Теоретический блок. Сердечно-сосудистая система обеспечивает транспорт кислорода ко всем тканям тела и удаление из них продуктов метаболизма

Сердечно-сосудистая система обеспечивает транспорт кислорода ко всем тканям тела и удаление из них продуктов метаболизма, а также перенос различных веществ от одних органов к другим. В ее составе выделяют кровеносную и лимфатическую системы.

Кровеносная система

В эмбриогенезе сердце и крупные сосуды кровеносной системы развиваются из среднего зародышевого листка — мезодермы, претерпевая в процессе развития сложные преобразования.

Положение сердца определяется формой грудной клетки. При узкой грудной клетке сердце располагается более вертикально, при широкой — косопоперечно.

Стенка сердца. Внутренняя оболочка — эндокард; средняя мышечная оболочка — миокард; серозная оболочка, состоит из двух листков: эпикард — срастается с миокардом, перикард — образует околосердечную сумку. Листки соединяются у основания сердца.

В предсердиях миокард имеет двухслойное строение. В миокарде желудочков, имеющем 3 слоя, волокна наружного и внутреннего слоев ориентированы продольно, среднего — циркулярно. Наряду с мышечной тканью в образовании миокарда принимает участие и соединительная ткань в виде перегородок, межпучковых пластинок и околососудистых муфт

Эндокард сердца взрослого человека состоит из эндотелия, поверхностного коллагенового, эластического, гладкомышечного и глубокого коллагенового слоев. В предсердиях он в 2—4 раза толще, чем в желудочках. В последних он толще в верхней части межжелудочковой перегородки, на сосочковых мышцах и створках клапанов. В левом предсердии он толще и содержит больше эластических волокон, чем в правом.

Висцеральная (эпикард) и париетальная пластинки перикарда покрыты мезотелием, глубже которого располагается пограничная (базальная) мембрана и коллагеново-эластическая строма.

Проводящая система сердца. Представлена узлами и пучками, построенными из несколько видоизмененной мышечной ткани. В отличие от остальной части миокарда эти волокна бедны миофибриллами, богаты гликогеном; эндоплазматическая сеть выражена слабо.

Проводящая система обеспечивает известный автоматизм сердечных сокращений.

Автоматизм работы обеспечивается функционированием синусно- предсердного узла, предсердно-желудочкового узла, предсердно-желудочкового пучка (пучок Гиса), разветвляющегося на правую и левую ножки и заканчивающегося в миокарде желудочков волокнами Пуркинье.

Клапанный аппарат сердца препятствует обратному току крови. При впадении вен в полость сердца он представлен заслонками: в месте впадения нижней полой вены – евстахиева, и при впадении венечного синуса - тебезиева. Первая из них по строению и размерам очень изменчива, длина от 3 мм и до 10 и даже 20 мм, иногда она бывает снабжена сухожильными хордами, отверстиями, представлена гребешком (0, 5—2, 5 мм высотой). Она может полностью отсутствовать. Заслонка венечного синуса не выражена в четверти случаев.

Правый и левый предсердно-желудочковые клапаны должны быть рассмотрены как функциональные системы, включающие в себя фиброзные предсердно- желудочковые кольца, створки, сухожильные хорды и сосочковые мышцы. Правый предсердно-желудочковый клапан имеет число створок от двух до шести (у детей — от двух до четырех). Выделяют три главные створки: переднюю, заднюю, медиальную — и добавочные, образующиеся при расщеплении чаще всего задней, реже передней и медиальной. Столь же изменчиво число створок левого предсердно-желудочкового, или митрального клапана: чаще их две (передняя и задняя). В одной пятой случаев встречаются три, реже четыре или пять створок.

В правом желудочке встречается от 2 до 11, в левом — 2—6 сосочковых мышц. Сухожильные хорды встречаются в разном количестве.

