Возрастные изменения строения сердца и сосудов

В различные периоды онтогенеза сердечно-сосудистая система претерпевает существенные возрастные изменения, наиболее выраженные из которых наблюдаются в период внутриутробного развития, у новорожденных и в грудном возрасте (т.е. на первом году жизни), в период полового созревания и в старости.

До рождения сердце функционирует иначе, чем после рождения в связи с отсутствием легочного дыхания. Кровообращение плода характеризуется тем, что богатая питательными веществами и кислородом кровь от матери из сосудов плаценты собирается в пупочные вены и по ним направляется в организм плода. В области ворот печени пупочная вена делится на две ветви. Одна из них проникает в печень и, пройдя через ее паренхиму, по системе печеночных вен впадает в нижнюю полую вену. Другая ветвь пупочной вены (аранциев проток) большую части плацентарной крови направляет непосредственно в нижнюю полую вену плода, где кровь матери смешивается с венозной кровью из нижней половины тела и нижних конечностей плода. Смешанная кровь по нижней половой вене поступает в правое предсердие, куда впадает также верхняя полая вена, несущая кровь от верхней половины тела плода и верхних конечностей. Большая часть крови из нижней полой вены, благодаря особой складке на стен­е правого предсердия, направляется к овальному окну в перегородке между предсердиями и через него – в левое предсердие, а оттуда – в левый желудочек и аорту.

Кровь, поступившая в правое предсердие по верхней полой вене, не смешивается с потоком крови нижней полой вены и переходит из правого предсердия в правый желудочек, а затем – в легочный ствол. Между легочным стволом и нисходящей частью аорты у плода функционирует артериальный (боталлов) проток. По нему кровь поступает в нисходящую аорту, т.е. ниже места отхождения от аорты сосудов, питающих сердце, мозг и верхние конечности плода.

После рождения в сосудистой системе новорожденного происходят существенные изменения. Начинают функционировать легкие, легочные артерии и вены (малый круг кровообращения). Перевязанные пупочные сосуды запустевают, превращаясь в дальнейшем в связки. Артериальный (боталлов) проток становится артериальной связкой, соединяющей легочный ствол с аортой. Овальное отверстие в межпредсердной перегородке постепенно зарастает. Заращение его происходит на 5-10-м месяце жизни. Однако складка эндокарда, выполняющая роль клапана, закрывает окно, препятствуя движению крови из правого предсердия в левое до его полного закрытия. У 50% детей небольшое отверстие в перегородке сохраняется до 5 лет.

Сердце у новорожденного почти шарообразное, диаметром 3,0-3,5 см, предсердия по сравнению с желудочками велики, и правое предсердие значительно больше левого.

Сердце особенно быстро растет в длину в течение первого года жизни ребенка. Отдельные части сердца в разные возрастные периоды изменяются неодинаково: в течение первого года жизни предсердия растут интенсивнее желудочков; в возрасте от 2 до 5 лет и особенно в 6 лет рост предсердий и желудочков одинаково интенсивен; после 10 лет желудочки увеличиваются быстрее.

Масса сердца новорожденного – 24 грамма (0,8-0,9% от массы тела ребенка), в конце первого года жизни она удваивается, к 4-5 годам – в 3 раза превышает первоначальную, в 9-10 лет возрастает в 5 раз, а к 15-16 годам – в 10-11 раз. Масса сердца до 5-6 лет больше у мальчиков, чем у девочек, в 9-13 лет – наоборот, больше у девочек, а в 15 лет – снова больше у мальчиков. Объем сердца от периода новорожденности до 16 лет возрастает в 3-3,5 раза, причем более интенсивно – от 1-го до 5-ти лет и в период полового созревания.

Миокард левого желудочка растет быстрее правого, и к концу 2-го года жизни его масса – вдвое больше миокарда правого желудочка. Это соотношение сохраняется и в 16 лет.

У новорожденных и детей всех возрастных групп предсердно-желудочковые клапаны эластичны, створки их тонкие, блестящие. Эластический аппарат сердца и гладкомышечный слой эндокарда (внутренней оболочки сердца) формируется к 5-6-ти годам. К 20-25-ти годам створки клапанов уплотняются, края их приобретают неровности. В старческом возрасте происходит частичная атрофия сосочковых мышц, управляющих клапанами, в связи с чем их функция может быть нарушена.

У новорожденных и детей грудного возраста сердце располагается высоко и лежит поперечно. Переход сердца из поперечного в косое положение начинается в конце 1-го года жизни. У 2-3-летних детей преобладает косое положение сердца. Нижняя граница сердца у детей до года расположена на один межре­берный промежуток выше, чем у взрослых.

