Развитие сердечно сосудистой системы. Факторы риска сердечно-сосудистых заболеваний

Система замкнутого кровообращения - одно из крупных достижений в эволюции позвоночных животных. Сердечно-сосудистая система развивается из мезенхимы тела зародыша и его оболочек и состоит из сердца, форменных элементов крови и сложной сети кровеносных сосудов. Закладывается она в эмбриогенезе ранее других органных систем (2-3-я неделя утробного развития) и является первой функциональной единицей зародыша, а сердце - его первым функциональным органом.

Первые сосуды у зародышей высших позвоночных появляются в мезенхиме внезародышевых частей - желточного мешка и хориона. В мезенхимном слое стенки желточного мешка и хориона сосуды возникают в форме плотных клеточных скоплений - кровяных островков, сливающихся далее в сеть, причем периферические клетки перекладин этой сети, уплощаясь, дают начало эндотелию, а глубжележащие, округляясь, кровяным клеткам. В теле же зародыша сосуды развиваются в форме трубок, не содержащих кровяных клеток. Лишь позднее, после установления связи сосудов тела зародыша с сосудами желточного мешка и хориона, с началом биения сердца и возникновения кровотока, кровь попадает в сосуды зародыша.

Сосуды желточного мешка образуют так называемый желточный круг кровообращения. В связи с большей редукцией желточного мешка у человека по сравнению не только с рептилиями и птицами, но и с большинством млекопитающих желточный круг кровообращения у зародыша человека несколько запаздывает в своем развитии сравнительно с плацентарным (аллантоидальным, или пупочным) кругом кровообращения. Желточный круг кровообращения не участвует в газообмене между кровью матери и кровью зародыша, с самого начала обеспечиваемом сосудами пупочного (плацентарного) круга кровообращения. Соответственно этому и кроветворение, в отличие от птиц и большинства млекопитающих, успевает раньше начаться в соединительной ткани хориона, чем в стенке желточного мешка.

На основе эмбриональных кровеносных сосудов в ходе пренатального онтогенеза развивается дефинитивная сердечно-сосудистая система:

· на основе эмбриональных аорт развиваются сердце и артерии большого и малого кругов кровообращения;

· на основе кардинальных вен развиваются система нижней и верхней полых вен;

· на основе желточных вен строится воротная вена печени.

В пренатальном онтогенеза в организме человека формируется особая система фетоплацентарного кровообращения, которая обеспечивает:

· кровообращение в теле плода,

· кровообращение между телом плода, зародышевыми оболочками (желточный мешок, аллантоис, амнион, хорион), плацентой;

· обмен веществ и газов между кровью плода и кровью матери.

Развитие сердца

Сердце развивается из нескольких эмбриональных зачатков. Из мезенхимы развиваются эндокард и сосуды. Из висцерального листкаспланхнотома (так называемой миоэпикардиальной пластинки) - миокард и эпикард. Закладка сердца происходит у эмбриона длиной 1,5 мм в начале третьей недели развития.

Сердце закладывается первоначально в шейной части зародыша в виде двух полых трубок, которые образовались путем миграции и сгущения мезенхимальных клеток между энтодермой и висцеральным листком спланхнотома с обеих сторон эмбриона. В последующем внутри этих скоплений появляется полость.

Зародыш в это время (в начале третьей недели развития) имеет вид зародышевого щитка, т. е. как бы распластан над желточным мешком, и его первичная кишка ещё не обособилась от желточного мешка, а представляет собой крышу последнего (рис.38). По мере обособления тела зародыша от внезародышевых частей, образования вентральной стороны тела и формирования кишечной трубки парные закладки сердца сближаются друг с другом, смещаются в медиальное положение под передней частью кишечной трубки и сливаются. Таким образом, закладка сердца становится непарной, приобретая форму простой эндотелиальной трубки. Так формируется эндокард сердца. Участки спланхнотомов, прилегающие к эндотелиальной закладке сердца, несколько утолщаются и превращаются в так называемые миоэпикардиальные пластинки. Позднее за счет миоэпикардиальных пластинок дифференцируются как волокна сердечной мышцы (миокард), так и эпикард.

Рис.38. Развитие сердца (по Штралю, Гису и Борну, из А. А. Заварзина)

А - В - поперечные разрезы зародышей на трех последовательных стадиях формирования трубчатой закладки сердца; А - две парные закладки сердца; Б - их сближение; В - их слияние в одну непарную закладку: 1 - эктодерма; 2 - энтодерма; 3 - париетальный листок мезодермы; 4 - висцеральный листок; 5 - хорда; 6 - нервная пластинка; 7 - сомит; 8 - вторичная полость тела;9 - эндотелиальная закладка сердца (парная); 10 - нервная трубка; 11 - ганглиозные (нервные) валики; 12 - нисходящая аорта (парная); 13 - образующаяся первичная кишка; 14 - первичная кишка; 15 - спинная сердечная брыжейка; 16 - полость сердца; 17 - эпикард; 18 - миокард; 19 - эндокард; 20 - околосердечная сумка; 21 - перикардиальная полость; 22 - редуцирующаяся брюшная сердечная брыжейка.

В дальнейшем примитивное трубчатое сердце зародыша претерпевает сложные изменения формы, строения и расположения.

В центральной части трубки образуется поперечная перетяжка, которая разделяет трубку на артериальную часть и венозную часть (рис.39). Далее артериальная часть разделяется поперечной перетяжкой на артериальный отдел и артериальный конус. Суженный в этом месте просвет сердечной трубки представляет собой ушковый канал (canalisauricularis). Из артериального отдела будут развиваться желудочки, из артериального конуса корни аорты и легочного ствола. В перегородке желудочков на вентральной стороне около ушкового канала долго сохраняется отверстие (foramenPanizzae). Венозная часть поперечной перетяжкой разделяется на венозный отдел и венозный синус. Из венозного отдела развиваются предсердия, из венозного синуса – устья полых вен, ушки сердца.В первоначально сплошной перегородке предсердий появляется большое отверстие - овальное окно (foramenovale), через которое кровь из правого предсердия переходит в левое. Обратному току крови препятствует образующийся из нижнего края овального окна клапан, запирающий это отверстие со стороны левого предсердия.

