Организм человека функционирует за счет наличия системы кровообращения и клеточного питания. Сердце как основной орган кровеносной системы способно обеспечивать бесперебойное снабжение тканей энергетическими субстратами и кислородом. Достигается это за счет сердечного цикла, последовательности фаз работы органа, связанной с постоянным чередованием отдыха и нагрузки.
Данное понятие следует рассматривать с нескольких точек зрения. Во-первых, с морфологической, то есть с точки зрения базового описания фаз работы сердца как чередования систолы с диастолой. Во-вторых, с гемодинамической, связанной с расшифровкой емкостных и барометрических характеристик в полостях сердца на каждой стадии систолы и диастолы. В рамках этих точек зрения ниже будет рассмотрено понятие сердечного цикла и составляющих его процессов.
Характеристика работы сердца
Бесперебойная работа сердца от момента его закладки в эмбриогенезе и до гибели организма обеспечивается чередованием систолы с диастолой. Это значит, что орган не работает постоянно. Большую часть времени сердце даже отдыхает, что и позволяет ему обеспечивать нужды организма в течение жизни. Работа одних структур органа происходит в момент отдыха других, что необходимо для обеспечения постоянства кровообращения. В этом контексте уместно рассмотреть цикл сердечных сокращений с морфологической точки зрения.
Основы морфофизиологии сердца
Сердце у млекопитающих животных и человека состоит из двух предсердий, впадающих в вентрикулярные полости (ВП) через атриовентрикулярные (АВ) отверстия с клапанами (АВК). Систола и диастола чередуются, а цикл заканчивается общей кардиальной паузой. Как только из ВП кровь выбросилась в аорту и легочную артерию, давление в них падает. Развивается ретроградный ток из этих сосудов обратно в желудочки, что быстро пресекается раскрытием клапанов. Но в это время предсердное гидростатическое давление выше вентрикулярного, и АВК вынуждены раскрываться. В результате на разнице давления, в момент, когда систола желудочков прошла, а у предсердий не наступила, происходит вентрикулярное наполнение.
Этот период еще называется общей кардиальной паузой, которая длится до момента, пока давление в полостях желудочков (ПЖ) и предсердий (ПП) соответствующей стороны не выровняется. Как только это произошло, для проталкивания оставшейся порции крови в ПЖ наступает систола предсердий. После нее, когда остаток крови выдавлен в вентрикулярные полости, давление в ПП падает. Это вызывает пассивный приток крови: в левое предсердие осуществляется венозный сброс от легочных вен, а в правое - из полых.
Системное представление о кардиальном цикле
Цикл сердечной деятельности начинается с вентрикулярной систолы - выталкивания крови из их полостей вместе с одновременной диастолой предсердий и началом их пассивного наполнения на разности давления в приносящих сосудах, где в этот момент оно выше, чем в предсердиях. После вентрикулярной систолы происходит общая кардиальная пауза - продолжение пассивного атриального наполнения при отрицательном давлении в желудочках.
Из-за более высокого гемодинамического давления в ПП и низкого в ПЖ вместе с продолжением пассивного атриального наполнения происходит открытие АВ-клапанов. Результатом является пассивное вентрикулярное наполнение. Как только давление в предсердных и желудочковых полостях выравнивается, пассивный ток становится невозможным, и прекращается атриальное пополнение, что вызывает их сокращение с целью докачки дополнительной порции в желудочковые полости.
От предсердной систолы существенно вырастает давление в вентрикулярных полостях, провоцируется желудочковая систола - мышечное сокращение его миокарда. Результатом является повышение давления в полостях и закрытие атрио-вентрикулярных соединительнотканных клапанов. За счет сброса в устье аорты и легочного ствола формируется давление на соответствующие клапаны, которые вынуждены открываться в сторону кровотока. Этим завершается сердечный цикл: сердце снова начинает пассивное наполнение предсердий в их диастолу и далее в момент общей кардиальной паузы.
Сердечные паузы
В работе сердца имеется множество эпизодов отдыха: диастола у предсердий и желудочков, а также общая пауза. Их продолжительность можно посчитать, хотя она очень сильно зависит от частоты сердцебиения. При 75 уд/мин время сердечного цикла составит 0,8 секунд. В этот период включена предсердная систола (0,1с) и желудочковое сокращение - 0,3 секунды. Это означает, что предсердия отдыхают примерно 0,7 с, а желудочки - 0,5. Во время отдыха входит и общая пауза (0,5 с).
Около 0,5 секунд сердце пассивно наполняется, а 0,3 секунды - сокращается. У предсердий время расслабления в 3 раза больше, чем в желудочках, хотя ими перекачиваются аналогичные объемы крови. Однако в желудочки они по большей части попадают путем пассивного тока по градиенту давления. Кровь самотеком в момент низкого давления в сердечных полостях попадает в полости, где накапливается для последующего сокращения и изгнания в выносящие сосуды.
