Кровообращение плода. Большой и малый круги кровообращения. Особенности кровообращения плода. Учебное видео анатомия кровообращения у плода

Кровообращение плода происходит через плаценту, которая получает 60% комбинированного желудочкового выброса, а после рождения его большая часть направляется к легким.

Система кровообращения плода

При изучении кровообращения плода следует отметить несколько анатомических и физиологических факторов.

Нормальное кровообращение взрослых представлено серией кругооборотов потока крови через правые отделы сердца, легкие, левые отделы сердца, системный кровоток и вновь в правые отделы сердца. Кровообращение плода — параллельная система с сердечным выбросом из правого и левого желудочка, направленным к разным сосудам. Например, правый желудочек, обеспечивающий около 65% комбинированного выброса, перекачивает кровь через легочную артерию, артериальный проток и нисходящую аорту. Лишь малая часть выброса из него проходит через легочную циркуляцию. Левый желудочек снабжает кровью, главным образом, ткани, кровоснабжаемые дугой аорты (например, головной мозг). Кровообращение плода — параллельный кругооборот, характеризующийся каналами (венозным протоком, овальным отверстием, артериальным протоком), обеспечивающий приток более высокооксигенированной крови к верхней половине тела и головному мозгу, менее высокооксигенированной — к нижней половине тела и низкооксигенированной — к нефункционирующим легким.

Пупочная вена, несущая оксигенированную кровь (насыщение кислородом достигает 80%) от плаценты к телу плода, проникает в портальную систему. Часть пупочно-портальной крови проходит через микроциркуляцию печени, где выделяется кислород. Оттуда кровь идет через печеночные вены в нижнюю полую вену. В кровообращении плода большая часть крови обходит печень через венозный проток, прямо проникающий в нижнюю полую вену, которая также получает ненасыщенную (25%) венозную кровь от нижней половины тела. Кровь, достигшая сердца через нижнюю полую вену, насыщена кислородом примерно на 70% (максимально высокооксигенированная кровь). Около одной трети крови, возвращающейся в сердце из нижней полой вены, протекает преимущественно через правое предсердие, смешиваясь с кровью из верхней полой вены, далее через овальное отверстие в левое предсердие, где смешивается с относительно небольшим объемом венозной крови из легких. Кровь течет из левого предсердия в левый желудочек, затем в восходящий отдел аорты.

От проксимального отдела аорты, несущего наиболее насыщенную кислородом кровь (65%) от сердца, отходят ветви для кровоснабжения головного мозга и верхней половины тела. Большая часть крови, возвратившейся через нижнюю полую вену, попадает в правое предсердие, где смешивается с ненасыщенной кровью, возвратившейся через верхнюю полую вену (насыщение кислородом 25%). Кровь от правого желудочка (насыщение кислородом — 55%) проникает в аорту через артериальный проток. Нисходящая аорта снабжает нижнюю половину тела кровью, менее насыщенной кислородом (около 60%), чем кровь, приходящая к головному мозгу и верхней половине тела.

Следует особо отметить роль артериального протока. Кровь в кровообращении плода из правого желудочка поступает в легочный ствол, из которого большая часть благодаря высокому сосудистому сопротивлению обходит легкие через артериальный проток и проникает в нисходящую аорту. Хотя нисходящая аорта отдает ветви к нижней половине тела плода, основная часть крови от нее течет к пупочным артериям, которые несут кровь без кислорода к плаценте.

Обмен кислорода в кровообращении плода

В отличие от легких, нуждающихся в малом количестве кислорода, статистически значимую долю кислорода, полученного из крови матери при родах, потребляет плацентарная ткань. Степень функционального шунтирования плацентарной крови, прошедшей через центры обмена, примерно в десять раз выше, чем в легких. Основная причина функционального шунтирования, вероятно, состоит в несоответствии между материнским и плодовым кровотоком в центрах обмена, служащих примерами вентиляционно-перфузионного неравенства, аналогичного таковому в легких.

Маточно-плацентарное кровообращение содействует газоообмену при кровообращении плода. Кислород, углекислый газ и инертные газы проникают через плаценту посредством простой диффузии. Степень переноса пропорциональна разнице давлений газов и обратно пропорциональна диффузионному расстоянию между материнской и плодовой кровью. Плацента не служит значимым барьером для обмена дыхательных газов до тех пор, пока не отделится (отслойка плаценты) или не станет отечной (выраженная водянка плода).

