- •В.И.Павлова, н.В.Мамылина, ю.Г.Камскова Анатомо-физиологические и возрастные особенности сердечно-сосудистой системы человека. Челябинск
- •Введение
- •1. Морфологическая характеристика сердца
- •2. Возбудимость, проводимость и автоматия миокарда
- •3.Ионные механизмы генеза биопотенциалов кардиомиоцитов
- •4. Рефрактерность миокарда
- •5. Связь между возбуждением, сокращением и метаболизмом миокарда
- •6. Фазовая структура сердечного цикла
- •7. Компоненты нормальной электрокардиограммы
- •8. Миогенная регуляция деятельности сердца
- •9. Рефлекторные влияния на сердечную деятельность
- •10. Пороки развития сердца
- •11. Возрастные особенности сердца
- •А) Возрастные особенности сердечно-сосудистой системы у новорожденных и грудных детей
- •Б)Структурно-функциональные особенности сердечно-сосудистой системы у детей и подростков
- •12. Изменение механизмов регуляции деятельности сердца с возрастом
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Литература
- •Оглавление
А) Возрастные особенности сердечно-сосудистой системы у новорожденных и грудных детей
У новорожденных частота сердечных сокращений составляет около 140 ударов в минуту, уменьшается к 1-му месяцу жизни - до 136 ударов в минуту, а к 1 году - до 120 уд/мин. Это связано со становлением тонического возбуждения центров блуждающих нервов. Однако в целом для грудных детей характерно непостоянство частоты сердцебиений. Она изменяется при движениях, ориентировочных реакциях, эмоциях. Частота сердечных сокращений достигает нормальных для взрослых величин к 14-16 и 35 годам (рис. ).
Изменяется и фазовая структура сердечного цикла. У грудных детей общая его длительность составляет 0,40-0,54 с (у взрослых-0,8 с), причем продолжительность систолы желудочков составляет около 0,27 с и практически равна таковой у взрослых (0,33 с). Таким образом, увеличение длительности сердечного цикла с возрастом обусловлено, в основном, удлинением диастолы. Это позволяет желудочкам по мере их роста наполняться большим количеством крови.
Ударный объем сердца у новорожденных составляет всего лишь 3-4 мл, однако, минутный объем кровообращения достаточно велик (450-560 мл/мин) вследствие высокой частоты сокращений сердца. Поэтому интенсивность кровотока на 1 кг массы тела составляет 130-160 мл/мин (у взрослых - около 70 мл/мин), что отражает высокую интенсивность обменных процессов в растущем организме ребенка. По мере взросления ударный объем сердца увеличивается примерно пропорционально массе тела (к 8-му месяцу он в среднем удваивается). Минутный объем кровообращения также нарастает (к 1 году он составляет 1250 мл), но медленнее (вследствие уменьшения частоты сердечных сокращений). Поэтому с возрастом уменьшается средняя интенсивность кровотока в расчете на 1 кг массы тела, что соответствует снижению интенсивности метаболизма (табл.4).
Таблица 4
Возрастные изменения параметров насосной функции сердца
|
Ударный объем сердца |
Сердечный выброс | ||
Возраст |
абс. величина, |
отн. Величина, |
абс. величина, |
отн. величина, |
|
мл |
мл/кг |
мл |
мл/кг |
1 день |
3,5 |
1,0 |
0,5 |
140 |
1 год |
10,5 |
1,0 |
1,3 |
126 |
4 года |
19,0 |
1,2 |
2,0 |
124 |
6 лет |
25,0 |
1,1 |
2,5 |
114 |
10 лет |
44,0 |
1,1 |
3,2 |
80 |
14 лет |
59,0 |
1,1 |
4,3 |
78 |
Взрослые |
70,0 |
1,0 |
4,9 |
70 |
У новорожденных сердце расположено высоко и лежит горизонтально из-за высокого стояния диафрагмы, оттесненной кверху большой печенью. У новорожденных сердечно-сосудистая тень занимает почти срединное положение, форма сердца приближается к шаровидной, так как предсердия и магистральные сосуды имеют относительно большие размеры по сравнению с желудочками, чем в последующие возрастные периоды, нижние дуги резко выпуклы, талия сглажена. С возрастом сердечно-сосудистая тень уменьшается и перемещается влево. К старости вследствие удлинения аорты контуры ее выступают сильнее, талия вырисовывается резче, верхушка сердца как бы выпячивается, отделяясь от диафрагмы.
