Кровообращение плода. Особенности кровообращения плода

Во внутриутробном периоде кровь плода насыщается кислородом и питательными веществами от крови матери через плаценту. От плаценты пупочная вена, подходящая к печени плода, разделяется на 2 ствола (рис. 149). Один ствол соединяется с воротной веной, несущей кровь в печень, другой в виде венозного протока, ductus venosus, впадает в нижнюю полую вену, идущую к правому предсердию. Из печени кровь также поступает в нижнюю полую вену, затем направляется заслонкой нижней полой вены через овальное отверстие в межпредсердной перегородке в левое предсердие, а из него в левый желудочек. Из левого желудочка кровь поступает в аорту, а из нее по венечным артериям в стенку сердца, по плечеголовному стволу, левой общей сонной и левой подключичной артериям - к голове, шее и верхним конечностям.

Из верхней полой вены кровь оттекает в правое предсердие, правый желудочек и далее в легочный ствол. Между легочным стволом и аортой ниже отхождения левой подключичной артерии имеется крупный анастомоз - артериальный проток, ductus arteriosus, по которому большая часть крови из легочного ствола переходит в аорту, а меньшая - в сосуды нефункционирующих легких.

Следовательно, в нисходящую часть аорты попадает кровь из левого желудочка, насыщенная кислородом, и венозная кровь из легочного ствола, смешанная, которая распространяется по сосудам туловища и нижних конечностей, через пупочные артерии, аа. umbilicales, притекает к плаценте. Здесь она очищается, обогащается кислородом и питательными веществами,

После рождения артериальный проток зарастает и превращается в артериальную связку, закрывается овальное отверстие, облитерируется пупочная вена, принимая вид круглой связки печени и околопупочных вен. Венозный проток также зарастает и остается в виде венозной связки. Заслонка нижней полой вены в значительной степени редуцируется.

ВРОЖДЕННЫЕ ПОРОКИ СЕРДЦА

Среди врожденных пороков развития сердца, которые существенно влияют на кровообращение после рождения, встречаются как изолированные, так и комбинированные нарушения формирования его камер и сосудистых стволов и протоков. Так, возможны неполное заращение межпредсердной (дефект в области овального

Рис. 149. Кровообращение плода перед рождением (по Пэттену). 1 - левая общая сонная артерия; 2 - левая подключичная артерия; 3 - артериальный проток; 4 - левая легочная артерия; 5 - левые легочные вены; 6 - левый предсердно-желудочковый клапан; 7 - кровоток к отверстию аорты из левого же- лудочка; 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 - 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 - пупочное кольцо; 24 - пупочная вена; 25 - сфинктер венозного протока; 26 - венозный проток в печени; 27 - почечная вена; 28 - отверстие нижней полой вены; 29 - ток крови 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; 39, 40 - края межпредсердной перегородки.

окна) и межжелудочковой перегородок, неполное разделение артериального ствола в результате нарушения развития аортолегочной перегородки, иногда с сужением или полной атрезией легочного ствола, незаращение артериального протока. Возможны пороки формирования предсердно-желудочковых и полулунных клапанов из эндокардиальных валиков.

ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ АРТЕРИЙ И ВЕН

При всей сложности организации человеческого организма распределение кровеносных сосудов сохраняет черты, унаследованные от примитивных водных предков.

1. Продольное и метамерное положение главных сосудистых стволов (аорта, нижняя полая вена) и их ветвей и притоков (межреберные, поясничные и парные висцеральные артерии и вены).

2. Метамерные сосуды плавников рыб преобразуются в магистральные сосуды конечностей, причем одной кости (плечо, бедро) соответствует одна артерия, двум костям (предплечье, голень) две артерии: 5 фалангам пальцев - 5 пар артерий.

3. Кровоснабжение органов осуществляется кратчайшим путем и соответствует уровню их закладки в эмбриогенезе.

4. Магистральные сосуды располагаются на сгибательной стороне туловища и конечностей, обычно глубоко и в определенных межмышечных бороздах и каналах.

5. В области суставов формируются сосудистые сети, соединяющие несколько проксимально и дистально расположенных артерий.