Вследствие усиленного роста в длину, опережающего рост окружающих частей зародыша, сердце образует несколько изгибов. Венозный отдел смещается краниально и охватывает с боков артериальный конус, а сильно разрастающийся артериальный отдел смещается при этом каудально.

Сердце начинает функционировать чрезвычайно рано, ещё тогда, когда оно находится в области шеи зародыша. Позже параллельно с описанными процессами его формирования оно смещается из шейной области вниз в грудную полость.

Рис.39. Схема изменений в сердечной трубке

I - Срединная поперечная перетяжка; II - Артериальная поперечная перетяжка; III - Венозная поперечная перетяжка; IV - Продольная перетяжка;V - Ушковый канал;VI Овальное окно;

А - Артериальная часть:1 артериальный отдел (образуются а- желудочки сердца);2 артериальный конус (образуются б- корни аорты, в- легочной ствол);

Б - Венозная часть:3 - венозный отдел (образуются г-предсердия);4 - Венозный синус (образуются д – устья полых вен, е – ушки сердца)

Развитие артерий на основе преобразование жаберных эмбриональных артерий

В течение 3-й недели утробного развития в дорзальной части тела зародыша образуется пара кровеносных сосудов – дорзальных или спинных эмбриональных аорт, идущих продольно по бокам от хорды в кранио-каудальном направлении. В последующем в шейной области зародыша аорты подворачиваются в вентральном направлении и формируют пару вентральных аорт. Слившиеся вентральные аорты переходят в сердечную трубку.

В эмбриогенезе у человека как отражение филогенеза формируется, но не функционирует жаберный аппарат, представленный парами жаберных карманов, жаберных дуг и жаберных щелей. Между вентральными и дорсальными аортами с обеих сторон формируются сосудистые анастомозы, располагающиеся в жаберных дугах. Эти анастомозы называются жаберными артериями. Всего образуется 6 жаберных артерий, при этом 1-й дугой считается дуга перехода дорзальной аорты в вентральную аорту.

Поскольку жаберный аппарат у человека как аппарат дыхания не функционирует, он подвергается обратному развитию. В связи с редукцией эмбрионального жаберного аппарата происходит редукция большей части жаберных артерий. Параллельно редукции образуется ряд новых сосудов, направляющихся к голове (рис.40).

Инволюции подвергаются :

· 1-я, 2-я, 5-я жаберные артерии с обеих сторон,

· с обеих сторон редуцируются дорсальные аорты в промежутке между 3-м и 4-м анастомозами,

· дорзальная часть 6-й жаберной артерии справа,

· правая дорзальная аорта каудальнее 1-го сегментарного сосуда подвергается редукции.

Образуются новые сосуды :

· вентральные и дорзальные аорты с правой и левой стороны от области 2-го анастомоза в краниальном направлении дают начало 4-ём новым сосудам,

· от дорзальных аорт отрастают сегментарные сосуды.

На основе оставшихся эмбриональных сосудов формируются магистральные артерии большого и малого кругов кровообращения.

Левая половина.

Левая вентральная аорта от сердечной трубки до 4-го анастомоза, 4-й анастомоз, левая дорзальная аорта каудальнее 4-го анастомоза – дуга аорты.

Левая вентральная аорта между 3-м и 4-м анастомозами – левая общая сонная артерия.

3-я левая жаберная артерия, левая дорзальная аорта между 3-м и 2-м анастомозами и вновь выросший сосуд – левая внутренняя сонная артерия.

Левая вентральная аорта между 3-м и 2-м анастомозами и вновь выросший сосуд – левая наружная сонная артерия.

6-я жаберная артерия преобразуется частично в левую легочную артерию , частично в боталлов проток.

Левая 1-я сегментарная артерия – левая подключичная артерия.

Правая половина.

Правая вентральная аорта до 4-го анастомоза – плечеголовной ствол.

Правая 4-я жаберная артерия, правая дорзальная аорта от 4-го анастомоза до 1-й сегментарной артерии и 1-я сегментарная артерия – правая подключичная артерия.

Правая вентральная аорта между 4-м и 3-м анастомозами – правая общая сонная артерия.

Правый 3-й анастомоз, правая вентральная аорта между 3-м и 2-м анастомозами и вновь выросший сосуд – правая внутренняя сонная артерия.

Часть 6-го правого анастомоза формирует правую легочную артерию.

Каудальные аорты сливаются и формируют непарные грудной и брюшной отделы аорты.

Рис. 40. Преобразование жаберных артерий

1 – аорта; 2 - левая общая сонная артерия; 3 - левая внутренняя сонная артерия; 4 - левая наружная сонная артерия; 5 - легочная артерия; 6 - боталлов проток; 7 - плечеголовной ствол; 8 - правая подключичная артерия; 9 - правая общая сонная артерия; 10 - правая внутренняя сонная артерия; 11 - правая наружная сонная артерия; 12 - правая легочная артерия; 13 - левая подключичная артерия

Развитие полых вен на основе преобразования эмбриональных кардинальных вен.

В теле зародыша в его дорзальной части формируется 2 пары венозных сосудов – правая и левая верхние, то есть собирающие кровь от краниальной части, и правая и левая нижние, то есть собирающие кровь от каудальной части тела, кардинальные (то есть общие) вены. Верхние и нижние кардинальные вены в средней части зародыша сливаются, формируют левый и правый кювьеровы проток (протоки Кювье, левые и правые общие кардинальные вены), открывающиеся в венозный синус (рис.41).

Между верхними кардинальными венами образуется один анастомоз, между нижними – три анастомоза.

Кроме этого, образуются новые сосуды: от анастомоза между верхними венами в краниальном направлении, сосуд между устьем 2-го нижнего анастомоза справа и венозным синусом, сосуд от 2-го нижнего анастомоза справа.

Редукции подвергаются левые кардинальные вены: верхняя между анастомозом и левым кювьеровым протоком, нижняя между кювьеровым протоком и устьем 3-го нижнего анастомоза.

Редукции подвергается правая нижняя кардинальная вена между 1-м и 2-м анатомозами.

