В течении всей жизни начиная с момента оплодотворения, развитие организма человека претерпевает морфологические, физиологические и биохимических преобразования характерные для того или иного возрастного периода. Период с момента оплодотворения и до конца жизни называется онтогенезом. В нем выделяют два самостоятельных этапа: пренатальный (с момента зачатия до момента рождения) и постнатальный (с момента рождения до смерти человека).

Возрастные особенности в пренатальном этапе

Формирование сердца эмбриона начинается со 2-ой недели пренатального развития, а его развитие в общих чертах заканчивается к концу 3-ей недели. Деление сердца плода на правую и левую половины начинается с конца 3-й недели гестационного возраста (это возраст эмбриона и плода с момента оплодотворения и он соответствует сроку беременности). В конце 4 недели формируется межжелудочковая перегородка. На 6 неделе гестационного возраста сердце у плода трехкамерное (соеди­нены предсердия). Затем между предсердиями рядом с первичной перего­родкой формируется вторичная перегородка. В обеих имеется овальное от­верстие. Вторичная перегородка перекрывает первичное овальное отвер­стие в виде заслонки так, что в связи с более вы­соким давлением в правом предсердии движение крови возможно только из правого предсердия в левое.
После образования перегородок формируется клапанный аппарат. Структурное оформление сердца (оно становится 4-камерным) и крупных сосу­дов заканчивается на 7-8 неделях внутриутробного развития. В первые недели эмбриогенеза в сердце закладываются основ­ные элементы проводящей системы. Исходя из этого, следует заметить, что внутри­утробные аномалии сердечно-сосудистой системы возникают с 3 по 8 неде­лю развития плода.

Кровообращение плода

В процессе внутриутробного развития различают период лакунарного, а затем плацентарного кровообращения. На очень ранних стадиях развития эмбриона между ворсинками хориона (это наружная зародышевая оболочка, окружающая эмбрион) образуются лакуны, в которые непрерывно поступает кровь из артерий стенки матки. Эта кровь не смешивается с кровью плода. Из нее через стенку сосудов плода происходит избирательное всасывание питательных веществ и кислорода. Также из крови плода в лакуны поступают продукты распада, образующиеся в результате обмена веществ, и углекислый газ. Из лакун кровь оттекает по венам в систему кровообращения матери. На смену лакунарному приходит плацентарное кровообращение, которое начинается на 3 недели внутриутробного развития.



Плацентарное кровообращение отличается от постнатального кровообращения тем, что, во-первых, легочный (малый) круг кровообращения у плода пропускает кровь, но не участвует в процессе газообмена, как это происходит с момента рождения; во-вторых, между левым и правым предсердиями имеется сообщение; в-третьих, между легочным стволом и аортой имеется соустье. В результате этого плод питается смешанной (артериально-венозной) кровью, которая достигает тех или других органов с большим или меньшим содержанием артериальной крови.

Движение крови осуществляется следующим образом

- Артериальную кровь, содержащую кислород и другие питательные вещества, плод получает из плаценты, которая соединяется с организмом плода через пуповину. Пупочная вена несет артериальную кровь от плаценты. Пройдя пупочное кольцо, вена доходит до нижнего края печени плода, дает ветви к печени и воротной вене и в виде широкого и короткого Аранциева протока впадает в нижнюю полую вену где происходит смешивание артериальной крови с венозной;
- по нижней полой вене кровь поступает в правое предсердие, где главная ее масса при посредстве заслонки нижней полой вены, преимущественно в первой половине беременности, проходит через овальное отверстие межпредсердной перегородки в левое предсердие;
- попадая в левый желудочек кровь, направляется в аорту, а затем по ее ветвям попадает в первую очередь к сердцу (по венечным артериям), шее, голове и верхним конечностям;
- меньшая часть крови из правого предсердия идет в правый желудочек и из него – в легочную артерию. У плода легочный круг кровообращения не функционирует в связи с отсутствием легочного дыхания, и поэтому в него поступает незначительное количество крови.