6. Сосуды внутренностей обеспечивают кровоснабжение органов через их ворота. Подвижные и жизненно важные органы имеют хорошо развитый окольный кровоток с образованием сетей, сплетений, аркад, замкнутых кругов (ЦНС, желудок, кишечник и др.).

7. Поверхностные вены располагаются в подкожной клетчатке и могут просвечивать через кожу на шее и конечностях. Они связаны с глубокими венами хорошо развитыми анастомозами.

8. Глубокие вены расположены главным образом по ходу артерий.

9. Давление в венах значительно ниже, чем в артериях, и, как правило, многократно анастомозирующие 2-3 вены сопровождают одну артерию мышечного типа. В целом вместимость вен может в 2- 3 раза превосходить вместимость артериального русла. Крупные одиночные вены сопровождают артерии мышечно-эластического типа.

10. Особенность венозной части кровеносной системы - густо развитые внутри- и параорганные венозные сплетения: например, в органах желудочно-кишечного тракта, где происходит всасывание питательных веществ, около половых органов (матка, предстательная железа), мочевого пузыря и др.

11. Артерии и вены, как правило, входят в сосудисто-нервные пучки. Такой пучок состоит из артерии, 1-3 вен, нерва (в крупных пучках - периартериальное нервное сплетение), лимфатических сосудов. Компоненты сосудисто-нервного пучка залегают в рыхлой волокнистой соединительной ткани и окружены фасциальным сосудистым влагалищем.

ИННЕРВАЦИЯ СОСУДОВ

Стенки сосудов снабжены двигательными (вегетативными) волокнами, проводящими импульсы к мышечному слою стенки сосу- дов, и чувствительными волокнами, передающими в ЦНС импульсы от рецепторов, воспринимающих изменения состава крови и ее давления.

В крупных сосудистых магистралях формируется околососудистое нервное сплетение, соответствующее по названию наименованию сосуда. Например, на аорте имеется аортальное нервное сплетение, на общей сонной артерии - общее сонное непарное сплетение и т.д. Источниками их формирования являются нервы, отходящие от симпатических узлов, и ветви блуждающих нервов. К остальным артериям и венам сегментарно подходят стволики от соседних нервов, входящих в сосудисто-нервные пучки.

В стенках сосудов образуются нервные сети, особенно выраженные в наружной и средней оболочках. Во внутренней оболочке проходят отдельные нервные волокна. Во всех слоях определяются нервные окончания: чувствительные - рецепторы различного типа и двигательные - эффекторы. Двигательные нервные волокна и окончания принадлежат по происхождению симпатической нервной системе и являются вазоконстрикторами. Существование нервов вазодилататоров не подтвердилось научными исследованиями.

АНАСТОМОЗЫ И КОЛЛАТЕРАЛЬНОЕ КРОВООБРАЩЕНИЕ

Высокая пластичность сосудистого русла - одна из важнейших особенностей сосудистой системы. Она проявляется в способности

сосудов изменять свой просвет, в преобразовании мелких сосудов в крупные, формировании соединений между разными сосудами - анастомозов и развитии окольного (коллатерального) кровообращения, в высокой подвижности регуляторных и компенсаторных процессов, обеспечивающих адекватный приток крови к работающему в данный момент органу.

Соединения между сосудами - анастомозы - могут быть между артериями, между венами, между артериями и венами посредством соединений артериол и венул (артериоловенулярные) и посредством капилляров.

Выделяют внутрисистемные и межсистемные, внеорганные и внутриорганные артериальные и венозные анастомозы.

Внутрисистемные анастомозы формируются между ветвями одного и того же сосуда: между латеральными и медиальными коленными артериями, между передней и задней артериями, огибающими плечевую кость, и т.д.

Межсистемные анастомозы - соединения между сосудами, принадлежащими к различным сосудистым бассейнам (или системам): между ветвями наружной сонной и ветвями подключичной артерий; между ветвями верхней надчревной (из подключичной артерии) и ветвями нижней надчревной (из наружной подвздошной артерии) артерий; между ветвями внутренней сонной (из общей сонной артерии) и ветвями позвоночной артерии (из подключичной артерии) и др.

