Човешкото сърце работи като помпа. Благодарение на свойствата на миокарда (възбудимост, способност за свиване, проводимост, автоматизъм), той е в състояние да принуди кръвта в артериите, която влиза в нея от вените. Той се движи без спиране поради факта, че в края на съдовата система (артериална и венозна) се формира разлика в налягането (0 mm Hg в главните вени и 140 mm в аортата).
Работата на сърцето се състои от сърдечни цикли - непрекъснато редуващи се периоди на свиване и релаксация, които се наричат съответно систола и диастола.
продължителност
Както показва таблицата, сърдечният цикъл продължава приблизително 0, 8 секунди, ако приемем, че средната честота на контракции е от 60 до 80 удара в минута. Предсърдната систола отнема 0,1 s, камерната систола - 0,3 s, общата диастола на сърцето - цялото оставащо време, равно на 0,4 s.
Фазова структура
Цикълът започва с предсърдна систола, която отнема 0,1 секунди. Диастолата им продължава 0.7 секунди. Свиването на камерите продължава 0.3 секунди, релаксацията им е 0.5 секунди. Общата релаксация на сърдечните камери се нарича обща пауза и в този случай отнема 0,4 секунди. Следователно, има три фази на сърдечния цикъл:
- предсърдна систола - 0.1 сек.
- камерна систола - 0.3 секунди;
- диастола на сърцето (обща пауза) - 0.4 сек.
Обща пауза, предшестваща началото на нов цикъл, е много важна за пълнене на сърцето с кръв.
Преди началото на систола миокардът е в отпуснато състояние и камерите на сърцето са пълни с кръв, която идва от вените.
Налягането във всички камери е почти същото, тъй като атриовентрикуларните клапани са отворени. Възбуждането се случва в синоатриалния възел, което води до намаляване на предсърдията, поради разликата в налягането по време на систола, обемът на камерите се увеличава с 15%. Когато предсърдната систола свърши, налягането в тях намалява.
Предсърдна систола (контракция)
Преди началото на систола кръвта се премества в предсърдията и те последователно се пълнят с нея. Част от нея остава в тези камери, а останалата част отива в камерите и ги вкарва през атриовентрикуларни отвори, които не са затворени от клапаните.
В този момент започва предсърдната систола. Стените на камерите са обтегнати, тонът им нараства, налягането в тях се увеличава с 5-8 mm Hg. колона. Просветът на вените, които носят кръв, е блокиран от пръстеновидни миокардни снопчета. Стените на вентрикулите са отпуснати по това време, техните кухини са разширени и кръвта от предсърдията бързо се втурва там без затруднения чрез атриовентрикуларни отвори. Продължителност на фазата - 0.1 секунди. Систола е наслоена в края на вентрикуларната диастолна фаза. Мускулният слой на предсърдието е доста тънък, тъй като не се нуждае от много сила, за да запълни кръвта на съседните камери.
Систола (контракция) на вентрикулите
Това е следващата, втора фаза на сърдечния цикъл и започва с напрежението на мускулите на сърцето. Фазата на напрежението продължава 0.08 секунди и на свой ред се разделя на две фази:
- Асинхронно напрежение - продължителност 0.05 сек. Започва възбуждане на стените на вентрикулите, техният тон се увеличава.
- Изометрична контракция - продължителност 0.03 сек. Налягането в клетките се увеличава и достига значими стойности.
Свободните клапани на атриовентрикуларните клапи, плаващи в камерите, започват да се изтласкват в предсърдията, но те не могат да стигнат до там заради напрежението на папиларните мускули, които затягат нишките на сухожилията, които държат клапаните и ги предпазват от навлизане в предсърдията. В момента, когато клапаните се затворят и комуникацията между сърдечните камери спира, фазата на напрежението приключва.
Веднага щом напрежението достигне своя максимум, започва периодът на камерна контракция, който продължава 0.25 секунди. Систолата на тези камери се появява точно по това време. Около 0.13 сек. Фазата на бързо експулсиране продължава - освобождаването на кръв в лумена на аортата и белодробния ствол, по време на което клапаните са в непосредствена близост до стените. Това е възможно благодарение на повишеното налягане (до 200 мм Hg в ляво и до 60 в дясно). Останалата част от времето пада върху фазата на бавното изтласкване: кръвта се освобождава при по-малък натиск и с по-бавна скорост, предсърдията се отпускат и кръвта започва да тече от вените. Вентрикуларната систола е наложена върху предсърдната диастола.
Общо време за пауза
Диастолата на камерите започва, а стените им започват да се отпускат. Тя продължава 0,45 сек. Периодът на релаксация на тези камери се наслагва върху продължаващата предсърдна диастола, така че тези фази се комбинират и се наричат обща пауза. Какво се случва по това време? Вентрикула, който се е свил, изтласквал кръв от кухината му и се отпуснал. Тя образува разредено пространство с налягане, близко до нула. Кръвта има склонност да се върне, но полулуновите клапани на белодробната артерия и аортата, затварящи се, не позволяват това. Тогава тя отива над корабите. Фазата, която започва с релаксацията на вентрикулите и завършва с припокриване на лумена на съдовете с полулунни клапани, се нарича протодиастолна и продължава 0,04 секунди.
След това започва фазата на изометричната релаксация с продължителност 0,08 s. Трикуспидалните и митралните клапани са затворени и не позволяват на кръвта да се влива в камерите. Но когато налягането в тях стане по-ниско, отколкото в предсърдията, атриовентрикуларните клапани се отварят. През това време кръвта запълва предсърдията и сега свободно попада в други клетки. Това е фаза на бързо запълване с продължителност 0, 08 секунди. В рамките на 0.17 секунди продължава бавната фаза на пълнене, по време на която кръвта продължава да тече в предсърдията, а малка част от нея преминава през атриовентрикуларните отвори в камерите. По време на последната диастола те получават кръв от предсърдието по време на систолата. Това е пресистоличната фаза на диастола, която продължава 0,1 секунди. Това завършва цикъла и започва отново.
Звуци от сърцето
Сърцето прави характерен звук като чук. Всеки ритъм се състои от два основни тона. Първият е резултат от камерна контракция, или по-точно, затръшване на клапаните, които при напрежение на миокарда блокират атриовентрикуларните отвори, така че кръвта не може да се върне в предсърдията. Характерният звук се получава, когато свободните им ръбове са затворени. В допълнение към клапаните, миокарда, стените на белодробния ствол и аортата, сухожилните влакна участват в създаването на инсулта.
