Коллатеральное коронарное кровообращение. Коллатеральное кровообращение сосудов сердца Что такое коллатеральное кровообращение

Развитие коллатерального кровообращения сосудов сердца разберем на примере атеросклероза коронарных артерий. Коронарный атеросклероз имеет определенные закономерности развития: атеросклеротические бляшки развиваются, прежде всего, в местах, наиболее подверженных действию механического давления или растяжения или удара пульсовой волны. Ангиографическая картина атеросклероза коронарных артерий складывается из симптомов нарушений проходимости артерий и симптомов, отражающих процессы компенсации.

К важнейшим признакам относятся в первую очередь сужения артерий или их окклюзия, краевые дефекты наполнения или их эквивалент- неравномерное контрастирование сосуда. При атеросклерозе может отмечаться значительная извитость коронарных артерий. Наибольшее диагностическое значение имеют извитость огибающей ветви левой коронарной артерии, поскольку ее форма в наименьшей степени связана с фазовыми изменениями конфигурации, и размеры сердца.

Признаком атеросклероза является неравномерность просвета коронарной артерии. В норме артерии постепенно суживаются в дистальном направлении. При атеросклерозе они местами имеют цилиндрическую форму, местами возникают сужения с последующими расширениями.

Компенсацией нарушенного коронарного кровотока служит в первую очередь коллатеральное кровообращение.

Количество и диаметр коллатералей увеличиваются в зависимости от тяжести атеросклеротического процесса, особенно они, выражены на границе зон миокарда, питаемых левой и правой коронарными артериями, а также по краю зоны ишемии.

Анатомически венечные артерии являются анастомозирующими. В здоровом сердце существует огромное количество внутри- и межкоронарных анастомозов, однако в норме коронарные анастомозы не функционируют. Внутрикоронарные анастомозы связывают ветви одной коронарной артерии или несколько ветвей бассейна одной коронарной артерии, межкоронарные- бассейны правой и левой коронарных артерий. Внутрикоронарные анастомозы в пределах одной ветви представлены в виде коротких артериальных шунтов, соединяющих отрезки одного сосуда при небольшой сегментарной окклюзии. При протяженной закупорке внутрикоронарные анастомозы представлены в виде длинных связей, соединяющих одну из ветвей с другой ветвью этой артерии. Короткие шунты образуются из мельчайших сосудов, залегающих в эпикарде вокруг коронарной артерии и расширяющихся при наличии небольшой сегментарной окклюзии. Значение такого рода анастомозов невелико, так как они вряд ли могут обеспечить достаточный кровоток. Большее значение имеют анастомозы другого рода, соединяющие отрезки артерий через боковые ветви. Так, при закупорке передней межжелудочковой или огибающей ветви компенсаторный кровоток осуществляется через анастомозы диагональных ветвей с краевой ветвью огибающей артерии. При крайне левом типе кровообращения, когда задняя межжелудочковая ветвь образована огибающей артерией, кровоток может осуществляться через перегородочные ветви, которые в данном случае являются внутрикоронарными анастомозами.

Межкоронарные анастомозы многочисленны и связывают бассейн правой и левой коронарных артерий. Особенно интенсивно осуществляется межкоронарный кровоток через перегородочные ветви, через ветви легочного конуса и ветви к правому желудочку. На диафрагмальной поверхности ветви правой коронарной артерии анастомо- зируют с ветвями огибающей ветви левой коронарной артерии.

В системе коронарных артерий могут быть выделены следующие основные пути коллатерального кровообращения (рис.30.).

• 1. Анастомозы, соединяющие переднюю и заднюю межжелудочковые ветви. Этот путь встречается наиболее часто (в 90% всех коллатералей). Обычно эти анастомозы соединяют правую коронарную артерию с передней межжелудочковой ветвью.
• 2. Анастомозы передней межжелудочковой ветви левой коронарной артерии с правой коронарной артерией в области передней стенки правого желудочка. Особенно большое значение имеют анастомозы с конусной ветвью, которая может отходить либо от правой коронарной артерии, либо самостоятельным стволом в области правого коронарного синуса аорты. Указанные анастомозы в области основания легочной артерии образуют так называемый круг Тебезия - Вьессена.
• 3. Анастомозы между передней межжелудочковой и огибающей ветвью левой коронарной артерии.
• 4. Анастомозы между правой коронарной артерией и огибающей ветвью левой на диафрагмальной поверхности левого желудочка.
• 5. Анастомозы между прободающими веточками передней и задней межжелудочковых ветвей (как правило, эти анастомозы соединяют систему правой коронарной артерии и передней межжелудочковой ветви левой).