Просвет коронарных сосудов с возрастом непрерывно увеличивается, при этом левая венечная (коронарная) артерия всегда шире правой. Наиболее интенсивно емкость коронарных сосудов нарастает на 1-м году жизни и в пубертатном периоде. Особенность коронарной системы детского сердца – обилие анастомозов между левой и правой коронарными (венечными) артериями. В раннем детском возрасте имеется густая сеть сосудов с широ­кими петлями, затем они сужаются. В первые 2 года жизни детей происходит ветвление коронарных артерий по рассыпному типу, т.е. основной ствол непосредственно у корня делится на ряд периферических артериальных ветвей почти одинакового калибра. Между 2-мя и 7-ю годами диаметр основных стволов начинает увеличиваться, а периферические ветви подвергаются обратному развитию. К 11-ти годам появляется магистральный тип кровоснабжения сердца, при котором основные коронарные сосуды (правая и левая коронарные артерии) сохраняют свой калибр на всем протяжении, а от них отходят уменьшающиеся в диаметре боковые ветви.

Артериолы переходят в мышечном слое сердца в капилляры. У новорожденного на 4 мышечных волокна (кардиомиоцита) приходится 1 капилляр, а к 15 годам на 2 мышечных волокна приходится 1 капилляр.

В первые годы жизни из-за преобладания симпатических влияний со стороны вегетативной нервной системы частота сердечных сокращений достигает 120 ударов в минуту. К 5-7-ми годам волокна парасимпатической вегетатитвной нервной системы уже хорошо сформированы, и через них усиливается влияние блуждающего нерва, приводящее к урежению ритма сердечной деятельности.

В подростковом периоде, когда происходит перестройка и созревание всех функциональных систем организма, масса сердца и размеры его камер увеличиваются быстрее, чем диаметр кровеносных сосудов, что приводит к относительному стенозу аорты и легочного ствола. В некоторых случаях увеличивающемуся в объеме сердцу не соответствует отстающее в развитии сосудистое русло, что вызывает повышение кровяного давления – юношескую гипертензию.

Развитие поперечнополосатой мускулатуры миокарда опережает развитие других тканей стенки сердца. В итоге рост клапанов не поспевает за развитием миокарда, что может привести к временной их недостаточности. Ее усиливает незрелость регуляции сосочковых мышц, что приводит к несинхронности в работе клапанов. Из-за этого у подростков могут появляться функциональные шумы, выслушиваемые при аускультации.

У подростков-акселератов темп развития сердца отстает от темпов увеличения размеров тела. При этом могут отмечаться признаки недостаточности периферического кровообращения, трофики растущих органов.

В подростковом периоде усиливаются различия сердечно-сосудистой системы в зависимости от пола. Миокарду мальчиков обычно свойственны большие функциональные возможности, чем девочек.

В юношеском возрасте созревание сердечно-сосудистой системы практически завершается, достигнув дефинитивного состояния, и функции системы кровообращения сохраняются на оптимальном уровне активности примерно до 35 лет, т.е. до завершения 1-го периода зрелости.

В процессе старения вес сердца постепенно увеличивается к 60-70 годам за счет гипертрофии миокарда левого желудочка, затем уменьшается. Происходит расширение верхней и средней и сужение нижней части желудочков, удлинение артериальных конусов. Стареющее сердце характеризуется развитием субэпикардиальной жировой ткани, утолщением эндокарда, огрублением створок клапанов, нарушением их смыкания, укорочением сосочковых мышц, уменьшением поперечной исчерченности мышечных волокон (кардиомиоцитов). Изменение проводящей системы сердца заключается в разрастании и огрубении соединительной ткани, окружающей клетки узлов-водителей ритма и клетки пучка Гисса и его ножек, что затрудняет передачу импульсов на волокна Пуркинье, а с них – на кардиомиоциты миокарда желудочков. Клетки проводящей системы сердца являются наиболее чувствительными к кислородной недостаточности при ишемических состояниях, развивающихся в старческом возрасте из-за скле­ротических изменений коронарных сосудов.



В этой части речь идет об особенностях морфологического развития сердечно-сосудистой системы: об изменении кровообращения у новорожденного; о положении, строении и размерах сердца ребенка в постнатальный период; о возрастных изменениях частоты сердечных сокращений и длительности сердечного цикла; о возрастных особенностях внешних проявлений деятельности сердца.

Особенности морфологического развития сердечно-сосудистой системы.