Значение периодов расслабления сердца
В полости сердца кровь поступает по отверстиям: в предсердия - по устьям полых и легочных вен, а в желудочки - через АВК. Их пропускная способность ограничена, и фактическое наполнение занимает больше времени, чем ее изгнание по кругам кровообращения. И фазы сердечного цикла именно такие, какие нужны для достаточного наполнения сердца. Чем меньше данные паузы, тем меньше будут наполняться предсердия, тем меньше крови будет направлено в желудочки и, соответственно, по кругам кровообращения.
При увеличении фактической частоты сокращений, что достигается укорочением периода расслабления, наполняемость полостей падает. Этот механизм все же остается эффективным для быстрой мобилизации функциональных резервов организма, но увеличение частоты сокращений дает прирост минутного объема кровообращения лишь до некоторого предела. По достижению высокой частоты сокращений наполняемость полостей из-за предельно короткой диастолы будет существенно падать, как и уровень артериального давления.
Тахиаритмии
Описанный выше механизм - основа снижения физической выносливости у пациента с тахиаритмиями. И если синусовая тахикардия при необходимости позволяет повысить давление и мобилизовать ресурсы организма, то фибрилляция предсердий, наджелудочковая и желудочковая тахикардия, фибрилляция желудочков, а также вентрикулярная тахисистолия при синдроме WPW приводят к падению давления.
Проявление жалоб пациента и тяжести его состояния начинается от дискомфорта и одышки до потери сознания и клинической смерти. Фазы сердечного цикла, рассмотренные выше с точки зрения важности пауз и их укорочения при тахиаритмиях, являются единственным простым объяснением, почему аритмии следует лечить, если они имеют негативный гемодинамический вклад.
Особенности атриальной систолы
Атриальная (предсердная) систола длится около 0,1 с: мышцы предсердий сокращаются одномоментно в соответствии с ритмом, сгенерированным синусовым узлом. Ее важность заключается в докачке примерно 15% крови в полости желудочков. То есть, если левого желудочка составляет около 80 мл, то около 68 мл этой порции пассивно наполнило желудочек в атриальную диастолу. И только 12 мл докачивается систолой предсердий, что позволяет повысить уровень давления для того, чтобы закрыть клапаны в период желудочковой систолы.
Фибрилляция предсердий
В условиях фибрилляции предсердий их миокард постоянно находится в состоянии хаотичного сокращения, что не позволяет сформировать цельную атриальную систолу. Из-за этого аритмия вносит негативный гемодинамический вклад - обедняет приток крови в вентрикулярные полости примерно на 15-20%. Их наполнение осуществляется самотеком при общей кардиальной паузе и в период вентрикулярной систолы. Оттого некоторая часть порции крови всегда задерживается в предсердиях и постоянно взбалтывается, многократно увеличивая риск тромбозов в системе кровообращения.
Задержка крови в полостях сердца, а в данном случае в предсердиях, приводит к их постепенному растяжению и обуславливает невозможность удержания ритма при успешной кардиоверсии. Тогда аритмия станет постоянной, что на 20-30% ускоряет развитие кардиальной недостаточности с застоем и гемодинамическими нарушениями по кругам кровообращения.
Фазы желудочковой систолы
При продолжительности сердечного цикла в 0,8 с вентрикулярная систола составит 0,3 - 0,33 секунды с двумя периодами - напряжения (0,08 с) и изгнания (0,25 с). Миокард начинает сокращаться, но его усилий недостаточно для выдавливания крови из вентрикулярной полости. Но создаваемое давление уже позволяет закрыть предсердные клапаны. Фаза изгнания наступает в тот момент, когда систолическое давление в вентрикулярных полостях позволяет вытолкнуть порцию крови.
Фаза напряжения в сердечном цикле делится на период асинхронного и изометрического сокращения. Первый длится около 0,05 с. и является началом цельного сокращения. Развивается асинхронное (беспорядочное) сокращение миоцитов, которое не приводит к нарастанию давления в вентрикулярной полости. Затем после охвата возбуждением всей массы миокарда формируется фаза изометрического сокращения. Его важность заключается в значительном повышении давления в полости желудочков, что позволяет закрыть атрио-вентрикулярные клапаны и приготовиться к выталкиванию крови в легочный ствол и аорту. Его длительность в сердечном цикле составляет 0,03 секунды.