Рис.30.

1 - между конусными веточками; 2 - между правожелудочковыми веточками; 3 - между задней межжелудочковой ветвью и задней желудочковой веточкой огибающей ветви; 4 - между передними и задними перегородочными веточками; 5 - между конечными ветвями задней межжелудочковой ветви и веточками задне- боковой ветви (ветви тупого края); 6 - между задней межжелудочковой и передней межжелудочковой ветвями в области верхушки сердца (апикальные анастомозы); 7 - между первой диагональной и заднебоковой ветвями.

При оценке состояния коронарных артерий по данным коронаро- графии учитывается также анатомический тип кровоснабжения сердца, локализация, распространенность и степень сужения.

Различают три основных типа коронарного кровоснабжения (рис. 31):

• 1. Правый тип - преобладает правая венечная артерия. Она образует заднюю межжелудочковую ветвь, которая по задней продольной борозде достигает верхушки сердца.
• 2. Левый тип - кровоснабжение задней стенки сердца (в том числе и задней стенки правого желудочка) осуществляется в основном за счет огибающей ветви левой венечной артерии, образующей заднюю межжелудочковую ветвь.
• 3. Равномерный (сбалансированный) тип - обе коронарные артерии имеют равномерно развитые ветви на задней поверхности сердца и образуют две параллельно идущие задние межжелудочковые артерии.

Рис.31.

(1 - правая коронарная артерия, 2 - левая коронарная артерия, 3 - огибающая ветвью. А - левый тип, Б - правый тип, В - сбалансированный тип).

Тип кровоснабжения может существенно влиять на течение ишемической болезни сердца. Так, например, окклюзии в системе левой коронарной артерии наиболее неблагоприятны при левом типе кровоснабжения.

Давно было замечено, что при выключении сосудистой магистрали кровь устремляется по окольным путям - коллатералям и питание отключенной части тела восстанавливается. Основным источником развития коллатералей являются анастомозы сосудов. Степень развития анастомозов и возможности их преобразования в коллатерали определяют пластические свойства (потенциальные возможности) сосудистого русла конкретной области тела или органа. В тех случаях, когда предсуществующих анастомозов для развития коллатерального кровообращения недостаточно, возможно новообразование сосудов. Однако роль новообразованных сосудов в процессе компенсации нарушенного кровотока очень незначительна.

Кровеносная система обладает огромными резервными возможностями, высокой приспособляемостью к изменившимся функциональным условиям. Так при наложении у собак лигатуры на обе сонные и позвоночные артерии не наблюдалось заметного нарушения деятельности мозга. В других опытах на собаках накладывалось до 15 лигатур на крупные артерии, включая брюшную аорту, но животные не погибали. Безусловно смертельной оказалась лишь перевязка брюшной аорты выше начала почечных артерий, венечных артерий сердца, брыжеечных артерий и легочного ствола.

Сосудистые коллатерали могут быть внеорганными и внутриорганными. Внеорганными коллатералями являются крупные, анатомически определенные анастомозы между ветвями артерий, снабжающих ту или иную часть тела или орган, или между крупными венами. Различают межсистемные анастомозы, которые связывают разветвления одного сосуда и ветвями другого сосуда, и внутрисистемные анастомозы, образующиеся между ветвями одного сосуда.

Внутриорганные анастомозы образуются между сосудами мышц, стенок полых органов, в паренхиматозных органах. Источниками развития коллатералей служат также сосуды подкожной основы, околососудистое и околонервное русло, образуемое артериями и венами, которые проходят рядом с крупными сосудами и нервными стволами.

Уставлено, что развитие макроскопически видимых коллатералей после окклюзии магистральных артерий происходит лишь через 20-30 дней, после окклюзии магистральных вен - через 10-20 дней. Однако восстановление функции органа при коллатеральном кровообращении наступает гораздо раньше, чем появление макроскопически видимых коллатералей. Было показано, что в ранние сроки после окклюзии магистральных стволов важная роль в развитии коллатерального кровообращения принадлежит гемомикроциркуляторному руслу. При артериальном коллатеральном кровообращении на основе артериоло-артериолярных анастомозов формируются микрососудистые артериолярные коллатерали, при венозном коллатеральном кровообращении на основе венуло-венулярных анастомозов образуются микрососудистые венулярные коллатерали. Именно они обеспечивают сохранение жизнеспособности органов в ранние сроки после окклюзии магистральных стволов. В последующем, в связи с выделением главных артериальных или венозных коллатералей, роль микрососудистых коллатералей постепенно снижается.

