Кровообращение плода: схема и описание, особенности, нарушения

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.

Особенности кровообращения плода

Строение плаценты

Что же отличает кровообращение плода от такового у взрослого человека? — Многое, и об этих отличительных особенностях мы постараемся поговорить.

Во внутриутробном периоде функционирует система «мать-плацента-плод». Плацента иначе еще называется детским местом. Через сосуды пуповины в кровоток плода поступают не только питательные вещества и кислород, но и токсические вещества, лекарственные средства, гормоны и т.д.
Артериальная кровь от матери к организму плода доставляется благодаря пупочной вене, а насыщенная углекислотой и продуктами метаболизма венозная кровь плода возвращается к плаценте через две пупочные артерии.
В кровеносной системе плода функционируют три канала — боталлов (артериальный) проток, венозный (аранциев) проток и открытое овальное окно. Такая анатомия сосудистого русла плода создает условия параллельного кровотока в отличие от взрослых. Кровь из правого и левого желудочка поступает в аорту (далее — большой круг кровообращения).

Кровообращение плода
Малый круг кровообращения открыт, однако легкие не выполняют функцию газообмена и принимают совсем небольшое количество крови из-за высокого сопротивления. Это сопротивление создается нефункционирующими дыхательными структурами — альвеолами. Дыхательную функцию в данный период выполняет плацента. Уровень давления в аорте и легочной артерии примерно одинаковый.
Около половины всей поступающей крови в организм плода попадает в печень. Только этот орган получает максимально насыщенную кислородом кровь (до 80%). Все остальные органы получают смешанную кровь. Более насыщенная кислородом кровь снабжает печень, верхние конечности и головной мозг. Кровь с меньшим содержанием кислорода поступает к остальным частям тела плода.
Особенностью кровообращения плода является наличие в его крови фетального гемоглобина. От взрослого гемоглобина он отличается тем, что способен намного лучше связываться с кислородом. Такое обстоятельство очень важно, так как плод чувствителен к недостатку кислорода в крови. Даже несмотря на низкое парциальное давление кислорода в кровотоке фетальный гемоглобин максимально доставляет этот необходимый элемент их крови матери.

Симптомы нарушения кровотока

Если нарушенный кровоток компенсируется, то женщина не ощущает никаких отклонений, а узнает о них только после обследования.

Выраженные проявления возникают при острой форме и хронической декомпенсации:

двигательная активность плода резко возрастает или совершенно исчезает (при сроке в 28 недель нормальное развитие сопровождается десятью шевелениями за сутки), этот симптом требует немедленного обращения к акушеру-гинекологу;
медленное увеличение окружности живота, выявляемое при ежемесячном осмотре и измерении в женской консультации (связан с излишним образованием или недостатком околоплодных вод);
поздний токсикоз;
повышенное артериальное давление;
большая прибавка в весе;
отеки на голенях;
появление белка в моче.

Кровообращение плода: схема и описание

В конце пятой недели начинает работать первичная, или желточная, система. В ее состав входят артерии и вены, которые называются пупочно-брыжеечными. Такой тип кровообращения относится к рудиментарным формам. По мере развития эмбриона и совершенствования его систем он утрачивает свое значение.

Схема кровообращения в организме плода:

Из плаценты кровь поступает в пупочную вену, оттуда направляется в печень. Большая часть крови сбрасывается в нижнюю полую вену через венозный проток. Перед воротами печени пупочная вена сливается с воротной, которая еще развита недостаточно.
Пройдя венозную печеночную систему, кровь попадает в нижнюю полую вену, смешивается с потоком, который сбрасывается через венозный проток. Следующим пунктом является правое предсердие, куда попадает кровь из верхней полой вены, собранная со всего организма.
Особенности строения сердца плода не позволяют крови полностью смешиваться. Из верхней полой вены кровь поступает в правый желудочек, а затем в легочную артерию. Из нижней полой вены она попадает через овальное отверстие в левое предсердие.
Часть крови из ЛА проникает в систему кровотока легких, которые пока не работают, а далее сбрасывается в ЛП. Остальной поток через ОАП попадает в нисходящий отдел аорты, откуда разносится по нижней половине тела.
В ЛП происходит смешение двух потоков крови. Оксигенированная кровь поступает в восходящий отдел аорты, откуда доставляется головному мозгу, всей верхней половине тела.
Кровь, в которой отсутствует кислород, посредством пупочных артерий доставляется к ворсинам хориона.

