Сравнительная характеристика кровообращения плода и взрослого человека. Особенности кровообращения у человеческого плода: анатомия, схема и описание гемодинамики

В эмбриональный и фетальный период у высших позвоночных животных формируется 3 системы кровообращения: желточная, плацентарная и легочная.

В начальных стадиях развития вслед за обособлением пупочного пузырька возникает желточное кровообращение, заключающееся в появлении артериальных и венозных сосудов, оплетающих стенку желточного пузыря и собирающихся в более крупные стволы в области пупочного кольца. Этот круг кровообращения имеет большое значение у яйцекладущих. У млекопитающих развит слабо, формируется почти одновременно с плацентарным кругом кровообращения.

Последний выполняет функции малого круга кровообращения взрослых индивидов, так как у зародыша легочное кровообращение не функционирует. Плацентарное кровообращение характеризуется следующими анатомическими особенностями: левая и правая половины сердца не обособлены, а соединяются овальным отверстием, расположенным между предсердиями, по краям этого отверстия прикрепляется перепончатый клапан, вдавливающийся в полость левого предсердия. Легочная артерия крупным анастомозом соединяется с аортой, вследствие чего основная масса крови из правого желудочка поступает в аорту. В нефункциональные легкие притекает незначительное количество крови. От аорты отделяются две пупочные артерии, они идут по боковым стенкам мочевого пузыря, проникают через пупочный канал, участвуя в образовании пупочного канатика. Располагаясь между аллантоисом и хорионом, ветви пупочных артерий подходят к плодной части плаценты и образуют там густую артериальную сеть, внедряясь конечными ветвями в каждую ворсинку. Артериолы ворсинок переходят в венулы, последние, собираясь в более крупные стволы, образуют пупочную вену. Пупочная вена в составе пупочного канатика проходит в брюшную полость и направляется к печени, где впадает в воротную вену. У жвачных и плотоядных имеется дополнительный венозный проток, соединяющий пупочную вену с каудальной полой. Особенности кровообращения плода: кровь плода всегда беднее кислородом, чем кровь матери, так как кислород захватывается эритроцитами плода только в ворсинках плаценты; пупочная вена несет обогащенную кислородом кровь; в печени кровь пупочной вены смешивается с венозной кровью воротной вены; через овальное отверстие кровь из правого предсердия проникает в левое, смешивается с венозной кровью из легочной вены и попадает в правый желудочек; кровь, проникающая в правый желудочек, сокращением его перегоняется из легочной артерии через боталлов проток в аорту. В результате такого перемешивания кровь большого круга содержит мало кислорода и пупочные артерии несут «венозную» кровь.

Во время родов, когда пуповина сдавливается или обрывается, плод рефлекторно делает вдох, одновременно с которым закрывается клапан овального отверстия, таким образом правое и левое предсердие оказываются изолированными. После рождения провизорные сосуды плода превращаются в связки.

Рост эмбриона и плода исключительно быстрый, поэтому ему нужно интенсивное питание. У многих позвоночных животных плод питается желтком яйцеклетки. У организмов, стоящих на более высокой ступени развития, питание плода частично осуществляется за счет желтка клетки, но главным образом в результате пластического материала материнского организма благодаря плацентарной связи между подом и матерью. Чем выше организация животного, тем меньшую роль в питании зародыша имеют запасы пластического материала, заложенные в яйце клетке. Кровеносные системы матери и плода тесно связаны.

В первые дни эмбрион развивается за счет запасов цитоплазмы яйцеклетки. Этим объясняется то, что при интенсивном дроблении в стадии морулы величина зародыша не изменяется. После исчезновения прозрачной оболочки он начинает быстро расти, черпая пластический материал из материнского организма. С проникновением зародыша в матку трофобласт воспринимает питательные вещества из эмбриоторфа («маточного молока»). Эмбриоторф – секрет слизистой матки. Вскоре развивается сеть кровеносных сосудов желточного круга кровообращения, она извлекает питательный материал из желточного мешка и разносит его по всем элементам зародыша. У домашних животных желточное кровообращение не может обеспечить потребность плода в питательных веществах, эту роль у них играет плацентарное кровообращение. Плацента заменяет для плода деятельность целого ряда органов, участвующих в обмене веществ у взрослого животного. Функции плаценты осуществляются не только путем осмоса и диффузии, но и через сложные биохимические превращения веществ.