В результате многочисленных исследований были установлены стадии развития окольных путей кровотока:

Вовлечение в окольный кровоток максимального количества анастомозов, существующих в зоне окклюзии магистрального сосуда (ранние сроки - до 5 суток).

Преобразование артериоло-артериолярных или венуло-венулярных анастомозов в микрососудистые коллатерали, преобразование артерио-артериальных или вено-венозных анастомозов в коллатерали (от 5 суток до 2 месяцев).

Дифференцировка главных окольных путей кровотока и редукция микрососудистых коллатералей, стабилизация коллатерального кровообращения в новых условиях гемодинамики (от 2 до 8 месяцев).

Продолжительность второй и третьей стадии при артериальном коллатеральном кровообращении по сравнению с венозным больше на 10-30 суток, что свидетельствует о более высокой пластичности венозного русла.

Признаками сформировавшихся сосудов - коллатералей являются: равномерное расширение просвета на протяжении всего анастомоза; крупноволнистая извилистость; преобразование сосудистой стенки (утолщение за счет эластических компонентов).

Большая роль в развитии коллатерального кровообращения принадлежит нервной системе. Нарушение афферентной иннервации сосудов (деафферентация) вызывает стойкое расширение артерий. С другой стороны, сохранение афферентной и симпатической иннервации позволяет нормализовать восстановительные реакции, коллатеральное кровообращение при этом оказывается более эффективным.

Коллатеральное кровообращение есть важное функциональное приспособление организма, связанное с большой пластичностью кровеносных сосудов и обеспечивающее бесперебойное кровоснабжение органов и тканей. Глубокое изучение его, имеющее важное практическое значение, связано с именем В. Н. Тонкова и его школы

Под коллатеральным кровообращением понимается боковой, окольный ток крови, осуществляющийся по боковым сосудам. Он совершается в физиологических условиях при временных затруднениях кровотока (например, при сдавлении сосудов в местах движения, в суставах). Он может возникнуть и в патологических условиях при закупорке, ранениях, перевязке сосудов при операциях и т. п.

В физиологических условиях окольный ток крови осуществляется по боковым анастомозам, идущим параллельно основным. Эти боковые сосуды называются коллатералями (например, a. collateralis ulnaris и др.), отсюда и название кровотока «окольное», или коллатеральное, кровообращение.

При затруднении кровотока по основным сосудам, вызванном их закупоркой, повреждением или перевязкой при операциях, кровь устремляется по анастомозам в ближайшие боковые сосуды, которые расширяются и становятся извитыми, сосудистая стенка их перестраивается за счет изменения мышечной оболочки и эластического каркаса и они постепенно преобразуются в коллатерали иного строения, чем в норме.

Таким образом, коллатерали существуют и в обычных условиях, и могут развиваться вновь при наличии анастомозов . Следовательно, при расстройстве обычного кровообращения, вызванном препятствием на пути тока крови в данном сосуде, вначале включаются существующие обходные кровеносные пути - коллатерали, а затем развиваются новые. В результате нарушенное кровообращение восстанавливается. В этом процессе важную роль играет нервная система.

Из изложенного вытекает необходимость четко определить разницу между анастомозами и коллатералями .

Анастомоз (от греч. anastomos - снабжаю устьем) - соустье, всякий третий сосуд, который соединяет два других; это понятие анатомическое.

Коллатераль (от лат. collateralis - боковой) - боковой сосуд, осуществляющий окольный ток крови; понятие это анатомо-физиологическое.

Коллатерали бывают двух родов. Одни существуют в норме и имеют строение нормального сосуда, как и анастомоз. Другие развиваются вновь из анастомозов и приобретают особое строение.

Для понимания коллатерального кровообращения необходимо знать те анастомозы, которые соединяют между собой системы различных сосудов, по которым устанавливается коллатеральный ток крови в случае ранений сосудов, перевязки при операциях и закупорки (тромбоз и эмболия).

Анастомозы между ветвями крупных артериальных магистралей , снабжающих основные части тела (аорта, сонные артерии, подключичные, подвздошные и т. п.) и представляющих как бы отдельные системы сосудов, называются межсистемными. Анастомозы между ветвями одной крупной артериальной магистрали, ограничивающиеся пределами ее разветвления, называются внутрисистемными. Эти анастомозы уже отмечались по ходу изложения артерий.

Имеются анастомозы и между тончайшими внутриорганными артериями и венами - артериовенозные анастомозы . По ним кровь течет в обход микро-циркуляторного русла при его переполнении и, таким образом, образует коллатеральный путь, непосредственно соединяющий артерии и вены, минуя капилляры.

