Размещено на http://www.allbest.ru/

Возрастные особенности кровообращения

Основные представления о кровообращении

Кровь может выполнять жизненно необходимые функции, только находясь в непрерывном движении. Циркуляция крови в организме составляет сущность кровообращения и обеспечивается деятельностью органов кровообращения: сердца и кровеносных сосудов. Сосудистая система человека как представителя класса млекопитающих состоит из двух кругов кровообращения: большого и малого. Большой круг кровообращения начинается в левом желудочке (с аорты), затем кровь по артериям поступает к тканям и органам, в которых имеется разветвленная капиллярная сеть. Кровь, отдавшая кислород и поглотившая углекислоту и продукты обмена, поступает в вены, заканчивающиеся в правом предсердии. Малый круг предназначен для насыщения крови кислородом и выделения углекислоты. Он начинается в правом желудочке, кровь из которого через легочную артерию попадает в легкие и через легочную вену возвращается в левое предсердие. Такова общая схема системы кровообращения в организме взрослого человека.

кровообращение возрастное изменение сердце

Кровообращение у плода

Какие же изменения претерпевает сердечно-сосудистая система (ССС) в процессе роста и развития организма?

Для ответа на этот вопрос обратимся к особенностям кровообращения у плода. Основной отличительной чертой развития кровообращения у последнего является наличие плацентарного кровообращения и отсутствие легочного дыхания, а также в параллельном соединении обеих половин сердца (рисунок 1).

Рисунок 1 - Кровообращение плода

Формирование сердца плода происходит со II по VIII неделю внутриутробного развития. Собственное кровообращение функционирует у плода с конца второго месяца. Работа сердца во внутриутробном периоде направлена на обеспечение обменных процессов между кровью плода и матери, которые происходят в плаценте.

Плацента у плода выполняет функцию почек, легких, пищеварительного тракта. Материнская кровь проникает в лакуны плаценты, куда так же выдаются ворсинки хориона. В их капиллярах течет кровь плода.

Плацентарный барьер обладает двусторонней проницаемостью для электролитов, низкомолекулярных белков, Н₂О. Здесь происходит газообмен. Гемоглобин крови плода обладает высоким сродством к О₂.

Оксигенированная кровь из плаценты распределяется через пупочную вену на два потока. Один поток поступает в воротную вену, в печень, в печеночные вены и далее в нижнюю полую вену. По ней в правое предсердие течет смешанная кровь, насыщенная О₂ на 60-65%.

Другой поток, продолжая пупочную вену в виде аранциева протока, впадает в нижнюю полую вену, где плацентарная кровь смешивается с венозной кровью, оттекающей от органов таза, печени, кишечника и нижних конечностей. Основная масса крови, притекающей в правое предсердие из нижней полой вены, благодаря наличию клапанообразной складки в правом предсердии (евстахиевой заслонки), поступает через овальное окно в левое предсердие, левый желудочек и аорту. Оставшаяся часть крови из нижней полой вены и кровь из верхней полой вены поступает из правого предсердия в правый желудочек и в легочную артерию. Легкие у плода находятся в спавшемся состоянии, сопротивление сосудов высокое, поэтому кровь по временному артериальному (баталлову) протоку направляется в нисходящую часть аорты ниже места отхождения сосудов, доставляющих кровь к мозгу.

Часть крови через пупочные артерии, отходящие от подвздошных артерий, и через пуповину поступает в плаценту. От плаценты кровь плода оттекает через пупочную вену.

Желудочки сердца плода перекачивают 200-300 мл крови на 1 кг веса в мин. 60% ее поступает к плаценте, 40% снабжает ткани.

К концу беременности систолическое АД у плода равно 60-70 мм Hg, ЧСС равна 120-150 в минуту.