Выделяют два крайних типа строения трехстворчатого клапана. Простая форма встречается при узком и коротком сердце с суженным фиброзным кольцом, 2—3 створками, 2—4 сосочковыми мышцами, 16—25 хордами. Сложная форма отмечается при широком и длинном сердце с расширенным фиброзным кольцом, 4—6 створками, 6—10 сосочковыми мышцами, 30—40 сухожильными хордами.

Подобные варианты строения характерны и для митрального клапана: первый характеризуется двумя небольшими створками, двумя сосочковыми мышцами и 5—10 хордами; второй — 4—5 створками, 4—5 сосочковыми мышцами, 20—30 хордами, заканчивающимися 57— 70 нитями.

Клапаны аорты и легочного ствола препятствуют обратному току крови иначе, чем предсердно-желудочковые. Анатомически оба клапана однотипны. Рассмотрим строение на примере аортального. Чаще (80%) встречаются случаи, когда две заслонки занимают переднее положение, одна — заднее. В 12% случаев спереди располагается одна из них, сзади две. Наконец, в 8% случаев при одной передней и одной задней заслонках третья находится медиальнее двух остальных. Поэтому выделяются правая левая и задняя створки.

Кровоснабжение и иннервация. В луковице аорты в области синусов располагаются устья двух венечных артерий. Они находятся на уровне свободного края створок или на 2—3 мм выше его и лишь в 8— 13% случаев опущены ниже свободного края. Место начала венечных артерий зависит от положения сердца в грудной полости и, следовательно, от особенностей телосложения. При вертикальном положении сердца устья венечных артерий находятся под полулунным клапаном, при диагональном в половине случаев — на уровне свободного края створок, при горизонтальном положении — либо в аортальном синусе, либо у верхнего края створок.

Преобладание ветвей правой венечной артерии (правый тип кровоснабжения) встречается чаще, левый и равномерный (сбалансированный) типы реже. При правом типе кровоснабжения артериальные анастомозы обнаруживаются чаще.

Нервный аппарат сердца обеспечивает его регуляцию. Он представлен симпатическими нервами, ветвями блуждающих, а также чувствительными волокнами от I—V грудных сегментов спинного мозга.

Возрастные изменения и половые различия. Сердце закладывается в области шеи и на ранних стадиях эмбриогенеза бывает однополостным, а позже в нем последовательно формируются перегородки предсердий, затем желудочков и клапанный аппарат. До рождения плод получает от матери кислород через плаценту. Затем обогащенная кислородом кровь попадает в правое предсердие, а оттуда либо в правый желудочек, либо через отверстие в межпредсердной перегородке (так называемое овальное) в левое предсердие. Из правого желудочка кровь поступает в легочный ствол, а оттуда через артериальный (боталлов) проток в дугу аорты.

Наиболее точной характеристикой размеров сердца является его вес. До рождения он изменяется очень быстро. При весе эмбриона 1 г вес сердца равен 10 мг. К моменту рождения вес сердца увеличивается до 20 г, т. е. в 2 тыс. раз. Вес сердца взрослого человека составляет в среднем 300 г. Вес сердца, отнесенный к весу тела, достигает высоких значений в пренатальный период и у новорожденного (5, 15—5, 86 г/кг), в грудном возрасте и детстве он снижается (3, 50—3, 96 г/кг), в последующих возрастах вновь повышается до исходного уровня. Вес сердца, отнесенный к площади поверхности тела в пренатальном, увеличивается периоде до момента рождения, в грудном возрасте снижается и интенсивно нарастает в последующие периоды жизни.

С возрастом абсолютный объем сердца увеличивается. Его отношение к максимальному поглощению кислорода в покое за 1 мин уменьшается от 10—11 лет к 18—19 годам, увеличиваясь в последующем с возрастом. Тренированное сердце отличается большим абсолютным и малым относительным объемом.

У взрослых по сравнению с детьми число створок предсердно-желудочковых клапанов увеличивается, а сосочковых мышц — уменьшается.

