Развитие системы крови и кровообращения. Строение сердца, механизмы регуляции сердечной деятельности. Автоматизм сердца.

Для новорожденных характерно наличие наличие большого числа эритроцитов, повышенное количество гемоглобина, присутствие большого количества молодых незрелых форм эритроцитов в периферической крови в первые дни жизни новорожленного, что свидетельствуют об интенсивном эритропоэзе как реакции на недостаточность снабжения плода кислородом в период внутриутробного развития и в родах.

Эритропоэз у детей при рождении составляет около 4×1012/л в сутки, что в 5 раз выше, чем у детей старше года и взрослых. После рождения в связи с установлением внешнего дыхания гипоксия сменяется гипероксией. Это вызывает снижение выработки эритропоэтинов, благодаря чему в значительной степени подавляется эритропоэз и начинается падение количества эритроцитов и гемоглобина. Этому способствует и гемодилюция в связи с быстрым увеличением массы и длины тела.

Лейкоцитарная формула крови у детей также имеет свои особенности. Общее число лейкоцитов при рождении колеблется от 18・10 9/л до 30・10 9/л, держится на этом уровне первую неделю жизни и со второй недели уменьшается до 10–12・10 9/л. Важно отметить, что такой лекоцитоз имеет нейтрофильный сдвиг влево, то есть количество нейтрофилов составляет 60–70% всех клеток белой крови с большим содержанием молодых форменных элементов: миелоцитов, метамиелоцитов, палочкоядерных клеток, а лимфоцитов всего около 30%. Со второго дня жизни количество нейтрофилов начинает снижаться, а число лимфоцитов увеличивается и на пятый – шестой день жизни их количество уравнивается, составляя примерно по 40–45%. Этот феномен называется первым нейтрофильно-лимфоцитарным перекрестом. Далее число лимфоцитов продолжает увеличиваться, достигая к 10 дню до 60%, а нейтрофилы снижаются до 30%. Исчезает сдвиг нейтрофилов влево, уменьшается количество молодых форменных элементов крови. Максимальное увеличение лимфоцитов и уменьшение нейтрофилов отмечается к году. В дальнейшем количество лимфоцитов в пределах 50–60% является нормальным для картины крови детей первых 3–5 лет жизни, так называемый физиологический лимфоцитоз. К 5–6 году число нейтрофилов постепенно увеличивается, а лимфоцитов уменьшается и наступает второй нейтрофильно-лимфоцитарный перекрест. После 5 лет число нейтрофилов продолжает увеличиваться, а лимфоцитов снижается и к 12 годам по своим параметрам кровь детей приближается к картине крови взрослых.

Движение крови в организме называют кровообращением. К органам кровообращения относятся сердце и кровеносные сосуды, поэтому и система называется сердечно-сосудистой.

Строение сердца. Сердце - полый мышечный орган, расположенный в левой части грудной полости (рис. 96). Его стенка состоит из трех слоев. Снаружи сердце покрыто околосердечной сумкой, состоящей из плотной соединительной ткани. Это перикард. Он защищает сердце и уменьшает его трение во время сокращений путем выделения особой жидкости-смазки. Средний слой стенки сердца наиболее толстый. Он состоит из поперечнополосатой мышечной ткани. Это сердечная мышца, м и о к а р д. Внутренний слой - эндокард- состоит из особых тонких и плоских клеток эпителиальной ткани.

Масса сердца у взрослого человека составляет 0,5 % от массы тела, т. е. 250—300 г у мужчин и около 200 г у женщин. У детей относительные размеры сердца немного больше — примерно 0,7 % от массы тела. Сердце в целом увеличивается пропорционально увеличению размеров тела. За первые 8 мес. после рождения масса сердца возрастает вдвое, к 3 годам — втрое, к 5 годам — в 4 раза, а к 16 годам — в 11 раз по сравнению с массой сердца новорожденного. У мальчиков сердце обычно несколько больше, чем у девочек; лишь в период полового созревания начавшие созревать раньше девочки имеют более крупное сердце.