Нижняя половина.

Сосуд между венозным синусом и устьем 2-го нижнего анастомоза справа, правая нижняя кардинальная вена между устьями 2-го и 3-го анастомозов – нижняя полая вена .

Нижний 2-й анастомоз – левая почечная вена .

Вновь выросший сосуд от устья 2-го анастомоза справа – правая почечная вена.

Нижний 3-й анастомоз и левая нижняя кардинальная вена каудальнее устья 3-го анастомоза – левая подвздошная вена.

Правая нижняя кардинальная вена каудальнее устья 3-го анатомоза – правая подвздошная вена.

Правая нижняя кардинальная вена между кювьеровым протоком и 1-м анастомозом – непарная вена.

1-й анастомоз между нижними кардинальными венами – полунепарная вена.

Верхняя половина.

Правый кювьеров проток, правая верхняя кардинальная вена – до устья анастомоза – верхняя полая вена.

Анастомоз между верхними кардинальными венами – левая безымянная вена.

Новый сосуд от устья анастомоза слева – левая подключичная вена.

Новый сосуд, растущий в краниальном направлении – наружная левая яремная вена.

Левая верхняя кардинальная вена выше устья анастомоза – внутренняя левая яремная вена.

Правая кардинальная вена между устьем анастомоза до вновь выросшего сосуда – правая безымянная вена.

Новый сосуд от правой верхней кардинальной вены – правая подключичная вена.

Новый сосуд – правая наружная яремная вена.

Правая верхняя кардинальная вена выше нового сосуда – правая внутренняя яремная вена .

Левый кювьеров проток – венечная вена сердца.

Рис. 41. Преобразование кардинальных вен

1 - нижняя полая вена; 2 - левая почечная вена; 3 - правая почечная вена; 4 - левая подвздошная вена; 5 -правая подвздошная вена; 6 - верхняя полая вена; 7 - левая безымянная вена; 8 - левая подключичная вена; 9 - внутренняя яремная вена; 10 - наружная яремная вена; 11 - правая безымянная вена; 12 - правая подключичная вена; 13 - правая внутренняя яремная вена; 14 - правая наружная яремная вена; 15 - непарная вена; 16 - полунепарная вена; 17 - коронарные вены сердца.

Желточные и пупочные вены

Венозная кровь от тела зародыша попадает в пупочные артерии, которые вступают в амниотическую ножку и разветвляются в ворсинках хориона. Тут кровь отдает углекислый газ и другие отходы обмена веществ в материнскую кровь и обогащается кислородом и питательными веществами. Такая, ставшая артериальной кровь возвращается в тело зародыша по пупочной вене.

Пупочные (аллантоидные) вены несут артериальную кровь и впадают в венозный синус (рис. 42). От пупочных вен отрастают ветви, несущие кровь к печени. От левой пупочной вены отрастает сосуд – аранциев проток, несущий артериальную кровь в нижнюю полую вену. Постепенно пупочные вены выше анастомозов к печени и аранциева протока редуцируются.

От каждой из пупочных артерий отходит по веточке к желточному мешку - это желточные артерии, которые разветвляются в стенке желточного мешка, образуя здесь капиллярную сеть. Из этой капиллярной сети кровь собирается по венам стенки желточного мешка, которые объединяются в две желточные вены, впадающие в венозный синус сердца. Между венами формируется 3 анастомоза. Формирующийся зачаток печени охватывает желточные вены, выше анастомозов. В результате желточные вены разделяются на приносящие и выносящие. Печень разрастается и поглощает 1-й анастомоз. Далее происходит частичная редукция приносящих желточных вен: слева выше 2-го анастомоза, ниже 3-го анастомоза, справа между 2-м и 3-м анастомозами.

На основе 2-го и 2-го анастомозов и оставшимися приносящими желточными венами образуется воротная вена печени. На основе выносящих желточных вен формируются печеночные вены.

Рис. 42 Превращения желточных и пупочных вен

1 - венозный синус; 2 - печень; 3 - приносящие отделы желточных вен; 4 - выносящие отделы желточных вен; 5 - плацента; 6 - правая пупочная вена (запустевает); 7 - левая пупочная вена; 8 - аранциев проток; 9 - левый анастомоз в печень; 10 - правый анастомоз в печень; 11 - I, II, III анастомозы между приносящими отделами; 12 - промежуток между 1 и 2 анастомозами левой приносящей желточной вены запустевает;13 - промежуток правой приносящей желточной вены между 2 и 3 запустевает; 14 - 1-й левый анастомоз между левой и правой приносящими желточными венами замуровывается в печень; 15 – воротная вена; 17 - верхняя полая вена; 18 – печеночные вены.

Фетоплацентарное кровообращение (ФПК)и его преобразование после рождения

Факторы, определяющие особенности ФПК:

1. Легкие у плода не являются органом газообмена. Сосудистая система легких не развита и не способна принять полный объем крови из правого желудочка. Малый круг кровообращения не функционирует.

2. Органом газообмена является плацента. По пупочным артериям от тела плода к плаценте течет венозная кровь, по пупочной вене от плаценты к телу плода течет кровь, насыщенная кислородом.

3. В сосудистой системе плода циркулирует разная по насыщенности кислородом и углекислым газом кровь. Наиболее богатую кислородом кровь получает печень и головной мозг.

4. Правые и левые отделы сообщаются посредством отверстия в межпредсердной перегородке.

5. В сосудистой систем существуют временные эмбриональные сосуды: боталлов проток (артериальный проток, ductusarteriosus), аранциев проток (венозный проток, ductusvenosus).

6. В камерах сердца формируют автономные потоки крови.

Особенности кровообращение плода

Кровь, насыщенная кислородом, от плаценты по пупочной вене через аранциев проток поступает в нижнюю полую вену и по анастомозам в печень. Таким образом, печень получает кровь, максимально насыщенную кислородом.

В нижнюю полую вену поступает насыщенная углекислым газом кровь из сосудов большого круга кровообращения. Следовательно, в нижней полой вене выше впадения аранциева протока течет смешанная кровь с высоким содержанием кислорода.

