Для перемещения крови по сосудам требуется создать перепад давления, так как кровоток осуществляется от высокого уровня к низкому. Это возможно благодаря сокращению (систоле) желудочков. В период диастолы (расслабление) они заполняются кровью, чем больше ее поступило, тем сильнее работают мышечные волокна, выталкивая содержимое в крупные сосуды.
При заболеваниях миокарда, эндокринной и нервной патологии синхронность и продолжительность частей сердечного цикла нарушается.
Сердечный цикл — систола и диастола
Поочередное сокращение и расслабление кардиомиоцитов обеспечивает синхронную работу всего сердца. Сердечный цикл состоит из:
- паузы – общее расслабление (диастола) всех частей миокарда, предсердно-желудочковые клапаны раскрыты, кровь переходит в полости сердца;
- систолы предсердий – передвижение крови в желудочки;
- сокращения желудочков – выброс магистральные сосуды.
Предсердий
Импульс для сокращения миокарда возникает в синусовом узле. После того, как перекрываются отверстия сосудов, предсердная полость становится замкнутой. В момент охвата всего мышечного слоя возбуждением происходит сжатие волокон и выталкивание крови в желудочки. Клапанные створки при этом открываются под давлением. Затем предсердия расслабляются.
В норме предсердный вклад в общее заполнение желудочков незначителен, так как они на 80% уже заполнились в период паузы. Но при увеличении частоты сокращений (мерцание, трепетание, фибрилляция, суправентрикулярная форма тахикардии) их роль в наполнении существенно возрастает.
Желудочков
Первый период сокращений называется напряжением миокарда. Он длится до того времени, пока не раскроются заслонки клапанов крупных сосудов, выходящих из желудочков. Состоит из 2 частей: неодновременного сокращения (асинхронная) и изометрическая. Последняя означает вовлечение в работу всех клеток миокарда. Потоком крови перекрываются предсердные клапаны, а желудочек оказывается полностью закрытым со всех сторон.
Второй этап (изгнания) начинается с раскрытия клапанных створок пульмонального ствола и аорты. В нем также есть два периода – быстрый и медленный. По окончанию сердечного выброса давление возрастает уже в сосудистой сети, а когда оно становится равным сердечному, то систола прекращается и наступает диастола.
Разница между систолой и диастолой
Для сердечной мышцы расслабление не менее важно, чем сокращение. По меткому определению, диастола делает систолу. Этот период такой же активный. За его время в сердечной мышце происходит расхождение нитей актина и миозина, которое по закону Франка-Старлинга определяет силу сердечного выброса – чем больше растяжение, тем больше сокращение.
Способность расслабляться зависит от тренированности сердечной мышцы, у спортсменов за счет длительной диастолы урежается частота сокращений, а кровоток по коронарным сосудам в это время нарастает. В период расслабления выделяют две фазы:
Читайте также:
- протодиастолическую (обратное движение крови закрывает клапанные заслонки сосудов);
- изометрическую – расправление желудочков.
Вслед за этим следует наполнение, а потом начинается предсердная систола. По их завершению полости желудочков оказываются готовыми к последующему сокращению.
Время систолы, диастолы, паузы
Если частота сердечных сокращений в норме, то примерная длительность всего цикла составляет 800 миллисекунд. Из них на отдельные этапы приходится (мс):
- сокращение предсердий 100, расслабление 700;
- систола желудочков 330 – асинхронного напряжения 50, изометрического 30, изгнания 250;
- диастола желудочков 470 – расслабление 120, наполнение 350.
От чего зависят фазы систолы и диастолы
К факторам, которые определяют растяжимость и последующую сократимость миокарда, относятся:
- упругость стенок;
- толщина сердечной мышцы, ее структура (рубцовые изменения, воспаление, дистрофия из-за недостаточного питания);
- размер полостей;
- строение и проходимость клапанов, аорты, легочной артерии;
- активность синусового узла и скорость распространения волны возбуждения;
- состояние околосердечной сумки;
- вязкость крови.
Причины нарушения показателей
Нарушение сократимости миокарда и ослабление систолы вызывают ишемические и дистрофические процессы – стенокардия, кардиосклероз, амилоидоз, миокардиодистрофия, миокардит. Из-за сужения отверстий клапанов или затруднения выброса крови из желудочков повышается количество остаточной крови в их полостях, а в сосудистую сеть поступает уменьшенный объем.
