Сердце состоит из двух последовательных насосов: один насос проталкивает кровь через легкие для обеспечения обмена кислорода и углекислого газа (легочная циркуляция, или легочный круг кровообращения), а через другой кровь движется ко всем остальным органам и тканям тела человека (системная циркуляция). Кровь может двигаться через сердце только в одном направлении. Ее одностороннее движение через сердце обеспечивается соответствующим устройством створок клапанов. Хотя сердечный выброс имеет прерывистый характер, к тканям и органам тела человека (на периферию) кровь движется сплошным (непрерывным) потоком за счет растяжения аорты и ее ветвей во время сокращения желудочков сердца (систола) и за счет эластической тяги стенок крупных артерий при поступательном проталкивании крови во время расслабления желудочков сердца (диастола).
От сердца кровь попадает в аорту и ее артериальные ветви. По мере приближения к периферии эти ветви суживаются, их стенки становятся тоньше. Меняется и морфологическое строение тканей стенок сосудов. Аорта является преимущественно эластической структурой, тогда как стенки периферических артерий содержат больше мышечных волокон, а в стенках артериол вообще преобладает мышечный слой.
В крупных артериях сопротивление, производимое трением крови о стенки сосуда, относительно невелико, и давление в них лишь в незначительной степени ниже, чем в аорте. Мелкие артерии, оказывают движению крови большее сопротивление. Максимальное сопротивление кровоток встречает в артериолах, которые иногда называют «кранами» сердечно-сосудистой системы. Таким образом, наибольшее падение давления происходит в окончаниях малых артерий и артериолах. Изменение силы сокращений круговых мышц малых сосудов позволяет регулировать приток крови к органам и тканям и помогает контролировать кровяное артериальное давление.
Помимо понижения давления, в артериолах происходит изменение характера движения крови с пульсирующего на равномерный. Пульсация артериального кровотока, вызванная прерывистым выбросом крови из сердца, гасится на капиллярном уровне за счет растяжения крупных артерий и сопротивления, производимого трением в малых артериях и артериолах.
От каждой артериолы отходит много капилляров. Общая площадь поперечного сечения капиллярного русла весьма значительна, несмотря на то, что площадь поперечного сечения отдельного капилляра меньше площади отдельной артериолы. В результате скорость кровотока в капиллярах значительно снижается, подобно тому, как замедляется течение воды на широких участках реки. В капиллярах создаются идеальные условия для обмена веществ между кровью и тканями путем диффузии, так как они состоят из коротких трубок со стенками толщиной всего в одну клетку и скорость кровотока в них низкая.
Возвращаясь от капилляров к сердцу, кровь проходит через венулы, затем через вены большего размера. Давление внутри этих сосудов постоянно уменьшается, пока кровь не достигнет правого предсердия. Ближе к сердцу количество вен уменьшается, меняются толщина и строение их стенок, уменьшается общая площадь поперечного сечения венозного русла, а скорость движения крови увеличивается. Скорость кровотока фактически обратно пропорциональна площади поперечного сечения сосудов на любом участке сосудистой сети тела человека. Число сосудов от аорты до капилляров возрастает примерно в 3 млрд раз, а общая площадь поперечного сечения сосудов увеличивается примерно в 500 раз. Большая часть крови, содержащейся в сосудах большого круга кровообращения, находится в венах и венулах (67 %); лишь 5 % от ее общего объема – в капиллярах и 11 % – в аорте, артериях и артериолах. Напротив, кровь, содержащаяся в малом легочном круге кровообращения, почти поровну делится между артериальными, капиллярными и венозными сосудами. Площадь поперечного сечения полых вен, приходящих к сердцу, больше, чем у аорты, поэтому скорость движения крови в полых венах ниже, чем в аорте.
Кровь, поступающая в правый желудочек из правого предсердия, прокачивается в систему легочных артерий под давлением, равным в среднем 1/7 давления в артериях большого круга кровообращения. Затем она проходит через легочные капилляры, где освобождается от углекислого газа и поглощает кислород. Обогащенная кислородом кровь возвращается через легочные вены в левое предсердие и прокачивается левым желудочком на периф ерию, завершая, таким образом, цикл.
При нормальном кровообращении в здоровом организме общий объем крови остается постоянным, и увеличение объема крови в одном участке должно сопровождаться его уменьшением в другом. Тем не менее распределение циркулирующей крови по различным участкам тела определяется сердечным выбросом левого желудочка и состоянием сократительной способности резистивных сосудов (артериол), расположенных в этих участках.
Сосудистая артериальная система головного мозга имеет ряд принципиальных особенностей, обеспечивающих наиболее высокий уровень объемного кровотока, непрерывное поступательное движение крови, возможности коллатеральной (вспомогательной) компенсации мозгового кровотока через артериальный круг основания мозга и сосудистую оболочечную сеть.
В сосудистой артериальной системе головного мозга имеется ряд факторов, способствующих развитию нарушений мозгового кровообращения – мозговых инсультов при стенозировании или закупорке того или иного церебрального сосуда мозга. Это прежде всего необычно высокая потребность головного мозга в кислороде – на равный объем ткани в 10 раз большая, чем в поперечнополосатой мышце, и в 4 раза, чем в миокарде. Выключение кровоснабжения на несколько минут ведет к повреждению мозговой ткани, а на 5 минут и более – к ее некрозу (омертвению).
Сухие цифры медицинской статистики сообщают, что 450 тысяч человек в России ежегодно переносят инсульт. В одной Москве с этим диагнозом госпитализируются до 2 тысяч больных в месяц, число это ежегодно растет. Рост этот тем тревожнее, чем больший процент людей трудоспособного возраста поражает этот тяжелый недуг. Нужно учесть, что на 100 тысяч населения от инсульта умирают 175 человек, 31 % выживших нуждаются в постороннем уходе, 20 % могут ходить, и только 20 % возвращаются к труду и привычной жизни. 80 % не вернувшихся к труду больных ложатся тяжелым бременем на семьи, становясь не статистическим показателем, а конкретной бедой.
Анатомо-физиологические особенности магистральных артерий головы, призванных способствовать обеспечению непрерывно-поступательного движения адекватных объемов крови к мозгу, создают при некоторых условиях определенные предпосылки для нарушения мозгового кровообращения.
Позвоночная артерия (а. а vertebralis) является самой крупной ветвью подключичной артерии и отходит от нее справа под острым углом (60–80°), слева – под прямым (90–95°). Пройдя вверх и назад 5–8 см, сосудисто-нервный пучок позвоночной артерии на уровне VII шейного позвонка образует изгиб – позвоночная артерия огибает поперечный отросток этого позвонка, и на уровне VI шейного позвонка входит в костный канал.
Поднимаясь вертикально вверх, в узком канале поперечных отростков CV–CII шейных позвонков, попарно расположенных по бокам от тел позвонков, как нитка через бусины, проходят позвоночные артерии (а. а vertebralis). Далее сосудисто-нервный пучок позвоночной артерии выходит из канала дугоотростчатых суставов на уровне II шейного позвонка, отклоняется кнаружи под углом 45°, для того чтобы войти в отверстие удлиненного поперечного отростка первого шейного позвонка (атланта). Выйдя из него, сосудисто-нервный пучок позвоночной артерии резко меняет вертикальное направление на горизонтальное, огибает заднюю поверхность тела первого шейного позвонка и, поворачивая вверх и вперед, проходит через шейнозатылочную мембрану и твердую мозговую оболочку.
