Сердечно-сосудистая система гарантирует сохранение жизнеспособности всех органов человеческого тела. Правильное ее развитие во внутриутробном периоде — залог хорошего здоровья в будущем. Кровообращение плода, схема и описание распределения потоков крови в его теле, понимание особенностей этого процесса важны для понимания природы патологических состояний, встречающихся у новорожденных и в дальнейшей жизни детей и взрослых.

Кровообращение плода: схема и описание

Первичная система кровообращения, которая обычно готова к работе к концу пятой недели беременности, называется желточной и состоит из артерий и вен, называемых пупочно-брыжеечными. Эта система является рудиментарной и в ходе развития ее значение уменьшается.

Плацентарное кровообращение — то, что обеспечивает организму плода газообмен и питание на протяжении беременности. Функционировать оно начинает еще до формирования всех элементов сердечно-сосудистой системы – к началу четвертой недели.

Путь движения крови

• Из пупочной вены. В плаценте, в области ворсин хориона циркулирует богатая кислородом и другими полезными веществами кровь матери. Проходя через капилляры, она поступает в главный для плода сосуд – пупочную вену, которая направляет поток крови в печень. На этом пути значительная часть крови через венозный проток (аранциев) оттекает в нижнюю полую вену. До ворот печени к пупочной присоединяется воротная вена, которая у плода развита плохо.
• После печени. Кровь возвращается по системе печеночных вен в нижнюю полую, смешиваясь с потоком, поступающим из венозного протока. Далее она переходит в правое предсердие, куда вливается собравшая кровь из верхней части тела верхняя полая вена.
• В правом предсердии. Полного перемешивания потоков не происходит, благодаря особенностям строения сердца плода. Из всего количества крови верхней полой вены, большая часть переходит в полость правого желудочка и выбрасывается в легочную артерию. Поток из нижней полой устремляется через правое в левое предсердие, проходя широкое овальное окно.
• Из легочной артерии. Частично кровь попадает в легкие, которые у плода не функционируют и оказывают сопротивление потоку крови, затем оттекает в левое предсердие. Остальная кровь через артериальный проток (боталлов) поступает в нисходящую аорту и далее распределяется в нижней части тела.
• Из левого предсердия. Порция крови (более оксигенированная) из нижней полой вены объединяется с незначительной порцией венозной крови, поступившей из легких, и через восходящую аорту выбрасывается к мозгу, сосудам, питающим сердце и верхнюю половину тела. Частично кровь оттекает и в нисходящую аорту, смешиваясь с потоком, идущим через боталлов проток.
• Из нисходящей аорты. Лишенная кислорода кровь через пупочные артерии поступает обратно к ворсинкам плаценты.

Круг кровообращения плода таким образом замыкается. Благодаря плацентарному кровообращению и особенностям строения сердца плода, он получает все необходимые для полноценного развития питательные вещества и кислород.

Особенности кровообращения плода

Такое устройство плацентарного кровообращение подразумевает такую работу и строение сердца в целях обеспечения обмена газов в организме плода при том, что его легкие не функционируют.

• Анатомия сердца и сосудов такова, что продукты обмена и образующийся в тканях углекислый газ выводятся наиболее коротким путем – к плаценте из аорты через пупочные артерии.
• Кровь частично циркулирует у плода в малом круге кровообращения, при этом не претерпевая каких-либо изменений.
• В большом круге кровообращения находится основное количество крови, благодаря наличию овального окна, открывающего сообщение левых и правых камер сердца и существованию артериального и венозного протоков. В результате оба желудочка заняты преимущественно наполнением аорты.
• Плод получает смесь венозной и артериальной крови, наиболее оксигенированные порции при этом достаются печени, ответственной за кроветворение и верхней половине тела.
• В легочной артерии и аорте давление крови регистрируется одинаково низкое.

После рождения

Первый вдох, который делает новорожденный, приводит к тому, что его легкие расправляются, и кровь из правого желудочка начинает поступать в легкие, так как уменьшается сопротивление в их сосудах. Артериальный проток при этом запустевает и постепенно закрывается (облитерируется).

Приток крови из легких после первого вдоха приводит к увеличению давления в нем, и поступление крови справа налево через овальное окно прекращается, и оно также зарастает.

Сердце переходит на «взрослый режим» функционирования, и больше не нуждается в существовании концевых отделов пупочных артерий, венозного протока, пупочной вены. Они редуцируются.

