Возрастные особенности регуляции деятельности сердечно- сосудистой системы

У новорожденного ребенка полностью сформированы эфферентные нервы, регулирующие деятельность сердца. У него хорошо развиты разветвления и периферические окончания блуждающего и симпатического нервов, но, тем не менее, и в этом возрасте сердце регулируется в основном только симпати­ческими нервами. Это одна из причин более высокой частоты сердечных сокращений у детей этого возраста. Первые признаки влияния блуждающего нерва на сердечную деятельность наблюдаются лишь в 3–4-месячном возрасте, а формирование ваготонического звена регуляции продолжается вплоть до младшего школьного возраста.

Деятельность сердечно-сосудистой системы находится под контролем множества безусловных рефлексов. Тепло, холод, укол и другие раздражения вызывают в окончаниях центростремительных нервов возбуждение, которое передается в ЦНС и оттуда по блуждающему или симпатическому нерву достигает сердца и кровеносных сосудов. Например, рефлекторный ответ на острое охлаждение (обливание холодной водой) – резкое снижение частоты сердечных сокращений.

Многочисленные баро-, хемо- и механорецепторы, расположенные в сердце и сосудах, получают информацию о физических, механических и химических свойствах внутренней среды, предают ее в центры вегетативной регуляции, расположенные в стволовых отделах мозга, и замыкающиеся там рефлекторные дуги выдают управляющие сигналы, регулирующие активность исполнительных органов сердечно-сосудистой системы. Так осуществляется ее саморегуляция.

Центробежные нервы вегетативной системы получают импульсы не только из продолговатого и спинного мозга, но и от вышележащих отделов ЦНС, в том числе от коры больших полушарий головного мозга. Поэтому сравнительно легко вырабатываются условные рефлексы, связанные с изменением функции кардиореспираторной системы. Например, вид белого халата врача у ребенка часто сочетается с ощущением боли (от укола, бормашины и т.п.). Боль рефлекторно вызывает учащение пульса и дыхания. Условно-рефлекторная реакция на белый халат у детей часто сопряжена также с активацией симпатического отдела и подчиняющихся ему органов.

Нервная регуляция деятельности сердечно-сосудистой системы тесно связана с гуморальной. В симпатических окончаниях нервов выделяется адреналин – тот же самый гормон, который вырабатывается мозговым веществом надпочечников. Блуждающий нерв в своих окончаниях вырабатывает ацетилхолин – вещество, имеющее противоположное адреналину действие на сердце и сосуды. На деятельность сердца влияют также другие гормоны.

Взаимосвязь нервной и гуморальной регуляций кардиореспираторной системы постепенно развивается в ходе индивидуального развития, достигая уровня первичной зрелости к возрасту 6–7 лет, но окончательно формируется только на завершающих этапах полового созревания.

Вопросы для самоконтроля

1. Возрастные особенности строения и функционирования сердечно- сосудистой системы у плода.

2. Какие имеются особенности кровообращения у новорожденного?

3. Возрастные особенности строения сердца у детей.

4. Как с возрастом изменяется частота сердечных сокращений?

5. Возрастные особенности систолического и минутного объемов сердца.

6. Возрастные особенности артериального давления.

7. Возрастные изменения скорости движения крови по сосудам.

8. Перечислить возрастные особенности регуляции сердечно-сосудистой системы.

ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ СИСТЕМЫ КРОВИ

Внутренняя среда организма

Любой организм нуждается в определенных условиях существования. Эти условия обеспечивает организмам та среда, к которой они приспособились в ходе эволюционного развития. Внутренней средой для клеток и органов человека является кровь, лимфа и тканевая жидкость.

У организмов имеются специальные приспособления для обеспечения постоянства среды обитания их клеток. Поддержание постоянства условий жизни во внутренней среде называется гомеостазом. В организме на относительно постоянном уровне поддерживаются кровяное давление, температура тела, осмотическое давление крови и тканевой жидкости, содержание в них белков и сахара, Na⁺, K⁺, Ca²⁺ и др.

Важнейшая роль в поддержании гомеостаза принадлежит нервной системе. Доказано также участие вегетативной нервной системы, системы гипофиз-надпочечники, гипоталамуса и других образований нервной и эндокринной систем. Постоянство внутренней среды поддерживается непрерывной работой органов дыхания, кровообращения, пищеварения и выделения.