Изменение 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 вздох, 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, превращаются в связки. Так в момент рождения система кровообращения плода приобретает все черты ее строения у взрослого.

Положение, строение и размеры сердца ребенка в постнатальный период.

Сердце новорожденного отличается от сердца взрослого по форме, относительной массе и расположению. Оно имеет почти шаровидную форму, его ширина несколько больше длины. Стенки правого и левого желудочков одинаковы по толщине.

У новорожденного сердце располагается очень высоко из-за высокого положения свода диафрагмы. К концу первого года жизни в связи с опусканием диафрагмы и переходом ребенка к вертикальному положению (ребенок сидит, стоит) сердце занимает косое положение. К 2-3 годам его верхушка доходит до 5-го левого ребра, к 5 годам она смещается к пятому левому межреберью. У 10-летних детей границы сердца почти такие же, как и у взрослых.

С момента разобщения большого и малого кругов кровообращения левый желудочек выполняет значительно большую работу, чем правый, так как сопротивление в большом круге больше, чем в малом. В связи с этим усиленно развивается мышца левого желудочка, и к шести месяцам жизни соотношение стенки правого и левого желудочков становится таким же, как и у взрослого, – 1 : 2,11 ( у новорожденного оно составляет 1 : 1,33). Предсердия более развиты, чем желудочки.

Масса сердца новорожденного в среднем равна 23,6 г (колебания возможны от 11,4 до 49,5 г) и составляет 0,89% от массы тела (у взрослого этот процент колеблется от 0,48 до 0,52%). С возрастом масса сердца увеличивается, особенно масса левого желудочка. В течение первых двух лет жизни сердце усиленно растет, причем правый желудочек несколько отстает в росте от левого.

К 8 месяцам жизни масса сердца увеличивается вдвое, к 2-3 годам – в 3 раза, к 5 годам – в 4 раза, к 6 – в 11 раз. От 7 до 12 лет рост сердца замедляется и несколько отстает от роста тела. В 14-15 лет – в период полового созревания – снова наступает усиленный рост сердца. Масса сердца у мальчиков большое, чем у девочек. Но в 11 лет у девочек наступает период усиленного роста сердца (у мальчиков он начинается в 12 лет), и к 13-14 годам его масса становится больше, чем у мальчиков. К 16 годам сердце у мальчиков снова становится тяжелее, чем у девочек.

Возрастные изменения частоты сердечных сокращений и длительности сердечного цикла.

У плода частота сердечных сокращений колеблется от 130 до 150 ударов в минуту. В разное время суток она может у одного и того же плода отличаться на 30-40 сокращений. В момент шевеления плода она увеличивается на 13-14 ударов в минуту. При кратковременной задержке дыхания у матери частота сердечных сокращений плода увеличивается на 8-11 ударов в минуту. Мышечная работа матери не влияет на частоту сердечных сокращений плода.

У новорожденного частота сердечных сокращений близка к ее величине у плода и составляет 120-140 ударов в минуту. Лишь в течение нескольких первых дней наблюдается временное замедление сердечных сокращений до 80-70 ударов в минуту.

Большая частота сердечных сокращений у новорожденных связана с интенсивным обменом веществ и отсутствием влияний блуждающих нервов. Но если у плода ритм сердечных сокращений отличается относительным постоянством, то у новорожденного он легко изменяется под влиянием различных раздражителей, действующих на рецепторы кожи, органов зрения и слуха, обонятельные, вкусовые и на рецепторы внутренних органов.

С возрастом частота сердечных сокращений уменьшается, и у подростков она приближается к величине взрослых.

Изменение частоты сердечных сокращений у детей с возрастом.

Уменьшение числа сердечных сокращений с возрастом связано с влиянием блуждающего нерва на сердце. Отмечены половые отличия в частоте сердечных сокращений: у мальчиков он реже, 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.

У детей частота сердечных сокращений подвергается большим изменениям под влиянием различных факторов. Эмоциональные влияния приводят, как правило, к увеличению ритма сердечной деятельности. Она значительно увеличивается при повышении температуры внешней среды и при физической работе и уменьшается при понижении температуры. Частота сердечных сокращений во время физической работы увеличивается до 180-200 ударов в минуту. Это объясняется недостаточным развитием механизмов, обеспечивающих увеличение потребления кислорода во время работы. У детей старшего возраста более совершенные регуляторные механизмы обеспечивают быструю перестройку сердечно-сосудистой системы в соответствии с физической нагрузкой.

