Сердечный цикл | Кинезиолог

Общая характеристика строения и работы сердца

Анимированное изображение сердечного цикла

Сердечный цикл кратко

Сердце сокращается ритмично и циклично. Один цикл длится 0,8-0,85 секунды, это составляет примерно 72-75 сокращений (ударов) в минуту.

Основные фазы:

1. Систола – сокращение мышечного слоя (миокарда) и выброс крови из сердечных полостей. Сначала сокращаются ушки сердца, затем предсердия и после них желудочки. Сокращение пробегает по сердцу волной от ушек к желудочкам. Сокращение сердечной мышцы запускается её возбуждением, а возбуждение начинается от синоатриального узла в верхней части предсердий.

2. Диастола – расслабление сердечной мышцы (миокарда). При этом происходит усиление собственного кровоснабжения миокарда и обменных процессов в нём. Во время диастолы происходит наполнение полостей сердца кровью: одновременно как предсердий, так и желудочков. Важно отметить, что кровь заполняет одновременно и предсердия, и желудочки, т.к. клапаны между предсердиями и желудочками (атриовентрикулярные) в диастолу открыты.

   Полный сердечный цикл

С точки зрения движения возбуждения по сердечной мышце цикл следует начинать с возбуждения и сокращения предсердий, т.к. именно на них идёт возбуждение от главного водителя ритма сердца — сино-атриального узла.

 Водитель ритма

Водитель сердечного ритма — это особый участок сердечной мышцы, который самостоятельно порождает электрохимические импульсы, возбуждающие сердечную мышцу и приводящие к её сокращению.

У человека ведущим водителем ритма является синусно-предсердный (сино-атриальный) узел. Это участок сердечной ткани, содержащий «пейсмейкерные» клетки, т.е. клетки, способные к самопроизвольному возбуждению. Он находится на своде правого предсердия у места впадения в него верхней полой вены. Узел состоит из небольшого числа сердечных мышечных волокон, иннервированных окончаниями нейронов из вегетативной нервной системы. Важно понять, что вегетативная иннервация не создаёт самостоятельного ритма импульсации сердца, а лишь регулирует (изменяет) ритм, который задают сами пейсмейкерные сердечные клетки. В сино-атриальном узле зарождается каждая волна возбуждения сердца, которая приводит к сокращению сердечной мышцы и служит стимулом для возникновения следующей волны.

Фазы сердечного цикла

Итак, спровоцированная волной возбуждения волна сокращения сердца начинается с предсердий.

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 длится 0,7 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.

Видео: Перекачка крови в сердце

 

Для закрепления этих сведений посмотрите на анимированную схему сердечного цикла:

Анимированная схема сердечного цикла  — очень советую кликнуть и рассмотреть подробности!

 

Подробности работы желудочков сердца

1. Систола.

2. Изгнание.

3. Диастола

Систола желудочков

1. Период систолы, т.е. сокращения, состоит из двух фаз:

1) Фаза асинхронного сокращения – 0,04 с.  Происходит неравномерное сокращение стенки желудочков. Одновременно с этим происходит сокращение межжелудочковой перегородки. За счёт этого в желудочках нарастает давление, и  в результате закрывается атриовентрикулярный клапан. В результате желудочки изолируются от предсердий.

2) Фаза изометрического сокращения . Это означает, что длина мышц не меняется, хотя их напряжение возрастает. Объем желудочков тоже не меняется. Все клапаны закрыты, стенки желудочков сокращаются и стремятся сжаться. В итоге стенки желудочков напрягаются, но кровь не движется. Но при этом возрастает давление крови внутри желудочков, оно открывает полулунные клапаны артерий и для крови появляется выход.

2. Период изгнание крови – 0.25 с.

1) Фаза быстрого изгнания – 0,12 с.

2) Фаза медленного изгнания – 0,13 с.

Изгнание (выброс) крови из сердца

Кровь под давлением выдавливается из левого желудочка в аорту. Давление в аорте резко возрастает, и она расширяется, принимая большую порцию крови. Однако за счет упругости своей стенки аорта тут же опять сжимается и прогоняет кровь по артериям. Расширение и сжатие аорты порождает поперечную волну, которая распространяется с определенной скоростью по сосудам. Это волна расширения и сжатия стенки сосудов – пульсовая волна. Её скорость не совпадает со скоростью движения крови.

Пульс — это поперечная волна расширения и сжания стенки артерии, порождённая расширением и сжатием аорты при выбросе в неё крови из левого желудочка сердца.

Диастола желудочков

 Протодиастолический период – 0,04 с. От окончания систолы желудочков до закрытия полулунных клапанов. В этот период часть крови возвращается обратно в желудочек из артерий под давление крови в кругах кровообращения.

Фаза изометрического расслабления – 0,25 с. Все клапаны закрыты, мышечные волокна сокращены, они еще не растянулись. Но напряжение их уменьшается. Давление в предсердиях становится выше, чем в желудочках, и это давление крови открывает атриовентрикулярные клапаны для пропускания крови из предсердий в желудочки.

Фаза наполнения. Идёт общая диастола сердца, в которую происходит наполнение кровью всех его камер, причём сначала быстро, а потом медленно. Кровь проходит транзитом через предсердия и заполняет желудочки. Желудочки заполняются кровью на 2/3 объема. В этот момент сердце функционально 2-х камерное, т.к. разделены только его левая и правая половины. Анатомически же все 4 камеры сохранены.

Пресистола . Желудочки кончательно заполняются кровью в результате систолы предсердий. Желудочки всё ещё расслаблены, в то время как предсердия уже сокращены.

 

 

Cердечный цикл: Фазы сердечного цикла

Сердце, это главный орган, выполняющий важную функцию – поддержание жизни. Те процессы, которые протекают в органе, заставляют сердечную мышцу возбуждаться, сокращаться и расслабляться, тем самым задавая ритм кровообращению. Сердечный цикл – временной отрезок, между которым происходит сокращение и расслабление мышцы.