Период изгнания фазы вентрикулярной систолы
Желудочковая систола переходит к изгнанию крови в полости выносящих сосудов. Его длительность составляет четверть секунд, и оно состоит из fast и slow-фазы. Сначала давление в вентрикулярных полостях повышается до максимального систолического, а мышечное сокращение выталкивает из их полости порцию примерно в 70% от фактического объема. Вторая фаза - медленное изгнание (0,13 с.): сердце докачивает в выносящие сосуды остальные 30% систолического объема, однако, это происходит уже при снижении давления, что предшествует желудочковой диастоле и общей кардиальной паузе.
Фазы диастолы желудочков
Желудочковая диастола (0,47 с) включает период расслабления (0,12 секунд) и наполнения (0,25 секунд). Первый делится на протодиастолическую и фазу миокардиального изометрического расслабления. Период наполнения в сердечном цикле составляют две фазы - быстрого (0,08 сек) и медленного (0,17 сек).
В протодиастолическом периоде (0,04 с.), переходном этапе между систолой и диастолой желудочков, давление в вентрикулярных полостях падает, что вызывает закрытие аортального и легочного клапанов. Во второй фазе наступает период нулевого давления в вентрикулярных полостях при одновременно закрытых клапанах.
В период быстрого наполнения мгновенно раскрываются предсердно-желудочковые клапаны, и кровь по градиенту давления затекает в желудочковые полости из предсердий. Полости последних при этом еще постоянно дополняются притоком по приносящим венам, из-за чего при меньшем объеме полостей предсердия все равно перекачивают аналогичные порции крови, как и желудочки. После из-за пикового значения давления в вентрикулярных полостях приток замедляется, наступает медленная фаза. Она закончится атриальным сокращением, которая происходит в желудочковую диастолу.
Желудочки сердца формируют градиент давления по направлению от высокого к низкому. Благодаря ему осуществляется движение крови. При сокращении и расслаблении отделов образуется сердечный цикл. Продолжительность его при частоте сокращений 75 раз в минуту составляет 0,8 с. Исследование и оценка хода процесса представляют диагностическую важность при обследовании пациентов с кардиологическими патологиями. Рассмотрим это явление подробнее.
Сердечный цикл: схема. Состояние паузы
Удобнее всего начинать рассмотрение явления с общей диастолы желудочков и предсердий. Сердечный цикл (работа сердца) в этом случае находится в состоянии паузы. При этом полумесячные клапаны органа закрыты, атриовентрикулярные, наоборот, - открыты. Сердечный цикл (таблица будет приведена в конце статьи) начинается со свободного поступления венозной крови в полости желудочков и предсердий. Она полностью наполняет эти отделы. Давление в полостях, так же как и в пролегающих рядом венах, находится на уровне 0. Сердечный цикл состоит из этапов, при которых движение крови осуществляется за счет расслабления или сокращения мышц отделов органа.
Систола предсердий
В синусовом узле возникает возбуждение. Сначала оно отправляется в мышцу предсердий. В результате происходит систола - сокращение. Длительность этого этапа - 0,1 с. За счет сокращения волокон мускулатуры, находящихся вокруг венозных отверстий, перекрывается просвет сосудов. Так формируется своеобразная атриовентрикулярная замкнутая полость. На фоне сокращения мышц предсердий происходит повышение давления в этих полостях до 3-8 мм рт. ст. За счет этого из полостей определенная часть крови переходит в желудочки посредством атриовентрикулярных отверстий. В результате объем в них доходит до 130-140 мл. Затем в сердечный цикл включается диастола. Она длится 0,7 с.
Сердечный цикл и его фазы. Систола желудочков
Ее длительность - порядка 0,33 с. Систола желудочков разделена на 2 периода. В каждом из них выделяют определенные фазы. 1 период напряжения идет до того момента, пока не откроются полумесячные клапаны. Для этого давление в желудочках должно стать выше. Оно должно быть больше, чем в соответствующих стволах артерий. В аорте диастолическое давление находится на уровне 70-80 мм рт. ст., в легочной артерии оно составляет около 10-15 мм рт. ст. Длительность периода напряжения - порядка 0,8 с. Начало этого периода связано с фазой асинхронного сокращения. Ее длительность - 0,05 с. О таком начале свидетельствует разновременное сокращение волокон в желудочках. Первыми реагируют кардиомиоциты. Они находятся около волокон проводящей структуры.
Изометрическое сокращение
Эта фаза длится около 0,3 с. Сокращаются одновременно все волокна желудочков. Начало процесса приводит к тому, что при еще закрытых полумесячных клапанах ток крови направляется в зону нулевого давления. Так в сердечный цикл и его фазы вовлекаются предсердия. Лежащие на пути крови атриовентрикулярные клапаны закрываются. Предотвращают выворачивание их в полости предсердий сухожильные нити. Еще большую устойчивость клапанам придают папиллярные мышцы. В результате на определенный период полости желудочков замыкаются. И до того момента, пока в них за счет сокращения не повысится давление выше показателя, который необходим для открытия полумесячных клапанов, значительного сокращения в волокнах не произойдет. Увеличивается лишь внутреннее напряжение. При изометрическом сокращении, таким образом, все сердечные клапаны прикрыты.
