Формирование кровеносной системы плода. Кровообращение плода

Кровообращение плода устроено таким образом, при котором в полной мере обеспечиваются потребности его развития. к моменту рождения ребенка претерпевает определенные изменения. С первым вдохом у новорожденного происходит прилив крови к легким и появляется обычный тип кровообращения, отличающийся от внутриутробного.

Процесс образования сердца зародыша начинается на второй неделе беременности, а формирование его завершается на втором месяце внутриутробного развития. В этом периоде оно приобретает все черты четырехкамерного сердца. Вместе с формированием сердца развивается сосудистая система, кровообращение плода. Кислород и питательные вещества он получает от матери. Поэтому существуют определенные особенности кровоснабжения будущего ребенка.

Как происходит кровообращение плода

Кровь, насыщенная кислородом, поступает от плаценты по пупочной вене. При этом примерно половина крови сбрасывается из пуповины через венозную сетку плода. Сбрасываемая кровь минует сосудистую систему печени плода и попадает в нижнюю полую вену. Остальная же кровь поступает в печень через Затем она по венам печени устремляется в нижнюю полую вену.

В результате таких особенностей кровообращения кровь в нижней полой вене получается смешанной. Содержание кислорода в ней больше, чем в крови, возвращающейся из в предсердие (правое). Это очень важный аспект, так как оба кровяных потока в правом предсердии разделяются, а значит, пути у них разные.

Кровоснабжение плода вследствие разделения направлений потока крови имеет следующие особенности: его мозг и миокард обеспечиваются кровью с высоким содержанием кислорода. А менее оксигенированная кровь поступает в плаценту через нисходящую аорту и пупочные артерии для насыщения кислородом.

Поступающая в правое предсердие кровь (большее ее количество) из нижней полой вены через овальное отверстие направляется в левое предсердие. Богатая кислородом кровь сбрасывается благодаря нижнему краю вторичной перегородки. Эта перегородка носит название «евстахиева заслонка». Она располагается над отверстием, ведущим в правое предсердие из нижней полой вены.

Далее происходит процесс смешивания поступившей крови с малым количеством недостаточно снабженной кислородом крови, возвращаемой через плода в левое предсердие. Из левого предсердия кровь движется в левый желудочек, а затем выбрасывается в восходящую аорту. И уже из аорты кровяной поток, богатый кислородом, распределяется в трех направлениях:

1. В для осуществления перфузии миокарда. Это примерно 9% крови, выброшенной из левого желудочка.

2. В мозг и верхние отделы туловища. Количество такой крови составляет порядка 62%. Она поступает через сонные и подключичные артерии.

Таким образом происходит кровообращение плода. Его правильное внутриутробное развитие зависит от многих факторов: наследственности будущей матери, ее образа жизни, питания и т. д.

Размеры плода

Параллельно с процессом происходит увеличение его размеров. Он растет с каждым часом, с каждым днем. До достижения двадцати одной недели беременности плод измеряют от теменной части до крестца. По прошествии данного срока замеры производят от головы до пяток. Зная размеры плода, женщина может следить за тем, насколько своевременно он развивается.

Развитие ребенка зависит, в том числе, и от увеличения веса будущей матери. Следовательно, необходимо строго соблюдать рекомендованный врачом режим питания. Кроме того, нужно выполнять комплекс специальных физических упражнений. Соблюдение будущей матерью всех предписаний специалистов поможет развиваться плоду в соответствии со сроками.

Богатая питательными веществами и кислородом кровь матери поступает по пупочной вене к плоду. Пройдя пупочное кольцо, пупочная вена отдает ветви к печени и воротной вене и затем в виде так называемого аранциева протока впадает в нижнюю полую вену, которая несет венозную кровь от нижней половины тела. Печеночные ветви проходят через печень, сливаются в более крупные венозные стволы и в виде печеночных вен впадают в нижнюю полую вену.