В этой статье мы подробно рассмотрим фазы сердечного цикла, узнаем, какие есть показатели деятельности, а также постараемся разобраться, как работает сердце человека.

Если в процессе ознакомления со статьей возникнут вопросы, вы можете задать их специалистам портала. Консультации проводятся на бесплатной основе 24 часа в сутки.

Работа сердца

Деятельность сердца заключается в непрерывном чередовании сокращения (систолическая функция) и расслабления (диастолическая функция). Смена систолы и диастолы называется сердечный цикл.

У человека в состоянии покоя частота сокращений, в среднем составляет 70 циклов в минуту и имеет продолжительность 0,8 секунд. Перед сокращением, миокард находится в расслабленном состоянии, а камеры наполнены кровью, которая поступила из вен. В это же время все клапаны открыты и давление в желудочках и предсердиях равноценно. Возбуждение миокарда начинается в предсердии. Давление повышается и из-за разницы происходит выталкивание крови.

Таким образом, сердце выполняет насосную функцию, где предсердия, это ёмкость для принятия крови, а желудочки «указывают» направление.

Необходимо отметить, что цикл сердечной деятельности обеспечивается импульсом для работы мышцы. Поэтому орган обладает уникальной физиологией и самостоятельно аккумулирует электрическую стимуляцию. Теперь вы знаете, как осуществляется работа сердца.

Цикл сердечной работы

[block id=”1″]

Процессы, происходящие в момент сердечного цикла, включают в себя электрические, механические и биохимические. Влиять на сердечный цикл могут как внешние факторы (спорт, стресс, эмоции и т.д.), так и физиологические особенности организма, которые подвержены изменениям.

Сердечный цикл состоит из трех фаз:

1. Систола предсердий имеет продолжительность в 0,1 секунду. В этот период давление в предсердиях нарастает, в отличие от состояния желудочков, которые в этот момент расслаблены. За счет разницы в давлении, кровь из желудочков выталкивается.
2. Вторая фаза заключается в расслаблении предсердий и длится 0,7 секунд. Желудочки возбуждаются, и длится это 0,3 секунды. И в этот момент давление увеличивается, а кровь уходит в аорту и артерию. Затем желудочек опять расслабляется на 0,5 секунд.
3. Фаза номер три, это временной отрезок в 0,4 секунды, когда предсердия и желудочки находятся в состоянии покоя. Это время называется общая пауза.

На рисунке наглядно показаны три фазы сердечного цикла:

На данный момент, есть мнение в мире медицины, что систолическое состояние желудочков способствует не только выбросу крови. В момент возбуждения, у желудочков происходит небольшое смешение к верхней области сердца. Это приводит к тому, что кровь как бы засасывается из основных вен в предсердия. Предсердия в этот момент находятся в диастолическом состоянии, а за счет поступающей крови они растягиваются. Данный эффект ярко выражен у правого желудка.

На портале представлена таблица «Показатели сердечной деятельности». Просмотр и скачивание – бесплатно

Сердечные сокращения

Частота сокращений у взрослого находится в диапазоне 60-90 ударов в минуту. Сердцебиение у детей несколько выше. Например, у грудничков сердце бьется практически в три раза больше – 120 раз в минуту, а малыши до 12-13 лет обладают сердцебиением в 100 ударов в минуту. Безусловно, это примерные показатели, т.к. из-за разных внешних факторов ритм может иметь длительность как больше, так и меньше.

Главный орган окутан нервными нитями, которые регулируют все три фазы цикла. Сильные эмоциональные переживания, физические нагрузки и многое другое увеличивают импульсы в мышце, которые идут из головного мозга. Несомненно, важную роль в деятельности сердца играет физиология, а вернее, её изменения. К примеру, увеличение углекислоты в составе крови и снижение кислорода дает мощный толчок сердцу и улучшает его стимуляцию. В том случае, если изменения в физиологии затронули сосуды, то это приводит к обратному эффекту и ритм сердца снижается.

Как говорилось выше, на работу сердечной мышцы, а значит, и на три фазы цикла влияет множество факторов, в которых ЦНС не участвует.

К примеру, высокая температура тела ускоряет ритм, а низка – замедляет. Гормоны, к примеру, также оказывают прямое воздействие, т.к. поступают вместе с кровью к органу и увеличивая ритм сокращений.

Сердечный цикл, это один из самых сложных процессов, протекающих в организме человека, т.к. в нём участвуют множество факторов. Одни из них напрямую оказывают влияние, другие затрагивают косвенно. Но совокупность всех процессов позволяет сердцу осуществлять свою работу.

Структура сердечного цикла, это важнейший процесс, который поддерживает жизнедеятельность организма. Сложно устроенный орган со своим генератором электрических импульсов, физиологией и контролем частоты сокращений – работает всю жизнь. На возникновение заболеваний органа и его утомляемость влияют три основных фактора – образ жизни, генетическая особенность и экологическая обстановка.

Главный орган (после мозга) является основным звеном в кровообращении, следовательно, влияет на все обменные процессы в организме. Сердце за доли секунды отображает любой сбой или отклонения от нормального состояния. Поэтому так важно каждому человеку знать основные принципы работы (три фазы деятельности) и физиологию. Это дает возможность определять нарушения в работе данного органа.

из чего состоит деятельность сердца

Сердце человека работает, как насос. Благодаря свойствам миокарда (возбудимости, возможности сокращаться, проводимости, автоматизму) оно способно нагнетать в артерии кровь, которая поступает в него из вен. Она двигается без остановок за счет того, что на концах сосудистой системы (артериальной и венозной) образуется разность давлений (0 мм ртутного столба в магистральных венах и 140 мм в аорте).

Работа сердца состоит из сердечных циклов – непрерывно сменяющих друг друга периодов сокращения и расслабления, которые называются систолой и диастолой соответственно.

