Ііі.3. Возрастные особенности органов кровообращения у детей
Кровеносная система одна из основных систем организма. Основное значение системы кровообращения состоит в снабжении кровью органов и тканей. Она обеспечивает доставку тканям питательных, регуляторных, защитных веществ, кислорода, отвод продуктов обмена, теплообмен. Организм способен поддерживать жизнедеятельность лишь при получении каждой клеткой организма питательных веществ и кислорода, а также удалении выделяемых ими продуктов обмена веществ. Эти условия обеспечивает сосудистая система организма. Представляет собой замкнутую сосудистую сеть, пронизывающую все органы и ткани, и имеющую центрально расположенное насосное устройство – сердце.
Кровеносная система состоит из сердца и кровеносных сосудов. Существует три вида кровеносных сосудов: артерии, капилляры и вены.
Кровеносная система связана многочисленными нейрогуморальными связями с деятельностью других систем организма, служит важным звеном гомеостаза и обеспечивает адекватное текущим локальным потребностям кровоснабжение.
Кровь непрерывно движется по сосудам, что дает ей возможность выполнять все жизненно важные функции. К системе кровообращения относятся сердце и сосуды – кровеносные и лимфатические (см. Рис.3).
Анатомия и физиология кровеносных сосудов
Кровь заключена в систему трубок в которых она благодаря работе сердца как «нагнетательного насоса» находится в непрерывном движении. Циркуляция крови является непременным условием обмена веществ. Как только прекращается эта циркуляция, наступает болезнь, а при её прекращении – гибель человека.
Рис.3 Строение сердечно-сосудистой системы
Анатомически кровеносные сосуды делятся на артерии, артериолы, прекапилляры, посткапилляры, венулы и вены. Артерии и вены относят к магистральным сосудам, остальные сосуды формируют микроциркуляторное русло.
Артерии – это кровеносные сосуды, несущие кровь от сердца, независимо от того какая кровь: артериальная или венозная в них находится. Представляют собой трубки, стенки которых состоят из трех оболочек. Кроме того, стенки большинства артерий имеют еще между оболочками внутреннюю и наружную эластическую мембрану. Эти мембраны придают стенкам артерий добавочную прочность, упругость и обеспечивают их постоянное зияние. Самые тонкие артериальные сосуды называются артериолами. Они переходят в прекапилляры, а последние в капилляры.
Капилляры – это микроскопические сосуды, которые находятся в тканях и соединяют артериолы с венулами (через пре- и посткапилляры). Прекапилляры отходят от артериол. От прекапилляров начинаются истинные капилляры, которые вливаются в посткапилляры. По мере слияния посткапилляров образуются венулы – самые мелкие венозные сосуды. Они вливаются в вены.
Вены – это кровеносные сосуды, несущие кровь к сердцу, независимо от того какая кровь: артериальная или венозная в них находится. Стенки вен гораздо тоньше и слабее артериальных, но состоят из тех же трех оболочек. Однако эластические и мышечные элементы в венах развиты меньше, поэтому стенки вен более податливы и могут спадаться. В отличие от артерий многие вены (нижних, верхних конечностей, туловища и шеи) имеют клапаны, препядствующие обратному току крови в них. Не имеют клапанов только обе полые вены, вены головы, почечные вены, воротная и легочные вены.
Разветвления артерий и вен могут соединяться между собой соустьями, называемыми анастомозами. Сосуды, обеспечивающие окольный ток крови в обход основного пути, называются коллатеральными (окольными).
Сердце ребенка – полый мышечный орган, располагающийся в переднем средостении. Представляет собой биологический насос, благодаря работе которого кровь движется по замкнутой системе сосудов. Каждую минуту сердце перекачивает в кровеносную систему около 6 л. крови, в сутки – свыше 8 тыс. л., в течение жизни (при средней продолжительности – 70 лет) – почти 175 млн. л крови.
Сплошной вертикальной перегородкой сердце делится на левую и правую половины (см. рис. 4 ). Вторая перегородка, идущая в горизонтальном направлении, вместе с вертикальной делит сердце на четыре камеры. Верхние камеры – предсердия, нижние – желудочки.
Масса сердца новорожденных в среднем равна 20 г. Это составляет 0,66-0,80 % от массы тела. Масса сердца взрослого человека составляет 0,4% от массы тела, или в среднем составляет у мужчин 332 г (от 274 до 385 г), у женщин - 253 г (от 203 до 302 г).
Рис.4. Строение сердца у детей
Растет сердце наиболее быстро в течение первых двух лет жизни, в 5—9 лет и в период полового созревания. В длину сердце растет быстрее, чем в ширину, и рост предсердий опережает увеличение желудочков. После 2 лет предсердия и желудочки развиваются одинаково, а после 10 лет желудочки растут быстрее.
