Цикл сердечной деятельности и его фазы

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.
етки, 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.

 

 

Источник: kineziolog.su

Циклические особенности

Сердечный цикл – последовательные отлаженные непрекращаемые процессы, возникающие за одно сокращение и расслабление миокарда – главной сердечной мышцы. Благодаря активности и свойствам миокарда, сердце постоянно обеспечивает сосудистые просветы кровью. Венозный кровоток осуществляется непрерывно, благодаря перепадам давления. Так, в магистральных венах давление незначительно или вовсе отсутствует, а в аорте давление составляет 140 мм.рт.ст.

По законам физики, кровь устремляется от полостных камер с высоким давлением в полости с наименьшим давлением. По ходу кровотока встречаются преграды (специальные полулунные створки), которые предупреждают преждевременное попадание кровяной массы к предсердиям, благодаря чему крупные сосуды и аорта наполняются первыми. При наполнении аортально-артериальных структур желудочки расслабляются, и в состоянии покоя обильно наполняются кровью.

Важная функция сердечного цикла заключается в создании условий для непрерывного беспрепятственного поддержании здоровой функции сердца на протяжении всей жизни человека. Упорядоченное течение всех циклических фаз продолжается всего 0,8 сек, а сердечная пауза составляет 0,4 сек. Для полного восстановления работы сердца состояние покоя в 0,4 сек оптимальное и достаточное.

Понятие возбудимости и проводимости миокарда

Возбудимость сердечной мышцы характеризует свойство миокарда нагнетать давление под воздействием определенных раздражителей. Среди особенностей возбудимости сердечной мышцы выделяют:

• способность длительного возбуждения в сравнении со скелетными мышцами;
• возможность возбуждения на потенциал воздействия от проводящей сердечной системы;
• возможность сохранять длительное расслабление, что совпадает с продолжительностью одного сокращения.

Проводимость сердечной мышцы отражает инерционное возбуждение по разным участкам всей проводящей системы, состоящей их проводящих волокон в предсердных стенках, ножек пучка Гиса в желудочковой толще, синоатриального узла в правом предсердии. В отличие от проводимости скелетных мышц, проводимость миокарда может передаваться от одних клеток кардиальных структур в другие.

Таким образом, если возбуждение возникает в одном участке миокарда, то благодаря проводимости, оно распространяется почти на все его области.

Периодизация и очередность

Систолический и диастолический периоды цикличной деятельности сердца обеспечивают нормальную функцию всего организма. Структура цикла обязательно включает состояние напряжения предсердий и желудочков, а также общей паузы или периода покоя. Так, продолжительность сердечного цикла длится всего 0,8 сек:

• сократимость предсердий 0,1 с;
• сократимость желудочков 0,3 с;
• состояние пассивности – 0,4 с.

Пассивность мышечных структур предсердий длится 0,7 с, а желудочков – 0,5 с. Предсердия выполняют функцию резервуара, где скапливается нужный объем крови, для последующего ее выброса в сосудистые структуры.

Ключевыми аспектами разделения сердечного цикла являются перепады или изменения артериального давления любой природы, периоды закрытия или закрытия сердечных клапанов.

Предсердное возбуждение

Предсердное возбуждение или систола предсердий – один из этапов сердечного цикла. Перед периодом систолы кровь продвигается к предсердиям, постепенно заполняет их. Необходимое количество кровяной массы остается в камерах предсердия, а остальное транспортируется в желудочки. Тогда же возобновляется систолический период – стенки камер приходят в тонус за счет напряжения гладкой мускулатуры, пропорционально давление повышается на несколько единиц мм.рт.ст.

Общая продолжительность фазы составляет 0,1 с. Систола приходится на конец фазы диастолического периода желудочков. Учитывая относительную тонкость мышечной мускулатуры предсердий, особых усилий для наполнения соседних камер сердца не требуется.

Желудочковое возбуждение

Систола  желудочков характеризуется двумя основными периодами – возбуждения (напряжения) и выхода крови из полости камер (изгнания). Общая продолжительность напряжения составляет 0,08 с, составляет две подфазы сокращений:

• Асинхронное. Совпадает с началом систолического периода, по завершению которого происходит резкое повышение давления внутри полости. Обе фазы накладываются друг на друга – пока продолжается одна, завершается вторая. На протяжении всего периода давление отсутствует или выражено мало. Длительность периода 0,05 с.
• Изометрическое. Представляет собой фазу закрытых сердечных клапанов, которая характеризуется увеличением давления в полостных структурах до 140 мм.рт.ст вплоть до раскрытия полулунных клапанов. Начало фазы совпадает с увеличением внутрижелудочкового давления, а конец – с началом повышения аортально-легочного давления. Продолжительность периода – 0,03 с.

Стадия изгнания при систоле желудочков сохраняется в течение 25 с, приходится на момент открытия полулунных клапанов и до окончания систолы, а также включает в себя:

• период стремительного изгнания (0,12 с);
• период замедленного изгнания (0,13 с).