В правое предсердие изливается два потока крови, которые смешиваются между собой незначительно (Рис.43). Первый несет смешанную кровь из нижней полой вены, второй содержит венозную кровь из верхней полой вены. Смешанная кровь, поступившая из нижней полой вены, из правого предсердия через межпредсердное отверстие (foramenovale) поступает в левое предсердие, а далее через митральный клапан (левый предсердно-желудочковый) поступает в левый желудочек. Из левого желудочка кровь направляется в аорту. От дуги аорты смешанная с высоким содержанием кислородом кровь по безымянной, левой общей сонной, левой подключичной артериям отводится в голове. Таким образом, голова получает смешанную кровь с высоким содержанием кислорода. Это кровь по насыщенности кислородом уступает крови, поступающей в печень, но по этому показателю превосходит кровь, поступающие ко всем остальным органам.

Венозная кровь из верхней полой вены попадая в правое предсердие незначительно смешивается с более богатой кислородом кровью из нижней полой вены и поступает в правый желудочек, а от туда по легочной артерии в легкие. Но поскольку легкие плода еще не функционируют, и их паренхима находится в спавшемся состоянии, то нет необходимости, что бы вся кровь плода проходила через легкие. Большая часть крови из легочной артерии не попадает в легкие, а через боталлов проток, являющийся анастомозом между легочной артерией и дугой аорты, поступает в нисходящую часть аорты. Таким образом, в большой круг кровообращения поступает смешанная кровь с низким содержанием кислорода.

В легкие же поступает незначительное количество крови. Эта кровь обеспечивает канализацию сосудов легких и трофику. Из легких венозная кровь поступает по легочным венам в левое предсердиеи от туда вместе со смешенной кровью (прошедшей путь: плацента – пупочная вена – аранциев проток – нижняя полая вена – правое предсердие – левое предсердие – левый желудочек)в левый желудочек и далее выбрасывается в дугу аорты.

В аорте после впадения боталлова протока течет смешанная кровь, содержащая наименьшее количество кислорода. Эта кровь обеспечивает посредством сосудов большого круга кровообращения трофику тела зародыша. Часть крови поступает по пупочным артериям в плаценту, где и происходит газообмен.

Отток из артериальной системы тела осуществляется в нижнюю полую вену. Отток из плаценты осуществляется по пупочной вене.

Венозная кровь

Верхняя полая вена®правое предсердие®правый желудочек®легочная артерия®боталлов проток®нисходящая часть дуги аорты

Смешанная кровь легкие

нижняя полая вена®правое предсердие®левое предсердие®левый желудочек®дуга аорты.

Артериальная кровь

Плацента®пупочная вена®аранциев проток

Рис. 43. Кровообращение плода и его трансформация после рождения (по Корнингу).

1 - плацента, 2 - пупочная вена. 3 - пупочные артерии.4 - venahepaiicaadvehens. 5 - венозный (аранииев) проток, 6 - воротная вена, 7 - кишечная капиллярная сеть. 8 - печень, 9 - venahepaiicarevehens, 10 - нижняя полая вена, 11 - правый желудочек, 12 - правое предсерлие, 13 - овальное отверстие, 14 - легочная вена, 15 - верхняя полая вена, 16 - капиллярная сеть верхних конечностей. 17 - капиллярная сеть области головы, 18 - дуга аорты, 19 - левое предсердие, 20 - левый желудочек, 21 - артериальный (боталлов) проток, 22 - капиллярная сеть легких, 23 - нисходящая аорта, 24 - печеночная артерия, 25 - брыжеечная артерия, 26 - общая подвздошная артерия, 27 - капиллярная сеть нижних конечностей, 28 - печеночная вена, 29 - струна артериального протока, 30 - струна венозного протока.

Изменения в сердечно-сосудистой систем после рождения

После рождения плацента перестает функционировать как орган газообмена. Пуповина перерезается. В результате крика ребенка, увеличивается объем грудной клетки и это способствует тому, что по легочному стволу начинает поступать больший объем крови, чем это было до рождения. В боталлов проток кровь не поступает и в срок от нескольких часов до 3 - 5 суток он закрывается, а потом постепенно полностью зарастает. Легкие начинают функционировать как орган газообмена.

Увеличивается поступление по легочным венам в левое предсердие объема крови, давление повышается и создаются условия для закрытия заслонкой межпредсердного отверстия со стороны левого предсердия. В левое предсердие перестает поступать кровь из правого предсердия, соответственно кровь не смешивается. Таким образом, в левом предсердии будет содержаться полностьюоксигенированная кровь, которая и поступит в аорту.

В результате того, что пуповина перерезана, вся кровь из аорты поступает в большой круг кровообращения и далее в систему полых вен. В нижнюю полую вену не поступает кровь из аранциева протока. Это обусловливает то, что нижней полой вене течет кровь, насыщенная углекислым газом.

В правое предсердие поступает венозная кровь из нижней и верхней полых вен. Далее венозная кровь поступает в правы желудочек и далее в легочной ствол и легкие.

Давление крови в правом предсердии постепенно снижается и создаются предпосылки к закрытию межпредсердного отверстия со стороны правого предсердия.

