Возрастные особенности функционирования сердечно сосудистой системы дошкольника. V
Сердечно - сосудистая система с ее многоуровневой регуляцией представляет собой функциональную систему, конечным результатом деятельности которой является обеспечение заданного уровня функционирования целостного организма. Обладая сложным нервно-рефлекторным и нейрогуморальными механизмами, система кровообращения обеспечивает своевременное адекватное кровоснабжение соответствующих структур. При прочих равных условиях можно считать, что любому заданному уровню функционирования целостного организма соответствует эквивалентный уровень функционирования аппарата кровообращения (Баевский Р.М., 1979г.). Сердце человека представляет собой четырех камерный мышечный полый орган. У взрослого человека оно имеет массу 250-300 гр., длину 12-15 см. Величина сердца человека примерно соответствует величине его сжатого кулака. Сердце состоит из левого предсердия и левого желудочка, правого предсердия и правого желудочка.
Существуют возрастные особенности местоположения, состояния, веса и функции сердца. Сердце новорожденного отличается от сердца взрослого по форме, относительно массе и расположению. Оно имеет почти шаровидную форму, его ширина несколько больше длины. В процессе роста и развития ребенка увеличивается масса сердца. Темп роста сердца особенно велик в первые годы жизни и в период полового созревания. В 14-15 лет наблюдается особенно резкое увеличение размеров сердца. Медленнее сердце растет от 7 до 12 лет. Так, например, у мальчиков 9-19 лет масса сердца составляет 111,1 гр., что в 2 раза меньше, чем у взрослых (244,4 гр.). Наряду с этим изменяется соотношение роста отделов сердца. Рост предсердий в течение первого года жизни опережает рост желудочков, затем они растут почти одинаково, и только после 10 лет рост желудочков начинает обгонять рост предсердий. Перестраивается гистологическая структура сердца, так, в наибольшей мере увеличение массы отделов сердца происходит за счет левого желудочка.
Основную массу стенки сердца составляет мощная мышца-миокард. Для мышцы сердца детей характерен высокий уровень расхода энергии, что определяет значительное напряжение окислительных процессов в миокарде. Это находит отражение в большом потреблении кислорода мышцей. Мышца сердца продолжает развиваться и дифференцироваться до 18-20 лет (Фарбер Д.А., 1990г.).
Основная масса сердечной мышцы представлена типичными для сердца волокнами, которые обеспечивают сокращение отделов сердца. Их основная функция - сократимость. Сердце сокращается ритмично: сокращение отделов сердца чередуются с их расслаблением. Сокращение отделов сердца называют систолой, а расслабление - диастолой. Каждый из этих периодов, в свою очередь, подразделяются на ряд фаз и интервалов, характеризующих различные стороны деятельности сердца. На протяжении общей систолы желудочков наблюдается два различных по своей физиологической сущности периода: период напряжения и период изгнания. Во время периода напряжения происходит подготовка сердца к изгнанию крови в магистральные сосуды. В начале периода напряжения совершается деполяризация волокон сердечной мышцы и начинается охват миокарда желудочков сократительным процессом. Эта часть периода напряжения обозначается как фаза асинхронного сокращения. Как только оптимальное число волокон миокарда оказывается в напряженном состоянии, закрываются атриовентрикумерные клапаны и наступает вторая часть периода напряжения - фаза изометрического сокращения. Во время этой фазы внутри- желудочковое давление повышается до величины давления в аорте. Как только давление в желудочке превысит давление в аорте, открываются ее клапаны и начинается второй период систолы - период изгнания.
Длительность диастолы определяется путем вычитания продолжительности общей систолы из общей длительности сердечного цикла. Сердечный цикл - это период, охватывающий одно сокращение и расслабление сердца. Общая продолжительность сердечного цикла с возрастом возрастает, длительность периода изгнания соответственно увеличивается. Некоторые исследователи полагают, что длительности периода изгнания обусловлено действием ряда факторов. В частности Косицкий Г.И. (1985г.), исследуя возрастные изменения структуры сердечного цикла, пришел к выводу, что помимо урежения частоты сердечных сокращений на длительность систолы оказывают влияние возрастные изменения гемодинамики: удлинение с возрастом периода изгнания у детей связано с возрастанием сердечного выброса. Длительность периода напряжения, по мнению большинства авторов, с возрастом увеличивается. Одни исследователи основную роль в возрастной динамике периода напряжения отводят увеличению длительности сердечного цикла, другие считают, что изменение длительности периода напряжения обусловлено и сдвигами показателей гемодинамики, такими, как объем желудочков сердца и максимальное давление а аорте.
Общая длительность сердечного цикла у школьников начинает постепенно увеличиваться от 7 к 8-9 годам, после чего резко возрастает в 10 лет. В дальнейшем значительное удлинение кардиоинтервалов происходит в 14-16 лет, когда частота сердечных сокращений устанавливается на уровне близком к ее значениям у взрослых людей (И.О. Тупицин, 1985г.).
Функциональные различия в сердечно-сосудистой системе детей и подростов сохраняются до 12 лет. Частота сердечного ритма у детей больше, чем у взрослых, что связано с преобладанием у детей тонуса симпатических нервов. В процессе постнатального периода тоническое влияние на сердце блуждающего нерва постепенно усиливается (Н.П. Гундобин, 1906г.). заметное влияние блуждающий нерв начинает оказывать с 2-4 лет, а в младшем возрасте его влияние приближается к уровню взрослого. Задержка в формировании тонического влияния блуждающего нерва на сердечную деятельность может свидетельствовать о задержке физического развития ребенка (Фербер Д.А. и др., 1990г.) авторы выделяют три переломных периода регуляторных влияний на сердечный ритм: в 7 летнем возрасте относительное преобладание холинэргических влияний сопровождается низким функциональным резервом адренэргических влияний на ритм сердца с соответствующей перестройкой метаболизма и увеличение его контрактильной способности, в 14 лет - значительное ослабление адренэргических воздействий и повышение тонуса парасимпатической системы.
А.С. Голенко (1988г.) представил результаты педагогического эксперимента, проводившегося с целью контроля за изменением статических параметров сердечного ритма в состоянии относительного покоя до и после нагрузки. Данные результаты свидетельствовали о том, что изменение симпатических и парасимпатических влияний на синусовый узел и ослабление централизации в управлении сердечным ритмом к концу эксперимента у девочек имели менее выраженный характер, чем у мальчиков. По мнению Голенко А.С. (1988г.), в возрасте 10-13 лет у девочек имеет место четкая централизация управления сердечным ритмом.
Частота сердечных сокращений у детей более подвержена влиянию внешних воздействий: физических упражнений, эмоционального напряжения. Эмоциональные влияния приводят, как правило, к увеличению частоты сердечной деятельности. Она значительно увеличивается при физической работе и уменьшается при понижении температуры внешней среды.
В норме у взрослого человека частота сердечных сокращений - 75 раз в минуту. У новорожденного она значительно выше - 140 раз в минуту. Интенсивно снижаясь в течение первых лет жизни, она составляет к 8-10 годам 85-90 ударов в минуту, а к 15 годам приближается к величине взрослого. При сокращении сердца у взрослого человека, находящегося в состоянии покоя, каждый желудочек выталкивает 60-80 куб. см. крови. Кровяное давление у детей ниже, чем у взрослых, а скорость кровообращения выше (у новорожденного линейная скорость кровотока составляет 12 с, у 3-летних - 15 с, у 14-летних - 18,5 с.). Ударный объем крови (количество крови, выбрасываемое желудочками за одно сокращение) у детей значительно меньше, чем у взрослого. У новорожденного он составляет всего 2,5 куб. см., за первый год постнатального развития он увеличивается в 4 раза, затем темпы его увеличения снижаются, но он продолжает расти до 15-16 лет, лишь на этом этапе ударный объем приближается к уровню взрослого. С возрастом увеличиваются минутный и резервный объем крови, что обеспечивает сердцу возрастающие адаптационные возможности к нагрузкам (Ю.А. Ермалаев, 1985г.). На динамическую физическую нагрузку дети и подростки реагируют повышением сердечных сокращений, максимальным артериальным давлением (ударный объем), чем младшие дети, тем в большей мере, даже на меньшую физическую нагрузку, они реагируют повышением частоты пульса, меньшим увеличением ударного объема, обеспечивая примерно одинаковый прирост минутного объема. Увеличение минутного объема у тренированных людей происходит главным образом за счет увеличения систолического объема. Сердечные сокращения при этом учащаются незначительно. У людей нетренированных минутный объем крови увеличивается в основном за счет учащения сердечных сокращений. Известно, что при увеличении частоты сердечных сокращений укорачивается продолжительность общей паузы сердца. Из этого следует, что сердце нетренированных людей работает менее экономично и быстрее изнашивается. Не случайно сердечно-сосудистые заболевания встречаются у спортсменов значительно реже, чем у людей, не занимающихся физкультурой. У хорошо тренированных спортсменов при больших физических нагрузках ударный объем крови может возрастать до 200-300 куб см.
