Характеристика кровообращения. В эмбриональный период (2-8 нед) имеет место желточное кровообращение. Сердце начинает формироваться на 4-й неделе, сначала в форме двухкамерного, к концу 5-й недели становится трехкамерным (два предсердия и один желудочек), а к 7-й неделе - четырехкамерным. Параллельно происходит закладка и формирование сосудов. ЧСС на 6-й неделе составляет 110 уд/мин, а на 8-12-й неделе - 170 уд/мин. К 3-му месяцу кровообращение обеспечивает движение крови в теле эмбриона и желточном мешке. После 3-го месяца кровообращение плода и материнского организма становится раздельным, контакт происходит через плаценту, которая выполняет функции легких, кишечника и почек. Через плаценту протекает примерно 800 мл/мин материнской крови, а к плоду доходит 130 мл/мин/кг массы тела, т.е. -50% крови плода. От плаценты наиболее оксигенированная кровь (НЮ 2 -80%) по пупочной вене оттекает к печени, затем она превращается в венозный проток, впадающий в нижнюю полую вену, в которую также поступает кровь от нижней части тела и печени (НЬ0 2 -25%). В этой связи смешанная венозная кровь полой вены имеет насыщение кислородом около 60%. Кровь из нижней полой вены попадает в правое предсердие. Сюда же поступает кровь из верхней полой вены (НЮ 2 -80%). Поэтому в правом желудочке высокое давление крови.
У плода большая часть крови из правого предсердия через овальное отверстие попадает в левое предсердие, часть крови - в правый желудочек и далее - в легочной ствол. Легочные сосуды в связи с отсутствием дыхания в значительной степени закрыты. Из-за создавшегося сопротивления основная часть крови (2/3) из легочного ствола через артериальный, или боталлов, проток направляется в аорту дистальнее отхождения сосудов сердца, головы и верхних конечностей. Это возможно по причине того, что давление в аорте у плода ниже, чем в легочном стволе. Поэтому указанные отделы тела снабжаются большим объемом крови и быстрее развиваются, чем нижняя часть тела. От подвздошных артерий отходят две пупочные артерии, по которым в составе пупочного канатика большая часть крови возвращается в плаценту (рис. 9.3, б).
Физиологические свойства сердца. Мембранный потенциал покоя в кардиомиоцитах имеет более низкую величину, что связано с малой проницаемостью мембраны для калия и высокой - для натрия.
Рис. 9.3: Изменение структуры системы кровообращения в онтогенезе: а - кровообращение плода; б - движение крови в плаценте; в - кровообращение после рождения;
- 1 - пупочные артерии; 1а - боковые пупочные связки (заросшие артерии); 2 - ворсинки; 3 - мельчайшая артерия, приносящая кровь в ворсинку; 4 - мельчайшая вена, уносящая кровь из ворсинки;
- 5 - промежутки между ворсинками, заполненные материнской кровью поступающей из артерий (6) и вытекающей в вены (7) материнского организма; 8 - пупочная вена; 8а - круговая связка печени (заросшая вена);
- 9 - пупочное кольцо; 10- воротная вена; 11 - печень; 12 - нижняя полая вена; 13 - отверстие между предсердиями; 13а - заросшее отверстие;
- 14 - легочная артерия; 15 - боталлов проток; 15а - заросший боталлов
проток; 76-легкое
(по А.Н. Кабанову, А.П. Чабовской, 1975)
К моменту рождения мембранный потенциал покоя достигает уровня взрослых. Фаза деполяризации потенциала действия имеет низкую скорость в связи с активацией медленных Са 2 /Ыа-каналов.
Активация быстрых Ыа -каналов начинается позже и совпадает по времени с появлением парасимпатической иннервации сердца (после 12-й недели). Кардиомиоциты плода содержат примерно в 2 раза меньше миофибрилл, чем у взрослого человека, поэтому сила сокращения миокарда на единицу поперечного сечения в 2-3 раза меньше. Сокращение кардиомиоцитов плода в большей степени, чем у взрослых, зависит от внеклеточного содержания Са 12 . В последней трети внутриутробного периода величина систолического объема составляет 1-3 мл, минутного объема - 150-450 мл, ЧСС - 130-140 уд/мин. Однако индекс сократимости сердца с учетом массы тела и низким периферическим сопротивлением сосудов не уступает или даже превышает величины взрослых людей. Это свидетельствует о том, что сердце плода работает почти с полным использованием резерва сократимости. На электрокардиограмме (ЭКГ) обычно регистрируется правограмма в связи с относительной гипертрофией правого желудочка. Тоны сердца начинают регистрироваться с 18-20-й недели, сначала систолические, позднее - диастолические.