Продолжительность

Как показывает таблица, сердечный цикл продолжается примерно 0, 8 сек, если считать, что средняя частота сокращений составляет от 60 до 80 ударов в минуту. Систола предсердий занимает 0,1 с, систола желудочков — 0,3 с, общая диастола сердца – все оставшееся время, равное 0,4 с.

Фазовая структура

Цикл начинается с систолы предсердий, которая занимает 0,1 секунды. Их диастола длится 0,7 секунды. Сокращение желудочков продолжается 0,3 секунды, их расслабление – 0,5 секунды. Общее расслабление камер сердца называют общей паузой, и занимает она в данном случае 0,4 секунды. Таким образом, выделяют три фазы сердечного цикла:

• систола предсердий – 0,1 сек.;
• систола желудочков – 0,3 сек.;
• диастола сердца (общая пауза) – 0,4 сек.

Общая пауза, предшествующая началу нового цикла, очень важна для наполнения сердца кровью.

Перед началом систолы миокард находится в расслабленном состоянии, а камеры сердца наполнены кровью, которая поступает из вен.

Давление во всех камерах примерно одинаковое, поскольку атриовентрикулярные клапаны раскрыты. В синоатриальном узле происходит возбуждение, что приводит к сокращению предсердий, из-за разницы давлений в момент систолы объем желудочков увеличивается на 15%. Когда систола предсердий заканчивается, давление в них понижается.

Систола (сокращение) предсердий

Перед началом систолы кровь движется к предсердиям и они последовательно ею заполняются. Часть ее остается в этих камерах, остальная направляется в желудочки и попадает в них через атриовентрикулярные отверстия, которые не закрыты клапанами.

В этот момент и начинается систола предсердий. Стенки камер напрягаются, их тонус растет, давление в них повышается на 5-8 мм рт. столба. Просвет вен, которые несут кровь, перекрывается кольцевыми пучками миокарда. Стенки желудочков в это время расслаблены, их полости расширены, и кровь из предсердий быстро без затруднений устремляется туда через атриовентрикулярные отверстия. Продолжительность фазы – 0,1 секунды. Систола наслаивается на конец фазы диастолы желудочков. Мышечный слой предсердий довольно тонкий, поскольку им не требуется много силы для заполнения кровью соседних камер.

Систола (сокращение) желудочков

Это следующая, вторая фаза сердечного цикла и начинается она с напряжения мышц сердца. Фаза напряжения длится 0,08 секунд и в свою очередь делится еще на две фазы:

• Асинхронного напряжения – длительностью 0,05 сек. Начинается возбуждение стенок желудочков, их тонус повышается.
• Изометрического сокращения – длительностью 0,03 сек. В камерах растет давление и достигает значительных значений.

Свободные створки атриовентрикулярных клапанов, плавающих в желудочках, начинают выталкиваться в предсердия, но попасть туда они не могут из-за напряжения сосочковых мышц, которые натягивают сухожильные нити, удерживающие клапаны и препятствующие их попаданию в предсердия. В момент, когда клапаны смыкаются и сообщение между сердечными камерами прекращается, заканчивается фаза напряжения.

Как только напряжение станет максимальным, начинается период сокращения желудочков, продолжительностью 0,25 сек. Систола этих камер происходит как раз в это время. Около 0,13 сек. длится фаза быстрого изгнания – выброс крови в просвет аорты и легочного ствола, во время которого клапаны прилегают к стенкам. Это возможно, благодаря росту давления (до 200 мм ртутного столба в левом и до 60 в правом). Остальное время приходится на фазу медленного изгнания: кровь выбрасывается под меньшим давлением и с меньшей скоростью, предсердия расслаблены, в них из вен начинает поступать кровь. Систола желудочков накладывается на диастолу предсердий.

Время общей паузы

Начинается диастола желудочков, и их стенки начинают расслабляться. Это длится в течение 0,45 сек. Период расслабления этих камер накладывается на еще продолжающуюся диастолу предсердий, поэтому эти фазы объединяют и называют общей паузой. Что происходит в это время? Желудочек, сократившись, выгнал из своей полости кровь и расслабился. В нем образовалось разреженное пространство с давлением близким к нулю. Кровь стремится попасть обратно, но полулунные клапаны легочной артерии и аорты, смыкаясь, не дают ей этого сделать. Тогда она направляется по сосудам. Фаза, которая начинается с расслабления желудочков и заканчивается перекрыванием просвета сосудов полулунными клапанами, называется протодиастолической и продолжается 0,04 сек.

После этого начинается фаза изометрического расслабления продолжительностью 0,08 сек. Створки трехстворчатого и митрального клапанов сомкнуты и не дают крови поступать в желудочки. Но когда давление в них становится ниже, чем в предсердиях, атриовентрикулярные клапаны открываются. За это время кровь наполняет предсердия и теперь свободно попадает в другие камеры. Это фаза быстрого наполнения длительностью 0, 08 сек. В течение 0,17 сек. продолжается фаза медленного наполнения, во время которой кровь продолжает поступать в предсердия, и небольшая ее часть через атриовентрикулярные отверстия перетекает в желудочки. Во время диастолы последних в них поступает кровь из предсердий во время их систолы. Это пресистолическая фаза диастолы, которая продолжается 0,1 сек. Так завершается цикл и вновь начинается.

Звуки сердца

Сердце издает характерные звуки, похожие на стук. Каждый удар состоит из двух основных тонов. Первый – результат сокращения желудочков, а если быть точнее, захлопывания клапанов, которые при напряжении миокарда перекрывают атриовентрикулярные отверстия, чтобы кровь не могла вернуться в предсердия. Характерный звук получается, когда смыкаются их свободные края. Кроме клапанов, в создании удара принимает участие миокард, стенки легочного ствола и аорты, сухожильные нити.

Второй тон формируется во время диастолы желудочков. Это результат работы полулунных клапанов, которые не дают крови попасть обратно, преграждая ей путь. Стук раздается, когда они соединяются в просвете сосудов своими краями.

Кроме основных тонов, есть еще два – третий и четвертый. Первые два можно услышать с помощью фонендоскопа, а два других может зарегистрировать только специальный прибор.