Нарушения кровообращения плода

Часто нарушения кровообращения плода начинаются с патологии в организме матери, влияющей на состояние плаценты. Врачи отмечают, что плацентарная недостаточность сегодня наблюдается у четверти беременных. При недостаточно внимательном к себе отношении будущая мать может даже не заметить угрожающих симптомов. Опасно, что при этом плод может страдать от дефицита кислорода и других полезных и жизненно важных элементов. Это грозит отставанием в развитии, преждевременными родами, другими опасными осложнениями.

Что приводит к патологии плаценты:

• Болезни щитовидной железы, артериальная гипертензия, сахарный диабет, пороки сердца.
• Анемия – средняя, тяжелая.
• Многоводие, многоплодная беременность.
• Токсикоз поздний(преэклампсия).
• Акушерская, гинекологическая патология: предыдущие произвольные и медицинские аборты, пороки развития, миома матки).
• Осложнения текущей беременности.
• Нарушение свертываемости крови.
• Урогенитальная инфекция.
• Истощение материнского организма как последствие недостатка питания, ослабления иммунитета, повышенных нагрузках, при курении, алкоголизме.

Женщина должна обратить внимание на

• частоту движений плода – изменение активности;
• размер живота – соответствует ли сроку;
• Патологические выделения кровянистого характера.

Диагностируют плацентарную недостаточность при УЗИ с проведением допплерометрии. При нормальном течении беременности ее делают на 20 неделе, при патологии – с 16-18 недель.

По мере увеличения срока при нормальном течении беременности возможности плаценты снижаются, а у плода развиваются собственные механизмы поддержания адекватной жизнедеятельности. Поэтому к моменту родов он уже готов пережить существенные изменения системы дыхания и кровообращения, позволяющие осуществлять дыхание через свои легкие.

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.

Кровь верхней полой вены из правого предсердия попадает в правый желудочек и отсюда в легочную артерию, но ввиду того что легкие и легочные сосуды недышащего плода находятся в спавшемся состоянии, кровь, минуя малый круг кровообращения, через боталлов проток, соединяющий легочную артерию и аорту, попадает непосредственно в аорту. Таким образом, кровь в аорту попадает двумя путями: частично через овальное отверстие в левое предсердие и левый желудочек, а частично через правый желудочек и боталлов проток. Отходящие от аорты сосуды питают все органы и ткани, причем верхняя половина тела получает кровь, более богатую кислородом. Отдав кислород и поглотив углекислоту, кровь от плода поступает через пупочные артерии в плаценту (рис. 1 ). Рис 1. Схема кровообращения у плода: 1 - пупочные артерии; 2 - пупочная вена: 3 - аранциев проток; 4 - аорта; 5 - нижняя паям вена; 6 - боталлов проток; 7 - правое предсердие; 8 - левое предсердие; 9 - легочная артерия: 10 - левый желудочек; 11 - правый желудочек; 12 - верхняя полая вена; 13 - ток крови через овальное отверстие. Итак, основным отличительным признаком внутриутробного кровообращения является выключение легочного круга кровообращения, так как легкие не дышат, и наличие зародышевых кровеносных путей - овального отверстия, баталлова и аранциева протоков.

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

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.

Статью подготовил и отредактировал: врач-хирург

В период внутриутробного развития кровообращение плода проходит три последовательные стадии: желточное, аллантоидное и плацентарное.

Рисунок 5 - Аллантоидное кровоообращение

Желточный период развития системы кровообращения у человека очень короткий - от момента имплантации до 2-й недели жизни зародыша. Кислород и питательные вещества поступают к зародышу непосредственно через клетки трофо-бласта, которые в этот период эмбриогенеза еще не имеют сосудов. Значительная часть питательных веществ скапливается в желточном мешке, который имеет также собственные скудные запасы питательных веществ. Из желточного мешка кислород и необходимые питательные вещества по первичным кровеносным сосудам поступают к зародышу. Так осуществляется желточное кровообращение, присущее самым ранним этапам онтогенетического развития.

Аллантоидное кровоообращение начинает функционировать приблизительно с конца 8-й недели беременности и продолжается в течение 8 нед, т.е. до 15-16-й недели беременности (рисунок 5).