Регуляция деятельности сердца. Уже у плода появляются внут-рисердечные механизмы регуляции, проявляющиеся в эффекте Старлинга: усиление сокращения сердечной мышцы в ответ на увеличение ее растяжения. Нервная регуляция появляется также довольно рано: сначала появляется парасимпатическая иннервация (с 12-13-й недели беременности), затем - симпатическая (с 20-й недели). С середины беременности активность симпатического отдела начинает превышать активность парасимпатического. В результате гуморальные адренергические механизмы быстрее модулируют сердечную активность плода. Но плотность симпатических нервов в ССС плода очень мала. Что касается парасимпатической системы, то функционально она оказывает очень малое влияние на сердце плода вплоть до самой последней стадии его фетального созревания.
Система кровообращения плода малореактивна, и в этом еще одна ее особенность. Низкая реактивность, возможно, более всего зависит от того, что пупочно-плацентарные сосуды находятся в расширенном состоянии, их тонус крайне низок, что уменьшает периферическое сопротивление сосудов. Это во многом и обеспечивает гашение сердечно-сосудистых реакций и уменьшает нагрузку на сердце.
Выраженная гипоксемия, гиперкапния или комбинация обоих факторов обычно вызывают повышение ЧСС и АД.
У плода, подобно тому, как это происходит и у взрослых, отмечается перераспределение кровообращения при изменении газового состава крови в соответствии с потребностью тканей в кислороде. Сердце рано начинает реагировать на стресс, вызванный гипоксией или кровопотерей (у человека реакции появляются после 10-й недели беременности), однако рефлексы с баро- и хеморецепторов сино-каротидной зоны и дуги аорты у плода выражены слабо.
Во время движений у плода происходит повышение АД, что обусловлено увеличением ЧСС, но не нарастанием сосудистого тонуса. Артериолы и капилляры полностью или почти полностью раскрыты и общее периферическое сопротивление в этой связи минимально.
В целом же к концу созревания плода в норме устанавливается значительная степень нервного контроля ССС. Системное кровообращение у зрелого плода (как и у новорожденного ребенка) характеризуется нейрогенной гипертензией.
Эта статья - первая часть цикла про сердце и кровообращение. Сегодняшний материал полезен не только для общего развития, но и для понимания, какие бывают пороки сердца. Для лучшего представления размещено много рисунков, причем половина с анимацией.
Схема потоков крови в сердце ПОСЛЕ рождения
Венозная кровь от всего организма собирается в правом предсердии по верхней и нижней полой венам (по верхней - от верхней половины тела, по нижней - от нижней). Из правого предсердия венозная кровь через трехстворчатый клапан попадает в правый желудочек, откуда через легочной ствол (= легочная артерия) попадает в легкие.
Схема : полые вены? правое предсердие? ? правый желудочек? [клапан легочной артерии] ? легочная артерия.
Строение сердца взрослого человека (рисунок с www.ebio.ru).
Артериальная кровь из легких по 4 легочным венам (по 2 от каждого легкого) собирается в левом предсердии, откуда через двустворчатый (митральный ) клапан попадает в левый желудочек, а затем через аортальный клапан выбрасывается в аорту.
Схема : легочные вены? левое предсердие? [митральный клапан] ? левый желудочек? [аортальный клапан] ? аорта.
Схема движения крови в сердце после рождения
(анимация).
Superior vena cava - верхняя полая вена.
Right atrium - правое предсердие.
Inferior vena cava - нижняя полая вена.
Right ventricle - правый желудочек.
Left ventricle - левый желудочек.
Left atrium - левое предсердие.
Pulmonary artery - легочная артерия.
Ductus arteriosus - артериальный проток.
Pulmonary vein - легочная вена.