Статическая нагрузка (а к ней относится и полное напряжение) сопровождается иными ресекциями сердечно-сосудистой системы. Статическая нагрузка в отличие от динамической повышает как максимальное, так и минимальное артериальное давление. Так реагируют даже на легкую статическую нагрузку, равную 30% от максимальной силы сжатия динамометра, школьники всех возрастов. При этом, в начале учебного года изменение гемодинамических показателей менее резки, чем в конце года. В начале года, например у мальчиков 8-9 лет, на указанную статическую нагрузку повышается минимальное давление на 5,5% и максимальное на 10%, а в конце года, соответственно на 11 и 21%. Такая реакция регистрируется более чем в течении 5 минут после прекращения воздействия статического усилия. Длительное позное напряжение сопровождается у школьников спазмом артериол, что приводит к общему повышению артериального давления. Увеличение двигательной активности в режиме учебных занятий - одна из мер профилактики у учащихся сердечно-сосудистых расстройств, в частности, развитие гипертонии (А.Г.Хрипкова, 1990г.).
На состояние сердечно-сосудистой системы оказывает влияние дозированная умственная нагрузка, причем от характера продолжительности и интенсивности нагрузки зависит степень изменения гемодинамических показателей. Анализ исследований, проводимых Горбуновым Н.П. совместно с Батенковой И.В. (2001г.) свидетельствовал о том, что сердце и сосуды у младших школьников тонко реагируют на умственную нагрузку. Наиболее существенным изменением в ходе умственной нагрузки подвержены показатели сердечного выброса, возрастание которого отмечали у всех исследованных детей. Степень прироста минутного объема сердца в ходе выполнения задания зависела о возраста детей и от периода учебного года. Установлено, что у учащихся 1 класса в течение учебного года происходят изменения показателей центральной гемодинамики, при этом частота сердечных сокращений уменьшается, снижается максимальное артериальное давление, показатели сердечного выброса увеличиваются.
На втором году обучения максимальное артериальное давление понижается, а частота сердечных сокращений достоверно не изменяется. У учащихся 3-4 классов максимальное артериальное давление снижалось, частота сердцебиений уменьшалась, происходило снижение сердечного выброса. Адаптационные изменения показателей центральной гемодинамики заключаются у младших школьников в замедлении частоты сердечных сокращений, снижении максимального артериального давления, увеличении сердечного выброса. Если проследить возрастные сдвиги показателей центральной гемодинамики по результатам, полученным в начале каждого учебного года, то можно увидеть, что адаптационные сдвиги не сопровождаются нарушением общей возрастной тенденции увеличения с возрастом артериального давления и сердечного выброса при замедлении частоты сердечных сокращений.
На изменение функционального состояния сердечно-сосудистой системы у детей и подростков в процессе их адаптации к умственным и физическим нагрузкам влияет в отдельные годы обучения половые особенности. Согласно работе П.К. Прусова (1987г.), зависимость состояния сердечно-сосудистой системы от степени полового созревания подростков, тренирующихся на выносливость, совершенствование функционирования кардиореспираторной системы происходит не всегда параллельно с нарастанием степени полового созревания. Так, в момент появления вторичных признаков полового созревания симпатический тонус вегетативной нервной системы увеличивается и наиболее выражен в период полового созревания. Напряженность функционирования кардиореспираторной системы увеличивается при нарастании степени полового созревания, а в последующий период начинает снижаться, появляется тенденция к более экономичному функционированию. Изучение регионарного кровообращения показало уменьшение объемной скорости кровотока с возрастом в покое, что также свидетельствует об экономизации функций кровообращения, наступающей по мере развития ребенка. Изучение мозгового кровотока подтвердило его качественные изменения, происходящие в процессе роста ребенка, так же, как характерную для детей межполушарную асимметрию кровоснабжения мозга.
Важная роль, которую выполняет сердце в организме, диктует необходимость применения профилактических мер, способствующих его нормальной функции, укрепляющих его, предохраняющих от заболеваний, которые вызывают органические изменения клапанного аппарата и самой сердечной мышцы. Занятия физической культурой и трудом в пределах возрастных границ допустимых физических нагрузок - наиважнейшая мера укрепления сердца.
Организм человека имеет свое индивидуальное развитие с момента оплодотворения до естественного окончания жизни. Этот период называют онтогенезом. В нем выделяют два самостоятельных этапа: пренатальный (с момента зачатия до момента рождения) и постнатальный (с момента рождения до смерти человека). В каждом из этих этапах есть свои особенности в строении и функционировании системы кровообращения. Рассмотрю некоторые из них:
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. Кровообращение плода имеет свои особенности, связанные, прежде всего с тем, что до рождения кислород поступает в организм плод через плаценту и так называемую пупочную вену.
Пупочная вена разветвляется на два сосуда, один питает печень, другой соединяется с нижней полой веной. В результате в нижней полой вене происходит смешение крови, богатой кислородом, с кровью, прошедшей через печень и содержащей продукты обмена. Через нижнюю полую вену кровь попадает в правое предсердие.
Далее кровь проходит в правый желудочек и затем выталкивается в легочную артерию; меньшая часть крови течет в легкие, а большая часть через боталлов проток попадает в аорту. Наличие боталлова протока, соединяющего артерию с аортой, является второй специфической особенностью в кровообращении плода. В результате соединения легочной артерии и аорты оба желудочка сердца нагнетают кровь в большой круг кровобращения. Кровь с продуктами обмена возвращается в материнский организм через пупочные артерии и плаценту.
Таким образом, циркуляция в организме плода смешанной крови, его связь через плаценту с системой кровообращения матери и наличие боталлова протока является основными особенностями кровобращения плода.
Возрастные особенности в постнатальном этапе. У новорожденного ребенка связь с материнским организмом прекращается и его собственная система кровообращения берет на себя все необходимые функции. Боталлов проток теряет свое функциональное значение и вскоре зарастает соединительной тканью. У детей относительная масса сердца и общий просвет сосудов больше, чем у взрослых, что в значительной степени облегчает процессы кровообращения.
Есть ли закономерности в росте сердца? Можно отметить, что рост сердца находится в тесной связи с общим ростом тела. Наиболее интенсивный рост сердца наблюдается в первые годы развития и в конце подросткового периода.
Также изменяется форма и положение сердца в грудной клетке. У новорожденных сердце шаровидной формы и расположено значительно выше, чем у взрослого. Эти различия ликвидируются только к 10-летнему возрасту.
Функциональные различия в сердечно-сосудистой системе детей и подростков сохраняются до 12 лет. Частота сердечного ритма у детей больше, чем у взрослых. ЧСС у детей более подвержена влиянию внешних воздействий: физических упражнений, эмоционального напряжения и т.д. Кровяное давление у детей ниже, чем у взрослых. Ударный объем у детей значительно меньше, чем у взрослых. С возрастом увеличивается минутный объем крови, что обеспечивает сердцу адаптационные возможности к физическим нагрузкам.
В периоды полового созревания, происходящие в организме бурные процессы роста и развития влияют, на внутренние органы и, особенно, на сердечно-сосудитстую 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.
Гигиена ССС. Для нормального развития сердца и его деятельности чрезвычайно существенно исключить чрезмерные физические и психические напряжения, нарушающие нормальный темп работы сердца, а также обеспечить его тренировку путем рациональных и доступных для детей физических упражнений.