 Сплошной вертикальной перегородкой оно делится на правую и левую части, которые не сообщаются между собой (рис. 98). Левая половина сердца качает кровь, богатую кислородом. Правая половина - наполненную углекислым газом. Артериальная и венозная кровь, благодаря перегородке, не смешиваются. Каждая из частей делится поперечной перегородкой на два отдела - камеры: предсердие и желудочек. Таким образом, сердце у человека четырехкамерное. Оно состоит из двух предсердий и двух желудочков. Верхние отделы сердца - правое и левое предсердия, нижние отделы - правый и левый желудочки.

Разделение предсердий и желудочков обеспечивают створчатые клапаны (правый трехстворчатый и левый двухстворчатый, или митральный). Клапаны прикреплены к стенкам желудочков сухожильными нитями. Они открываются только в одну сторону в сторону желудочков. Мышцы предсердий более тонкие, так как они только проталкивают кровь, пришедшую к ним по венам, в желудочки сердца. А мышечные стенки желудочков (особенно левого) толстые, так как кровь из них выталкивается с большой силой, чтобы достичь даже самых удаленных участков организма. При сокращении предсердий створчатые клапаны открываются в сторону желудочков, и кровь попадает из предсердий в желудочки. При сокращении желудочков под давлением крови створки этих клапанов приподнимаются и закрываются, кровь из желудочков выгоняется в сосуды (артерии). Натяжение сухожильных нитей препятствует выворачиванию клапанов в сторону предсердий. Створчатые клапаны сердца способствуют току крови только в одном направлении.

Между сердцем и сосудами имеются полулунные клапаны. Они препятствуют обратному току крови. Таким образом, кровь течет из предсердий в желудочки, из желудочков - в артерии.

Круги кровообращения. Из левого предсердия кровь поступает в левый желудочек, из которого выходит самая крупная артерия - аорта. Последняя, разветвляясь на артерии, артериолы и капилляры, разносит артериальную кровь ко всем частям тела. После отдачи клеткам и органам кислорода и питательных веществ и насыщения углекислым газом кровь становится венозной и уже из капилляров поступает в венулы, мелкие и крупные вены, по передней и задней полым венам - в правое предсердие. Путь крови от левого желудочка через капилляры тела до правого предсердия называется большим кругом кровообращения.

Из правого предсердия кровь попадает в правый желудочек, из которого выходит легочныйствол. По разветвлениям этого сосуда кровь поступает в капилляры легких, где обогащается кислородом. Артериальная кровь направляется в левое предсердие. Путь крови от правого желудочка через капилляры легких до левого предсердия называется малым кругом кровообращения.

Отделы сердца работают в строгой последовательности, обеспечивая его безостановочную ритмичную деятельность.

Работа сердца состоит из ритмично чередующихся сердечных циклов. Каждый цикл состоит из 3 фаз: сокращение предсердий (0,1 с); сокращение желудочков (0,3 с); общее расслабление сердца (0,4 с).

То есть, один цикл сокращения длится меньше секунды, примерно 0,8 с. В норме сердце сокращается 70-75 раз в минуту. При нагрузке сердечные сокращения учащаются до 200 уд/мин.

Способность сердца сокращаться без устали в течение всей жизни связана с наличием фазы расслабления - паузы. В отличие от скелетных мышц в сердечной мышце мышечные волокна расположены не раздельно, а соединены между собой и образуют как бы сеть. Особые эпителиальные плоские клетки внутреннего слоя оболочки сердца выстилают и внутреннюю поверхность стенок кровеносных и лимфатических сосудов. Эти клетки препятствуют свертыванию крови внутри сосуда и уменьшают трение крови о сердце и сосуды.

Еще одной особенностью сердечной мышцы является ее независимость от нервных импульсов. Сердце ритмично сокращается под влиянием импульсов, возникающих в нем самом. Это явление называется автоматизмом сердца. Автоматизм сердца обусловлена специфическими (особыми) мышечными клетками, в которых возникают импульсы. Синусный узел – водитель ритма. Затем возбуждение передается на атрио-вентрикулярный узел Ашоффа-Тавара, потом пучок Гиса, ножки пучка Гиса и волокна Пуркинье. Частота сердечных сокращений зависит от возраста. Сердце годовалого ребенка сокращается 120-150 раз в минуту, с 1 года до 5 лет 100 раз, у взрослого человек 60-80 раз в мин.

