Изменение артериального давления в онтогенезе

Сердечно-сосудистая система плода отличается следующими особенностями. Правое и левое предсердия сообщаются между собой при помощи овального отверстия, находящегося в их перегородке. Кроме того, между легочным стволом и дугой аорты имеется артериальный проток, получивший название боталлова. Такие особенности строения приводят к тому, что кровь циркулирует по организму плода, минуя малый круг кровообращения. Насыщение крови кислородом происходит во время контакта крови плода с материнской кровыо в густой сети капилляров, расположенных в ворсинках плаценты. При этом не происходит непосредственного смешивания крови плода и крови матери, а лишь обмен различными веществами посредством диффузии. По сосудам плода течет смешанная (артериально-венозная) кровь. В наиболее выгодных условиях снабжения кислородом у плода находятся печень, сердце, головной мозг и верхние конечности, что способствует их быстрому развитию.

После рождения ребенка происходит резкая перестройка системы кровообращения. Перерезка пуповины в момент рождения нарушает связь плода с материнским организмом. При первом вдохе новорожденного происходит рефлекторное расширение легких, начинает функционировать малый круг кровообращения. Кровь по легочной артерии направляется в легкие, минуя артериальный проток, который рефлекторно сжимается. Возросший легочный кровоток повышает давление в левом предсердии, а прекращение плацентарного кровообращения снижает давление в правом предсердии, что приводит к закрытию овального отверстия в перегородке предсердий. В дальнейшем овальное окно зарастает, артериальный и венозный протоки превращаются в связки. В этот критический период проявляются врожденные пороки строения сердца и крупных сосудов. Открытые боталлов проток и овальное отверстие в постнатальном периоде также относятся к врожденным порокам сердца.

Особенности кровообращения младенца определяются высоким уровнем метаболических процессов во всех органах и тканях, требующим повышенного обмена количества кислорода и питательных веществ. Этим обусловлен высокий объем циркулирующей крови при относительной слабости незрелой сердечной мышцы и небольшом объеме сердечного выброса. Кругооборот такого большого объема крови обеспечивается высокой частотой сердечных сокращений – 140 уд/мин. Большая частота сердечных сокращений и склонность к ее увеличению даже при незначительной нагрузке (сосание, плач) связана с особенностями нервной регуляции сердца. Хотя к моменту рождения в сердце ребенка сформированы и симпатические, и парасимпатические нервные окончания, в регуляции сердечной деятельности преобладают симпатические влияния (см. Вегетативная нервная система).

После рождения сердце ребенка растет и увеличивается, изменяется его форма. Сердце новорожденного имеет поперечное положение и шаровидную форму. Это объясняется тем, что относительно большая печень поднимает свод диафрагмы, поэтому сердце новорожденного находится на уровне 4-го левого межреберья. Под влиянием сидения и стояния к концу первого года жизни диафрагма опускается и сердце занимает косое положение. К 2–3 годам верхушка сердца доходит до уровня 5-го ребра, а у 10-летних детей границы сердца такие же, как и у взрослых. Рост предсердий в течение первого года жизни опережает рост желудочков, и только после 10 лет рост желудочков начинает превышать рост предсердий.

Наиболее интенсивно масса сердца растет на первом году жизни, к восьми месяцам масса сердца увеличивается вдвое, к 3 годам утраивается, к 5 увеличивается в 4 раза, а в 16 лет – в 11 раз. При этом масса сердца у мальчиков в первые годы жизни выше, чем у девочек, а в 12–13 лет, напротив, в связи с наступлением периода усиленного роста у девочек его масса становится больше, чем у мальчиков. К 16 годам сердце девочек вновь начинает отставать в массе от сердца мальчиков. Рост массы сердца отражает рост сердечной мышцы и косвенно – увеличение объема крови, перекачиваемого сердцем за одно сокращение. Нарастание толщины стенки сердца идет за счет увеличения поперечных размеров мышечных волокон.