Анализируя весь цикл сердечной деятельности, следует выделить общую и механическую систолу. Под общей понимают такую часть сердечного цикла, при которой в миокарде возникает сокращение. Механическая включает только изометрическое сокращение и изгнание, поэтому характеризует стадию повышения давления в желудочках и магистральных сосудах.

По ходу сокращения сердца и функции полулунных клапанов, клиницисты различают 4 тона сердца: Iили систолический (0,11 c), IIдиастолический (0,07 с), IIIсоответствует наполнению желудочков и вибрации их стенок, хорошо выслушивается у детей, IVтон регистрируется при сокращении предсердий.

Общая диастолическая пауза

Диастолический период знаменуется расслаблением стенок желудочков, продолжается 0,4 с. Время покоя сочетается с кратковременно продолжающейся диастолой предсердий, поэтому клиницисты объединяют обе эти фазы, обобщая термином общей диастолической паузы. За время общего расслабления кровь выходит из полостей.

Та фаза, которая начинается с мышечного расслабления стенок желудочков и завершается закрытием полости клапанами, называется протодиастолической с продолжительностью около 0,04 с.

Завершение протодиастолической фазы начинается периодом изометрического расслабления длительностью около 0,08 с. В это время клапаны все еще перекрывают полость желудочка, но при уменьшении аортального давления клапаны открываются, сердечные камеры свободно наполняются кровью. Эти периоды знаменуются фазой медленного наполнения продолжительностью 0,08 с, кровь поступает в предсердия, желудочки. Во время расслабления стенок желудочков кровь поступает в полость из предсердий, наступает пресистолическая фаза диастолы длительностью 0,1 с. Таким образом, завершается цикл и начинается снова.

Нюансы при патологии

На циклические процессы могут влиять различные негативные факторы:

• перегревание, обморожение;
• инфекционно-воспалительные процессы;
• шоковые состояние, острые интоксикации, обезвоживание;
• лихорадка, фебрильные судороги;
• приступ эпилепсии;
• полиорганные патологии, обусловленные недостаточностью.

При стойком сохранении нарушенной функции сердца компенсаторные ресурсы исчерпываются, возникает дилатация желудочков, развивается острая сердечная недостаточность, отек легких с опасным прогностическим сценарием.

Источник: health-post.ru

Кровь направляется к предсердиям. Обе камеры сердца последовательно наполняются кровью, одна часть крови задерживается, другая поступает дальше в желудочки через открытые атриовентрикулярные отверстия. Вот на этом моменте систола предсердий и берет свое начало, стенки обоих предсердий напрягаются, начинает расти их тонус, отверстия вен, несущих кровь, смыкаются благодаря кольцевым пучкам миокарда. Результатом подобных изменений становится сокращение миокарда — систола предсердий. При этом кровь из предсердий через атриовентрикулярные отверстия быстро стремится попасть в желудочки, что не становится проблемой, т.к. стенки левого и правого желудочков расслаблены в данный промежуток времени, а полости желудочков расширяются. Фаза длится всего 0,1 с, в ходе которой систола предсердий ещё и наслаивается на последние моменты диастолы желудочков. Стоит отметить, что предсердиям нет необходимости в использовании более мощного мышечного слоя, их работа заключается лишь в перекачивании крови в соседние камеры. Именно из-за отсутствия функциональной необходимости мышечный слой левого и правого предсердий более тонкий, чем аналогичный слой желудочков.

После систолы предсердий начинается вторая фаза — систола желудочков, она начинается также с сердечной мышцы. Период напряжения длится в среднем 0,08 с. Даже это мизерное время физиологам удалось разделить на две фазы: в течение 0,05 с происходит возбуждение мышечной стенки желудочков, начинается повышение ее тонуса, как бы побуждая, стимулируя к будущему действию — . Второй фазой периода напряжения миокарда является , она длится 0,03 с, в течение которых идет возрастание давления в камерах, достигающее значительных цифр.

Здесь возникает закономерный вопрос: почему же кровь не устремляется обратно в предсердие? Именно так бы и произошло, но она совершить подобного не может: первое, что начинает выталкиваться в предсердие, это плавающие в желудочках свободные края створок атриовентрикулярных клапанов. Казалось бы, под таким давлением они должны были вывернуться в полость предсердия. Но подобного не случается, так как увеличивается напряжение не только в миокарде желудочков, также напрягаются мясистые перекладины и сосочковые мышцы, натягивая сухожильные нити, которые и уберегают створки клапанов от «выпадения» в предсердие. Таким образом, смыканием створок атриовентрикулярных клапанов, то есть захлопыванием сообщения между желудочками и предсердиями, заканчивается период напряжения в систоле желудочков.

