13 | 12 | 2017

 

Возрастные анатомо-физиологические  особенности сердечно-сосудистой системы у детей  

Знание возрастных особенностей сердечно-сосудистой системы у детей крайне необходимо каждому педиатру для правильной оценки функциональных показателей, раннего распознавания заболеваний сердца и сосудов и обоснования рациональной терапии.

      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.  Масса правого желудочка увеличивается лишь в 10 раз. К 15 годам толщина стенки левого желудочка увеличивается почти в  2,5 раза, а   правого  всего на 1/3.

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. Передняя поверхность сердца образована  правым предсердием, правым  желудочком   и большей   относительно других   возрастов частью  левого желудочка.

      На протяжении  1-ых лет жизни и в подростковом возрасте происходит серия поворотов и перемещений сердца внутри грудной клетки. Уже в конце периода новорожденности границы сердца смещаются во фронтальной плоскости вправо, вследствие чего правая граница удаляется от правого края грудины, а левая, наоборот, приближается к левому краю, что обусловлено уменьшением размеров печени и увеличением обьема  левого легкого.  В грудном возрасте начинается поворот сердца  справа налево вокруг вертикальной оси, вследствие чего  правая и левая границы приближаются к краю грудины. Однако, продолжение поворота в пред – и дошкольном возрасте вновь приводит к удалению обеих границ сердца  от грудины. Нижняя граница относительно стабильна вплоть до 6 –7  лет жизни.  Верхняя граница постепенно опускается. За первый месяц жизни – от уровня 1-ого межреберья доходит до  2-ого межреберья, к 7 годам  до 3 –его межреберья.

 

Верхушка сердца  у новорожденных представлена двумя желудочками, но уже с 6 месяцев ее образует только левый желудочек. Проекция верхушки  сердца у новорожденных – в  IV межреберье, но к 1,5 годам смещается в V межреберье.

 

С  возрастом особенно изменяется внутреннее строение сердца (архитектоника слоев, конструкция  мышечной оболочки, строение клапанов) и кровоснабжение. Сердечная мышца у новорожденных имеет следующие особенности: мышечные волокна тонкие, расположены близко друг  от друга, содержат большое количество ядер, но ядра мелкие, малодифференцированы. Слабо выражена интерстициальная соединительная  и эластическая ткань, хорошо развита сеть кровеносных сосудов. У детей в первые 2 года увеличена толщина мышечных волокон, уменьшено число ядер мышечных клеток. Появляются септальные перегородки  и поперечная исчерченность волокон. В периоде с 3-ех до 7-8 лет происходит окончательная тканевая дифференцировка, обогащение соединительной  и эластической тканью, дальнейшее утолщение мышечных волокон. В возрасте старше 10 лет происходит интенсивный рост всех элементов.

 

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. 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 и обьемом 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 обьемами 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 моложе ребенок, тем больше у него данные показатели. Это в первую очередь обьясняется  более интенсивным обменом веществ, а также  доминирующим влиянием симпатической части ВНС. Превалирующая роль блуждающего нерва в регуляции ритма сердца устанавливается на более поздних этапах развития.

   Пульс у новорожденных аритмичен, характеризуется неодинаковой продолжительностью и неравномерностью отдельных пульсовых волн. У детей пульс очень лабильный, учащается при изменении положения тела, крике, повышении температуры  и действии других факторов. Переход ребенка в вертикальное положение и начало активной двигательной деятельности способствуют урежению сердечных сокращений, повышению эффективности и экономичности деятельности сердца. Диапазон частоты пульса ( разница между верхней и нижней границами нормы ) в раннем возрасте значительно меньше, что способствует развитию недостаточности кровообращения. С возрастом функция  vagus   совершенствуется,  ЧСС  урежается,  диапазон  частоты пульса  увеличивается. Признаками начала вагусного влияния на cor ребенка является тенденция к урежению пульса в состоянии покоя и появлению дыхательной аритмии. Эти признаки проявляются уже с начала второго года жизни. У детей старше 15 лет дыхательная аритмия встречается редко. Частота пульса у девочек, как правило, несколько выше, чем у мальчиков. Во сне пульс  у детей замедляется. Этого не  наблюдается у  детей  1 месяцев жизни; разница в пульсе во время сна и бодрствования у детей до 1 –2 лет составляет около 10 ударов в минуту, после 4-5 лет  - 15 – 20 ударов в минуту.

