Анатомія, фізіологія дітей з основами гігієни та фізкультури - Антонік В.І. - 4.9. Вікові особливості серцево — судинної системи та Імунного захисту організму

Усі системи людського організму можуть існувати і нормально функціонувати тільки при певних умовах, які в живому організмі підтримуються діяльністю багатьох систем, призначених забезпечувати сталість внутрішнього середовища, тобто його гомеостаз.

Гомеостаз підтримують системи дихання, кровообігу, органи травлення та виділення, а безпосередньо внутрішнім середовищем організму є кров, лімфа та між тканинна рідина.

Кров виконує цілу низку функцій, в тому числі дихальну (переніс газів); транспортну (переніс води, продуктів живлення, енергоносіїв та продуктів розпаду); захисну (знищення хвороботворних мікроорганізмів, виведення токсичних речовин, запобігання втрат крові); регулюючу (переніс гормонів та ферментів) та терморегулюючу. В плані підтримки гомеостазу, кров забезпечує водно-сольовий, кислотно—лужний, енергетичний, пластичний, мінеральний і температурний баланс в організмі.

З віком питома кількість крові на 1 кілограм маси тіла в організмі дітей зменшується. В дітей до 1 року кількість крові відносно всієї маси тіла становить до 14,7 %, у віці 1-6 років — 10,9 % і тільки у 6-11 років встановлюється на рівні дорослих (7 %). Таке явище обумовлене потребами більш інтенсивного протікання обмінних процесів в дитячому організмі. Загальний об'єм крові у дорослих людей з масою тіла 70 кг становить 5-6 л.

При перебуванні людини в стані спокою певна частина крові (до40-50%) знаходиться в кров'яних депо (селезінці, печінці, в клітчатці під шкірою і легенях) і не приймає активної участі у процесах кровообігу. При підсиленні м'язової роботи, або при кровотечах депонована кров переходить у кровоносне русло, збільшуючи інтенсивність обмінних процесів або вирівнюючи кількість циркулюючої крові.

Кров складається з двох основних частин: плазми (55 % маси) і формених елементів 45 % маси). Плазма у свою чергу містить 90-92 % води; 7-9 % органічних речовин (білків, вуглеводів, сечовини, жирів, гормонів та ін.) та до 1 % неорганічних речовин (заліза, міді, калію, кальцію, фосфору, натрію, хлору та ін.).

До складу формених елементів належать: еритроцити, лейкоцити та тромбоцити (табл. 11) і майже всі вони утворюються у червоному кістковому мозку в результаті диференціації стволових клітин цього мозку. Маса червоного мозку у новонародженої дитини становить 90-95 %, а у дорослих до 50 % всієї мозкової субстанції кісток (у дорослих це складає до 1400 г, що відповідає масі печінки). У дорослих людей частина червоного мозку перетворюється на жирову тканину (жовтий кістковий мозок). Крім червоного кісткового мозку, деякі формені елементи (лейкоцити, моноцити) утворюються в лімфатичних вузлах, а у новонароджених дітей ще й у печінці.

Для підтримки клітинного складу крові на потрібному рівні в організмі дорослої людини з масою тіла 70 кг щодоби утворюється 2* 10м (два триліони, трлн.) еритроцитів, 45-10* (450 міліардів, млрд.) нейтрофілів; 100 млрд. моноцитів, 175-109 (1 трлн. 750 млрд.) тромбоцитів. В середньому у людини за 70 років життя при масі тіла 70 кг виробляється еритроцитів до 460 кг, гранулоцитів (нейтрофілів) 5400 кг, тромбоцитів 40 кг, лімфоцитів 275 кг. Сталість вмісту формених елементів в крові підтримується тим, що ці клітини мають обмежений термін життя.

Еритроцити є червоними кров'яними тільцями. В 1 мм3 (або мїкро літрів, мкл) крові чоловіків в нормі нараховується від 4,5-6,35 млн еритроцитів, а у жінок до 4,0-5,6 млн (у середньому відповідно 5,4 млн. та 4,8 млн.). Кожна клітина еритроциту людини має діаметр 7,5 мікронів (мкм), товщину — 2мкм і містить приблизно 29 пікограм (пт, 10 12 г) гемоглобіну; має двовгнуту форму і у зрілому стані не має ядра. Таким чином, у крові дорослої людини в середньому нараховується 3-Ю13 еритроцитів та до 900 г гемоглобіну. За рахунок вмісту гемоглобіну еритроцити виконують функцію газообміну на рівні всіх тканин організму. Гемоглобін еритроцитів включає білок глобін та 4 молекули гему (білку, що поєднаний з 2-х валентним залізом). Саме остання сполука здатна не стійко приєднувати до себе на рівні альвеол легень 2 молекули кисню (перетворюючись на оксигемоглобін), та транспортувати кисень до клітин організму, забезпечуючи цим життєдіяльність останніх (окислювальні обмінні процеси). В обмін на кисень клітини віддають зайві продукти своєї діяльності, в тому числі вуглекислий газ, який частково поєднується з оновленим (віддавши кисень) гемоглобіном, утворюючи карбогемоглобін (до 20 %), або розчинюється у воді плазми з утворенням вугільної кислоти (до 80 % всього вуглекислого газу). На рівні легень, вуглекислий газ виводиться зовні, а кисень знову окислює гемоглобін і все повторюється. Обмін газів (кисню та вуглекислого газу) між кров'ю, міжклітинною рідиною та альвеолами легень здійснюється за рахунок різного парціального тиску відповідних газів в міжклітинній рідині та в порожнині альвеол і це відбувається шляхом дифузії газів.