Частота сердечных сокращений (ЧСС) у плода колеблется от 120 до 150 в минуту. В первые двое суток после рождения ЧСС несколько ниже внутриутробного, что объясняется повышением внутричерепного давления, изменением теплопродукции в связи с переходом в среду с более низкой температурой и угнетением симпатических влияний. В последующую неделю ЧСС несколько повышается до 120–140 уд/мин. Впоследствии с возрастом ЧСС уменьшается. Например, у детей дошкольного возраста в 6 лет она составляет в среднем 95 уд/мин, у школьников 7–15 лет изменяется в пределах 92–76 уд/мин. Замедление ЧСС является результатом развития более совершенной регуляции сердечной деятельности и более эффективными сокращениями сердечной мышцы в связи с совершенствованием обменных процессов в ней.

С 20 до 30 лет при обычной функциональной нагрузке сердце человека находится в состоянии относительной стабильности. После 30–40 лет в миокарде начинает увеличиваться количество соединительнотканных элементов, появляются жировые клетки, особенно в эпикарде. Начиная с 40–45 лет в сердечно-сосудистой системе происходят инволютивные изменения. Уменьшается сила сокращений сердечной мышцы, ее кровоснабжение, внутренняя оболочка сосудов утолщается, в ней откладываются жироподобные вещества, появляются атеросклеротические бляшки, стенки артерий теряют эластичность, просвет сосудов уменьшается. Это приводит к некоторому снижению эффективности деятельности сердечной мышцы и адаптивных возможностей кровообращения и может послужить причиной острых и хронических нарушений кровообращения (гипертонической и ишемической болезней, инфарктов и инсультов).

Для оценки функционального состояния сердца решающее значение имеет определение систолического (ударного) и минутного объемов сердца. Систолический объем крови у новорожденного при одном сокращении составляет 2,5 куб. см. К 1 году он увеличивается в 4 раза и составляет 10,2 куб. см, к 7 годам – уже в 9 раз, а к 12 годам – в 16,4 раза. Также возрастает и минутный объем кровотока, преимущественно за счет увеличения систолического объема. Однако соотношение между минутным объемом крови и массой тела, отражающее потребность организма в кислороде и питательных веществах, тем больше, чем меньше возраст ребенка. Так, у новорожденных объем циркулирующей крови составляет около 103 мл/кг веса, до 3 лет – 89, в 4–6 лет – 81, в 7–10 лет – 80 и в 11–14 лет – 78 мл/кг, т.е. интенсивность кровоснабжения тканей с возрастом постепенно снижается.

Чем младше ребенок, тем чаще увеличение минутного объема кровотока происходит за счет увеличения ЧСС, а не единичного систолического выброса. Это делает работу сердца менее эргономичной в младшие возрастные периоды.

Существенное значение имеют также показатели артериального кровяного давления (АД). Оно измеряется в миллиметрах ртутного столба и отражается в двух числовых характеристиках – систолическом и диастолическом давлении. С возрастом увеличивается как систолическое, так и диастолическое давление (табл. 4.3).

Таблица 4.3

Возрастные показатели уровня артериального давления

У новорожденных показатели кровяного давления значительно ниже, чем у взрослого человека. Это объясняется тем, что у детей этого возраста артерии имеют большую ширину просвета по отношению к массе сердца, общему весу и росту ребенка. Венозные сосуды, наоборот, несколько сужены. Соотношение диаметров венозных и артериальных сосудов составляет в этом возрасте 1:1, тогда как у взрослых – 1:2.

Помимо возрастных характеристик, в дошкольном и младшем школьном возрасте показатели артериального давления имеют высокую индивидуальную вариативность. Достигнув к пубертатному периоду величины 120–122/70–72 мм рт. ст., давление затем длительный период остается без изменений и лишь к старости несколько повышается из-за снижения эластичности стенок сосудов и увеличения периферического сопротивления.

Сердечный выброс и периферическое сопротивление сосудов определяют величину одного из важнейших физиологических показателей: скорости кровотока. Скорость кругооборота крови с возрастом увеличивается. Например, время кругооборота крови у новорожденных составляет 11с, 3-летних – 15 с, в 15–19 лет – 18,4 с, у 30–40-летних – 20,7 с, а в возрасте 70–79 лет – 22,6 с. В раннем возрасте эти сдвиги связаны с ростом, увеличением длины сосудов, в более позднем – с изменением их эластических свойств.