Возрастные особенности сердечно-сосудистой системы часть крови, идущая по легочной артерии, встречает большое сопротивление в спавшихся легких, она поступает в аорту по Боталлову протоку, который впадает в нее ниже места отхождения сосудов к голове и верхним конечностям. Поэтому эти органы получают менее смешанную кровь, содержащую больше кислорода, чем кровь, идущая к туловищу и нижним конечностям. Это обеспечивает лучшее питание мозга и более интенсивное его развитие. - большая часть крови из правого предсердия поступает через овальное отверстие в левое предсердие. Сюда же попадает и небольшое количество венозной крови из легочных вен. - из левого предсердия кровь поступает в левый желудочек, из него в аорту и идет по сосудам большого круга кровообращения. По ветвям грудной и брюшной аорты эта смешанная кровь направляется к стенкам и органам грудной и брюшной полостей, таза и к нижним конечностям.
- часть указанной крови следует по двум - правой и левой - пупочным артериям, которые, располагаясь по обеим сторонам мочевого пузыря, выходят из брюшной полости через пупочное кольцо и в составе пупочного канатика достигают плаценты. В плаценте кровь плода получает питательные вещества, отдает углекислоту и, обогатившись кислородом, снова направляется по пупочной вене к плоду.
Таким образом, кровообращение у плода обеспечивается сократитель­ной способностью сердца плода и отделено от системы кровообращения у матери. Частота сердечных сокращений у эмбриона 15-35 в 1 мин. При плацентарном кровообращении сердцебиение увеличивается до 125 –130 ударов в минуту. Начиная с шестой недели, можно при помощи ультразвука зарегистрировать сокращения сердца, они становятся более ритмичными и составляют в 6 недель 110 ударов в минуту, в 7-8 недель- 180-190 ударов в минуту, на 12-13 неделе - 150-160 сокращений в минуту.
Маленькое сердце плода позволяет обеспечить ткани и органы количеством крови, превышающим в 2-3 раза кровоток взрослого человека. Более всего кислородом и питательными веществами кровь обеспечива­ет печень, головной мозг и верхнюю часть туловища, менее всего - легоч­ную ткань и нижнюю часть тела. Этим поясняется преобладание размеров головы и верхней части тела у новорожденного.

Изменения кровообращения у новорожденного

Акт рождения ребенка характеризуется переходом его к совершенно иным условиям существования. Изменения, наступающие в сердечно-сосудистой системе, связаны, прежде всего, с включением легочного дыхания. В момент рождения ребенка перевязывают и перерезают пупочный канатик (пуповину), в связи, с чем прекращается обмен газов, осуществляющийся в плаценте. При этом в крови новорожденного увеличивается содержание углекислого газа и уменьшается количество кислорода. Эта кровь, с измененным газовым составом, приходит к дыхательному центру и возбуждает его – возникает первый вдох, при котором расправляются легкие и расширяются находящиеся в них сосуды. В легкие впервые входит воздух. Расширенные, почти пустые сосуды легких обладают большой емкостью и имеют низкое давление крови. Поэтому вся кровь из правого желудочка по легочной артерии устремляется в легкие. Боталлов проток постепенно зарастает. В связи с изменившимся давлением крови овальное окошечко в сердце закрывается складкой эндокарда, которая постепенно прирастает, и создается сплошная перегородка между предсердиями. С этого момента разделяются большой и малый круги кровообращения, в правой половине сердца циркулирует только венозная кровь, а в левой – только артериальная.
В то же время перестают функционировать сосуды пупочного канатика, они зарастают и превращаются в связки. Так в момент рождения система кровообращения плода приобретает все черты ее строения у взрослого человека.