Стенка сердца состоит из 3 слоев: внутреннего, среднего и наружного. Внутренний слой представлен эндотелиальной оболочкой (эндокард), которая выстилает внутреннюю поверхность сердца. Средний слой (миокард) состоит из поперечно-полосатой мышцы. Наружная поверхность сердца покрыта серозной оболочкой (эпикард), являющейся внутренним листком околосердечной сумки – перикарда. Под серозной оболочкой расположены наиболее крупные коронарные артерии и вены, обеспечивающие кровоснабжение тканей сердца, а также большое скопление нервных клеток и нервных волокон, иннервирующих сердце.
Перикард и его значение. Перикард окружает сердце, как мешок, и обеспечивает его свободное движение. Перикард состоит из двух листков: внутреннего (эпикард) и наружного, обращенного в сторону органов грудной клетки. Между листками перикарда имеется щель, заполненная серозной жидкостью. Жидкость уменьшает трение листков перикарда. Перикард ограничивает растяжение сердца наполняющей его кровью и является опорой для коронарных сосудов.
Клапаны сердца. Сердце сокращается ритмично. Клапаны обеспечивают ток крови только в одном направлении: от сердца — в артерии, по венам — к сердцу. Между предсердиями и соответствующими желудочками располагаются предсердно-желудочковые клапаны. Левое предсердие от левого желудочка отделяет двустворчатый клапан. На границе между правым предсердием и правым желудочком находится трехстворчатый клапан. Края клапанов соединены с папиллярными мышцами желудочков тонкими и прочными сухожильными нитями, которые провисают в их полость.
Клапан аорты отделяет ее от левого желудочка, а клапан легочного ствола отделяет его от правого желудочка. Каждый из этих клапанов состоит из трех полулунных заслонок, в центре имеются утолщения – узелки. Эти узелки, прилегая друг к другу, обеспечивают полную герметизацию при закрытии полулунных заслонок.
При сокращении предсердий (систола) кровь из них поступает в желудочки. При сокращении желудочков кровь с силой выбрасывается в аорту и легочный ствол. Расслабление (диастола) предсердий и желудочков способствует наполнению полостей сердца кровью.
Таким образом, открытие и закрытие клапанов сердца связано с изменением величины давления в полостях сердца. Роль же клапанов сердца заключается в том, что они обеспечивают движение крови в полостях сердца только в одном направлении.
Автоматизм сердечных сокращений, регуляция и координация сократительной деятельности сердца осуществляется его проводящей системой. Она построена из особых атипических мышечных волокон, состоящих из сердечных проводящих миоцитов, богато иннервированных, с небольшим количеством миофибрилл и обилием саркоплазмы, которые обладают способностью проводить раздражения от нервов сердца к миокарду предсердий и желудочков.
Центрами проводящей системы являются два узла:
Синусно-предсердный узел (синусный) находится в стенке правого предсердия.
Предсердно-желудочковый узел лежит в толще нижнего отдела межпредсердной перегородки.
Патологические изменения в проводящей системе приводят к нарушениям ритма сердечной деятельности (учащение или урежение сердечных сокращений, разная частота сокращений предсердий и желудочков и т.д.).
Цикл сердечной деятельности. Основными составляющими цикла сердечной деятельности являются систола (сокращение) и диастола (расширение) предсердий и желудочков. В цикле различают три фазы: систола, или сокращение, предсердий (0,1 с), систола, или сокращение, желудочков (0,3 с), период изгнания крови – 0,25 с и диастола, или расслабление (0,4 с), сердца.
Основные физиологические свойства сердечной мышцы
Сердечная мышца, как и скелетные мышцы, обладает свойством возбудимости, способностью проводить возбуждение и сократимостью. К физиологическим особенностям сердечной мышцы относятся удлиненный рефрактерный период и автоматизм.
1. Возбудимость сердечной мышцы. Сердечная мышца менее возбудима, чем скелетная. Для возникновения возбуждения в сердечной мышце необходим более сильный раздражитель, чем для скелетной. Установлено, что реакция сердечной мышцы не зависит от силы наносимых раздражений (электрических, механических и т.д.). Сердечная мышца максимально сокращается и на пороговое и на более сильное по величине раздражение.
2. Проводимость. Волны возбуждения проводятся по волокнам сердечной мышцы и так называемой специальной ткани сердца с неодинаковой скоростью. Возбуждение по волокнам мышц предсердий распространяется со скоростью 0,8-1,0 м/с, по волокнам мышц желудочков – 0,8-0,9 м/с, по специальной ткани сердца – 2,0-4,2 м/с. Возбуждение же по волокнам скелетной мышцы распространяется с гораздо большей скоростью, которая составляет 4,7 –5 м/с.
3. Сократимость сердечной мышцы имеет свои особенности. Первыми сокращаются мышцы предсердий, затем – сосочковые мышцы и субэндокардиальный слой мышц желудочков. В дальнейшем сокращение охватывает и внутренний слой желудочков, обеспечивая тем самым движение крови из полостей желудочков в аорту и легочный ствол. Сердце для осуществления механической работы (сокращения) получает энергию, которая освобождается при распаде макроэргических фосфорсодержащих соединений (креатинфосфат, аденозинтрифосфат).
