Перехід кровообігу від ембріона до новонародженого

Чому кровообіг у ембріону йде паралельно

До народження функціонують лише нерозвинені легені плода, які повністю не здійснюють газообмін. Вони заповнені рідиною, судини тісно звужені, а судинний опір легень високий. Надсилання повного об’єму серцевого викиду через легені так, як це робить дорослий серцевий м'яз, було б марним і неефективним, оскільки плацента є органом, який фактично мінчить кисень та вуглекислий газ з кров’ю матері. Анатомія плода вирішує цю проблему шляхом розведення серця та великих судин у паралельну схему замість серійної, як у дорослого. Киснеро ricco кров, що повертається від плаценти через пупкову вену, досягає регіону печінки, де дупла венузозного каналу дозволяє значній кількості з неї повністю обходити капілярний басейн печінки та майже безпосередньо вливатися в нижню порожнинну венозну систему. Ця кров потім потрапляє у праве предсердя вже частково змішаною з кров’ю низького кисневого вмісту, що повертається від тіла плода, але переважно направляється до овального отвору – клапанної структури між правим та лівим предсерддями. Значна частина безпосередньо перетікає в ліве предсердження, лівий шлуночок і виходить до мозку та верхньої частини тіла, повністю оминаючи легені. Кров, яка потрапляє у праве шлуночкове кільце, викидається у легеневу артерію, але оскільки судини легень дуже звужені, більшість цієї крові не входить до легень. Замість цього вона перетинає дупла артеріального каналу в спускальну аорту, з’єднуючись із кров’ю, що прямує до нижньої частини тіла та назад до плаценти. В результаті обидва шлуночки працюють паралельно, щоб відштовхувати кров до плаценти та решти тіла, замість того, щоб один шлуночок забезпечував легені, а інший – тіло, як це відбувається після народження. Ця конфігурація також пояснює, чому серце плода може витримувати непрацюючі легкі протягом кількох місяців без жодних проблем: плацента виконує ту функцію, яку легені зрештою виконають.

Ддуктус венозний: обігнення через печінку

Ддуктус венозний – це короткий, вузький кровопросвіт, який безпосередньо з’єднує пупкову вену з нижньою порожиною, надаючи свіжозакисленому крові з плаценти коротку дорогу навколо мережі капілярів печінки. Лише невелика частка пупкової венозної крові, зазвичай близько третини, проходить через портальну циркуляцію печінки; решта тече через ддуктус венозний і досягає серця з відносно незмінним вмістом кисню. Це важливо, оскільки капілярні судини печінки вузькі та мають високий опір, і перенаправлення повного об’єму плацентарної крові через них уповільнило б кровотік і знизило б доставку кисню до серця та мозку. Крім того, ддуктус венозний має певну здатність звужуватися, що допомагає регулювати обсяг крові, який відхиляється через печінку, а не надсилається безпосередньо до серця – баланс, який може змінюватися під час фетальної стресу. Після народження ддуктус венозний втрачає кровопостачання після відрізання пупкової артерії та колапсу пупкової вени, і протягом перших одного-двох тижнів життя перетворюється на фіброзну нитку – лігамент венозний – що постійно закриває цей обгін. На відміну від овального отвору та артеріально-венозного каналу, його закриття є пасивним наслідком відрізання пупкової артерії, а не активною реакцією, викликаною киснем, тому він не відіграє значної ролі в хвилини до хвилини драматиці переходу. Проте, воно заслуговує на включення у повне зображення фетального кровообігу, оскільки демонструє ширшу тему: фетокардіальна система побудована з навмисними обгінами навколо органів, які або ще не виконують свою дорослий функцію, таких як легені, або не потребують повного об’єму свіжозакисленої крові, що проходить через них у фетальних швидкостях, таких як печінка. Розуміння ддуктусу венозного разом з іншими шлюзами дає повну карту руху крові від плаценти до фетального тіла та назад з мінімальним впливом опірних капілярних судин.

Длямента овале: односторонній клапан між передсердями

Длямента овале – це отвір у перегородці між передсердями, що закритий гнучким листком тканини, відомим як перше перегородддя, яке діє на праве передсердному відділенні як односторонній клапан. У ембріона тиск у правому передсерді є дещо вищим за тиск у лівому передсерді, оскільки правий бік отримує великий об’єм крові, що повертається з плаценти та системного кровообігу, тоді як лівий бік отримує порівняно менший потік, оскільки легені сприяють незначному поверненню вени, коли вони не дихаються. Ця різниця тиску утримує лист відкритим, дозволяючи сильному потоку крові з правого вліве передсердя, що доставляє відносно кисле sangue до лівого шлуночка та далі до коронарних судин, мозку та верхньої частини тіла, не проходячи через легені. У момент, коли новонароджений робить перше дихання, цей зв’язок тиску змінюється. Надування легень і супутній стрибок кисню призводять до різкого розширення легеневих судин, зниження судом легочного кровообігу та значного збільшення потоку крові в легені та через них. Це значно збільшує об’єм крові, що повертається до лівого передсердя, підвищуючи тиск у ньому. Одночасно, перерізання пуповини припиняє низькоомний плацентарний ланцюг з системного боку, і тиск у правому передсерді падає, коли повернення вени від плаценти зникає. З оскільки тиск у лівому передсерді тепер перевищує тиск у правому передсерді, лист першого перегороддя відсувається від другого перегороддя, створюючи те, що називають функціональним закриттям протягом перших хвилин або годин життя. Це пасивна, чисто механічна подія, яка керується переходом тиску, а не будь-якою активною реакцією тканини. Лист не злипається назавжди; у багатьох людей він залишається лише притиснутим і може відкритися, якщо тиск у правому передсерді коли-небудь знову підвищиться, що пояснює, чому зонд дляменти овале зустрічається в значній кількості здорових дорослих. Повне анатомічне закриття тканиною, відоме як анатомічне закриття, зазвичай відбувається протягом наступних місяців або років.