Схема потоков крови в сердце ДО рождения
У взроcлых людей все просто - после рождения потоки крови отделены друг от друга и не смешиваются. У плода кровообращение происходит гораздо сложнее, что связано с наличием плаценты, неработающими легкими и желудочно-кишечным трактом. У плода есть 3 особенности:
- открытое овальное отверстие (foramen ovale, «форАмэн овАле»),
- открытый артериальный проток (боталлов проток, ductus arteriosus, «дУктус артериОзус»)
- и открытый венозный проток (ductus venosus, «дУктус венОзус»).
Овальное отверстие соединяет правое и левое предсердие, артериальный проток - легочную артерию и аорту, а венозный проток - пупочную вену и нижнюю полую вену.
Рассмотрим потоки крови у плода.
Схема кровообращения плода
(объяснения в тексте).
Обогащенная кислородом артериальная кровь из плаценты по пупочной вене, проходящей в пуповине, поступает к печени. Перед вхождением в печень поток крови делится, и значительная часть его минует печень по венозному протоку , имеющемуся только у плода, и идет в нижнюю полую вену прямо к сердцу. Кровь от самой печени по печеночным венам также поступает в нижнюю полую вену. Таким образом, перед впадением в правое предсердие в нижней полой вене получается смешанная (венозно-артериальная) кровь от нижней половины тела и плаценты.
По нижней полой вене смешанная кровь поступает в правое предсердие, откуда 2/3 крови через открытое овальное отверстие попадают в левое предсердие, левый желудочек, аорту и большой круг кровообращения.
Овальное отверстие и артериальный проток у плода.
Движение крови через овальное отверстие (анимация).
Движение крови через артериальный проток (анимация).
1/3 смешанной крови, поступившей по нижней полой вене, смешивается со всей чисто венозной кровью из верхней полой вены, собирающей кровь от верхней половины тела плода. Далее из правого предсердия это поток направляется в правый желудочек и затем в легочную артерию. Но легкие у плода не работают, поэтому только 10% этой крови попадает в легкие, а остальные 90% через артериальный (боталлов) проток сбрасываются (шунтируются) в аорту, ухудшая в ней насыщенность кислородом. От брюшной части аорты отходят 2 пупочные артерии, которые в пуповине идут к плаценте для газообмена, и начинается новый круг кровообращения.
Печень плода единственная из всех органов получает чистую артериальную кровь от пупочной вены. Благодаря «льготному» кровоснабжению и питанию печень к моменту рождения успевает вырасти до такой степени, что занимает 2/3 брюшной полости и в относительном плане весит в 1.5-2 раза больше, чем у взрослого.
Артерии к голове и верхней половине тела отходят от аорты выше уровня впадения артериального протока, поэтому кровь, поступающая к голове, насыщена кислородом лучше, чем, например, кровь, поступающая к ногам. Как и печень, голова новорожденного также необычайно большая и занимает 1/4 часть всей длины тела (у взрослого - 1/7). Головной мозг новорожденного составляет 12 - 13% массы тела (у взрослых 2,5%). Наверно, маленькие дети должны быть необычайно умными, но мы об этом не можем догадаться по причине 5-кратного уменьшения массы головного мозга. 😉
Изменения кровообращения после рождения
Когда новорожденный делает свой первый вдох, его легкие расправляются , сосудистое сопротивление в них резко падает, и кровь начинается поступать в легкие вместо артериального протока, который вначале опустевает, а потом зарастает (говоря по-научному, облитерируется).
После первого вдоха давление в левом предсердии из-за повышенного притока крови увеличивается, и овальное отверстие перестает функционировать и зарастает. Также зарастают венозный проток, пупочная вена и конечные отделы пупочных артерий. Кровообращение становится таким же, как у взрослых.
Пороки сердца
Врожденные
Поскольку развитие сердца довольно сложное, этот процесс может быть нарушен во время беременности при курении, употреблении алкоголя или ряда лекарств. Врожденные пороки сердца бывают у 1% новорожденных . Чаще всего регистрируются:
- дефект (незаращение) межпредсердной или межжелудочковой перегородки: 15-20 %,
- неправильное расположение (транспозиция ) аорты и легочного ствола - 10-15 %,
- тетрада Фалло - 8-13 % (сужение легочной артерии + неправильное расположение аорты + дефект межжелудочковой перегородки + увеличение правого желудочка),
- коарктация (сужение) аорты - 7,5 %
- открытый артериальный проток - 7 %.