Значение крови. Истинной внутренней средой для клеток является тканевая жидкость, она омывает клетки. Кровь находится в кровеносных сосудах и не соприкасается непосредственно с большинством клеток организма. Однако, находясь в непрерывном движении, она обеспечивает постоянство состава тканевой жидкости. Кровь доставляет клеткам О₂ и выносит из них СО_2.

В процессе пищеварения происходит расщепление пищевых продуктов и образование из них веществ, которые могут быть усвоены организмом. Эти вещества поступают в кровь и разносятся ею по организму.

Кровь выносит из организма продукты распада. В процессе обмена веществ в клетках постоянно образуются вещества, которые уже не нужны организму. Из клеток эти вещества поступают в тканевую жидкость, а затем в кровь. Кровью они доставляются к почкам, потовым железам, легким и выводятся из организма.

Кровь выполняет защитную функцию. В организм могут поступать ядовитые вещества или микроорганизмы. Они разрушаются и уничтожаются некоторыми клетками крови или склеиваются и обезвреживаются особыми защитными веществами.

Кровь участвует в регуляции деятельности организма. Химически активные вещества, вырабатываемые в организме, поступают в кровь. Эти вещества могут воздействовать на деятельность других органов. Вместе с нервной системой кровь устанавливает связь между отдельными органами, из-за чего организм функционирует как целое.

Количество крови. У взрослого человека количество крови составляет примерно 7–8 % массы его тела. У детей крови относительно массы тела больше, чем у взрослых. У новорожденных кровь составляет 14,7 % массы, у детей 1 года – 10, 9 %, у детей 14 лет – 7 %. Это связано с более интенсивным протеканием обмена веществ в детском организме. У взрослых количество крови 5–5,5 л. Не вся кровь циркулирует в кровеносных сосудах, часть находится в кровяных депо. Роль депо выполняют сосуды селезенки, кожи, печени и легких. При усиленной мышечной работе, при потере больших количеств крови запасы крови из депо поступают в общий кровоток. Депо крови участвуют в поддержании постоянного количества циркулирующей крови.

Состав крови. Кровь – красная непрозрачная жидкость. Если принять меры, предупреждающие свертывание крови, то при отстаивании она отчетливо разделяется на 2 слоя. Верхний слой – слегка желтоватая жидкость – плазма и нижний – осадок темно-красного цвета. На границе между осадком и плазмой имеется тонкая светлая пленка. Осадок вместе с пленкой образован форменными элементами: эритроцитами, лейкоцитами, тромбоцитами. Все клетки крови живут определенное время, после чего разрушаются. В кроветворных органах (костном мозге, лимфатических узлах, селезенке) происходит непрерывное образование новых клеток крови. У здоровых людей соотношение между плазмой и форменными элементами колеблется незначительно (55 % плазмы и 45 % форменных элементов). У детей процентное содержание форменных элементов несколько выше.

Плазма крови

В 100 мл плазмы крови здорового человека содержится около 93 мл воды. Остальную часть плазмы составляют минеральные вещества, белки, углеводы, жиры, гормоны, витамины и аминокислоты.

Суммарная концентрация солей, белков, глюкозы, мочевины и других веществ, растворенных в плазме, создает осмотическое давление. Оно обеспечивает в организме обмен воды между кровью и тканями. Постоянство осмотического давления крови имеет важное значение для жизнедеятельности клеток организма. Мембраны многих клеток, в том числе и клеток крови, обладают избирательной проницаемостью. Поэтому при помещении клеток крови в растворы с различной концентрацией солей, следовательно, и с разным осмотическим давлением в клетках крови могут произойти серьезные изменения.

Активная реакция крови – слабощелочная.

Белки плазмы. Они влияют на водный обмен между кровью и тканевой жидкостью, поддерживают водно-солевое равновесие в организме. Эту роль выполняют белки альбумины. Белки, участвующие в образовании защитных иммунных тел, относятся к группе глобулинов.

Белок плазмы фибриноген – основной фактор свертывания крови. Его легко выделить из плазмы в осадок. Плазму, лишенную фибриногена, называют сывороткой крови. Сыворотка в отличие от плазмы не свертывается.

Свертывание крови

Кровь человека свертывается в течение 3–4 минут. Свертывание крови является важной защитной реакцией организма, препятствующей кровопотере и таким образом сохраняющей постоянство объема циркулирующей крови.