В процессе старения вес сердца увеличивается к 60—70 годам за счет гипертрофии миокарда левого желудочка, затем уменьшается. Происходит расширение верхней и сужение нижней части желудочков и удлинение артериальных конусов. Сужение нижних отделов связано, по- видимому, с частичной атрофией миокарда, расширение верхних — с расширением желудочков.

Стареющее сердце характеризуется развитием субэпикардиальной жировой ткани, утолщением эндокарда, огрублением клапанов с нарушением их смыкания, развитием эластической ткани, уменьшением поперечной исчерченности мышечных волокон, увеличением размеров их ядер. Изменения проводящей системы сердца заключаются в утолщении соединительнотканной прослойки, отделяющей предсердно-желудочковый пучок от миокарда межжелудочковой перегородки, и полиморфности изменений волокон Пуркинье.

С возрастом в тканях сердца откладывается сердечный коллоид — метаболически инертные гликопротеиновые комплексы. В гипертрофированных сердцах эти отложения более значительны. Одним из признаков старения клетки служит также отложение пигмента — липофусцина.

Изменения артерий сердца с возрастом характеризуются огрублением волокнистой стромы их стенок. Сосуды делаются извилистыми. Отмечено расширение субэндокардиальных артерий.

Половые различия размеров сердца определяются половым диморфизмом веса тела и темпов созревания организма. В среднем у мальчиков вес сердца больше, чем у девочек. Это соотношение формируется к 16 годам, а в 13—14 лет вес сердца больше у девочек.

Индивидуальные, конституциональные и межпопуляционные отличия. Индивидуальная изменчивость размеров сердца значительна. Она проявляется уже в период внутриутробного развития при сравнении эмбрионов и плодов одной теменно-копчиковой длины и одного возраста. У детей и взрослых колебания размеров сердца во многом определяются различиями веса тела. На размеры сердца влияет тип телосложения человека: площадь фронтальной поверхности сердца (по измерениям на рентгенограммах) наименьшая у подростков астеноидного типа, средняя — при торакальном соматотипе и наибольшая — при мышечном и дигестивном соматотипах, по схеме Штефко — Островского. Объем сердца у подростков при мышечном типе телосложения больше, чем при торакальном.

В основе межпопуляционных вариаций величины сердца лежат отличия размеров тела и физической нагруженности организма. Сравнение североамериканских белых и негров при одинаковом весе тела не выявило различия в весе сердца. Негры Уганды и жители Ямайки негроидного происхождения имеют вес сердца ниже европейских стандартов.

Тренированность понижает восприимчивость миокарда к катехоламинам.

Артерии являются активными путями кровотока, дающими при сокращении мышечного слоя их стенки дополнительную энергию для продвижения крови.

Диаметр артерий широко варьирует. Можно выделить главные стволы с просветом 28—30 мм (аорта, легочный ствол), артерии промежуточного калибра 13, 5 мм (плечеголовной ствол) и шесть типов артерий среднего диаметра: I — 8, 0 мм (общая сонная), II — 6, 0 плечевая), III – 5, 0 (локтевая), IV — 3, 5 (височная), V — 2, 0 (задняя ушная), VI — 0, 5—1 мм (надглазничная).

Зависимость от возраста и пола. Формирование оболочек стенки в разных артериях и в разном возрасте происходит неравномерно. Так, в подключичной артерии толщина внутренней оболочки (интимы) увеличивается к 16 годам более чем в 10 раз по сравнению с новорожденным, а в общей подвздошной артерии — почти в 8 раз. Средняя оболочка подключичной артерии за то же время утолщается менее чем в 2 раза, а в общей подвздошной артерии более чем в 9 раз.

Развитие артерий после рождения проявляется в утолщении стенки
и увеличении просвета сосудов. Формирование стенки артерии происходит в среднем до 12 лет. В период от 12 до 30 лет ее конструкция стабилизируется.