Изгнание крови
Это следующий период, который входит в сердечный цикл. Он начинается открытием клапанов легочной артерии и аорты. Его длительность - 0,25 с. Состоит этот период из двух фаз: медленного (порядка 0,13 с) и быстрого (около 0,12 с) изгнания крови. Аортальные клапаны открываются при уровне давления 80, а легочные - порядка 15 мм рт. ст. Через сравнительно узкие отверстия артерий может пройти сразу весь объем выталкиваемой крови. Это примерно 70 мл. В связи с этим при последующем сокращении миокарда происходит дальнейшее повышение давления крови в желудочках. Так, в левом оно увеличивается до 120-130, а в правом - 20-25 мм рт. ст. Быстрому выбросу в сосуд части крови сопутствует формируемый повышенный градиент между аортой (артерии легкого) и желудочком. Вследствие незначительной пропускной способности сосуды начинают переполняться. Теперь в них начинает повышаться давление. Между сосудами и желудочками происходит постепенное уменьшение градиента. В результате замедляется кровоток. В легочной артерии давление невысокое. В связи с этим изгнание крови из левого желудочка начинается несколько позднее, чем из правого.
Диастола
Когда сосудистое давление повышается до показателей полостей желудочков, прекращается изгнание крови. С этого момента начинается диастола - расслабление. Этот период продолжается около 0,47 с. С моментом прекращения желудочкового сокращения совпадает период окончания изгнания крови. Как правило, в желудочках конечно-систолический объем составляет 60-70 мл. Завершение изгнания провоцирует закрытие полумесячных клапанов обратным током содержащейся в сосудах крови. Данный период носит название продиастолического. Он длится около 0,04 с. С этого момента напряжение спадает и начинается изометрическое расслабление. Оно длится 0,08 с. После него желудочки под воздействием наполняющей их крови расправляются. Длительность диастолы предсердий - порядка 0,7 с. Наполнение полостей осуществляется преимущественно венозной, пассивно поступающей кровью. Тем не менее, есть возможность выделить "активный" элемент. При сокращении желудочков происходит смещение плоскости атриовентрикулярной перегородки в сторону верхушки сердца.
Наполнение желудочков
Этот период разделен на две фазы. Медленная соответствует систоле предсердий, быстрая - диастоле. Перед тем как начнется новый сердечный цикл, желудочки, равно как и предсердия, успеют полностью наполниться кровью. В связи с этим при поступлении нового объема при систоле общее внутрижелудочковое количество увеличится только на 20-30%. Однако этот уровень существенно увеличивается на фоне повышения интенсивности деятельности сердца в диастолический период, когда кровь не успевает наполнять желудочки.
Таблица
Выше подробно описано, как протекает сердечный цикл. Таблица, представленная ниже, отражает все этапы кратко.
Всего доброго и не болейте!
Часть №2.
Возбуждение, пришедшее к миозитам по проводящей системе сердца, приводит к сокращению миокарда.
Сокращение происходит между: актином и миозином под воздействием ионов Ca²+.
Работа сердца происходит при высокой ритмичности, при этом наблюдается точное повторение таких параметров, как:
Ударный объем (УО);
Давление крови (ДК);
Длительность цикла (ДЦ).
Левый и правый отделы сердца работают содружественно и симметрично, только систола правого предсердия начинается на 10 мс раньше левого предсердия.
Сердечный цикл – это промежуток между двумя систолами. Он имеет две фазы: систолу и диастолу. Кроме этого в работу желудочков подразделяют еще на 9 дробных фаз:
Систола желудочков имеет такие фазы:
1.Асинхронное сокращение;
2. Изометрическое сокращение;
3.Быстрое изгнание крови;
4.Медленное изгнание крови.
Диастола желудочков имеет следующие фазы:
1.Протодиастола;
2.Изометрическое расслабление;
3.Быстрое наполнение желудочков кровью;
4.Медленное наполнение желудочков кровью;
5.Пресисстола (систола предсердий).
Фаза асинхронного сокращения: начинается с единичного сокращения волокон миокарда и заканчивается сокращением всех миоцитов желудочков. Сокращение начинается от верхушки. В это время створки предсердно-желудочковых клапанов пассивно всплывают над кровью желудочков, так как они легче крови.