Аллантоис, представляющий собой выпячивание первичной кишки, постепенно подрастает к бессосудистому трофобласту, неся вместе с собой фетальные сосуды. При соприкосновении аллантоиса с трофобластом фетальные сосуды врастают в бессосудистые ворсины грофобласта, и хорион становится сосудистым. Установление аллантоидного кровообращения является качественно новой ступенью внутриутробного развития эмбриона, поскольку оно дает возможность более широкого транспорта кислорода и необходимых питательных веществ от матери к плоду. Нарушения аллантоидного кровообращения (нарушения васкуляризации трофобласта) лежат в основе причин гибели зародыша .

Плацентарное кровообращение приходит на смену аллантоидному. Оно начинается на 3-4-м месяце беременности и достигает расцвета в конце беременности. Формирование плацентарного кровообращения сопровождается развитием плода и всех функций плаценты (дыхательной, выделительной, транспортной, обменной, барьерной, эндокринной и др.). Именно при гемохориальном типе плацентации возможен наиболее полный и адекватный обмен между организмами матери и плода, а также осуществление адаптационных реакций системы мать-плод.

Анатомические и физиологические особенности сердечно-сосудистой системы плода

Система кровообращения плода во многом отличается от таковой новорожденного. Это определяется как анатомическими, так и функциональными особенностями организма плода, отражающими его адаптационные процессы в период внутриутробной жизни.

1 - дуга аорты; 2 - артериальный проток; 3 - верхняя полая вена; 4 - левое предсердие; 5 - легочный ствол; 6 - правое предсердие; 7 - левый желудочек; 8 - правый желудочек; 9 - брюшная аорта; 10 - венозный проток; 11 - воротная вена; 12 - пупочная вена; 13 - нижняя полая вена; 14 - плацента; 15 - пупочные артерии

Рисунок 6 - Анатомические особенности сердечно-сосудистой системы плода

Анатомические особенности сердечно-сосудистой системы (рисунок 6) плода прежде всего заключаются в существовании овального отверстия между правым и левым предсердиями и артериального протока, соединяющего легочную артерию с аортой. Это позволяет значительной массе крови миновать нефункционирующие легкие. Кроме того, имеется сообщение между правым и левым желудочками сердца. Кровообращение плода начинается в сосудах плаценты, откуда кровь, обогащенная кислородом и содержащая все необходимые питательные вещества, поступает в вену пуповины .

Затем артериальная кровь через венозный (аранциев) проток попадает в печень. Печень плода представляет собой своеобразное депо крови. В депонировании крови наибольшую роль играет ее левая доля. Из печени через тот же венозный проток кровь поступает в нижнюю полую вену, а оттуда - в правое предсердие. В правое предсердие поступает также кровь из верхней полой вены. Между местом впадения нижней и верхней полых вен находится заслонка нижней полой вены, которая разделяет оба кровотока Эта заслонка направляет ток крови нижней полой вены из правого предсердия в левое через функционирующее овальное отверстие. Из левого предсердия кровь поступает в левый желудочек, а оттуда - в аорту. Из восходящей дуги аорты кровь попадает в сосуды головы и верхней части туловища.

Венозная кровь, поступающая в правое предсердие из верхней полой вены, оттекает в правый желудочек, а из него - в легочные артерии. Из легочных артерий только небольшая часть крови поступает в нефункционирующие легкие. Основная масса крови из легочной артерии через артериальный (боталлов) проток направляется в нисходящую дугу аорты. Кровь нисходящей дуги аорты снабжает нижнюю половину туловища и нижние конечности. После этого кровь, бедная кислородом, через ветви подвздошных артерий поступает в парные артерии пуповины и через них - в плаценту.

Объемные распределения крови в фетальном кровообращении выглядят следующим образом: приблизительно половина общего объема крови из правых отделов сердца поступает через овальное отверстие в левые отделы сердца, 30 % через артериальный (боталлов) проток сбрасывается в аорту, 12 % попадает в легкие. Такое распределение крови имеет очень большое физиологическое значение с точки зрения получения отдельными органами плода крови, богатый кислородом, а именно чисто артериальная кровь содержится только в вене пуповины, в венозном протоке и сосудах печени; смешанная венозная кровь, содержащая достаточное количество кислорода, находится в нижней полой вене и восходящей дуге аорты, поэтому печень и верхняя часть туловища у плода снабжаются артериальной кровью лучше, чем нижняя половина тела. В дальнейшем по мере прогрессирования беременности происходит небольшое сужение овального отверстия и уменьшение размеров нижней полой вены. Вследствие этого во второй половине беременности дисбаланс в распределении артериальной крови несколько уменьшается .