Таким образом, фетальное кровообращение характеризуется следующими особенностями:

плацента является активным метаболическим органом;

попадание крови в правый желудочек происходит через верхнюю полую вену и коронарный синус;

легочной кровоток практически отсутствует за счет высокой резистентности (сопротивляемости) легочных сосудов;

ток крови через артериальный (баталлов) проток осуществляется справа налево и составляет примерно 60% от общего сердечного выброса;

давление в правом предсердии несколько выше давления в левом предсердии;

правый желудочек нагнетает примерно 2/3 крови от общего сердечного выброса.

После рождения ребенка и переходе на легочной тип дыхания происходит:

снижение резистентности легочных сосудов (за счет увеличения уровня PaO₂), увеличение кровотока через них;

перестает функционировать овальное окно. Полная его облитерация (зарастание) наступает к 5-6 дню. У 50 % детей овальное окно может оставаться открытым, но без гемодинамического функционирования;

закрывается артериальный проток (полная его облитерация происходит на 2-3 месяце жизни), мощным стимулятором закрытия баталлова протока является повышение парциального напряжения кислорода в крови (в связи с переходом на легочной тип дыхания);

запустевают плацентарные коммуникации (пупочные вены и артерии превращаются в связки);

каждый желудочек выбрасывает 50 % от общего сердечного выброса;

вся кровь, выброшенная правым желудочком, проходит через легкие.

В некоторых случаях баталлов проток и овальное отверстие могут не зарастать. 15-20 % всех врожденных пороков сердца приходится на долю каждого из этих двух видов нарушений. В этих случаях необходима врачебная помощь.

Первичная функциональная перестройка приводит к увеличению левожелудочкового выброса примерно на 25 %. Системное артериальное давление и периферическая резистентность сосудов большого круга становятся выше, чем давление в легочной артерии и резистентность легочных сосудов.

Анатомо-физиологические особенности сердечно-сосудистой системы у новорожденного

Рисунок 3 - Возрастные изменения артериального давления

Одна и та же величина АД может быть результатом различных соотношений между сердечным выбросом и периферическим сопротивлением. Изменения упруго-вязких свойств сосудов, тонуса стенок приводит к тому, что величина периферического сопротивления с возрастом нарастает. Это можно проследить на примере изменений скорости пульсовой волны, которая между 10 и 80 годами увеличивается. Возрастные изменения упруго-вязких свойств сосудистой стенки сказываются на условиях гемодинамики. Известно, что систолический объем крови, выброшенный в аорту, больше ее емкости в фазе диастолы. Поэтому только часть энергии выброшенной крови превращается в кинетическую энергию растянутой сосудистой стенки. Следовательно, нарастание величины периферического сопротивления снижает важный резерв экономного использования энергии во время сердечного цикла, что в свою очередь требует увеличения мощности сердца у пожилых и старых людей.

Сердечный выброс и периферическое сопротивление определяют величину одного из важнейших физиологических показателей: скорости кровотока. Скорость кругооборота крови с возрастом увеличивается. Например, время кругооборота крови у новорожденных составляет 11 с, 3-летних - 15 с, в 15-19 лет - 18,4 с, у 30-40-летних - 20,7 с, а в возрасте 70-79 лет - 22,6 с. В раннем возрасте эти сдвиги связаны с ростом, увеличением длины сосудов, в более позднем - изменением эластических свойств сосудов.

Деятельность сердечно-сосудистой системы в конечном итоге направлена на обеспечение трофики тканей, осуществляемое через посредство капилляров. Вот как говорит Бюргер (1960) о значении капиллярного кровообращения в жизни человека: "Возраст человека - это возраст капилляров". По своему строению капилляры детей мало отличаются от капилляров взрослых. А вот их проницаемость для жидкой части крови меняется: она выше в среднем возрасте, а в детстве и старчестве снижена. Количество функционирующих капилляров в линейном поле зрения в старости снижается. У молодых людей часто встречаются так называемые "поля изменчивости", свидетельствующие об облитерации капилляров. Как считает большинство исследователей, типичным для старых людей, является нарастание извитости капилляров, увеличение межкапиллярных анастомозов. При этом высказывается мысль, что замедление капиллярного кровотока в старости является приспособительным механизмом, способствующим более полной отдаче О₂.