Фаза изометрического сокращения желудочков:
- начинается мощным и синхронным сокращением желудочков и заканчивается моментом поступления крови из правого желудочка в легочной ствол, а из левого в аорту.
- Начало фазы – момент закрытия предсердно-желудочковых клапанов, конец – момент открытия полулунных клапанов аорты и легочного ствола.
- В фазу изометрического сокращения давление в правом желудочке увеличивается от 0 до 15 мм.рт.ст., а в левом – от 5 до 80 мм.рт.ст. Как только давление окажется выше, чем в аорте и легочном стволе, их полулунные клапаны открываются.
- В фазу изометрического сокращения возникает 1 тон сердца.
Фаза изгнания крови из желудочков:
- Начинается с момента открытия полулунных клапанов.
- Во время изгнания кровь из желудочков течет не прямолинейно, а совершает вращательное движения, что обусловлено: особенностью строения внутренней поверхности желудочков; ротацией (поворотом) сердца вокруг своей оси; перистальтическими движениями сердца от верхушки к основанию.
- В фазу изгнания выбрасывается 60% (65-70 мл) объема крови желудочков – фракция выброса.
- Фаза изгнания делиться на 2 подфазы: быстрого изгнания и медленного изгнания.
- В фазу быстрого изгнания в сосуды выбрасывается большее количество крови, в фазу медленного – меньше.
- Фаза быстрого изгнания продолжается 110 мс для правого желудочка и 120 мс – для левого, при этом происходит максимальный подъем давления в легочной артерии с 15 до 33 мм.рт.ст., а в аорте — с 80 до 120 мм.рт.ст.
- После изгнания в каждом желудочке остается около 60 мл крови – конечный систолический объем.
- Перед изгнанием крови каждый из желудочков имел по 125 мл крови – конечный диастолический объем.
Фаза расслабления желудочков (начало диастолы):
Эта фаза является началом диастолы. Диастола необходима для отдыха миокарда, восстановления его энергетических запасов, наполнения желудочков кровью, подготовка их к очередному сокращению. Давление в желудочках резко падает.
Протодиастола:
- В эту фазу в связи с падением давления в желудочках, и повышения давления в аорте и легочной артерии, часть крови из сосудов направляется обратно в желудочки, что приводит к закрытию полулунных клапанов и образованию 2 тона сердца.
Фаза изометрического расслабления желудочков:
- Напряжение миокарда уменьшается без изменения объема желудочков, так как предсердно-желудочковые клапаны еще закрыты.
- Давление в правом желудочке в эту фазу опускается до 5 мм.рт.ст., а в левом желудочке до 10 мм.рт.ст.
Фаза наполнения желудочков:
- Делится на 2 подфазы: быстрого и медленного наполнения.
Фаза быстрого наполнения:
- Начинается с момента открытия предсердно-желудочковых клапанов, чему способствует снижение давление в желудочках (в правом до 0 мм.рт.ст., в левом – до 5 мм.рт.ст.), и наличия более высокого давления в предсердиях.
- Фаза быстрого наполнения продолжается 80 мс.
- В конце фазы быстрого наполнения желудочков может возникнуть 3 тон сердца.
- Быстрому наполнению желудочков способствует: — резкое увеличение объема расслабленных желудочков; — наличие «гидравлического каркаса сердца» в связи с наполнением венечных сосудов в начале расслабления.
Фаза медленного наполнения желудочков:
- Наступает в связи с уменьшение разницы давления между предсердиями и желудочками.
- Давление в правом желудочке возрастает до 3 мм.рт.ст., а в левом до 7 мм.рт.ст.
Пресистола:
- Это часть диастолы с момента сокращения предсердий и изгнания из них дополнительной порции крови, что приводит к повышению давления в желудочках (правом до 5 мм.рт.ст., левом – 10 мм.рт.ст.).
- Объем желудочков в этот период увеличивается до максимального объема – 125 мл.
- В этот период может возникнуть 4 тон сердца.
При завершении диастолы сердца начинается новый сердечный цикл .
Давление крови в артериях зависит от объема выброса (систолического объема) и от сопротивления оттоку крови периферическими сосудами.
В систолу в аорте давление повышается до 110-120 мм.рт.ст. и называется систолическим.
В диастолу давление в аорте снижается до 60-80 мм.рт.ст. и называется диастолическим.
Разница между ними называется пульсовым давлением. В норме оно равно 40 мм.рт.ст.
Движение крови по сосудам имеет пульсирующий характер, во время выброса ее из сердца линейная скорость достигает 50-60 см/с, во время диастолы скорость падает до 0.
В артериолах кровь движется непрерывно, в капиллярах скорость крови равна 0,5 мм/с, в венах – 5-10 см/с.
Венозное кровообращение в сердце.