Свертывание крови у детей в первые дни после рождения замедлено, особенно это заметно на 2-й день жизни ребенка. На 3–7-й день жизни свертывание крови ускоряется и приближается к норме взрослых. У детей дошкольного и школьного возрастов время свертывания крови имеет широкие индивидуальные колебания. В среднем начало свертывания наступает через 1–2 минуты, конец свертывания – через 3–4 минуты.

Эритроциты

В крови содержится 4...5 х 10¹² /л эритроцитов (у девочек – 4…4,5 х 10¹² /л, у мальчиков – 4,5…5 х 10¹² /л).

К 3–4 годам количество гемоглобина и эритроцитов несколько увеличивается, в 6–7 лет отмечается замедление в нарастании числа эритроцитов и гемоглобина, с 8-летнего возраста вновь нарастает число эритроцитов и гемоглобина.

Если человек долгое время жи­вет в условиях недостатка кислорода (например, высоко в горах), то количество эритроцитов в его крови увеличивается. По мере взросления организма количество эритроцитов волнооб­разно изменяется, но в целом у детей их несколько больше, чем у взрослых. Снижение количества эритроцитов и гемоглобина в крови ниже нормы свидетельствует о тяжелом заболевании – анемии. Одной из причин анемии может быть недостаток железа в пище. Железом богаты такие продукты, как говяжья пе­чень, яблоки и некоторые другие. В случаях длительной анемии необходимо принимать лекарственные препараты, содержащие соли железа.

В крови новорожденных эритроцитов до 7,2 х 10¹² /л, что связывают с недостаточным снабжением О₂ плода в последние дни эмбрионального периода и во время родов. После рождения условия газообмена улучшаются, часть эритроцитов распадается, а содержащийся внутри их гемоглобин превращается в пигмент билирубин. Образование большого количества билирубина может послужить причиной так называемой желтухи новорожденных, когда кожа и слизистые оболочки окрашиваются в желтый цвет.

Кровь новорожденных содержит значительное количество незрелых форм эритроцитов, имеются эритроциты, содержащие ядро. Наличие таких форм указывает на интенсивно протекающие процессы кроветворения после рождения. После 1-го месяца жизни в крови встречаются лишь единичные ядерные эритроциты.

Средняя продолжительность жизни эритроцитов 100–120 суток. Разрушаются старые эритроциты в селезенке и частично в печени.

Основная функция эритроцитов – перенос О₂ от легких ко всем клеткам организма.

Гемоглобин. В состав эритроцитов входит белковое вещество – гемоглобин (больше 90 %), придающее крови красный цвет. В каждых 100 мл крови содержится около 12 г гемоглобина. Каждая молекула гемоглобина способна «тащить» на себе 4 атома кислорода. Гемоглобин состоит из белковой части – глобина и небелкового вещества – гема, содержащего 2-валентное железо. Гем способен химически соединяться с молеку­лой кислорода (образующееся вещество называется оксигемоглобином). Эта связь непрочная и легко разрушается, если парциальное давление кислорода падает. Именно на этом свойстве и основана способность эритроцитов, переносить кислород.

Попадая в легкие, кровь в легочных пузырьках оказывается в условиях повышенного напряжения кислорода, и гемоглобин активно захватывает атомы этого плохо растворимого в воде газа. Но как только кровь попадает в работающие ткани, которые активно используют кислород, оксигемоглобин легко отдает его, подчиняясь «кислородному за­просу» тканей. Во время активного функционирования ткани вы­рабатывают углекислый газ и другие кислые продукты, которые выходят через клеточные стенки в кровь. Это в еще большей сте­пени стимулирует оксигемоглобин отдавать кислород, поскольку химическая связь гема и кислорода очень чувствительна к кислотности среды. Взамен гем присоединяет к себе молекулу СО₂, унося ее к легким, где эта химическая связь также разрушается, СО₂ вы­носится с током выдыхаемого воздуха наружу, а гемоглобин осво­бождается и вновь готов присоединять к себе кислород.

Если во вдыхаемом воздухе оказывается угарный газ СО, то он вступает с гемоглобином крови в химическое взаимодействие, в результате которого обра­зуется прочное вещество метоксигемоглобин, не распадающийся в легких. Тем самым гемоглобин крови выводится из процесса пе­реноса кислорода, ткани не получают нужного количе­ства кислорода, и человек ощущает удушье. В этом зак­лючается механизм отравления человека на пожаре.