Такие изменения характерны для врожденных и приобретенных пороков сердца, гипертрофической кардиомиопатии, сужения магистральных сосудов.
Нарушение образования импульса или его продвижения по проводящей системе изменяет последовательность возбуждения миокарда, синхронность систолы и диастолы частей сердца, снижает сердечный выброс.Аритмии изменяют продолжительность фаз сердечного цикла, эффективность сокращений желудочков и возможность их полноценного расслабления.
К заболеваниям, которые сопровождаются диастолической, а затем и систолической дисфункцией, также относятся:
- перикардит;
- бактериальный эндокардит;
- артериальная и легочная гипертензия;
- гипотония;
- системные аутоиммунные патологии;
- нарушения эндокринной регуляции – болезни щитовидной железы, гипофиза, надпочечников;
- вегетососудистая дистония – дисбаланс между частями вегетативной нервной системы.
Для того чтобы понять суть циклической функции сердца следует разобраться в том, что такое систола и что такое диастола. Первая характеризуется освобождением сердца от кровяной жидкости, т.о. сокращение сердечной мышцы называется систолой, тогда как диастолы сопровождается заполнением полостей кровяным потоком.
-
Читайте также:
Процесс чередования систолы и диастолы желудочков и предсердий, а также наступающее затем общее расслабление, носит название цикла сердечной деятельности.
Т.е. открытие створчатых клапанов происходит в момент систолы. При сокращении створки во время диастолы кровь приливает к сердцу. Период паузы также имеет большое значение, т.к. створчатые клапаны закрыты в течение этого времени для отдыха.
Таблица 1. Длительность цикла у человека и животных в сравнении
| Фазы сердечного цикла | Направление кровяного потока | Длительность фаз | |
|---|---|---|---|
| у человека | у животных | ||
| Систола (в предсердиях) | От предсердий к желудочкам | 0,1 с | 0,1 – 0,16 с |
| Систола (в желудочках) | От желудочков в артерию и аорту | 0,3 с | 0,5 – 0,56 с |
| Диастола | От вен к предсердиям и желудочкам | 0,4 с | 0,4 с |
Продолжительность систолы составляет у человека по существу такой же период, как и диастола, тогда как у животных этот период длится несколько дольше.
Длительность разных фаз цикла работы сердца определяется по частоте сокращений. Их учащение влияет на протяженность всех фаз, в большей степени, это относится к диастоле, становящейся заметно меньше. В стадии покоя здоровые организмы имеют частоту сердечных циклов в минуту в количестве до 70. В этом же время они могут иметь длительность до 0,8 с.
До сокращений миокард бывает расслаблен, его камеры заполняются кровяной жидкостью, поступившей из вен. Отличием этого периода служит полное раскрытие клапанов, а давление в камерах — в предсердиях и желудочках сохраняется на одинаковом уровне. Импульс возбуждения миокарда берет начало от предсердий.
Затем он провоцирует рост давления и вследствие разницы кровяной поток постепенно выталкивается.
Цикличность работы сердца отличает уникальная физиология, т.к. он самостоятельно обеспечивает себе импульс для активности мышцы, посредством аккумулирования электрической стимуляции.
Фазовая структура с таблицей
Для проведения анализа изменений в сердце нужно также знать из каких фаз состоит этот процесс. Существуют такие фазы, как: сокращение, изгнание, расслабление, наполнение. Каковы периоды, последовательность и место в цикле работы сердца отдельных видов каждой из них можно увидеть в Таблице 2.
Таблица 2. Показатели сердечного цикла
| Систола в предсердиях | 0.1 с | |
|---|---|---|
| Периоды | Фазы | |
| Систола в желудочках0,33 с | напряжения — 0,08 с | асинхронного сокращения — 0,05 с |
| изометрического сокращения — 0.03 с | ||
| изгнания 0,25 с | быстрого изгнания — 0,12 с | |
| медленного изгнания — 0,13 с | ||
| Диастола желудочков 0,47 с | расслабления — 0,12 с | Протодиастолический интервал — 0.04 с |
| изометрического расслабления — 0.08 с | ||
| наполнения — 0,25 с | быстрого наполнения — 0,08 с | |
| медленного наполнения — 0.17 с |
Кардиоцикл подразделяется на несколько фаз, имеющих определенное назначение и длительность, обеспечивая правильное направление тока крови по порядку, точно установленному природой.