- Вены обеспечивают возврат крови к сердцу.
- Стенки вен хорошо растяжимы, обычно в венах находится 3-3,5 л крови (общий объем крови участвующей в кровообращении около 4,5л).
- Кровь в венах движется благодаря разности давления в начале венул, где оно равно 15 мм.рт.ст., и в конце полых вен, где давление равно 0 при горизонтальном положении тела.
- Движению крови к сердцу способствуют: присасывающие силы грудной клетки во время вдоха; сокращение скелетных мышц, которые сдавливают вены; пульсовая волна артерий, лежащих вплотную с венами; артериовенозные шунты.
- Ограничению обратному току крови по венам способствуют венозные клапаны.
Сердечный цикл — это сложный и очень важный процесс. Он включает в себя периодические сокращения и расслабления, которые на медицинском языке называются «систола» и «диастола». Самый важный орган человека (сердце), стоящий на втором месте после мозга, в своей работе напоминает насос.
За счет возбуждения, сокращения, проводимости, а также автоматизма он подает кровь к артериям, откуда она идет по венам. Благодаря разному давлению в сосудистой системе этот насос работает без перерывов, поэтому кровь двигается без остановки.
Что это такое
Современная медицина достаточно подробно рассказывает, что такое сердечный цикл. Все начинается с систолической работы предсердий, на которую уходит 0,1 с. Кровь поступает к желудочкам, пока они находятся в стадии расслабления. Что касается створчатых клапанов, то они открываются, а полулунные, наоборот, закрываются.
Ситуация меняется, когда предсердия расслабляются. Сокращаться начинают желудочки, на это уходит 0,3 с.
Когда этот процесс только начинается, все створки сердца остаются в закрытом положении. Физиология сердца такова, что, пока мускулатура желудочков сокращается, создается давление, которое постепенно растет. Данный показатель повышается и там, где находятся предсердия.
Если вспомнить законы физики, то станет понятно, почему кровь стремится перейти из полости, в которой высокое давление, в место, где оно меньше .
На пути встречаются створки, которые не пускают кровь к предсердиям, поэтому она наполняет полости аорты и артерии. Желудочки перестают сокращаться, наступает момент расслабления на 0,4 с. А пока кровь без проблем поступает в желудочки.
Задача сердечного цикла заключается в том, чтобы поддерживать работу основного органа человека на протяжении всей его жизни.
Строгая последовательность фаз сердечного цикла укладывается в 0,8 с. Сердечная пауза занимает 0,4 с. Чтобы восстановить полностью работу сердца, такого интервала вполне достаточно.
Длительность сердечной работы
Согласно медицинским данным, частота сокращений сердца составляет от 60 до 80 за 1 минуту, если человек находится в спокойном состоянии — как физически, так и эмоционально. После активности человека удары сердца учащаются в зависимости от интенсивности нагрузки. По уровню артериального пульса можно определить, сколько происходит сердечных сокращений за 1 мин.
Стенки артерии колеблются, так как на них влияет высокое давление крови в сосудах на фоне систолической работы сердца. Как говорилось выше, продолжительность сердечного цикла составляет не более 0,8 с. Процесс сокращения в области предсердия длится 0,1 с, где желудочки — 0,3 с, оставшееся время (0,4 с) уходит на расслабление сердца.
Таблица показывает точные данные цикла сердечных ударов.
Фазы
Медициной описаны 3 главные фазы, из которых состоит цикл:
- На первой сокращаются предсердия.
- Систолия желудочков.
- Расслабление (пауза) предсердий и желудочков.
Для каждой фазы отведено соответствующее время. Первая занимает 0,1 с, вторая 0,3 с, на последнюю фазу приходится 0,4 с.
На каждом этапе происходят определенные действия, необходимые для правильной работы сердца:
- Первая фаза предусматривает полное расслабление желудочков. Что касается створчатых клапанов, то они открываются. Полулунные створки закрываются.
- Вторая фаза начинается с того, что предсердия расслабляются. Полулунные клапаны открываются, створчатые закрываются.
- Когда же наступает пауза, полулунные клапаны, наоборот, открываются, а створчатые находятся в открытом положении. Некоторая часть венозной крови наполняет область предсердий, а другая собирается в желудочке.
Большое значение имеет именно общая пауза перед тем, как начинается новый цикл сердечной деятельности, особенно когда сердце наполняется кровью из вен . В этот момент давление во всех камерах почти одинаковое за счет того, что атриовентрикулярные створки находятся в открытом состоянии.
В области синоатриального узла наблюдается возбуждение, в результате чего предсердия сокращаются. Когда происходит сокращение, объем желудочков увеличен на 15%. После того как систола заканчивается, давление опускается.
