Пупочные вены (venae umbilicales) представляют собой сначала парные сосуды, впадающие в венозную пазуху. Правая пупочная вена со временем облитерирует и исчезает, в то время как левая пупочная вена, наоборот, становится более крупной, превращаясь в собственно пупочную вену, которая залегает в пуповине.
Между этой веной и левой печеночной веной развивается анастомоз, а проксимальный отдел левой пупочной вены при впадении в венозную пазуху при этом подвергается обратному развитию. Благодаря этому, кровь из пупочной вены попадает сначала в печень. Затем в ткани печеночной закладки, в результате слияния синусоидных капилляров, формируется сосудистый канал, образующий прямое продолжение пупочной вены и впадающий в нижнюю полую вену.
Благодаря данному соединяющему каналу, называемому венозным (аранциевым) протоком — ductus venosus (Arantii), ток крови, поступающей из пупочной вены в печень, в своей основной массе отводится печеночными капиллярами и возвратными печеночными венами, попадая, таким образом, из пупочной вены непосредственно в нижнюю полую вену.
Желточное кровообращение плода
Первичным, примитивным, кровообращением плода является желточное кровообращение, осуществляемое посредством пупочно-брыжеечной артерии и вены. Эта система кровообращения функционирует в течение короткого времени и очень скоро исчезает, уступая место хориальному кровообращению, представленному пуповинными сосудами.
Трансформации сосудов, которые были только что описаны, касаются только некоторых, малых отделов данной системы, которые затем участвуют в развитии венозной системы.
Уже на ранней стадии развития в области мезодермы аллантоиса возникает новая сосудистая система, формирующаяся сначала во внеэмбриональной области; она васкуляризирует хорион и хориальные ворсинки плаценты, образуя в них капиллярную сеть.
Слиянием этих капилляров образуются пупочные сосуды (вена и артерии), которые вторично соединяются с сосудистой системой, образованной в эмбриональном теле. После исчезновения желточного кровообращения вся кровь плода должна пройти через капиллярную сеть хориальных ворсинок, омывающихся кровью матери в межворосинчатых пространствах.
Из крови матери питательные вещества через стенки хориальных ворсинок всасываются в кровь плода; подобным образом происходит и обмен газами между кровью матери и кровью плода. Эта система кровообращения, называемая плацентарным кровообращением, функционирует вплоть до рождения плода. После рождения, когда плод, вернее новорожденный, начинает самостоятельную жизнь, организация циркуляционных отношений дефинитивно изменяется, и возникают такие отношения, которые имеют место у взрослого человека.
Представленный в предыдущих статьях на сайте разбор постнатальных изменений артериального протока и овального отверстия касался нормального развития легких и легочных сосудов. Выведение постнатального кровообращения из равновесия благодаря такой аномалии, как стеноз легочной артерии, уже рассматривалось в предыдущих наших статьях.
В исключительных случаях, когда легочное кровообращение не начинается своевременно, все равновесие в сердце оказывается нарушенным. Пока ductus arteriosus остается структурно незакрытым, кровь, которая не может пройти в легкие, поступает через этот проток в аорту и возвращается по системным венам в правое предсердие. Благодаря этому же процессу уменьшается количество крови, идущей в левое предсердие из легочных вен, что приводит к значительному неравенству объемов крови, поступающей в оба предсердия, и в результате — к неравенству давления, оказываемого кровью на противоположные стороны межпредсердной перегородки.
Поэтому кровь, не насыщенная кислородом, проходит через овальное отверстие справа налево и у новорожденного появляется цианоз. Первичной причиной этого осложнения не является, как это часто ошибочно утверждали, «незаращение овального отверстия после рождения». Его структурное закрытие всегда является постепенным процессом. Оно открыто в течение всей внутриутробной жизни, когда левый желудочек еще не в состоянии обеспечить циркуляцию всей крови по большому кругу кровообращения, и в течение большей части первого года жизни. В случаях недостаточности легочного кровообращения кровяное давление в предсердиях не может уравновеситься. Это препятствует функциональному закрытию клапана овального отверстия и в то же время препятствует постепенному структурному закрытию этого отверстия.
После рождения и прекращения плацентарного кровообращения начинается постепенная фиброзная инволюция пупочной вены и пупочных артерий. Движение крови в этих сосудах прекращается, конечно, сразу же после перевязки пупочного канатика, но облитерация их просветов происходит, вероятно, через 3—5 недель, а отдельные участки этих сосудов могут сохранять просвет еще дольше. В конце концов эти сосуды превращаются в фиброзные тяжи.
Прежний ход пупочной вены представлен у взрослого человека круглой связкой (lig. teres), идущей от пупка к печени, и венозной связкой (lig. venosum), проходящей в паренхиме печени. Проксимальные части пупочных артерий сохраняются в редуцированном виде в качестве подчревных артерий. Фиброзные тяжи, отходящие от этих артерий по обеим сторонам от urachus по направлению к пупку, являются остатками более дистальных частей пупочных артерий и называются у взрослого человека «облитерированными ветвями» подчревных артерий, или боковыми пупочными связками.
Тем не менее наши современные знания хорошо показывают, что изменения циркуляции, происходящие после рождения, не являются скачкообразной перестройкой функций, выполняемых различными частями сердца.
Тот факт, что легочное кровообращение уже достаточно хорошо развито перед рождением, показывает, что изменения, которые должны произойти до рождения, гораздо более глубоки, чем полагали раньше. Компенсаторные механизмы овального отверстия (foramen ovale) и ductus arteriosus, которые функционируют в течение всей внутриутробной жизни, способствуют окончательной постнатальной перестройки с минимальными функциональными затруднениями. Существенно также, что основные моменты перехода человека при рождении от существования в водной среде к существованию в воздушной среде аналогичны такому же переходу в процессе филогенеза, когда появилась переходная группа амфибий.
