Мале коло кровообігу – Анатомія і Фізіологія

Мале коло кровообігу, також відоме як легеневе коло кровообігу, є критично важливим компонентом серцево-судинної системи, що забезпечує оксигенацію крові та видалення вуглекислого газу.

1. Анатомія малого кола кровообігу

Мале коло кровообігу починається в правому шлуночку серця і завершується в лівому передсерді. Його основна функція — транспортування венозної крові до легень для газообміну та повернення артеріальної крові до серця. Основні анатомічні структури включають:

Правий шлуночок: Помпує дезоксигеновану кров у легеневу артерію через легеневий клапан (пульмональний клапан), який запобігає зворотному току крові.
Легеневий стовбур: Короткий широкий посуд, що відходить від правого шлуночка і розділяється на праву та ліву легеневі артерії.
Легеневі артерії: Права і ліва легеневі артерії транспортують венозну кров до відповідних легень. Вони розгалужуються на менші артерії та артеріоли, які переходять у капілярну мережу.
Легеневі капіляри: Густе капілярне русло, що оточує альвеоли легень. Саме тут відбувається газообмін: кисень дифундує з альвеол у кров, а вуглекислий газ — із крові в альвеоли.
Легеневі вени: Збирають оксигеновану кров із капілярів і транспортують її назад до лівого передсердя через чотири легеневі вени (по дві з кожної легені).
Ліве передсердя: Отримує артеріальну кров, яка потім через мітральний клапан надходить до лівого шлуночка для подальшого розподілу в системне коло кровообігу.

Особливості анатомії:

Легеневі артерії є унікальними, оскільки це єдині артерії в організмі, що несуть венозну (дезоксигеновану) кров.
Легеневі вени не мають клапанів, на відміну від системних вен, оскільки тиск у малому колі кровообігу значно нижчий.
Капілярна мережа легень надзвичайно розвинена, що забезпечує велику площу для газообміну (приблизно 70–100 м² у здорової людини).

2. Фізіологія малого кола кровообігу

Мале коло кровообігу виконує ключову функцію — газообмін, а також відіграє роль у фільтрації крові та метаболічних процесах. Основні фізіологічні аспекти:

Гемодинаміка:
Правий шлуночок генерує відносно низький тиск (систолічний тиск у легеневій артерії становить 15–30 мм рт. ст., порівняно з 80–120 мм рт. ст. у системному колі). Це пояснюється низьким судинним опором у легенях.
Об’єм крові в малому колі становить приблизно 10–15% від загального об’єму циркулюючої крові (близько 500–700 мл у дорослої людини в спокої).
Час проходження крові через легеневі капіляри становить менше 1 секунди, але цього достатньо для повної оксигенації за нормальних умов.
Гaзoобмін:
У легеневій капілярній мережі кисень (O₂) із альвеолярного повітря (парціальний тиск O₂ ≈ 100 мм рт. ст.) дифундує через альвеолярно-капілярну мембрану в кров (де парціальний тиск O₂ ≈ 40 мм рт. ст.).
Вуглекислий газ (CO₂) дифундує в зворотному напрямку (з крові, де PCO₂ ≈ 46 мм рт. ст., до альвеол, де PCO₂ ≈ 40 мм рт. ст.).
Ефективність газообміну залежить від вентиляційно-перфузійного співвідношення (V/Q), яке в ідеалі становить ~0.8. Порушення цього співвідношення (наприклад, при емболії легеневої артерії чи пневмонії) призводить до гіпоксемії.
Метаболічна роль:
Легені беруть участь у метаболізмі біологічно активних речовин. Наприклад, ангіотензин-перетворюючий фермент (ACE) у легеневій ендотелії конвертує ангіотензин I в ангіотензин II, що впливає на регуляцію артеріального тиску.
Легені також інактивують деякі речовини, такі як серотонін і норадреналін, та фільтрують мікроемболи.

