Понятие о сердечном цикле, его фазы

Сердечный цикл – это период деятельности сердца, включающий одно сокращение его камер и последующее их расслабление (общую паузу). Сердечный цикл складывается из:

Ø сокращения предсердий

Ø сокращения желудочков

Ø общей паузы, при которой и желудочки и предсердия расслаблены.

Продолжительность сердечного цикла у человека при частоте сердечных сокращений 75 уд/мин составляет 0,8с. В сердечном цикле выделяют периоды (основные этапы систолы или диастолы), фазы (части того или иного периода) и интервалы (переходные межфазовые состояния).

Сердечный цикл имеет следующую структуру:

Ø систола предсердий (является началом каждого цикла, длится около 0,1с, охват возбуждением и последующее сокращение миокардиоцитов предсердий происходит асинхронно и поэтому давление в них повышается от нуля всего до 5-8 мм.рт.ст.; кровь пассивно из предсердий поступает в расслабленные желудочки, при этом вернуться обратно в вены она не может, поскольку первыми в предсердиях возбуждаются и сокращаются мышечный волокна, окружающие устья вен)

Ø систола желудочков, длиться около 0,33с, разделяется на несколько периодов:

ü период напряжения, в ходе которого рабочие кардиомиоциты желудочков охватываются возбуждением и последующим сокращением, давление в полостях желудочков постепенно нарастает и в момент, когда оно становиться выше такового в аорте и легочной артерии, начинается следующий период (изгнание крови желудочками). Средняя длительность периода напряжения составляет 0,08с; он включает две фазы:

§ фаза асинхронного сокращения кардиомиоцитов желудочков, длится около 0,05с, начало этой фазы совпадает с началом деполяризации рабочего миокарда желудочков и соответствует моменту появления зубца Q на ЭКГ. Во время этой фазы возбуждение и последующее сокращение постепенно распространяются по рабочему миокарду желудочков, в результате чего давление в их полостях очень медленно растет, а к концу этой фазы, когда почти все кардиомиоциты переходят к сокращению, начинает быстро нарастать, и кровь устремляется из желудочков в направлении предсердий (в которых давление почти равно нулю), захлопывая атриовентрикулярные клапаны. В момент захлопывания атриовентрикулярных клапанов возникает I или систолический тон сердца. Именно с момента захлопывания атриовентрикулярных клапанов начинается следующая фаза периода напряжения желудочков

§ фаза изометрического сокращения кардиомиоцитов желудочков, длиться около 0,03с. В момент этой фазы уже все рабочие кардиомиоциты вовлечены в сократительный акт, атриовентрикулярные клапаны уже закрыты, полулунные – еще остаются закрытыми, объем крови в полостях желудочков является постоянным, в результате чего сердечные мышечные волокна сокращаются в изометрическом режиме (т.е. при сокращении длина их остается постоянной, а они развивают лишь напряжение). Давление крови в желудочках резко нарастает: до 70-80мм.рт.ст. в левом и до 15-20мм.рт.ст. в правом. Левый желудочек приобретает круглую форму и с силой ударяет о внутреннюю поверхность грудной стенки, в результате чего в пятом межреберье, на 1см слева от среднеключичной линии ощущается сердечный толчок. К концу этого периода давление в полостях желудочков становится выше такового в соответствующих артериях, выносящих кровь из сердца, что делает возможным последующий выброс желудочками порции крови в артериальные сосуды. Как следствие, на смену этой фазе приходит следующий период – период изгнания крови желудочками

ü период изгнания крови из желудочков, длится около 0,25с, начинается с открытия кровью, движущейся в направлении артерий, полулунных клапанов. В этот период рабочие кардиомиоциты желудочков продолжают сокращаться, вследствие чего давление в их полостях продолжает нарастать (до 120-130 мм.рт.ст. в левом и до 25мм.рт.ст. в правом). Период изгнания состоит из:

§ протосфигмического интервала (0,005с),представляющего собой межфазовое состояние,соответствующее моменту открытия полулунных клапанов. Выброс же крови из сердца начинается не тотчас после достижения в желудочках давления, превышающего таковое в аорте и легочной артерии, а лишь после того, как будет преодолена инерция столба крови, заполняющей эти сосуды

§ фазы быстрого или максимального изгнания (0,12с), во время которой сердечные мышечные волокна в большинстве своем еще сокращаются, и давление крови в полостях желудочков продолжает нарастать, в результате чего она быстро изливается в аорту и легочную артерию, а объем желудочков резко уменьшается; именно в эту фазу выбрасывается большая часть систолического объема крови