Регионарное кровообращение и его возрастные особенности

Снабжение тканей кислородом и питательными веществами зависит в большей мере не от работы магистральных сосудов, а от того, как организовано кровообращение в той или иной ткани. Мельчайшие капилляры, доставляющие кровь к отдельным клеткам, определяют эффективность снабжения этих клеток. При этом в разных тканях имеются свои специфические, регионарные особенности организации сосудистого русла и управления током крови. Общая тенденция возрастных изменений регионарного кровообращения состоит в том, что у детей капилляризация органов и тканей носит относительно избыточный характер, количество крови (в расчете на единицу массы ткани), приносимой в ткань, обычно выше, чем у взрослых, и вся система кровоснабжения отличается сниженной экономичностью. Это обусловлено большими потребностями детей в кислороде, тканей детского организма - в питательных веществах, а также повышенной чувствительностью этих тканей к содержанию в крови продуктов клеточного метаболизма. Именно по этой причине организм затрачивает чрезмерные усилия на работу системы кровообращения, сохраняя, однако, высокую ее надежность и адекватное снабжение тканей кислородом и субстратами. Наибольший интерес представляют возрастные изменения мозгового кровообращения и периферического кровообращения в конечностях.

Мозговое кровообращение

У новорожденных общая незрелость регуляторных механизмов проявляется в нестабильности и изменчивости мозгового кровотока. При этом на протяжений всего грудного возраста отмечаются наиболее высокие показатели интенсивности кровоснабжения мозга. Очевидно, это связано с особенно высокими в это время метаболическими потребностями мозга. В период от 1 года до 5 лет интенсивность мозгового кровотока постепенно снижается, причем отмечается низкий тонус крупных артериальных сосудов и повышенный тонус мелких сосудов мозга. В возрасте 5-6 лет, на фоне полуростового скачка и множества качественных изменений в функциональных проявлениях организма, перестраивается и мозговой кровоток. Объемный кровоток снижается, т.е. кровообращение становится более экономичным. Снижается также тонус мелких сосудов, тогда как крупные сосуды приобретают более характерные для взрослых параметры тонического напряжения. Это сочетается с созреванием структуры стенок кровеносных сосудов, с этого возраста приобретающих близкие к взрослым свойства. Новая организация кровообращения в головном мозге отражает новый этап организации деятельности самого мозга: его реакции на внешние стимулы становятся менее генерализованными и более экономичными. К 9 годам значительно возрастают показатели артериального давления, и это вызывает дальнейшее увеличение тонуса сосудов мозга. С началом пубертатных перестроек тонус крупных сосудов мозга достигает наивысших значений. Это, видимо, является одной из причин довольно распространенного явления - юношеской гипертонии. В этот же период вновь резко увеличивается объемная скорость кровотока, отражая неэкономичный характер регионарного кровообращения. Однако уже к 16-17 годам ситуация нормализуется, и мозговое кровообращение юношей и девушек не отличается по своим параметрам от типичной взрослой нормы. Интересно, что с возрастом мозговой кровоток становится менее чувствительным к физической нагрузке, т.е. надежность механизмов кислородного обеспечения мозга в разнообразных условиях деятельности заметно повышается.