В пределах венозной системы межсистемные анастомозы развиты больше, чем в артериальной. Особо следует выделить в качестве межсистемных венозных анастомозов кава-кавальные и портока- валъные анастомозы (см. с. 553, 554).

Внеорганными анастомозами считаются такие соединения сосудов, которые организуются между внеорганными частями сосудов.

Внутриорганные анастомозы локализованы в толще или стенке органов: например, в стенке желудка между ветвями сосудов, лежащих на малой кривизне, и ветвями сосудов, расположенных на большой кривизне. Такие анастомозы имеют большое значение. Например, перевязка подколенной артерии значительно более опасна, чем перевязка бедренной, так как в области коленного сустава нет крупных мышц, а внеорганные анастомозы при перевязке подколенной артерии бывают недостаточными для компенсации нару- шенного кровотока.

Коллатеральное кровообращение - кровоток в обход магистрального сосуда по анастомозам. Оно наблюдается в норме, на-

пример, в артериальных сетях локтевого, лучезапястного, коленного, голеностопного суставов. Особую биологическую ценность коллатеральное кровообращение приобретает при повреждениях сосу- дов, а также при хирургических операциях.

Эта статья - первая часть цикла про сердце и кровообращение. Сегодняшний материал полезен не только для общего развития, но и для понимания, какие бывают пороки сердца. Для лучшего представления размещено много рисунков, причем половина с анимацией.

Схема потоков крови в сердце ПОСЛЕ рождения

Венозная кровь от всего организма собирается в правом предсердии по верхней и нижней полой венам (по верхней - от верхней половины тела, по нижней - от нижней). Из правого предсердия венозная кровь через трехстворчатый клапан попадает в правый желудочек, откуда через легочной ствол (= легочная артерия) попадает в легкие.

Схема : полые вены? правое предсердие? ? правый желудочек? [клапан легочной артерии] ? легочная артерия.

Строение сердца взрослого человека (рисунок с www.ebio.ru).

Артериальная кровь из легких по 4 легочным венам (по 2 от каждого легкого) собирается в левом предсердии, откуда через двустворчатый (митральный ) клапан попадает в левый желудочек, а затем через аортальный клапан выбрасывается в аорту.

Схема : легочные вены? левое предсердие? [митральный клапан] ? левый желудочек? [аортальный клапан] ? аорта.

Схема движения крови в сердце после рождения (анимация).
Superior vena cava - верхняя полая вена.
Right atrium - правое предсердие.
Inferior vena cava - нижняя полая вена.
Right ventricle - правый желудочек.
Left ventricle - левый желудочек.
Left atrium - левое предсердие.
Pulmonary artery - легочная артерия.
Ductus arteriosus - артериальный проток.
Pulmonary vein - легочная вена.

Схема потоков крови в сердце ДО рождения

У взроcлых людей все просто - после рождения потоки крови отделены друг от друга и не смешиваются. У плода кровообращение происходит гораздо сложнее, что связано с наличием плаценты, неработающими легкими и желудочно-кишечным трактом. У плода есть 3 особенности:

• открытое овальное отверстие (foramen ovale, «форАмэн овАле»),
• открытый артериальный проток (боталлов проток, ductus arteriosus, «дУктус артериОзус»)
• и открытый венозный проток (ductus venosus, «дУктус венОзус»).

Овальное отверстие соединяет правое и левое предсердие, артериальный проток - легочную артерию и аорту, а венозный проток - пупочную вену и нижнюю полую вену.

Рассмотрим потоки крови у плода.

Схема кровообращения плода
(объяснения в тексте).

Обогащенная кислородом артериальная кровь из плаценты по пупочной вене, проходящей в пуповине, поступает к печени. Перед вхождением в печень поток крови делится, и значительная часть его минует печень по венозному протоку , имеющемуся только у плода, и идет в нижнюю полую вену прямо к сердцу. Кровь от самой печени по печеночным венам также поступает в нижнюю полую вену. Таким образом, перед впадением в правое предсердие в нижней полой вене получается смешанная (венозно-артериальная) кровь от нижней половины тела и плаценты.

По нижней полой вене смешанная кровь поступает в правое предсердие, откуда 2/3 крови через открытое овальное отверстие попадают в левое предсердие, левый желудочек, аорту и большой круг кровообращения.