Тренировка сердечно-сосудистой деятельности достигается повседневно проводимыми физическими упражнениями, спортивными занятиями и умеренным физическим трудом, особенно в тех случаях, когда они проводятся на свежем воздухе.
Гигиена органов кровобращения у детей предъявляет определенные требования к их одежде. Тесная одежда и узкие платья сдавливает грудную клетку. Узкие воротнички сдавливают кровеносные сосуды шеи, что отражается на кровообращении в мозге. Тугие пояса сдавливают кровеносные сосуды полости живота и тем самым затрудняют кровообращение в органах кровообращения. Тесная обувь неблагоприятно отражается на кровообращении в нижних конечностях.
сердце кровообращение гипертрофия
Все системы человеческого организма могут существовать и нормально функционировать только при определенных условиях, которые в живом организме поддерживаются деятельностью многих систем, предназначенных обеспечивать постоянство внутренней среды, то есть его гомеостаз.
Гомеостаз поддерживают системы дыхания, кровообращения, органы пищеварения и выделения, а непосредственно внутренней средой организма является кровь, лимфа и между тканевая жидкость.
Кровь выполняет целый ряд функций, в том числе дыхательную (перенес газов) транспортную (перенес воды, продуктов питания, энергоносителей и продуктов распада); защитную (уничтожение болезнетворных микроорганизмов, выведение токсических веществ, предотвращение потерь крови) регулирующую (перенес гормонов и ферментов) и терморегулирующие. В плане поддержания гомеостаза, кровь обеспечивает водно-солевой, кислотно-щелочной, энергетический, пластический, минеральный и температурный баланс в организме.
С возрастом удельный количество крови на 1 килограмм массы тела в организме детей уменьшается. У детей до 1 года количество крови относительно всей массы тела составляет до 14,7%, в возрасте 1-6 лет - 10,9% и только в 6-11 лет устанавливается на уровне взрослых (7%). Такое явление обусловлено потребностями более интенсивного протекания обменных процессов в детском организме. Общий объем крови у взрослых людей с массой тела 70 кг составляет 5-6 л.
При нахождении человека в состоянии покоя определенная часть крови (до40-50%) находится в кровяных депо (селезенке, печени, в клетчатке под кожей и легких) и не принимает активного участия в процессах кровообращения. При усилении мышечной работы, или при кровотечениях депонированная кровь переходит в кровеносное русло, увеличивая интенсивность обменных процессов или выравнивая количество циркулирующей крови.
Кровь состоит из двух основных частей: плазмы (55% массы) и форменных элементов 45% массы). Плазма в свою очередь содержит 90-92% воды; 7-9% органических веществ (белков, углеводов, мочевины, жиров, гормонов и др.) И до 1% неорганических веществ (железа, меди, калия, кальция, фосфора, натрия, хлора и др.).
В состав форменных элементов относятся: эритроциты, лейкоциты и тромбоциты (табл. 11) и почти все они образуются в красном костном мозге в результате дифференциации стволовых клеток этого мозга. Масса красного мозга у новорожденного ребенка составляет 90-95%, а у взрослых до 50% всей мозговой субстанции костей (у взрослых это составляет до 1400 г, что соответствует массе печени). У взрослых людей часть красного мозга превращается в жировую ткань (желтый костный мозг). Кроме красного костного мозга, некоторые форменные элементы (лейкоциты, моноциты) образуются в лимфатических узлах, а у новорожденных детей еще и в печени.
Для поддержки клеточного состава крови на нужном уровне в организме взрослого человека с массой тела 70 кг ежесуточно образуется 2 * 10м (два триллиона, трлн.) Эритроцитов, 45-10 * (450 миллиардов, млрд.) Нейтрофилов; 100 млрд. Моноцитов, 175-109 (1 трлн. 750 млрд.) Тромбоцитов. В среднем у человека 70 лет жизни при массе тела 70 кг производится эритроцитов до 460 кг, гранулоцитов (нейтрофилов) 5400 кг, тромбоцитов 40 кг, лимфоцитов 275 кг. Постоянство содержания форменных элементов в крови поддерживается тем, что эти клетки имеют ограниченный срок жизни.
Эритроциты являются красными кровяными тельцами. В 1 мм 3 (или микро литров, мкл) крови мужчин в норме насчитывается от 4,5-6,35 млн эритроцитов, а у женщин до 4,0-5,6 млн (в среднем соответственно 5400000. И 4, 8 млн.). Каждая клетка эритроцита человека имеет диаметр 7,5 микрон (мкм), толщину - 2 мкм и содержит примерно 29 пг (пт, 10 12 г) гемоглобина; имеет двояковогнутый форму и в зрелом состоянии не имеет ядра. Таким образом, в крови взрослого человека в среднем насчитывается 3-Ю13 эритроцитов и до 900 г гемоглобина. За счет содержания гемоглобина эритроциты выполняют функцию газообмена на уровне всех тканей организма. Гемоглобин эритроцитов включая белок глобин и 4 молекулы гема (белка, соединенный с 2-х валентным железом). Именно последняя соединение способна не устойчиво присоединять к себе на уровне альвеол легких 2 молекулы кислорода (превращаясь в оксигемоглобин) и транспортировать кислород к клеткам организма, обеспечивая тем самым жизнедеятельность последних (окислительные обменные процессы). В обмен кислородом клетки отдают лишние продукты своей деятельности, в том числе углекислый газ, который частично сочетается с обновленным (отдав кислород) гемоглобином, образуя карбогемоглобин (до 20%), или растворяется в воде плазмы с образованием угольной кислоты (до 80% всего углекислого газа). На уровне легких, углекислый газ выводится снаружи, а кислород снова окисляет гемоглобин и все повторяется. Обмен газов (кислорода и углекислого газа) между кровью, межклеточной жидкостью и альвеолами легких осуществляется за счет разного парциального давления соответствующих газов в межклеточной жидкости и в полости альвеол и это происходит путем диффузии газов.
Количество эритроцитов может существенно варьироваться в зависимости от внешних условий. Например, может расти до 6-8 млн в 1 мм 3 у людей, проживающих высоко в горах (в условиях разреженного воздуха, где парциальное давление кислорода снижено). Уменьшение количества эритроцитов 3 млн в 1 мм 3, или гемоглобина на 60% и более приводит к анемического состояния (малокровие). У новорожденных детей количество эритроцитов в первые дни жизни может достигать 7 млн в I мм3, а в возрасте от 1 до 6 лет колеблется в пределах 4,0-5,2 млн в 1 мм 3. На уровне взрослых содержание эритроцитов в крови детей, по данным А. Г. Хрипкова (1982), устанавливается в 10-16 лет.
Важным показателем состояния эритроцитов является скорость оседания эритроцитов (СОЭ). При наличии воспалительных процессов, или хронических заболеваний эта скорость растет. У детей до 3 лет СОЭ в норме составляет от 2 до 17 мм в час; в 7-12 лет - до 12 мм в час; у взрослых мужчин 7-9, а у женщин - 7-12 мм в час. Эритроциты образуются в красном костном мозге, живут примерно 120 суток и отмирая расщепляются в печени.