Кроме того, в коллатеральном кровообращении принимают участие тонкие артерии и вены, сопровождающие магистральные сосуды в сосудисто-нервных пучках и составляющие так называемое околососудистое и околонервное артериальное и венозное русло.

Анастомозы, кроме их практического значения, являются выражением единства артериальной системы, которую для удобства изучения мы искусственно разбиваем на отдельные части.

Термин коллатеральное кровообращение подразумевает поступление крови по боковым ветвям в периферические отделы конечностей после перекрытия просвета магистрального (основного) ствола. Коллатеральный кровоток - важный функциональный механизм организма, обусловленный гибкостью кровеносных сосудов и отвечающий за бесперебойное кровоснабжение тканей и органов, помогающий выжить при инфаркте миокарда.

Роль коллатерального кровообращения

По сути коллатеральное кровообращение - это окольный боковой ток крови, который осуществляется по боковым сосудам. В физиологических условиях он совершается при затруднении нормального кровотока, или в патологических состояниях - ранения, закупорка, перевязка сосудов во время операции.

Самые крупные, берущие на себя роль выключенной артерии непосредственно после закупорки, называют анатомическими или предшествующими коллатералями.

Группы и виды

В зависимости от локализации межсосудистых анастомозов, предшествующие коллатерали делятся на следующие группы:

1. Внутрисистемные - короткие пути окольного кровообращения, то есть, коллатерали, которые соединяют сосуды бассейна крупных артерий.
2. Межсистемные - окольные или длинные пути, которые соединяют бассейны разных сосудов друг с другом.

Коллатеральное кровообращение подразделяется на виды:

1. Внутриорганные соединения - межсосудистые соединения внутри отдельного органа, между сосудами мышц и стенками полых органов.
2. Внеорганные соединения - соединения между ветвями артерий, питающих тот или иной орган или часть тела, а также между крупными венами.

На силу коллатерального кровоснабжения влияют следующие факторы: угол отхождения от главного ствола; диаметр артериальных ветвей; функциональное состояние сосудов; анатомические особенности боковой предшествующей ветви; количество боковых ветвей и вид их ветвления. Важным моментом для объёмного кровотока является то, в каком состоянии находятся коллатерали: в расслабленном или спазмированном. Функциональный потенциал коллатералей определяет регионарное периферическое сопротивление и общая региональная гемодинамика.

Анатомическое развитие коллатералей

Коллатерали могут существовать как в обычных условиях, так и вновь развиваться при образовании анастомозов. Таким образом, расстройство обычного кровоснабжения, вызванное каким-либо препятствием на пути кровяного потока в сосуде, включает уже существующие кровеносные обходные пути, а после этого начинают развиваться новые коллатерали. Это приводит к тому, что кровь успешно минует участки, в которых нарушена проходимость сосудов и нарушенное кровообращение восстанавливается.

Коллатерали можно разделить на следующие группы:

• достаточно развитые, для которых характерно широкое развитие, диаметр их сосудов такой же, как и диаметр основной артерии. На кровообращении такой области мало отражается даже полное перекрытие основной артерии, та как анастомозы замещают в полном объёме снижение кровяного притока;
• недостаточно развитые находятся в органах, где внутриорганные артерии между собой мало взаимодействуют. Их принято называть кольцевыми. Диаметр их сосудов намного меньше диаметра основной артерии.
• относительно развитые частично компенсируют нарушенное кровообращение в ишемизированнойобласти.

Диагностика

Чтобы диагностировать коллатеральное кровообращение, прежде всего нужно учесть скорость обменных процессов в конечностях. Зная данный показатель и грамотно на него воздействуя при помощи физических, фармакологических и хирургических методов, можно поддерживать жизнеспособность органа или конечности и стимулировать развитие новообразующихся путей кровяного потока. Для этого нужно уменьшить потребление тканями кислорода и питательных веществ, поступающих с кровью, либо активизировать коллатеральное кровообращение.

В организме человека артериальное русло кровеносной системы функционирует по принципу «от крупного к малому». и тканей осуществляется мельчайшими сосудами, к которым кровь притекает по средним и крупным артериям. Такой тип называется магистральным, когда формируются многочисленные артериальные бассейны. Коллатеральное кровообращение - это наличие связующих сосудов между ветвями Таким образом, соединяются артерии разных бассейнов посредством анастомозов, выступая резервным источником кровоснабжения на случай обтурации или компрессии основной питающей ветви.