Таким образом, артериальная кровь, поступившая в организм плода из пупочной вены, смешивается с венозной кровью нижней полой вены и поступает в правое предсердие, куда впадает верхняя полая вена, несущая венозную кровь из верхней половины тела. Между устьями верхней и нижней полых вен имеется заслонка, благодаря которой смешанная кровь из нижней полой вены направляется к овальному отверстию, расположенному в перегородке между предсердиями, и через него в левое предсердие, а отсюда в левый желудочек.

Во время родового акта при сокращениях матки начинается частичное отделение плаценты от стенки матки, в результате чего плацентарное кровообращение плода нарушается. В крови плода уменьшается количество кислорода и увеличивается содержание углекислоты - наступает фаза кислородного голодания. При правильном течении родов в момент рождения ребенка вследствие раздражения дыхательного центра происходит первый вдох ребенка. Для возникновения дыхания имеет также значение реакция на более низкую окружающую температуру по сравнению с внутриутробной и на прикосновение рук к телу ребенка.

После рождения ребенка непосредственная связь его с материнским организмом прекращается. Для получения достаточного количества кислорода новорожденный должен энергично дышать. Показателем достаточности дыхания является громкий крик, так как он возникает при усиленном выдохе.

Отсутствие громкого крика свидетельствует о том, что легкие у ребенка плохо расправились и дыхание его не глубоко. В таких случаях путем различных раздражений кожи или искусственного дыхания следует добиться громкого крика. Если ребенок дышит всего 8-10 раз в минуту и не кричит, его нельзя передавать в детскую комнату.

С первым вдохом ребенка легкие расправляются, легочные сосуды расширяются. Благодаря присасывающему действию легких кровь из правого желудочка начинает поступать в легкие, минуя боталлов проток. Обогащенная кислородом кровь поступает из легких по легочной вене в левое предсердие, затем в левый желудочек. Поступление крови из правого предсердия в левое прекращается - овальное отверстие постепенно зарастает, запустевает аранциев и боталлов протоки и остатки пупочных сосудов, которые постепенно превращаются в соединительнотканные связки. С рождением ребенка у него начинает функционировать малый круг кровообращения, устанавливается внеутробное кровообращение (рис. 2 ). Рис. 2. Схема кровообращения у новорождённого. 1 - пупочные артерии; 2 - пупочная вена; 3 - аранциев проток; 4 - аорта; 5 - нижняя полая вена; 6 - боталлов проток; 7 - правое предсердие; 8 - левое предсердие; 9 - легочнаяартерия; 10 - левый желудочек; 11 - правый желудочек; 12 - верхняя полая вена

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.

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.

Ранее всего формируются пути первичного, или желточного, кровообра­щения, представленного у плода пупочно-брыжеечными артериями и венами. Это кровообращение для человека является рудиментарным и значения в га­зообмене между материнским организмом и плодом не имеет.

Основным кровообращением плода является хориальное, представленное сосудами пуповины. Хориальное (плацентарное) кровообращение начинает обеспечивать газообмен плода уже с конца 3-й - начала 4-й недели внутриу­тробного развития. Капиллярная сеть хориальных ворсинок плаценты сли­вается в главный ствол - пупочную вену, проходящую в составе пупочного канатика и несущую оксигенированную и богатую питательными веществами кровь. В теле плода пупочная вена направляется к печени и перед вхождением в печень через широкий и короткий венозный (аранциев) проток отдает суще­ственную часть крови в нижнюю полую вену, а затем соединяется со сравни­тельно плохо развитой воротной веной. Таким образом, печень получает мак­симально оксигенированную кровь пупочной вены уже в некотором разведе­нии с чисто венозной кровью воротной вены.