Удары сердца имеют важное диагностическое значение. По их изменениям определяют, что в работе сердечной деятельности произошли нарушения. При заболеваниях удары могут раздваиваться, быть тише или громче, сопровождаться дополнительными тонами и другими звуками (писками, щелчками, шумами).

Заключение

Подводя итог фазового анализа сердечной деятельности, можно сказать, что систолическая работа занимает примерно столько же времени (0,43 с), сколько и диастолическая (0,47 с), то есть сердце половину жизни трудится, половину – отдыхает, и суммарное время цикла составляет 0,9 секунды.

При расчете общего хронометража цикла нужно помнить, что его фазы накладываются друг на друга, поэтому это время не учитывается, и в результате получается, что сердечный цикл длится не 0,9 секунды, а 0,8.

Цикл работы сердца и фазы сердечного цикла

Работа сердца сопровождается изменениями давления в полостях сердца и в сосудистой системе, возникновением тонов сердца, появлением пульсовых колебаний и т.д. Сердечный цикл ― это период, охватывающий одну систолу и одну диастолу. При частоте сердечных сокращений 75 в минуту общая продолжительность сердечного цикла будет 0,8 с, при частоте сокращений сердца 60 в мин., сердечный цикл займет 1 с. Если цикл занимает 0,8 с, то из них на систолу желудочков приходится 0,33 с, а на их диастолу – 0,47 с. Систола желудочков включает в себя следующие периоды и фазы:

1) период напряжения. Этот период состоит из фазы асинхронного сокращения желудочков. В эту фазу давление в желудочках еще близко к нулю и лишь в конце фазы начинается быстрое повышение давления в желудочках. Следующая фаза периода напряжения – это фаза изометрического сокращения, т.е. имеется в виду, что длина мышц остается неизменной (изо – равный). Эта фаза начинается с захлопывания створок атриовентрикулярных клапанов. В это время возникает 1-й (систолический) тон сердца. Давление в желудочках быстро нарастает: до 70-80 в левом и до 15-20 мм рт.ст. в правом. В эту фазу створчатые и полулунные клапаны еще закрыты и объем крови в желудочках остается постоянным. Не случайно, некоторые авторы вместо фаз асиннхронного сокращения и изометрического напряжения выделяют так называемую фазу изоволюметрического, (изо – равный, волюме – объем) сокращения. С подобной классификацией есть все основания согласиться. Во-первых, весьма сомнительно утверждение о наличии асинхронного сокращения рабочего миокарда желудочков, работающего как функциональный синцитий и обладающего высокой скоростью распространения возбуждения. Во-вторых, асинхронное сокращение кардиомиоцитов возникает при трепетании и мерцании желудочков. В третьих, в фазу изометрического сокращения все же длина мускулатуры уменьшается (а это уже не соответствует названию фазы), а вот объем крови в желудочках в этот момент не изменяется, т.к. закрыты и атриовентрикулярные и полулунные клапаны. По существу это фаза изоволюметрического сокращения или напряжения.

2) период изгнания. Период изгнания состоит из фазы быстрого изгнания и фазы медленного изгнания. В этот период давление в левом желудочке нарастает до 120-130 мм рт.ст., в правом – до 25 мм рт.ст. В этот период полулунные клапаны открываются и кровь выбрасывается в аорту и в легочную артерию. Ударный объем крови, т.е. объем выбрасываемый за одну систолу составляет около 70 мл, а конечно- диастолический объем крови равно примерно 120-130 мл. В желудочках после систолы остается около 60-70 мл крови. Это так называемый конечно-систолический, или резервный, объем крови. Отношение ударного объема к конечно-диастолическому объему (например, 70:120 = 0,57) называется фракцией выброса. Она обычно выражается в процентах, поэтому 0,57 надо умножить на 100 и мы получим в данном случае 57%, т.е. фракция изгнания = 57%.В норме она составляет 55-65%. Уменьшение величины фракции изгнания является важным показателем ослабления сократительной способности левого желудочка.

Диастола желудочков имеет следующие периоды и фазы: 1) протодиастолический период, 2) период изометрического расслабления и 3) период наполнения, который в свою очередь делится на а) фазу быстрого наполнения и б) фазу медленного наполнения. Протодиастолический период занимает время от начала расслабления желудочков до захлопывания полулунных клапанов. После закрытия этих клапанов давление в желудочках падает, но створчатые клапаны в это время еще закрыты, т.е. полости желудочков не имеют сообщения ни с предсердиями, ни с аортой и легочной артерией. В это время объем крови в желудочках не изменяется и поэтому этот период называется периодом изометрического расслабления (а правильнее следовало бы назвать периодом изоволюметрического расслабления, т.к. не меняется объем крови в желудочках). В период быстрого наполнения атриовентрикулярные клапаны открыты и кровь из предсердий быстро поступает в желудочки (принято считать, что кровь в этот момент поступает в желудочки самотеком.). Основной объем крови из предсердий в желудочки поступает именно в фазу быстрого наполнения и лишь около 8 % крови поступает в желудочки в фазу медленного наполнения. Систола предсердий возникает в конце фазы медленного наполнения и за счет систолы предсердий как бы выжимается из предсердий остаток крови. Этот период называется пресистолическим (имеется в виду пресистола желудочков), а затем начинается новый цикл работы сердца.

Таким образом, цикл работы сердца состоит из систолы и диастолы. Систола желудочков состоит из: 1) периода напряжения, который делится на фазу асинхронного сокращения и фазу изометричекого (изоволюметрического) сокращения, 2) периода изгнания, который делится на фазу быстрого изгнания и фазу медленного изгнания. До начала диастолы имеется протодиастолический период.

Диастола желудочков состоит из: 1) периода изометрического (изоволюметрического) расслабления, 2) периода наполнения кровью, который делится на фазу быстрого наполнения и фазу медленного наполнения, 3) пресистолического периода.