Кровообращение в единой функциональной системе мать-плацента-плод является ведущим фактором, обеспечивающим нормальное течение беременности, рост и развитие плода.

С конца 2-го месяца жизни у плода функционирует собственное кровообращение.

Поток оксигенированной крови из плаценты через пупочную вену на поверхности печени распределяется в двух направлениях: один поступает в воротную вену, принося с собой 50% всей крови, другой - продолжая пупочную вену в виде аранциева протока, впадает в нижнюю полую вену, где плацентарная кровь смешивается с венозной кровью, поступающей от органов таза, печени, кишечника и нижних конечностей. Кровь, поступающая по полым венам в правое предсердие, разделяется на два русла.

Основная масса крови (60%) из нижней полой вены, благодаря наличию клапанообразной складки в правом предсердии (евстахиевой заслонки), поступает через овальное окно в левое предсердие, левый желудочек и аорту. Оставшаяся кровь из нижней полой вены и кровь из верхней полой вены поступает через правое предсердие в правый желудочек и дальше в легочный ствол. Эта кровь через легочную артерию направляется в нефункционирующие легкие и артериальный (боталов) проток, поступая в нисходящую часть аорты ниже места отхождения сосудов, доставляющих кровь к мозгу.

Рис. 1. Схема кровообращения плода перед рождением. 1 - левая общая сонная артерия; 2 - левая подключичная артерия; 3 - артериальный проток; 4 - левая легочная артерия; 5 - левые легочные вены; 6 - двухстворчатый клапан; 7 - кровоток к отверстию аорты из левого желудочка; 8 - кровоток к отверстию легочного ствола из правого желудочка; 9 - чревный ствол; 10 - верхняя брыжеечная артерия; 11 - надпочечник; 12 - почка; 13 - левая почечная артерия; 14 - дорсальная аорта; 15 - нижняя брыжеечная артерия; 16 - общая подвздошная артерия; 17 - наружная подвздошная артерия; 18 - внутренняя подвздошная артерия; 19 - верхняя пузырная артерия; 20 - мочевой пузырь; 21 - пупочная артерия; 22 -мочевой проток; 23 - пупок; 24 - пупочная вена; 25 - сфинктер; 26 - венозный проток в печени; 27 - печеночная вена; 28 - отверстие нижней полой вены; 29 - компенсаторный кровоток через овальное отверстие; 30 - верхняя полая вена; 31 - левая плечеголовная вена; 32 - правая подключичная вена; 33 - правая внутренняя яремная вена; 34 - плечеголовной ствол; 35 - воротная вена; 36 - правая почечная вена; 37 - нижняя полая вена; 38 - кишка

Поток оксигенированной крови из плаценты через пупочную вену на поверхности печени распределяется в двух направлениях: один поступает в воротную вену, принося с собой 50% всей крови, другой - продолжая пупочную вену в виде аранциева протока, впадает в нижнюю полую вену, где плацентарная кровь смешивается с венозной кровью, поступающей от органов таза, печени, кишечника и нижних конечностей. Кровь, поступающая по полым венам в правое предсердие, разделяется на два русла. Основная масса крови (60%) из нижней полой вены, благодаря наличию клапанообразной складки в правом предсердии (евстахиевой заслонки), поступает через овальное окно в левое предсердие, левый желудочек и аорту. Оставшаяся кровь из нижней полой вены и кровь из верхней полой вены поступает через правое предсердие в правый желудочек и дальше в легочный ствол. Эта кровь через легочную артерию направляется в нефункционирующие легкие и артериальный (боталов) проток, поступая в нисходящую часть аорты ниже места отхождения сосудов, доставляющих кровь к мозгу.