По време на вентрикуларната диастола се образува втори тон. Това е резултат от работата на полулуновите клапани, които не позволяват на кръвта да се върне, блокирайки пътя. Чува се чук, когато те се обединят в лумена на съдовете с техните ръбове.
В допълнение към основните тонове, има още две - третата и четвъртата. Първите две могат да бъдат чути с фонендоскоп, а другите две могат да бъдат регистрирани само от специално устройство.
заключение
Обобщавайки фазовия анализ на сърдечната дейност, можем да кажем, че систоличната работа отнема приблизително същото време (0,43 сек.) Като диастолична (0,47 сек.), Т.е. сърцето работи половината от живота си, половината почивки и общото време на цикъла. е 0.9 секунди.
Когато се изчислява общото време на цикъла, трябва да се помни, че фазите му се припокриват, така че това време не се взема предвид, а резултатът е, че сърдечният цикъл не продължава 0.9 секунди, а 0.8.
Човешката физиология: периоди и фази на сърдечния цикъл
Сърдечният цикъл е времето, през което се случва една систола и една диастола на предсърдията и камерите. Последователността и продължителността на сърдечния цикъл са важни показатели за нормалното функциониране на сърдечната проводимост и мускулната система. Определянето на последователността на фазите на сърдечния цикъл е възможно при едновременно графично записване на променливо налягане в кухините на сърцето, началните сегменти на аортата и белодробния ствол, сърдечните тонове - фонокардиограми.
Сърдечният цикъл включва една систола (контракция) и диастола (релаксация) на сърдечните камери. Систола и диастола, от своя страна, са разделени на периоди, включително фази. Това разделение отразява последователните промени в сърцето.
Според нормите, приети във физиологията, средната продължителност на един сърдечен цикъл при сърдечен ритъм от 75 удара в минута е 0,8 секунди. Сърдечният цикъл произхожда от момента на предсърдната контракция. Налягането в техните кухини в този момент е 5 mmHg. Систола продължава 0,1 s.
Атриите започват да се свиват в устата на кухите вени, в резултат на което се свиват. По тази причина кръвта по време на предсърдната систола може да се движи изключително в посока от предсърдията към вентрикулите.
Това е последвано от свиване на вентрикулите, което отнема 0.33 секунди. Тя включва периоди от:
Диастолата се състои от периоди:
- изометрична релаксация (0.08 s);
- пълнене с кръв (0,25 s);
- пресистоличен (0,1 s).
Периодът на напрежението, продължаващ 0.08 s, се разделя на 2 фази: асинхронен (0.05 s) и изометрично свиване (0.03 s).
Във фазата на асинхронното свиване на миокардните влакна последователно участват в процеса на възбуждане и свиване. Във фазата на изометричната контракция всички миокардни влакна са обтегнати, в резултат на което налягането в камерите надвишава налягането в предсърдията и срутването на атриовентрикуларните клапани, което съответства на I сърдечния тонус. Напрежението на миокардните влакна се увеличава, налягането в камерите се повишава рязко (до 80 mm Hg в ляво, до 20 mm в дясно) и значително надвишава налягането в началните сегменти на аортата и белодробния ствол. Клапите на техните клапани се отварят и в тези съдове бързо се инжектира кръв от кухината на вентрикулите.
Следва период на изгнание с продължителност 0.25 сек. Той включва фазите на бързото (0.12 s) и бавното (0.13 s) експулсиране. Налягането в камерните кухини през този период достига максимални стойности (120 mmHg в лявата камера, 25 mmHg - в дясно). В края на фазата на експулсията, камерите започват да се отпускат, започва диастолата (0.47 s). Интравентрикуларното налягане намалява и става много по-ниско от налягането в началните сегменти на аортата и белодробния ствол, в резултат на което кръвта от тези съдове се втурва обратно в камерите по градиента на налягането. Полулунните клапани се затлачват и се записва втори сърдечен тонус. Периодът от началото на релаксацията до затварянето на клапаните се нарича протодиастоличен (0.04 секунди).
Сърдечен цикъл. Систола и предсърдна диастола
Сърдечен цикъл и неговият анализ
Сърдечният цикъл е систола и диастола на сърцето, периодично повтаряни в строга последователност, т.е. период, включително една контракция и една релаксация на предсърдията и вентрикулите.
В цикличното функциониране на сърцето се разграничават две фази: систола (контракция) и диастола (релаксация). По време на систола, кухините на сърцето се освобождават от кръвта, а по време на диастолата те се пълнят с кръв. Периодът, който включва една систола и една диастола на предсърдията и камерите и общата пауза след тях, се нарича цикъл на сърдечна дейност.
Предсърдната систола при животни продължава 0,1–0,16 s, а камерната систола - 0,5–0,56 s. Общата сърдечна пауза (едновременна предсърдна и вентрикуларна диастола) продължава 0.4 s. През този период сърцето почива. Целият сърдечен цикъл продължава 0.8 - 0.86 сек.
Предсърдната функция е по-малко сложна от камерната функция. Предсърдната систола осигурява притока на кръв към вентрикулите и продължава 0,1 s. След това атрията преминава в диастолната фаза, която продължава 0.7 s. По време на диастола, предсърдията са пълни с кръв.
Продължителността на различните фази на сърдечния цикъл зависи от сърдечната честота. При по-честото сърцебиене продължителността на всяка фаза, особено диастола, намалява.
Фаза на сърдечния цикъл
Под сърдечния цикъл разбираме периода, обхващащ една контракция - систола и една релаксация - предсърдна и вентрикуларна диастола - обща пауза. Общата продължителност на сърдечния цикъл при сърдечен ритъм от 75 уд / мин е 0,8 s.
Свиване на сърцето започва с предсърдна систола, която продължава 0.1 s. Налягането в предсърдията се повишава до 5-8 mm Hg. Чл. Предсърдната систола се заменя с камерна систола с продължителност 0,33 s. Вентрикуларната систола е разделена на няколко периода и фази (фиг. 1).