При более детальном изучении такого изменения в способе существования выясняется, что нам следует больше поражаться законченности и совершенству подготовки к гладкому осуществлению этого перехода, чем останавливаться на старой концепции о скачкообразном характере происходящих изменений.
Особенности кровообращения плода. Плацентарное кровообращение
Тот факт, что одна из ветвей пупочной вены доставляет печени через воротную вену чистую артериальную кровь, обусловливает относительно большую величину печени; последнее обстоятельство связано с необходимой для развивающегося организма функцией кроветворения печени, которая преобладает у плода и уменьшается после рождения. Пройдя через печень, кровь по печеночным венам вливается в нижнюю полую вену.
Таким образом, вся кровь из v. umbilicalis или непосредственно (через ductus venosus), или опосредованно (через печень) попадает в нижнюю полую вену, где примешивается к венозной крови, оттекающей по vena cava inferior от нижней половины тела плода.
Смешанная (артериальная и венозная) кровь по нижней полой вене течет в правое предсердие. Из правого предсердия она направляется заслонкой нижней полой вены, valvula venae cavae inferioris, через foramen ovale (расположенно в перегородке предсердий) в левое предсердие. Из левого предсердия смешанная кровь попадает в левый желудочек, затем в аорту, минуя не функционирующий еще легочный круг кровообращения.
Таким образом, несмотря на то что вообще по сосудам плода течет смешанная кровь (за исключением v. umbilicalis и ductus venosus до его впадения в нижнюю полую вену), качество ее ниже места впадения ductus arteriosus значительно ухудшается. Следовательно, верхняя часть тела (голова) получает кровь, более богатую кислородом и питательными веществами. Нижняя же половина тела питается хуже, чем верхняя, и отстает в своем развитии. Этим объясняются относительно малые размеры таза и нижних конечностей новорожденного.
Акт рождения представляет скачок в развитии организма, при котором происходят коренные качественные изменения жизненно важных процессов. Развивающийся плод переходит из одной среды (полость матки с ее относительно постоянными условиями: температура, влажность и пр.) в другую (внешний мир с его меняющимися условиями), в результате чего коренным образом изменяются обмен веществ, а также способы питания и дыхания. Вместо питательных веществ, получаемых ранее через кровь, пища поступает в пищеварительный тракт, где она подвергается пищеварению и всасыванию, а кислород начинает поступать не из крови матери, а из наружного воздуха благодаря включению органов дыхания. Все это отражается и на кровообращении.
При рождении происходит резкий переход от плацентарного кровообращения к легочному. При первом вдохе и растяжении легких воздухом легочные сосуды сильно расширяются и наполняются кровью. Тогда ductus arteriosus спадается и в течение первых 8 — 10 дней облитерируется, превращаясь в ligamentum arteriosum.
Пупочные артерии зарастают в течение первых 2 — 3 дней жизни, пупочная вена — несколько позднее (6 — 7 дней). Поступление крови из правого предсердия в левое через овальное отверстие прекращается тотчас после рождения, так как левое предсердие наполняется кровью, поступающей сюда из легких, и различие в давлении крови между правым и левым предсердиями выравнивается. Закрытие овального отверстия происходит значительно позднее, чем облитерация ductus arteriosus, и часто отверстие сохраняется в течение первого года жизни, а в 1/3 случаев — всю жизнь. Описанные изменения подтверждены исследованием на живом с помощью рентгеновских лучей.
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.
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
Кровообращение плода называется плацентарным кровообращением и имеет свои особенности. Они связаны с тем, что в период внутриутробного развития дыхательная и пищеварительная системы полностью не функционируют и плод вынужден получать все необходимые для жизни и развития вещества с кровью матери, то есть питаться смешанной артериально-венозной кровью.
От брюшной аорты отходят две пупочные артерии (aa. umbilicales) (рис. 238), по которым часть крови из тела зародыша попадает в плаценту, где происходит ее очищение от углекислоты и продуктов обмена. Чистая артериальная кровь по пупочной вене снова попадает в тело плода.
В момент рождения, после перерезания пуповины, связь плода с телом матери нарушается, и после первого вздоха легкие и их сосуды расправляются, что приводит к началу функционирования малого круга кровообращения. В левой половине сердца ребенка повышается давление, пупочные вены и артерии запустевают, овальное отверстие закрывается заслонкой, в результате чего прекращается сообщение между предсердиями. Позднее овальное отверстие, венозный и артериальные протоки полностью зарастают, и устанавливается кровообращение, свойственное организму взрослого человека.
Рис. 238. Артерии и вены плода:
Кровообращение плода называется плацентарным кровообращением и имеет свои особенности. Они связаны с тем, что в период внутриутробного развития дыхательная и пищеварительная системы полностью не функционируют и плод вынужден получать все необходимые для жизни и развития вещества с кровью матери, то есть питаться смешанной артериально-венозной кровью.
Артерии и вены плода
От брюшной аорты отходят две пупочные артерии (aa. umbilicales) (рис. 238), по которым часть крови из тела зародыша попадает в плаценту, где происходит ее очищение от углекислоты и продуктов обмена. Чистая артериальная кровь по пупочной вене снова попадает в тело плода.
В момент рождения, после перерезания пуповины, связь плода с телом матери нарушается, и после первого вздоха легкие и их сосуды расправляются, что приводит к началу функционирования малого круга кровообращения. В левой половине сердца ребенка повышается давление, пупочные вены и артерии запустевают, овальное отверстие закрывается заслонкой, в результате чего прекращается сообщение между предсердиями. Позднее овальное отверстие, венозный и артериальные протоки полностью зарастают, и устанавливается кровообращение, свойственное организму взрослого человека.
