kulcscsont alatt fut; innen ered a kulcscsont alatti elnevezés. A kulcscsont alatti artéria a hónalji régióba fut, ahol hónalji artéria néven válik ismertté.

Az artériák és arteriolák

Az artériák olyan vérerek, amelyek a vért a szívtől távolabb szállítják. Az artériák által szállított vér általában magas oxigéntartalmú, mivel éppen elhagyta a tüdőt a test szövetei felé vezető úton. A tüdőtörzs és a tüdőkeringési hurok artériái kivételt képeznek ez alól a szabály alól – ezek az artériák oxigénmentes vért szállítanak a szívből a tüdőbe, hogy oxigénnel telítődjön.

Az artériák magas vérnyomásnak vannak kitéve, mivel a szívből nagy erővel kiszoruló vért szállítják. Hogy ellenálljanak ennek a nyomásnak, az artériák falai vastagabbak, rugalmasabbak és izmosabbak, mint más erek falai. A test legnagyobb artériái nagy százalékban tartalmaznak rugalmas szövetet, amely lehetővé teszi számukra, hogy megnyúljanak és befogadják a szív által kifejtett nyomást.

A kisebb artériák falának szerkezete izmosabb. E kisebb artériák érfalának simaizmai összehúzódnak vagy kitágulnak, hogy szabályozzák a vér áramlását a lumenükön keresztül. Ily módon a szervezet szabályozza, hogy különböző körülmények között mennyi vér áramlik a test különböző részeibe. A véráramlás szabályozása a vérnyomást is befolyásolja, mivel a kisebb artériák kisebb felületet adnak a vérnek, amelyen keresztül áramolhat, és így megnő a vér nyomása az artériák falán.

Az arteriolák szűkebb artériák, amelyek az artériák végéből ágaznak el, és a vért a hajszálerekbe szállítják. Nagyobb számuk, kisebb vérmennyiségük és a szív közvetlen nyomásától való távolságuk miatt sokkal alacsonyabb vérnyomásnak vannak kitéve, mint az artériák. Így az artériák fala sokkal vékonyabb, mint az artériáké. Az arteriolák az artériákhoz hasonlóan képesek simaizomzat segítségével szabályozni a nyílásukat, és szabályozni a véráramlást és a vérnyomást.

Kapillárisok

A kapillárisok a legkisebb és legvékonyabb erek a szervezetben, és egyben a leggyakoribbak is. A test szinte minden szövetében végigfutnak, és a test avaszkuláris szöveteinek széleit szegélyezik. A kapillárisok egyik végén az arteriolákhoz, a másikon a vénákhoz csatlakoznak.

A kapillárisok a vért nagyon közel szállítják a test szöveteinek sejtjeihez a gázok, tápanyagok és salakanyagok cseréje érdekében. A kapillárisok falát csak egy vékony endothelréteg alkotja, így a vér és a szövetek között a lehető legkevesebb szerkezet van. Az endothel szűrőként működik, hogy a vérsejteket az ereken belül tartsa, miközben lehetővé teszi, hogy a folyadékok, oldott gázok és egyéb vegyi anyagok koncentrációs gradiensük mentén diffundáljanak a szövetekbe vagy azokból kifelé.

A kapillárisok záróizmai a kapillárisok artériás végeinél található simaizom sávok. Ezek a záróizmok szabályozzák a vér beáramlását a kapillárisokba. Mivel a vérellátás korlátozott, és nem minden szövetnek van azonos energia- és oxigénigénye, a prekapilláris záróizmok csökkentik az inaktív szövetek véráramlását, és szabad áramlást engednek az aktív szövetekbe.

Vénák és vénák

A vénák a szervezet nagy visszatérő erei, és az artériák vérvisszavezető megfelelőiként működnek. Mivel az artériák, arteriolák és kapillárisok a szív összehúzódásainak erejének nagy részét elnyelik, a vénák és venulák nagyon alacsony vérnyomásnak vannak kitéve. Ez a nyomáshiány teszi lehetővé, hogy a vénák falai sokkal vékonyabbak, kevésbé rugalmasak és kevésbé izmosak, mint az artériák falai.

