Сердечный цикл понятие фазы
© Автор: Сазыкина Оксана Юрьевна, кардиолог, специально для СосудИнфо.ру (об авторах)
Для того, чтобы понимать, как возникают, проявляются и лечатся те или иные кардиологические заболевания, любой студент-медик и тем более врач должны знать основы нормальной физиологии деятельности сердечно-сосудистой системы. Порой кажется, что в основе сердцебиения лежат простые сокращения сердечной мышцы. Но на самом деле в механизме сердечного ритма заложены более сложные электро-биохимические процессы, приводящие к возникновению механической работы гладкомышечных волокон. Ниже мы попробуем разобраться, что же поддерживает регулярные и бесперебойные сердечные сокращения на протяжении всей жизни человека.
Электро-биохимические предпосылки цикла сердечной деятельности начинают закладываться еще во внутриутробном периоде, когда у плода формируются внутрисердечные структуры. Уже на третьем месяце беременности сердце ребенка имеет четырехкамерную основу с почти полным формированием внутрисердечных структур, и именно с этого момента осуществляются полноценные сердечные циклы.
Чтобы проще было разобраться во всех нюансах сердечного цикла, необходимо определиться с такими понятиями, как фазы и продолжительность сердечных сокращений.
Под сердечным циклом понимают одно полное сокращение миокарда, в процессе которого за определенный промежуток времени осуществляется последовательная смена:
- Систолического сокращения предсердий,
- Систолического сокращения желудочков,
- Общего диастолического расслабления всего миокарда.
Таким образом, за один сердечный цикл, или за одно полное сердечное сокращение весь объем крови, которая находится в полости желудочков, проталкивается в отходящие от них крупные сосуды – в просвет аорты слева и легочной артерии справа. Благодаря этому в непрерывном режиме кровь получают все внутренние органы, в том числе головной мозг (большой круг кровообращения – от аорты), а также легкие (малый круг кровообращения – от легочной артерии).
Видео: механизм сердечного сокращения
Сколько длится сердечный цикл?
Нормальная продолжительность времени цикла сердечных сокращений задается генетически, оставаясь практически одинаковой для человеческого организма, но в то же время может варьировать в пределах нормы у разных лиц. Обычно продолжительность одного полного сердечного сокращения составляет 800 милисекунд, в которые укладываются сокращение предсердий (100 милисек), сокращение желудочков (300 милисек) и расслабление сердечных камер (400 милисек). При этом частота сердцебиения в спокойном состоянии составляет от 55 до 85 ударов в минуту, то есть сердце за минуту способно осуществить указанное число сердечных циклов. Индивидуальная продолжительность сердечного цикла рассчитывается по формуле ЧСС:60.
Что происходит во время сердечного цикла?
сердечный цикл с биоэлектрической точки зрения (импульс зарождается в синусовом узле и распространяется по сердцу)
Электрические механизмы сердечного цикла включают в себя функции автоматизма, возбуждения, проведения и сократимости, то есть способность генерировать в клетках миокарда электричество, проводить его по электрически активным волокнам далее, а также способность отвечать механическим сокращением в ответ на электрическое возбуждение.
Благодаря таким сложным механизмам на протяжении всей жизни человека поддерживается способность сердца правильно и регулярно сокращаться, в то же время тонко реагируя на постоянно изменяющиеся условия окружающей среды. Так, например, систола и диастола происходят быстрее и активнее в том случае, если человеку угрожает опасность. При этом под влиянием адреналина коры надпочечников активизируется древний, эволюционно сложившийся принцип трех «Б» – бей, бойся, беги, для выполнения которого требуется большее кровоснабжение мышц и головного мозга, что, в свою очередь, напрямую зависит от активности сердечно-сосудистой системы, в частности, от ускоренного чередования фаз сердечного цикла.