Скорость оседания эритроцитов (СОЭ). Если кровь предохранить от свертывания и оставить на несколько часов в капиллярных трубочках, то эритроциты в силу своей тяжести начинают оседать. Они оседают с определенной скоростью: у девочек – 7–12 мм/ч, а у мальчиков – 3–9 мм/ч_.

У новорожденных СОЭ низкая (от 1 до 2 мм/ч). У детей до 3-х лет СОЭ колеблется от 2–17 мм/ч, в возрасте от 7 до 12 лет – СОЭ не превышает 12 мм/ч.

Лейкоциты

У здорового человека содержится около 6...8 х 10⁹ /л лейкоцитов. Главная функция лейкоцитов – защита организма от проникших внутрь него болезнетворных микроорганизмов и ядовитых веществ, а также освобождение организма от отмерших клеток.

Лейкоциты спо­собны передвигаться с помощью псевдоподий, как амебы. Так они могут выходить из кровеносных капилляров и лимфатических сосудов, в которых их также очень много, и передвигаться в сто­рону скопления патогенных микробов. Там они пожирают микро­бы, осуществляя так называемый фагоцитоз.

Различают 2 группы лейкоцитов: зернистые (базофилы, эозинофилы и нейтрофилы) и незернистые (лимфоциты и моноциты).

У новорожденных лейкоцитов значительно больше, чем у взрослых (до 20 х х 10⁹ /л), в 1-е сутки растет до 30 х 10⁹ /л.

Начиная с 3-х суток, их количество снижается и к концу месяца достигает 10...12 х 10⁹ /л. Такое количество лейкоцитов сохраняется у детей 1-го года жизни, после чего снижается и к 3–6 годам достигает величины взрослого человека.

Между отдельными формами лейкоцитов существует определенное соотношение, выраженное в процентах, и называется лейкоцитарной формулой.

Возрастные особенности лейкоцитарной формулы. Характерно, что в течение первых дней количество нейтрофилов больше, чем лимфо­цитов (нейтрофилов – 65,5 %, лимфоцитов – 16–34 %). На 5–6-й день жизни происходит перекрест их кривых, и к концу периода новорожденности лимфоцитов (в процентном отношении) оказы­вается больше (50–60 %), чем нейтрофилов (30 – 35 %). Такое из­менение в соотношении различных форм лейкоцитов связано с тем, что уменьшение нейтрофилов происходит более медленно, чем лимфоцитов. На протяжении первого года жизни соотношение между содержанием нейтрофилов и лимфоцитов остается в основ­ном без изменений.

Начиная со второго года жизни, абсолютное количество нейтрофилов возрастает, а лимфоцитов уменьшается. На 5–6 годах жизни происходит второй перекрест кривых, отражающих содержание нейтрофилов и лимфоцитов. С этого возраста нейтрофилы начинают преобладать над лимфоцитами. Только к 14–15 годам процентное содержание тех и других приближается к тако­вому у взрослых.

Малым содержанием нейтрофилов, а также недостаточной их зрелостью можно объяснить повышенную восприимчивость детей к инфекционным заболеваниям.

Продолжительность жизни лейкоцитов – 2–4 дня. Образуются лейкоциты в красном костном мозге, селезенке и лимфатических узлах.

Тромбоциты

Тромбоциты – самые мелкие форменные элементы крови, ко­личество которых достигает 200...400 х 10⁹ /л. У новорожденных детей количество тромбоцитов составляет 150...350 х 10⁹ /л, в возрасте 1–16 лет тромбоцитов становится от 200...300 х 10⁹ /л, что соответствует норме взрослого человека. Днем их больше, чем ночью.

Мышеч­ная работа и другие виды стресса способны в несколько раз увеличить число тромбоцитов в крови (в этом, в частности, заключена опасность стрессов для пожилых людей: ведь именно от тромбо­цитов зависит свертываемость крови, в том числе образование тромбов и закупорка мелких сосудов головного мозга и сердечной мышцы). Места образования тромбоцитов – красный костный мозг и селезенка.

Основная их функция – участие в свертывания крови. Без этой функции организм становится уязвимым при ма­лейшем ранении, причем опасность заключается не только в том, что теряется значительное количество крови, но и в том, что любая открытая рана – это ворота для инфекции.