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. Поскольку значительную долю массы конечностей составляют скелетные мышцы, важным фактором возрастных изменений периферического кровотока являются возрастные преобразования состава скелетных мышц. В раннем возрасте большая часть мышечных волокон представлена теми их типами, которые нуждаются в регулярных и значительных по объему поставках кислорода. По окончании полового созревания мышцы становятся значительно менее чувствительными к кислороду, причем у мальчиков доля таких мышечных волокон гораздо больше, чем у девочек. Периферический кровоток в плече у юношей почти в 2 раза менее интенсивный, чем у девушек. В первой фазе полового созревания, когда скелетные мышцы только готовятся к дифференцировочным процессам, заметно увеличивается их капилляризация и величина периферического кровотока временно вновь возрастает. Это сочетается с увеличением потребления кислорода мышцами в процессе работы. Кажущаяся неэффективность таких реакций объясняется потребностями тканей в энергии, необходимой для серьезных морфофункциональных перестроек. Но уже к 15 годам ситуация нормализуется, объемная скорость кровотока снижается, капилляризация достигает обычного для взрослых уровня и вся организация периферического кровотока становится такой, как у взрослых. Если мышцы конечностей выполняют статическую нагрузку, то после ее завершения наблюдается усиление кровотока (рабочая гиперемия). Кровоток может вырасти в этих условиях на 50-200 % в зависимости от возраста и уровня нагрузки. У юношей степень выраженности послерабочей гиперемии выше, чем у детей младшего школьного возраста, что связано с особенностями регуляции тонуса сосудов, а также с различиями в метаболических потребностях мышц.

Возрастные особенности регуляции кровообращения. Влияние симпатической и парасимпатической систем. Роль гуморальных факторов

Влияние симпатической и парасимпатической систем. К моменту рождения ребенка в сердечной мышце достаточно хорошо выражены нервные окончания как симпатических, так и парасимпатических нервов. В раннем детском возрасте (до 2-3 лет) преобладает тоническое влияние симпатических нервов на сердце, о чем можно судить по частоте сердечных сокращений (у новорожденных до 140 уд/мин). При этом тонус блуждающего нерва в этом возрасте низок, но постепенно нарастает. Одним из проявлений этого может быть постепенно развивающееся замедление ритма сердечных сокращений у детей разного возраста. По данным Аршавского (1967), деятельность сердечно-сосудистой системы находится в прямой зависимости от развития функционирования скелетной мускулатуры. Развитие мускулатуры в ходе онтогенеза, связанное с ростом двигательной активности, приводит к экономизации затрат в покое, установлению высокого уровня тонического влияния блуждающих нервов на сердце. Так, у детей заметное урежение начального ритма возникает в возрасте около 1 года, что совпадает с реализацией фазы стояния. Окончательное закрепление тонуса вагуса у детей происходит к 2-3 годам. Но в том случае, если двигательная активность в постнатальном периоде по каким-либо причинам не нарастала, не реализуется и усиление тонуса вагуса. Это подтверждается данными, что у детей 8-9 лет после полиомиелита ЧСС и дыхание мало отличается от таковых у детей грудного возраста.

Тонус симпатических влияний также растет с возрастом. Об этом свидетельствуют данные возрастного увеличения АД.

Роль гуморальных факторов. Возникновение реакций сердца на гуморальные факторы наблюдалось задолго до возникновения отчетливых нервных влияний на сердце зародыша. Более того, по мнению разных исследователей, сердце в эмбриональном периоде высокочувствительно к гуморальным влияниям.

Аршавский (1960) показал, что нанесение ацетилхолина на сердце плода кроликов, собак и кошек приводит к замедлению ЧСС, раньше, чем появляется реакция на раздражение блуждающего нерва По данным Доуза и др. (1957), у плодов овцы очень рано возникают изменения АД и ЧСС при введении адреналина.

Сосуды плода, подобно сердцу, начинают реагировать на гуморальные агенты в более ранние сроки, чем на нервные импульсы. При этом реакции сосудов отдельных областей выражены неодинаково. Например, сосуды легких реагируют на адреналин значительно позже, чем сосуды большого круга.

Итак, в ходе онтогенеза существует определенная этапность в становлении механизмов регуляции деятельности сердечно-сосудистой системы: от внутриклеточной саморегуляции, высокой гуморальной чувствительности к формированию системы центральной нервной регуляции.

При старении организма происходит повышение чувствительности сердца и сосудов к действию некоторых гуморальных факторов и ослабление нервных влияний. В опытах на животных было показано, что старение ослабляет влияние блуждающего нерва на сердце. В старости наступает не только количественные, но и качественные отличия в реакции ССС. Так, папаверин, снижающий АД, у старых людей вызывает не депрессорную, а прессорную реакцию.