Фиг. 1. Фаза на сърдечния цикъл
Периодът на напрежението е 0,08 s и се състои от две фази:
- фазата на асинхронното свиване на вентрикуларния миокард продължава 0,05 s. По време на тази фаза процесът на възбуждане и процесът на свиване след него се разпространяват през вентрикуларния миокард. Налягането в камерите все още е близо до нула. До края на фазата контракцията обхваща всички влакна на миокарда и налягането в камерите започва да нараства бързо.
- фаза на изометрична контракция (0.03 s) - започва със затлъстяване на вентрикуларно-вентрикуларните клапани. Когато това се случи, аз, или систоличен, сърдечен тонус. Преместването на клапаните и кръвта по посока на предсърдието води до повишаване на налягането в предсърдията. Налягането в камерите се увеличава бързо: до 70-80 mm Hg. Чл. в ляво и до 15-20 mm Hg. Чл. вдясно.
Суинг и полулунни клапани са все още затворени, обемът на кръвта в камерите остава постоянен. Поради факта, че флуидът е практически несвиваем, дължината на миокардните влакна не се променя, а само стресът се увеличава. Бързо повишаване на кръвното налягане в камерите. Лявата камера бързо става кръгла и със сила удари вътрешната повърхност на гръдната стена. В петото междуребрено пространство, на 1 cm вляво от средночелузната линия, в този момент се определя апикалният импулс.
До края на стресовия период бързо нарастващото налягане в лявата и дясната камера става по-високо от налягането в аортата и белодробната артерия. Кръвта от вентрикулите се втурва в тези съдове.
Периодът на изтласкване на кръвта от камерите продължава 0.25 s и се състои от фаза на бързо (0.12 s) и фаза на бавно изтласкване (0.13 s). В същото време налягането в камерите се увеличава: от ляво до 120-130 mm Hg. Чл., И отдясно до 25 мм Hg. Чл. В края на бавната фаза на изхвърляне, камерната миокард започва да се отпуска, започва диастолата (0.47 s). Налягането в камерни капки, кръвта от аортата и белодробната артерия се втурват обратно в кухината на вентрикулите и „запечатват” полулуновите клапани, а II, или диастоличен, сърдечен тонус възниква.
Времето от началото на вентрикуларната релаксация до затварянето на полулуновите клапани се нарича протодиастоличен период (0.04 s). След затръшването на полулунните клапани, налягането в камерите намалява. По това време листните клапани са все още затворени, обемът на кръвта, оставащ в камерите и следователно дължината на миокардните влакна, не се променя, затова този период се нарича период на изометрична релаксация (0,08 s). До края на налягането му в камерите става по-ниско, отколкото в предсърдията, предсърдните вентрикуларни клапи се отварят и кръвта от предсърдията навлиза в камерите. Започва периодът на пълнене на камерите с кръв, който продължава 0.25 s и се разделя на фази на бързо (0.08 s) и бавно (0.17 s) пълнене.
Колебанията на стените на вентрикулите, дължащи се на бързия поток на кръв към тях, причиняват появата на третия сърдечен тонус. В края на фазата на бавно напълване настъпва предсърдна систола. Атриите инжектират допълнително количество кръв в вентрикулите (пресистоличен период, равен на 0.1 s), след което започва нов цикъл на камерната активност.
Осцилацията на стените на сърцето, причинена от свиването на предсърдията и допълнителния поток на кръвта към вентрикулите, води до появата на четвъртия сърдечен тонус.
При обичайното слушане на сърцето силно се чуват силни I и II тонове, а тихи III и IV тонове се откриват само с графичен запис на сърдечни тонове.
При хората броят на сърдечните удари в минута може да варира значително и зависи от различни външни влияния. Когато извършвате физическа работа или атлетичен товар, сърцето може да бъде намалено до 200 пъти в минута. Продължителността на един сърдечен цикъл ще бъде 0,3 s. Увеличаването на броя на сърдечните удари се нарича тахикардия, докато сърдечният цикъл се намалява. По време на сън броят на сърдечните удари се намалява до 60-40 удара в минута. В този случай продължителността на един цикъл е 1,5 сек. Намаляването на броя на сърдечните удари се нарича брадикардия, а сърдечният цикъл се увеличава.
Структура на сърдечния цикъл
Сърдечните цикли следват с честота, зададена от пейсмейкъра. Продължителността на един сърдечен цикъл зависи от честотата на контракциите на сърцето и, например, при честота от 75 удара / мин, тя е 0.8 s. Общата структура на сърдечния цикъл може да бъде представена като диаграма (фиг. 2).
Както може да се види от фиг. 1, когато продължителността на сърдечния цикъл е 0.8 s (честотата на контракциите е 75 уд / мин), предсърдията са в систолно състояние от 0.1 s и в състояние на диастола 0.7 s.
Систола е фазата на сърдечния цикъл, включително свиването на миокарда и изхвърлянето на кръв от сърцето в съдовата система.
Диастолът е фазата на сърдечния цикъл, която включва релаксация на миокарда и запълване на кухините на сърцето с кръв.
Фиг. 2. Диаграма на общата структура на сърдечния цикъл. Тъмните квадрати показват предсърдна и вентрикуларна систола, ярка - тяхната диастола
Вентрикулите са в систолно състояние за около 0.3 s и в диастолно състояние за около 0.5 s. В същото време в състоянието на диастола, предсърдията и вентрикулите са около 0.4 s (обща диастола на сърцето). Систола и диастола на вентрикулите са разделени на периоди и фази на сърдечния цикъл (Таблица 1).
Таблица 1. Периоди и фази на сърдечния цикъл
Вентрикуларна систола 0.33 s
Период на напрежение - 0.08 с
Асинхронна редукционна фаза - 0.05 s
Изометрична редукционна фаза - 0.03 s
Период на изгнание 0.25 s
Фаза на бързо изхвърляне - 0.12 s
Бавна фаза на изхвърляне - 0.13 s
Диастолни вентрикули 0.47 с
Период на релаксация - 0.12 s
Протодиастолен интервал - 0.04 s
Изометрична фаза на релаксация - 0.08 s
Период на пълнене - 0.25 s
Бърза фаза на пълнене - 0.08 s
Бавна фаза на напълване - 0.17 s
Фазата на асинхронната контракция е началният стадий на систола, в която вълната на възбуждане се разпространява през вентрикуларния миокард, но няма едновременно намаляване на кардиомиоцитите и вентрикуларното налягане варира от 6-8 до 9-10 mm Hg. Чл.