Фазовый анализ сердца проводится методом поликардиографии. Этот метод основан на синхронной регистрации ЭКГ, ФКГ (фонокардиограммы) и сфигмограммы (СГ) сонной артерии. По зубцам R–R определяют продолжительность цикла. По интервалу от начала зубца Q на ЭКГ до начала 2 тона на ФКГ определяют продолжительность систолы, по интервалу от начала анакроты до инцизуры на СГ определяют продолжительность периода изгнания, по разности между продолжительностью систолы и периода изгнания – период напряжения, по интервалу между началом зубца Q ЭКГ и началом 1 тона ФКГ – период асинхронного сокращения, по разнице между продолжительностью периода напряжения и фазы асинхронного сокращения – фазу изометрического сокращения.

Лекция 11. Система кровообращения. Физиология сердца (фазы сердечной деятельности, тоны сердца, электрокардиограмма).

Система кровообращения обеспечивает непрерывное движение крови по сосудам. Она состоит из двух отделов: сердца и сосудов. Вы детально изучали на гистологии и анатомии их строение. А в курсе биофизики рассматривали отдельные механизмы их функционирования. Поэтому я опускаю в данной лекции многие вопросы, как морфологии, так и функции. Тем более, что на одной из первых лекций мы уже рассмотрели с Вами функциональные особенности сердечной мышцы. Целью данной лекции является изучение физиологических особенностей работы сердца, которые имеют особое значение для клиники.

Фазы сердечной деятельности. Началом работы сердца является систола предсердий. Правое предсердие сокращается раньше левого на 0,01 с в связи с тем, что именно в правом предсердии находится основной водитель ритма. От него начинается распространение возбуждения по сердцу. Продолжительность этой фазы работы сердца составляет 0,1 с. Во время систолы предсердий давление в них повышается: в правом до 5-8 мм рт. ст., а в левом – до 8-15 мм рт.ст. Кровь переходит в желудочки и это сопровождается закрытием атриовентрикулярных отверстий. С переходом возбуждения на атриовентрикулярный узел и проводящую систему желудочков начинается их систола.

Систола желудочков происходит одновременно (предсердия в это время находятся в состоянии расслабления). Продолжительность систолы желудочков около 0,3 с. Систола желудочков начинается с фазы асинхронного сокращения. Она продолжается около 0,05 с и представляет собой процесс распространения возбуждения и сокращения по миокарду. Давление в желудочках при этом практически не меняется. В ходе дальнейшего сокращения, когда давление в желудочках возрастает до величины, достаточной для закрытия антиовентрикулярных клапанов, но недостаточной для открытия полулунных, наступает фаза изометрического сокращения. Ее продолжительность до 0,03 с. Иногда эти фазы объединяют в одну и называют фазой напряжения (0,05-0,08 с). В эту фазу давление в правом желудочке возрастает до 30 — 60 мм рт. ст., а в левом – до 150 – 200 мм рт. ст.

Во время асинхронного сокращения увеличивается напряжение (клапаны закрыты) и не меняется длина мышечного волокна. В конце фазы напряжения давление обеспечивает открытие полулунных клапанов и начинается следующая фаза систолы желудочков – быстрое изгнание крови. Во время этой фазы, которая длится от 0,05 до 0,12 с, давление достигает максимальных значений. В дальнейшем давление падает до 20-30- мм рт.ст. и 130-140 мм рт.ст. в соответствующих желудочках и этот момент их работы называется медленное изгнание крови. Продолжительность этой фазы систолы желудочков от 0,13 до 0,20 с. С ее окончанием давление резко падает. В магистральных артериях давление снижается значительно медленнее, что обеспечивает захлопывание, в последующем, полулунных клапанов и предотвращает обратный ток крови. Но это уже происходит в тот момент, когда мышца желудочка начинает расслабляться и наступает их диастола. Промежуток времени от начала расслабления желудочков до закрытия полулунных клапанов составляют первую фазу диастолы, которая получила название

протодиастолической.

После нее возникает фаза диастолы – спадения напряжения или изометрического расслабления. Она проявляется при еще закрытых клапанах и продолжается приблизительно 0,05-0,08 с до того момента, когда давление в предсердиях оказывается выше давления в желудочках (2-6 мм рт.ст.), что приводит к открытию антивентрикулярных клапанов, вслед за которым кровь переходит в желудочек. Вначале это происходит быстро (за 0.05 с) – фаза быстрого наполнения кровью желудочков, а потом медленно (за 0,25 с) – фаза медленного наполнения кровью желудочков. В течение этой фазы происходит непрерывное поступление крови из магистральных вен, как в предсердия, так и в желудочки. И, наконец, последней фазой диастолы желудочков является их наполнение за счет систолы предсердий (0.1 с). Вся диастола желудочков, таким образом, продолжается около 0,5 с. Если сложить время систолы желудочков и их диастолы, то мы получим время, которое соотвествует полному

сердечному циклу, оно составляет у взрослого человека – 0,8 с.

Длительность сердечного цикла у новорожденных составляет 0,4-0,5 с. Длительность систолы желудочков у них немного больше, чем диастолы (0,24 и 0,21 с – соотвественно). С возрастом соответственно увеличивается длительность сердечного цикла. У грудных детей она составляет 0,40-0,54 с. Продолжительность систолы желудочков у грудных детей 0,27 с. У детей 7-15 лет она может быть даже большей. Длительность сердечного цикла увеличивается в основном за счет диастолы желудочков.

Во время работы сердца есть такой момент, когда и предсердия и желудочки вместе (одновременно) находятся в состоянии диастолы. Этот период работы сердца называется паузой сердца, продолжительность которой составляет 0,4 с.

За систолу сердце выбрасывает в кровоток до 70-100 мл крови. Этот объем крови получил название — систолический объем (СО). Если умножить СО на частоту сердечных сокращенией (ЧСС), то мы получим минутный объем (МО) работы сердца, величина которого составляет около 4,0 – 5,0 л.