A vénák a gravitációra, a tehetetlenségre és a vázizomzat összehúzódásainak erejére támaszkodnak, hogy segítsenek visszatolni a vért a szívbe. A vér mozgásának megkönnyítése érdekében egyes vénák számos egyirányú szelepet tartalmaznak, amelyek megakadályozzák a vér szívtől való elfolyását. Amikor a testben lévő vázizmok összehúzódnak, összenyomják a közeli vénákat, és a vért a billentyűkön keresztül közelebb nyomják a szívhez.

Amikor az izom ellazul, a billentyű visszatartja a vért, amíg egy újabb összehúzódás a vért közelebb nem nyomja a szívhez. A vénák hasonlóak az arteriolákhoz, mivel olyan kis erek, amelyek a kapillárisokat kötik össze, de az arterioláktól eltérően a vénák nem artériákhoz, hanem vénákhoz csatlakoznak. A vénák sok hajszálérből veszik fel a vért, és nagyobb vénákba helyezik azt, hogy visszaszállítsák a szívbe.

Koszorúér-keringés

A szívnek saját érrendszere van, amely a szívizomzatot látja el a vér egész testben történő pumpálásához szükséges oxigénnel és tápanyagokkal. A bal és a jobb koszorúér az aortából ágazik ki, és a szív bal és jobb oldalát látja el vérrel. A koszorúér a szív hátsó oldalán található véna, amely a szívizomzatból származó oxigénmentes vért a vena cavába juttatja vissza.

Hepatikus portális keringés

A gyomor és a belek vénái egyedülálló funkciót látnak el: ahelyett, hogy a vért közvetlenül a szívbe szállítanák vissza, a májba szállítják a vért a májportális vénán keresztül. Az emésztőszerveket elhagyó vér gazdag tápanyagokban és egyéb, a táplálékból felszívódó vegyi anyagokban. A máj eltávolítja a méreganyagokat, tárolja a cukrokat, és feldolgozza az emésztési termékeket, mielőtt azok a test többi szövetébe jutnának. A májból származó vér ezután a vena cava inferioron keresztül visszatér a szívbe.

Vér

Az átlagos emberi szervezetben körülbelül 4-5 liter vér található. Folyékony kötőszövetként számos anyagot szállít a szervezetben, és segít fenntartani a tápanyagok, a hulladékok és a gázok homeosztázisát. A vér vörösvérsejtekből, fehérvérsejtekből, vérlemezkékből és folyékony plazmából áll.

Vörösvérsejtek

A vörösvérsejtek, más néven eritrociták, messze a leggyakoribb vérsejttípus, és a vér térfogatának mintegy 45%-át teszik ki. Az eritrociták a vörös csontvelőben termelődnek őssejtekből, másodpercenként körülbelül 2 millió sejt elképesztő sebességgel. Az eritrociták alakja bikonkáv-korong alakú, a korong mindkét oldalán homorú ívvel, így az eritrocita közepe a legvékonyabb része. Az eritrociták egyedi alakja nagy felület-térfogat arányt biztosít ezeknek a sejteknek, és lehetővé teszi, hogy a vékony kapillárisokba illeszkedve összehajoljanak. Az éretlen eritrocitáknak van egy sejtmagjuk, amely az érettség elérésekor kilökődik a sejtből, és biztosítja egyedi alakját és rugalmasságát. A sejtmag hiánya azt jelenti, hogy a vörösvértestek nem tartalmaznak DNS-t, és nem képesek megjavítani magukat, ha megsérülnek.

A vörösvértestek a vörös pigment hemoglobinon keresztül szállítják az oxigént a vérben. A hemoglobin vasat és fehérjéket tartalmaz, amelyek egyesülve nagymértékben növelik az eritrociták oxigénszállító kapacitását. Az eritrociták nagy felület/térfogat aránya lehetővé teszi, hogy az oxigén könnyen bejusson a sejtbe a tüdőben és kijusson a sejtből a szisztémás szövetek kapillárisaiban.

Fehérvérsejtek

A fehérvérsejtek, más néven leukociták a véráramban lévő összes sejt igen kis százalékát teszik ki, de fontos funkciót töltenek be a szervezet immunrendszerében. A fehérvérsejteknek két fő osztálya van: a granuláris leukociták és az agranuláris leukociták.