Внимание!

На этом замыкается круг плодового кровообращения. Особенности сердечных структур, фетальное кровообращение обеспечивают развивающийся плод полноценным питанием и насыщают его ткани кислородом.

Строение кровеносной системы будущего ребенка обеспечивает необходимый газообмен. Это необходимо по причине отсутствия легочного дыхания. Кровообращение плода отличается от такового у взрослого человека:

углекислый газ, продукты распада удаляются из организма через пупочные артерии (это наиболее короткий путь);
часть крови проходит через малый круг, но ее параметры не меняются;
основная кровь циркулирует по большому кругу, что обеспечивает овальное окно, артериальный, венозный протоки;
в организм плода поступает смесь из венозной и артериальной крови;
давление в аорте и ЛА низкое.

Кровообращение плода: мать и ребенок – единая система

У растущего плода существует два физиологических шунта, т.е. места сообщения между кругами. Без них развитие плода было бы невозможно. Кровь от материнской плаценты через пупочную вену плода притекает в его нижнюю полую вену, где, смешиваясь с его венозной кровью от нижней половины тела, заполняет правое предсердие. Отсюда основной поток идет через открытое овальное окно, т.е. отверстие (дефект) в межпредсердной перегородке в левое предсердие и левый желудочек и дальше – в большой круг. Это — первый физиологический, естественный шунт. Из левого желудочка часть крови идет в аорту и сосуды головы и верхней половины тела. А та часть крови, которая в правых отделах прошла в правый желудочек через трехстворчатый клапан, а затем — в легочную артерию, уходит в нисходящую аорту через второй физиологический шунт — открытый артериальный проток: нормальное соединение легочной артерии и аорты.

Это — естественные шунты, «шунты во спасение» растущего плода. Без них плод оказывается нежизнеспособным, а при их преждевременном закрытии возникают тяжелейшие врожденные пороки. В хирургии врожденных пороков сердца искусственное (временное или постоянное) создание таких шунтов является одним из широко применяющихся способов лечения. Но об этом — позже.

Оба физиологические шунта закрываются

в норме вскоре после рождения, и тогда оба круга кровообращения начинают функционировать в том режиме, в котором они будут работать всю оставшуюся жизнь. Но предположим, что, помимо естественного сообщения между большим и малым кругом кровообращения на капиллярном уровне, осталось и другое, например, через отверстие в межжелудочковой или межпредсердной перегородке, или в виде не закрывшегося артериального протока.

Если такое сообщение осталось, то у потока крови из любой камеры появляются два пути: один — нормальный, т.е предусмотренный природой, второй — через дефект или через открытый шунт. Кровь будет частично течь по второму пути, поскольку туда — легче, там, в малом круге, значительно меньше сопротивление. Образуется шунт «слева — направо»: из большого круга — в малый.

Сброс слева направо

Когда определенный объем крови с каждым сокращением отклоняется от нормального пути и уходит из левых отделов в правые, то, естественно, возникают две проблемы: недостаток крови в большом круге и — переполнение круга малого. Большой круг при этом не страдает: быстро включаются сложные механизмы компенсации. А вот малому кругу приходится тяжелее.