Физиологические особенности кровообращения плода важны не только с точки зрения снабжения его кислородом. Не меньшее значение фетальное кровообращение имеет и для осуществления важнейшего процесса выведения из организма плода СО 2 и других продуктов обмена. Описанные выше анатомические особенности кровообращения плода создают предпосылки к осуществлению очень короткого пути выведения С0 2 и продуктов обмена: аорта - артерии пуповины - плацента.

Сердечно-сосудистая система плода обладает выраженными адаптационными реакциями на острые и хронические стрессовые ситуации, обеспечивая тем самым бесперебойное снабжение крови кислородом и необходимыми питательными веществами, а также выведение из его организма СО 2 и конечных продуктов обмена веществ. Это обеспечивается наличием различных механизмов нейрогенного и гуморального характера, которые регулируют частоту сердечных сокращений, ударный объем сердца, периферическую констрикцию и дилатацию артериального протока и других артерий. Кроме того, система кровообращения плода находится в тесной взаимосвязи с гемодинамикой плаценты и матери. Эта взаимосвязь отчетливо видна, например, при возникновении синдрома сдавления нижней полой вены. Сущность этого синдрома заключается в том, что у некоторых женщин в конце беременности происходит сдавление маткой нижней полой вены и, по-видимому, частично аорты. В результате этого в положении женщины на спине у нее происходит перераспределение крови, при этом большое количество крови задерживается в нижней полой вене, а артериальное давление в верхней части туловища снижается. Клинически это выражается в возникновении головокружения и обморочного состояния. Сдавление нижней полой вены беременной маткой приводит к нарушениям кровообращения в матке, что в свою очередь немедленно отражается на состоянии плода (тахикардия, усиление двигательной активности). Таким образом, рассмотрение патогенеза синдрома сдавления нижней полой вены наглядно демонстрирует наличие тесной взаимосвязи сосудистой системы матери, гемодинамики плаценты и плода .

У плода насыщенная кислородом кровь поступает от плаценты по единственной пупочной вене. Примерно половина крови из пуповины сбрасывается через венозный проток плода, минуя сосудистую систему печени и попадая непосредственно в нижнюю полую вену. Остальная кровь через воротную вену поступает в печень и оттуда по печеночным венам направляется в нижнюю полую вену. В результате кровь в нижней полой вене представляет собой смесь насыщенной кислородом (оксигенированной) крови из пупочной вены и крови с низким напряжением кислорода, возвратившейся из вен плода. Из-за того, что кровь в нижней полой вене смешанная, напряжение кислорода здесь выше, чем в крови, возвращающейся в правое предсердие плода из верхней полой вены. Это различие весьма важно, поскольку два потока крови в правом предсердии разделяются и в итоге следуют различными путями. В результате такого разделения в мозг и миокард плода поступает кровь с относительно высоким содержанием кислорода, тогда как менее оксигенированная кровь направляется в плаценту (через нисходящую аорту и пупочные артерии) для насыщения кислородом .

Большая часть крови, поступающей в правое предсердие из нижней полой вены, через овальное отверстие попадает в левое предсердие. Внутрисердечному сбросу относительно хорошо оксигенированной крови способствует нижний край вторичной перегородки, называемый евстахиева заслонка, которая расположена над отверстием, ведущим из нижней полой вены в правое предсердие. Поступившая через шунт кровь смешивается с небольшим количеством плохо оксигенированной крови, возвращающейся в левое предсердие через легочные вены плода (напомним, что во время внутриутробного развития легкие не вентилируются; формирующаяся легочная ткань скорее забирает кислород из крови, чем осуществляет его доставку). Из левого предсердия кровь попадает в левый желудочек и затем изгоняется в восходящую аорту. Из аорты хорошо оксигенированная кровь распределяется, в основном, в трех направлениях:

1) примерно 9% крови, выброшенной из левого желудочка, попадает в коронарные артерии и осуществляет перфузию миокарда,

2) 62% крови через сонные и подключичные артерии попадает в верхние отделы туловища и в мозг, и 3) 29% крови поступает в нисходящую аорту и распределяется в остальных органах плода .