Если человек поранился, даже неглубоко, то при этом повре­дились капилляры, и тромбоциты вместе с кровью оказались на поверхности. Здесь на них действуют два важнейших фактора – низкая температура (гораздо ниже, чем 37° С внутри тела) и оби­лие кислорода. Оба эти фактора приводят

к разрушению тромбо­цитов, и из них выделяются в плазму вещества, которые необхо­димы для формирования кровяного сгустка – тромба. Для того чтобы образовался тромб, кровь надо остановить, пережав круп­ный сосуд, если из него сильно льется кровь, поскольку даже начавшийся процесс образования тромба не пройдет до конца, если в ранку будут все время поступать новые и новые порции крови с высокой температурой и еще не разрушившимися тром­боцитами.

Чтобы кровь не свертывалась внутри сосудов, в ней присут­ствуют специальные противосвертывающие вещества – гепарин и др. Пока сосуды не повреждены, между веществами, стимули­рующими и тормозящими свертывание, наблюдается баланс. Повреждение сосудов ведет к нарушению этого баланса. В старости и с увеличением заболеваний этот баланс у человека также наруша­ется, что увеличивает риск свертывания крови в мелких сосудах и образования опасного для жизни тромба.

Продолжительность жизни тромбоцитов 5–7 дней. Разрушение их происходит в селезенке.

Тканевая жидкость и лимфа

Проходя через мельчайшие артериальные капилляры внутри тканей под значительным давлением, кровь фильтруется стенка­ми капилляров, и ее жидкая фракция выходит в межклеточное пространство. Так образуется тканевая жидкость. Если давление в кровеносных сосудах какого-либо органа оказывается избыточным, то там могут образовываться скопления тканевой жидкости (оте­ки). Венозные капилляры, давление крови в которых незначитель­но, наоборот, всасывают жидкость из окружающего межклеточ­ного пространства. Между кровью, находящейся в капиллярах, тканевой жидкостью и лимфой происходит непрерывный обмен жидкостями и растворенными в ней веществами, а также уста­навливается динамическое равновесие.

Лимфаобразуется из тканевой жидкости, за сутки лимфы вырабаты­вается у взрослого человека около 2 л. В лимфе количество белка примерно в 10 раз меньше, чем в крови. Лимфа циркулирует по специальным лимфатическим сосудам. Для ее циркуляции в стенках некоторых лимфатических сосудов есть гладкомышечные клетки, которые ритмически сокращаются и тол­кают лимфу в определенном направлении. Важнейшим движите­лем для лимфы являются сокращения скелетных мышц, при этом скорость движения лимфы при физической работе может в 15 раз превышать аналогичный показатель у находящегося в покое чело­века. В целом скорость движения лимфы сравнительно мала.

Лимфатическая система,не имеющая в отличие от кровенос­ной центрального «насоса» – сердца, устроена по другому прин­ципу: лимфатические сосуды не представляют собой замкнутой системы, а в некоторых зонах сходятся в большом количестве и образуют лимфатические узлы. Воспалительные процессы в орга­низме часто ведут к увеличению близлежащих к очагу воспаления лимфатических узлов, так как именно там проходит последняя стадия созревания Т-лимфоцитов, необходимых для борьбы с микробами.

Основная функция лимфатической системы – удаление из тка­ней избытка воды и тех веществ, которые там не используются клетками. Кроме того, лимфа транспортирует всосавшиеся в ки­шечнике питательные вещества, в частности, жиры. Еще одна функ­ция лимфы связана с активностью белых клеток крови (лимфо­цитов), которые по лимфатическим сосудам разносятся ко всем клеткам тела и к местам проникновения в организм болезнетвор­ных микробов.

Важную роль в иммунных реакциях, особенно в детском воз­расте, играют так называемые лимфатические железы, разбросан­ные по всему организму. К ним относятся тимус (вилочковая же­леза), миндалины (гланды), аденоиды, аппендикс и целый ряд других. Большинство лимфатических желез, как и лимфоидная ткань в целом, по мере взросления и формирования специфиче­ского иммунитета утрачивает свое значение и уменьшается в раз­мерах, частично заменяясь соединительной тканью.

Иммунитет

У детей различного возраста иммунитет снижен. Иммунная система начинает созревать в грудном возрасте, в частности, возникает первичный ответ на большинство антигенов, хотя иммунная память еще не выражена, но к концу первого года жизни антитела синтезируются более активно. На третьем году жизни количество Т-лимфоцитов достигает уже нормы взрослого человека. В целом иммунная защита организма достигает своего максимума в возрасте около 10 лет.