Приводимое ниже описание развития сердца и магистральных кровеносных сосудов основано на результатах исследований эмбриологии сердечно-сосудистой системы человека, проведенных следующими авторами: His (1885), Tandler (1911), Waterston (1918), Davis (1927), Pernkopf, Wirtinger (1933), Kramer (1942), Streeter (1942, 1945, 1948, 1951), Auer (1948), Li- cata (1954), Los (1958, 1960, 1970, 1971), De Vries, Saunders (1962), R. Van Praagh (1964), Boyd (1965), Langman, Van Mie- rop (1968), Netter, Van Mierop (1969), Asami (1969, 1972), De Haan (1970), Sissman (1970), O’Rahilly (1971), Tuchmann- Duplessis, Haegel (1972), Chuaqui, Bersch (1972).
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
С морфологической точки зрения, развитие сердца представляется в двух аспектах: развитие путей кровообращения и конструкция и дифференциация структурных элементов вплоть до их окончательной формы. Эти два процесса тесно взаимосвязаны, потому что на каждой стадии форма развивающегося сердца определяет направление кровотока, а это в свою очередь оказывает влияние на рост и структурное развитие сердца.
Формирование структурных элементов сердца основано на совокупности и синтезе трех отдельных процессов : росте, дифференциации и морфогенезе. Рост, митотическая активность и деление клеток обусловливают увеличение органа в размере. Дифференциация ведет к появлению новых характеристик клеток и, следовательно, к новым функциональным и структурным свойствам. Наконец, под морфогенезом понимают общий результат перемещения клеток, их объединение в тканевые сочетания и изменения в конфигурации. Все эти процессы связаны между собой вследствие четкой соразмерности и гармонического сочетания. В этой связи очень важно ясно представлять, что организация сердечных структур в пространстве, т. е. топогенез, является результатом различных видов роста, различных величин и направлений клеточного деления отдельных компонентов.
Если локализованная вспышка митотической активности происходит слишком рано или слишком поздно, если какая- либо группа клеток избирательно соединяется с клетками одного типа вместо клеток другого типа, если слой клеток, вместо
того, чтобы выпячиваться кнаружи, выпячивается внутрь, то вся система может быть нарушена и в результате возникнет аномальный орган, или врожденный дефект.
Для возникновения как нормальной, так н патологической формы сердца решающими являются два основных генетических принципа, излагаемые ниже.

1. Формирование перегородок.

1. Изгиб петель и так называемое закручивание отдельных сегментов.

1. сердце, в котором этот филогенетическии принцип нашел полное отражение (нормальное сердце млекопитающих);
2. сердце, в котором указанный принцип полностью исключается и в котором легочное и общее кровообращение осуществляются самостоятельно без какого-либо обмена (полная транспозиция) ;
3. сердце, в котором этот основной принцип осуществляется только частично и существует сообщение между двумя кругами кровообращения (образование дефекта с возможным сбросом крови).

Система органов кровообращения состоит из сердца и кровеносных сосудов: артерий, вен и капилляров (рис. 7.1). Сердце, как насос, перекачивает кровь по сосудам. Вытолкнутая сердцем кровь в артерии , которые несут кровь к органам. Самая крупная артерия – аорта. Артерии многократно ветвятся на более мелкие и образуюткровеносные капилляры , в которых происходит обмен веществами между кровью и тканями организма. Кровеносные капилляры сливаются в вены – сосуды, по которым кровь возвращается к сердцу. Мелкие вены сливаются в более крупные, затем в нижнюю и верхнюю полые вены , которые впадают в правое предсердие.

7.1.1. Онтогенетические особенности кровообращения у человека

Как известно, организм является самоорганизующейся системой. Он сам выбирает и поддерживает значения огромного числа параметров в зависимости от потребностей, что позволяет ему обеспечивать наиболее оптимальный характер функционирования. Вся система регуляции физиологических функций организма представляет собой иерархическую структуру, на всех уровнях которой возможны два типа регуляции: по возмущению и по отклонению, причем обе они имеют выраженные возрастные особенности.

Среди особенностей развития сердечно-сосудистой системы (ССС) отметим поэтапное, гетерохронное включение в деятельность ее различных звеньев. Каждое из них, его свойства и функции, все уровни регуляции имеют свой онтогенез.

ССС приходится неоднократно переживать критические периоды. Самые главные из них три – эмбриональный, ранний постнатальный и пубертатный (подростковый). Во время критических фаз феномен гетерохронности выражен в наибольшей степени. Конечная цель каждого из критических периодов – включить дополнительные приспособительные механизмы.

Основной направленностью онтогенетического развития является совершенствование морфофункциональной организации самой ССС и способов ее регуляции. Последнее сводится к обеспечению (во всяком случае, вплоть до зрелого возраста) все более экономичного и адаптивного реагирования на возмущающие воздействия. Отчасти это обусловлено постепенным вовлечением более высоких уровней регуляции. Так, в эмбриональный период сердце подчинено главным образом внутренним механизмам регуляции, затем на уровне плода начинают приобретать силу экстракардиальные факторы. В неонатальный период основную регуляцию осуществляет продолговатый мозг; в период II детства, скажем, к 9–10-ти годам возрастает роль гипоталамо-гипофизарной системы. Имеет место и регуляция ССС по отклонению.

Известно, что скелетная мускулатура оказывает как местное, так и общее влияние на кровообращение. Например, у ребенка при повышении мышечного тонуса частота сердечных сокращений вначале увеличивается. Впоследствии, а точнее к 3-м годам, закрепляется холинергический механизм, созревание которого также связано с мышечной активностью. Последняя, судя по всему, меняет все уровни регуляции, в том числе генетический и клеточный. Так, миокардиальные клетки, взятые у потомства физически тренированных и нетренированных животных, существенно отличаются. У первых, то есть у потомства тренированных особей, имеет место меньшая частота сокращений, сокращающихся клеток больше, и сокращаются они сильнее.

Многие изменения свойств сердца и сосудов обусловлены закономерными морфологическими процессами. Так, с момента первого вдоха после рождения начинается перераспределение масс левого и правого желудочков (падает сопротивление кровотоку для правого желудочка, так как с началом дыхания сосуды легких открываются, а для левого желудочка сопротивление увеличивается). Характерный признак легочного сердца – глубокий зубец S – иногда сохраняется до молодого возраста. Особенно в начальные периоды жизни изменяется анатомическое положение сердца в грудной клетке, что влечет за собой перемену направления электрической оси.

С возрастом продолжительность сердечного цикла увеличивается, причем за счет диастолы (расслабления сердца) . Это позволяет растущим желудочкам наполняться большим количеством крови. Некоторые изменения функции сердца связаны не только с морфологическими, но и с биохимическими трансформациями. Например, с возрастом появляется такой важный механизм адаптации: в сердце повышается роль анаэробного (бескислородного обмена).

Масса сердца с возрастом закономерно возрастает, причем в наибольшей степени от молодого к зрелому возрасту.