§ фазы медленного изгнания (0,13с), во время которой сокращения миокарда желудочков постепенно ослабевает вследствие постепенного начала расслабления его рабочих кардиомиоцитов, и кровь в артерии изливается гораздо медленнее по сравнению с предыдущей фазой. Кроме того, в эту фазу отток крови из аорты и легочного ствола к периферии начинает превышать ее поступление из сердца, и систолическое давление в этих сосудах начинает постепенно снижаться

В момент, когда большая часть миокардиоцитов желудочков начинает расслабляться, давление в них резко падает, и выброс крови прекращается, начинается диастола желудочков(длится около 0.47с), включающая следующие периоды:

ü протодиастолический период (0,04с), представляет собой переходное межфазовое состояние, соответствующее времени, затрачиваемому на закрытие полулунных клапанов кровью, движущейся из аорты и легочного ствола в направлении расслабляющихся желудочков. В момент захлопывания полулунных клапанов возникает II или диастолический тон сердца

ü период изометрического (изоволюметрического) расслабления желудочков (0,08с). Начинается от момента захлопывания полулунных клапанов; в этот период атриовентрикулярные клапаны еще остаются закрытыми, и миокард желудочков расслабляется с постоянным объемом крови, оставшейся в их полостях после систолы. В связи с тем, что расслабление желудочков происходит при постоянном объеме крови в них, эту фазу называют изометрической. К концу этого периода давление в полостях желудочков становится чуть ниже такового в предсердиях, что приводит к открытию движущейся из предсердий кровью атриовентрикулярных клапанов и началу следующего периода

ü период наполнения желудочков кровью (0,25с). В этот период и предсердия и желудочки расслаблены, и кровь движется пассивно из предсердий (которые принимают ее из вен) в желудочки; причем во время этого периода в желудочки притекает около 70% от общего венозного возврата крови к сердцу. Данный период включает две фазы:

§ фаза быстрого наполнения (0,08с), начинается одновременно с открытием створчатых клапанов. Во время этой фазы происходит основное по объему наполнение желудочков кровью. Колебания стенок желудочков вследствие быстрого притока крови к ним вызывают появление III тона сердца

§ фаза медленного наполнения или диастазис (0,17с), во время которой существенного наполнения желудочков кровью не происходит; почти полностью редуцируется при частоте сердечных сокращений свыше 110-130уд/мин; при еще более частом ритме резко сокращается и фаза быстрого наполнения

ü пресистоличсекий период, соответствующий систоле предсердий (0,1с). По окончании фазы медленного наполнения желудочков кровью начинается очередная систола предсердий, знаменующая начало следующего сердечного цикла, и происходит дополнительная подкачка небольшого количества крови в желудочки (около 30% от общего венозного возврата крови к сердцу). Колебание стенок сердца, вызванное сокращением предсердий и дополнительным притоком крови в желудочки, обуславливает возникновение IV тона сердца. Причем при обычной аускультации слышны только первые два тона (систолический и диастолический), тогда как III и IV тоны являются тихими и выявляются только при графической их регистрации

ü интерсистолический интервал (0,007с) представляет собой время между окончанием систолы предсердий и началом систолы желудочков; он не является постоянной составной частью сердечного цикла.

Периоды сердечного цикла от начала расслабления желудочков до момента наступления систолы предсердий очередного сердечного цикла составляют в своей совокупности общую паузу сердца, включающую таким образом протодиастолический интервал, период изометрического расслабления желудочков и период наполнения желудочков кровью.

Большинство фаз деятельности правого и левого желудочков начинается не строго одновременно, что связано с различными экстракардиальными условиями для правого и левого отделов сердца (в частности, правый желудочек осуществляет выброс крови против меньшего сопротивления, чем левый) и неодинаковыми сократительными свойствами миокарда обоих желудочков. Так, фаза асинхронного сокращения правого желудочка длительнее, чем левого, а фаза изометрического сокращения и период изгнания крови, составляющие в совокупности механическую систолу желудочков, в левом желудочке начинаются раньше, чем в правом; изгнание же крови из правого желудочка начинается, как правило, на сотые доли секунды раньше, чем из левого.

Учащение и урежение сердечного ритма определенным образом отражаются на продолжительности фаз сердечного цикла. Так, учащение сердечной деятельности приводит к укорочению периода изгнания, механической и общей систолы, диастазиса и систолы предсердий, тогда как урежение – сопровождается противоположными фазовыми сдвигами.