На рисунке показаны анатомическое распределение маточного и пупочного кровотока и перенос кислорода через плаценту. Материнский шунт составляет 20% маточного кровотока и включает часть крови, отведенной к миоэндометрию. Плодовый шунт обеспечивает кровью плаценту и плодовые оболочки и составляет 19% пупочного кровотока. Материнско-плодовые градиенты давления кислорода и углекислого газа рассчитаны в соответствии с параметрами напряжения газов в маточной и пупочной артериях и вене. Пупочная вена плода, подобно легочной вене взрослого, переносит наиболее обогащенную кислородом кровь. Давление кислорода в ней составляет около 28 мм рт.ст., что ниже, чем у взрослых. Относительно низкое напряжение у плода требуется для внутриутробного выживания, так как высокое давление кислорода инициирует физиологическую адаптацию (например, закрытие артериального протока и расширение легочных сосудов), которая в норме происходит у новорожденного, но оказывает неблагоприятное влияние во внутриутробной жизни.

Не будучи вовлеченными в газообмен, дыхательные движения плода участвуют в развитии легких и респираторной регуляции. Дыхание плода отличается от дыхания взрослых тем, что у плода оно эпизодическое, чувствительно к концентрации глюкозы и угнетается гипоксией. Вследствие чувствительности к острой нехватке кислорода, дыхание плода в клинической практике используют в качестве показателя полноценности оксигенации плода.

Кривые диссоциации гемоглобина у плода и матери

Большую часть кислорода в кровообращении плода переносит гемоглобин эритроцитов. Максимальное количество кислорода, переносимого 1 г гемоглобина при 100% насыщении, составляет 1,37 мл. Объемная скорость перемещения гемоглобина зависит от степени кровоснабжения и концентрации гемоглобина. Маточный кровоток к концу беременности составляет 700-1200 мл/мин, при этом около 75-88% его приходится на межворсинчатое пространство. Пупочный кровоток составляет 350-500 мл/мин, и более 50% крови идет к плаценте.

Кислородная емкость крови определяется концентрацией гемоглобина. Ее выражают в миллилитрах кислорода на 100 мл крови. Ближе к окончанию беременности концентрация гемоглобина у плода — около 180 г/л, а кислородная емкость — 20-22 мл/дл. Кислородная емкость крови матери, пропорциональная концентрации гемоглобина, ниже, чем у плода.

Сродство гемоглобина к кислороду, выражаемое в виде процента насыщения при имеющемся напряжении кислорода, зависит от химических условий. В кровообращении плода связывание кислорода гемоглобином в стандартных условиях (давление углекислого газа, рН и температура) намного выше, чем у небеременных взрослых. В противоположность этому сродство гемоглобина к кислороду у матери в этих условиях ниже: при давлении последнего 26,5 мм рт.ст. (у плода — 20 мм рт.ст.) кислородом насыщено 50% гемоглобина.

Более высокая температура плода и более низкий рН in vivo сдвигают кривую диссоциации кислорода вправо, а более низкая температура матери и более высокий рН сдвигают кривую влево. В результате кривые диссоциации кислорода для крови плода и матери не так различаются в месте плацентарного перехода. Показатель насыщения кислородом венозной крови матери, вероятно, составляет 73%, а его давление — около 36 мм рт.ст. Соответствующие значения для крови из пупочной вены составляют примерно 63% и 28 мм рт.ст. Как единственный источник кислорода для плода, кровь в пупочной вене характеризуется более высокими сатурацией и давлением кислорода, чем кровь плода. При низком давлении кислорода в артериальной крови плода его оксигенация поддерживается усилением кровотока в тканях, вызванным увеличением сердечного выброса. Наряду с более низким насыщением гемоглобина крови кислородом это приводит к его нормальному поступлению к органам плода.

Снижение сродства гемоглобина к кислороду, вызванное уменьшением рН, относят к эффекту Бора. В связи с особой ситуацией в плаценте двойной эффект Бора облегчает переход кислорода от матери к плоду. Когда происходит перенос углекислого газа и связанных кислот от плода к матери, сопутствующее увеличение рН плода повышает аффинность эритроцитов плода к захвату кислорода. Сопутствующее снижение рН крови матери уменьшает аффинность к кислороду и способствует разгрузке кислорода из ее эритроцитов.

Изменения анатомии сердечно-сосудистой системы после рождения

После рождения происходят следующие изменения кровообращения плода и сердечно-сосудистой системы.