Плотность капилляров к зрелому возрасту увеличивается, а затем снижается, но их объем и поверхность в каждой последующей возрастной группе уменьшается. Кроме того, происходит и некоторое ухудшение проницаемости капилляров: увеличивается толщина базальной мембраны и эндотелиального слоя; возрастает межкапиллярное расстояние. Вместе с тем отмечается увеличение объема митохондрий, что является своеобразной компенсацией уменьшения капилляризации.

Коснемся вопроса о возрастных изменениях стенки артерий и вен. Вполне очевидно, что на протяжении жизни толщина стенки артерий и ее строение медленно меняются, и это отражается на их упругих свойствах. Утолщение стенки крупных эластических артерий определяется в основном утолщением и разрастанием эластических пластин средней оболочки. Этот процесс заканчивается с наступлением зрелости и далее он переходит в дегенеративные изменения. Именно эластические элементы стенки первыми начинают изнашиваться, фрагментироваться и могут подвергаться обызвествлению; увеличивается количество коллагеновых волокон, которые замещают гладкомышечные клетки в одних слоях стенки и разрастаются в других. В итоге стенка становится менее растяжимой. Такое повышение жесткости затрагивает как крупные артерии, так и артерии среднего калибра.

Закономерности развития сосудов и их регуляции сказываются на многих функциях. Например, у детей в связи с незрелостью сосудосуживающих механизмов ирасширенными сосудами кожи повышена теплоотдача и соответствующее переохлаждение организма может произойти очень быстро. Кроме того, температура кожи ребенка обычно намного выше, чем у взрослых. Это пример того, как особенности развития ССС изменяют функции других систем.

Отмечающиеся в стареющем организме потеря эластичности сосудистой стенки и увеличение сопротивления кровотоку в мелких артериях повышает общее периферическое сопротивление сосудов. Это приводит к закономерному повышению системного артериального давления (АД). Так, к 60-ти годам систолическое АД в среднем возрастает до 140 мм рт. ст., а диастолическое – до 90 мм рт. ст. У лиц старше 60-ти лет уровень АД в норме не превышает 150/90 мм рт. ст. Нарастанию АД препятствует как увеличение объема аорты, так и снижение сердечного выброса. Контроль кровяного давления с помощью барорецепторного механизма аорты и синокаротидной зоны с возрастом оказывается нарушенным, что может быть причиной тяжелой гипотензии у стариков при переходе из горизонтального положения в вертикальное. Гипотензия, в свою очередь, может вызывать ишемию мозга. Отсюда многочисленные падения стариков, вызванные потерей равновесия и обмороком при быстром вставании.

Занятие №9.

Контрольные вопросы.

5. Кровоснабжение плода.

6. Циркуляция крови в сердце.

7. Врожденные пороки сердца.

Занятие №9.

ТЕМА: ОРГАНОГЕНЕЗ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ

ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ: изучить морфогенетические процессы в развитии органов сердечно-сосудистой системы, рассмотреть источники развития и тканевой состав. Дать представление о сроках закладки сосудов и сердца, а также врожденных пороках сердца.

СТУДЕНТ ДОЛЖЕН ЗНАТЬ:

Источники эмбрионального развития кровеносных сосудов и сердца;

Этапы эмбриогенеза;

Развитие рабочей и проводящей сердечной мышечной ткани;

Развитие сосудов;

Кровоснабжение плода;

Врожденные пороки сердца

СТУДЕНТ ДОЛЖЕН УМЕТЬ:

Диагностировать на схемах и таблицах этапы ангиогенеза;

Зарисовать по памяти тканевые компоненты и клеточные компоненты стенки сосудов и сердца;

Составлять схемы последовательных этапов эмбриогенеза сердца;

Объяснить основные принципы кровоснабжения плода;

Объяснить причину возникновения врожденных пороков сердца.

Контрольные вопросы.

1. Источники развития сердечно-сосудистой системы (мезенхима, висцеральная мезодерма).

2. Развитие сосудов. Первичный ангиогенез, вторичный ангиогенез.

3. Сердце, источники развития и этапы эмбриогенеза.

4. Развитие рабочей и проводящей сердечной мышечной ткани.

5. Кровоснабжение плода.

6. Циркуляция крови в сердце.

7. Врожденные пороки сердца.

ИСТОЧНИКИ РАЗВИТИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ.

Сердечно-сосудистая система – это замкнутая разветвленная сеть, представленная сердцем и кровеносными сосудами

В эмбриональном развитии сердечно-сосудистой системы участвует мезенхима, висцеральные и париетальные листки спланхнотома.

1. Мезенхима . На 2-3 недели эмбриогенеза первые кровеносные сосуды появляются в мезенхиме желточного мешка и ворсинках хориона

Из мезенхимы на 17ые сутки справа и слева образуются эндокардиальные сердечные трубки, которые впячиваются в висцеральные листки спланхнотома.

2. Висцеральные листки спланхнотома . утолщённые участки спланхнотома – миоэпикардиальные пластинки, дадут начало миокарду и эпикарду. Из слившихся мезенхимных трубок формируется эндокард. Клетки миоэпикардиальных пластинок дифференцируются в 2х направлениях: из наружной части образуюется мезотелий, выстилающий эпикард. Клетки внутренней части дифференцируются в 3х направлениях. Из них образуются: сократительные кардиомиоциты; проводящие кардиомиоциты; эндокринные кардиомиоциты.

3. Париетальные листки спланхнотома . Из париетального листка спланхнотома развивается перикард. Перикард также выстлан мезотелием. В процессе развития сердца имеет место три этапа:

1) дифференцировка;

2) стадия стабилизации;

3) стадия инволюции.

Дифференцировка начинается в эмбриогенезе и продолжается сразу после рождения. Стадия стабилизации начинается в двадцатилетнем возрасте и заканчивается в сорок лет. После сорока лет начинается стадия инволюции , сопровождаемая уменьшением толщины кардиомиоцитов засчёт уменьшения толщины миофибрилл. Увеличивается толщина прослоек соединительной ткани. Снижается частота и сила сокращений сердечной мышцы. Впоследствии это приводит к ишемической болезни сердца и инфаркту миокарда.