гемодинамическое отражение сердечного цикла
Если говорить о гемодинамике (продвижении крови) по камерам сердца во время полного сердечного сокращения, то стоит отметить следующие особенности. В начале сердечного сокращения после того, как получено электрическое возбуждение мышечными клетками предсердий, в них задействуются биохимические механизмы. В каждой клетке находятся миофибриллы из белков миозина и актина, которые под влиянием микротоков ионов в клетку и из клетки начинают сокращаться. Совокупность сокращений миофибрилл приводит к сокращению клетки, а совокупность сокращений мышечных клеток – к сокращению всей сердечной камеры. В начале сердечного цикла сокращаются предсердия. При этом кровь, посредством открытия атрио-вентрикулярных клапанов (трикуспидального справа и митрального слева), поступает в полость желудочков. После того, как электрическое возбуждение распространилось на стенки желудочков, происходит систолическое сокращение желудочков. Кровь при этом изгоняется в указанные выше сосуды. После изгнания крови из полости желудочков наступает общая диастола сердца, при этом стенки сердечных камер расслаблены, а полости пассивно наполняются кровью.
Фазы сердечного цикла в норме
Одно полноценное сердечное сокращение складывается из трех фаз, называемых систолой предсердий, систолой желудочков и общей диастолой предсердий и желудочков. Каждая из фаз имеет свои особенности.
Первая фаза сердечного цикла, как уже было описано выше, заключается в излитии крови в полость желудочков, для чего необходимо открытие предсердно-желудочковых клапанов.
Вторая фаза сердечного цикла, включает в себя периоды напряжения и изгнания, при этом в первом случае происходит начальное сокращение мышечных клеток желудочков, а во втором – излитие крови в просвет аорты и легочного ствола с последующим продвижением крови по организму. Первый период подразделяется на асинхронный и изоволюметрический сократительные типы, при этом мышечные волокна миокарда желудочков сокращаются по отдельности, а затем в синхронном порядке, соответственно. Период изгнания также подразделяется на два типа – быстрое изгнание крови и медленное изгнание крови, в первом случае осуществляется выброс максимального объема крови, а во втором – не столь значительного объема, так как оставшаяся кровь двигается в крупные сосуды под влиянием незначительной разницы давления между полостью желудочков и просветом аорты (легочного ствола).
Третья фаза, характеризуется стремительным расслаблением мышечных клеток желудочков, в результате чего кровь быстро и пассивно (также под действием градиента давления между наполненными полостями предсердий и «пустых» желудочков), начинает заполнять последние. В итоге сердечные камеры наполняются объемом крови, достаточным для следующего сердечного выброса.
Сердечный цикл при патологии
На продолжительность сердечного цикла могут влиять многие патологические факторы. Так, в частности, ускоренный ритм сердечных сокращений вследствие уменьшения времени одного сердечного сокращения возникает при лихорадке, интоксикации организма, воспалительных заболеваниях внутренних органов, при инфекционных заболеваниях, при шоковых состояниях, а также при травмах. Единственным физиологичным фактором, способным вызвать укорочение сердечного цикла, является физическая нагрузка. Во всех случаях уменьшение продолжительности одного полного сердечного сокращения обусловлено возрастающей потребностью клеток организма в кислороде, что и обеспечивается более частыми сердечными сокращениями.
Удлинение продолжительности сердечного сокращения, приводящее к уменьшению частоты сердцебиения, возникает при нарушении работы проводящей системы сердца, что, в свою очередь, клинически проявляется аритмиями по типу брадикардии.
Как можно оценить сердечный цикл?
Непосредственно полноценность одного полного сердечного сокращения вполне возможно исследовать и оценить с помощью функциональных методов диагностики. «Золотым» стандартом в этом случае является эхокардиоскопия (УЗИ сердца), позволяющий зарегистрировать и интерпретировать такие показатели, как ударный объем и фракция выброса, составляющие в норме 70 мл крови за один сердечный цикл, и 50-75%, соответственно.
Таким образом, нормальная работа сердца обеспечивается непрерывным чередованием описанных фаз сердечных сокращений, последовательно сменяющих друг друга. Если же возникают какие-либо отклонения в нормальной физиологии цикла сердечной деятельности, развиваются нарушения систолической и диастолической функции. Как правило, это является признаком нарастающей сердечной недостаточности, и в обоих случаях страдает фракция выброса. Вот для того, чтобы знать, как лечить данные типы дисфункции сердца, и необходимо четко понимать основы нормального цикла сердечной деятельности.