 

Артериальное давление (АД) является составной частью сердечного выброса и периферического сопротивления и меняется прямо пропорционально изменениям этих величин. 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.

 

У плода систолическое давление такое же, как и у новорожденного и равно 64 мм. рт.ст. В малом круге у плода оно выше, чем у новорожденного и превышает давление в большом круге. К моменту рождения давление в малом круге значительно снижается. У детей в возрасте до 9 месяцев АД на верхних конечностях такое же, как и на нижних. После 9 мес. АД на нижних конечностях становится выше в связи с изменением положения тела.

 

Нужно обратить внимание на важность подбора размеров манжеты в зависимости от возраста и физического развития ребенка. Так, длина манжеты должна быть около  1/3 длины плеча, ширина – не менее ½ его окружности  ( у новорожденных – 3 х 13 см., грудных детей –5 х 15 см, 2-6 лет – 7,5 х 15 см, 7-10 лет –8,5 х17 см, больше 12 лет- размер манжеты для взрослых.)

 

При измерении АД манжету накладывают так, чтобы после фиксации между нею и кожей можно было просунуть 1-2 пальца пациента. Измерять АД допустимо в положении пациента лежа, сидя, стоя, до и после функциональных проб, однако при обязательном соблюдении следующих правил. АД измеряют в одни и те же часы. Перед каждым измерением АД аппарат Рива –Роччи помещают на устойчивой ровной плоскости так, чтобы на одном горизонтальном уровне находились нулевое деление шкалы , сердце пациента и манжета. Последнюю перед измерением  АД  следует полностью освободить от воздуха. При измерении АД на плечевой артерии тоны Короткова выслушивают в локтевой ямке непосредственно ниже манжеты, а при определении  АД на бедренной артерии – в подколенной ямке на подколенной артерии. У здоровых детей АД в положении лежа на 5 –22 мм рт. ст. на нижних конечностях выше, чем на верхних. Если у ребенка имеются отклонения АД, необходимо его измерять через 2 –3 дня для исключения случайных влияний. В соответствии с СИ АД выражается в килопаскалях (кПа). Пересчет осуществляется по формуле: мм рт. ст.  х  0, 1333 = кПа.

 

Возрастной норматив АД может быть определен по формуле  Молчанова: систолическое АД = 80 + 2n , где n – возраст.  Диастолическое АД составляет ½ - 1/3  систолического.

Максимальный возрастной норматив систолического АД высчитывается также по формуле Маслова: АД = 100 + 2 n.

Более точные данные АД определяют по перцентильным таблицам.

   

Ударный объем  (УО) – количество крови, выбрасываемое при каждом сокращении сердца, характеризует силу и эффективность сердечных сокращений. Минутный обьем (МО) или сердечный выброс – количество крови, выбрасываемое левым желудочком в аорту за 1 минуту, т.е. произведение УО на ЧСС в 1 минуту.  МО можно определить по формуле Эрландера – Гукера:

                                        МОК = ПД  х  ЧП,

Где ПД – пульсовое давление (разница между max и  min  АД), ЧП – частота пульса в минуту.

     УО можно вычислить по формуле Лильестандта – Цандера:

                                       УО =  ПД х  100/СД  + ДД,

Где ПД – пульсовое давление, СД – систолическое давление, ДД – диастолическое давление.

       МО 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 (увеличение МО) и парасимпатической   (уменьшение МО) частей ВНС.

 

В физиологических условиях систолический  (УО)  D и S  желудочков одинаков. МОК у каждого ребенка определяется индивидуальными потребностями в кислороде  и в покое является постоянным.

В таблице представлены возрастные величины УО и МО кровообращения. Однако, имеются индивидуальные колебания.

 ТАБЛИЦА

Минутный и систолический объемы кровообращения в зависимости от возраста ребенка (Кишш П., Сутрели Д., 1962)

 

 

Возраст

Поверх-ность

тела, м.

Пульс, уд/мин

Минутный

объем,мл

Систо-личес-кий объем,мл

Артериальное

давление, мм

рт. cт.