Начиная с внутриутробного развития и до самой старости наблюдаются возрастные особенности сердечно-сосудистой системы. С каждым годом появляются все новые изменения, обеспечивающие нормальную жизнедеятельность организма.

Программа старения заложена в генетическом аппарате человека, именно поэтому этот процесс является неизменным биологическим законом. Согласно мнениям геронтологов реальный срок продолжительности жизни составляет 110-120 лет, однако этот момент зависит лишь от 25-30% наследуемых генов, все остальное это влияние окружающей среды, которая воздействует на плод еще в утробе матери. После рождения можно приплюсовывать экологические и социальные условия, состояние здоровья и др.

Если сложить все в сумме, прожить более века может не каждый и на то существуют свои причины. Сегодня мы рассмотрим возрастные особенности сердечно-сосудистой системы, т. к. сердце с многочисленными сосудами является «двигателем» человека и без его сокращений жизнь просто невозможна.

Как развивается сердечно-сосудистая система плода в утробе матери

Беременность является физиологическим периодом, при котором в организме женщины начинает формироваться новая жизнь.

Все внутриутробное развитие можно разделить на два периода:

• эмбриональный – до 8 недель (эмбрион);
• фетальный – с 9 недель и до родов (плод).

Сердце будущего человечка начинает развиваться уже на второй недели после оплодотворения сперматозоидом яйцеклетки в виде двух самостоятельных сердечных зачатка, которые постепенно сливаются в одну, образуя подобие сердца рыбы. Эта трубка растет быстро и постепенно смещается вниз в грудную полость, где сужается и изгибается, принимая известную форму.

На 4 неделе образуется перетяжка, которая разделяет орган на два отдела:

• артериальный;
• венозный.

На 5 неделе появляется перегородка, при помощи которой появляется правое и левое предсердие. Именно в это время начинается первая пульсация однокамерного сердечка. На 6 неделе сердечные сокращения становятся интенсивнее и четче.

А к 9 неделе развития ребеночек имеет полноценное четырехкамерное человеческое сердце, клапаны и сосуды для продвижения крови в двух направлениях. Полное формирование сердца заканчивается на 22 неделе, далее нарастает лишь мышечный объем и разрастается сосудистая сеть.

Нужно понимать, что такое строение сердечно-сосудистой системы предполагает и некоторые отличительные особенности:

1. Для внутриутробного развития характерно функционирование системы «мать-плацента-ребенок». Через пуповинные сосуды поступает кислород, питательные элементы, а также и токсичные вещества (лекарственные препараты, продукты распада алкоголя и т. д.).
2. Работают лишь 3 канала – открытое овальное кольцо, боталлов (артериальный) и аранциев (венозный) проток. Такая анатомия создает параллельный кровоток, когда кровь из правого и левого желудочка поступает в аорту, а далее по большому кругу кровообращения.
3. Кровь артериальная от матери к плоду идет по пупочной вене, а насыщенная углекислым газом и продуктами обмена возвращается к плаценте через 2 пупочные артерии. Таким образом можно сделать вывод, что плод кровоснабжается смешанной кровью, когда как после рождения артериальная кровь течет строго по артериям, а венозная по венам.
4. Малый круг кровообращения открыт, но особенностью кроветворения является и то, что кислород не тратится на легкие, которые во внутриутробном развитии не выполняют функции газообмена. Хоть и принимается небольшое количество крови, но связано это с высоким сопротивлением, создаваемым нефункционирующими альвеолами (дыхательными структурами).
5. Печень получает около половины всего объема крови, доставляемой ребенку. Только этот орган может похвастаться максимально насыщенной кислородом кровью (около 80%), другие же питаются смешанной кровью.
6. Также особенностью является и то, что в составе крови имеется фетальный гемоглобин, отличающийся лучшей способностью связываться с кислородом. Связан такой факт с особой чувствительностью плода к гипоксии.

Именно такое строение позволяет малышу получать от матери жизненно-необходимый кислород с питательными элементами. От того насколько правильно питается беременная женщина и ведет здоровый образ жизни, зависит развитие малыша и цена, заметьте, очень высокая.

Жизнь после рождения: особенности у новорожденных

Прекращение связи плода с матерью начинается сразу же с рождением малыша и как только врач перевяжет пуповину.

1. С первым криком малыша раскрываются легкие и начинают функционировать альвеолы, обеспечивая снижения сопротивления в малом кругу кровообращения почти в 5 раз. В связи с этим прекращается надобность в артериальном протоке, как это было необходимо раньше.
2. Сердце у новорожденного малыша относительно велико и равняется приблизительно 0,8% от массы тела.
3. Масса левого желудочка больше массы правого.
4. Полный круг кровообращения осуществляется за 12 секунд, а артериальное давление в среднем составляет 75 мм. рт. ст.
5. Миокард родившегося малыша представлен в виде недифференцированного синцития. Мышечные волокна тонкие, не имеют поперечной исчерченности и содержат большое количество ядер. Эластичная и соединительная ткань не развита.
6. С момента запуска легочного круга кровообращения высвобождаются активные вещества, которые обеспечивают расширение сосудов. Аортальное давление существенно превышает по сравнению с легочным стволом. Также особенности сердечно-сосудистой системы новорожденных включают закрытие обходных шунтов и зарастание овального кольца.
7. После рождения хорошо развиты и расположены поверхностно субпапиллярные венозные сплетения. Стенки сосудов тонкие, в них слабо развиты эластичные и мышечные волокна.

Внимание: сердечно-сосудистая система совершенствуется на протяжении длительного времени и заканчивает полное свое формирование в подростковом периоде.

Какие изменения характерны для детей и подростков

Важнейшей функцией органов кровообращения является поддержание постоянства среды организма, доставка кислорода и питательных веществ ко всем тканям и органам, выведение и удаление продуктов обмена.

Все это происходит в тесном взаимодействии с органами пищеварения, дыхания, мочевыведения, вегетативной, центральной, эндокринной системы и т. д. Рост и структурное изменения сердечно-сосудистой системы особенно активны в первый год жизни.