Организму, чтобы жить, а тем более расти, нужно определенное количество

кислорода, которое должно доставляться к тканям
постоянно
, и эту доставку осуществляет сердце. На первых порах оно с этим справляется, хотя условия, в которых оно должно работать, далеки от нормальных. Его правые камеры (в зависимости от того, на каком уровне имеется сообщение – предсердном, желудочковом или магистральных сосудов) переполняются кровью, увеличиваясь в размерах. Легкие также переполняются кровью за счет расширения своих крупных и малых артерий. Левые отделы тоже не остаются незатронутыми, ведь работу они выполняют частично вхолостую. Возникает «порочный круг» — выражение, более всего соответствующее именно нашей ситуации. При этом кровь, поступающая в большой круг кровообращения,
полностью насыщена кислородом
, и цвет кожных покровов и слизистых ребенка — нормальный.

Сброс справа налево и цианоз

Теперь представим себе противоположную ситуацию. Венозная, темная, отдавшая кислород тканям кровь, каким-то образом, минуя легкие, попадает в левые отделы сердца, в аорту и — в артериальную систему. Другими словами, у родившегося ребенка кровь циркулирует как у плода, т.е. без малого круга и дышащих легких. Но ведь материнской плаценты уже нет, а вместе с ней – нет источника кислорода. Если нет открытых путей сообщения между кругами, и венозная кровь нигде не окисляется и смешивается с артериальной, то жизнь невозможна, и ребенок будет нежизнеспособным. К счастью, так бывает очень редко. Но, если сообщение есть, то через него часть крови все же попадает в малый круг и в легкие, другая часть останется недонасыщенной. Это выразится в синюшности кожных покровов и слизистых – в цианозе. Степень цианоза может быть самой разной, как и время его видимого проявления. Он может быть слегка заметным или резко выраженным. Иногда его замечают только окружающие и врачи. Степень синюшности зависит от количества крови, которая пройдет через легкие, и от степени ее смешивания с недонасыщенной кровью в полостях сердца, т.е. от величины и уровня дефектов в его перегородках, а так же и от сопротивления кровотоку на пути из сердца в легочные артерии и альвеолы. Чем больше это сопротивление — тем меньше венозной крови попадет в малый круг и окажется в артериях, а чем больше дефект в размерах — тем лучше будет смешиваться кровь в полостях и меньше будет «синюшность».

После рождения ребенка сердце, как и при пороках со сбросом слева-направо, работает с перегрузкой, особенно его правые отделы, и мы поговорим об этом, когда будем описывать отдельные пороки. Но здесь мы хотим подчеркнуть, что само существование цианоза может быть опасным, так как недостаточное содержание кислорода в артериальной крови вызывает ее сгущение, увеличение числа эритроцитов и может привести к закупорке мелких сосудов тела, в том числе и мозга со всеми вытекающими последствиями.

Понятие о перекрестном сбросе

В некоторых ситуациях, когда дефекты в перегородках достаточно большие, а сопротивление кровотоку почти одинаковое на выходе из обоих желудочков, кровь может частично перетекать через дефект в обоих направлениях в различные фазы сердечного цикла. То есть в какой-то отрезок времени в ходе одного сокращения имеется сброс слева-направо, а в другой отрезок в ходе того же цикла, но через несколько долей секунды происходит сброс справа-налево.

В таких случаях говорят о «перекрестном сбросе», и степень недосыщения артериальной крови кислородом будет зависеть от преимущественного направления тока крови. Соответственно видимой и выраженной будет степень цианоза.

Скажем здесь, что к порокам с таким «перекрестным сбросом» относятся чаще всего очень сложные, комбинированные пороки, включающие сочетания разных нарушений развития сердца.

Препятствия кровотоку

Врожденные препятствия нормальному кровотоку обычно возникают вследствие неправильного развития в местах соединений сердечных камер друг с другом или с магистральными сосудами. Чаще всего это относится к клапанам. Сужение называют «стенозом», если оно вызвано изменением клапанов, а когда это касается аорты, то говорят о ее «коарктации».