Пройдя через печень, эта кровь поступает в нижнюю полую вену по си­стеме возвратных печеночных вен. Смешанная в нижней полой вене кровь по­ступает в правое предсердие. Сюда же поступает и чисто венозная кровь из верхней полой вены, оттекающая от краниальных областей тела. Вместе с тем строение этой части сердца плода таково, что здесь полного смешения двух потоков крови не происходит. Кровь из верхней полой вены направляется преимущественно через правое венозное отверстие в правый желудочек и ле­гочную артерию, где раздваивается на два потока, один из которых (мень­ший) проходит через легкие, а другой (больший) через артериальный ботал-лов проток попадает в аорту и распределяется между нижними сегментами тела плода. Кровь, поступившая в правое предсердие из нижней полой вены, попадает преимущественно в широко зияющее овальное окно и затем в ле­вое предсердие, где она смешивается с небольшим количеством венозной кро­ви, прошедшей через легкие, и поступает в аорту до места впадения арте­риального протока, таким образом обеспечивая лучшую оксигенацию и трофику головного мозга, венечных сосудов и всей верхней половины тела. Кровь нисходящей аорты, отдавшая кислород, по пупочным артериям возвра­щается в капиллярную сеть хориальных ворсинок плаценты. Таким образом, функционирует система кровообращения, представляющая собой замкнутый круг, обособленный от системы кровообращения матери, и действующая ис­ключительно за счет сократительной способности сердца плода. Определен­ную помощь в осуществлении гемодинамики плода оказывают начинающиеся с 11 -12-й недели дыхательные движения. Возникающие при них периоды от­рицательного давления в грудной полости при нерасправившихся легких способствуют поступлению крови из плаценты в правую половину сердца. Жизнеспособность плода зависит от снабжения его кислородом и выведения углекислоты через плаценту в материнский круг кровообращения.

Пупочная вена доносит оксигенированную кровь только до нижней полой и воротной вен. Все органы плода получают только смешанную кровь. Одна­ко наилучшие условия оксигенации имеются в печени, головном мозге и верх­них конечностях, худшие условия - в легких и нижней половине тела.

Степень насыщения кислородом крови пупочной вены меняется в течение беременности. При 22 нед она составляет 60%. В дальнейшем при перенаши­вании беременности насыщение может снизиться и на 43-й неделе упасть до 30%. Насыщенность кислородом крови пупочных артерий составляет на 22-й неделе 40%, на 30 -40-й -25%, а к 43-й неделе падает до 7%. Несмотря на сравнительно низкое насыщение крови кислородом, артериовенозная разница у плода составляет около 20%, что приближается к показателю артериовенозной разницы взрослого человека (20 - 30%). Парциальное давление кислорода в пупочной вене плода составляет 21 - 29 мм рт. ст., или 2,80 - 3,87 кПа, а в пупочной артерии - от 9 до 17 мм рт. ст., или 1,20 - 2,27 кПа.

Парциальное давление углекислоты соответственно составляет 42 - 45 мм рт. ст., или 5,60 - 6,00 кПа, и 45 - 49 мм рт. ст., или 6,00 - 6,53 кПа. Условия плацентарного кровообращения и газообмена обеспечивают нормальное фи­зиологическое развитие плода на всех этапах беременности. Факторами, суще­ственно способствующими адаптации плода к этим условиям, являются уве­личение дыхательной поверхности плаценты, увеличение скорости кровотока, нарастание количества гемоглобина и эритроцитов крови плода, наличие особо высокой кислородосвязывающей способности фетального гемоглобина, а также существенно более низкая потребность тканей плода в кислороде. Тем не менее по мере роста плода и увеличения срока беременности условия газообмена существенно ухудшаются. Причиной этого, вероятно, является относительное отставание в росте дыхательной поверхности плаценты.

Частота сердечных сокращений человеческого эмбриона сравнительно низкая (15 - 35 в минуту). По мере формирования плацентарного кровообра­щения она увеличивается до 125-130 в минуту. При нормальном течении бе­ременности этот ритм исключительно устойчив, но при патологии может ре­зко замедляться или ускоряться. Это говорит о раннем созревании рефлекторных и гуморальных регулирующих воздействий на систему внутриу­тробного кровообращения. Раньше созревает симпатическая и несколько поз­же парасимпатическая иннервация сердца. Кровообращение плода является важнейшим механизмом его жизнеобеспечения, и поэтому контроль за дея­тельностью сердца имеет самое непосредственное практическое значение при наблюдении за течением беременности.