Рисунок 7 - Система кровообращения плода

Остатки насыщенной кислородом крови из нижней полой вены, попадая в правое предсердие, смешиваются с плохо оксигенированной кровью, попавшей сюда из верхней полой вены, и поступают в правый желудочек. У плода правый желудочек выполняет основную работу, на две трети обеспечивая сердечный выброс. Изгнанная из правого желудочка кровь поступает в легочную артерию, а оттуда через артериальный проток попадает в нисходящую аорту (80% сердечного выброса), и через легочные артерии - в легкие (12% крови, выбрасываемой правым желудочком).

Такое, казалось бы, неравномерное распределение крови, выбрасываемой из правого желудочка, на самом деле весьма эффективно: кровь минует легкие, что крайне важно, поскольку легкие плода заполнены амниотической жидкостью и неспособны осуществлять газообмен. Низкое напряжение кислорода в жидкости, содержащейся в легких, вызывает сокращение легочных сосудов и способствует увеличению сопротивления сосудистой системы легких.

При повышенном сопротивлении легочных сосудов облегчается сброс крови через артериальный проток в большой круг кровообращения и, в конце концов, большая часть крови, изгнанная из сердца, попадает в нисходящую аорту. Отсюда кровь распределяется в нижние отделы плода и в пупочные артерии, возвращаясь, таким образом, в плаценту для газообмена.

Система кровообращения плода

В плаценте капиллярная сеть ворсинок хориона сливается в пупочную вену, проходящую в составе пупочного канатика и несущую оксигенированную и богатую питательными веществами кровь плоду.

В теле плода пупочная вена направляется к нижнему краю печени и на уровне её ворот делится на две ветви: первая ветвь впадает в воротную вену, вторая - венозный (аранциев) проток - в одну из печёночных вен или нижнюю полую вену. Таким образом, печень, служащая у плода органом кроветворения, получает максимально оксигенированную кровь пупочной вены, несколько разведённую венозной кровью воротной вены.

В нижней полой вене насыщенная кислородом кровь смешивается с венозной, оттекающей от нижней части туловища плода, и поступает в правое предсердие. Через овальное окно межпредсердной перегородки смешанная кровь попадает в левое предсердие, направляемая развитой у плода заслонкой нижней полой вены (евстахиевой заслонкой). Из левого предсердия кровь поступает в левый желудочек, а затем - в аорту. Верхнюю половину тела плода (в том числе головной мозг) кровоснабжают ветви дуги аорты (общие сонные и подключичные артерии), отходящие от неё до впадения артериального протока, что обеспечивает лучшую оксигенацию.

Кровь с высокой концентрацией С0 2 от верхней части тела плода поступает в правое предсердие по верхней полой вене. Через правое предсердно-желудочковое отверстие эта кровь проходит в правый желудочек, а затем - в лёгочный ствол. Вследствие высокого сопротивления сосудов малого круга кровообращения кровь из лёгочной артерии поступает не в лёгкие, а в артериальный (боталлов) проток и далее - в нисходящую аорту ниже места отхождения от неё левой подключичной артерии. В аорте к смешанной крови, поступившей из левого желудочка, прибавляются новые порции венозной крови, затем эта смешанная кровь поступает к органам и стенкам тела плода. Все органы плода получают смешанную кровь, причём более оксигенированная кровь поступает в печень, головной мозг и верхние конечности, менее оксигенированная - в лёгкие и нижнюю половину тела. Кровь нисходящей аорты по пупочным артериям возвращается в капиллярную сеть ворсинок хориона.

Таким образом, система кровообращения плода - замкнутый круг, обособленный от системы кровообращения беременной. Движение крови плода происходит за счёт сокращений его сердца. С 11 - 12-й недели кровообращению способствуют дыхательные движения плода, так как возникающие при них периоды отрицательного давления в грудной полости при нерасправившихся лёгких способствуют поступлению крови из плаценты в правую половину сердца.

Фетальное кровообращение

Наиболее важные особенности фетального кровообращения плода:

• наличие плацентарного кровообращения;
• нефункционирующий малый круг кровообращения;
• поступление крови в большой круг кровообращения в обход малого через два праволевых шунта (сообщения между правой и левой половинами сердца и крупными кровеносными сосудами);
• значительное превышение минутного объёма большого круга кровообращения (наличие право-левых шунтов) над минутным объёмом малого круга (нефункционирующие лёгкие);
• обеспечение всех органов плода смешанной кровью (более оксигенированная кровь поступает в печень, головной мозг и верхние конечности);
• практически одинаковое (низкое) АД в лёгочной артерии и аорте.