Скорость кровотока. При каждом сокращении желудочки изгоняют всю находящуюся в них кровь. Этот объем жидкости, которая выталкивается сердцем во время систолы, называется ударным выбросом, или ударным (систолическим) объемом. Этот показатель увеличивается с возрастом пропорционально увеличению размеров сердца. Годовалые дети имеют сердце, выбрасывающее чуть больше 10 мл крови за одно сокращение, у детей от 5 до 16 лет эта величина возрастает с 25 до 62 мл. Произведение величин ударного выброса и частоты пульса показывает количество крови, проходящей через сердце за 1 мин, и называется минутным объемом крови (МОК). У годовалых детей МОК составляет 1,2 л/мин, к школьному возрасту увеличивается до 2,6 л/мин, а у юношей и взрослых достигает 4 л/мин и более.

При разнообразных нагрузках, когда потребность в кислороде и питательных веществах возрастает, МОК может весьма значительно увеличиваться, причем у детей младшего возраста главным образом за счет увеличения частоты пульса, а у подростков и взрослых также и за счет увеличения ударного выброса, который при нагрузке может повышаться в 2 раза.

Периферический кровоток. За период от 3 до 7 лет интенсивность периферического кровотока снижается в 1,5 раза, а к 16 годам — еще в 4 раза. Это примерно соответствует темпам возрастного снижения интенсивности обменных процессов.

Регуляция работы сердца осуществляется нервным и гуморальным путями. Нервная регуляция работы сердца обеспечивается нервными центрами, расположенными в продолговатом испинном мозге. Импульсы, ослабляющие работу' сердца, передаются по парасимпатическим нервам, а усиливающие его работу по симпатическим нервам. Гуморальная регуляцияосуществляется с помощью гормонов (через кровь и лимфу). Гормон надпочечников адреналин вызывает учащение сокращений сердца. Подобно адреналину' действует и гормон щитовидной железы тироксин. Тормозит работу сердца парасимпатическая нервная система и медиатор  ацетилхолин.

Хотя к моменту рождения ребенка в сердечной мышце достаточно хорошо представлены окончания как блуждающих, так и симпатических нервных веточек, в раннем возрасте (до 2—3 лет) в регуляции сердечной деятельности преобладают влияния симпатических нервов. Это одна из причин более высокой частоты сокращений сердца у детей этого возраста. Первые признаки влияния блуждающего нерва на сердечную деятельность наблюдаются лишь в 3—4-месячном возрасте, а формирование ваготонического звена регуляции продолжается вплоть до младшего школьного возраста.

Нервная регуляция деятельности кардиореспираторной системы тесно связана с гуморальной. В симпатических окончаниях нервов выделяется адреналин — тот же самый гормон, который вырабатывается мозговым веществом надпочечников. Блуждающий нерв в своих окончаниях вырабатывает ацетилхолин, вещество, имеющее противоположное адреналину действие на сердце, сосуды, дыхательные мышцы и т.п. На деятельность сердца, сосудов и органов дыхания влияют также другие гормоны. Так, тироксин, гормон щитовидной железы, ускоряет клеточный окислительный обмен и стимулирует увеличение активности сердца и дыхательной мускулатуры. Гормон вазопрессин, вырабатываемый гипофизом, влияет на тонус кровеносных сосудов, особенно в коже и почках. Активность мышц сердца и дыхательной мускулатуры зависит от содержания в крови солей калия (тормозящее влияние) и кальция (активирующее влияние).

Взаимосвязь нервной и гуморальной регуляции кардиореспираторной системы постепенно развивается в ходе индивидуального развития, достигая уровня первичной зрелости к возрасту 6— 7 лет, но окончательно созревает только на завершающих этапах полового созревания.