Видео: лекции по сердечному циклу
Вывести все публикации с меткой:
- Анатомия
Рекомендации читателям СосудИнфо дают профессиональные медики с высшим образованием и опытом профильной работы.
На ваш вопрос в форму ниже ответит один из ведущих авторов сайта.
На вопросы данного раздела в текущий момент отвечает: Сазыкина Оксана Юрьевна, кардиолог, терапевт
Поблагодарить специалиста за помощь или поддержать проект СосудИнфо можно произвольным платежом по ссылке.
Источник
Оглавление темы “Возбудимость сердечной мышцы. Сердечный цикл и его фазовая структура. Тоны сердца. Иннервация сердца.”: Сердечный цикл и его фазовая структура. Систола. Диастола. Фаза асинхронного сокращения. Фаза изометрического сокращения.Работа сердца представляет собой непрерывное чередование периодов сокращения (систола) и расслабления (диастола). Сменяющие друг друга систола и диастола составляют сердечный цикл. Поскольку в покое частота сокращений сердца составляет 60—80 циклов в минуту, то каждый из них продолжается около 0,8 с. При этом 0,1 с занимает систола предсердий, 0,3 с — систола желудочков, а остальное время — общая диастола сердца. К началу систолы миокард расслаблен, а сердечные камеры заполнены кровью, поступающей из вен. Атриовентрикулярные клапаны в это время раскрыты и давление в предсердиях и желудочках практически одинаково. Генерация возбуждения в синоатриальном узле приводит к систоле предсердий, во время которой за счет разности давлений конечно-диастолический объем желудочков возрастает приблизительно на 15 %. С окончанием систолы предсердий давление в них понижается.
Поскольку клапаны между магистральными венами и предсердиями отсутствуют, во время систолы предсердий происходит сокращение кольцевой мускулатуры, окружающей устья полых и легочных вен, что препятствует оттоку крови из предсердий обратно в вены. В то же время систола предсердий сопровождается некоторым повышением давления в полых венах. Большое значение имеет обеспечение турбулентного характера потока крови, поступающего из предсердий в желудочки, что способствует захлопыванию атриовентрикулярных клапанов. Максимальное и среднее давление в левом предсердии во время систолы составляют соответственно 8— 15 и 5—7 мм рт. ст., в правом предсердии — 3—8 и 2—4 мм рт. ст. (рис. 9.11). С переходом возбуждения на атриовентрикулярный узел и проводящую систему желудочков начинается систола последних. Ее начальный этап (период напряжения) продолжается 0,08 с и состоит из двух фаз. Фаза асинхронного сокращения (0,05 с) представляет собой процесс распространения возбуждения и сокращения по миокарду. Давление в желудочках при этом практически не меняется. В процессе начинающегося синхронного сокращения миокарда желудочков, когда давление в них возрастает до величины, достаточной для закрытия атриовентрикулярных клапанов, но недостаточной для открытия полулунных, наступает фаза изоволюмического, или изометрического, сокращения. Дальнейшее повышение давления приводит к раскрытию полулунных клапанов и началу периода изгнания крови из сердца, общая длительность которого составляет 0,25 с. Этот период состоит из фазы быстрого изгнания (0,13 с), во время которой давление в желудочках продолжает расти и достигает максимальных значений, и фазы медленного изгнания (0,13 с), во время которой давление в желудочках начинает снижаться, а после окончания сокращения оно резко падает. В магистральных артериях давление снижается значительно медленнее, что обеспечивает захлопывание полулунных клапанов и предотвращает обратный ток крови. Промежуток времени от начала расслабления желудочков до закрытия полулунных клапанов называется протодиастолическим периодом. – Также рекомендуем “Диастолический период желудочков сердца. Период расслабления. Период наполнения. Преднагрузка сердца. Закон Франка—Старлинга.” |
Источник
В деятельности сердца наблюдаются две фазы: систола (сокращение) и диастола (расслабление).