Адаптацию плода к условиям плацентарного кровообращения в течение всего внутриутробного периода обеспечивают следующие факторы:

• увеличение дыхательной поверхности плаценты;
• увеличение скорости кровотока;
• нарастание содержания НЬ и эритроцитов крови плода;
• наличие HbF, обладающего более значительным сродством к кислороду;
• низкая потребность тканей плода в кислороде.

Особенности кровообращения новорожденного

Относительно хорошо оксигенированная кровь из плаценты (SaO2 - 80%) через пупочную вену и аранциев проток попадает в нижнюю полую вену, где смешивается с кровью из нижней части тела плода. Далее циркулирует только смешанная артериовенозная кровь и ни один из органов плода, за исключением печени, не снабжается кровью насыщенной кислородом более, чем на 60-65%.

Вследствие особенностей строения правого предсердия большая часть крови (примерно 2/3) попадает непосредственно в левое предсердие через овальное окно, где смешивается с кровью из легочных вен. Эта кровь поступает в левый желудочек и выбрасывается в восходящую аорту, направляясь к верхним конечностям и голове. Оставшаяся часть крови из нижней полой вены смешивается в правом предсердии с кровью из верхней полой вены и затем выбрасывается правым желудочком в легочную артерию. Около 90% выброса правого желудочка сбрасывается через артериальный проток в нисходящую аорту, оставшиеся 10% питают легкие через систему легочной артерии. Таким образом, овальное окно и артериальный проток функционируют как обходные шунты, обеспечивающие поступление крови из полых вен, минуя легкие, в большой круг кровообращения. Величина давления в правом желудочке и легочной артерии превышает аналогичный показатель в левом желудочке и аорте на 10-20 мм рт.ст., а лёгочное сосудистое сопротивление превышает системное примерно в 4-5 раз.

Кровообращение новорожденного ребенка

Перевязка пуповины исключает из кровообращения плаценту с ее низким сосудистым сопротивлением. С первыми вдохами ребенка альвеолы заполняются воздухом и артерии механически растягиваются. Легочное сосудистое сопротивление снижается примерно в пять раз и во столько же раз возрастает легочный кровоток.

Важную роль в падении сосудистого сопротивления играет улучшение оксигенации и освобождение таких вазоактивных веществ как аденозин, брадикинин, простациклин и эндогенный оксид азота. Период быстрого снижения легочного сосудистого сопротивления занимает 3-12 часов. В это время давление в легочной артерии становится ниже аортального и соответственно изменяется направление шунтирования крови через артериальный проток - сброс становится преимущественно лево-правым. В дальнейшем постепенное снижение давления в системе легочной артерии связывают главным образом с морфологической перестройкой легочных сосудов. Инволюция гипертрофированного мышечного слоя артериол и мелких артерий продолжается в течение 2-3 месяцев.

Конечным результатом этих изменений является закрытие фетальных коммуникаций, несущих кровь в обход легких. Даже если и не происходит их полного закрытия, меняется соотношение сосудистых сопротивлений в малом и большом кругах кровообращения, и увеличенное системное сосудистое сопротивление направляет кровь в лёгочное русло.

Врожденный порок сердца у новорожденного

Закладка сердца начинается на 2-3 неделе после зачатия и уже к 6-й неделе гестационного развития сердце становится четырехкамерным с наличием атриовентрикулярных клапанов. Поэтому большинство врожденных пороков сердца (ВПС) формируется именно в этот период.

К наиболее частым причинам возникновения ВПС относятся хромосомные нарушения, мутации одного гена, неблагоприятные воздействия факторов среды (алкоголизм, инфекции, лекарственные препараты) и некоторые заболевания у матерей, такие как сахарный диабет и фенилкетонурия. Нередко ВПС является частью определенных синдромов.

При алкоголизме матери чаще всего формируются дефекты межжелудочковой и межпредсердной перегородок, открытый артериальный проток. Примерно в 30% случаев возникает эмбриофетальный алкогольный синдром. Из лекарственных препаратов тератогенным действием обладают амфитамины, прогестагены, некоторые гипотензивные и противосудорожные препараты, оральные контрацептивы.