1. Granuláris leukociták: A granuláris leukociták három típusa a neutrofilek, az eozinofilek és a bazofilek. A granuláris leukociták minden egyes típusát a citoplazmájukban lévő, vegyi anyagokkal töltött vezikulák jelenléte alapján osztályozzák, amelyek a funkciójukat adják. A neutrofilek emésztőenzimeket tartalmaznak, amelyek semlegesítik a szervezetbe behatoló baktériumokat. Az eozinofilek a vérben lévő antitestek által megkötött vírusok megemésztésére specializálódott emésztőenzimeket tartalmaznak. A bazofilok hisztamint szabadítanak fel az allergiás reakciók fokozására, és segítenek megvédeni a szervezetet a parazitáktól.
2. Agranuláris leukociták: Az agranuláris leukociták két fő osztálya a limfociták és a monociták. A limfociták közé tartoznak a vírusfertőzések ellen küzdő T-sejtek és természetes ölősejtek, valamint a kórokozók fertőzései ellen antitesteket termelő B-sejtek. A monociták makrofágoknak nevezett sejtekké fejlődnek, amelyek elnyelik és bekebelezik a kórokozókat és a sebek vagy fertőzések elhalt sejtjeit.

Trombociták

A trombociták más néven trombociták, a vérlemezkék a véralvadásért és a hegképződésért felelős kis sejtdarabok. A vérlemezkék a vörös csontvelőben alakulnak ki a nagy megakariocita sejtekből, amelyek időszakosan megrepednek és több ezer hártyadarabot bocsátanak ki, amelyekből a vérlemezkék lesznek. A vérlemezkék nem tartalmaznak sejtmagot, és csak legfeljebb egy hétig maradnak életben a szervezetben, mielőtt a makrofágok elfogják és megemésztik őket.

Plazma

A plazma a vér nem sejtes vagy folyékony része, amely a vér térfogatának mintegy 55%-át teszi ki. A plazma víz, fehérjék és oldott anyagok keveréke. A plazma mintegy 90%-a vízből áll, bár a pontos százalékos arány az egyén hidratáltsági szintjétől függően változik. A plazmában található fehérjék közé tartoznak az antitestek és az albuminok. Az antitestek az immunrendszer részét képezik, és a szervezetet megfertőző kórokozók felszínén lévő antigénekhez kötődnek. Az albuminok segítenek fenntartani a szervezet ozmotikus egyensúlyát azáltal, hogy izotóniás oldatot biztosítanak a test sejtjei számára. A plazmában oldva számos különböző anyag található, többek között glükóz, oxigén, szén-dioxid, elektrolitok, tápanyagok és sejtszintű salakanyagok. A plazma ezen anyagok szállítóközegeként funkcionál, miközben azok a szervezetben mozognak.

A szív- és érrendszer élettana

A szív- és érrendszer funkciói

A szív- és érrendszer három fő funkciója: az anyagok szállítása, a kórokozókkal szembeni védelem és a szervezet homeosztázisának szabályozása.

• Szállítás: A szív- és érrendszer szállítja a vért a test szinte minden szövetébe. A vér szállítja az alapvető tápanyagokat és az oxigént, valamint eltávolítja a hulladékokat és a szén-dioxidot, hogy feldolgozzák vagy eltávolítsák a szervezetből. A hormonokat a vér folyékony plazmáján keresztül szállítják a szervezetben.
• Védelem: A szív- és érrendszer a fehérvérsejtek révén védi a szervezetet. A fehérvérsejtek megtisztítják a sejttörmeléket, és harcolnak a szervezetbe jutott kórokozók ellen. A vérlemezkék és a vörösvérsejtek hegeket képeznek, hogy lezárják a sebeket, és megakadályozzák a kórokozók bejutását a szervezetbe, illetve a folyadékok kiszivárgását. A vér olyan antitesteket is hordoz, amelyek specifikus immunitást biztosítanak olyan kórokozókkal szemben, amelyeknek a szervezet korábban már ki volt téve, vagy amelyek ellen beoltották.
• Szabályozás: A szív- és érrendszer fontos szerepet játszik abban, hogy a szervezet képes legyen fenntartani számos belső állapot homeosztatikus szabályozását. A vérerek a bőr felszínére irányuló véráramlás szabályozásával segítenek fenntartani a stabil testhőmérsékletet. A bőr felszínéhez közeli erek túlmelegedés idején megnyílnak, hogy a forró vér a test környezetébe engedje a hőt. Hipotermia esetén ezek az erek összeszűkülnek, hogy a vér csak a test magjában lévő létfontosságú szervekhez áramoljon. A vér a pufferoldatként működő bikarbonát-ionok jelenlétének köszönhetően a test pH-értékének kiegyensúlyozásában is segít. Végül a vérplazmában lévő albuminok segítenek kiegyensúlyozni a test sejtjeinek ozmotikus koncentrációját azáltal, hogy izotóniás környezetet tartanak fenn.