Кількість еритроцитів може суттєво змінюватись в залежності від зовнішніх умов. Наприклад, може зростати до 6-8 млн в 1 мм3 у людей, що мешкають високо в горах (в умовах розрідженого повітря, де парціальний тиск кисню знижений). Зменшення кількості еритроцитів до 3 млн в 1 мм3, або гемоглобіну на 60 % і більше приводить до анемічного стану (недокрів'я). У новонароджених дітей кількість еритроцитів в перші дні життя може досягати 7 млн в І мм3, а у віці від 1 до 6 років коливається в межах 4,0-5,2 млн в 1 мм3. На рівні дорослих вміст еритроцитів в крові дітей, за даними А. Г. Хрипкової (1982), встановлюється в 10-16 років.

Важливим показником стану еритроцитів є швидкість осідання еритроцитів (ШОЕ). При наявності процесів запалення, або хронічних захворювань ця швидкість зростає. У дітей до 3 років ШОЕ в нормі становить від 2 до 17 мм за годину; у 7-12 років — до 12 мм за годину; у дорослих чоловіків 7-9, а у жінок — 7-12 мм за годину. Еритроцити утворюються у червоному кістковому мозку, живуть приблизно 120 діб і відмираючи розщеплюються в печінці.

Лейкоцити мають назву білі кров'яні тільця. Найважливіша їх функція — захист організму від токсичних речовин та хвороботворних мікроорганізмів шляхом їх поглинання та перетравлення (розщеплення). Це явище має назву фагоцитоз. Лейкоцити утворюються в кістковому мозку, а також в лімфатичних вузлах і живуть всього 5-7 діб (при наявності інфекції значно менше). Це ядерні клітини. За здатністю цитоплазми мати гранули та забарвлюватись лейкоцити поділяються на: гранулоцити та агранулоцити. До гранулоцитів відносяться: базофіли, еозинофіли і нейтрофіли. До агранулоцитів відносяться моноцити і лімфоцити. Еозинофіли становлять від 1 до 4 % усіх лейкоцитів і в основному виводять з організму токсичні речовини та уламки білків організму. Базофіли (до 0,5 %) містять гепарин і сприяють процесам загоєння поранень, розщеплюючи згустки крові, у тому числі при внутрішніх крововиливах (наприклад, при травмах). Шитрофіли складають найбільшу кількість лейкоцитів (до 70 %) і виконують основну фагоцитарну функцію. Вони бувають юні, паличкоядерні та сегментоядерні. Активізований інвазією (мікробами, що заражають організм інфекцією) нейтрофіл охоплює білками своєї плазми (в основному імуноглобулінами) один або декілька (до 30) мікробів, приєднує цих мікробів до рецепторів своєї мембрани і швидко їх перетравлює шляхом фагоцитозу (виділення у вакуоль, що навколо мікробів, ферментів із гранул своєї цитоплазми: дефензинів, протеаз, мієлопироксідаз та інших). Якщо нейтрофіл за один раз захоплює більше 15-20 мікробів, то сам він звично гине, але створює із поглинутих мікробі субстрат, придатний для перетравлення іншими макрофагами. Нейтрофіли найбільш активні у лужному середовищі, що має місце в перші моменти боротьби з інфекцією, або запаленням. Коли середовище набуває кислої реакції, то на зміну нейтрофілам приходять інші форми лейкоцитів, а саме, моноцити, кількість яких може значно зростати (до 7 %) в період інфекційної хвороби. Моноцити в основному утворюються в селезінці та печінці. До 20-30 % лейкоцитів становлять лімфоцити, які в основному утворюються у кістковому мозку та у лімфатичних вузлах, і є найголовнішими факторами імунного захисту, тобто захисту від мікроорганізмів (антигенів), що викликають хвороби, а також захисту від зайвих для організму часток і молекул ендогенного походження. Вважається, що в організмі людини паралельно працюють три імунні системи (М. М. Безруких, 2002): специфічна, неспецифічна та штучно створена.