В связи с большой частотой сердечных сокращений у детей длительность всего цикла сокращений значительно меньше, чем у взрослых. Если у взрослого она оставляет 0,8 сек, то у плода – 0,46 сек, у новорожденного ребенка – 0,4-0,5 сек, у 6-7-летних детей длительность сердечного цикла равна 0,63 сек, у детей 12-летнего возраста – 0,75 сек, т.е. его величина почти такая же, как и у взрослых.

В соответствии с изменением длительности цикла сердечных сокращений изменяется и длительность его отдельных фаз. К концу беременности у плода длительность систолы желудочков составляет 0,3-0,5 сек, а диастолы – 0,15-0,24 сек. Фаза напряжения желудочков у новорожденного длится – 0,068 сек, а у грудных детей – 0,063 сек. Фаза изгнания у новорожденных осуществляется за – 0,188 сек, а у грудных детей – за 0,206 сек. Изменения длительности сердечного цикла и его фаз в других возрастных группах показаны в таблице.

Длительность отдельных фаз сердечного цикла (в сек) у детей различных возрастных групп (по Б.Л.Комарову)

При интенсивной мышечной нагрузке фазы сердечного цикла укорачиваются. Особенно резко уменьшается длительность фазы напряжения и фазы изгнания в начале работы. Через некоторое время их продолжительность несколько увеличивается и становится стабильной до конца работы.

Возрастные особенности внешних проявлений деятельности сердца.

Сердечный толчок хорошо виден на глаз у детей и подростков с плохо развитой подкожной жировой клетчаткой, а у детей с хорошей упитанностью сердечный толчок легко определяется при пальпации.

У новорожденных и у детей до 2-3-летнего возраста сердечный толчок ощущается в 4-м левом межреберье на 1-2 см снаружи от сосковой линии, у детей 3-7-летнего возраста и последующих возрастных групп он определяется в 5-м межреберье, несколько варьируя снаружи и внутри от сосковой линии.

Тоны сердца у детей несколько короче по сравнению со взрослыми. Если у взрослых первый тон длится 0,1-0,17 сек, то у детей 0,1-0,12 сек.

Второй тон у детей более продолжителен, чем у взрослых. У детей он длится 0,07-0,1 сек, а у взрослых – 0,06-0,08 сек. Иногда у детей от 1 до 3 лет наблюдается расщепление второго тона, связанное с несколько разновременным закрытием полулунных клапанов аорты и легочной артерии, и расщепление первого тона, которое обусловлено асинхронным закрытием митрального и трехстворчатого клапанов.

Нередко у детей регистрируется третий тон, очень тихий, глухой и низкий. Он возникает в начале диастолы через 0,1-0,2 сек после второго тона и связан с быстрым растяжением мышцы желудочков, возникающим при поступлении в них крови. У взрослых третий тон длится 0,04-0,09 сек, у детей 0,03-0,06 сек. У новорожденных и грудных детей третий тон не прослушивается.

Во время мышечной работы, положительных и отрицательных эмоций увеличивается сила сердечных тонов, во время сна она уменьшается.

Электрокардиограмма детей значительно отличается от электрокардиограммы взрослых и в различные возрастные периоды имеет свои особенности в связи с изменением размеров сердца, его положения, регуляции и др.

У плода электрокардиограмма регистрируется на 15-17-й неделе беременности.

Время проведения возбуждения от предсердий в желудочки (интервал P-Q) у плода короче, чем у новорожденного. У новорожденных и детей первых трех месяцев жизни это время равно 0,09-0,12 сек, а у более старших детей – 0,13-0,14 сек.

Комплекс QRS у новорожденных короче, чем в более старшем возрасте. Отдельные зубцы электрокардиограммы у детей этого возраста различны в разных отведениях.

У грудных детей в электрокардиограмме остается сильно выраженным зубец P, что объясняют большей величиной предсердий. Комплекс QRS часто многофазен, в нем преобладает зубец R. Изменения комплекса QRS связывают с неравномерным ростом проводящей системы сердца.

В дошкольном возрасте электрокардиограмма большинства детей этого возраста характеризуется некоторым уменьшением зубцов P и Q. Зубец R увеличивается во всех отведениях, что связано с развитием миокарда левого желудочка. В этом возрасте увеличивается длительность комплекса QRS и интервала P-Q, что зависит от закрепления влияний блуждающего нерва на сердце.

У детей школьного возраста еще больше увеличивается длительность сердечного цикла (R-R) и в среднем равняется 0,6-0,85 сек. Величина зубца R в первом отведении у подростков приближается к величине его у взрослого. Зубец Q уменьшается с возрастом, и у подростков также приближается к величине его у взрослого.