Таблица 43

Толщина стенки артерий у детей, мм (по Krogmann, 1941)

Старение сосудов. Можно выделить несколько признаков старения артерий: 1) увеличение извилистости сосудов; 2) гипертрофия интимы, при этом гиперпластические процессы в интиме сочетаются с деструктивными; 3) изменение строения и расположения эндотелиальных клеток; 4) уменьшение количества фибробластов и тучных клеток; 5) неравномерное повышение содержания коллагена в некоторых участках стенки; длина и диаметр коллагеновых волокон увеличиваются.

Варианты ветвления артерий. Рассмотрим для примера характер отхождения артерий от дуги аорты.

Выделяют пять основных типов отхождения ветвей от дуги аорты. Первый характеризуется отхождением правой подключичной и обеих общих сонных артерий одним стволом и отдельно левой подключичной артерии. Второй — отхождением общим стволом правых подключичной и общей сонной артерии, тогда как две другие артерии отходят самостоятельно. Третий тип отличается от второго тем, что левая позвоночная артерия начинается от дуги аорты (а не от левой подключичной). Для четвертого типа характерно начало правой под­ключичной артерии от грудной аорты. Наконец, пятому типу свойственно отхождение низшей щитовидной артерии от дуги аорты.

Рассматриваемые варианты закладываются в период эмбриогенеза и поэтому не подвергаются изменениям с возрастом. Половые отличия, их частоты в литературе не описаны, тогда как этнотерриториальные особенности изучены достаточно подробно.

Таблица 44

Типы отхождения артерий от дуги аорты в разных этнических группах, %

Данные табл. 44 свидетельствуют о присущих отдельным этническим группам особенностях начала артерий от дуги аорты. Чаще встречаются II и I типы, III и IV типы более редки, и по их частоте разные этнические группы более сходны. Негры США и Западной Африки (Берег Слоновой Кости) существенно различаются по распределению I и II типов ветвления артерий. У негров США чаще, чем в других группах, отмечен V тип.

У антропоморфных обезьян также преобладают I и II типы отхождения сосудов от дуги аорты. Наиболее близки к современному человеку горилла и шимпанзе.

Вены. Венозное русло в организме обладает большей вместимостью, чем артериальное.

Возрастные изменения вен имеют в целом тот же характер, что и артерий, но существуют и определенные различия. При малочисленности в стенке мышечных элементов в ходе старения происходит уплотнение околососудистых вен. Выделяют три варианта начала воротной вены: I — нижняя брыжеечная вена вливается в верхнюю; II — нижняя брыжеечная вена вливается в селезеночную; III — нижняя брыжеечная вена впадает в место слияния верхней брыжеечной и селезеночной вен. В европеоидных группах (русские, французы), в отличие от монголоидных (китайцы), чаще встречается I тип формирования воротной вены и реже II (табл. 45).

С учетом расположения левой желудочной вены возможна более дробная типология корней воротной вены. Она учитывает не только ход брыжеечных и селезеночных вен, но и место впадения этой вены в селезеночную (55%), воротную вену (38%) или место слияния верхней брыжеечной и селезеночной вен (6, 1%).

Таблица 45

Частота встречаемости типов формирования воротной вены, %

Ход печеночной части воротной вены по-разному соотносится с на­правлением нижней полой вены. Разделяют четыре варианта взаимоотношения этих сосудов: 1 — воротная вена пересекает нижнюю полую своим средним сегментом, 2 — с нижней полой' веной пересекается верхний сегмент воротной вены, 3 — вены располагаются параллельно, 4 — нижнюю полую вену пересекает нижний сегмент воротной вены, Уровень начала воротной вены зависит от пропорций тела человека. При брахиморфных пропорциях он находится у начальной части 'тела поджелудочной железы в 78, 5% случаев, в концевой части головки — в 21, 5%; для людей мезоморфных пропорций частота этих вариантов иная; 59, 4 и 40, 6% случаев.