Новорожденный

(масса тела 3000г)

     0,18

    125

     560

    4,6

80-90/50-60

1 месяц

     0,23

    136

     717

    5,3

 

6 месяцев

     0,36

    130

   1120

    9,3

 

1 год

     0,44

    120

   1370

  11,0

 

2 года

     0,52

    115

   1620

  14,0

80-100/60-70

4 года

     0,68

    110

   2120

  19,0

 

6 лет

     0.80

    100

   2500

  25,0

80-100/60-80

10 лет

     1,00

      90

   3120

  34,0

 

14 лет

     1,20

      85

   3700

  43,0

100-110/70-80

 

 

Как видно из таблицы, в течение 1-ого года УО возрастает почти в 2,5 раза, к 6-ти годам – в 5 раз. Темп прироста МО несколько меньше, вследствие урежения ЧСС.

Венозное давление – это  давление, которое оказывает циркулирующая кровь на стенку венозных сосудов. Уровень его зависит  от возраста, сократительной способности правого желудочка, количества циркулирующей крови и сосудистого тонуса. В таблице приведено венозное давление, определяемое методом Вальдмана.

 

ТАБЛИЦА

Показатели венозного давления у детей в разные возрастные периоды      

                                                    (Красик Л.Б.,1975)

 

ПЕРИОДЫ

ВЕНОЗНОЕ ДАВЛЕНИЕ,   кПа (мм. вод. ст.)       

МАКСИМАЛЬНОЕ

МИНИМАЛЬНОЕ

Первый год жизни

0.7(70)

1.3(130)

Ранний (2-4 года)

1.02(105)

0.4(45)

Дошкольный (4-7 лет)

0.96(98)

0.4(45)

Школьный (7-13 лет)

0.84(86)

0.3(35)

Пубертатный (13-15 лет)

0.98(100)

0.6(66)

Взрослые

1.4(145)

0.7(70)

 

 

Венозное давление определяют с помощью аппарата Вальдмана, работающего по принципу сообщающихся сосудов. Исследование проводят в горизонтальном положении больного. В локтевую вену вводят иглу, которая соединена  через систему резиновых трубок с манометром, заполненным изотоническим раствором натрия хлорида.  Нулевое давление манометра устанавливают на уровне нижнего края грудной мышцы у подмышечной ямки (уровень правого предсердия). После венопункции с резиновой трубки снимают зажим, кровь поступает в систему и уровень жидкости в манометре поднимается. Верхний ее уровень  соответствует венозному давлению. Регистрируют  наиболее низкие показатели, а после двух – трех измерений определяют среднее венозное давление. Центральное венозное давление (ЦВД) измеряют этим же методом, только пунктируют одну из центральных вен, чаще подключичную.

  Венозное давление повышается при затруднении оттока крови из правой половины сердца (правожелудочковой недостаточности), сращениях перикарда, стенозе правого атриовентрикулярного отверстия. В этих случаях при надавливании на область печени венозное давление повышается на 0,3 –0,9 кПа (30 – 100 мм вод. ст.)  На выдохе венозное давление понижается, а на  вдохе при переходе из горизонтального положения в вертикальное – повышается. При крике и плаче ребенка оно может достигать 2,9 кПа (300 мм вод.ст.)

 

Скорость кровотока (СКТ) – скорость, с которой кровь продвигается по кровеносным сосудам. Она обусловлена сложными взаимоотношениями между действующими и противодействующими силами, зависит  в основном от интенсивности мышечной работы, силы и частоты сердечных сокращений, ОЦК, тонуса сосудистой стенки, величины АД, от площади и длины сосуда. Так как перечисленные показатели в различных сосудах неодинаковы, то и СКТ в различных отделах сосудистой системы будет различная. Самая большая СКТ в аорте, просвет которой меньше суммарного просвета других сосудов; самая маленькая – в артериолах и капиллярах, так как суммарный просвет их наибольший. Следовательно, чтобы получить точное представление о СКТ в целом, нужно исследовать суммарную СКТ на большом участке кровообращения.