Сердечные сокращения
Для взрослого человека частота сердечных сокращений не выходит за пределы 90 ударов в минуту. У детей сердцебиение чаще. Сердце грудного ребенка выдает 120 ударов в минуту, у детей до 13 лет этот показатель составляет 100. Это общие параметры. У всех значения немного разные — меньше или больше, на них влияют внешние факторы.
Сердце обвито нервными нитями, которые контролируют сердечный цикл и его фазы. Импульс, идущий от головного мозга, в мышце увеличивается в результате серьезного стрессового состояния или после физических нагрузок. Это могут быть любые другие изменения нормального состояния человека под воздействием внешних факторов.
Самую важную роль в работе сердца играет его физиология, а точнее, связанные с ней изменения. Если, например, меняется состав крови, количество углекислого газа, происходит снижение уровня кислорода, то это приводит к сильнейшему толчку сердца. Усиливается процесс его стимуляции. Если изменения физиологии затронули сосуды, тогда сердечный ритм, наоборот, снижается.
Деятельность сердечной мышцы определяется различными факторами. То же касается и фаз сердечной деятельности. Среди таких факторов — центральная нервная система.
Например, повышенные показатели температуры тела способствуют ускоренному ритму сердца, низкие же, наоборот, замедляют работу системы. Гормоны также влияют на сердечные сокращения. Вместе с кровью они поступают к сердцу, тем самым увеличивая частоту ударов.
В медицине сердечный цикл считается достаточно сложным процессом. На него воздействуют многочисленные факторы, какие-то прямо, другие косвенно. Но сообща все эти факторы помогают правильно работать сердцу.
Структура сердечных сокращений не менее важна для человеческого организма. Она поддерживает его жизнедеятельность. Такой орган, как сердце, сложно устроен. Он имеет генератор электрических импульсов, определенную физиологию, контролирует частоту ударов. Именно поэтому он работает на протяжении всей жизни организма.
Оказать влияние на него могут только 3 основных фактора:
- жизнедеятельность человека;
- наследственная предрасположенность;
- экологическое состояние окружающей среды.
Под контролем сердца находятся многочисленные процессы организма, особенно это касается обменных . За считаные секунды он может показать нарушения, несоответствия установленной норме. Именно поэтому люди должны знать, что такое сердечный цикл, из каких фаз состоит он, какая у них продолжительность, а также физиология.
Можно определить возможные нарушения, оценивая работу сердца. И при первых же признаках сбоев обратиться к специалисту.
Фазы сердечных сокращений
Как уже упоминалось, длительность сердечного цикла составляет 0,8 с. Период напряжения предусматривает 2 основные фазы сердечного цикла:
- Когда происходят асинхронные сокращения. Период сердечных ударов, который сопровождается систолической и диастолической работой желудочков. Что касается давления в желудочках, то оно остается практически прежним.
- Изометрические (изоволюмические) сокращения — вторая фаза, которая начинается через некоторое время после асинхронных сокращений. На данном этапе давление в желудочках достигает того параметра, при котором происходит закрытие атриовентрикулярных клапанов. Но этого недостаточно для того, чтобы открылись полулунные створки.
Показатели давления растут, таким образом, полулунные створки открываются. Это способствует тому, что кровь начинает выходить из сердца. На весь процесс уходит 0,25 с. И у него есть фазовая структура, состоящая из циклов.
- Быстрое изгнание. На этом этапе давление растет и достигает максимальных значений.
- Медленное изгнание. Период, когда параметры давления понижаются. После того как сокращения закончатся, давление быстро спадет.
После того как систолическая деятельность желудочков закончится, наступает период диастолической работы. Изометрическое расслабление. Оно длится, пока давление не повысится до оптимальных параметров в области предсердия.
В это же время открываются атриовентрикулярные створки. Желудочки наполняются кровью. Происходит переход в фазу быстрого наполнения. Кровообращение осуществляется за счет того, что в предсердиях и желудочках наблюдаются разные параметры давления.
В других камерах сердца давление продолжает падать. После диастолы наступает фаза медленного наполнения, длительность которой составляет 0,2 с. Во время этого процесса предсердия и желудочки непрерывно наполняются кровью. При анализе сердечной деятельности можно определить, сколько длится цикл.
На диастолическую и систолическую работу уходит практически одинаковое время. Поэтому половину своей жизни человеческое сердце трудится, а вторую половину отдыхает. Общее время длительности составляет 0,9 с, но из-за того, что процессы накладываются друг на друга, это время составляет 0,8 с.