Таким образом, для фетального кровообращения характерно:

Оба желудочка сокращаются и нагнетают кровь в магистральные сосуды в большей степени параллельно и одновременно;

Правый желудочек нагнетает примерно 2/3 общего сердечного выброса;

Правый желудочек нагнетает кровь против относительно большего нагрузочного давления;

Легочной кровоток снижен, составляет приблизительно 7% сердечного выброса (по 3,5% на каждое легкое соответственно);

Функционирование гемодинамически значимых шунтов:

Кровоток через артериальный проток, направление справа налево, составляет 60% общего сердечного выброса;

Функционирование право-левого шунта, обусловленное более высокой резистентностью легочной артерии относительно аорты, несмотря на одинаковые значения давления (70/45 мм рт.ст.);

Давление в правом предсердии незначительно преобладает над давлением в левом предсердии;

Плацентарная кровь насыщена кислородом на 70% и имеет кислородное давление 28-30 мм рт.ст.;

Незначительные изменения свойств крови наблюдаются в левом предсердии, так насыщение кислородом составляет 65%, т.е., незначительно превышая в правом предсердии - 55%. Давление кислорода в левом предсердии - 26 мм рт.ст., в отличие от давления в правом предсердии - 16-18 мм рт.ст.;

Давление кислорода в головном мозге и миокарде относительно выше;

Плацентарный кровоток делится на два потока:

Поток через венозный проток;

Поток через печень, преобладающий в левой доле;

Плацентарный кровоток характеризуется более высокой скоростью и низкой резистентностью сосудистого русла, данный кровоток ответствен за обмен кислорода на углекислый газ, служит для доставки питательных веществ плоду. Таким образом, плацента является активным метаболическим органом;

Легкие являются целым органом, в них происходит извлечение кислорода, после рождения происходит изменение метаболических функций. Легкие на поздних сроках гестации секретируют внутриальвеолярную жидкость и производят сурфактант;

Имеет место снижение кровотока через сужение аорты;

Попадание крови в правый желудочек и легочную артерию происходит через верхнюю полую вену и коронарный синус.
Морфометрические и гемодинамические показатели сердца плода

Объективно оценить морфометрические и гемодинамические показатели сердца плода позволяет фетальная эхокардиография.

В физиологии кровообращения плода при переходе от внутриутробной жизни к постнатальной остается еще много невыясненного. Особенности гемодинамики плода во второй половине неосложненной беременности дают основание говорить о том, что изменения после рождения не являются только скачкообразной перестройкой функций, выполняемых различными отделами сердца. Выявленные особенности свидетельствуют о наличии у плода планомерной подготовки гемодинамики к перестройке во внеутробной жизни, в которой начинает превалировать левый желудочек.

Становление функции кровообращения, значительно отличающегося от гемодинамики взрослого человека – это важный этап формирования плода. Посредством циркуляции крови осуществляется насыщение ребенка питательными веществами. Нарушение нормальной схемы движения крови по сосудистой системе приводит к появлению различных аномалий внутриутробного развития эмбриона. Как происходит кровообращение плода? Насколько опасно для ребенка его нарушение? Можно ли это предотвратить?

Как происходит формирование эмбриона?

Развитие плода осуществляется поэтапно. На каждой стадии данного процесса, который состоит из 6 основных этапов и длится около 22 недель с момента зачатия, происходит образование какого-либо внутреннего органа или системы. Ниже представлено общее описание внутриутробного развитие ребенка.

Этап развития плода Срок беременности Внутриутробные процессы
1 Первые 2 недели Формирование сердечно-сосудистой системы, снабжение плода необходимыми веществами по образовавшимся сосудам.
2 21–30 дней Запуск образовавшегося круга кровообращения и процесса кроветворения, синтезирование крови в печени, развитие сердца и первичного круга кровообращения.
3 31–40 дней Формирование трубки сердца, желудочка, предсердия.
4 9 неделя Запуск процесса циркуляции крови, формирование сердца с четырьмя камерами, основными сосудами и клапанами.
5 4 месяц Образование костного мозга, синтезирование крови в селезенке, замена образовавшегося кровообращения плацентарным.
6 20–22 неделя Окончательное формирование сердца.