Специфічний імунний захист в основному забезпечують лімфоцити, що здійснюють це двома шляхами: клітинним чи гуморальним. Клітинний імунітет забезпечують імунокомпетентні Т-лімфоцити, які утворюються із стовбурних клітин, що мігрують із червоного кісткового мозку, в тімусі (див. підрозділ 4.5.) Потрапляючи в кров, Т-лімфоцити створюють більшу частину лімфоцитів самої крові (до 80 %), а також осідають у периферійних органах імуногенезу (перш за все в лімфатичних вузлах та селезінці), утворюючи в них тімус-залежні зони, що стають активними точками проліферації (розмноження) Т-лімфоцитів поза тімуса. Диференціація Т-лімфоцитів відбувається у трьох напрямках. Перша група дочірніх клітин здатна при зустрічі з "чужим" білком-антигеном (збудником хвороби, або власним мутантом) вступати з ним в реакцію і знищувати його. Такі лімфоцити називаються Т-кіллераш ("вбивцями") і характеризуються тим, що здатні власними силами, без попередньої імунізації та без підключення антитіл та захисного комплементу плазми крові (тлумачення цих понять дивись далі), здійснювати лізіс (знищення шляхом розчинення клітинних мембран та зв'язування білків) клітин-мішеній (носіїв антигенів). Таким чином, Т-кіллери є окремою гілкою диференціації стволових клітин (хотя їх розвиток, як буде описано далі, регульований Г-хелперам) і призначені створювати як би первинний бар'єр у противірусному та протипухлинному імунітеті організму.

Інші дві популяції Т-лімфоцитів мають назву Т-хелпери та Т-супрессори і здійснюють клітинний імунний захист через регуляцію рівня функціонування Т-лімфоцитів у системі гуморального імунітету. Т-хелпери ("помічники") в разі появи в організмі антигенів сприяють швидкому розмноженню ефекторних клітин (виконавців імунного захисту). Розрізняють два підтипи клітин хелперів: Т-хелпери-1, що виділяють специфічні інтерлєйкіни типу 1Л2 (гормоноподібні молекули) та у-інтерферон і пов'язані з клітинним імунітетом (сприяють розвитку Т-хелперів); Т-хелпери-2 виділяють інтерлєйкіни типу ІЛ 4-1Л 5 і взаємодіють переважно з Т-лімфоцитами гуморального імунітету. Т-супрессори здатні регулювати активність В і Т-лімфоцитів у відповідь на антигени.

Гуморальний імунітет забезпечують лімфоцити, які диференціюються із стволових клітин мозку не в тімусі, а в інших місцях (у тонкій кишці, лімфатичних вузлах, глоткових мигдалинах і так далі) і називаються В-лімфоцитами. Такі клітини складають до 15 % всіх лейкоцитів. При першому контакті з антигеном чутливі до нього Т-лімфоцити інтенсивно розмножуються. Деякі із дочірніх клітин диференціюють у клітини імунологічної пам'яті та на рівні лімфовузлів у £-зонах перетворюються у плазматичні клітини, які далі здатні створювати гуморальні антитіла. Сприяють цим процесам Т-хелпери. Антитіла представляють собою великі протеїнові молекули, що мають специфічне рідство до того чи іншого антигену (на основі хімічної структури відповідного антигену) і мають назву імуноглобулінів. Кожна молекула імуноглобуліну складена з двох тяжких та двох легких ланцюгів зв'язаних один з одним дісульфідними зв'язками і здатних активізувати клітинні мембрани антигенів і приєднувати до них комплемент плазми крові (містить 11 протеїнів, що здатні забезпечувати лізіс або розчинення клітинних мембран та зв'язування білків клітин-антигенів). Комплемент плазми крові має два шляхи активізації: класичний (від імуноглобулінів) та альтернативний (від ендотоксинів або отруйних речовин та від лік). Виділяють 5 класів імуноглобулінів (lg): G,A,M,D,E, що розрізняються за функціональними особливостями. Так, наприклад, lg М звично першим включається в імунну відповідь на антиген, активізує комплемент і сприяє поглинанню цього антигену макрофагами або лізісу клітини; lg А розміщується у містах найбільш вірогідного проникнення антигенів (лімфовузлах кишково-шлункового тракту, у сльозних, слинних та потових залозах, у аденоїдах, у молоці матері і таке інше) чим створює міцний захисний бар'єр, сприяючи фагоцитозу антигенів; lg D сприяє проліферації (розмноженню) лімфоцитів при інфекціях, Т-лімфоцити "розпізнають" антигени за допомогою включених у мембрану гамаглобулінів, які утворюють антитіло, зв'язуючи ланки, конфігурація яких відповідає трьохмірній структурі антигенних детермінованих груп (гаптенів або низькомолекулярних речовин, що можуть зв'язуватися з білками антитіла, передючи їм властивості білків антигена), як ключ відповідає замку (Г. Вільям, 2002; Г. Ульмер та ін., 1986). Активовані антигеном В- і Т-лімфоцити швидко розмножуються, включаються в процеси захисту організму і масово гинуть. В той же час не велика кількість з активованих лімфоцитів перетворюються на В- і Т-клітини пам 'яті, що мають тривалий термін життя і при повторному інфікуванні організму (сенсибілізації) В- і Т-клітини пам'яті "згадують" і розпізнають структуру антигенів та швидко перетворюються в ефекторні (активні) клітини та стимулюють плазматичні клітини лімфовузлів на виготовлення відповідних антитіл.