Дугласова судина: від шунту до зв’язки”, “paragraphs”: [

Дугласова судина з'єднує головну легеневу артерію з аортою, що сходить, надаючи правій грудній камері прямий шлях навколо легень. Оскільки судинний опір легенів високий до народження, більшість крові, виштовхуваної правою грудною камерою, йде найпростішим шляхом через цю судину, а не намагається проникнути в звужені легеневі судини, з'єднуючись з аортою для розподілу до нижніх кінцівок і назад до плаценти для реоксигенації. Судина підтримується відкритою протягом усього періоду внутрішньоутробного розвитку переважно за рахунок місцево вироблюваного простагландину Е2 та відносно низького рівня кисністості крові плода, обидва з яких тримають розслабленим гладенький мускульний шар судини. При народженні відбувається майже одночасно дві зміни: перше дихання різко підвищує рівень кисню в крові, а від’єднання плаценти, яка була основним джерелом простагландинів, припиняє потік їх у кровообіг. Підвищений рівень кисню безпосередньо викликає звуження гладкого м'язового шару дугласової судини, а відсутність простагландинів припиняє хімічний сигнал, що тримав її відкритою. Функціональне закриття – тобто судина звужується достатньо, щоб зупинити значущий потік крові – зазвичай відбувається протягом перших одного-трьох днів життя у здорового термінового новонародженого, хоча процес починається вже через кілька годин після народження. Повне закриття відбувається протягом наступних двох-трьох тижнів, коли тканина судини перетворюється на зв’язку дугласову – волокнисту нитку без жодного кровотоку. Цей перехід не завжди відбувається автоматично у кожної дитини. У недоношених дітей, чия дуглова тканина менш чутлива до кисню та які часто мають хронічні захворювання легень, дугласова судина може не закритися самостійно, стан, який називається непрохідною дугловою судиною, іноді потребує лікування або процедури для її закриття. З іншого боку, деякі вроджені серцеві дефекти залежать від того, щоб дугласова судина залишалася відкритою після народження для підтримки кровотоку, і в цих випадках ті самі простагландини, що утримують її відкритою в утробі, використовуються як ліки для затримання її закриття до проведення операції.

Об'єднуємо все: перехід тиску при народженні

Елегантність переходу від ембріонального до новонародженого кровообігу полягає в тому, що одна, приблизно одночасна послідовність подій запускає всі три закриття через різні механізми. Послідовність триггерів починається з першого дихання: потрапляння повітря у легені замінює рідину, кисень дифундує в альвеоли легень, а гладкі м’язи навколо цих альвеол значно розслабляються, що призводить до різкого зниження судинного опору легень до невеликої частки його фетального значення протягом декількох хвилин. Це само по собі збільшує кровотік через легені багато разів і підвищує ліву камерну гіпертензію. Практично одночасно, затискання пуповини припиняє роботу низькоомного кола плаценти з системної сторони циркуляції, що призводить до зміни судинного опору та гіпертензії правої камери в протилежному напрямку. Разом цей ефект викликає повний зворотній перепад тиску у серці: правамінні тиск падає, а лівімісні підвищується, перевертаючи градієнт тиску, який сприяв течії від правого до лівого полю каналу деривації протягом усієї вагітності. Цей зворотний перепад механічно закриває клапан каналу деривації протягом кількох хвилин у більшості новонароджених. Шланг дудукта Артеріального також реагує на підвищення рівня кисню в крові і закривається протягом більш тривалого періоду часу від кількох годин до кількох днів, тоді як шланг дудукта Венезного просто втрачає кровопостачання після затискання пуповини та розсмоктується протягом одного-двох тижнів. Загальний результат полягає в тому, що два шлуночки, які під час вагітності перекачували кров паралельно до однієї й тією ж кінцевої точки, розділяються на дорослий послідовний малюнок: правий шлуночок тепер перекачує кров виключно в легені, а лівий шлуночок – виключно в тіло, при цьому легені займають проміжне положення між ними. Управління цим симулятором дозволяє розділити час першого дихання від часу затискання пуповини, щоб ви могли побачити, як затримання одного відносно іншого змінює криві тиску та послідовність відповіді кожного шунту, що відображає реальні клінічні питання, такі як практика затримки затискання пуповини в сучасних пологових кімнатах.

Часті запитання

Спробуйте наживо

Усе, що вище, працює прямо у вашому браузері — відкрийте Fetal-to-Neonatal Circulatory Transition Lab і змінюйте параметри під час роботи. Нічого не встановлюється, нічого не завантажується на сервер, уся модель живе в одній вкладці.