Верхушечный толчок отличается в четвертом межреберье. Передняя поверхность сердца образована правым предсердием, правым желудочком и частью левого желудочка, т.е. верхушка сердца новорожденного образована двумя желудочками. Масса сердца составляет 20-24 г, т.е. 0,8 % массы тела (у взрослых 0,4 %). Емкость правого сердца у новорожденного больше, чем левого.
Стенка правого желудочка сердца у плодов и новорожденных толще стенки левого желудочка , так как на этот желудочек приходилась большая нагрузка. В конце первого месяца жизни стенка левого желудочка становится толще стенки правого, так как теперь на него приходится большая нагрузка.
Мышечные волокна у новорожденных тонкие, богаты ядрами, поперечная исчерченность выражена слабее, чем у взрослых, слабо
развиты эластические элементы. Кровоснабжение сердца обильное («рассыпной тип» коронарных сосудов с большим количеством анастомозов). Частота сердечных сокращений высока и составляет у новорожденных около 140 ударов в минуту, обеспечивая относительно большой минутный объем (450-560 мл), что составляет 130-160 мл/кг (у взрослых 75 мл/кг).
У новорожденных особенно интенсивно снабжаются кровью головной мозг и печень, относительно слабо - скелетные мышцы. Своеобразие кровообращения мозга новорожденных и плода обусловливается наличием неокостеневших участков черепа - родничков. Они сглаживают колебания давления в полости черепа, особенно при крике.
Систолическое артериальное давление у новорожденных в первые 15 минут после рождения повышается с 50-60 до 85-90 мм рт.ст., что связано с прекращением плацентарного кровообращения и соответствующим относительным увеличением общего объема циркулирующей крови. Затем в течение 2-3 ч оно снижается в среднем до 66 мм рт.ст. Диастолическое давление в 1-е сутки после рождения составляет около 36 мм рт.ст., а в последующие дни повышается. К концу 1-го месяца величина артериального давления в среднем составляет 83/44 мм рт.ст. Пульсовые колебания относительно велики, что связано с низким удельным сопротивлением сосудов новорожденных. Последнее объясняется тем, что резистивные сосуды новорожденных имеют относительно малую длину, в них недостаточно развиты мышечные волокна. Сосуды эластического типа развиты хорошо и отличаются высокой растяжимостью своих стенок, просвет артерий относительно широк (соотношение артерий и вен 1:1). Капилляры имеют малую длину, меньшую извитость, небольшой просвет.
В легочном стволе давление снижается до 50-60 мм рт.ст., но сохраняется высоким по сравнению таковым у взрослых (20-30 мм рт.ст.).
Венозное давление в норме колеблется от 3 до 8 мм рт.ст., но может значительно повышаться при перемене положения, плаче ребенка. Относительно большая величина минутного объема крови, низкое сопротивление периферических сосудов, малые размеры тела обусловливают время кругооборота крови у новорожденных - 12 с (у взрослых 22-23 с), что свидетельствует о большой средней линейной скорости кровотока.
В грудном возрасте несколько уменьшается масса правого желудочка. Это связано с уменьшением сопротивления в малом и увеличением его в большом круге кровообращения. Темп роста сердца на первом году жизни интенсивнее, чем на последующих этапах. К 1-2 годам масса сердца возрастает примерно в 3 раза. Уже к концу периода новорожденности границы сердца смещаются, что обусловлено уменьшением размеров печени и увеличением объема левого легкого.
После 6 месяцев в связи со становлением позы сидения, а затем и стояния сердце начинает опускаться и разворачиваться, причем желудочек уходит вниз и назад, в результате чего к передней стенке прилегает главным образом правый желудочек. Верхняя граница постепенно опускается, и на 2-м месяце жизни от уровня первого межреберья доходит до II ребра, а затем до второго межреберья.