Повторні контакти з певними антигенами можуть іноді давати гіперергичні реакції, які супроводжуються підвищеною проникливістю капілярів, підсиленням кровообігу, зудом, бронхоспазмами і тому подібне. Такі явища мають назву алергічних реакцій.

Неспецифічний імунітет, обумовлений наявністю у крові "природних" антитіл, які найчастіше виникають при контакті організму з кишковою флорою. Нараховують 9 речовин, що разом утворюють захисний комплемент. Одні з таких речовин здатні нейтралізувати віруси (лізоцим), другі (С-реактивний білок) пригнічують життєдіяльність мікробів, треті (інтерферон) знищують віруси та пригнічують розмноження власних клітин у пухлинах та ін. Неспецифічний імунітет обумовлюють також спеціальні клітини-нейтрофіли та макрофаги, які здатні до фагоцитозу, тобто до знищення (перетравлення) чужорідних клітин.

Специфічний та неспецифічний імунітет поділяється на вроджений (передасться від матері), та набутий, який утворюється після перенесеної хвороби в процесі життя.

Крім цього існує можливість штучної імунізації організму, яка проводиться або у формі вакцинації (коли в організм вводять послаблений збудник хвороби і цим викликають активізацію захисних сил що до утворення відповідних антитіл), або у формі пасивної імунізації, коли роблять так зване щеплення проти певної хвороби шляхом введення сироватки (плазми крові яка не містить фібриногену, або фактора її згортання, а зате має готові антитіла проти певного антигену). Такі щеплення роблять, наприклад, проти сказу, після укусів отруйних тварин і так далі.

Як свідчить В. І. Бобрицька (2004) у новонародженої дитини в крові нараховується до 20 тис. усіх форм лейкоцитів в 1 мм3 крові і в перші дні життя їх кількість зростає, навіть, до 30 тис. в 1 мм3, що пов'язано з розсмоктуванням продуктів розпаду крововиливів у тканини дитини, які, зазвичай, відбуваються під час народження. Через 7-12 перших днів життя кількість лейкоцитів зменшується до 10-12 тис. в І мм3, що і зберігається на протязі першого року життя дитини. Далі кількість лейкоцитів поступово зменшується і в 13-15 років встановлюється на рівні дорослих (4-8 тис. в 1 мм3 крові). У дітей перших років життя (до 7 років) серед лейкоцитів перебільшують лімфоцити і лише у 5-6 років їх співвідношення вирівнюється. До того ж діти до 6-7 років мають велику кількість недозрілих нейтрофілів (юних, паличко — ядерних), що і обумовлює відносно низькі захисні сили організму дітей молодшого віку проти інфекційних захворювань. Співвідношення різних форм лейкоцитів у складі крові називається лейкоцитарною формулою. З віком у дітей лейкоцитарна формула (табл. 9) значно змінюється: зростає кількість нейтрофилів тоді як відсоток лімфоцитів і моноцитів зменшується. У 16-17 років лейкоцитарна формула приймає склад, характерний для дорослих.

Інвазія організму завжди приводить до виникнення запалення. Гостре запалення звично породжується реакціями антиген-антитіло при яких активація комплементу плазми крові починається через декілька годин після імунологічних пошкоджень, досягає своєї вершини через 24 години, а згасає через 42-48 годин. Хронічне запалення пов'язане з впливом антитіл на Т-лімфоцитарну систему, звично проявляється через

1-2 дні і досягає піку через 48-72 години. У місці запалення завжди підвищується температура (пов'язано з розширенням судин); виникає припухлість (при гострому запаленні обумовлено виходом у міжклітинний простір білків та фагоцитів; при хронічному запаленні — додається інфільтрація лімфоцитів та макрофагів); виникає біль (пов'язано з підвищенням тиску у тканинах).