Особенности обращение крови у плода

Анатомия ребенка предполагает связь с мамой посредством пупочного канала, по которому к нему поступают необходимые для жизнедеятельности компоненты. Он состоит из вены и двух артерий, которые наполняются венозной кровью, проходящей через пупочное кольцо.

При попадании в плаценту она обогащается питательными элементами, необходимыми для полноценного развития плода, насыщается кислородом, после чего возвращается к эмбриону. Данный процесс происходит в пупочной вене, впадающей в печень и разветвляющейся надвое. Одна из веток «впадает» в нижнюю полую вену, другая образует микрососуды.

В полой вене насыщенная всем необходимым кровь сливается с поступающей из других отделов организма. В направлении правого предсердия движется весь кровоток. Отверстие в нижней части полой вены направляет кровь в левую область сформировавшегося сердца. Помимо этого у кровотока плода имеются следующие особенности:

  • плацента выполняет функции легких;
  • кровь наполняет сердце после выхода из верхней полой вены;
  • при отсутствии дыхания микрокапилляры легких нагнетают давление на движение крови, являющееся в артерии легкого постоянным, а в аорте снижающееся по отношению к ней;
  • количество выбрасываемой сердцем крови при перемещении из левого желудочка и артерии в минуту составляет 220 мл/кг;
  • 65% крови, обращающейся в эмбрионе, насыщается в плаценте, остальная ее часть концентрируется в его органах и тканях.


Что называется фетальным кровообращением?

Для фетального кровообращения свойственна высокая скорость. Оно имеет следующую специфику:

  • наличие плацентарного кровообращения;
  • дисфункция малого круга циркуляции крови;
  • поступление крови в большой круг кровообращения, минуя малый, через два право-левых шунта;
  • преобладание минутного объема большого круга кровообращения над этим количеством, получаемым посредством малого замкнутого сосудистого пути;
  • питание органов эмбриона смешанной кровью;
  • поддержание давления в артерии и аорте в пределах постоянного показателя 70/45 мм рт. ст.

Отклонения в системе кровообращения плода

Для предупреждения отклонений в гемодинамике плода рекомендуется регулярно обследоваться. Активность патогенных агентов в женском организме способна провоцировать недостаточность плаценты.

Схема кровообращения «мать-плацента-плод» ограждает малыша от влияния болезнетворных микроорганизмов. Сбой данного процесса спровоцирует нарушение развития эмбриона.

В таблице представлена информация о видах данного явления.

Классификация нарушений кровотока Описание
По срокам закладки Первичные Возникает до 16-недельного срока гестации. На закладку и функционирование плаценты негативно действуют воспалительные процессы в организме женщины, проблемы со щитовидной железой, инфекции. Незавершенная к концу 12-й недели беременности имплантация зародыша тормозит формирование маточно-плацентарного кровотока.
Вторичные Происходит поражение уже сформировавшейся плаценты.
По течению Острые Сбой газообменной функции плаценты. Кровоток нарушает инфаркт, преждевременное отделение плаценты от стенок матки, закупорка кровеносных сосудов плаценты.
Хронические Зачастую имеют вторичный генез.
По тяжести протекания Компенсированные Несущественные симптомы патологического процесса на ранней стадии приводят к небольшому напряжению, активации защитных механизмов и способности подстраиваться под изменения.
Субкомпенсированные Негативное влияние приводит к перенапряжению, снижающему компенсаторные возможности кровотока. Продолжительное кислородное голодание, недостаток питательных веществ вызывают задержку развития ребенка, дискоординацию движения крови.
Декомпенсированные Компенсаторные возможности кровотока снижаются вследствие повышенного напряжения.