Овальное отверстие и артериальный проток у плода.

Движение крови через овальное отверстие (анимация).

Движение крови через артериальный проток (анимация).

1/3 смешанной крови, поступившей по нижней полой вене, смешивается со всей чисто венозной кровью из верхней полой вены, собирающей кровь от верхней половины тела плода. Далее из правого предсердия это поток направляется в правый желудочек и затем в легочную артерию. Но легкие у плода не работают, поэтому только 10% этой крови попадает в легкие, а остальные 90% через артериальный (боталлов) проток сбрасываются (шунтируются) в аорту, ухудшая в ней насыщенность кислородом. От брюшной части аорты отходят 2 пупочные артерии, которые в пуповине идут к плаценте для газообмена, и начинается новый круг кровообращения.

Печень плода единственная из всех органов получает чистую артериальную кровь от пупочной вены. Благодаря «льготному» кровоснабжению и питанию печень к моменту рождения успевает вырасти до такой степени, что занимает 2/3 брюшной полости и в относительном плане весит в 1.5-2 раза больше, чем у взрослого.

Артерии к голове и верхней половине тела отходят от аорты выше уровня впадения артериального протока, поэтому кровь, поступающая к голове, насыщена кислородом лучше, чем, например, кровь, поступающая к ногам. Как и печень, голова новорожденного также необычайно большая и занимает 1/4 часть всей длины тела (у взрослого - 1/7). Головной мозг новорожденного составляет 12 - 13% массы тела (у взрослых 2,5%). Наверно, маленькие дети должны быть необычайно умными, но мы об этом не можем догадаться по причине 5-кратного уменьшения массы головного мозга. 😉

Изменения кровообращения после рождения

Когда новорожденный делает свой первый вдох, его легкие расправляются , сосудистое сопротивление в них резко падает, и кровь начинается поступать в легкие вместо артериального протока, который вначале опустевает, а потом зарастает (говоря по-научному, облитерируется).

После первого вдоха давление в левом предсердии из-за повышенного притока крови увеличивается, и овальное отверстие перестает функционировать и зарастает. Также зарастают венозный проток, пупочная вена и конечные отделы пупочных артерий. Кровообращение становится таким же, как у взрослых.

Пороки сердца

Врожденные

Поскольку развитие сердца довольно сложное, этот процесс может быть нарушен во время беременности при курении, употреблении алкоголя или ряда лекарств. Врожденные пороки сердца бывают у 1% новорожденных . Чаще всего регистрируются:

• дефект (незаращение) межпредсердной или межжелудочковой перегородки: 15-20 %,
• неправильное расположение (транспозиция ) аорты и легочного ствола - 10-15 %,
• тетрада Фалло - 8-13 % (сужение легочной артерии + неправильное расположение аорты + дефект межжелудочковой перегородки + увеличение правого желудочка),
• коарктация (сужение) аорты - 7,5 %
• открытый артериальный проток - 7 %.

Приобретенные

Приобретенные пороки сердца возникают в 80 % случаев по причине ревматизма (как теперь говорят, острой ревматической лихорадки). Острая ревматическая лихорадка возникает через 2-5 недель после стрептококковой инфекции горла (ангина, фарингит ). Поскольку стрептококки по антигенному составу похожи на собственные клетки организма, образующиеся антитела запускают повреждение и воспаление в кровеносной системе, что в итоге приводит к формированию пороков сердца. В 50% случаев поражается митральный клапан (если помните, он еще называется двухстворчатым и находится между левым предсердием и желудочком).

Приобретенные пороки сердца бывают:

1. изолированные (2 основных вида):
   • стеноз клапана (сужение просвета)
   • недостаточность клапана (неполное закрытие, в результате чего при сокращении наблюдается обратный ток крови)
2. сочетанные (стеноз и недостаточность одного клапана),
3. комбинированные (любое поражение разных клапанов).

Стоит заметить, что иногда сочетанные пороки называют комбинированными, и наоборот, т.к. четких определений здесь нет.