Хвороби імунної системи дуже небезпечні для організму і найчастіше приводять до літальних наслідків, так як організм фактично стає незахищеним. Виділяють 4 основних груп таких хвороб: первинна або вторинна імунна недостатність; порушення функції; злоякісні захворювання; інфекції імунної системи. Серед останніх відомим є вірус Герпеса та загрозливо розповсюджуючися у світі, в тому числі і в Україні, вірус анті-HIV або anmiHTLV-lll/LAV, який визиває синдром набутого імунодифіциту (AIDS або СНІД). В основі клініки СНІД лежить вірусне пошкодження Т-хелперного (Th) ланцюга лімфоцитарної системи, що веде до значного зростання кількості Т-супрессорів (Ts) і порушення співвідношення Th / Ts, яке стає 2:1 замість 1:2, наслідком чого є повне припинення продукції антитіл і організм гине від любої інфекції.

Тромбоцити, або кров'яні пластинки є самими дрібними форменими елементами крові. Це без'ядерні клітини, їх кількість становить від 200 до 400 тис. в 1 мм3 і може значно зростати (у 3-5 разів) після фізичних навантажень, травм та стресів. Утворюються тромбоцити у червоному кістковому мозку і живуть до 5 діб. Основною функцією тромбоцитів є участь у процесах згортання крові при пораненнях, чим забезпечується запобігання крововтратам. При пораненні тромбоцити руйнуються і виділяють у кров тромбопластин і серотонін. Серотонін сприяє звуженню кровоносних судин у місці поранення, а тромбопластин через низку проміжних реакцій реагує з протромбіном плазми і утворює тромбін, який у свою чергу реагує з білком плазми фібріногеном, утворюючі фібрін. Фібрін у вигляді тонких ниток формує шильну сітківку, яка стає основою тромбу. Сітківку заповнюють формені елементи крові, що і стає фактично згустком (тромбом), який закриває отвір рани. Всі процеси згортання крові відбуваються при участі багатьох факторів крові, найважливішими з яких є іони кальцію (Са2*) та антигемофілійні фактори, відсутність яких протидіє згортанню крові і приводить до захворювання на гемофілію.

У новонароджених дітей спостерігається відносно уповільнене згортання крові, що обумовлено не дозрілістю багатьох факторів цього процесу. У дітей дошкільного і молодшого шкільного віку термін згортання крові становить від 4 до 6 хвилин (у дорослих 3-5 хвилин).

Склад крові за наявністю окремих білків плазми крові та формених елементів (гемограмп) у здорових дітей набуває рівня, притаманного дорослим, приблизно у 6-8 років. Динаміка білкової фракції крові у людей різного віку наведена у табл. 1O.

В табл. З З наведені середні нормативи вмісту основних формених елементів у крові здорових людей.

Кров людини розрізняють також за групами, що залежить від співвідношення природних білкових факторів, здатних "склеювати" еритроцити і визивати їх аглютинацію (руйнування і осідання). Такі фактори є у плазмі крові і їх називають антитілами аглютинінами Анти-А (а) та Анти-В (в), тоді як у мембранах еритроцитів є антигени груп крові — аглютиногени А і В. При зустрічі аглютиніну з відповідним аглютиногеном виникає аглютинація еритроцитів.

На підставі різних комбінацій складу крові за наявністю аглютинінів та аглютиногенів виділяють чотири групи людей по системі АВО:

• група 0, або 1 група — містить тільки аглютиніни плазми а і р. Людей з такою кров'ю до 40 %;

f група А, або II група — містить аглютинін р і аглютиноген А. Людей з такою кров'ю приблизно 39%; серед цієї групи описані підгрупи аглютиногенів А иА'

• група В, або III група — містить аглютиніни а і аглютиногени еритроцитів В. Людей з такою кров'ю до 15 %;

• група АВ, або IV група — містить тільки аглютиногени еритроцитів А і В. аглютинінів у плазмі їх крові зовсім нема. Людей з такою кров'ю до 6 % (В. Ганонг, 2002).

Група крові відіграє важливу роль при переливанні крові, потреба в якому може виникати при значних крововтратах, при Отруєнні та ін. Людина, яка віддає свою кров називається донором, а та, якій вливають кров — реципієнтом. За останні роки доведено (Г. И. Козинець із співав., 1997), що крім комбінацій аглютиногенів та аглютинінів по системі АВО в крові людини можуть бути комбінації інших аглютиногенів та аглютинінів, наприклад, Кк. Рр та інших, які менш активні і специфічні (знаходяться в меншому титрі), але можуть суттєво впливати на результати переливання крові. Виявлені також певні варіанти аглютиногенів А ГА2 та інші, які визначають наявність підгруп у складі основних груп крові за системою АВО. Вказане обумовлює, що на практиці зустрічаються випадки несумісності крові навіть у людей з однаковою групою крові за системою АВО і, як результат, це потребує у більшості випадків індивідуального підбору кожному реципієнту свого донора і, найкраще, щоб це були люди з однаковою групою крові.