Лейкоциты называются белые кровяные тельца. Важнейшая их функция - защита организма от токсичных веществ и болезнетворных микроорганизмов путем их поглощения и переваривания (расщепления). Это явление называется фагоцитоз. Лейкоциты образуются в костном мозге, а также в лимфатических узлах и живут всего 5-7 суток (при наличии инфекции значительно меньше). Это ядерные клетки. По способности цитоплазмы иметь гранулы и окрашиваться лейкоциты делятся на: гранулоциты и агранулоциты. К гранулоцитов относятся: базофилы, эозинофилы и нейтрофилы. К агранулоцитив относятся моноциты и лимфоциты. Эозинофилы составляют от 1 до 4% всех лейкоцитов и в основном выводят из организма токсичные вещества и обломки белков организма. Базофилы (до 0,5%) содержат гепарин и способствуют процессам заживления ран, расщепляя сгустки крови, в том числе при внутренних кровоизлияниях (например, при травмах). Шитрофилы составляют наибольшее количество лейкоцитов (до 70%) и выполняют основную фагоцитарную функцию. Они бывают юные, палочкоядерные и сегментоядерные. Активизирован инвазией (микробами, заражающие организм инфекцией) нейтрофил охватывает белками своей плазмы (в основном иммуноглобулинами) один или несколько (до 30) микробов, присоединяет этих микробов к рецепторам своей мембраны и быстро их переваривает путем фагоцитоза (выделение в вакуоль, вокруг микробов, ферментов из гранул своей цитоплазмы: дефензины, протеаз, миелопироксидаз и других). Если нейтрофил за один раз захватывает более 15-20 микробов, то сам он привычно погибает, но создает из поглощенных микробов субстрат, пригодный для переваривания другими макрофагами. Нейтрофилы наиболее активны в щелочной среде, имеет место в первые моменты борьбы с инфекцией, или воспалением. Когда среда приобретает кислой реакции, то на смену нейтрофилам приходят другие формы лейкоцитов, а именно, моноциты, количество которых может значительно возрастать (до 7%) в период инфекционной болезни. Моноциты в основном образуются в селезенке и печени. До 20-30% лейкоцитов составляют лимфоциты, которые в основном образуются в костном мозге и в лимфатических узлах, и являются самыми главными факторами иммунной защиты, то есть защиты от микроорганизмов (антигенов), которые вызывают болезни, а также защиты от лишних для организма частиц и молекул эндогенного происхождения. Считается, что в организме человека параллельно работают три иммунные системы (М. М. Безруких, 2002): специфическая, неспецифическая и искусственно создана.
Специфическую иммунную защиту в основном обеспечивают лимфоциты, осуществляющие это двумя путями: клеточным или гуморальным. Клеточный иммунитет обеспечивают иммунокомпетентные Т-лимфоциты, которые образуются из стволовых клеток, мигрирующих из красного костного мозга, в тимусе (см. Раздел 4.5.) Попадая в кровь, Т-лимфоциты создают большую часть лимфоцитов самой крови (до 80%), а также оседают в периферийных органах иммуногенеза (прежде всего в лимфатических узлах и селезенке), образуя в них тимус-зависимые зоны становятся активными точками пролиферации (размножения) Т-лимфоцитов вне тимуса. Дифференциация Т-лимфоцитов происходит в трех направлениях. Первая группа дочерних клеток способна при встрече с "чужим" белком-антигеном (возбудителем болезни, или собственным мутантом) вступать с ним в реакцию и уничтожать его. Такие лимфоциты называются Т-киллераш ("убийцами") и характеризуются тем, что способны сами по себе, без предварительной иммунизации и без подключения антител и защитного комплемента плазмы крови (толкование этих понятий смотри далее), осуществлять лизиса (уничтожение путем растворения клеточных мембран и связи Связывание белков) клеток-мишеней (носителей антигенов). Таким образом, Т-киллеры является отдельной ветвью дифференциации стволовых клеток (хотя их развитие, как будет описано далее, регулируемый Г-хелперы) и предназначены создавать как бы первичный барьер в противовирусных и противоопухолевого иммунитета организма.
Другие две популяции Т-лимфоцитов называются Т-хелперы и Т-супрессоры и осуществляют клеточный иммунный защиту через регуляцию уровня функционирования Т-лимфоцитов в системе гуморального иммунитета. Т-хелперы («помощники») в случае появления в организме антигенов способствуют быстрому размножению эффекторных клеток (исполнителей иммунной защиты). Различают два подтипа клеток хелперов: Т-хелперы-1, выделяют специфические интерлейкины типа 1Л2 (гормоноподобные молекулы) и в-интерферон и связанные с клеточным иммунитетом (способствуют развитию Т-хелперов) Т-хелперы-2 выделяют интерлейкины типа ИЛ 4-1Л 5 и взаимодействуют преимущественно с Т-лимфоцитами гуморального иммунитета. Т-супрессоры способны регулировать активность В и Т-лимфоцитов в ответ на антигены.
Гуморальный иммунитет обеспечивают лимфоциты, которые дифференцируются из стволовых клеток мозга не в тимусе, а в других местах (в тонкой кишке, лимфатических узлах, глоточных миндалинах и т.д.) и называются В-лимфоцитами. Такие клетки составляют до 15% всех лейкоцитов. При первом контакте с антигеном чувствительны к нему Т-лимфоциты интенсивно размножаются. Некоторые из дочерних клеток дифференцируют в клетки иммунологической памяти и на уровне лимфоузлов в £ зона превращаются в плазматические клетки, которые дальше способны создавать гуморальные антитела. Способствуют этим процессам Т-хелперы. Антитела представляют собой большие протеиновые молекулы, имеющие специфическое родство к тому или иному антигена (на основе химической структуры соответствующего антигена) и называются иммуноглобулинов. Каждая молекула иммуноглобулина составлена из двух тяжелых и двух легких цепей связанных друг с другом дисульфидных связями и способных активизировать клеточные мембраны антигенов и присоединять к ним комплемент плазмы крови (содержит 11 протеинов, способных обеспечивать лизиса или растворения клеточных мембран и свя Связывание белков клеток-антигенов). Комплемент плазмы крови имеет два пути активизации: классический (от иммуноглобулинов) и альтернативный (от эндотоксинов или ядовитых веществ и от счет). Выделяют 5 классов иммуноглобулинов (lg): G, A, M, D, E, различающихся по функциональным особенностям. Так, например, lg М обычно первым включается в иммунный ответ на антиген, активизирует комплемент и способствует поглощению этого антигена макрофагами или лизиса клетки; lg А размещается в местах наиболее вероятного проникновения антигенов (лимфоузлах желудочно-кишечного тракта, в слезных, слюнных и потовых железах, в аденоидах, в молоке матери и т.д.) чем создает прочный защитный барьер, способствуя фагоцитоза антигенов; lg D способствует пролиферации (размножения) лимфоцитов при инфекциях, Т-лимфоциты "распознают" антигены с помощью включенных в мембрану глобулин, которые образуют антитело, связывая звена, конфигурация которых соответствует трехмерной структуре антигенных детерминированных групп (гаптенов или низкомолекулярных веществ, которые могут связываться с белками антитела, передючы им свойства белков антигена), как ключ соответствует замка (Г. Уильям, 2002; Г. Ульмер и др., 1986). Активированные антигеном В- и Т-лимфоциты быстро размножаются, включаются в процессы защиты организма и массово погибают. В то же время большое количество из активированных лимфоцитов превращаются в В- и Т-клетки памяти вашего компьютера, имеющих длительный срок жизни и при повторном инфицировании организма (сенсибилизации) В- и Т-клетки памяти "вспоминают" и распознают структуру антигенов и быстро превращаются в эффекторные (активные) клетки и стимулируют клетки плазмы лимфоузлов на изготовление соответствующих антител.
Повторные контакты с определенными антигенами могут иногда давать гиперергични реакции, сопровождающиеся повышенной проницательностью капилляров, усилением кровообращения, зудом, бронхоспазмами и тому подобное. Такие явления называются аллергических реакций.
Неспецифический иммунитет, обусловленный наличием в крови "естественных" антител, которые чаще всего возникают при контакте организма с кишечной флорой. Насчитывается 9 веществ, которые вместе образуют защитный комплемент. Одни из таких веществ способны нейтрализовать вирусы (лизоцим), вторые (С-реактивный белок) подавляют жизнедеятельность микробов, третьи (интерферон) уничтожают вирусы и подавляют размножение собственных клеток в опухолях и др. Неспецифический иммунитет обусловливают также специальные клетки-нейтрофилы и макрофаги, которые способны к фагоцитозу, то есть к уничтожению (переваривания) чужеродных клеток.
Специфический и неспецифический иммунитет делится на врожденный (передастся от матери), и приобретенный, который образуется после перенесенной болезни в процессе жизни.
Кроме этого существует возможность искусственной иммунизации организма, которая проводится либо в форме вакцинации (когда в организм вводят ослабленный возбудитель болезни и этим вызывают активизацию защитных сил что к образованию соответствующих антител), или в форме пассивной иммунизации, когда делают так называемое прививки против определенной болезни путем введение сыворотки (плазмы крови не содержащей фибриногена или фактора ее свертывания, а зато имеет готовые антитела против определенного антигена). Такие прививки делают, например, против бешенства, после укусов ядовитых животных и так далее.