Функции системы кровообращения зрелого и пожилого возраста. После 25 лет максимальное потребление кислорода организмом постоянно уменьшается и к 55 годам оно уже почти на 27% ниже величин, отмеченных у 20-летних. Вместе с тем, физически активные люди сохраняют относительно высокое максимальное потребление кислорода во всех возрастных группах. Отсюда следует, что уровень максимального потребления кислорода больше отражает уровень физической активности, чем хронологию возраста. Так, постепенное снижение максимального потребления кислорода после 25 лет у остающихся физически активными мужчин составляет около 0,4 мл О₂ кг-мин-1 на каждый год жизни. У мужчин же ведущих малоподвижный образ жизни темп его снижения оказывается вдвое быстрее. Указанное снижение аэробных способностей организма при старении находит объяснение в изменениях функции сердечно-сосудистой системы, в частности, в уменьшении с возрастом максимальной ЧСС у мужчин и женщин. Эти отношения могут быть выражены следующим образом. Максимальное число сердечных сокращений = 220 - возраст (к-во лет).

Как следствие снижения максимального числа сердечных сокращений МОК и сердечный индекс также уменьшаются с возрастом. Величина последнего уменьшается на 20-30% от 30 к 80 годам. Отложение жиров в коронарных артериях ухудшает обеспечение кровью сердечной мышцы. Гипоксия миокарда приводит к инфильтрации его коллагеном, что уменьшает сократительную активность сердца, лимитирует его работу. В связи с этим, имеет место уменьшение ударного объема крови, индекса сократимости, систолического давления в левом желудочке, максимальной скорости укорочения волокон миокарда. С возрастом уменьшаются и возможности снабжения кровью тканей. Так, во внутренних органах, скелетных мышцах уменьшается плотность капилляров, увеличивается радиус диффузии, расширяется базальный слой стенок капилляров, уменьшается площадь суммарного артериального сечения.

В ходе старения в кровеносных сосудах возникают атеросклеротические изменения, которые могут уменьшать кровоток в органах. В свою очередь, это оказывается причиной многих симптомов, таких как слабоумие, нарушения психических функций, изменения функций почек. Потеря эластичности сосудистой стенки и увеличение сопротивления кровотоку в мелких артериях повышает общее периферическое сосудистое сопротивление. Это приводит к закономерному повышению системного артериального давления. Так, к 60 годам систолическое артериальное давление возрастает до 140 мм рт. ст., а диастолическое - до 90 мм рт. ст. У лиц старше 60 лет (включая и долгожителей) уровень артериального давления не превышает в среднем 150/90 мм рт. ст. Росту величин артериального давления препятствует как увеличение объема аорты, так и снижение сердечного выброса. Контроль кровяного давления с помощью барорецепторного механизма аорты и синокаротидной зоны с возрастом оказывается нарушен, что может быть причиной тяжелой гипотензии стариков при переходе в вертикальное положение. Гипотензия, в свою очередь, может вызывать ишемию мозга. Отсюда многочисленные падения у стариков, вызванные потерей равновесия и обмороком при быстром вставании.

В венах с возрастом развиваются явления флебосклероза, выражающиеся в распаде эластических волокон и замене их коллагеновыми, дегенерация эндотелия и основного вещества. В результате, у пожилых и стариков имеет место снижение тонуса и эластичности венозной стенки, что влечет за собой расширение венозного русла, снижение давления в венах.

Присасывающее действие грудной клетки снижается, уменьшается величина венозного возврата, возникает явление венозного стаза. Нарастание емкости сосудистого русла при одновременном снижении сердечного выброса увеличивает время общего кругооборота крови - от 47,8±2,7 с у 20-39-летних людей до 60,6+3,2 с у 60-69-летних и до 65,4±3,1 с в 70-79 лет. Замедление капиллярного кровотока способствует более полному насыщению крови кислородом в легких и более полной его отдачи в тканях, что, в известной мере, компенсирует как нарушение диффузионной способности легких, так и ухудшение тканевого кровотока с возрастом.