Если говорить об особенностях в детский, дошкольный и подростковый период, то можно выделить следующие отличительные черты:

1. К 6 месяцем масса сердца составляет 0,4%, а к 3 годам и далее около 0,5%. Наиболее интенсивно объем и масса сердца увеличивается в первые годы жизни, а также в подростковое время. Кроме того, происходит это неравномерно. До двух лет интенсивнее растут предсердия, с 2 до 10 лет весь мышечный орган в целом.
2. После 10 лет увеличиваются желудочки. Левый все также растет быстрее правого. Говоря о процентном соотношении стенок левого и правого желудочка, можно отметить такие цифры: у новорожденного – 1,4:1, в 4 месяца жизни – 2:1, в 15 лет – 2,76:1.
3. Все периоды взросления у мальчиков размеры сердца больше, за исключением с 13 до 15 лет, когда девочки начинают расти быстрее.
4. До 6 лет форма сердца более округлая, а после 6 приобретает овальную, свойственную взрослым людям.
5. До 2-3 лет сердце располагается в горизонтальном положении на приподнятой диафрагме. К 3-4 годам из-за увеличения диафрагмы и более ее низким стоянии, сердечная мышца приобретает косое положение с одновременным переворотом вокруг длинной оси и расположением левого желудочка вперед.
6. До 2 лет коронарные сосуды располагаются по рассыпному типу, с 2 лет до 6 они распределяются по смешанному, а после 6 лет тип уже магистральный, свойственный взрослым людям. Толщина и просвет основных сосудов увеличивается, а периферические ветви редуцируются.
7. В первые два года жизни малыша происходит дифференцирование и интенсивный рост миокарда. Появляется поперечная исчерченность, мышечные волокна начинают утолщаться, образуется субэндокардиальный слой и септальные перегородки. С 6 до 10 лет продолжается постепенное усовершенствование миокарда и в итоге гистологическая структура становится идентичной взрослым.
8. До 3-4 лет инструкция регуляции сердечной деятельности предполагает иннервацию нервной симпатической системой, с чем и связана физиологическая тахикардия у малышей первых лет жизни. К 14-15 годам заканчивается развитие проводниковой системы.
9. Дети раннего возраста имеют относительно широкий просвет сосудов (у взрослых 2 раза уже). Артериальные стенки эластичнее и именно поэтому скорость кровообращения, периферическое сопротивление и АД меньше. Вены и артерии растут неравномерно и не соответствуют росту сердца.
10. Капилляры у детей хорошо развиты, форма неправильная, извитая и короткая. С возрастом они располагаются глубже, удлиняются и принимают шпилькообразную форму. Проницаемость стенок значительно выше.
11. К 14 годам полный круг кровообращения составляет 18,5 секунд.

Частота сердечных сокращений в состоянии покоя будет равняться таким цифрам:

Частота сердечных сокращений в зависимости от возраста. Узнать больше о возрастных особенностях сердечно-сосудистой системы у детей можно из видео в этой статье.

Сердечно-сосудистая система у взрослых и пожилых людей

Классификация возраста согласно ВОЗ равняется таким данным:

1. Молодой возраст с 18 до 29 лет.
2. Зрелый возраст с 30 до 44 лет.
3. Средний возраст с 45 до 59 лет.
4. Пожилой возраст с 60 до 74 лет.
5. Старческий возраст с 75 до 89 лет.
6. Долгожители с 90 лет и старше.

Все это время сердечно-сосудистая работа претерпевает изменения и имеет некоторые особенности:

1. За сутки сердце взрослого человека перекачивает более 6000 литров крови. Его размеры равняются 1/200 части тела (у мужчин масса органа равна около 300 г, а у женщин около 220 г). Общий объем крови у человека массой тела 70 кг составляет 5-6 литров.
2. Частота сердечных сокращений у взрослого людей равняется 66-72 уд. в мин.
3. В 20-25 лет створки клапанов уплотняются, становятся неровными, а в пожилом и старческом возрасте происходит частичная мышечная атрофия.
4. С 40 лет начинаются отложения кальция, в это же время прогрессируют атеросклеротические изменения в сосудах (см. ), что ведет к потери эластичности кровеносных стенок.
5. Подобные изменения влекут за собой рост артериального давления, особенно такая тенденция наблюдается с 35-летнего возраста.
6. По мере старения уменьшается количество эритроцитов, а, следовательно, и гемоглобина. В связи с этим может ощущаться сонливость, быстрая утомляемость, головокружения.
7. Изменения в капиллярах делают их проницаемыми, что ведет к ухудшению питания тканей организма.
8. С возрастом меняется и сократительная способность миокарда. У взрослых и пожилых людей кардиомиоциты не делятся, поэтому их количество может постепенно снижаться, а на месте их гибели образуется соединительная ткань.
9. Количество клеток проводящей системы начинает уменьшаться с 20-летнего возраста, а в старости их количество будет составлять всего 10% от исходного числа. Все это создает предпосылки к нарушению ритмичности сердца в старческом возрасте.
10. Начиная с 40 лет снижается работоспособность сердечно-сосудистой системы. Нарастает эндотелиальная дисфункция, как в крупных, так и в малых сосудах. Это оказывает влияние на изменения внутрисосудистого гемостаза, повышая тромбогенный потенциал крови.
11. Из-за потери эластичности крупных артериальных сосудов, сердечная деятельность становится все менее экономной.

Особенности сердечно-сосудистой системы у пожилых связаны со снижением приспособительных возможностей сердца и сосудов, что сопровождается уменьшением устойчивости к неблагоприятным факторам. Обеспечить максимальную продолжительность жизни можно при помощи профилактики возникновения патологических изменений.

Если верить кардиологам, то в ближайшие 20 лет заболевания сердечно-сосудистой системы будут определять почти половину смертности населения.

Внимание: за 70 лет жизни сердце перекачивает около 165 млн. литров крови.

Как мы видим, особенности развития сердечно-сосудистой системы действительно удивительны. Поразительно, с какой четкостью природа распланировала все изменения для обеспечения нормальной жизнедеятельности человека.

Чтобы продлить свою жизнь и обеспечить счастливую старость, нужно придерживаться всех рекомендаций по здоровому образу жизни и сохранению здоровья сердца.