Как свидетельствует В. И. Бобрицкая (2004) у новорожденного ребенка в крови насчитывается до 20 тыс. Всех форм лейкоцитов в 1 мм 3 крови и в первые дни жизни их количество растет даже до 30 тыс. В 1 мм 3, что связано с рассасыванием продуктов распада кровоизлияний в ткани ребенка, которые, как правило, происходят во время рождения. Через 7-12 первых дней жизни количество лейкоцитов снижается до 10-12 тыс. В I мм3, что и сохраняется в течение первого года жизни ребенка. Далее количество лейкоцитов постепенно уменьшается и в 13-15 лет устанавливается на уровне взрослых (4-8 тыс. В 1 мм 3 крови). У детей первых лет жизни (до 7 лет) среди лейкоцитов преувеличивают лимфоциты и только в 5-6 лет их соотношение выравнивается. К тому же дети до 6-7 лет имеют большое количество незрелых нейтрофилов (юных, палочки - ядерных), что и обусловливает относительно низкие защитные силы организма детей младшего возраста против инфекционных заболеваний. Соотношение различных форм лейкоцитов в составе крови называется лейкоцитарной формулой. С возрастом у детей лейкоцитарная формула (табл. 9) значительно меняется: растет количество нейтрофилов тогда как процент лимфоцитов и моноцитов уменьшается. В 16-17 лет лейкоцитарная формула принимает состав, характерный для взрослых.
Инвазия организма всегда приводит к возникновению воспаления. Острое воспаление обычно порождается реакциями антиген-антитело при которых активация комплемента плазмы крови начинается через несколько часов после иммунологических повреждений, достигает своей вершины через 24 часа, а угасает через 42-48 часов. Хроническое воспаление связано с влиянием антител на Т-лимфоцитарной систему, обычно проявляется через
1-2 дня и достигает пика через 48-72 часа. В месте воспаления всегда повышается температура (связано с расширением сосудов) возникает припухлость (при остром воспалении обусловлено выходом в межклеточное пространство белков и фагоцитов, при хроническом воспалении - добавляется инфильтрация лимфоцитов и макрофагов) возникает боль (связано с повышением давления в тканях).
Болезни иммунной системы очень опасны для организма и часто приводят к летательным последствий, так как организм фактически становится незащищенным. Выделяют 4 основных групп таких болезней: первичная или вторичная иммунная недостаточность нарушение функции; злокачественные заболевания; инфекции иммунной системы. Среди последних известен вирус герпеса и угрожающе распространяясь в мире, в том числе и в Украине, вирус анти-HIV или anmiHTLV-lll / LAV, который вызывает синдром приобретенного иммуннодифицита (AIDS или СПИД). В основе клиники СПИД лежит вирусное повреждение Т-хелперного (Th) цепи лимфоцитарной системы, ведет к значительному росту количества Т-супрессоров (Ts) и нарушение соотношения Th / Ts, которое становится 2: 1 вместо 1: 2, следствием чего является полное прекращение продукции антител и организм погибает от любой инфекции.
Тромбоциты, или кровяные пластинки являются самыми мелкими форменными элементами крови. Это безъядерные клетки, их количество составляет от 200 до 400 тыс. В 1 мм 3 и может значительно возрастать (в 3-5 раз) после физических нагрузок, травм и стрессов. Образуются тромбоциты в красном костном мозге и живут до 5 суток. Основной функцией тромбоцитов является участие в процессах свертывания крови при ранениях, чем обеспечивается предотвращение кровопотери. При ранении тромбоциты разрушаются и выделяют в кровь тромбопластин и серотонин. Серотонин способствует сужению кровеносных сосудов в месте ранения, а тромбопластин через ряд промежуточных реакций реагирует с протромбина плазмы и образует тромбин, который в свою очередь реагирует с белком плазмы фибриногеном, образуя фибрин. Фибрин в виде тонких нитей формирует шильну сетчатку, которая становится основой тромба. Сетчатку заполняют форменные элементы крови, и становится фактически сгустком (тромбом), который закрывает отверстие раны. Все процессы свертывания крови происходят при участии многих факторов крови, важнейшими из которых являются ионы кальция (Са 2 *) и антигемофилийни факторы, отсутствие которых препятствует свертыванию крови и приводит к заболеванию гемофилией.
У новорожденных детей наблюдается относительно замедленное свертывание крови, обусловлено не зрелость многих факторов этого процесса. У детей дошкольного и младшего школьного возраста срок свертывания крови составляет от 4 до 6 минут (у взрослых 3-5 минут).
Состав крови по наличию отдельных белков плазмы крови и форменных элементов (гемограмп) у здоровых детей приобретает уровня, присущего взрослым, примерно в 6-8 лет. Динамика белковой фракции крови у людей разного возраста приведена в табл. 1O.
В табл. С С приведены средние нормативы содержания основных форменных элементов в крови здоровых людей.
Кровь человека различают также по группам, зависит от соотношения природных белковых факторов, способных "склеивать" эритроциты и вызывать их агглютинацию (разрушение и осадки). Такие факторы у плазме крови и их называют антителами агглютининами Анти-А (а) и Анти-В (в), тогда как в мембранах эритроцитов являются антигены групп крови - аглютиноген А и В. При встрече агглютинина с соответствующим аглютиноген возникает агглютинация эритроцитов.
На основании различных комбинаций состава крови с наличием агглютининов и агглютиногенов выделяют четыре группы людей по системе АВО:
Группа 0 или 1 группа - содержит только агглютинины плазмы а и р. Людей с такой кровью до 40%;
f группа А, или II группа - содержит агглютинин г. и аглютиноген А. Людей с такой кровью примерно 39%; среди этой группы описаны подгруппы агглютиногенов А ИА "
Группа В, или III группа - содержит агглютинины а и аглютиноген эритроцитов В. Людей с такой кровью до 15%;
Группа АВ, или IV группа - содержит только аглютиноген эритроцитов А и В. агглютининов в плазме их крови совсем нет. Людей с такой кровью до 6% (В. Ганонга, 2002).
Группа крови играет важную роль при переливании крови, потребность в котором может возникать при значительных кровопотерях, отравлении и др. Человек, который отдает свою кровь называется донором, а та, которой вливают кровь - реципиентом. За последние годы доказано (Г. И. Козинец с соавт., 1997), что кроме комбинаций агглютиногенов и агглютининов по системе АВО в крови человека могут быть комбинации других агглютиногенов и агглютининов, например, Ук. Гг и других, менее активны и специфические (находятся в меньшем титре), но могут существенно влиять на результаты переливания крови. Обнаружены также определенные варианты агглютиногенов А ГА2 и другие, которые определяют наличие подгрупп в составе основных групп крови по системе АВО. Указанное обусловливает, что на практике встречаются случаи несовместимости крови даже у людей с одинаковой группой крови по системе АВО и, как результат, это требует в большинстве случаев индивидуального подбора каждому реципиенту своего донора и, лучше всего, чтобы это были люди с одинаковой группой крови.
Для успешности переливания крови определенное значение имеет также так называемый резус-фактор (Rh). Резус-фактор является системой антигенов, среди которых важнейшим считается аглютиноген D. Его должны 85% всех людей и поэтому их называют резус-положительными. Остальные, примерно 15% людей этого фактора не имеют и являются резус отрицательные. При первом переливании резус-положительной крови (с антигеном D) людям с резус-отрицательной кровью в последних образуются анти-D агглютинины (d), которые при повторном переливании резус-положительной крови людям с резус-отрицательной кровью вызывает ее агглютинацию со всеми негативными последствиями.
Резус-фактор имеет значение и во время беременности. Если отец резус-положительный, а мать резус-отрицательная, то у ребенка будет доминирующая, резус-положительная кровь, а поскольку кровь плода смешивается с материнской, то это может привести к образованию в крови матери агглютининов d, что может быть смертельно опасно для плода, особенно при повторных беременностях, или при вливаниях матери резус-отрицательной крови. Резус-принадлежность определяют с помощью анти-D сыворотки.