Диагностика нарушений кровообращения

На ранних этапах нарушения кровотока клиническая картина выражена незначительно. Постановка диагноза в данном случае начинается с анализа жалоб пациентки, сбора анамнеза и физикального обследования. После этого ей назначаются дополнительные процедуры. В таблице отражена информация о манипуляциях, применяемых для диагностирования отклонений в кровотоке эмбриона.

Методы диагностики Виды диагностических манипуляций Цель проведения
Лабораторные Анализ крови Анализ концентрации щелочной фосфатазы и окситоцина.
Анализ мочи Определение уровня эстрадиола
Инструментальные Эхографическая фотометрия Определение и сопоставление размеров эмбриона с нормальными значениями
Плацентография Выявление места прикрепления, размеров и формы плаценты.
Эхокардиографическое функциональное исследование состояния фетоплацентарного комплекса Оценка тонуса, дыхательной, двигательной и сердечной функции.
Допплерография Определение характера циркуляции крови между плацентой и ребенком по гемодинамике в артериях пуповины, аорте эмбриона, артериях матки.
Кардиотокография Отслеживание изменений частоты сердечного ритма под действием различных внешних и внутренних раздражителей.


Последствия патологий кровообращения

Это патологическое явление может стать причиной:

  • самопроизвольного прекращения гестации;
  • нехватки кислорода (внутриутробной гипоксии);
  • врожденных пороков сердца;
  • повышения вероятности пренатальной или перинатальной гибели ребенка;
  • преждевременного отслоения или старения плаценты;
  • гестозов;
  • внутренних поражений;
  • внешних уродств.

Лечение патологии

Терапия в данном случае зависит от этиологии и подразумевает комплексный подход:

  • для нормализации циркуляции крови используется Хофитол, Пентоксифарм или Актовегин;
  • для повышения проходимости сосудов применяется Курантил;
  • для расширения сосудов назначается Дротаверин или Но-Шпа;
  • для снижения тонуса матки и улучшения движения крови показано капельное введение магнезии и пероральный прием Магний В6;
  • достижению антиоксидантного эффекта способствуют витамины Е и С.


Профилактика нарушений кровотока во время беременности

Для предотвращения данной проблемы беременной женщине необходимо:

  • полноценно питаться;
  • соблюдать питьевой режим (при отсутствии нарушений водно-солевого баланса);
  • контролировать массу тела;
  • не допускать повышения давления;
  • регулярно посещать гинеколога;
  • своевременно устранять выявленные патологии.

Все необходимое для внутриутробного роста и развития младенца поступает к нему, непосредственно с кровью матери от плаценты, где и происходит сообщение 2 кровеносных систем - матери и малыша. Кровообращение через плаценту начинается примерно в конце 2 месяца жизни плода. При этом кровообращение плода имеет свои особенности.

Каковы особенности кровообращения у плода?

Так артериальная, кровь, несущая кислород малышу, поступает к нему непосредственно из плаценты через пупочную вену. Данная вена в составе пупочного канатика, вместе с 2 пупочными артериями, несет кровь к плоду от плаценты.

Затем, в теле плода пупочная вена разделяется на 2 ветви: венозный (аранциев) проток, который доставляет артериальную кровь прямо в нижнюю полую вену, где происходит ее смешение; по второй ветви - кровь матери поступает через систему воротной вены непосредственно в печень плода, где очищается от токсических веществ.

В итоге, при плацентарном кровообращении плода, в правое предсердие малыша попадает смешанная кровь из нижней полой вены, а чисто венозная - из верхней. Из правого предсердия в правый желудочек поступает лишь малая часть крови, которая идет на малый круг кровообращения через легочный ствол. Именно она снабжает легочную ткань, т.к. легкие в утробе материи у малыша не функционируют.

Какие образования присутствуют в кровеносной системе плода?

Рассмотрев схему кровообращения плода, необходимо упомянуть и о наличии в ней некоторых функциональных образований, которые у родившегося малыша в норме отсутствуют.