Изометричната фаза на свиване е систолна фаза, при която атриовентрикуларните клапани се затварят и налягането в камерите бързо се повишава до 10-15 mm Hg. Чл. в дясно и до 70-80 mm Hg. Чл. вляво.
Фазата на бързо изгонване е стадия на систола, при която има повишаване на налягането в камерите до максимални стойности от 20–25 mm Hg. Чл. в дясно и 120-130 mm Hg. Чл. в лявата и кръвта (около 70% от систоличното изтласкване) навлиза в съдовата система.
Бавната фаза на изхвърляне е фазата на систола, в която кръвта (останалите 30% систоличен скок) продължава да се влива в съдовата система с по-бавна скорост. Налягането постепенно намалява в лявата камера от 120-130 до 80-90 mm Hg. Чл., В дясно - от 20-25 до 15-20 мм Hg. Чл.
Протодиастоличен период - преходът от систола към диастола, при който вентрикулите започват да се отпускат. Налягането намалява в лявата камера до 60-70 mm Hg. Чл., В природата - до 5-10 мм. Чл. Поради по-голямото налягане в аортата и белодробната артерия, полулуновите клапани се затварят.
Периодът на изометрична релаксация е етапът на диастола, при който кухините на вентрикулите са изолирани чрез затворени атриовентрикуларни и полулунни клапани, те се отпускат изометрично, налягането достига до 0 mm Hg. Чл.
Фазата на бързо пълнене е диастолната фаза, при която атриовентрикуларните клапани се отварят и кръвта се втурва в камерите с висока скорост.
Бавната фаза на пълнене е диастолната фаза, в която кръвта бавно навлиза в предсърдията през кухите вени и през отворените атриовентрикуларни клапи в камерите. В края на тази фаза камерите са напълнени 75% с кръв.
Пресистоличен период - стадия на диастола, съвпадаща с предсърдната систола.
Предсърдната систола - контракция на предсърдната мускулатура, при която налягането в дясното предсърдие се повишава до 3-8 mm Hg. Чл., В ляво - до 8-15 мм. Чл. и около 25% от диастоличния кръвен обем (15-20 ml всеки) отива във всяка от камерите.
Таблица 2. Характеристики на фазите на сърдечния цикъл
Свиването на миокарда на предсърдията и вентрикулите започва след тяхното възбуждане, и тъй като пейсмейкърът се намира в десния атриум, неговият потенциал за действие първоначално се простира до миокарда на дясното и след това лявото предсърдие. Следователно, миокардът на дясното предсърдие е отговорен за възбуждането и свиването малко по-рано от миокарда на лявото предсърдие. При нормални условия сърдечният цикъл започва с предсърдна систола, която продължава 0.1 s. Неедновременното покритие на възбуждането на миокарда на дясното и лявото предсърдие се отразява от образуването на В-вълната върху ЕКГ (фиг. 3).
Дори преди предсърдната систола, AV клапите са отворени и предсърдните и вентрикуларните кухини вече са до голяма степен пълни с кръв. Степента на разтягане на тънките стени на предсърдния миокард от кръвта е важна за стимулиране на механорецепторите и производството на предсърден натриуретичен пептид.
Фиг. 3. Промени в работата на сърцето в различни периоди и фази на сърдечния цикъл
По време на предсърдната систола, налягането в лявото предсърдие може да достигне 10–12 mm Hg. Чл., А в дясно - до 4-8 мм. Чл. Atria допълнително запълва вентрикулите с кръвен обем, който е около 5–15% от обема в покой в покойните вентрикули. Обемът на кръвта, постъпващ в камерите в предсърдната систола, по време на тренировка може да се увеличи и да бъде 25-40%. Обемът на допълнителното пълнене може да се увеличи до 40% или повече при хора над 50 години.
Потокът от кръв под налягане от предсърдието допринася за разтягането на вентрикуларния миокард и създава условия за тяхното по-ефективно последващо намаляване. Ето защо, атриите играят ролята на един вид усилвателна контрактилна способност на вентрикулите. Ако тази атриална функция е нарушена (например при предсърдно мъждене), ефективността на вентрикулите намалява, развива се функционалните им резерви и се ускорява преминаването към недостатъчност на миокардната контрактилна функция.
По време на предсърдната систола се записва a-вълна на кривата на венозния пулс, за някои хора може да се запише 4-тия сърдечен тонус, когато се записва фонокардиограма.
Обемът на кръвта, която е след предсърдна систола в камерната кухина (в края на диастолата), се нарича крайна диастолия.Тя се състои от обема на кръвта, останала в камерата след предишната систола (разбира се, систоличния обем), обема на кръвта, която напълни камерната кухина по време на t диастола към предсърдната систола и допълнителен кръвен обем, който е влязъл в камерата в предсърдната систола. Стойността на крайния диастоличен кръвен обем зависи от размера на сърцето, обема на кръвта, изтекъл от вените и редица други фактори. При здрави млади хора в покой, тя може да бъде около 130-150 мл (в зависимост от възрастта, пола и телесното тегло може да варира от 90 до 150 мл). Този кръвен обем леко увеличава налягането в кухината на вентрикулите, което по време на предсърдната систола става равно на налягането в тях и може да варира в лявата камера в рамките на 10-12 mm Hg. Чл., А в дясно - 4-8 мм. Чл.
За период от време 0.12-0.2 s, съответстващ на PQ интервала на ЕКГ, потенциалът за действие от SA възел се простира до апикалната област на вентрикулите, в миокарда, от който започва процесът на възбуждане, бързо се разпространява от върха към основата на сърцето и от повърхността на ендокарда. да епикардира. След възбуждането започва свиване на миокарда или камерна систола, продължителността на която също зависи от честотата на контракциите на сърцето. В условия на покой е около 0,3 s. Вентрикуларната систола се състои от периоди на напрежение (0,08 s) и изхвърляне (0,25 s) кръв.
Систола и диастола на двете вентрикули се извършват почти едновременно, но се срещат в различни хемодинамични условия. По-нататъшно, по-подробно описание на събитията, настъпващи по време на систола, ще бъде разгледано на примера на лявата камера. За сравнение, някои данни са дадени за дясната камера.
