Онтогенез кровообращения

Сердечно-сосудистая система плода отличается следующими особенностями. Правое и левое предсердия сообщаются между собой при помощи овального отверстия, находящегося в их перегородке. Кроме того, между легочным стволом и дугой аорты имеется артериальный проток, получивший название боталлова. Такие особенности строения приводят к тому, что кровь циркулирует по организму плода, минуя малый круг кровообращения. Насыщение крови кислородом происходит во время контакта крови плода с материнской кровыо в густой сети капилляров, расположенных в ворсинках плаценты. При этом не происходит непосредственного смешивания крови плода и крови матери, а лишь обмен различными веществами посредством диффузии. По сосудам плода течет смешанная (артериально-венозная) кровь. В наиболее выгодных условиях снабжения кислородом у плода находятся печень, сердце, головной мозг и верхние конечности, что способствует их быстрому развитию.

После рождения ребенка происходит резкая перестройка системы кровообращения. Перерезка пуповины в момент рождения нарушает связь плода с материнским организмом. При первом вдохе новорожденного происходит рефлекторное расширение легких, начинает функционировать малый круг кровообращения. Кровь по легочной артерии направляется в легкие, минуя артериальный проток, который рефлекторно сжимается. Возросший легочный кровоток повышает давление в левом предсердии, а прекращение плацентарного кровообращения снижает давление в правом предсердии, что приводит к закрытию овального отверстия в перегородке предсердий. В дальнейшем овальное окно зарастает, артериальный и венозный протоки превращаются в связки. В этот критический период проявляются врожденные пороки строения сердца и крупных сосудов. Открытые боталлов проток и овальное отверстие в постнатальном периоде также относятся к врожденным порокам сердца.

Особенности кровообращения младенца определяются высоким уровнем метаболических процессов во всех органах и тканях, требующим повышенного обмена количества кислорода и питательных веществ. Этим обусловлен высокий объем циркулирующей крови при относительной слабости незрелой сердечной мышцы и небольшом объеме сердечного выброса. Кругооборот такого большого объема крови обеспечивается высокой частотой сердечных сокращений – 140 уд/мин. Большая частота сердечных сокращений и склонность к ее увеличению даже при незначительной нагрузке (сосание, плач) связана с особенностями нервной регуляции сердца. Хотя к моменту рождения в сердце ребенка сформированы и симпатические, и парасимпатические нервные окончания, в регуляции сердечной деятельности преобладают симпатические влияния (см. Вегетативная нервная система).

После рождения сердце ребенка растет и увеличивается, изменяется его форма. Сердце новорожденного имеет поперечное положение и шаровидную форму. Это объясняется тем, что относительно большая печень поднимает свод диафрагмы, поэтому сердце новорожденного находится на уровне 4-го левого межреберья. Под влиянием сидения и стояния к концу первого года жизни диафрагма опускается и сердце занимает косое положение. К 2–3 годам верхушка сердца доходит до уровня 5-го ребра, а у 10-летних детей границы сердца такие же, как и у взрослых. Рост предсердий в течение первого года жизни опережает рост желудочков, и только после 10 лет рост желудочков начинает превышать рост предсердий.

Наиболее интенсивно масса сердца растет на первом году жизни, к восьми месяцам масса сердца увеличивается вдвое, к 3 годам утраивается, к 5 увеличивается в 4 раза, а в 16 лет – в 11 раз. При этом масса сердца у мальчиков в первые годы жизни выше, чем у девочек, а в 12–13 лет, напротив, в связи с наступлением периода усиленного роста у девочек его масса становится больше, чем у мальчиков. К 16 годам сердце девочек вновь начинает отставать в массе от сердца мальчиков. Рост массы сердца отражает рост сердечной мышцы и косвенно – увеличение объема крови, перекачиваемого сердцем за одно сокращение. Нарастание толщины стенки сердца идет за счет увеличения поперечных размеров мышечных волокон.

Частота сердечных сокращений (ЧСС) у плода колеблется от 120 до 150 в минуту. В первые двое суток после рождения ЧСС несколько ниже внутриутробного, что объясняется повышением внутричерепного давления, изменением теплопродукции в связи с переходом в среду с более низкой температурой и угнетением симпатических влияний. В последующую неделю ЧСС несколько повышается до 120–140 уд/мин. Впоследствии с возрастом ЧСС уменьшается. Например, у детей дошкольного возраста в 6 лет она составляет в среднем 95 уд/мин, у школьников 7–15 лет изменяется в пределах 92–76 уд/мин. Замедление ЧСС является результатом развития более совершенной регуляции сердечной деятельности и более эффективными сокращениями сердечной мышцы в связи с совершенствованием обменных процессов в ней.

С 20 до 30 лет при обычной функциональной нагрузке сердце человека находится в состоянии относительной стабильности. После 30–40 лет в миокарде начинает увеличиваться количество соединительнотканных элементов, появляются жировые клетки, особенно в эпикарде. Начиная с 40–45 лет в сердечно-сосудистой системе происходят инволютивные изменения. Уменьшается сила сокращений сердечной мышцы, ее кровоснабжение, внутренняя оболочка сосудов утолщается, в ней откладываются жироподобные вещества, появляются атеросклеротические бляшки, стенки артерий теряют эластичность, просвет сосудов уменьшается. Это приводит к некоторому снижению эффективности деятельности сердечной мышцы и адаптивных возможностей кровообращения и может послужить причиной острых и хронических нарушений кровообращения (гипертонической и ишемической болезней, инфарктов и инсультов).

Для оценки функционального состояния сердца решающее значение имеет определение систолического (ударного ) и минутного объемов сердца. Систолический объем крови у новорожденного при одном сокращении составляет 2,5 куб. см. К 1 году он увеличивается в 4 раза и составляет 10,2 куб. см, к 7 годам – уже в 9 раз, а к 12 годам – в 16,4 раза. Также возрастает и минутный объем кровотока, преимущественно за счет увеличения систолического объема. Однако соотношение между минутным объемом крови и массой тела, отражающее потребность организма в кислороде и питательных веществах, тем больше, чем меньше возраст ребенка. Так, у новорожденных объем циркулирующей крови составляет около 103 мл/кг веса, до 3 лет – 89, в 4–6 лет – 81, в 7–10 лет – 80 и в 11–14 лет – 78 мл/кг, т.е. интенсивность кровоснабжения тканей с возрастом постепенно снижается.

Чем младше ребенок, тем чаще увеличение минутного объема кровотока происходит за счет увеличения ЧСС, а не единичного систолического выброса. Это делает работу сердца менее эргономичной в младшие возрастные периоды.

Существенное значение имеют также показатели артериального кровяного давления (АД). Оно измеряется в миллиметрах ртутного столба и отражается в двух числовых характеристиках – систолическом и диастолическом давлении. С возрастом увеличивается как систолическое, так и диастолическое давление (табл. 4.3).

Возрастные показатели уровня артериального давления