Систола предсердий слабее и короче систолы желудочков. Общая пауза (одновременная диастола предсердий и желудочков ) сердца длится 0,4 с. в течение этого периода сердце отдыхает. Весь сердечный цикл продолжается 0, 8 с. работа предсердий менее сложная, чем у желудочков. Систола предсердий обеспечивает поступление крови в желудочки. Затем предсердия переходят в фазу диастолы, которая продолжается в течение всей систолы желудочков. Во время диастолы предсердия заполняются кровью.
Длительность различных фаз сердечного цикла зависит от частоты сердечных сокращений. При более частых сердечных сокращениях длительность каждой фазы снижается, особенно диастолы.
Сердце сокращается ритмично, сокращения отделов сердца чередуются с их расслаблением. Сокращения называются систолой, а расслабления – диастолой. Период, охватывающий одно сокращение и расслабление сердца, называют сердечным циклом. Сердце человека сокращается примерно 75 раз в минуту. Каждый цикл длится 0,8 с и состоит из трёх фаз: систолы предсердий, систолы желудочков, общей паузы.
1. Систола (сокращение) предсердий (вместе с ушками) –0,1 с. Предсердия сокращаются и проталкивают уже находящуюся в них кровь в желудочки. В желудочках тоже уже имеется кровь, которая залилась в них из вен во время диастолы, пройдя через предсердия и открытые атриовентрикулярные клапаны. За счет своего сокращения предсердия доливают в желудочки дополнительные порции крови.
2. Диастола (расслабление) предсердий – это расслабление предсердий после сокращения, оно длится0,7 секунды. Таким образом, время отдыха у предсердий намного превышает время их работы, и это важно знать. Из желудочков кровь не может вернуться обратно в предсердия благодаря особым атриовентрикулярным клапанам между предсердиями и желудочками (трёхстворчатый справа и двухстворчатый, или митральный, слева). Таким образом, в диастолу у предсердий стенки расслаблены, но кровь в них из желудочков не идёт. В этом период сердце имеет 2 пустые и 2 наполненные камеры. В предсердия начинает поступать кровь из вен. Сначала кровь медленное наполняет расслабленные предсердия. Затем, после сокращения желудочков и наступившего у них расслаблением она своим давление открывает клапаны и поступает в желудочки. Диастола предсердий при этом ещё не закончилась.
И вот, наконец, в сино-атриальном узле рождается новая волна возбуждения и под её влиянием предсердия переходят к систоле и проталкивают скопившуюся в них кровь в желудочки.
3. Систола желудочков – 0,3 с. Волна возбуждения идёт от предсердий, а также по межжелудочковой перегородке, и достигает миокарда желудочков. Желудочки сокращаются. Кровь под давлением выбрасывается из желудочков в артерии. Из левого – в аорту, чтобы бежать по большому кругу кровообращения, а из правого – в легочный ствол, чтобы бежать по малому кругу кровообращения. Максимальное усилие и максимальное давление крови обеспечивает левый желудочек. Он обладает наиболее мощным миокардом из всех камер сердца.
4. Диастола желудочков – 0,5 с. Обратите внимание, что опять отдых длится дольше, чем работа (0,5 с против 0,3). Желудочки расслабились, закрыты полулунные клапаны на их границе в артериями, они не дают крови вернуться в желудочки. Атриовентрикулярные (предсердно-желудочковые) клапаны в это время открыты. Начинается заполнение кровью желудочков, которая поступает в них из предсердий, но пока без сокращения предсердий. Все 4 камеры сердца, т.е. желудочки и предсердия, расслаблены.
5. Общая диастола сердца – 0,4 с . Стенки предсердий и желудочков расслаблены. Желудочки наполняются кровью, притекающей в них через предсердия из полых вен , на 2/3, а предсердия – полностью.
6. Новый цикл. Начинается следующий цикл – систола предсердий.