Кровь может выполнять все свои функции только при условии ее непрерывного движения, что и составляет сущность кровообращения. К системе кровообращения относятся: сердце, которое выполняет роль насоса и кровеносные сосуды (артерии -> артериолы -> капилляры -> венулы -> вены). Кровеносной системе относятся также кроветворные органы: красный костный мозг, селезенка, а у детей в первые месяцы после рождения и печень. У взрослых людей печень выполняет функцию кладбища многих отмирающих форменных элементов крови, особенно эритроцитов.
Выделяют два круга кровообращения: большой и малый. Большой круг кровообращения начинается от левого желудочка сердца, далее по аорте и артериям и артериол разного порядка кровь разносится по всему организму и на уровне капилляров (микроциркулярного русла) достигает клеток, отдавая питательные вещества и кислород в межклеточную жидкость и забирая взамен углекислый газ и продукты жизнедеятельности. Из капилляров кровь собирается в венулы, далее в вены и направляется к правого предсердия сердца верхней и нижней пустыми венами, замыкающие этим большой круг кровообращения.
Малый круг кровообращения начинается от правого желудочка пуль-мональнимы (легочными) артериями. Далее кровь направляется в легкие и после них по пульмональным венам возвращается к левого предсердия.
Таким образом, "левое сердце" выполняет насосную функцию в обеспечении циркуляции крови по большому кругу, а "правое сердце" - по малому кругу кровообращения. Строение сердца приведена на рис. 31.
Предсердия имеют относительно тонкую мышечную стенку миокарда, так как они выполняют функцию временного резервуара крови, поступающей к сердцу и проталкивают ее лишь к желудочков. Желудочки (особенно
левый) имеют толстую мышечную стенку (миокард), мышцы которых мощно сокращаются, проталкивая кровь на значительное расстояние по сосудам всего тела. Между предсердиями и желудочками имеются клапаны, которые направляют движение крови только в одном направлении (от ярости до желудочков).
Клапаны желудочков расположены также в начале всех крупных сосудов, отходящих от сердца. Между предсердием и желудочком правой стороны сердца расположен трехстворчатый клапан, с левой стороны - двух- створчатый (митральный) клапан. В устье сосудов, отходящих от желудочков, расположенные полулунные клапаны. Все клапаны сердца не только направляют поток крови, а и противодействуют ЕЕ обратному току.
Насосная функция сердца заключается в том, что происходит последовательное расслабление (диастола) и сокращения (систолическое) мышц предсердий и желудочков.
Кровь, которая движется от сердца по артериям большого круга называется артериальной (обогащенной кислородом). По венам большого круга движется венозная кровь (обогащенная на углекислый газ). По артериям малого круга наоборот; движется венозная кровь, а по венам - артериальная.
Сердце у детей (относительно общей массы тела) больше, чем у взрослых и составляет 0,63-0,8% массы тела тогда как у взрослых 0,5-0.52%. Наиболее интенсивно сердце растет в течение первого года жизни и за 8 месяцев его масса удваивается; до 3 лет сердце увеличивается в три раза; в 5 лет - увеличивается в 4 раза, а в 16 лет - восемь раз и достигает массы у юношей (мужчин) 220-300 г., а у девушек (женщин) 180-220 г. У физически тренированных людей и у спортсменов масса сердца может быть больше указанных параметров на 10-30%.
В норме сердце человека сокращается ритмично: систолическое чередуется с диастолой, образуя сердечный цикл, продолжительность которого в спокойном состоянии составляет 0,8-1,0 сек. В норме в состоянии покоя у взрослого человека в минуту происходит 60-75 сердечных циклов, или сердечных сокращений. Этот показатель называется частотой сердечных сокращений (ЧСС). Поскольку каждая систолическое приводит к выбросу порции крови в артериальное русло (в состоянии покоя для взрослого человека это 65-70 см3 крови), то происходит увеличение кровенаполнения артерий и соответствующее растяжение сосудистой стенки. В результате можно почувствовать растяжение (толчок) стенки артерии в тех местах, где этот сосуд проходят близко к поверхности кожи (например, сонная артерия в области шеи, локтевая или лучевая артерия на запястье руки и др.). Во время диастолы сердца стенки артерий приходят и возвращаются к восходящему положение.
Колебания стенок артерий в такт сердечных сокращений называется пульсом, а измеренная количество таких колебаний за определенное время (например, за 1 минуту) называется частотой пульса. Пульс адекватно отражает частоту сердечных сокращений и является доступно удобным для экспресс-контроля за работой сердца, например, при определении реакции организма на физическую нагрузку в спорте, при исследованиях физической работоспособности, эмоциональных напряжениях и др. Тренерам спортивных секций, в том числе детских, а также преподавателям физкультуры необходимо знать нормативы частоты пульса для детей разного возраста, а также уметь пользоваться этими показателями для оценки физиологических реакций организма на физические нагрузки. Возрастные нормативы частоты пульса (477), а также систолического объема крови (то есть объема крови, который выталкивается в кровяное русло левым или правым желудочком за одно сокращение сердца), приведены в табл. 12. При нормальном развитии детей систолический объем крови с возрастом постепенно растет, а частота сердечных сокращений уменьшается. Систолическое объем сердца (СО, мл) рассчитывается по формуле Старра:
Умеренные физические нагрузки способствуют повышению силы мышц сердца, росту его систолического объема и оптимизации (сокращению) частотных показателей сердечной деятельности. Важнейшим для тренировок сердца является равномерность и постепенность роста нагрузок, недопустимости перегрузок и медицинский контроль за состоянием показателей работы сердца и кровяного давления, особенно в подростковом возрасте.
Важным показателем работы сердца и состояния его функциональных возможностей является минутный объем крови (табл. 12), который подсчитывается путем умножения систолического объема крови на ЧП за 1 минуту. Известно, что у физически тренированных людей увеличение минутного объема крови (МОК) происходит за счет увеличения систолического объема (то есть за счет роста мощности работы сердца), тогда как частота пульса (ЧП) при этом практически не меняется. В мало тренированных людей при нагрузках, наоборот, увеличение МОК происходит в основном за счет роста частоты сердечных сокращений.
В табл. 13 приведены критерии, по которым можно прогнозировать уровень физической нагрузки для детей (в том числе спортсменов) на основании определения прироста частоты пульса относительно его показателей в состоянии покоя.
Движение крови по кровеносным сосудам характеризуется показателями гемодинамики, из числа которых выделяют три важнейших: кровяное давление, сопротивление сосудов, скорость движения крови.
Кровяное давление - это давление крови на стенки сосудов. Уровень давления крови зависит от:
Показателей работы сердца;
Количества крови в кровеносном русле;
Интенсивности оттока крови на периферию;
Сопротивления стенок сосудов и эластичности сосудов;
Вязкости крови.
Кровяное давление в артериях меняется вместе с изменением работы сердца: в период систолы сердца он достигает максимума (AT, или АТС) и называется максимальным, или систолическим давлением. В фазе диастолы сердца давление уменьшается до определенного начального уровня и называется диастолическим, или минимальным (AT, или АТХ Как систолическое так и диастолическое кровяное давление постепенно уменьшается в зависимости от удаленности сосудов от сердца (в связи с сопротивлением сосудов). Измеряется артериальное давление в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.) и регистрируется записью цифровых значений давления в виде дроби: в числителе А Т, у знаменателе А Т например, 120/80 мм рт. ст.
Разница между систолическим и диастолическим давлением называется пульсовое давление (ПТ) В который также измеряется в мм рт. ст. В нашем, выше приведенном, примере пульсовое давление составляет 120 - 80 = 40 мм рт. ст.
Принято измерять кровяное давление по методике Короткова (с помощью сфигмоманометра и стетофонендоскопа на плечевой артерии человека. Современная аппаратура позволяет измерять кровяное давление на артериях запястья и других артериях. Кровяное давление может значительно варьироваться в зависимости от состояния здоровья я человека, а также от уровня нагрузки и возраста человека. Превышение показателей фактического давления крови над соответствующими возрастными нормативами на 20% и более называется гипертонией, а недостаточный уровень давления (80% и меньше возрастной нормы) - гипотонией.
