Анатомические и физиологические особенности сердечно-сосудистой системы плода

Система кровообращения плода во многом отличается от таковой новорожденного. Это определяется как анатомическими, так и функциональными особенностями организма плода, отражающими его адаптационные процессы в период внутриутробной жизни.

Анатомические особенности сердечно-сосудистой системы (рисунок 6) плода прежде всего заключаются в существовании овального отверстия между правым и левым предсердиями и артериального протока, соединяющего легочную артерию с аортой. Это позволяет значительной массе крови миновать нефункционирующие легкие. Кроме того, имеется сообщение между правым и левым желудочками сердца. Кровообращение плода начинается в сосудах плаценты, откуда кровь, обогащенная кислородом и содержащая все необходимые питательные вещества, поступает в вену пуповины.

Затем артериальная кровь через венозный (аранциев) проток попадает в печень. Печень плода представляет собой своеобразное депо крови. В депонировании крови наибольшую роль играет ее левая доля. Из печени через тот же венозный проток кровь поступает в нижнюю полую вену, а оттуда — в правое предсердие. В правое предсердие поступает также кровь из верхней полой вены. Между местом впадения нижней и верхней полых вен находится заслонка нижней полой вены, которая разделяет оба кровотока Эта заслонка направляет ток крови нижней полой вены из правого предсердия в левое через функционирующее овальное отверстие. Из левого предсердия кровь поступает в левый желудочек, а оттуда — в аорту. Из восходящей дуги аорты кровь попадает в сосуды головы и верхней части туловища.

Венозная кровь, поступающая в правое предсердие из верхней полой вены, оттекает в правый желудочек, а из него — в легочные артерии. Из легочных артерий только небольшая часть крови поступает в нефункционирующие легкие. Основная масса крови из легочной артерии через артериальный (боталлов) проток направляется в нисходящую дугу аорты. Кровь нисходящей дуги аорты снабжает нижнюю половину туловища и нижние конечности. После этого кровь, бедная кислородом, через ветви подвздошных артерий поступает в парные артерии пуповины и через них — в плаценту.

Объемные распределения крови в фетальном кровообращении выглядят следующим образом: приблизительно половина общего объема крови из правых отделов сердца поступает через овальное отверстие в левые отделы сердца, 30% через артериальный (боталлов) проток сбрасывается в аорту, 12% попадает в легкие. Такое распределение крови имеет очень большое физиологическое значение с точки зрения получения отдельными органами плода крови, богатый кислородом, а именно чисто артериальная кровь содержится только в вене пуповины, в венозном протоке и сосудах печени; смешанная венозная кровь, содержащая достаточное количество кислорода, находится в нижней полой вене и восходящей дуге аорты, поэтому печень и верхняя часть туловища у плода снабжаются артериальной кровью лучше, чем нижняя половина тела. В дальнейшем по мере прогрессирования беременности происходит небольшое сужение овального отверстия и уменьшение размеров нижней полой вены. Вследствие этого во второй половине беременности дисбаланс в распределении артериальной крови несколько уменьшается.

Физиологические особенности кровообращения плода важны не только с точки зрения снабжения его кислородом. Не меньшее значение фетальное кровообращение имеет и для осуществления важнейшего процесса выведения из организма плода СО₂ и других продуктов обмена. Описанные выше анатомические особенности кровообращения плода создают предпосылки к осуществлению очень короткого пути выведения С0₂ и продуктов обмена: аорта — артерии пуповины — плацента.

Сердечно-сосудистая система плода обладает выраженными адаптационными реакциями на острые и хронические стрессовые ситуации, обеспечивая тем самым бесперебойное снабжение крови кислородом и необходимыми питательными веществами, а также выведение из его организма СО₂ и конечных продуктов обмена веществ. Это обеспечивается наличием различных механизмов нейрогенного и гуморального характера, которые регулируют частоту сердечных сокращений, ударный объем сердца, периферическую констрикцию и дилатацию артериального протока и других артерий. Кроме того, система кровообращения плода находится в тесной взаимосвязи с гемодинамикой плаценты и матери. Эта взаимосвязь отчетливо видна, например, при возникновении синдрома сдавления нижней полой вены. Сущность этого синдрома заключается в том, что у некоторых женщин в конце беременности происходит сдавление маткой нижней полой вены и, по-видимому, частично аорты. В результате этого в положении женщины на спине у нее происходит перераспределение крови, при этом большое количество крови задерживается в нижней полой вене, а артериальное давление в верхней части туловища снижается. Клинически это выражается в возникновении головокружения и обморочного состояния. Сдавление нижней полой вены беременной маткой приводит к нарушениям кровообращения в матке, что в свою очередь немедленно отражается на состоянии плода (тахикардия, усиление двигательной активности). Таким образом, рассмотрение патогенеза синдрома сдавления нижней полой вены наглядно демонстрирует наличие тесной взаимосвязи сосудистой системы матери, гемодинамики плаценты и плода.