Для успішності переливання крові певне значення має також так званий резус-фактор (Rh). Резус-фактор є системою антигенів, серед яких найважливішим вважається аглютиноген D. Його мають 85 % усіх людей і тому їх називають резус-позитивними. Решта, приблизно 15 % людей цього фактору не мають і є резус- негативні. При першому переливанні резус-позитивної крові (з антигеном D) людям з резус-негативною кров'ю у останніх утворюються анти-D аглютиніни (d), які при повторному переливанні резус-позитивної крові людям з резус-негативною кров'ю визиває її аглютинацію з усіма негативними наслідками.

Резус-фактор має значення і під час вагітності. Якщо батько резус-позитивний, а мати резус-негативна, то у дитини буде домінуюча, резус-позитивна кров, а оскільки кров плоду змішується з материнською, то це може привести до утворення в крові матері аглютинінів d, що може бути смертельно небезпечно для плоду, особливо при повторних вагітностях, або при вливаннях матері резус-негативної крові. Резус-належність визначають за допомогою анти-D сироватки.

Кров може виконувати усі свої функції тільки за умови її безперервного руху, що і складає сутність кровообігу. До системи кровообігу належать: серце, яке виконує роль насосу та кровоносні судини (артерії —>артеріоли —> капіляри —> венули —> вени). До кровоносної системи належать також кровотворні органи: червоний кістковий мозок, селезінка, а у дітей в перші місяці після народження і печінка. У дорослих людей печінка виконує функцію цвинтаря багатьох відмираючих формених елементів крові, особливо еритроцитів.

Виділяють два кола кровообігу: велике і мале. Велике коло кровообігу починається від лівого шлуночка серця, далі по аорті і артеріям та артеріолам різного порядку кров розноситься по всьому організму і на рівні капілярів (мікроциркулярного русла) досягає клітин, віддаючи поживні речовини та кисень у міжклітинну рідину і забираючи натомість вуглекислий газ та продукти життєдіяльності. З капілярів кров збирається у венули, далі у вени і направляється до правого передсердя серця верхньою та нижньою порожніми венами, замикаючі цим велике коло кровообігу.

Мале коло кровообігу починається від правого шлуночка пуль-мональними (легеневими) артеріями. Далі кров направляється в легені і після них по пульмональним венам повертається до лівого передсердя.

Таким чином, "ліве серце" виконує насосну функцію в забезпеченні циркуляції крові по великому колу, а "праве серце" — по малому колу кровообігу. Будова серця приведена нарис. 31.

Передсердя мають відносно тонку м'язову стінку міокарда, так як вони виконують функцію тимчасового резервуара крові, яка надходить до серця і проштовхують її лише до шлуночків. Шлуночки (особливо

лівий) мають товсту м'язову стінку (міокард), м'язи яких потужно скорочуються, проштовхуючи кров на значну відстань по судинам всього тіла. Між передсердями, та шлуночками є клапани, які спрямовують рух крові тільки в одному напрямку (від пересердь до шлуночків).

Клапани шлуночків розташовані також на початку усіх крупних судин, які відходять від серця. Між передсердям і шлуночком правої сторони серця розташований тристулковий клапан, з лівої сторони — двох-стулковий (мітральний) клапан. В усті судин, які відходять від шлуночків, розташовані півмісяцеві клапани. Усі клапани серця не тільки спрямовують потік крові, а і протидіють ЇЇ зворотному току.

Насосна функція серця полягає у тому, що відбувається послідовне розслаблення (діастола) та скорочення (систола) м'язів передсердь і шлуночків.

Кров, яка рухається від серця по артеріям великого кола називається артеріальною (збагаченою на кисень). По венам великого кола рухається венозна кров (збагачена на вуглекислий газ). По артеріям малого кола навпаки; рухається венозна кров, а по венам — артеріальна.

Серце у дітей (відносно загальної маси тіла) більше, ніж у дорослих і становить 0,63-0,8 % маси тіла тоді як у дорослих 0,5-0.52 %. Найбільш інтенсивно серце росте на протязі першого року життя і за 8 місяців його маса подвоюється; до 3 років серце збільшується у три рази; у 5 років — збільшується у 4 рази, а у 16 років — вісім разів і досягає маси у хлопців (чоловіків) 220-300 г. а у дівчат (жінок)180-220 г. У фізично тренованих людей та у спортсменів маса серця може бути більшою від вказаних параметрів на 10-30 %.