После того, как напряжение достигнет максимума, берет свое начало миокарда желудочков, длится он в течение 0,25 с, в этот период совершается собственно систола желудочков. За 0,13 с происходит выброс крови в отверстия легочного ствола и аорты, клапаны прижимаются к стенкам. Происходит это из-за нарастания давления до 200 мм рт.ст. в левом желудочке и до 60 мм рт.ст. в правом. Эта фаза носит название . После нее, в оставшееся время, происходит более медленный выброс крови под меньшим давлением — . В этот момент предсердия расслаблены и начинают снова получать кровь из вен, таким образом происходит наслаивание систолы желудочков на диастолу предсердий.

Мышечные стенки желудочков расслабляются, вступая в диастолу, которая длится 0,47 с. В этот период диастола желудочков накладывается на еще продолжающуюся диастолу предсердий, так что эти фазы сердечного цикла принято объединять, называя их общей диастолой, или общей диастолической паузой. Но это не значит, что все замерло. Представьте себе, желудочек сократился, выжав из себя кровь, и расслабился, создав внутри своей полости как бы разреженное пространство, практически отрицательное давление. В ответ кровь стремится обратно в желудочки. Но полулунные створки аортального и легочного клапанов, возвращающейся же кровью, отдвигаются от стенок. Они смыкаются, перекрывая просвет. Период длящийся 0,04 с, начинающийся от расслабления желудочков до перекрывания просвета полулунными клапанами, называется (греческое слово proton означает «сначала»). Крови ничего не остается, как начать свой путь по сосудистому руслу.

В следующие после протодиастолического периода 0,08 с миокард вступает в . В ходе этой фазы створки митрального и трехстворчатого клапанов еще закрыты, и кровь, стало быть, в желудочки не поступает. Но спокойствие заканчивается тогда, когда давление в желудочках становится ниже, чем давление в предсердиях (0 или даже чуть меньше в первых и от 2 до 6 мм рт.ст. во вторых), что неминуемо ведет к открытию атриовентрикулярных клапанов. Кровь успевает за это время накопится в предсердиях, диастола которых началась раньше. За 0,08 с она благополучно перекочевывает в желудочки, осуществляется . Кровь еще 0,17 с постепенно продолжает поступать в предсердия, небольшое ее количество попадает в желудочки через атриовентрикулярные отверстия — . Последнее, что претерпевают желудочки во время своей диастолы, это неожиданное поступление крови из предсердий за их систолу, длящееся 0,1 с и составляющее диастолы желудочков. Ну а дальше цикл замыкается и начинается вновь.

Подведем итог. Суммарное время всей систолической работы сердца составляет 0,1 + 0,08 + 0,25 = 0,43 с, тогда как диастолическое время для всех камер в общей сложности — 0,04 + 0,08 + 0,08 + 0,17 + 0,1 = 0,47 с, то есть фактически сердце полжизни «работает», а остальной срок «отдыхает». Если сложить время систолы и диастолы, получится, что длительность сердечного цикла 0,9 с. Но здесь есть некоторая условность в расчетах. Ведь 0,1 с. систолического времени, приходящаяся на систолу предсердий, и 0,1 с. диастолического, отведенная на пресистолический период, по сути, одно и то же. Ведь две первые фазы сердечного цикла наслаиваются одна на другую. Поэтому для общего хронометража одну из этих цифр следует просто аннулировать. Делая выводы, можно довольно точно оценить количество времени затраченного сердцем на совершение всех фаз сердечного цикла, длительность цикла будет равна 0,8 с.

Рассмотрев фазы сердечного цикла, нельзя не упомянуть о звуках, издаваемых сердцем. В среднем около 70 раз в минуту сердце производит два действительно похожих на удары звука. Тук-тук, тук-тук.

Первое «тук», так называемый I тон, порождается систолой желудочков. Для простоты можно запомнить, что это результат захлопывания атриовентрикулярных клапанов: митрального и трикуспидального. В момент быстрого напряжения миокарда клапаны, чтобы не выпустить кровь обратно в предсердия, закрывают атриовентрикулярные отверстия, их свободные краешки смыкаются, и раздается характерный «удар». Если же быть точнее, в формировании I тона участвуют и напрягающийся миокард, и дрожащие сухожильные нити, и колеблющиеся стенки аорты и легочного ствола.

II тон — результат диастолы. Он возникает, когда полулунные створки клапанов аорты и легочного ствола преграждают путь крови, вздумавшей вернуться в расслабившиеся желудочки, и «стукают», соединяясь краешками в просвете артерий. Это, пожалуй, и все.

Однако в звуковой картине происходят изменения, когда у сердца неприятности. При болезнях сердца звуки могут становиться весьма разнообразными. Могут меняться оба известных нам тона (становиться тише или громче, раздваиваться), появляются дополнительные тоны (III и IV), могут возникают различные шумы, писки, щелчки, звуки, названные «криком лебедя», «кашлем коклюша» и др.

Источник: tardokanatomy.ru