В печени воротная вена делится на правую и левую ветви. Существует положительная корреляция между диаметрами этих ветвей и корней воротной вены: для правой ветви и верхней брыжеечной вены r= 0, 86±0, 06; для левой ветви и селезеночной вены r =0, 82±0, 08. Меньшая интенсивность корреляции установлена при перекрестных сочетаниях.

Система микроциркуляции. Согласно В. В. Куприянову, в общий план строения системы микроциркуляции входят не только пути крово- и лимфотока, но и пути внесосудистой и субмикроскопической циркуляции.

Система микроциркуляции «вставлена» в сосудистое русло между артериальным и венозным его отделами. Ее компоненты выполняют функции приноса и распределения крови (артериолы и прекапилляры), обмена (кровеносные капилляры), дренажа и депонирования (посткапилляры и венулы). К микроциркуляторному руслу относятся артериоло-венулярные анастомозы, служащие для сброса артериальной крови в вены, минуя капилляры. Поэтому ток крови по микроциркуляторному руслу может осуществляться при активизации процессов обмена внекапиллярно (для регуляции гемодинамического равновесия).

Начальный отдел системы микроциркуляции — артериола. Это тонкостенная трубочка, выстланная эндотелием и имеющая однослойную мышечную оболочку. Мышечные клетки располагаются спирально, под углом к продольной оси артериолы. Если этот угол меньше 45°, то при мышечном сокращении сосуд становится короче и шире. Чаще угол превышает 45°, поэтому обычно сокращение мышечных клеток ведет к сужению артериолы. Периферическое сопротивление кровотоку зависит в основном от сокращения артериол, а также прекапилляров.

Венозный отдел микроциркуляторного русла включает посткапиллярные венулы (посткапилляры) и венулы. В посткапиллярах еще нет мышечной оболочки, хотя соединительнотканные структуры выражены. Эндотелиоциты в венозном отделе имеют более округлую форму. Этот отдел микроциркуляторного русла выполняет коллекторную и обменную функции.

Лимфатическая система образует дополнительное к кровеносному сосудистое русло. На периферии она замкнута, открывается центрально, в крупные вены шеи. Ее звеньями служат лимфатические капилляры (лимфокапиллярные сосуды), лимфатические сосуды, стволы, протоки и лимфатические узлы. Лимфатическая система заполнена жидким содержимым — лимфой.

Функции лимфатической системы многообразны: очистительная, эвакуаторная, барьерная, иммунозащитная, депонирующая, лимфопоэтическая.

Лимфокапиллярные сосуды (лимфатические капилляры). Диаметр лимфокапиллярных сосудов больше, чем кровеносных, и отличается высокой изменчивостью (10—200 мкм). Будучи дополнительными путями очищения тканей, лимфокапилляры представлены не везде. В частности, мозг, паренхима селезенки, эпителий кожи и слизистых оболочек, хрящи, склера и хрусталик глаза, а также плацента свободны от них. Их нет внутри долек печени, в островках Лангерганса (эндокринная часть поджелудочной железы) и в почечных тельцах.

В отличие от кровеносных капилляров лимфокапиллярные сосуды лишены базальной мембраны и сопутствующих капилляру клеток-перицитов, в них сохранен лишь слой эндотелиальных клеток. Эндотелиальные клетки отличаются разнообразием формы, слабой выраженностью эндоплазм этической сети, обилием пиноцитозных пузырьков, низкой электронно-оптической плотностью. Щели между эндотелиоцитами, достигающие 12 нм в ширину, наряду с процессом пиноцитоза обеспечивают поглощение корнями лимфатической системы частиц из окружающих тканей. Спадению лимфокапиллярных сосудов препятствуют тесно с ним связанные (якорные) соединительнотканные волокна.

Лимфатические сосуды подразделяются на поверхностные и глубокие. В в них имеются клапаны, регулирующие лимфоток. По строению стенки лимфатические сосуды делятся на мышцесодержащие (их большинство) и лишенные гладкомышечных элементов. Продвижению лимфы способствуют анастомозы, активное сокращение гладкомышечных элементов стенки, моторику тела, смещение внутренних органов, движение сердца, сосудов, присасывающее действие грудной клетки.