Подробности
Сердце выполняет функцию насоса. Предсердия
- емкости, принимающие кровь, которая непрерывно притекает к сердцу; в них расположены важные рефлексогенные зоны, где расположены волюморецепторы (для оценки объема притекающей крови), осморецепторы (для оценки осмотического давления крови) и др.; кроме того, они выполняют эндокринную функцию (секреция в кровь предсердного натрийуретического гормона и других предсердных пептидов); также характерна насосная функция.
Желудочки
выполняют, главным образом, насосную функцию.
Клапаны
сердца и крупных сосудов: атрио-вентрикулярные створчатые клапаны (левый и правый) между предсердиями и желудочками; полулунные
клапаны аорты и легочной артерии.
Клапаны препятствуют обратному току крови. Для этой же цели у места впадения полых и легочных вен в предсердия имеются мышечные сфинктеры.
ЦИКЛ СЕРДЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ.
Электрические, механические, биохимические процессы, которые происходят во время одного полного сокращения (систола) и расслабления (диастола) сердца называются циклом сердечной деятельности. Цикл состоит из 3-х основных фаз:
(1) систола предсердий (0.1 сек),
(2) систола желудочков (0.3 сек),
(3) общая пауза или общая диастола сердца (0.4 сек).
Общая диастола сердца: предсердия расслаблены, желудочки расслаблены. Давление = 0. Клапаны: атриовентрикулярные открыты, полулунные закрыты. Происходит наполнение желудочков кровью, объем крови в желудочках увеличивается на 70%.
Систола предсердий: давление крови 5-7 мм рт.ст. Клапаны: атриовентрикулярные открыты, полулунные закрыты. Происходит дополнительное наполнение желудочков кровью, объем крови в желудочках увеличивается на 30%.
Систола желудочков состоит из 2-х периодов: (1) период напряжения и (2) период изгнания.
Систола желудочков:
Непосредственно систола желудочков
1) период напряжения
- фаза асинхронного сокращения
- фаза изометрического сокращения
2) период изгнания
- фаза быстрого изгнания
- фаза медленного изгнания
Фаза асинхронного сокращения
: возбуждение распространяется по миокарду желудочков. Отдельные мышечные волокна начинают сокращаться. Давление в желудочках около 0.
Фаза изометрического сокращения : сокращаются все волокна миокарда желудочков. Давление в желудочках увеличивается. Закрываются атриоветрикулярные клапаны (т.к.давление в желудочках становится больше, чем в предскрдиях). Полулунные клапаны еще закрыты (т.к.давление в желудочках пока еще меньше, чем в аорте и легочной артерии). Объем крови в желудочках не меняется (в это время нет ни притока крови из предсердий, ни оттока крови в сосуды). Изометрический режим сокращения (длина мышечных волокон не меняется, напряжение растет).
Период изгнания : продолжают сокращаться все волокна миокарда желудочков. Давление крови в желудочках становится больше, чем диастолическое давление в аорте (70 мм Hg) и легочной артерии (15 мм Hg). Полулунные клапаны открываются. Кровь поступает из левого желудочка в аорту, из правого желудочка - в легочную артерию. Изотонический режим сокращения (мышечные волокна укорачиваются, их напряжение не меняется). Давление растет до 120 мм Hg в аорте и до 30 мм Hg в легочной артерии.
ДИАСТОЛИЧЕСКИЕ ФАЗЫ ЖЕЛУДОЧКОВ.
ДИАСТОЛА ЖЕЛУДОЧКОВ
- фаза изометрического расслабления
- фаза быстрого пассивного наполнения
- фаза медленного пассивного наполнения
- фаза быстрого активного наполнения (за счет систолы предсердий)
Электрическая активность в разные фазы сердечного цика.
Левое предсердие: Зубец P =>систола предсердий (волна а) =>дополн.наполнение желудочков (играет сущ.роль только при возр.физ.нагрузке) =>предсерд.диастола =>приток вен.крови из лег.вен в лев.atrium =>атриальн.давления (волна v) =>волна с (Р за счет закрытия митр.клапана – в сторону предсердия).
Левый желудочек: QRS =>желуд.систола =>жел.давление >атриальное Р =>закрытие митр.клапана. Аорт.клапан все еще закрыт =>изоволюметрич.сокращение =>желуд.Р >аортальн.Р (80 мм Hg) =>открытие аорт.клапана =>выброс крови, уменьшение V желудочка =>инерционн.ток крови через клапан =>↓Р в аорте
и желудочке.
Желудочковая диастола. Р в желуд. <Р в предсерд. =>открытие митр.клапана =>пассивное наполнение желудочков еще до систолы предсердий.
КДО = 135 мл (когда открывается аортальнвй клапан)
КСО = 65 мл (когда открывается митральный клапан)
УО = КДО – КСО = 70 мл
ФВ = УО/КДО = в норме 40-50%