 

Довольно простым и удобным является бескровный метод определения СКТ у детей (оксигемометрия или оксигемография). Методика его следующая: пациенту на мочку уха надевают датчик оксигемографа (или оксигемометра) и в течение 15 – 20 минут устанавливают исходный уровень насыщения артериальной крови кислородом. Затем лента оксигемографа начинает двигаться. Для создания гипоксемии ребенку предлагают сделать вдох и задержать дыхание. Во время апное кривая оксигемограммы медленно идет вниз и после первого вдоха продолжает еще некоторое время (несколько секунд) снижаться, а затем быстро поднимается до исходного уровня. Время от начала первого вдоха (после апное) до начала подьема оксигемограммы отражает СКТ на участке легкое – ухо. У детей 4 лет этот показатель составляет в среднем 2,47 сек. С возрастом она постепенно увеличивается, достигая в 7 –15 лет  в горизонтальном положении 3,51 – 4,74 сек, в  вертикальном – 3,21 –4,32 сек.

 

Существует определенная зависимость между СКТ и состоянием компенсации кровообращения. Чем выраженнее декомпенсация сердечной деятельности, тем больше замедляется СКТ. Считается, что снижение сократительной способности миокарда левого желудочка пропорционально уменьшению СКТ на участке легкое – ухо.

   Объём циркулирующей крови (ОЦК) можно разделить на две части: кровь, участвующую в кровообращении, и кровь, находящуюся в кровяном депо (сосуды печени, селезенки, брюшной полости и др.). Значительные скопления крови находятся в субкапиллярных сплетениях кожи. Соотношение между этими частями крови постоянно меняется и определяется потребностями организма. Большие потребности в питательных веществах детей раннего возраста обеспечиваются за счет относительного увеличения ОЦК. ОЦК на 1 кг массы ребенка с возрастом уменьшается. У взрослых ОЦК составляет примерно 7% массы тела, из них около 4% приходится на объем плазмы.

 

  Поддержание ОЦК на необходимом  для организма уровне осуществляется регуляторными механизмами – депонированием (секвестрацией) крови в кровяных депо. При декомпенсации сердечной деятельности ОЦК увеличивается. Большая часть ОЦК (около 2/3) находится в венозном отделе сосудистой системы (система низкого давления). В артериальной системе или системе высокого давления находится 1/2  ОЦК, остальная часть – в капиллярном отделе. Такое распределение ОЦК объясняет тот факт, что потеря его в артериальной системе быстро отражается на состоянии кровообращения. Венозное русло способно пассивно расширяться при увеличении ОЦК и активно суживаться при его уменьшении. Этот рефлекторный механизм обеспечивает поддержание нормального венозного давления. При кровопотере ОЦК компенсаторно увеличивается путем мобилизации депонированной крови и гемодилюции (разбавления крови за счет внутренней воды, белков и электролитов). Уменьшение ОЦК сопровождается тахикардией, снижением АД, венозного давления, запустеванием подкожной венозной сети.

  

ОЦК определяют в основном методом, при котором рассчитывают объем плазмы и общее количество крови на основе гематокрита.

 

                               ОЦК =  объем плазмы  х  100  /  гематокрит

 Фазовый анализ систолы желудочков, т.е. последовательно возникающие фазы их сокращения.

 

    Систолу желудочков делят на два периода: напряжения и изгнания. Период напряжения, в свою очередь, делится на фазы, асинхронного и изометрического сокращения.  В фазу асинхронного сокращения происходит изменение положения сердца, трансформация его формы из овоидной в шаровидную, преобразование биоэлектрических процессов в механические. Длительность фазы асинхронного сокращения - 0,04"- 0,07". Асинхронное сокращение - это интервал  " Q- I -ый тон " на ФКГ. Фаза изометрического сокращения - в этот момент закрыты и створчатые и полулунные клапаны, совершается подъем внутрижелудочкового давления ("период замкнутых клапанов"). При ослаблении сократительной функции миокарда фаза изометрического сокращения удлиняется, при усилении - укорачивается. По мере роста напряжения миокарда наступает момент, когда внутрижелудочковое давление не только достигает диастолического в магистральном сосуде, но и несколько превышает его. Полулунные клапаны открываются и начинается  период изгнания крови из желудочка. Сначала идет фаза максимального (быстрого), затем медленного изгнания. Часть сердечного цикла, на протяжении которой в желудочке сохраняется высокое давление, называется механической систолой.