В нормі серце людини скорочується ритмічно: систола чергується з діастолою, утворюючи серцевий цикл, тривалість якого в спокійному стані становить 0,8-1,0 сек. В нормі в стані спокою у дорослої людини за хвилину відбувається 60-75 серцевих циклів, або серцевих скорочень. Цей показник називається частотою серцевих скорочень (ЧСС). Оскільки кожна систола приводить до викиду порції крові в артеріальне русло (у стані спокою для дорослої людини це 65-70 см3 крові), то відбувається збільшення кровонаповнення артерій і відповідне розтягування судинної стінки. В результаті можна відчути розтягнення (поштовх) стінки артерії у тих місцях, де ця судина проходять близько до поверхні шкіри (наприклад, сонна артерія в області шиї, ліктьова або променева артерія на зап'ястку руки та ін.). Під час діастоли серця стінки артерій спадають і повертаються до висхідного положення.

Коливання стінок артерій у такт серцевих скорочень називається пульсом, а виміряна кількість таких коливань за певний час, (наприклад, за 1 хвилину) називається частотою пульсу. Пульс адекватно відображає частоту серцевих скорочень і є доступно зручним для експрес-контролю за роботою серця, наприклад, при визначенні реакції організму на фізичне навантаження в спорті, при дослідженнях фізичної працездатності, емоційних напруженнях та ін. Тренерам спортивних секцій, у тому числі дитячих, а також викладачам фізкультури необхідно знати нормативи частоти пульсу для дітей різного віку, а також вміти користуватись цими показниками для оцінки фізіологічних реакцій організму на фізичні навантаження. Вікові нормативи частоти пульсу (477), а також систолічного об'єму крові (тобто об'єму крові, який виштовхується у кров'яне русло лівим або правим шлуночком за одне скорочення серця), наведені у табл. 12. При нормальному розвитку дітей систолічний об'єм крові з віком поступово зростає, а частота серцевих скорочень зменшується. Систолічний об'єм серця (СО, мл) розраховується за формулою Старра:

Помірні фізичні навантаження сприяють підвищенню сили м'язів серця, зростанню його систолічного об'єму та оптимізації (зменшенню) частотних показників серцевої діяльності. Найважливішим для тренувань серця є рівномірність і поступовість зростання навантажень, недопустимість перенавантажень і медичний контроль за станом показників роботи серця та кров'яного тиску, особливо у підлітковому віці.

Важливим показником роботи серця та стану його функціональних можливостей є хвилинний об'єм крові (табл. 12), який підраховується шляхом перемноження систолічного об'єму крові на ЧП за 1 хвилину. Відомо, що у фізично тренованих людей збільшення хвилинного об'єму крові (ХОК) відбувається за рахунок збільшення систолічного об'єму (тобто за рахунок зростання потужності роботи серця), тоді як частота пульсу (ЧП) при цьому мало змінюється. У мало тренованих людей при навантаженнях, навпаки, збільшення ХОК відбувається в основному за рахунок зростання частоти серцевих скорочень.

В табл. 13 наведені критерії, за якими можна прогнозувати рівень фізичного навантаження для дітей (в тому числі спортсменів) на підставі визначення приросту частоти пульсу відносно його показників у стані спокою.

Рух крові по кровоносним судинам характеризується показниками гемодинамики, з числа яких виділяють три найважливіші: кров'яний тиск, опір судин, швидкість руху крові.

Кров'яний тиск — це тиск крові на стінки судин. Рівень тиску крові залежить від:

• показників роботи серця;

• кількості крові у кровоносному руслі;

• інтенсивності відтоку крові на периферію;

• опору стінок судин та еластичності судин;

• в'язкості крові.

Кров'яний тиск у артеріях змінюється разом із зміною роботи серця: у період систоли серця він досягає максимуму (AT , або АТс) і називається максимальним, або систолічним тиском. У фазі діастоли серця тиск зменшується до певного початкового рівня і називається діастолічним, або мінімальним (AT , або АТХ Як систолічний так і діастолічний кров'яний тиск поступово зменшується в залежності від віддаленості судин від серця (в зв'язку з опором судин). Вимірюється артеріальний кров'яний тиск у міліметрах ртутного стовпчика (мм рт. ст.) і реєструється записом цифрових значень тиску у вигляді дробу: у чисельнику А Т; у знаменнику А Т- наприклад, 120/80 мм рт. ст.

Різниця між систолічним і діастолічним тиском має назву пульсовий тиск (ПТ)У який також вимірюється у мм рт. ст. У нашому, вище наведеному, прикладі пульсовий тиск становить 120 - 80 = 40 мм рт. ст.