В период полового созревания сердце растет быстро, увеличивается систолический объем крови. Несмотря на снижение частоты сердечных сокращений у подростков до уровня взрослых, объемная скорость кровотока в этот период возрастает, обеспечивая достаточное кровоснабжение органов и тканей при напряженной работе. Увеличение объемного кровотока при несформированной регуляции кровообращения нередко приводит к вегетососудистой дистонии, подростковой гипертензии, повышению температуры кожи, особенно конечностей. В некоторых случаях в подростковом возрасте функциональные возможности кровоснабжения организма отстают от интенсивного роста костно-мышечной системы, что приводит к ограничениям в кровоснабжении, затрагивающим не только мышцы, но и другие органы, прежде всего – головной мозг. Это является причиной временного снижения адаптивных возможностей организма и устойчивости к нагрузкам. К 16–20 годам показатели кровотока приближаются к таковым у взрослого человека.

Особенности капиллярной сети в онтогенезе. Деятельность сердечно-сосудистой системы в конечном итоге направлена на обеспечение трофики тканей, осуществляемое через посредство капилляров. Популярным стало выражение: «Возраст человека – это возраст капилляров» (Бюргер, 1960), которое подчеркивает значение капиллярного кровообращения в жизни человека. По своему строению капилляры детей мало отличаются от капилляров взрослых, но меняется их проницаемость для жидкой части крови: она снижена в детском возрасте и повышается к зрелому. В старости количество функционирующих капилляров снижается. Типичным для пожилых людей является нарастание извитости капилляров, увеличение межкапиллярных соединений (анастомозов), что приводит к замедлению капиллярного кровотока и служит приспособительным

механизмом, так как ведет к более полной отдаче кислорода крови в ткани.

Регуляция кровообращения в онтогенезе. В процессе онтогенеза существует определенная этапность в становлении механизмов регуляции деятельности сердечно-сосудистой системы: от внутриклеточной саморегуляции, высокой чувствительности к факторам гуморальной регуляции до формирования системы центральной нервной регуляции.

Во внутриутробном периоде развития ведущую роль играют гуморальные факторы. При этом реакции сосудов отдельных областей выражены неодинаково. Например, сосуды легких реагируют на адреналин значительно позже, чем сосуды большого круга кровообращения.

К моменту рождения ребенка в сердечной мышце достаточно хорошо выражены нервные окончания как симпатических, так и парасимпатических нервов и вегетативная нервная система принимает на себя ведущую роль в регуляции сердечного ритма и тонуса сосудов. В раннем детском возрасте (до 2–3 лет) преобладает тоническое влияние симпатических нервов на сердце, о чем свидетельствует более высокая частота сердечных сокращений (у новорожденных до 140 уд/мин). При этом тонус блуждающего нерва низок, но постепенно нарастает. Одним из проявлений этого является постепенное замедление ритма сердечных сокращений у детей по мере взросления. Тонус симпатических влияний с возрастом также растет, на что указывают данные возрастного увеличения артериального давления.

Старение организма сопровождается повышением чувствительности сердца и сосудов к действию некоторых гуморальных факторов и ослаблением нервных влияний, а также некоторыми качественными отличиями реакций на определенные химические вещества.

В целом состояние сердца и сосудов любого человека, в том числе ребенка и подростка, во многом зависит от общего состояния, физического и эмоционального тонуса, режима жизни, питания. Физическое воспитание и закаливание способствуют укреплению сердечной мышцы, нормализуют тонус сосудов. Во всех возрастных периодах оптимальное состояние сердечно-сосудистой системы достигается здоровым образом жизни, рациональными физическими нагрузками, сбалансированным питанием. Это позволяет отодвинуть возникновение инволютивных и (или) патологических изменений сердца и сосудов, сохранить высокую адаптивность, работоспособность и хорошее самочувствие до преклонного возраста.