3. Регуляція малого кола кровообігу

Мале коло кровообігу регулюється кількома механізмами, які забезпечують оптимальну перфузію та вентиляцію:

Гіпоксична вазоконстрикція:
Унікальний механізм, при якому зниження рівня кисню в альвеолах викликає локальну вазоконстрикцію артеріол. Це спрямовує кров до краще вентильованих ділянок легень, оптимізуючи V/Q співвідношення.
Механізм зумовлений реакцією гладком’язових клітин судин на гіпоксію, ймовірно, через зміну активності калієвих каналів.
Вегетативна нервова система:
Симпатична стимуляція (через α-адренорецептори) може викликати незначну вазоконстрикцію легеневих судин.
Парасимпатична система має менший вплив, але може сприяти незначній вазодилатації.
Ендотеліальні фактори:
Оксид азоту (NO) і простациклін, що синтезуються ендотелієм легеневих судин, сприяють вазодилатації та зниженню судинного опору.
Ендотелін-1, навпаки, викликає вазоконстрикцію.
Механічні фактори:
Тиск у альвеолах і гравітація впливають на розподіл кровотоку. У вертикальному положенні нижні відділи легень отримують більше крові через гравітаційний ефект.

4. Клінічна значимість

Мале коло кровообігу є вразливим до низки патологічних станів, які можуть суттєво впливати на серцево-судинну та дихальну функції:

Легенева гіпертензія:
Хронічне підвищення тиску в легеневій артерії (>25 мм рт. ст. у спокої) може бути спричинене ідіопатичними причинами, хронічними легеневими захворюваннями, тромбоемболією або вадами серця.
Наслідком є перевантаження правого шлуночка, що може призвести до правошлуночкової недостатності.
Тромбоемболія легеневої артерії (ТЕЛА):
Гостра обструкція легеневих артерій тромбом порушує перфузію, викликаючи гіпоксемію та підвищення тиску в малому колі.
Діагностика: КТ-ангіографія легень, D-димер, ехокардіографія.
Лікування: антикоагулянти, тромболітики, у тяжких випадках — хірургічна тромбектомія.
Набряк легень:
При підвищенні тиску в легеневому капілярному руслі (наприклад, через лівошлуночкову недостатність) рідина може виходити в альвеоли, порушуючи газообмін.
Лікування: діуретики, нітрати, киснева терапія.
Вроджені вади серця:
Дефект міжпередсердної або міжшлуночкової перегородки може призводити до шунтування крові, що впливає на мале коло (наприклад, синдром Ейзенменгера).

5. Діагностика та моніторинг

Кардіологи використовують кілька методів для оцінки малого кола кровообігу:

Ехокардіографія: Дозволяє оцінити тиск у легеневій артерії, функцію правого шлуночка та наявність шунтів.
КТ-ангіографія легень: Золотий стандарт для діагностики ТЕЛА.
Катетеризація серця: Пряме вимірювання тиску в легеневій артерії для діагностики легеневої гіпертензії.
Вентиляційно-перфузійна сцинтиграфія: Використовується для оцінки V/Q співвідношення.
Пульсоксиметрія та газовий аналіз крові: Для оцінки оксигенації.

6. Сучасні дослідження та перспективи

Терапія легеневої гіпертензії: Сучасні препарати, такі як інгібітори фосфодіестерази-5 (силденафіл), антагоністи ендотеліну (бозентан) та аналоги простацикліну, покращують прогноз.
Генна терапія: Досліджується для корекції ендотеліальної дисфункції в легеневому колі.
Мініінвазивні методи: Розробка нових технік для видалення тромбів при ТЕЛА (катетер-направлена тромболітична терапія).

Висновок

Мале коло кровообігу є невід’ємною частиною серцево-судинної системи, що забезпечує життєво важливий газообмін і метаболічні функції. Його низький судинний опір, унікальна регуляція та тісний зв’язок із системним колом роблять його вразливим до патологій, які можуть мати серйозні наслідки.