Прийнято вимірювати кров'яний тиск за методикою Короткова (за допомогою сфігмоманометра та стетофонендоскопа на плечовій артерії людини. Сучасна апаратура дозволяє вимірювати кров'яний тиск на артеріях зап'ястка та інших артеріях. Кров'яний тиск може значно змінюватись в залежності від стану здоров'я людини, а також від рівня навантаження і віку людини. Перевищення показників фактичного тиску крові над відповідними віковими нормативами на 20 % і більше називається гіпертонією, а недостатній рівень тиску (80 % і менше від вікової норми) — гіпотонією.

У дітей до 10 років кров'яний тиск в нормі в стані спокою становить приблизно: АТс 90-105 мм рт. ст.; AT 50-65 мм рт. ст. У дітей з 11 до 14 років може спостерігатися функціональна юнацька гіпертонія, пов'язана з гормональними перебудовами у пубертатний період розвитку організму з підвищенням кровяного тиску в середньому: AT — 130-145 мм рт. ст.; АТ„— 75-90 мм рт. ст. У дорослих людей кров'яний тиск в нормі може коливатись в межах: — 110-J Ъ5АТД— 60-85 мм рт. ст. Значення нормативів тиску крові не має суттєвої диференціації в залежності від статі людини, а вікова динаміка цих показників приведена в табл. 14.

Опір судин обумовлюється наявністю тертя крові о стінки судин і залежить від в'язкості крові, діаметру та довжини судин. У нормі опір руху крові у великому колі кровообігу коливається від 1400 до 2800 дін. сек./см2, а у малому колі кровообігу від 140 до 280 дін. сек./см2.

Таблиця 14

Вікові зміни середніх показників артеріального тиску, мм рт. ст. (С И. Гальперин, 1965; А. Г. Хрипкова, ¡962)

Швидкість руху крові обумовлена роботою серця і станом судин. Найбільша швидкість руху крові в аорті (до 500 мм /сек.), а найменша— у капілярах (0,5 мм /сек.), що обумовлено тим, що загальний діаметр усіх капілярів у 800-1000 разів більший ніж діаметр аорти. З віком дітей швидкість руху крові зменшується, що пов'язано із зростанням довжини судин разом із зростанням довжини тіла. У новонароджених кров здійснює повний кругообіг (тобто проходить велике і мале коло кровообігу) приблизно за 12 сек.; у 3-х річних дітей — за 15 сек.; у 14 річних — за 18,5 сек.; у дорослих — за 22-25 сек.

Кровообіг регулюється на двох рівнях: на рівні серця і на рівні судин. Центральна регуляція роботи серця здійснюється від центрів парасимпатичного (гальмуюча дія) і симпатичного (дія прискорення) відділів вегетативної нервової системи. У дітей до 6-7 років переважає тонічний вплив симпатичних іннервацій, про що свідчить підвищена частота пульсу у дітей.

Рефлекторна регуляція роботи серця можлива від барорецепторів і хеморецепторів, розташованих в основному у стінках судин. Барорецептори сприймають тиск крові, а хеморецептори сприймають зміни наявності у крові кисню (О.) і вуглекислого газу (С02). Імпульси від рецепторів спрямовуються у проміжний мозок а від нього поступають в центр регуляції роботи серця (довгастий мозок) і визивають відповідні зміни у його роботі (наприклад, підвищений вміст у крові С01 свідчить про недостатність кровообігу і, таким чином, серце починає працювати інтенсивніше). Рефлекторна регуляція можлива і за шляхом умовних рефлексів, тобто від кори головного мозку (наприклад, передстартове хвилювання спортсменів може значно прискорювати роботу серця та ін.).

На показники роботи серця можуть впливати і гормони, особливо адреналін, дія якого подібна дії симпатичних іннервацій вегетативної нервової системи, тобто він прискорює частоту і збільшує силу серцевих скорочень.

Стан судин також регулюється центральною нервовою системою (від судинорухового центру), рефлекторно і гуморально. Впливати на гемодинамику можуть лише судини, які містять у своїх стінках м'язи, а це перш за все артерії різного рівня. Парасимпатичні імпульси визивають розширення просвіту судин (вазаделятацію), а симпатичні імпульси — звуження судин (вазаконстрікцію). Коли судини розширюються — швидкість руху крові зменшується, кровопостачання падає і, навпаки.

Рефлекторні зміни кровопостачання також забезпечуються від рецепторів тиску і хеморецепторів на 02 і Сс72. Крім того існують хеморецептори на вміст у крові продуктів перетравлення їжі (амінокислот, моноцукрів і так далі): при зростанні в крові продуктів перетравлення, судини навколо травного тракту розширюються (парасимпатичний вплив) і відбувається перерозподіл крові. Є механорецептори і у м'язах, які визивають перерозподіл кров