У детей до 10 лет кровяное давление в норме в состоянии покоя составляет примерно: АДс 90-105 мм рт. в.; AT 50-65 мм рт. ст. У детей с 11 до 14 лет может наблюдаться функциональная юношеская гипертония, связанная с гормональными перестройками в пубертатный период развития организма с повышением кровяного давления в среднем: AT - 130-145 мм рт. в.; АО "- 75-90 мм рт. ст. У взрослых людей кровяное давление в норме может колебаться в пределах: - 110-J Ъ5АТД- 60-85 мм рт. ст. Значение нормативов давления крови не имеет существенной дифференциации в зависимости от пола человека, а возрастная динамика этих показателей приведена в табл. 14.
Сопротивление сосудов обуславливается наличием трения крови в стенки сосудов и зависит от вязкости крови, диаметра и длины сосудов. В норме сопротивление движению крови в большом круге кровообращения колеблется от 1400 до 2800 дин. с. / см2, а в малом круге кровообращения от 140 до 280 дин. с. / см2.
Таблица 14
Возрастные изменения средних показателей артериального давления, мм рт. ст. (С И. Гальперин, 1965; А. Г. Хрипкова, ¡962)
| Возраст, годы | Мальчики (мужчины) | Девушки (женщины) | ||||
| АДс | АДд | ПО | АДс | АДд | ПО | |
| младенец | 70 | 34 | 36 | 70 | 34 | 36 |
| 1 | 90 | 39 | 51 | 90 | 40 | 50 |
| 3-5 | 96 | 58 | 38 | 98 | 61 | 37 |
| 6 | 90 | 48 | 42 | 91 | 50 | 41 |
| 7 | 98 | 53 | 45 | 94 | 51 | 43 |
| 8 | 102 | 60 | 42 | 100 | 55 | 45 |
| 9 | 104 | 61 | 43 | 103 | 60 | 43 |
| 10 | 106 | 62 | 44 | 108 | 61 | 47 |
| 11 | 104 | 61 | 43 | 110 | 61 | 49 |
| 12 | 108 | 66 | 42 | 113 | 66 | 47 |
| 13 | 112 | 65 | 47 | 112 | 66 | 46 |
| 14 | 116 | 66 | 50 | 114 | 67 | 47 |
| 15 | 120 | 69 | 51 | 115 | 67 | 48 |
| 16 | 125 | 73 | 52 | 120 | 70 | 50 |
| 17 | 126 | 73 | 53 | 121 | 70 | 51 |
| 18 и более | 110-135 | 60-85 | 50-60 | 110-135 | 60-85 | 55-60 |
Скорость движения крови обусловлена работой сердца и состоянием сосудов. Максимальная скорость движения крови в аорте (до 500 мм / сек.), А найменша- в капиллярах (0,5 мм / сек.), Что обусловлено тем, что общий диаметр всех капилляров в 800-1000 раз больше, чем диаметр аорты. С возрастом детей скорость движения крови уменьшается, что связано с ростом длины сосудов вместе с ростом длины тела. У новорожденных кровь совершает полный кругооборот (т.е. проходит большое и малый круг кровообращения) примерно за 12 сек.; в 3-х летних детей - за 15 сек.; в 14 годовых - за 18,5 сек.; у взрослых - за 22-25 сек.
Кровообращение регулируется на двух уровнях: на уровне сердца и на уровне сосудов. Центральная регуляция работы сердца осуществляется от центров парасимпатического (тормозящее действие) и симпатичного (действие ускорения) отделов вегетативной нервной системы. У детей до 6-7 лет преобладает тонический влияние симпатических иннерваций, о чем свидетельствует повышенная частота пульса у детей.
Рефлекторная регуляция работы сердца возможна от барорецепторов и хеморецепторов, расположенных в основном в стенках сосудов. Барорецепторы воспринимают давление крови, а хеморецепторы воспринимают изменения наличии в крови кислорода (А.) и углекислого газа (С02). Импульсы от рецепторов направляются в промежуточный мозг а от него поступают в центр регуляции работы сердца (продолговатый мозг) и вызывают соответствующие изменения в его работе (например, повышенное содержание в крови С01 свидетельствует о недостаточности кровообращения и, таким образом, сердце начинает работать интенсивнее). Рефлекторная регуляция возможна и по пути условных рефлексов, то есть от коры головного мозга (например, предстартовое волнение спортсменов может значительно ускорять работу сердца и др.).
На показатели работы сердца могут влиять и гормоны, особенно адреналин, действие которого подобно действию симпатичных иннерваций вегетативной нервной системы, то есть он ускоряет частоту и увеличивает силу сердечных сокращений.
Состояние сосудов также регулируется центральной нервной системой (от сосудодвигательного центра), рефлекторно и гуморального. Влиять на гемодинамику могут только сосуды, содержащие в своих стенках мышцы, а это прежде всего артерии разного уровня. Парасимпатические импульсы вызывают расширение просвета сосудов (вазаделятацию), а симпатичные импульсы - сужение сосудов (вазаконстрикцию). Когда сосуды расширяются - скорость движения крови уменьшается, кровоснабжение падает и, наоборот.
Рефлекторные изменения кровоснабжения также обеспечиваются от рецепторов давления и хеморецепторов на 02 и Сс72. Кроме того существуют хеморецепторы на содержание в крови продуктов переваривания пищи (аминокислот, моносахара и т.д.): при росте в крови продуктов переваривания, сосуды вокруг пищеварительного тракта расширяются (парасимпатический влияние) и происходит перераспределение крови. Есть механорецепторы и в мышцах, которые вызывают перераспределение крови в работающих мышц.
Гуморальная регуляция кровообращения обеспечивается гормонами адреналином и вазопрессином (вызывают сужение просвета сосудов вокруг внутренних органов и их расширение в мышцах) и, иногда, в области лица (эффект покраснения от стресса). Гормоны ацетилхолин и гистамин вызывают расширение диаметра сосудов.
Кровообращение плода. В процессе внутриутробного развития различают период лакунарного, а затем плацентарного кровообращения. На очень ранних стадиях развития эмбриона между ворсинками хориона 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.
Обмен веществ, осуществляющийся через лакуны, не может длительно удовлетворять потребности бурно развивающегося организма. На смену лакунарному приходит плацентарное кровообращение, которое устанавливается на втором месяце внутриутробного развития.
Венозная кровь от плода к плаценте поступает по пупочным артериям. В плаценте она обогащается питательными веществами и кислородом и становится артериальной. Артериальная кровь к плоду поступает по пупочной вене, которая, направляясь к печени плода, делится на две ветви. Одна из ветвей впадает в нижнюю полую вену, а другая идет через печень и в ее тканях делится на капилляры, в которых происходит обмен газами, после чего смешанная кровь поступает в нижнюю полую вену и затем в правое предсердие, куда попадает также венозная кровь из верхней полой вены.
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. Основная 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, от артерий которого ответвляются две пупочные артерии, идущие к плаценте.
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.
У новорожденного масса сердца равна в среднем 23,6 г (от 11,4 до 49,5 г) и составляет 0,89% от массы тела. К 5 годам масса сердца увеличивается в 4 раза, к 6 – в 11 раз. В период от 7 до 12 лет рост сердца замедляется и несколько отстает от роста тела. В 14 – 15 лет (период полового созревания) снова наступает усиленный рост сердца. Масса сердца мальчиков больше, 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 мальчиков. К 16 годам сердце мальчиков снова становится тяжелее, чем девочек.
У новорожденного сердце располагается очень высоко из-за высокого положения диафрагмы. К концу первого года жизни в связи с опусканием диафрагмы и переходом ребенка к вертикальному положению сердце занимает косое положение.
Изменения с возрастом частоты сердечных сокращений. 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.
Возрастные особенности систолического и минутного объемов сердца. Величина систолического объема сердца с возрастом увеличивается более значительно, чем величина минутного объема. На изменение минутного объема сказывается уменьшение числа сердечных сокращений с возрастом.
Величина систолического объема у новорожденных – 2,5 мл, у ребенка 1 года – 10,2 мл. Величина минутного объма у новорожденных и детей до 1 года в среднем равна 0,33 л, в возрасте 1 года – 1,2 л, у 5-ти летних детей – 1,8 л, у 10-летних – 2,5 л. У детей, более развитых физически, больше величина систолического и минутного объемов.