В грудной период увеличиваются размеры магистральных сосудов. В первые месяцы жизни происходит истончение характерного для плода и новорожденных гипертрофированного мышечного слоя и утолщенной внутренней оболочки легочных сосудов, значительно увеличивается просвет этих сосудов, что способствует уменьшению их сопротивления. Давление в легочной артерии в грудном возрасте снижается до 15 мм рт.ст.
Продолжает увеличиваться системное артериальное давление в связи с ростом периферического сопротивления сосудов в большом круге кровообращения. Величину систолического давления в
миллиметрах ртутного столба (Рс) у грудных детей можно рассчитать по формуле:
Рс = 70 + 2М,
где М - число месяцев жизни ребенка.
К концу года систолическое артериальное давление достигает 90-100 мм рт.ст. Диастолическое давление у грудного ребенка равно 42-43 мм рт.ст.
Венозное давление на первом году жизни относительно велико (5-10 мм рт.ст.). Это обусловлено относительно большим количеством циркулирующей крови, а также более узким просветом венозных сосудов. Перемена положения тела, плач, крик вызывают значительное повышение венозного давления. С возрастом венозное давление постепенно снижается, но чем младше ребенок, тем шире границы индивидуальных колебаний этого показателя. Уровень венозного давления имеет важное значение при решении вопроса о состоянии правого сердца, наполнении общего венозного русла, тонусе вен и нарушении кровообращения в малом круге. Уменьшение его уровня наблюдается при малом притоке крови к сердцу, снижении венозного тонуса. В горизонтальном положении венозное давление ниже, чем в положении сидя.
Для оценки венозного давления пользуются функциональной пробой Вальсальвы. Испытуемый задерживает дыхание на высоте вдоха и натуживается. При этом возрастает внутригрудное давление, затрудняется приток венозной крови к правому сердцу. Венозное давление у здоровых повышается не менее чем вдвое, по сравнению с исходными показателями. У детей с недостаточностью правого сердца уровень его при этой пробе остается почти прежним.
При измерении венозного давления ангиотензиотонографом, по Н.И. Аринчину (1967), определяют компрессионное венозное давление, равное в норме 12-35 мм рт.ст, и декомпрессионное, составляющее 30-35 мм рт.ст.
Определение венозного давления с одновременным установлением минутного объема кровообращения и периферического сопротивления позволяет оценить индивидуальные особенности гемодинамики.
Высота венозного давления у детей 1-го года жизни при определении по методу Вальдмана равна 70-130 мм вод. ст. С возрастом венозное давление постепенно снижается (табл.5), однако, чем меньше ребенок, тем шире границы индивидуальных колебаний его. У здоровых детей венозное давление на обеих руках одинаково. Величина его зависит также от фазы дыхания: несколько повышается на вдохе и снижается на выдохе. При расстройствах кровообращения уровень венозного давления, как правило, повышается, особенно значительно при правожелудочковой недостаточности.
Таблица 5
Величина венозного давления у детей при определении методом Вальдмана, мм вод.ст. (по Л.Б.Карасик,1967).
Возраст, лет |
Максимальное |
Минимальное |
2-3 |
105 |
48 |
3-4 |
102 |
45 |
4-5 |
98 |
61 |
5-6 |
85 |
45 |
6-7 |
82 |
46 |
7-8 |
81 |
35 |
9-10 |
88 |
56 |
10-11 |
88 |
58 |
11-12 |
85 |
60 |
12-13 |
90 |
60 |
13-14 |
79 |
58 |
14-15 |
86 |
66 |
Количество крови, движущейся в сердечно-сосудистой системе, называется массой циркулирующей крови. Этот показатель определяется с помощью введения в кровь веществ, медленно выводящихся из организма (синий Эванса, Т-1824, конгорот), или одного из радиоактивных изотопов (Р32, Cr51, J131). Количество циркулирующей крови меняется под влиянием физиологических и патологических факторов. Эти колебания выравниваются за счет крови, находящейся в депо. Кровяными депо являются селезенка, печень, сосуды брюшной полости, относящиеся к портальной системе, субпапиллярные сплетения кожи. Большое и очень хорошо регулируемое депо крови - легкие, так как при дыхательных движениях во время выполнения физической работы из легких изгоняется венозная кровь и в кровообращение вводится значительное количество ее. Объем циркулирующей крови (ОЦК) имеет наибольшую величину у новорожденных детей - 147 мл на 1 кг массы тела, затем уменьшается и вновь увеличивается в периоде полового созревания. В табл.6 приведены данные о величине ОЦК
Таблица 6
Объем циркулирующей крови у здоровых детей, мл/кг (по Г. А. Баирову, 1973)
Возраст, лет |
ОЦК |
ОЦП |
ГО |
1-3 |
67,5-78,5 |
40,5-46,5 |
27,0-32,0 |
4-6 |
65,3-79,7 |
44,8-52,5 |
20,5-27,5 |
7-9 |
70,5-88,5 |
47,5-56,7 |
23,0-32,0 |
10-14 |
66,5-83,5 |
44,0-54,0 |
22,5-29,5 |
и его частей (ОЦП - объем циркулирующей плазмы, ГО - глобулярный объем) у детей в зависимости от возраста.