4. Рефрактерный период – это период невосприимчивости мышцы сердца к действию других раздражителей. В отличие от других возбудимых тканей сердце имеет значительно выраженный и удлиненный рефрактерный период. Благодаря выраженному рефрактерному периоду, длящемуся дольше, чем период систолы, сердечная мышца не способна к длительному сокращению и совершает работу по типу одиночного мышечного сокращения.
5. Автоматизм – способность сердечной мышцы приходить в состояние возбуждения и ритмического сокращения без внешних воздействий. Обеспечивается проводящей системой, состоящей из синусно-предсердного, предсердно-желудочкового узлов и предсердно-желудочкового пучка.
Миокард функцией автоматизма не обладает.
Большой и малый круг кровообращения
Деление на большой и малый круги кровообращения условно: они сообщены между собой, один является продолжением другого, т.е. два круга включены последовательно, это замкнутая система (см.Рис.5.).
Две части сердечно-сосудистой системы названы так потому, что каждая из них начинается в сердце и возвращается в сердце, но по отдельности замкнутых кругов они не образуют. Фактически имеется один общий замкнутый круг кровообращения. Из левого желудочка кровь поступает в аорту, далее по артериям она следует в капилляры всех органов и тканей организма, по венам возвращается в правое предсердие, правый желудочек и по легочной артерии поступает в легкие. Из легких по легочным венам артериальная кровь течет в левое предсердие и далее – в левый желудочек. Циркуляция крови по сосудам возможна только при наличии их тонуса, поскольку суммарный объем расслабленных сосудов больше объема крови. Кровь циркулирует по кругу в результате циклической деятельности сердца, главной функцией которого является нагнетание крови в артериальную систему организма.
Рис. 5.Большой и малый круги кровообращения
Гемодинамика у детей
Несмотря на ритмические сокращения сердца и поступление крови в сосуды порциями, в сосудах она течет непрерывно. Это обеспечивается эластичностью стенок артерий, которые во время систолы растягиваются, а во время диастолы спадаются и обеспечивают непрерывный ток крови. Давление, под которым кровь находится в сосудах, называется кровяным и постепенно меняется в зависимости от фазы сердечного цикла. Во время систолы желудочков кровь с силой выбрасывается в аорту, давление при этом максимально — это систолическое, или максимальное, давление. Во время диастолы давление понижается — диастолическое, или минимальное. Разность между систолическим и диастолическим давлением называется пульсовым давлением. В норме пульсовое давление равно 40 (35-55) мм рт. ст. Среднединамическое давление – это сумма минимального и одной трети пульсового давления. Выражает энергию непрерывного движения крови и представляет собой постоянную величину для данного сосуда и организма.
На величину артериального давления влияют различные факторы: возраст, положение тела, время суток, место измерения (правая или левая рука), состояние организма, физические и эмоциональные нагрузки и т.д.
Самое высокое давление в аорте (130 мм рт. ст.), в крупных артериях оно понижается на 10 % и в плечевой артерии составляет 110—125 мм рт. ст. (систолическое) на 60-85 мм рт. ст. (диастолическое). В капиллярах снижается до 15—25 мм рт. ст. Из капилляров кровь поступает в венулы (12-15 мм рт. ст.), затем в вены (3-5 мм рт. ст.). В полых венах давление составляет всего 1—3 мм рт. ст., а в самом предсердии равно нулю.
Скорость кровотока в различных участках кровяного русла неодинакова. Она зависит от суммарного просвета кровеносных сосудов данного вида. Чем меньше просвет, тем больше скорость тока крови, и наоборот. Самой узкой частью в кровеносной системе является аорта, в ней скорость самая высокая -0,5-1 м/с. Суммарный просвет всех капилляров в 1000 раз больше просвета аорты, соответственно, и скорость тока крови в 1000 раз меньше, чем в аорте (0,5—1 мм/с). Физиологический смысл медленного течения крови в капиллярах — газообмен, переход питательных веществ из крови и продуктов обмена веществ из тканей. У детей скорость кровотока выше за счет частых сердечных сокращений. У новорожденного полный кругооборот совершается за 12 с, в возрасте 3 года - за 15 с, в 14 лет - за 18 с, у взрослых — за 22 с. С возрастом кругооборот крови замедляется, что связано со снижением эластичности сосудов и увеличением их длины.
У детей давление значительно ниже, чем у взрослых. Это связано с тем, что у детей больше развита капиллярная сеть и шире просвет кровеносных сосудов. В период полового созревания рост сердца опережает рост кровеносных сосудов. Это выражается в так называемой юношеской гипертензии, которая с возрастом проходит. У здорового человека давление поддерживается на постоянном уровне, но повышается при мышечной деятельности, эмоциональных состояниях.
Частота сердечных сокращений и артериальное давление у детей
Частота сердечных сокращений (пульс) - это периодические толчкообразные колебания стенки артерии, возникающие вследствие выброса крови из сердца при его сокращении.
Для того чтобы оценить состояние сердечно-сосудистой системы иногда приходится исследовать пульс ребёнка и измерять его артериальное давление. Такие исследования проводятся по показаниям врача.