Особенности изменений кровяного давления с возрастом. У новорожденного ребенка средняя величина систолического давления составляет 60 – 66 мм рт. cт., диастолического – 36 – 40 мм рт. ст. У детей всех возрастов имеется общая тенденция к увеличению систолического, диастолического и пульсового давления с возрастом. 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. Минимальное давление, соответственно, равно: 49, 68, 83 и 88 мм рт. cт. Пульсовое давление у новорожденных оно достигает 24 – 36 мм рт. ст., в последующие периоды, в том числе у взрослых, – 40 – 50 мм рт. ст.
Занятия в школе влияют на величину кровяного давления учащихся. В начале учебного дня отмечено понижение максимального и повышение минимального давления от урока к уроку (т. е. снижается пульсовое давление). К концу учебного дня кровяное давление повышается.
Во время мышечной работы у детей повышается величина максимального и несколько снижается величина минимального давления. Во время выполнения предельной мышечной нагрузки у подростков и юношей величина максимального кровяного давления может возрастать до 180–200 мм рт. ст. Поскольку в это время величина минимального давления изменяется незначительно, то пульсовое давление возрастает до 50–80 мм рт. ст. Интенсивность изменений величины кровяного давления во время физической нагрузки зависит от возраста: чем старше ребенок, тем значительнее эти изменения.
Возрастные изменения кровяного давления при физической нагрузке особенно ярко проявляются в восстановительном периоде. Восстановление величины систолического давления до исходной величины осуществляется тем быстрее, чем старше возраст ребенка.
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.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
1. Перечислите основные функции сердечно-сосудистой системы.
2. Какие органы образуют сердечно-сосудистую систему?
3. Чем отличаются по структуре и функциям артерии и вены?
4. Охарактеризуйте круги кровообращения.
5. Какую роль играет лимфатическая система в организме человека?
6. Перечислите оболочки сердца и назовите их функции.
7. Назовите фазы сердечного цикла.
8. Что такое автоматия сердца?
9. Какими элементами образована проводящая система сердца?
10. Какими факторами обусловлено движение крови по сосудам?
11. Охарактеризуйте основные методы определения кровяного давления.
12. Охарактеризуйте особенности кровообращения плода.
13. Назовите отличительные особенности строения сердца новорожденного.
14. Охарактеризуйте возрастные особенности ЧСС, СО, МОК детей и подростков.
Глава 3 ДЫХАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА
Сердечно-сосудистая система
- система органов, которые обеспечивают циркуляцию крови и лимфы по организму.
Сердечно-сосудистая система состоит из кровеносных сосудов и сердца, являющегося главным органом этой системы.
Основной функцией системы кровообращения
является обеспечение органов питательнымивеществами, биологически активными веществами, кислородом и энергией; а также с кровью «уходят» из органов продукты распада, направляясь в отделы, выводящие вредные и ненужные вещества из организма.
Сердце
- полый мышечный орган, способный к ритмическим сокращениям, обеспечивающим непрерывное движение крови внутри сосудов. Здоровое сердце представляет собой сильный, непрерывно работающий орган, размером с кулак и весом около полкилограмма. Сердце состоит из 4-х камер. Мышечная стенка, называемая перегородкой, делит сердце на левую и правую половины. В каждой половине находится 2 камеры. Верхние камеры называются предсердиями, нижние - желудочками. Два предсердия разделены межпредсердной перегородкой, а два желудочка - межжелудочковой перегородкой. Предсердие и желудочек каждой стороны сердца соединяются предсердно-желудочковым отверстием. Это отверстие открывает и закрывает предсердно-желудочковый клапан. Функция сердца
- ритмическое нагнетание крови из вен в артерии, то есть создание градиента давления, вследствие которого происходит её постоянное движение. Это означает, что основной функцией сердца является обеспечение кровообращения сообщением крови кинетической энергии.
Сосуды
представляют собой систему полых эластичных трубок различного строения, диаметра и механических свойств, заполненных кровью.
В общем случае в зависимости от направления движения крови сосуды делятся на: артерии, по которым кровь отводится от сердца и поступает к органам, и вены - сосуды, кровь в которых течёт по направлению к сердцу и капилляры.
В отличие от артерий, вены имеют более тонкие стенки, которые содержат меньше мышечной и эластичной ткани.
Профилактика сердечно – сосудистых заболеваний. Здоровый стиль жизни защищает не только от болезней сердца, но и от огромного количества других заболеваний, так что привносить в свою жизнь здоровые привычки и избавляться от вредных рекомендуется всем буквально начиная с ранних лет. Есть и те, кому профилактика не просто рекомендуется, а требуется. Это:
§ Люди, у кого среди родственников есть лица, страдающие любыми сердечно-сосудистыми заболеваниями
§ Все лица старше 35-40 лет
§ Люди с факторами риска: все, кто мало двигается, имеет предрасположенность к повышению артериального давления и повышенный сверх меры вес, курит (даже по 1 сигарете в день и реже), часто нервничает, имеет сахарный диабет, мало двигается.
Физиология крови. Группы крови, переливание крови. Возрастные особенности крови
Нормальная жизнедеятельность клеток организма возможна только при условии постоянства его внутренней среды. Истинной внутренней средой организма является межклеточная (интерстициальная) жидкость, которая непосредственно контактирует с клетками. Но постоянство межклеточной жидкости во многом определяется составом крови и лимфы, поэтому в широком понимании внутренней среды в ее состав включают: межклеточную жидкость, кровь и лимфу, а также спино-мозговую, составную, плевральную и другие жидкости. Между кровью, межклеточной жидкостью и лимфой осуществляется постоянный обмен, направленный на обеспечение непрерывного поступления к клеткам необходимых веществ и удаление продуктов жизнедеятельности.
Постоянство химического состава и физико-химических свойств внутренней среды организма называется гомеостазом. Гомеостаз - это динамическое постоянство внутренней среды, который характеризуется множеством относительно постоянных количественных показателей (параметров), получивших название физиологических (биологических) констант. Они обеспечивают оптимальные условия жизнедеятельности клеток организма и отражают его нормальное состояние.
Функции крови.
Транспортная - выражается в том, что кровь переносит (транспортирует) различные вещества: кислород, углекислый газ, питательные вещества, гормоны и т. д.
Дыхательная - перенос кислорода от органов дыхания к клеткам организма и углекислого газа от клеток к легким.
Трофическая - перенос питательных веществ от пищеварительного тракта к клеткам организма.
Терморегуляторная - выражается в том, что кровь, обладая большой теплоемкостью, транспортирует тепло от более нагретых органов к менее нагретым и органам теплоотдачи, т. е. Кровь способствует перераспределению тепла в организме и поддержанию температуры тела.
Защитная - проявляется в процессах гуморального (связывание антигенов, токсинов, чужеродных белков, выработка антител) и клеточного (фагоцитоз) специфического и неспецифического иммунитета, а также в процессах свертывания (коагуляции) крови, протекающих с участием компонентов крови
Группы крови
Учение о группах крови приобретает особое значение в связи с частой необходимостью возмещения потери крови при ранениях, оперативных вмешательствах, при хронических инфекциях и по другим медицинским показаниям. В основе деления крови на группы лежит реакция агглютинации, которая обусловлена наличием антигенов (агглютиногенов) в эритроцитах и антител (агглютининов) в плазме крови. В системе АВО выделяют два основных агглютиногена А и В (полисахаридно-аминокислотные комплексы мембраны эритроцитов) и два агглютинина - альфа и бета (гамма-глобулины).
При реакции антиген - антитело молекула антитела образует.связь между двумя эритроцитами. Многократно повторяясь, она приводит к склеиванию большого числа эритроцитов.
В зависимости от содержания агглютиногенов и агглютининов в крови конкретного человека в системе АВ0 выделяют 4 основных группы, которые обозначают цифрами и теми агглютиногенами, которые содержатся в эритроцитах этой группы.
I (0) - агглютиногены в эритроцитах не содержатся, в плазме содержатся агглютинины альфа и бета.
II (А) - в эритроцитах агглютиноген А, в плазме агглютинин бета.
III (В) - в эритроцитах агглютиноген В, в плазме агглютинин альфа.
IV (АВ) - в эритроцитах агглютиногены А и В, агглютининов в плазме нет.