Периодът на напрежение на камерите се разделя на фази на асинхронно (0.05 s) и изометрично (0.03 s) свиване. Краткосрочната фаза на асинхронна контракция в началото на камерната систола е следствие от неедновременността на покритие на възбуждане и свиване на различни участъци от миокарда. Възбуждането (съответстващо на Q вълна на ЕКГ) и контракцията на миокарда възниква първоначално в областта на папиларните мускули, апикалната част на междинната жлеза и върха на вентрикулите и по време на около 0.03 s се простира до останалия миокард. Това съвпада с регистрацията на ЕКГ на вълната Q и възходящата част на R вълната към нейния връх (виж фиг. 3).
Върхът на сърцето се свива преди основата му, така че апикалната част на вентрикулите се издърпва към основата и избутва кръвта в същата посока. Областите на миокарда на вентрикулите, които не са възбудени от възбуждане, могат да се разтеглят в този момент, така че обемът на сърцето остава почти непроменен, налягането на кръвта в камерите не се променя значително и остава по-ниско от налягането на кръвта в големите съдове над трикуспидалните клапани. Кръвното налягане в аортата и други артериални съдове продължава да пада, приближавайки се до стойността на минималното, диастоличното налягане. Засега обаче трикуспидалните съдови клапани остават затворени.
Атриите отпускат по това време и кръвното налягане в тях намалява: за лявото предсърдие средно от 10 mm Hg. Чл. (пресистолично) до 4 mm Hg. Чл. Към края на асинхронната фаза на свиване на лявата камера, кръвното налягане в него се повишава до 9-10 mm Hg. Чл. Кръвта, която е под натиск от свиващата апикална част на миокарда, вдига клапата на AV клапите, те се затварят заедно, заемайки позиция близо до хоризонталата. В това положение клапите се държат от нишки на сухожилията на папиларните мускули. Съкращаването на размера на сърцето от върха му до основата, което, поради инвариантността на размера на нишките на сухожилията, може да доведе до инверсия на клапните краища в предсърдията, се компенсира от свиването на папиларните мускули на сърцето.
При затваряне на атриовентрикуларните клапи се чува първият систоличен сърдечен тонус, завършва асинхронната фаза и започва изометричната фаза на свиване, която също се нарича изоволуметрична (изоволумична) фаза на свиване. Продължителността на тази фаза е около 0,03 s, нейното изпълнение съвпада с времевия интервал, в който се записват низходящата част на R-вълната и началото на S-вълната върху ЕКГ (виж фиг. 3).
От момента, в който AV клапаните са затворени, при нормални условия кухината на двете вентрикули става херметична. Кръвта, подобно на всяка друга течност, е некомпресивна, така че свиването на миокардните влакна става при тяхната постоянна дължина или в изометричен режим. Обемът на вентрикуларните кухини остава постоянен и свиването на миокарда става в изоволумичен режим. Увеличаването на напрежението и силата на миокардната контракция при такива условия се превръща в бързо повишаващо се кръвно налягане в кухините на вентрикулите. Под въздействието на кръвното налягане върху областта на AV-септума се появява кратък преход към предсърдията, който се предава на входящата венозна кръв и се отразява от появата на c-вълна върху кривата на венозния пулс. За кратък период от време - около 0.04 s, кръвното налягане в лявата вентрикуларна кухина достига стойност, сравнима с нейната стойност в тази точка на аортата, която намалява до минимално ниво от 70-80 mm Hg. Чл. Кръвното налягане в дясната камера достига 15-20 mm Hg. Чл.
Превишението на кръвното налягане в лявата камера над стойността на диастоличното кръвно налягане в аортата се съпътства от отваряне на аортните клапани и промяната в периода на миокардно напрежение с периода на изтласкване на кръвта. Причината за отварянето на полулуновите клапани на кръвоносните съдове е градиентът на кръвното налягане и джобната характеристика на тяхната структура. Вентилите на клапаните се притискат към стените на кръвоносните съдове чрез изтичане на кръв в тях от камерите.
Периодът на изгнание в кръвта продължава около 0.25 сек. И се разделя на фази на бързо изхвърляне (0.12 сек.) И бавно изхвърляне на кръвта (0.13 сек.). През този период AV-клапаните остават затворени, полулуновите клапани остават отворени. Бързото изхвърляне на кръв в началото на периода се дължи на няколко причини. От началото на възбуждането на кардиомиоцитите са необходими около 0.1 s, а потенциалът за действие е в платовата фаза. Калцият продължава да се влива в клетката през отворените бавни калциеви канали. Така високото напрежение на влакната на миокарда, което вече беше в началото на изхвърлянето, продължава да нараства. Миокардът продължава да компресира намаляващия обем кръв с по-голяма сила, което е съпроводено с по-нататъшно повишаване на налягането в камерната кухина. Градиентът на кръвното налягане между кухината на камерата и аортата се увеличава и кръвта започва да се изхвърля с голяма скорост в аортата. Във фазата на бързото изхвърляне, повече от половината от ударния обем на кръвта, изхвърлена от камерата през целия период на експулсиране (около 70 ml), се освобождава в аортата. До края на фазата на бързото изхвърляне на кръвта, налягането в лявата камера и в аортата достига своя максимум - около 120 mm Hg. Чл. при млади хора в покой, и в белодробния ствол и дясната камера - около 30 mm Hg. Чл. Това налягане се нарича систолично. Фазата на бързото изхвърляне на кръвта настъпва по времето, когато краят на S вълната и изоелектричната част на ST интервала се записват на ЕКГ преди началото на Т вълната (виж Фиг. 3).
С бързото изхвърляне дори на 50% от ударния обем, скоростта на притока на кръв към аортата за кратко време ще бъде около 300 ml / s (35 ml / 0.12 s). Средната скорост на изтичане на кръв от артериалната част на съдовата система е около 90 ml / s (70 ml / 0.8 s). По този начин повече от 35 ml кръв постъпва в аортата за 0,12 s, и през това време около 11 ml кръв изтича от нея в артериите. Очевидно е, че за да се приспособи за кратко време по-голям обем кръв, протичащ в сравнение с протичащия, е необходимо да се увеличи капацитета на съдовете, които получават този „излишък” кръвен обем. Част от кинетичната енергия на съкращаващия се миокард ще се изразходва не само за изхвърляне на кръв, но и за разтягане на еластичните влакна на стената на аортата и големите артерии, за да се увеличи техният капацитет.