Величина СО у грудных детей около 10,0 мл. К 6 месяцам в среднем удваивается, к 1 году – утраивается. У 8-летних детей СО в 10 раз, а у взрослых в 20 раз больше, чем у новорожденных. Увеличивается и МО, к году он имеет величину около 1250 мл, к 8 годам – 2800 мл.

Тоны сердца. Это звуковые явления, которые сопровождают работу сердца. В основе их возникновения лежат колебания различных структур сердца: клапанов, мышц, сосудистой стенки. Как и всякие колебания, тоны характеризуются интенсивностью (амплитудой), частотой и продолжительностью. В клинической практике методами их определения являются: выслушивание – аускультация и графическая регистрация – фонокардиография.

I тон – систолический — более низкий и протяжный, возникает в области атриовентрикулярных клапанов одновременно с началом систолы желудочков. Его причиной является закрытие и напряжение атриовентрикулярных клапанов, колебания стенок полостей сердца при систоле и сокращение мускулатуры желудочков. Длительность этого тона – 0,08-0,25 с, а частота – 15-150 Гц. Выслушивается этот тон оптимально в области верхушки сердца.

II тон – диастолический — более высокий и короткий. Его длительность составляет 0,04-0,12 с , а частота – 500-1250 Гц. Его причиной является колебание полулунных клапанов, иногда они бывают так выразительны, что различается раздвоение тона. Выслушивается этот тон во втором межреберье справа и слева от грудины.

III тон – желудочковый галоп – связан с колебаниями мышечной стенки желудочков при их растяжении (сразу же после второго тона). Его иногда называют тоном наполнения. Чаще всего его выслушивают или регистрируют на фонокардиограмме (ФКГ) у детей и спортсменов. Выслушивается этот тон как слабый, глухой звук, чаще всего на верхушке сердца (в положении лежа) и области грудины (в положении стоя). Регистрируется на ФКГ.

IV тон – предсердный галоп – связан с сокращением предсердий, когда они активно наполняют желудочек кровью. Выслушивается редко, чаще регистрируется на ФКГ

У новорожденных детей на ФКГ также имеются первый и второй тоны, а иногда третий и четвертый. У большинства детей этого возраста первый тон короче, а второй продолжительнее, чем у взрослых. У детей грудного возраста сохраняется относительная краткость первого тона. У большинства детей этого возраста, наблюдается расщепление второго тона. Это происходит вследствие захлопывания клапанов аорты и легочной артерии в разное время. У грудных детей на ФКГ нередко видны третий и четвертый тоны. С возрастом у детей постепенно увеличивается длительность первого тона. Расщепление второго тона может иметь место в возрасте 1-7 лет и у подростков.

Наиболее широкое распространение в клинической практике получила регистрация и анализ электрических потенциалов, возникающих при деятельности сердца.

Электрокардиограмма – это периодически повторяющаяся кривая, отражающая протекание процесса возбуждения сердца во времени. Отдельные элементы электрокардиограммы (ЭКГ), зубцы, сегменты, интервалы и комплексы, получили специальные наименования. Каждый элемент ЭКГ отражает распространение процесса возбуждения по определенным участкам сердца и имеет временную (в секундах) и высотную (в мВ) характеристику. Анализ ЭКГ, независимо от отведения (их характеристику Вы подробно изучали в курсе биофизики), дают на основании изучения зубцов (P,Q,R,S,T), интервалов (PQ, ST, TP, RR), сегментов (PQ,ST) и комплексов (P – предсердный и QRST – желудочковій).

Так как сердечный цикл начинается возбуждением предсердий, то первый зубец на ЭКГ – это зубец P. Он характеризует возбуждение предсердий. Его восходящая часть – правого, а нисходящая – левого предсердия. В норме его характеристика: продолжительность от 0,07 до 0,11 с, высота – от 0,12 до 0,16 мВ. В III стандартном отведении он может отсутствовать, быть двухфазным или отрицательным. В положениях V_1, V₂ – он положительный, V_3, V₄ –постепенно увеличивается. В однополюсных отведениях от конечностей: aVR- он отрицательный, aVL и aVF – положительный.

Сегмент PQ – это отрезок прямой на изоэлектрической оси, от конца зубца P до начала зубца Q. Он характеризует время атриовентрикулярной задержки и составляет 0,04- 0,1 с.

Интервал PQ— участок ЭКГ от начала зубца P до начала зубца Q, характеризует распространение возбуждения от предсердий к желудочкам. Продолжительность этого интервала от 0,12 до 0,21 с.

Зубец Q — характеризует возбуждение межжелудочковой перегородки и папиллярной мускулатуры. Его продолжительность в норме от 0,02 до 0,03 с, высота – до 0,1 мВ. Он может отсутствовать в первом стандартном отведении.

Зубец R — характеризует возбуждение основной мускулатуры желудочков. Его высота 0,8-1,6 мВ, продолжительность от 0,02 до 0,07 с. В грудных отведениях V₁ и V₂ он маленький, в положении V₃ и V₄ –возрастает, а в положении V₅ и V₆ он вновь уменьшается.

Зубец S – характеризует возбуждение в отдаленных участках желудочков. Его высота достигает до 0,1 мВ и продолжительность до 0,02-0,03 с. Иногда он отсутствует в I стандартном отведении. В грудных отведениях V₁ и V₂ — он глубокий, далее уменьшается, а в положении V₅ и V₆ – может отсутствовать.

Сегмент ST – отрезок прямой на изоэлектрической линии от конца зубца S до начала зубца Т и характеризует тот момент, когда оба желудочка одновременно возбуждены. Его продолжительность от 0,1 до 0,15 с.

Зубец Т – характеризует процесс реполяризации миокарда, его высота от 0,4 до 0,8 мВ и продолжительность от 0,1 до 0,25 с. В стандартном положении I – всегда положительній, во II – часто положительный и в III – может быть положительным, двухфазным и отрицательным. В положении V₁ и V₂ иногда он отрицательный, а в положении aVF – отрицательный.

Интервал ТР — характеризует общую паузу сердца, ее продолжительность составляет 0,4 с.