Приобретенные
Приобретенные пороки сердца возникают в 80 % случаев по причине ревматизма (как теперь говорят, острой ревматической лихорадки). Острая ревматическая лихорадка возникает через 2-5 недель после стрептококковой инфекции горла (ангина, фарингит ). Поскольку стрептококки по антигенному составу похожи на собственные клетки организма, образующиеся антитела запускают повреждение и воспаление в кровеносной системе, что в итоге приводит к формированию пороков сердца. В 50% случаев поражается митральный клапан (если помните, он еще называется двухстворчатым и находится между левым предсердием и желудочком).
Приобретенные пороки сердца бывают:
- изолированные (2 основных вида):
- стеноз клапана (сужение просвета)
- недостаточность клапана (неполное закрытие, в результате чего при сокращении наблюдается обратный ток крови)
- сочетанные (стеноз и недостаточность одного клапана),
- комбинированные (любое поражение разных клапанов).
Стоит заметить, что иногда сочетанные пороки называют комбинированными, и наоборот, т.к. четких определений здесь нет.
С конца 2-го месяца утробного периода жизни устанавливается плацентарное кровообращение , сохраняющееся до момента рождения ребенка.
Кровь, обогащенная в плаценте кислородом и питательными началами, поступает в плод по пупочной вене, проходящей в пупочном канатике вместе с двумя пупочными артериями (цветные рис. 1 и 2). Пройдя пупочное кольцо, пупочная вена делится и частично продолжается в виде аранциева протока (dustus venosus Arantii), впадающего в нижнюю полую вену; другая часть в виде нескольких веточек идет к нижней поверхности печени, где они и проникают в ее паренхиму, частично предварительно анастомозируя с веточками портальной вены.
Рис. 1. Схема кровообращения у новорожденного.
1 - ligamentum teres hepatis; 2 - v. portae; 3 - ligamentum Arantii; 4 - v. cava inferior; 5 - v. hepatica; 6 - правое предсердие; 7 - левое предсердие; 8 - легочные сосуды; 9 - аорта; 10 - a. pulmonalis;
11 - ligamentum arteriosum magnum; 12 - легкое; 13 - aorta descendens; 14 - ligamentum vesico-umbilicalis lateralis.
Рис. 2. Схема внутриутробного кровообращения у плода.
1 - v. umbilicalis; 2 - v. portae; 3 - ductus venosus Arantii; 4- v. cava inferior; 5 - v. hepatica; 6 - правое предсердие; 7 - левое предсердие; 8 - легочные сосуды; 9 - аорта; 10 - a. pulmonalis; 11 - ductus arteriosus Botalli; 12 - легкое; 13 - aorta descendens; 14 - aa. umbilicales.
Богатая кислородом кровь через аранциев проток поступает в нижнюю полую вену, куда также собирается венозная кровь из нижней половины тела, несколько выше изливается другая часть плацентарной крови, предварительно прошедшая через печень. Кровь нижней полой вены, относительно богатая кислородом, поступает в правое предсердие, куда впадает также и верхняя полая вена, несущая венозную кровь из верхней половины тела.
По данным большинства авторов, в правом предсердии полного смешения обоих потоков крови не происходит, так как кровь из нижней полой вены благодаря клапану, находящемуся на правой стороне ее устья, почти целиком через овальное отверстие поступает в левое предсердие, а венозная кровь верхней полой вены остается в предсердии и почти полностью переходит в правый желудочек. Однако новейшие данные ставят под большое сомнение это положение и заставляют считать, что кровь обеих полых вен в правом предсердии смешивается.
В левом предсердии происходит смешение крови, поступившей туда через овальное отверстие с кровью легочных вен, несущих кровь от нефункционирующих легких; количество венозной крови, поступающей по легочным венам, очень невелико, и оно не оказывает существенного влияния на газовый состав крови левого желудочка.