В началото на фазата на бързото изхвърляне на кръв, разширяването на стените на кръвоносните съдове е сравнително лесно, но тъй като повече кръв се изхвърля и тъй като все повече кръв се разтяга, нараства устойчивостта към напрежение. Границата на разтягане на еластичните влакна е изчерпана и твърдите колагенови влакна от стените на съдовете започват да се подлагат на разтягане. Съпротивлението на периферните съдове и самата кръв се намесва в притока на кръв. Миокардът трябва да похарчи голямо количество енергия, за да преодолее тези съпротиви. Потенциалната енергия на мускулната тъкан и еластичните структури на миокарда, натрупана по време на изометричната фаза на напрежение, е изчерпана и силата на свиването намалява.
Скоростта на изхвърляне на кръвта започва да намалява и фазата на бързото изхвърляне се заменя с фаза на бавно изхвърляне на кръвта, която също се нарича фаза на намалено изтласкване. Продължителността му е около 0,13 сек. Скоростта на намаляване на камерния обем намалява. Кръвното налягане в камерата и в аортата в началото на тази фаза намалява почти със същата скорост. По това време настъпва затваряне на бавни калциеви канали и завършва фазата на плато на потенциала на действие. Влизането на калций в кардиомиоцитите се намалява и миоцитната мембрана навлиза във фаза 3 - крайната реполяризация. Систола завършва, започва периодът на експулсиране на кръвта и диастола на вентрикулите (съответстващ във времето на фаза 4 на потенциала на действие). Изпълнението на намаленото изтласкване настъпва в момент, когато Т-вълната е записана на ЕКГ и завършването на систола и началото на диастола се случват по време на края на Т вълната.
При систола на вентрикулите на сърцето, повече от половината от крайния диастоличен обем на кръвта (около 70 ml) се изхвърля от тях. Този обем се нарича ударен обем на кръвта.Шокът обем на кръвта може да се увеличи с увеличаване на контрактилитета на миокарда и, обратно, да се намали с недостатъчна контрактилност (виж по-нататъшни показатели за помпената функция на сърцето и миокардна контрактилност).
Кръвното налягане в камерите в началото на диастолата става по-ниско от кръвното налягане в артериалните съдове, отклоняващо се от сърцето. Кръвта в тези съдове претърпява действието на силите на опънатите еластични влакна на стените на съда. Просветът на кръвоносните съдове се възстановява и част от кръвта се измества от тях. Част от кръвта се влива в периферията. Друга част от кръвта се измества в посока на вентрикулите на сърцето, а когато се движи назад, запълва джобовете на трикуспидалните съдови клапани, краищата на които са затворени и се държат в това състояние чрез полученото диференциално налягане на кръвта.
Интервалът от време (около 0.04 s) от началото на диастола до колапс на съдовите клапани се нарича протодиастолен интервал.В края на този интервал се записва и наблюдава вторият диастоличен сърдечен арест. При синхронно записване на ЕКГ и фонокардиограма се записва началото на втория тон в края на Т вълната на ЕКГ.
Диастолата на вентрикуларния миокард (около 0,47 s) също се разделя на периоди на релаксация и пълнене, които от своя страна се разделят на фази. Тъй като затварянето на полулуновите съдови клапани на вентрикуларната кухина е при 0.08 със затворени, тъй като AV-клапаните до този момент все още остават затворени. Релаксацията на миокарда, главно поради свойствата на еластичните структури на нейната интра- и извънклетъчна матрица, се извършва в изометрични условия. В кухините на камерите на сърцето по-малко от 50% от кръвта на крайния диастоличен обем остава след систола. Обемът на вентрикуларните кухини през това време не се променя, кръвното налягане в камерите започва да намалява бързо и има тенденция да достигне 0 mm Hg. Чл. Припомнете си, че по това време кръвта продължава да се връща в предсърдието за около 0.3 сек. И налягането в атриите постепенно се увеличава. По времето, когато кръвното налягане в предсърдията надвишава налягането в камерите, AV-клапаните се отварят, изометричната фаза на релаксация завършва и започва периодът на пълнене на камерите с кръв.
Периодът на пълнене е около 0.25 сек и се разделя на фази на бързо и бавно пълнене. Веднага след отварянето на AV-клапаните, кръвта по градиента на налягането бързо преминава от предсърдията в камерната кухина. Това се улеснява от някакъв смукателен ефект на релаксиращите вентрикули, свързан с тяхното разширяване чрез действието на еластични сили, възникнали по време на компресия на миокарда и неговата структура на съединителната тъкан. В началото на фазата на бързото пълнене на фонокардиограмата могат да бъдат записани звукови вибрации под формата на 3-ти диастоличен сърдечен звук, причинени от отварянето на AV клапите и бързия преход на кръвта към вентрикулите.
С напълняването на вентрикулите спадът на налягането между предсърдията и вентрикулите намалява и след около 0.08 s, фазата на бързото пълнене отстъпва на бавната фаза на пълнене на вентрикулите с кръв, която продължава около 0.17 s. Запълването на вентрикулите с кръв по време на тази фаза се извършва главно поради запазването на остатъчната кинетична енергия в кръвта, движеща се през съдовете, получени от предишната контракция на сърцето.
0.1 s преди края на фазата на бавно пълнене с кръвта на вентрикулите, сърдечният цикъл е завършен, възниква нов потенциал за действие в пейсмейкъра, следващата предсърдна систола е изпълнена и вентрикулите са пълни с крайни диастолични кръвни обеми. Този период от време от 0.1 s, последният сърдечен цикъл, понякога се нарича също период на допълнително запълване на вентрикулите по време на предсърдната систола.
Интегралният показател, характеризиращ механичната помпена функция на сърцето, е обемът на кръвта, изпомпвана от сърцето в минута, или минутен обем на кръвта (МОК):
IOC = HR • PF,
където HR е сърдечната честота в минута; PP - ударен обем на сърцето. Обикновено в покой МОК за млад мъж е около 5 литра. Регулирането на МОК се извършва чрез различни механизми чрез промяна на сърдечната честота и (или) РР.
Ефектът върху сърдечната честота може да се прояви чрез промяна в свойствата на клетките на пейсмейкъра. Ефектът върху РР се постига чрез ефекта върху контрактилитета на миокардните кардиомиоцити и синхронизирането на неговото свиване.