Раньше всего (в первые месяцы постнатальной жизни) закрывается Аранциев проток, его полная облитерация наступает с 8-й недели и заканчивается к 10- 11 неделям жизни. Пупочная вена с Аранциевым протоком превращается в круглую связку печени.
Анатомическое закрытие овального отверстия наступает в возрасте 5 – 7 месяцев, однако разные авторы указывают различные сроки его закрытия. Известный кардиолог A. S. Nadas считает, что овальное окно анатомически сохраняется у 50 % детей до годовалого возраста, а у 30% людей – в течение всей жизни. Однако это отверстие не имеет какого-либо значения для гемодинамики.
Сроки закрытия артериального Боталова протока также различными авторами определяются по-разному. Раньше считали, что он перестает функционировать с первым вдохом ребенка, когда в какой-то момент разница между давлением в аорте и легочной артерии равна 0, мышечные волокна сокращаются, и происходит функциональный спазм артериального протока. Однако, в дальнейшем, когда были широко внедрены рентгенконтрастные методы исследования, стало известно, что при рождении артериальный проток еще функционирует и через него устанавливается двусторонний сброс крови (от 40 минут до 8 часов). По мере снижения давления в легочной артерии сброс крови возможен лишь в направлении, обратном эмбриональному (т.е. из аорты в легочную артерию). Однако, этот сброс крайне незначительный. Анатомическая облитерация артериального протока, по данным H.Tаussig, заканчивается ко 2-3 месяцу внеутробной жизни. Открытый артериальный проток к двум месяцам жизни - это уже порок сердца. У здоровых доношенных новорожденных артериальный проток, как правило, закрывается к концу первых-вторых суток жизни, но в ряде случаев может функционировать в течение нескольких дней.
Таким образом, сразу после рождения перестают функционировать 6 основных структур внутриутробного кровообращения - пупочная вена, Аранциев проток, 2 пупочные артерии, которые обеспечивали движение крови у плода, а также овальное окно и Боталлов проток, сбрасывавший кровь из малого круга кровообращения в аорту.
Окончательная стабилизация кровообращения и относительно совершенная его регуляция устанавливаются к 3 возрасту.

Размеры, форма и положение сердца

Масса сердца у новорожденных составляет 0,8 % от массы тела, что больше аналогичного соотношения у взрослых (0,4%). Правый и левый желудочки примерно равны между собой. Толщина их стенок около 5 мм. С возрастом происходит нарастание массы сердца: к 8 мес. - 1 году происходит удвоение, к 2 - 3 годам - утроение, к 5 годам масса сердца увеличивается в 4 раза, к 6 годам – в 11 раз, затем его увеличение замедляется. Особенно интенсивно во внутриутробном периоде нарастает масса левого желудочка, и за весь период детства она увеличивается почти в 17 раз.

Положение сердца в грудной клетке в отдельные периоды детства различно. Так, у новорожденных сердце расположено высоко и поперечно, что обусловлено более высоким стоянием диафрагмы, проецируется на уровне IV и VIII грудных позвонков. Левый край сердца выходит за среднеключичную линию, правый выступает за край грудины. К концу первого года жизни в связи с опусканием диафрагмы и переходом ребенка к вертикальному положению сердце занимает косое положение. У новорожденного сердце имеет шаровидную форму - по­перечный размер может быть больше продольного размера и постепенно сердце приобретает грушевидную форму.

Особенности передней поверхности и верхушки сердца

Передняя поверхность сердца образована правым предсердием, правым желудочком и большей относительно других возрастов частью левого желудочка. Поворот сердца влево приводит к тому, что к концу первого года жизни и в дальнейшем сердце прилегает к передней грудной стенке в основном поверхностью правого желудочка. После рождения верхушка сердца состоит из 2 желудочков, с 6 меся­цев - только из левого желудочка. Проекция верхушки у новорожденного находится в 4 межреберном про­межутке, с 1.5 лет - в 5 межреберном промежутке.

Особенности кровеносных сосудов

Кровеносные сосуды у новорожденных тонкостенные, в них недостаточно развиты мышечные и эластические волокна. Просвет артерий относительно широк. Но поскольку вены растут быстрее артерий, то к 16 годам их просвет становится вдвое шире артерий. С ростом сосудов происходит и развитие в них мышечной оболочки и соединительной ткани. Наиболее интенсивно утолщается интима сосудов. С возрастом ребенка происходит изменение диаметра легочной артерии и аорты:

- у новорожденного он равен соответственно 21 и 16 мм (т.е. легочная артерия более широкая);

- в 12 лет сосуды примерно одинаковы (по 72-74 мм) ;

- у взрослого человека диаметр легочной артерии меньше диаметра аорты (соответственно 74 и 80 мм).