• Прекращение плацентарного кровообращения с разрывом и дальнейшей облитерацией пупочных сосудов.
• Закрытие венозного протока.
• Закрытие овального отверстия.
• Постепенное сужение и в дальнейшем облитерация артериального протока.
• Расширение легочных сосудов и формирование легочного кровообращения.

Прекращение пупочного кровообращения, закрытие сосудистых шунтов и формирование легочного кровообращения приводят к тому, что система кровообращения новорожденного превращается из параллельной материнской в замкнутую и совершенно самостоятельную.

Развитие кровеносной системы у плода

Если кто-то считает, что только образовавшийся эмбрион не имеет никакой связи с жизнью, тот глубоко ошибается. Ведь уже с момента вживления оплодотворенной яйцеклетки в эндометрий до второй недели жизни зародыша идет первый этап развития сердечно-сосудистой системы — желточный период.

Желточный мешок зародыша является источником питательных веществ, которые по первичным, но уже существующим сосудам доставляют эмбриону необходимые питательные вещества. На 3-й неделе внутриутробного развития начинает функционировать первичный круг кровообращения. На 3-4-й неделе беременности начинает функционировать кроветворение в печени плода, которая является местом образования кроветворных клеток. Эта стадия занимает период до 4-го месяца внутриутробного развития плода.

К началу четвертого месяца костный мозг плода созревает для того, чтобы полностью взять на себя ответственность за образование эритроцитов, лимфоцитов и других клеток крови. Наряду с костным мозгом, кроветворение начинает осуществляться и в селезенке. С конца 8-й недели беременности начинает функционировать аллантоидное кровообращение, благодаря которому первичные сосуды плода соединяются с плацентой. Этот этап представляет собой новый уровень, так как обеспечивает более полную доставку питательных веществ от матери к плоду.

С конца 3-го месяца беременности на смену аллантоидному кровообращению приходит плацентарное кровообращение. С этого момента плацента начинает выполнять важные и необходимые функции для нормального развития плода — дыхательную выделительную, эндокринную, транспортную, защитную и т.д. Параллельно развитию сосудов идет и развитие сердца плода. Образовавшись на 3-й неделе внутриутробного развития, первичный круг кровообращения дает начало развитию сердца. Уже на 22 день происходит первое сокращение, которое еще не контролируется нервной системой.

И хотя маленькое сердечко имеет размеры всего лишь макового зернышка, оно уже пульсирует. На первом месяце беременности формируется сердечная трубка, из которой образуются первичное предсердие и желудочек с первичными главными сосудами. Даже с таким примитивным строением крохотное сердечко уже способно перекачивать кровь по организму. К концу 8-й, началу 9-й недели формируется четырехкамерное сердце с разделяющими их клапанами и выносящими магистральными сосудами. К 22-й неделе внутриутробного развития или к 20-й неделе беременности сердце маленького жителя материнской утробы полностью сформировано.

2 Особенности кровообращения плода

Что же отличает кровообращение плода от такового у взрослого человека? — Многое, и об этих отличительных особенностях мы постараемся поговорить.

3 Особенности кровообращения после рождения

У доношенного ребенка после рождения возникает ряд физиологических реакций, позволяющих его кровеносной системе перейти на самостоятельную работу. После перевязки пупочного канатика связь между кровотоком матери и ее ребенка прекращается. С первым криком малыша начинают работать легкие, а уже функционирующие альвеолы обеспечивают снижение сопротивления в малом круге примерно в пять раз. Поэтому уже не возникает надобности в артериальном протоке, как это было раньше.

С момента запуска легочного круга кровообращения высвобождаются активные вещества, обеспечивающие расширение сосудов. Давление в аорте существенно начинает превышать таковое в легочном стволе. Начиная с первых моментов самостоятельной жизни, идет перестройка сердечно-сосудистой системы: закрываются обходные шунты, зарастает овальное окно. В конечном итоге кровеносная система ребенка приобретает сходства с таковой у взрослого человека.

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:

1. изолированные (2 основных вида):
   • стеноз клапана (сужение просвета)
   • недостаточность клапана (неполное закрытие, в результате чего при сокращении наблюдается обратный ток крови)
2. сочетанные (стеноз и недостаточность одного клапана),
3. комбинированные (любое поражение разных клапанов).

Стоит заметить, что иногда сочетанные пороки называют комбинированными, и наоборот, т.к. четких определений здесь нет.

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