Sok súlyos állapot és betegség okozhatja, hogy szív- és érrendszerünk nem működik megfelelően. Gyakran előfordul, hogy nem teszünk eléggé proaktívan ellenük, ami vészhelyzeteket eredményez. Böngésszen tartalmunkban, hogy többet tudjon meg a szív- és érrendszeri egészségről. Fedezze fel azt is, hogy a DNS-egészségtesztek segítségével hogyan kezdhet fontos beszélgetéseket orvosával a véralvadási rendellenességek, a hemofília, a hemokromatózis (egy gyakori örökletes rendellenesség, amely a vas felhalmozódását okozza a szívben) és a glükóz-6-foszfát-dehidrogenáz (amely 10-ből körülbelül 1 afroamerikai férfit érint) genetikai kockázatairól.

A keringési pumpa

A szív egy négykamrás “kettős pumpa”, ahol mindkét oldal (bal és jobb) külön pumpaként működik. A szív bal és jobb oldalát egy izmos szövetfal, az úgynevezett szívszeptum választja el egymástól. A szív jobb oldala oxigénmentes vért kap a szisztémás vénákból, és azt a tüdőbe pumpálja oxigénellátás céljából. A szív bal oldala oxigéndús vért kap a tüdőből, és azt a szisztémás artériákon keresztül a test szöveteihez pumpálja. Minden egyes szívdobbanás a szív mindkét oldalának egyidejű pumpálását eredményezi, így a szív nagyon hatékony pumpa.

A vérnyomás szabályozása

A szív- és érrendszer számos funkciója képes szabályozni a vérnyomást. Bizonyos hormonok az agyból érkező autonóm idegi jelekkel együtt befolyásolják a szívösszehúzódások ütemét és erejét. A nagyobb összehúzódási erő és szívfrekvencia a vérnyomás emelkedéséhez vezet. A vérerek szintén befolyásolhatják a vérnyomást. Az érösszehúzódás csökkenti az artéria átmérőjét az artériafal simaizomzatának összehúzódásával. A vegetatív idegrendszer szimpatikus (harcolj vagy menekülj) részlege érszűkületet okoz, ami a vérnyomás emelkedéséhez és a véráramlás csökkenéséhez vezet a szűkült régióban. Az értágulat az artéria tágulása, amikor az artériafal simaizomzata ellazul a harc vagy menekülés válaszreakció lecsengése után vagy bizonyos hormonok vagy a vérben lévő vegyi anyagok hatására. A testben lévő vér mennyisége is befolyásolja a vérnyomást. A testben lévő nagyobb vértérfogat növeli a vérnyomást azáltal, hogy minden egyes szívverés által pumpált vérmennyiség növekszik. Az alvadási zavarokból származó vastagabb, viszkózusabb vér szintén emelheti a vérnyomást.

Hemosztázis

A hemosztázist, vagyis a véralvadást és a vérrögképződést a vérlemezkék irányítják. A vérlemezkék általában inaktívak maradnak a vérben, amíg el nem érik a sérült szövetet, vagy ki nem szivárognak az erekből egy seben keresztül. Amint aktívak, a vérlemezkék tüskés gömb alakúvá válnak, és nagyon ragadósak lesznek, hogy megtapadjanak a sérült szöveteken. A vérlemezkék ezután kémiai alvadási faktorokat szabadítanak fel, és elkezdik termelni a fibrin nevű fehérjét, amely a vérrög szerkezeteként szolgál. A vérlemezkék is elkezdenek összetapadni, hogy vérlemezke-dugót képezzenek. A vérlemezke-dugó ideiglenes tömítésként szolgál, hogy a vért az érben, az idegen anyagot pedig az éren kívül tartsa, amíg az ér sejtjei ki nem javítják az érfal sérülését.