Переход к прямостоянию и ходьбе способствует более интенсивному развитию венозной системы нижней половины тела. Развитие сосудов завершается в основном к 13 – 14 годам. Просвет сосудов увеличивается относительно медленнее, чем рост сердца. Это приводит к тому, что в разные возрастные периоды соотношение между массой, объемом сердца и толщиной и емкостью сосудов неодинаково. Это, в свою очередь, сказывается на состоянии кровообращения. Функция кровообращения характеризуется следующими основными показателями: частотой пульса, биоэлектрическими и звуковыми явлениями в сердце, количеством циркулирующей крови, артериальным и венозным давлением, скоростью кровотока, ударным и минутным объемами крови, периферическим сопротивлением.
Частота сердечных сокращений (ЧСС) определяется по сердечным тонам (толчку), пульс - при пальпации крупных сосудов. У здоровых детей ЧСС в минуту соответствует частоте пульса (PS). Однако при заболеваниях ЧСС может не совпадать с пульсом и быть больше его. Это связано с тем, что не каждое сокращение сердца сопровождается пульсовой волной (дефицит пульса). У детей ЧСС и PS больше, чем у взрослых. Чем младше ребенок, тем больше у него данные показатели. Это в первую очередь объясняется более интенсивным обменом веществ, а также доминирующим влиянием симпатической части вегетативной нервной системы. Превалирующая роль блуждающего нерва в регуляции ритма сердца устанавливается на более поздних этапах развития.

Изменения с возрастом частоты сердечных сокращений

Частота сердечных сокращений в минуту:

1. Новорожденный (с момента рождения и до 28 дня - 120-140 (до 160) сокращений в минуту
   
2. грудной период (от 4 недель до 1 года) - 120 сокращений в минуту
   
3. 5 лет - 100 сокращений в минуту
   
4. 10 лет- 85 сокращений в минуту
   
5. 12 лет - 80 сокращений в минуту
   
6. 15 лет - 75-70 сокращений в минуту
   

У новорожденного частота сердечных сокращений близка к ее величине у плода и составляет 120 – 140 ударов в минуту. С возрастом частота сердечных сокращений уменьшается, и у подростков она приближается к величине взрослых. Уменьшение числа сердечных сокращений с возрастом связано с усилением влияния блуждающего нерва на сердце. Отмечены половые отличия в частоте сердечных сокращений: у мальчиков она меньше, чем у девочек того же возраста. Характерная особенность деятельности сердца ребенка – наличие дыхательной аритмии: в момент вдоха наступает учащение ритма сердечных сокращений, а во время выдоха – замедление. В раннем детстве аритмия встречается редко и слабо выражена. Начиная с дошкольного возраста и до 14 лет, она значительна. В возрасте 15 – 16 лет встречаются лишь единичные случаи дыхательной аритмии.

С возрастом частота пульса в 1 минуту уменьшается:

Особенности изменений кровяного давления с возрастом.

Артериальное давление (АД) является составной частью сердечного выброса и периферического сопротивления и меняется прямо пропорционально изменениям этих величин. Чем меньше ребенок, тем у него более эластичные стенки сосудов, шире их просвет, больше капиллярная сеть, а, следовательно, и ниже давление крови. С возрастом давление (как систолическое, так и диастолическое) увеличивается. Довольно существенно артериальное давление растет на первом году жизни ребенка. До 5 лет артериальное давление у мальчиков и девочек почти одинаковое. От 5 до 9 лет оно несколько выше у мальчиков. Доказано, что величина АД зависит от физического развития ребенка, пола, возраста, степени полового созревания. Уровень АД зависит также от «циркадных» ритмов организма, климата, географических условий, приема пищи и мышечной работы. Наиболее сильное влияние оказывают положительные и отрицательные эмоции, а также физическая нагрузка. При этом повышается, главным образом, систолическое давление.
В норме у новорожденного давление на верхних и нижних конечностях рав­но 70/35 мм рт. ст. У здорового ребенка в 12 месяцев АД на верхних конечностях в норме равно: систолическое - 90 мм рт. ст., диастолическое - 60 мм. рт. ст. (или 1/2 - 2/3 систолического давления). Также можно рассчитать артериальное давление у детей до года по формуле - систолическое давление – 76 + 2n (n - число месяцев), диастолическое от 2/3 до 1/2 максимального систолического давления.
У детей старше года на верхних конечностях: систолическое давление = 90 + 2n, диастолическое = 60 + n ( n - возраст ребенка до 15 лет).