Сърдечен цикъл: същност, физиология, курс и фази са нормални, хемодинамика
За да се разбере как възникват определени кардиологични заболявания, лекуват и лекуват, всеки студент по медицина и по-лекарят трябва да познават основите на нормалната физиология на сърдечно-съдовата система. Понякога изглежда, че сърдечните удари се основават на прости контракции на сърдечния мускул. Но в действителност по-сложните електро-биохимични процеси се включват в механизма на сърдечния ритъм, което води до появата на механична работа на гладките мускулни влакна. По-долу ще се опитаме да разберем какво поддържа редовното и непрекъснато сърцебиене в живота на човека.
Електро-биохимичните предпоставки за цикъла на сърдечна дейност започват да се поставят в пренаталния период, когато във плода се формират интракардиални структури. Още в третия месец на бременността сърцето на детето има четирикамерна основа с почти пълно образуване на интракардиални структури и от този момент нататък се случват пълноценни сърдечни цикли.
За да можете по-лесно да разберете всички нюанси на сърдечния цикъл, трябва да вземете решение за такива понятия като фазите и продължителността на сърдечните контракции.
Под сърдечен цикъл имам предвид една пълна контракция на миокарда, по време на която за определен период от време се извършва последователна промяна:
- Систолична предсърдна контракция,
- Систолична камерна контракция
- Обща диастолична релаксация на целия миокард.
По този начин, в един сърдечен цикъл или при една пълна сърдечна контракция, целият обем кръв, която е в кухината на вентрикулите, се избутва в големите съдове, простиращи се от тях - в аортния лумен отляво и в белодробната артерия отдясно. Поради това, в непрекъснат режим, всички вътрешни органи, включително мозъка (голямата циркулация, от аортата) и белите дробове (малката циркулация, от белодробната артерия) получават кръв.
Видео: Механизъм за сърдечен пулс
Колко дълго е сърдечният цикъл?
Нормалната продължителност на цикъла на сърдечния ритъм се определя генетично, като остава почти еднаква за човешкото тяло, но в същото време може да варира в рамките на нормалния диапазон от различни индивиди. Обикновено продължителността на едно пълно сърцебиене е 800 милисекунди, които съдържат предсърдна контракция (100 милисекунди), камерна контракция (300 милисекунди) и релаксация на сърдечната камера (400 милисекунди). В този случай, сърдечната честота в покой е от 55 до 85 удара в минута, т.е. сърцето на минута е в състояние да извърши посочения брой сърдечни цикли. Индивидуалната продължителност на сърдечния цикъл се изчислява по формулата на сърдечната честота: 60.
Какво се случва по време на сърдечния цикъл?
сърдечен цикъл от биоелектрична гледна точка (пулсът възниква в синусовия възел и се разпространява през сърцето)
Електрическите механизми на сърдечния цикъл включват функциите на автоматизъм, възбуждане, проводимост и контрактилност, т.е. възможността за генериране на електричество в миокардните клетки, по-нататъшното й провеждане по електрически активни влакна и способността да реагират чрез механично свиване в отговор на електрическо възбуждане.
Благодарение на такива сложни механизми, способността на сърцето да намалява правилно и редовно се поддържа през целия живот, като в същото време се отвръща на постоянно променящите се условия на околната среда. Например, систола и диастола се появяват по-бързо и по-активно в случай, че човек е в опасност. В същото време, под въздействието на адреналина на надбъбречната кора, се активира древният, еволюционно установен принцип от три "В" - удар, страх, бягане, което изисква по-голямо кръвоснабдяване на мускулите и мозъка, което от своя страна зависи пряко от дейността на сърдечно-съдовата система, по-специално, от ускореното редуване на фазите на сърдечния цикъл.
хемодинамично отражение на сърдечния цикъл
Ако говорим за хемодинамика (прогресия на кръвта) през камерите на сърцето по време на пълно сърцебиене, следва да се отбележат следните характеристики. В началото на сърдечния ритъм, след като се получи електрическо възбуждане от предсърдните мускулни клетки, в тях се активират биохимични механизми. Всяка клетка съдържа миофин от миозин и актинови протеини, които под въздействието на микротокове на йони в клетката и от клетката започват да се свиват. Комбинацията от миофибрилни контракции води до свиване на клетките, а комбинацията от свиване на мускулните клетки води до свиване на цялата сърдечна камера. В началото на сърдечния цикъл, атриевия контракт. В същото време, кръвта, през отвора на атрио-вентрикуларните клапани (трикуспидална от дясно и митрална в ляво), навлиза в камерната кухина. След като електрическата стимулация се е разпространила по стените на вентрикулите, настъпва систолично свиване на вентрикулите. След това кръвта се изхвърля в горните съдове. След изхвърляне на кръвта от кухината на вентрикулите започва общата диастола на сърцето, докато стените на сърдечните камери се отпускат, а кухините пасивно се пълнят с кръв.
Фазите на сърдечния цикъл са нормални
Един пълен пулс се състои от три фази, наречени предсърдна систола, камерна систола и обща атриална и вентрикуларна диастола. Всяка фаза има свои характеристики.
Първата фаза на сърдечния цикъл, както вече беше описано по-горе, се състои в наливане на кръв в камерната кухина, за което е необходимо отваряне на атриовентрикуларните клапани.
Втората фаза на сърдечния цикъл включва периоди на напрежение и изтласкване, докато в първия случай е налице първоначално свиване на мускулните клетки на вентрикулите, а във втория - изливането на кръв в лумена на аортата и белодробния ствол, последвано от напредване на кръвта по тялото. Първият период се разделя на асинхронни и изоволуметрични контрактилни видове, докато мускулните влакна на вентрикуларния миокард се редуцират поотделно, а след това в синхронен ред. Периодът на експулсиране също се разделя на два вида - бързо изхвърляне на кръвта и бавно изхвърляне на кръв, в първия случай се изхвърля максималният обем на кръвта, а във втория случай не толкова обем, тъй като останалата кръв се премества в големи съдове под влияние на лека разлика в налягането между камерната кухина и лумена на аортата (белодробен ствол).
Третата фаза, характеризираща се с бърза релаксация на мускулните клетки на вентрикулите, в резултат на което кръвта бързо и пасивно (също под действието на градиента на налягането между напълнените кухини на предсърдията и "празните" вентрикули), започва да запълва последната. В резултат на това сърдечните камери са пълни с кръвен обем, достатъчен за следващия сърдечен изход.