Подробно мы разберем это ниже, но здесь хочется отметить несколько моментов, касающихся кровотока. Поскольку к восьмой неделе внутриутробной жизни плода сердце, в основном, сформировано и кровообращение уже происходит, то влияние сужения, затруднения нормальному кровотоку сказывается уже на ранних стадиях развития эмбриона. Если больше никаких дефектов нет, то желудочкам приходится работать с повышенной нагрузкой, результатом которой станет утолщение стенок, уменьшение размеров полости, недоразвитие сердечных камер. После рождения эти явления только прогрессируют и могут стать жизнеопасными уже в первые дни жизни ребенка.

Если такие препятствия сочетаются с дефектами в перегородках, то сердцу легче работать, т.к. есть другие пути для крови, в которых сопротивление меньше и поток выбирает такие пути меньшего сопротивления.

Но мы уже вплотную подошли к классификации пороков, т.е. к тому, какие пороки бывают и что при этом происходит с ребенком, справляется ли сердце с ними и каким образом.

Цитируется по книге Г. Э. Фальковский, С. М. Крупянко. Сердце ребенка. Книга для родителей о врожденных пороках сердца

Как попасть на лечение в Научный центр им. А.Н. Бакулева?

Онлайн-консультации

Методы диагностирования нарушений

Определить, насколько серьезные проблемы есть с кровотоком, какие повреждения у плода, помогает ультразвуковое исследование, а также допплерометрия. Современные технологии позволяют проверять различные сосуды не только матери, но и плода.

Есть определенные особенности, которые говорят о нарушениях кровообращения

На них врач и обращает внимание во время исследований:

плацента становится тоньше;
присутствуют инфекционные заболевания;
состояние околоплодных вод, отклонения от норм (если есть).

С помощью допплерометрии врач может определить 3 стадии нарушений кровотока:

На первой происходят незначительные отклонения. Сохраняется кровоток матки, плода и плаценты.
На второй стадии нарушений затрагиваются все круги кровообращения у плода.
Третья стадия считается критической.

Процедуру можно проводить всем беременным женщинам, независимо от срока. Особенно это касается женщин из группы риска, для которых велика вероятность появления серьезных проблем. Дополнительно вместе с допплерометрией проводятся и лабораторные исследования крови.

Особенности кровообращения после рождения

После процесса рождения происходят физиологические изменения в организме ребенка. Они необходимы, чтобы его органы начали функционировать самостоятельно. Перевязывание пуповины приводит к разрыву связи мать-плацента-плод. С первым вдохом в работу включается легочная система. Это снижает показатель давления в малом круге в пять раз. Необходимость в артериальном протоке пропадает.

После запуска легочного круга начинается синтез вазодилататоров – веществ, которые способствуют расширению сосудов. Происходит увеличение цифр АД по сравнению с давлением в сосудах легкого. В первые дни жизни ребенка активизируются механизмы по закрытию общего аортального протока, редукции обходных сосудов.

Нарушения кровообращения плода

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

Что приводит к патологии плаценты:

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

Женщина должна обратить внимание на

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

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

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

Кровообращение плода происходит через плаценту, которая получает 60% комбинированного желудочкового выброса, а после рождения его большая часть направляется к легким.

Сердце у новорожденного

После рождения ребенок совершает первый вдох. Это обеспечивает расправление легких и начало дыхания с их помощью. На фоне этого кровь из правого желудочка устремляется в легочной ствол и попадает в сосуды органа. Боталлов проток начинает закрываться и постепенно полностью зарастает соединительной тканью.

Рост давления в правом предсердии приводит к тому, что ток крови через овальное окно прекращается. Оно постепенно зарастает мышечной перегородкой, в которой находится проводящая система сердца. Это отражает окончание изменений в кровообращении ребенка.

Особенности кровообращения во время беременности появились в результате эволюции. Они позволяют внутренним органам и головному мозгу плода получать достаточное количество кислорода и питательных веществ.

Любые нарушения строения сердца и сосудов приводят к врожденным аномалиям различной степени выраженности. При этом, если анатомические особенности остаются после рождения, это также приводит к появлению патологий, требующих лечения.

Схема потоков крови в сердце у плода и после рождения

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 ? [3-створчатый клапан] ? 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.

Интересно знать

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.