В среднем максимальное кровяное давление:

- к 1 году равно 100 мм рт. ст.,

- к 5 - 8 годам – 104 мм рт. ст.,

- к 11 - 13 годам – 127 мм рт. ст.,

- к 15 - 16 годам – 134 мм рт. ст.

Достигнув величин 110 - 120/60 - 70 мм рт. ст., артериальное давление потом длительно поддерживается на этом уровне. В период полового созревания, когда развитие сердца происходит более интенсивно, чем сосудов, может наблюдаться, так называемая, юношеская гипертензия, т. е. повышение систолического давления до 130 - 140 мм рт. ст. К старости уровень максимального давления растет у женщин больше, чем у мужчин. После 80 лет артериальное давление у мужчин стабилизируется, а у женщин даже немного снижается.

Ударный объем (УО) - это количество крови, которое выбрасывается при каждом сокращении сердца, характеризует силу и эффективность сер­дечных сокращений.

Минутный объем (МО) или сердечный выброс – количество крови, выбрасываемое левым желудочком в аорту за 1 минуту, т.е. произведение УО на ЧСС (частоту сердечных сокращений) в 1 минуту.

Минутный объем зависит от:

1. Количества крови, возвращающейся к правому предсердию (венозный возврат). Чем больше венозный возврат, тем больше МО.

2. Сократительной способности миокарда;

3. ЧСС (выраженная тахикардия или брадикардия приводят к уменьшению МО);

4. Преобладающего влияния симпатической (происходит увеличение МО) или парасимпатической (уменьшение МО) частей вегетативной нервной системы.

У новорожденного ударный объем составляет 2,5-3,5 мл, до конца груд­ного периода повышается до 10 мл, а в 16 лет составляет 60 мл. Минутный объем соответственно увеличивается от 340 мл до 1250 мл и до 4300 мл. Указанные показатели являются абсолютными. Относительно этих по­казателей по отношению к массе тела ребенка, то УО от рождения до 15 лет увеличивается лишь на 10%, а МО уменьшается ~ в 2 раза. Обеспечивается преобладание минутного объема у новорожденного разной частотой сер­дечных сокращений. Обус­ловлено это ростом детского организма, для чего необходимо значительное количество питательных веществ и кислорода.

Функциональные различия в сердечно-сосудистой системе детей и подростков сохраняются до 12 лет. В периоды полового созревания, происходящие в организме бурные процессы роста и развития влияют, на внутренние органы и, особенно, на сердечно-сосудистую систему. В этом возрасте отмечается несоответствие размера сердца диаметру кровеносных сосудов. При быстром росте сердца кровеносные сосуды растут медленнее, просвет их недостаточно широк, и в связи с этим сердце подростка несет дополнительную нагрузку, проталкивая кровь по узким сосудам. По этой же причине у подростка может быть временное нарушение питания сердечной мышцы, повышенная утомляемость, легкая отдышка, неприятные ощущения в области сердца. Другой особенностью сердечно-сосудистой системы подростка является то, что сердце у подростка очень быстро растет, а развитие нервного аппарата, регулирующего работу сердца, не успевает за ним. В результате у подростков иногда наблюдаются сердцебиение, неправильный ритм сердца и т.п. Все перечисленные изменения временны и возникают в связи с особенностью роста и развития, а не в результате болезни.

Поэтому, все структурные элементы сердца и сосудов, а также системы, регулирующие их работу, несовершенны, находятся в процессе созревания и адаптации к условиям жизни и развития ребенка, созревают только с возрастом. Этим объясняется значительная изменчивость показателей функционального состояния сердечно-сосудистой системы у детей.