Сърдечен цикъл при патология
Много патологични фактори могат да повлияят на продължителността на сърдечния цикъл. По-специално, ускореният ритъм на сърдечните контракции, дължащ се на намаляване на времето на едно свиване на сърцето, настъпва с повишена температура, интоксикация на тялото, възпалителни заболявания на вътрешните органи, инфекциозни заболявания, шокови състояния, както и с наранявания. Единственият физиологичен фактор, който може да предизвика съкращаване на сърдечния цикъл, е упражнение. Във всички случаи намаляването на продължителността на един пълен сърдечен ритъм се дължи на нарастващата нужда на клетките на организма от кислород, което се осигурява от по-честите сърдечни удари.
Удължаването на продължителността на сърдечната контракция, водеща до намаляване на сърдечната честота, възниква, когато се наруши проводимостта на сърцето, което от своя страна се проявява клинично с аритмии от типа на брадикардия.
Как мога да оценя сърдечния цикъл?
Непосредствено полезността на един пълен пулс е напълно възможна, за да се изследват и оценят с помощта на функционални диагностични методи. "Златен" стандарт в този случай е ехокардиоскопия (ултразвуково изследване на сърцето), която ви позволява да регистрирате и интерпретирате показатели като ударен обем и фракция на изтласкване, съставляващи съответно 70 ml кръв на сърдечен цикъл и 50-75%.
По този начин нормалното функциониране на сърцето се осигурява от непрекъснатото редуване на описаните фази на сърдечните удари, последователно заместващи се един друг. Ако има някакви аномалии в нормалната физиология на цикъла на сърдечна дейност, се развиват нарушения на систоличната и диастолната функция. По правило това е признак за увеличаване на сърдечната недостатъчност и в двата случая страда фракцията на изхвърляне. За да се знае как да се лекуват тези видове сърдечна дисфункция, е необходимо ясно да се разберат основите на нормалния цикъл на сърдечна дейност.
Концепцията за сърдечния цикъл, структурата на сърдечния цикъл
Сърдечният цикъл се разбира като период от време, обхващащ една контракция - систола и една релаксация - диастолична. По време на един сърдечен цикъл има промяна в налягането в кухините на сърцето, промяна в положението на нейните клапани, появата на различни звукови явления и пулсации на съдовете. Структурата на сърдечния цикъл може да се оцени чрез поликардиография - едновременно записване на различни прояви на сърдечна дейност на една лента на записващо устройство. Минимално необходимият набор от методи за анализ на фазовата структура на сърдечния цикъл се състои от електрокардиография, фонокардиография и сфигмография. Анализът на сърдечния цикъл обикновено се извършва върху работата на вентрикулите. На фиг. 6 е диаграма на сърдечния цикъл.
Цикъл на сърцето
Фиг. 6 Схема на сърдечния цикъл
Сърдечният цикъл се състои от систола и диастола. Систола се състои от период на стрес и период на изгнание. Диастолата се състои от период на релаксация и период на пълнене. Всеки от периодите се състои от фази и интервали.
Периодът на напрежението се състои от асинхронна редукционна фаза и изометрична редукционна фаза.
Асинхронна фаза свиване трае 0.05 сек. Началото на тази фаза се отразява в образуването на Q вълната на ЕКГ. По време на тази фаза целият миокард е покрит от възбуждане.
Изометрична фаза свиването продължава 0.03 сек. Започва с удрянето на клапаните на атриовентрикуларните (атриовентрикуларни) клапани. По това време, в камерата, кръвното налягане бързо се повишава до 70 - 80 mm. Hg. Чл. в лявата камера и до 15-20 mm. Hg. Чл. в дясната камера. Атриовентрикуларните и полулуновите клапани са затворени през този период. В края на изометричния период налягането в камерите става по-високо, отколкото в главните съдове (аорта и белодробна артерия). Това е причината за отварянето на полулуновите клапани и кръвта се втурва от вентрикулите в големите и малки кръгове на кръвообращението. Започва периодът на изгнание.
Периодът на изтласкване на кръв от камерите продължава много по-дълго от периода на напрежение и се състои от фази на бързо и бавно изтласкване.
Фаза на бърза фаза на изхвърляне свързано с повишаване на налягането в камерите: вляво до 120 mm Hg, в дясно до 25 mm. Hg чл. Този сегмент се характеризира с бърз преход на кръвта от вентрикулите към аортата и белодробната артерия. Тъй като кръвта напуска вентрикулите, налягането в тях започва да спада и започва фаза на бавно изхвърляне на кръвта, която се характеризира с бавен кръвен поток от вентрикулите към аортата и белодробната артерия. В същото време налягането в системната и белодробната циркулация започва да нараства. Веднага след като налягането в аортата и белодробната артерия стане по-високо от налягането в кухините на вентрикулите, настъпва обратен кръвен поток, който кара полулуновите клапани да се срутят. Продължителността на времето, свързано с колапса на луната, се нарича протодиастолен интервал. След продиастотичния интервал започва период на релаксация, който представлява първият етап на диастола.
Периодът на релаксация се състои от изометрична фаза на релаксация, в края на която налягането в кухините на камерите става по-малко от налягането на кръвта в предсърдията. Това е причината за отварянето на атриовентрикуларните клапани и началото на прехода на кръвта от предсърдията към вентрикулите, т.е. началото на периода на пълнене.
Периодът на пълнене се състои от фази на бързо и бавно пълнене.
Бърза фаза на пълнене Характеризира се със значителен градиент на налягането между предсърдието и камерата и относително високата степен на преминаване на част от кръвта от предсърдните кухини в камерната кухина. Тъй като вентрикулите се пълнят с кръв, налягането в тях се увеличава, градиентът на налягането спада. Скоростта на преминаване на кръвта към вентрикулите намалява и започва бавна фаза на пълнене.
Фаза на бавно зареждане характеризиращи се с изравняване на налягането в предсърдниците и вентрикулите и ниска скорост на движение на кръвта от предсърдията към вентрикулите. В последната част на бавното пълнене, налягането в предсърдията и вентрикулите става същото и в този момент започва предсърдната систола. Това е последната фаза на сърдечния цикъл, която се нарича пресистоличен интервал.