Лимфатические стволы и протоки по диаметру и толщине стенки превосходят лимфатические сосуды. В грудном протоке внутренняя оболочка содержит продольно ориентированные пучки мышечных волокон, в средней оболочке мышечный слой особенно хорошо развит и состоит из спирально и продольно расположенных волокон. Эффекторная иннервация грудного протока осуществляется постганглионарными (см. строение вегетативной нервной системы) волокнами клеток симпатического ствола, расположенными в наружной оболочке протока.

Лимфатические узлы образуют более 50 групп. Подразделяются на узлы тела (соматические), внутренностные (висцеральные) и смешанные (получают лимфу как от внутренностей, так и от органов движения). Вес ткани лимфатических узлов составляет один процент веса тела. Ту же величину получаем и при соотнесении веса регионарных узлов к весу органа. Так, вес бронхолегочных (корневых) узлов составляет 0, 15—0, 92% веса легких, а средостенных — 0, 23—1, 9%.

Лимфатические узлы разных органов и частей тела имеют локальные различия, однако устроены по общему плану. Узел покрыт соединительнотканной капсулой, отдающей внутрь его перегородки — трабекулы. Паренхима узла образует корковое вещество, содержащее лимфатические фолликулы, и мозговое вещество в виде мякотных тяжей. Капсула и трабекулы отделены от коркового и мозгового вещества (паренхимы узла) щелями — так называемыми синусами. Общий план строения лимфатического узла одинаков для человека и других млекопитающих (включая приматов).

Возрастные изменения. Лимфокапилляры образуются путем почкования от эндотелия существующих капилляров. В первые годы жизни капилляры относительно шире, а их резорбционная поверхность относительно больше, чем у взрослых.

Развитие лимфатических узлов начинается в конце второго месяца внутриутробной жизни. Лишь к 12 годам формируются основные структуры узла, хотя их перестройка не прекращается на протяжении жизни. Узлы разной локализации и разные их составные части образуются гетерохронно. Закладка узла у плода представлена сплетением первичных кровеносных и лимфатических сосудов с большим числом мезенхимальных клеток, преобразующихся позднее в ретикулярные и лимфоидные.

В пожилом и старческом возрасте:

I корни лимфатической системы подвергаются значительным изменениям: а) капиллярное русло редуцируется, уменьшается количество лимфатических капилляров, б) по ходу лимфатических капилляров резкие расширения сменяются сужениями, вплоть до исчезновения внутреннего просвета;

II на лимфатических сосудах образуются выпячивания разной величины и формы (старческий варикоз);

III а) уменьшается количество подмышечных, паховых узлов почти вдвое сравнительно с периодом зрелости; б) их размеры увеличиваются, а форма из округлой, овальной или бобовидной превращается в сегментарную или лентовидную; в) меняется их конструкция, cнижение лимфопоэза и замедление лимфотока приводят к истончению мякотных тяжей и коркового слоя лимфатических узлов, расширению промежуточных и воротных синусов.

Общий план строения лимфатической системы, соотношение ее звеньев, пути оттока сохраняются у всех этнических групп. При этом, как у русских, так и у японцев редкостью является классический правый лимфатический проток. Чаще правые подключичные и яремные стволы самостоятельно открываются в крупные вены шеи.

Д. А. Жданов установил зависимость формирования грудного протока от особенностей телосложения человека: цистерна грудного протока в месте его начала лучше выражена при брахиморфии, чем при долихоморфии. Кроме того, при долихоморфии (независимо от пола) паховых узлов больше, но они меньше по величине, чем при брахиморфии. Существенны также половые различия этих узлов: у мужчин их больше; поверхностные паховые узлы у женщин несколько крупнее, а глубокие меньше по величине, чем у мужчин.