Интервал RR – характеризует полный сердечный цикл, его продолжительность составляет 0,8 с.

Комплекс Р – предсердный, QRST – желудочковый.

Так как возбуждение сердца начинается с его основания, то эта область является отрицательным полюсом, область же верхушки сердца – положительным. Электродвижущая сила (ЭДС) сердца имеет величину и направление. Направление ЭДС принято называть электрической осью сердца. Чаще всего она располагается параллельно анатомической оси сердца (нормограмма). Направление того или иного зубца на ЭКГ отражает ориентацию интегрального вектора. Когда вектор направлен к верхушке сердца, на ЭКГ записываются положительные (по отношении к электрической оси) зубцы, а если к основанию – отрицательные. Вследствие определенного положения сердца в грудной клетке и формы тела человека, электрические силовые линии, возникающие между возбужденным и невозбужденным участком сердца, распределяются по поверхности тела неравномерно. Если электрическая ось сердца становится горизонтальной (лежачее сердце), то это называется левограммой, а в случае ее вертикального положения (висячее сердце) – правограммой.

ЭКГ новорожденных имеет следующие особенности. В I стандартном отведении зубец R маленький, а зубец S глубокий, его амплитуда в 2-3 раза больше амплитуды зубца R. В III стандартном отведении, наоборот, зубец R имеет большую амплитуду, а зубец S мал. Электрическая ось сердца направлено вправо (правограмма является следствием относительно большой массы миокарда правого желудочка). Кроме того, у новорожденных велики зубцы Р и Т. Высокий зубец Р у них обусловлен относительно большой массой предсердий. Величина интервала PQ у новорожденных меньше (0,11 с), чем у взрослых (0,15 с). Длительность комплекса QRS (0,04 с) также меньше, чем у взрослых (0,08 с).

У грудных детей вследствие преимущественного роста левого желудочка электрическая ось сердца смещается влево. С 3-4 месяца у части детей правограмма сменяется нормограммой. На 1 –ом году жизни у детей наблюдаются как правограммы (у 45%), так и нормограммы (у 35 %). Изредка регистрируются левограммы. У грудных детей увеличиваются зубцы R в I и II отведениях, а в III отведении зубец R уменьшается. Зубец R становится выше зубца Р в 6 раз.

В период раннего и первого детства (1 год – 7 лет) продолжается увеличение амплитуды зубца R относительно зубца Р. Уменьшается зубец Q, а зубец Т — увеличивается.

У детей 4-6 лет значительно увеличивается интервал PQ, немного удлиняется желудочковый комплекс. В период первого детства почти одинаково встречаются нормограммы и правограммы. Несколько чаще, чем у грудных детей, регистрируются левограммы.

У детей 8-12 лет увеличивается различие амплитуд зубца Р в стандартных отведениях (в первом отведении – наибольшая амплитуда, в третьем – наименьшая). В III отведении зубец Р может быть отрицательным. Увеличивается зубец R в I отведении и уменьшается в III. Электрическая ось продолжает смещаться влево.

В подростковом возрасте ЭКГ приближается к ЭКГ взрослых. На них нередко имеется расщепление или зазубренность комплекса QRS в III отведении. Сегмент ST часто плавно поднимается и переходит в большой зубец Т. У 27% подростков зубец Т в III отведении отрицательный. У подростков чаще всего регистрируется «вертикальный тип» нормограммы (угол альфа от 71 до 90^о), реже «промежуточный» или «основной» тип, еще реже – правограммы.

строение, фазы сердечного цикла. Основные показатели деятельности сердца.

Сердце — это мышечный орган полый внутри. Снаружи сердце покрыто сердечной сумкой — перикардом. Сердце имеет четыре камеры и состоит из правой и левой половины, разделённых продольной перегородкой. В правой половине находятся правое предсердие и правый желудочек.

В левой половине — левое предсердие и левый желудочек. В правой половине сердца находится венозная кровь, а в левой половине артериальная кровь. В правое предсердие открываются верхняя и нижняя полые вены. Из правого желудочка отходит лёгочный ствол. В левое предсердие открываются четыре лёгочные вены, а от левого желудочка отходит аорта.

Предсердия отделяются от желудочков с помощью клапанов. В правой половине сердца находится трёхстворчатый клапан, а в левой половине находится двухстворчатый клапан. От нижней поверхности створчатых клапанов отходят сухожильные нити, которые прикрепляются к внутренней оболочке желудочков. Кроме створчатых клапанов в сердце имеются также полулунные клапаны (карманные клапаны). Они находятся между левым желудочком и аортой, в месте выхода аорты из сердца и между правым желудочком и лёгочным стволом (в месте его выхода).

Стенка сердца состоит из трёх слоёв: эпикарда, перикарда, миокарда. Эпикард — это наружная оболочка сердца. Миокард — это средний слой сердца. Миокард образован поперечно-полосатой мышечной тканью. Внутренний слой стенки сердца называется эндокардом.

Сердце выполняет функцию насоса, который доставляет кровь с помощью артерий, артериол и капилляров и возвращает обратно с помощью венул и вен. В течение 1 минуты оно бьётся 60-80 раз и за это время накачивает в кровеносную систему почти 6 литров крови.

Сердечная мышца выполняет два действия – сокращается и расслабляется, что приводит к сокращению и расслаблению камер сердца – предсердий и желудочков. Сокращение сердечной мышцы называется систолой, а ее расслабление – диастолой.

Сердечный цикл длиться всего 0,8 секунды и это время распределено следующим образом:

0, 1 секунды длится систола предсердий,

0,3 секунды длится систола желудочков,

0,4 секунды длится сердечная пауза,

Начинается сердечный цикл с систолы предсердий, во время которой желудочки находятся в расслабленном состоянии. При сокращении предсердий кровь из них выталкивается в полость желудочков. После этого наступает систола желудочков, но при этом кровь из них уже не может вернуться в предсердия, благодаря предсердно-желудочковым клапанам, и она устремляется в кровеносные сосуды: аорту и легочной ствол. После систолы желудочков наступает сердечная пауза, во время которой сердечная мышца «отдыхает», а в полость предсердий поступает новая порция крови.