 

     С окончанием механической систолы напряжение миокарда сменяется его расслаблением. Падает внутрижелудочковое давление, закрываются полулунные клапаны. Их закрытие требует времени и этот временной интервал известен под названием протодиастолы или протодиастолического интервала, которым начинается диастола. Длительность протодиастолы 0,02"-0,05". Отрезок времени, в течение которого расслабление желудочков происходит при закрытых створчатых и полулунных клапанах выделяется как фаза изометрического расслабления. В дальнейшем, по мере падения внутрижелудочкового давления открываются створчатые клапаны. Наступает быстрое, затем медленное наполнение желудочков. Наполнение желудочков заканчивается во время систолы предсердий, в конце которой начинается фаза асинхронного сокращения желудочков следующего сердечного цикла.

 

На длительность фаз систолы оказывают влияние различные изменения системы кровообращения (уменьшение сократительной способности миокарда при различных его поражениях), артериальная гипертензия, легочная гипертензия, стенозы аорты и легочной артерии, открытый Баталлов проток, дефекты МПП, МЖП.

 

Для правильной оценки деятельности сердца у здоровых и больных наряду с изучением систолической функции необходимы исследования и диастолической функции сердечной мышцы. Согласно современным представлениям диастолическая функция левого желудочка, которая регулирует скорость и обьем его диастолического наполнения, определяется " активными " и " пассивными " эластическими свойствами.

 

Ряд авторитетных кардиологов, таких, как W. Grossman, A.Katz, G.Smith и другие различают следующие причины, влияющие на диастолические свойства левого желудочка.

 

Внутренние причины:

 

         1.Изменения " активных " эластических свойств миокарда:

 

А) угнетение процесса расслабления;

Б) изменение диастолического тонуса;

В) ишемическая контрактура;

 

Г) увеличение продолжительности акционного потенциала.

 

          2.Изменения " пассивных " эластических свойств миокарда:

А) увеличение толщины стенки желудочка;

Б) изменение композиционного состава миокарда (фиброз, амилоидная инфильтрация и др.).

         3.Вискозные свойства миокарда.

         4.Инерционные свойства миокарда.

         5.Влияние различных факторов (ишемия, температура, осмолярность, катехоламины, фармакологические препараты).

Внешние причины:

         1.Свойства перикарда.

         2.Систола предсердия.

         3.Увеличение диастолического притока крови (при дефектах перегородок, недостаточности клапанов).

         4.Перегрузка правого желудочка.

         5.Состояние коронарного русла и его кровенаполнение.

         6.Давление в корне аорты.

В оптимальном варианте для оценки диастолы необходимо знать динамику давления в полости желудочка, напряжения его стенки, изменения объёма, что в сумме позволяет вычислять постоянно меняющиеся показатели вязкоэластических свойств миокарда во все периоды диастолы. Реально определяют только часть названных параметров, используя зондирование сердца, вентрикулографию, радионуклидные методы, сверхбыструю рентгеновскую компьютерную томографию, магнитно-резонансную томографию. Бесспорным лидером в неинвазивной оценке нарушений диастолы являются ультразвуковые методы, а внедрение допплерэхокардиографии еще более упростило изучение скоростных параметров наполнения желудочка по трансмитральному потоку.

Резюмируя данные об анатомо-физиологических особенностях сердечно-сосудистой системы  в возрастном аспекте, необходимо подчеркнуть, что сердце и сосуды растут и развиваются неравномерно. Особенно бурный рост отмечается в первые 8 недель внутриутробного периода. После рождения резко изменяется кровообращение (прекращается плацентарное кровообращение и начинает функционировать малый круг). В дальнейшем энергичный рост сердца наблюдается в первые 2 года жизни и в возрасте 12 –15 лет. Наряду с увеличением размеров сердца и сосудов происходит изменение их функциональной способности. В связи с тем, что у детей мышца сердца обычно не подвергается хронической интоксикации, ее потенциальные возможности очень велики и она обеспечивает интенсивное кровообращение, связанное с быстрым ростом. В то же время 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 ССС  у детей.