У плода насыщенная кислородом кровь поступает от плаценты по единственной пупочной вене. Примерно половина крови из пуповины сбрасывается через венозный проток плода, минуя сосудистую систему печени и попадая непосредственно в нижнюю полую вену. Остальная кровь через воротную вену поступает в печень и оттуда по печеночным венам направляется в нижнюю полую вену. В результате кровь в нижней полой вене представляет собой смесь насыщенной кислородом (оксигенированной) крови из пупочной вены и крови с низким напряжением кислорода, возвратившейся из вен плода. Из-за того, что кровь в нижней полой вене смешанная, напряжение кислорода здесь выше, чем в крови, возвращающейся в правое предсердие плода из верхней полой вены. Это различие весьма важно, поскольку два потока крови в правом предсердии разделяются и в итоге следуют различными путями. В результате такого разделения в мозг и миокард плода поступает кровь с относительно высоким содержанием кислорода, тогда как менее оксигенированная кровь направляется в плаценту (через нисходящую аорту и пупочные артерии) для насыщения кислородом.

Большая часть крови, поступающей в правое предсердие из нижней полой вены, через овальное отверстие попадает в левое предсердие. Внутрисердечному сбросу относительно хорошо оксигенированной крови способствует нижний край вторичной перегородки, называемый евстахиева заслонка, которая расположена над отверстием, ведущим из нижней полой вены в правое предсердие. Поступившая через шунт кровь смешивается с небольшим количеством плохо оксигенированной крови, возвращающейся в левое предсердие через легочные вены плода (напомним, что во время внутриутробного развития легкие не вентилируются; формирующаяся легочная ткань скорее забирает кислород из крови, чем осуществляет его доставку). Из левого предсердия кровь попадает в левый желудочек и затем изгоняется в восходящую аорту. Из аорты хорошо оксигенированная кровь распределяется, в основном, в трех направлениях:

• 1) примерно 9% крови, выброшенной из левого желудочка, попадает в коронарные артерии и осуществляет перфузию миокарда,
• 2) 62% крови через сонные и подключичные артерии попадает в верхние отделы туловища и в мозг, и 3) 29% крови поступает в нисходящую аорту и распределяется в остальных органах плода.

Остатки насыщенной кислородом крови из нижней полой вены, попадая в правое предсердие, смешиваются с плохо оксигенированной кровью, попавшей сюда из верхней полой вены, и поступают в правый желудочек. У плода правый желудочек выполняет основную работу, на две трети обеспечивая сердечный выброс. Изгнанная из правого желудочка кровь поступает в легочную артерию, а оттуда через артериальный проток попадает в нисходящую аорту (80% сердечного выброса), и через легочные артерии — в легкие (12% крови, выбрасываемой правым желудочком).

Такое, казалось бы, неравномерное распределение крови, выбрасываемой из правого желудочка, на самом деле весьма эффективно: кровь минует легкие, что крайне важно, поскольку легкие плода заполнены амниотической жидкостью и неспособны осуществлять газообмен. Низкое напряжение кислорода в жидкости, содержащейся в легких, вызывает сокращение легочных сосудов и способствует увеличению сопротивления сосудистой системы легких.

При повышенном сопротивлении легочных сосудов облегчается сброс крови через артериальный проток в большой круг кровообращения и, в конце концов, большая часть крови, изгнанная из сердца, попадает в нисходящую аорту. Отсюда кровь распределяется в нижние отделы плода и в пупочные артерии, возвращаясь, таким образом, в плаценту для газообмена.