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

Кровообращение внутриутробного плода, так называемое плацентарное, отличается от постнатального кровообращения тем, что, во-первых, легочный (малый) круг кровообращения у плода пропускает кровь, но не участвует в процессе газообмена, как это происходит с момента рождения; во-вторых, между левым и правым предсердиями имеется сообщение; в-третьих, между легочным стволом и аортой имеется соустье. В результате этого плод питается смешанной (артериально-венозной) кровью, которая достигает тех или других органов с большим или меньшим содержанием артериальной крови.

В плаценте, placenta, начинается своими корнями пупочная вена, v. umbilicalis, по которой окисленная в плаценте артериальная кровь направляется к плоду. Следуя в составе пупочного канатика (пуповины), funiculus umbilicalis, к плоду, пупочная вена входит через пупочное кольцо, anulus umbilicalis, в брюшную полость, направляется к печени, к sulcus v. umbilicalis (fissura ligamenti teretis), и входит в толщу печени. Здесь, в паренхиме печени, пупочная вена соединяется с сосудами печени и под названием венозного протока, ductus venosus, вместе с печеночными венами приносит кровь в нижнюю полую вену, v. cava inferior.

Кровь по нижней полой вене поступает в правое предсердие , где главная ее масса при посредстве заслонки нижней полой вены, valvula venae cavae inferioris, преимущественно в первой половине беременности, проходит через овальное отверстие, foramen ovale, межпредсердной перегородки в левое предсердие . Отсюда она следует в левый желудочек , а затем в аорту, по ветвям которой направляется в первую очередь к сердцу (по венечным артериям), шее и голове и верхним конечностям (по плечеголовному стволу, левой общей сонной и Левой подключичной артериям). В правое предсердие , кроме нижней полой вены, v. cava inferior, приносит венозную кровь верхняя полая вена , v. cava superior, и венечный синус сердца, sinus coronarius cordis. Венозная кровь, поступающая в правое предсердие из двух последних сосудов, направляется вместе с небольшим количеством смешанной крови из нижней полой вены в правый желудочек , а оттуда - в легочный ствол , truncus pulmonalis. В дугу аорты, ниже места отхождения от нее левой подключичной артерии, впадает артериальный проток, ductus arteriosus, который соединяет аорту с легочным стволом и по которому кровь из последнего вливается в аорту.

Из легочного ствола кровь поступает по легочным артериям в легкие , а избыток ее по артериальному протоку, ductus arteriosus, направляется в нисходящую аорту.Таким образом, ниже впадения ductus arteriosus аорта содержит смешанную кровь, поступающую в нее из левого желудочка, богатую артериальной кровью, и кровь из артериального протока с большим содержанием венозной крови. По ветвям грудной и брюшной аорты эта смешанная кровь направляется к стенкам и органам грудной и брюшной полостей, таза и к нижним конечностям. Часть указанной крови следует по двум - правой и левой - пупочным артериям, aa.. umbilicales dextra et sinistra, которые, располагаясь по обеим сторонам мочевого пузыря, выходят из брюшной полости через пупочное кольцо и в составе пупочного канатика, funiculus umbilicalis, достигают плаценты. В плаценте кровь плода получает питательные вещества, отдает углекислоту и, обогатившись кислородом, снова направляется по пупочной вене к плоду.

После рождения, когда начинает функционировать легочный круг кровообращения и пупочный канатик перевязывают, происходит постепенное запустевание пупочной вены, венозного и артериального протоков и дистальных отделов пупочных артерий; все эти образования облитерируются и образуют связки. Пупочная вена, v. umbilicalis, образует круглую связку печени, lig. teres hepatis; венозный проток, ductus venosus, -венозную связку, lig. venosum; артериальный проток, ductus arteriosus, - артериальную связку, lig. arteriosum, а из обеих пупочных артерий, aa.. umbilicales, образуются тяжи, медиальные пупочные связки, lig. umbilicalia medialia, которые располагаются по внутренней поверхности передней брюшной стенки. Зарастает также овальное отверстие, foramen ovale, которое превращается в овальную ямку, fossa ovalis, а заслонка нижней полой вены, valvula v. cavae inferioris, потерявшая после рождения свое функциональное значение, образует небольшую складку, натянутую от устья нижней полой вены в сторону овальной ямки.