Физиология коллатералей

Коллатеральным кровообращением называется функциональная возможность обеспечения бесперебойного питания тканей организма за счет пластичности кровеносных сосудов. Это окольный (боковой) ток крови к клеткам органов в случае ослабления кровотока по основному (магистральному) пути. В физиологических условиях он возможен при временных затруднениях кровоснабжения по основным артериям при наличии анастомозов и связующих ветвей между сосудами соседних бассейнов.

Например, если на определенном участке артерия, которая питает мышцу, сдавливается какой-либо тканью на 2-3 минуты, то клетки будут испытывать ишемию. И если имеется соединение этого артериального бассейна с соседним, то обеспечение кровью пораженного участка будет осуществляться уже из другой артерии путем расширения коммуникантных (анастомозирующих) ветвей.

Примеры и патологии сосудов

В качестве примера следует разобрать питание икроножной мышцы, коллатеральное кровообращение и ее ветвей. В норме основным источником ее кровоснабжения является задняя большеберцовая артерия с ее ветвями. Но к ней направляется еще и множество мелких ветвей от соседних бассейнов от подколенной и малоберцовой артерии. В случае значительного ослабления кровотока по задней большеберцовой артерии приток крови будет осуществляться и по раскрывшимся коллатералям.

Но даже этот феноменальный механизм будет неэффективен при патологии, связанной с поражением общей магистральной артерии, от которой наполняются все остальные сосуды нижней конечности. В частности, при синдроме Лериша или значительном атеросклеротическом поражении бедренной артерии развитие коллатерального кровообращения не позволяет избавиться от перемежающейся хромоты. Аналогичная ситуация наблюдается и в сердце: при поражении стволов обеих венечных артерий коллатерали не помогают избавиться от стенокардии.

Рост новых коллатералей

Коллатерали в артериальном русле формируется с закладки и развития артерий и органов, которые они питают. Происходит это еще при развитии плода в организме матери. То есть ребенок уже рождается с наличием системы коллатерального кровообращения между различными артериальными бассейнами тела. Например, Вилизиев круг и система кровоснабжения сердца у него полностью сформированы и готовы к функциональным нагрузкам, в том числе и связанным с перебоями в кровенаполнении магистральных сосудов.

Даже в процессе роста и при появлении атеросклеротического поражения артерий в позднем возрасте непрерывно формируется система региональных анастомозов, обеспечивающих развитие коллатерального кровообращения. В случае эпизодической ишемии каждая клетка ткани, если она испытала кислородное голодание и ей пришлось на некоторое время перейти к анаэробному окислению, выделяет факторы ангиогенеза в межтканевое пространство.

Ангиогенез

Эти специфические молекулы являются как бы якорями или метками, на месте которых должны развиться адвентициальные клетки. Здесь же сформируется новый артериальный сосуд и группа капилляров, кровоток по которым обеспечит функционирование клеток без перебоев в кровоснабжении. Это значит, что ангиогенез, то есть образование новых кровеносных сосудов, является непрерывным процессом, призванным обеспечить нужды функционирующей ткани либо предупредить развитие ишемии.

Физиологическая роль коллатералей

Значение коллатерального кровообращения в жизнедеятельности организма заключается в возможности обеспечения резервного кровообращения для участков тела. Наиболее ценно это в тех структурах, которые меняют свое положение при движении, что характерно для всех участков опорно-двигательной системы. Поэтому коллатеральное кровообращение в суставах и мышцах - это единственная возможность обеспечения их питания в условиях постоянного изменения их положения, что периодически связано с различными деформациями основных артерий.

Поскольку скручивание или сдавление приводит к уменьшению просвета артерий, в тканях, к которым они направляются, возможна эпизодическая ишемия. Коллатеральное кровообращение, то есть наличие окольных путей снабжения тканей кровью и питательными веществами, устраняет эту возможность. Также коллатерали и анастомозы между бассейнами позволяют увеличить функциональный резерв органа, а также ограничить объем поражения при возникновении острой обтурации.

Такой страховочный механизм кровоснабжения характерен для сердца и головного мозга. В сердце существует два артериальных круга, сформированные ветвями коронарных артерий, а в мозге - Вилизиев круг. Эти структуры позволяют ограничить потери живой ткани при тромбозе до минимальных вместо половины массы миокарда.

В головном мозге Вилизиев круг ограничивает максимальный объем ишемического поражения до 1/10 вместо 1/6. Зная эти данные, можно сделать вывод, что без коллатерального кровообращения любой ишемический эпизод в сердце или головном мозге, вызванный тромбозом региональной или магистральной артерии, гарантированно приводил бы к смерти.