Во время систолы предсердий в желудочки переходит дополнительная порция крови – около 10% того, что поступает в желудочки во время их расслабления. Затем, по мере того, как возбуждение распространяется по пучку Гиса, кардиомиоциты желудочков начинают сокращаться, но не одновременно. Тем не менее начинается повышение давления, и створчатые клапаны
Во время систолы желудочков должно произойти повышение давление до значений, больших чем давление в сосудах, выходящих из сердца, тогда откроются полулунные клапаны и кровь будет переходить в сосуды. Соответственно, в систоле желудочков есть два периода:
Ø Период напряжения – повышается давление. Давление соответствует диастолическому при открытии полулунных клапанов.
Ø Период изгнания. После открытия клапанов кровь выбрасывается из желудочков, давление повышается до систолического. Вначале идёт быстрое изгнание, по мере того, как кровь переходит в сосуды, изгнание замедляется.
Сердечный выброс – из 130 мл 70 выбрасывается, 60 остается в желудочках.
Диастола желудочков соответствует окончанию возбуждение. Начинается расслабление, давление падает, полулунные клапаны закрываются. Полное расслабление сердечной мышцы – давление падает до ноля, кровь из предсердий наполняет желудочки.
Систола желудочков — период сокращения желудочков, что позволяет протолкнуть кровь в артериальное русло.
В сокращении желудочков можно выделить несколько периодов и фаз:
Период напряжения — характеризуется началом сокращения мышечной массы желудочков без изменения объёма крови внутри них.
Асинхронное сокращение — начало возбуждения миокарда желудочков, когда только отдельные волокна вовлечены. Изменения давления в желудочках хватает для закрытия предсердно-желудочковых клапанов в конце этой фазы.
Изоволюметрическое сокращение — вовлечен практически весь миокард желудочков, но изменения объёма крови внутри них не происходит, так как закрыты выносящие (полулунные — аортальный и лёгочный) клапаны. Терминизометрическое сокращение не совсем точен, так как в это время происходит изменение формы (ремоделирование) желудочков, натяжение хорд.
Период изгнания — характеризуется изгнанием крови из желудочков.
Быстрое изгнание — период от момента открытия полулунных клапанов до достижения в полости желудочков систолического давления — за этот период выбрасывается максимальное количество крови.
Медленное изгнание — период, когда давление в полости желудочков начинает снижаться, но все ещё больше диастолического давления. В это время кровь из желудочков продолжает двигаться под действием сообщенной ей кинетической энергии, до момента выравнивания давления в полости желудочков и выносящих сосудов.
В состоянии спокойствия желудочек сердца взрослого человека за каждую систолу выбрасывает от 60 мл крови (ударный объём). Сердечный цикл длится до 1 с, соответственно, сердце делает от 60 сокращений в минуту (частота сердечных сокращений, ЧСС). Нетрудно подсчитать, что даже в состоянии покоя сердце перегоняет 4 л крови в минуту (минутный объём сердца, МОС). Во время максимальной нагрузки ударный объём сердца тренированого человека может превышать 200 мл, пульс — превышать 200 ударов в минуту, а циркуляция крови может достигать 40 л в минуту.
Тоны сердца
Сократительную деятельность сердца сопровождают звуковые колебания, среди которых различают два основных звука, получивших название тонов сердца.
Первый тон – систолический – возникает во время систолы желудочков и связан с сокращением их мышцы, колебаниями створок атриовентрикулярных клапанов и прикрепленных к ним сухожильных нитей. Его продолжительность у взрослых 0,1 – 0,17 сек. По своей физической характеристике первый тон глухой, протяжный и низкий.
Второй тон – диастолический – возникает в начале диастолы и характеризует колебания полулунных клапанов, возникающие в момент их захлопывания. Длительность второго тона у взрослых 0,06 – 0,08 сек. Второй тон высокий, короткий, звонкий.
Тоны сердца можно записывать в виде кривых, если использовать микрофон, соединенный с усилителем и осциллографом. Эту методику регистрации тонов сердца называют фонокардиограммой.
Источник