Флебосклероз повышает риск венозного тромбоза у пожилых. Вместе с тем, регулярные занятия физическими упражнениями улучшают показатели функций сердечно-сосудистой системы в большей мере, чем у людей того же возраста, но ведущих малоподвижный образ жизни. Например, у мужчин в возрасте 50 и 70 лет, в течение 20 лет бывших неактивными физически, 8-недельная тренировка продолжительностью от 1 до 2 часов по 3-5 раз в неделю повышает максимальное потребление кислорода в среднем на 20%.

После 35 лет у мужчин и после 45 лет у женщин резко возрастает вероятность развития ишемической болезни сердца. В возрасте от 55 до 65 лет 13 из 100 мужчин и 6 из 100 женщин в США погибали от это болезни, хотя национальная программа борьбы за здоровый образ жизни в последние годы значительно снизила число этих заболеваний. Нарастание риска развития ишемической болезни сердца при старении во многом связывают с нарушением липидного состава крови (с гиперлипидемией), т.е. увеличением в ней уровня холестерола и триглицеридов. Но эти вещества не циркулируют свободно в плазме крови, а транспортируются ею в форме липопротеинов, поэтому точнее говорить о гиперлипопротеинемии. Количество холестерола, оседающего в мембранах клеток, и, в том числе, в сосудистой стенке, зависит от соотношения в плазме крови липопротеинов, экстрагирующих холестерол из мембран (липопротеины высокой плотности - ЛПВП) и способствующих его внедрению в мембрану (липопротеины особо низкой плотности - ЛПОНП и липопротеины низкой плотности - ЛПНП).

ЛПВП (5-12 нм) наименьшие по размеру, легко проникают в стенку артерий и также легко её покидают, т.е. ЛПВП не атерогенны. К категории атерогенных ЛП относятся ЛПНП (18-25 нм), ЛППП (25-35 нм) и небольшая часть ЛПОНП (около 50 нм), поскольку они достаточны малы для того, чтобы проникнуть в стенку артерий, после окисления легко задерживаются в стенке артерий. Крупные по размеру ЛП - хиломикроны (75-1200 нм) и ЛПОНП значительных размеров (80 нм) - слишком велики для того, чтобы проникнуть в артерии и не расцениваются как атерогенные.

Уровень ЛПВП отражает динамику движения холестерола из периферических тканей (включая сосудистую стенку) к печени, где он окисляется до желчных кислот и секретируется с желчью. ЛПНП и ЛПОНП - это средство транспорта жиров в организме к клеткам, в том числе, к гладким мышцах стенок артерий. В норме отношение липопротеинов, повышающих или понижающих уровень холестерина в мембранах, сбалансировано и коэффициент (ЛПНП+ЛПОНП) /ЛПВП, отражающий избыток холестерола в мембранах, низкий, но с возрастом он нарастает. Нарастание холестерола в мембранах клеток сосудов становится характерной чертой артериосуживающего процесса - артериосклероза. Этому способствует уменьшающаяся липолитическая и АТФ-азная активность в гладкомышечных клетках сосудов. Отложение липидов в стенке сосудов вызывает кальцификацию и фиброзные изменения, в результате, артериальные стенки становятся суженными, ригидными и жесткими, делая кровоток в тканях более затрудненным. Этот процесс ускоряется употреблением пищи, богатой холестеролом и ненасыщенными кислотами. Ряд факторов, например, физическая активность, могут увеличивать производство ЛПВП. Так, их уровень оказывается повышенным у стариков, использующих энергичные аэробные тренировки.

Атерогенное сужение сосудов сердца, ухудшающее кровоснабжение миокарда, может длительно не давать клинических признаков заболеваний. Но недостаточность снабжения миокарда кислородом может быть выявлена по изменениям электрической активности сердца при умеренной физической нагрузке.

Размещено на Allbest.ru