При одновременной систоле обоих желудочков кровь из левого желудочка через aorta ascendens поступает в систему больших сосудов (аа. anonyma, carotis, subclavia sin.), питающих верхнюю половину тела, через aorta descendens - в сосуды нижней половины тела. Из правого желудочка кровь поступает в легочную артерию, частично проходит через легкие и, как уже было сказано, по легочным венам возвращается в левое предсердие. Большая же часть крови правого желудочка попадает через боталлов проток в конечную часть аортальной дуги и почти целиком оказывается в aorta descendens.
В результате такого распределения крови, особенно если допустить, что кровь верхней и нижней полых вен полностью не смешивается, голова и верхние конечности получают кровь, более богатую кислородом, чем вся нижняя половина тела.
Значительная часть крови нисходящей аорты в дальнейшем снова попадает в плаценту по пупочным артериям, отходящим от аа. hypogastricae. Пупочные артерии поднимаются вдоль боковых стенок мочевого пузыря по задней поверхности передней брюшной стенки к пупку, проходят через пупочное кольцо и по пуповине достигают плаценты, где и распадаются на мельчайшие капилляры в окружности ее долек и в ворсинках.
Таким образом, в сосудах тела плода нет чистой артериальной крови; в наиболее благоприятных условиях в этом отношении оказывается печень, где артериальная кровь пупочной вены смешивается, и то лишь частично, с кровью воротной вены. Кровь v. cavae inferioris уже достаточно венозна; еще более венозной является кровь aortae descendentis.
С момента рождения ребенка прекращается плацентарное кровообращение, легкие расправляются и наполняются кровью, зародышевые кровеносные пути (аранциев и боталлов протоки, овальное отверстие и остатки пупочных сосудов) закрываются и в дальнейшем постепенно облитерируются. У новорожденного устанавливается внеутробное кровообращение.
В постэмбриональной жизни пупочная вена превращается в lig. teres hepatis, пупочные артерии - в lig. vesico-umbilicales, боталлов проток - в lig. arteriosum magnum. Полная и стойкая облитерация зародышевых сосудов заканчивается к 6-8-й, а иногда даже 9-11-й неделям; окончательное заращение овального отверстия наступает лишь около 5-7-го месяцев жизни ребенка.
Маленькое сердце эмбриона перекачивает объём крови, трёхкратно превышающий таковой у взрослого человека. Кровообращение плода обеспечивает высокий метаболизм его тканей и органов . Правильная закладка сердечно-сосудистой системы будущего ребёнка зависит от многих факторов – здоровья матери, состояния окружающей среды. Несоблюдение беременной женщиной элементарных правил – неспособность отказаться от курения, алкоголя, переедания — может привести к печальным результатам.
Собственное кровообращение у плода начинает функционировать с конца второго месяца его антенатальной закладки , обеспечивая кровоснабжение головного мозга, других жизненно важных органов.
Схема, представляющая кровообращение у плода, отличается от схемы кровообращения после рождения – кровоток у плода организован с помощью дополнительных гемодинамических шунтов.Оба круга кровообращения (большой и малый) заканчиваются в аорте. Из неё 65% крови возвращается в плаценту по пупочным артериям.
Большая масса крови в малом круге выбрасывается в аорту через боталлов проток ниже сосудистого ответвления, снабжающего голову и верхние конечности плода, что дополняет особенности кровообращения – это позволяет доставить больше кислорода для мозга.
Особенности
Кровообращение в антенатальном периоде имеет характерные особенности:
Поддерживают особенности, способствующие параллельности, интенсивности кровообращения временные системы у плода: аранциев и боталлов протоки, овальное окно.
Задайте свой вопрос врачу клинической лабораторной диагностики
Анна Поняева. Закончила нижегородскую медицинскую академию (2007-2014) и Ординатуру по клинико-лабораторной диагностике (2014-2016).
Свойства плацентарной крови (70%-ное насыщение кислородом, кислородное давление 28-30 мм рт. ст.) меняются в предсердиях.
В левом предсердии показатели составляют 65% и 26 мм рт. ст. В правом – 55% и 16-18 мм рт. ст.Характерная особенность крови в пренатальном периоде – большое количество фетального гемоглобина HbF. От 10-й до 28-й недели гестации он составляет 90% гемоглобина. С 28-й по 34-ю неделю кровь эмбриона перестраивается – переходит к взрослому гемоглобину HbA. У доношенного плода отношение фетального гемоглобина к взрослому составляет 80:20.