Процентный объем плазмы у детей больше, чем у взрослых. У мальчиков ОЦК и количество плазмы больше, чем у девочек.
ОЦК увеличивается при мышечной работе, повышении температуры окружающей среды, гипоксии, изменении положения тела (переходе из горизонтального в вертикальное), сердечной недостаточности. Возрастание массы циркулирующей крови может происходить не только за счет выхода ее из депо, но и вследствие гидремии при отечном синдроме, в результате усиленного гемопоэза при врожденных пороках сердца «синего типа». Уменьшение ОЦК наблюдается при кровотечениях, сосудистой недостаточности (коллапс, шок, обморок), во время сна.
Скорость кровотока - время в секундах, необходимое для прохождения частицей крови определенного пути в сердечно-сосудистой системе. Скорость кровотока в различных участках сердечно-сосудистой системы неодинакова и зависит от работоспособности сердца, состояния периферических сосудов, массы и вязкости циркулирующей крови, минутного объема крови, артериального давления. Определяется она оксигемометрическим и гистаминовым способом, методом введения радиоактивных изотопов (Na24, Cr71, J131), йодированного меченого альбумина и др.
У детей скорость кровотока выше, чем у взрослых. С возрастом она замедляется, что обусловлено удлинением сосудистого русла по мере роста ребенка и урежением сердечных сокращений. По данным Г. М. Голиковой с соавт. (1979), скорость кровотока на отрезке рука - ухо у детей 4-6 лет равна 5,0 (3,5-7,2) м/с; 7-10 лет - 5,1 (3,0-7,2) м/с; 11 -14 лет -6,3 (4,4-10,5) м/с; у взрослых - 14,0 (10,0-25,0) м/с.
Физическая и эмоциональная нагрузки вызывают увеличение скорости кровотока. Замедление скорости кровообращения при брадикардии приводит к увеличению времени кровотока.
Ускорение кровотока наблюдается при анемии, лихорадочных состояниях, гиперфункции щитовидной железы и др.
У грудных детей возрастает роль парасимпатических влияний в регуляции деятельности сердца. Глазосердечный рефлекс Ашнера у них имеет короткий латентный период и длительное последействие. Усиление тонуса блуждающих нервов связывают с развитием двигательной активности (при вынужденном ограничении движений частота сердцебиений остается высокой). Первые проявления тонического влияния блуждающих нервов на деятельность сердца отмечаются с 3-4-го месяца жизни, когда происходит закрепление позы удержания головы. В этом возрасте ребенок начинает оглядываться по сторонам в связи с формированием зрительного и слухового анализаторов, что также способствует повышению тонуса центров блуждающих нервов. Последний усиливается во время сна, в связи с чем пульс грудного ребенка во сне урежается на 10 - 15 ударов в минуту. Дальнейшее усиление действия блуждающих нервов на сердце выявляется в 7-8 месяцев, что связано с усилением рефлекторных влияний прессо- и хеморерепторов дуги аорты и каротидного синуса.
В последние месяцы первого года жизни начинают функционировать механизмы перераспределения кровотока при переходе от покоя к двигательной активности. В органах, не участвующих в физической работе, например, в органах брюшной полости, происходит сужение резистивных сосудов. Одновременно развивается рабочая гиперемия скелетных мышц. В результате повышаются резервные возможности сердца, увеличиваются различия в кровоснабжении органов в покое или при эмоциональной активности.