Так в перегородке, расположенной между предсердиями, имеется отверстие - овальное окно. Через него смешанная кровь, минуя малый круг, попадает сразу в левое предсердие, откуда изливается в левый желудочек. Затем кровоток направляется в аорту, в большой круг. Таким образом происходит сообщение 2 кругов кровообращения плода.

Также в системе кровообращения плода выделяют такое функциональное образование, как баталов проток. Он соединяет легочный ствол с дугой аорты, и добавляет в нее определенную порцию смешанной крови. Говоря другими словами, баталов проток, вместе с овальным окном, разгружает малый круг кровообращения, направляя кровь непосредственно в большой круг.

Как изменяется система кровообращения после рождения?

С момента первого вздоха ребенка, с его рождения, начинает функционировать малый круг кровообращения. После того, как родившемуся крохе перевязывают пуповину, система кровообращения плода и матери прекращает существовать. При этом плацентарное кровообращение полностью приостанавливается и пупочная вена запустевает. Это приводит к резкому снижению давления в полости правого предсердия и увеличению его в левом, т.к. именно туда направляется кровь из малого круга. В итоге, из-за такой разности давлений, клапан овального окна захлопывается самостоятельно. Если этого не происходит, то у малыша диагностируют врожденный порок, т.к. происходит смешение венозной и артериальной крови, в результате чего ткани и органы получают смешанную кровь.

Что касается баталова и аранциева протоков, которые существовали при внутриутробном кровообращении плода, то они самопроизвольно, буквально к концу первого месяца жизни крохи, зарастают. В результате у малыша, как и у взрослого человека, начинают функционировать 2 круга кровообращения. Однако, несмотря на это, у младенца все же отмечаются некоторые особенности кровеносной системы, что связано с функционированием отдельных органов и систем. Поэтому сердечно-сосудистая система крохи, одна из первых после рождения подвергается осмотру с помощью УЗИ.

Схема кровообращения плода представлена на рис. 810041347.

Упрощённые схемы кровообращения у плода, которую легко воспроизвести, показаны на рис. 410172327 и 410172346.

У плода роль легких (малого круга кровообращения) выполняет плацента. От плаценты кровь пло­да, оттекает через пупочную вену, проходящую в пуповине

Отсюда большая часть крови поступает через венозный проток в нижнюю полую вену, где смеши­вается с дезоксигенированной кровью от нижних областей тела.

Меньшая часть крови оттекает в левую ветвь воротной вены, проходит через печень и печеночные вены и поступает в нижнюю полую вену.

По нижней полой вене в пра­вое предсердие течет смешанная кровь, насыщение которой кислородом составляет 60 ‑ 65 %. Почти вся эта кровь поступает через клапаны нижней полой вены непосредственно к овальному отверстию и через него в левое предсердие. Из левого желудочка она выбрасывается в аорту и далее в большой круг кровообращения.

Кровь из верхней полой вены сначала поступает через правое предсердие и правый желудочек в легочный ствол.

Поскольку легкие находятся в спавшемся состоянии, сопротивление их сосудов велико и давление в легочном стволе в момент систолы временно превышает давление в аорте. Это приводит к тому, что большая часть крови из легочного ствола поступает через артериальный проток (боталлов проток ) в аорту и лишь относительно небольшое ее количество протекает через капилляры легких, воз­вращаясь в левое предсердие через легочные вены.

Артериальный проток впадает в аорту дистальнее места ответвления артерий головы и верхних конеч­ностей, поэтому эти части тела получают более насыщенную кислородом кровь из левого желудоч­ка. Часть крови поступает через две пупочные арте­рии (отходящие от подвздошных артерий) и пупо­вину в плаценту: остальная часть крови снабжает нижние отделы туловища.

Такой «двойной желудочек» может перекачивать около 200-300 мл крови на 1 кг массы в минуту. 60 % этого количества поступает к плацен­те, а остальная кровь (40 %) омывает ткани плода. В конце беременности артериальное давление у плода составляет 60-70 мм рт. ст., а частота сокра­щений сердца – 120-160 мин -1 .