Показателями, характеризующими сократительную активность сердца, являются величина минутного объема кровотока, величина систолического объема и частота сердечных сокращений.

Минутный объем сердца (или сердечный выброс) — это количество крови, выбрасываемое за 1 мин желудочками. У взрослого человека в покое он равен в среднем 4,5-5 л. Сердечный выброс правого и левого желудочков в среднем одинаковый, т.е. объем крови, проходящий через левое сердце, равен объему, проходящему через правое сердце. Если бы это было не так, то кровь из одного круга кровообращения постепенно уходила и накапливалась бы в другом круге кровообращения.

Систолический объем сердца — это количество крови, выбрасываемое желудочками сердца при одном сокращении. Его величину можно получить, разделив минутный объем сердца на число сердечных сокращений в минуту. Систолический объем сердца в покое у взрослого человека равен в среднем 40-70 мл.

Частота сердечных сокращений — это количество сокращений сердца в минуту. Его величина равна в среднем 70 ударов в мин. При мышечной работе частота сердечных сокращений увеличивается до 120 и более ударов в мин. К сходному увеличению этого параметра приводит эмоциональный стресс.

3. Задачи. В результате раздражения задней лапки лягушки возник сгибательный рефлекс, который продолжался еще некоторое время после прекращения раздражения. Какое свойство нервных центров лежит в основе этого явления?

Рефлекторное последействие — продолжение ответной реакции (запаздывание окончания рефлекторного ответа) после прекращения действия раздражителя:

кратковременное последействие — в течение нескольких долей секунды. Причина — следовая деполяризация нейронов;

длительное последействие — в течение нескольких секунд. Причина: после прекращения действия раздражителя возбуждение продолжает циркулировать внутри нервного центра по замкнутым нейронным цепям.

Билет №35

Работа сердца (сердечный цикл и его фазы)

Норма сердечных сокращений у здорового человека – 60-80 ударов в минуту.

Менее 60 ударов в минуту – брадикардия.

Более 80 ударов в минуту – тахикардия.

Работа сердца – это ритмические сокращения и расслабления предсердий и желудочков.

Состоит из трех фаз:

1. Систола предсердий и диастола желудочков. При этом створчатые клапаны открываются, а полулунные закрываются, и кровь их предсердий поступает в желудочки. Длится эта фаза 0,1 сек. Давление крови в предсердиях поднимается на 5-8 мм рт. ст. Таким образом, предсердия играют, в основном, роль резервуара.

2. Систола желудочков и диастола предсердий. При этом створчатые клапаны закрываются, а полулунные открываются. Длится эта фаза 0,3 сек. Давление крови в левом желудочке – 120 мм рт. ст., в правом – 25-30 мм рт. ст.

3. Общая пауза (фаза отдыха и дополнения сердца кровью). Предсердия и желудочки расслабляются, створчатые клапаны открыты, а полулунные закрыты. Длится эта фаза 0,4 сек.

Весь цикл – 0,8 сек.

Давление в камерах сердца падает до нуля, вследствие чего кровь из полых и легочных вен, где давление – 7 мм рт. ст., притекает в предсердие и желудочки самотеком, свободно, дополняя примерно 70% их объема.

Внешние проявления деятельности сердца и показатели сердечной деятельности

1. Верхушечный толчок.

2. Сердечные тоны.

3. Электрические явления в сердце.

Верхушечный толчок – удар верхушки сердца о грудную клетку. Он обусловлен тем, что сердце во время систолы желудочков поворачивается слева направо и изменяет свою форму: из эллипсоидного оно становится круглым. Виден или пальпируется в V межреберье, на 1,5 см кнутри от среднеключичной линии.

Сердечные тоны – звуки, возникающие при работе сердца. Различают два тона:

1. I тон – систолический – возникает во время систолы желудочков и закрытых створчатых клапанов. I тон более низкий, глухой и продолжительный.

2. II тон – диастолический, возникает во время диастолы и замыкании полулунных клапанов. Он короткий и более высокий.

В покое при каждой систоле желудочки выбрасывают в аорту и легочной ствол по 70-80 мл – систолический объем крови. В одну минуту выбрасывается до 5-6 л крови – минутный объем крови.

Так, например, если систолический объем равен 80 мл, а сердце сокращается до 70 ударов в минуту, то минутный объем равен: 80*70 = 5600 мл крови.

При тяжелой мышечной работе систолический объем сердца возрастает до 180-200 мл, а минутный – до 30-35 л/мин.

Электрические свойства сердца

Во время систолы предсердия становятся электроотрицательными по отношению к желудочкам, находящимся в фазе диастолы.

Таким образом, при работе сердца создается разность потенциалов, которая записывается электрокардиографом.

Впервые регистрацию потенциалов за рубежом осуществил с помощью струнного гальванометра В. Эйнтховен в 1903 году, а в России – А.Ф. Самойлов.

В клинике используются три стандартных отведения и грудные.

1. В I отведении электроды накладываются на обе руки.

2. Во II отведении электроды накладываются на правую руку и левую ногу.

3. В III отведении электроды накладываются на левую руку и левую ногу.

При грудных отведениях активный электрод положительный накладывается на определенные точки передней поверхности грудной клетки, а другой индифферентный объединенный образуется при соединении через дополнительное сопротивление трех конечностей.

ЭКГ состоит из ряда зубцов и интервалов между ними. При анализе ЭКГ учитывают высоту, ширину, направление, форму зубцов.

1. Зубец P характеризует возникновение и распространение возбуждения в предсердиях.

2. Зубец Q характеризует возбуждение межжелудочковой перегородки.

3. Зубец R охватывает возбуждение обоих желудочков.

4. Зубец S – завершение возбуждения в желудочках.

5. T – процесс реполяризации в желудочках.