Названия фаз цикла:
- Асинхронного сокращения характеризует начало систолы, когда распространение волны возбуждения захватывает миокарды желудочков, но сокращение кардиомиоцитов не наблюдается.
- Изометрического сокращения – является последующим этапом систолы, во время которого закрываются атриовентрикулярные клапаны.
- Быстрого изгнания – третий этап систолы, характеризуется увеличением давления в желудочках. В это время цикла наибольшее количество крови поступает в область сосудистой системы.
- Медленного изгнания – последняя фаза систолы, во время которого оставшаяся кровь по-прежнему поступает в сосудистую систему с меньшей скоростью.
- Протодиастолический период – это переходный этап от систолы к диастоле, характеризуется расслаблением желудочков. Разница давления между желудочками и легочной артерией с аортой приводит к закрытию полулунных клапанов.
- Период изометрического расслабления – первый этап диастолы, отличается полным закрытием полостей желудочков посредством атриовентрикулярных и полулунных клапанов, которые остаются изометрически расслаблены.
- Быстрого наполнения – является этапом диастолы, в это время цикла атриовентрикулярные клапаны открываются и кровь с силой устремляется к желудочкам.
- Медленного наполнения – следующий этап диастолы, когда кровь в медленном темпе по полым венам поступает в зону предсердий, а сквозь открытые атриовентрикулярные клапаны – к желудочкам. По окончании данной фазы цикла кровь в желудочках заполняет до 75% их объема.
- Пресистолический период – представляет заключительный этап диастолы, совпадающий с систолой предсердий.
- Систола предсердий – является сокращение их мускулатуры, сопровождается повышением давления в правом предсердии до 3-8 мм рт. ст., а в левом – до 8-15 мм рт. ст.
Звуки сердца
Деятельность сердца характеризуются издаваемыми циклическими звуками, они напоминают постукивание. Составляющими каждого удара служат два легко различимых тона.
- Читайте также:
Один из них возникает от сокращений в желудочках, импульс которых возникает от захлопывающихся клапанов, закрывающих атриовентрикулярные отверстия во время напряженности миокарда, препятствуя проникновению кровяного потока назад в предсердия.
Звук в это время появляется непосредственно при смыкании свободных краев. Этот же удар производится при участии миокарда, стенок легочного ствола и аорты, сухожильных нитей.
Следующий тон возникает в период диастолы от движения желудочков, являясь в тоже время следствием деятельности полулунных клапанов, не дающих кровяному потоку проникнуть обратно, выполняя функции преграды. Стук становится слышен в момент соединения в просвете краев сосудов.
Помимо двух наиболее заметных тонов в цикле работы сердца существуют еще два, называемых третьим и четвертым. Если для того чтобы услышать первые два достаточно фонендоскопа, то остальные могут быть зарегистрированы лишь специальным прибором.
Прослушивание ударов сердца крайне важно для диагностики его состояния и возможных изменений, позволяющих судить о развитии патологий. Некоторым недугам этого органа характерно нарушение цикличности, раздваивание ударов, изменение их громкости, сопровождение дополнительными тонами или иными звуками, включая писки, щелчки, шумы.
Сердечный цикл – уникальная, созданная природой физиологическая реакция организма, необходимая для поддержания его жизнедеятельности. Этот цикл имеет определенные закономерности, к которым относятся периоды сокращения и расслабления мышц.
По итогам фазового анализа деятельности сердца можно сделать вывод, что два основных его цикла промежутки активности и отдыха, т.е. между систолой и диастолой, по существу примерно одинаковые.
Важным показателем здоровья человеческого организма, определяемого по деятельности сердца, является характер его звуков, в особенности должны вызывать настороженное отношение шумы, щелчки и т.п.
Для того чтобы избежать развития патологий в сердце необходимо своевременное прохождение диагностики в медицинском учреждении, где специалист сможет оценить изменения в сердечном цикле по его объективным и точным показателям.
