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

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.

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.

СЕРДЕЧНЫЙ ЦИКЛ

Сердце здорового человека сокращается ритмично в состоянии покоя с частотой 60-80 ударов в минуту (у молодых людей – до 90). У высоко тренированных спортсменов нижняя граница может достигать 45 ударов в 1 мин.

Сердечный цикл - период, который включает одно сокращение и последующее расслабление. Частота сердечных сокращений в состоянии покоя больше 90 ударов в 1 мин называется тахикардией , а меньше 60 - брадикардией .

При ЧСС 70 ударов в минуту полный цикл сердечной деятельности продолжается 0,8-0,86 с. В норме ритм сердца правильный.

Аритмия – нарушение правильности сердечного ритма. Большинство видов аритмий свидетельствуют о развитии патологии сердца.

Систола - сокращение сердечной мышцы, диастола - расслабление.

Кровь в ССС течет в одном направлении: от левого желудочка, через большой круг кровообращения в правое предсердие, а из правого предсердия в правый желудочек, из правого желудочка по малому кругу кровообращения в левое предсердие, из левого предсердия в левый желудочек.

Односторонний ток крови зависит от клапанного аппарата сердца и последовательного сокращения отделов сердца.

Сердечный цикл имеет три фазы : систолы предсердий, систолы желудочков и общую паузу .

1. Систола предсердий - начало каждого цикла, продолжительность 0,1 с. Во время систолы в предсердиях повышается давление, что ведет к выбрасыванию крови в желудочки, которые в этот момент расслаблены, створки атриовентрикулярных клапанов свисают, и кровь свободно переходит из предсердий в желудочки. После изгнания крови из предсердий наступает их диастола.

2. Систола желудочков – наступает после окончания систолы предсердий, продолжительностью 0,3 с. Во время систолы желудочков предсердия уже расслаблены. Как и предсердия, оба желудочка - правый и левый - сокращаются одновременно. Систола желудочков состоит из периода напряжения и периода изгнания .

Периода напряжения - систола желудочков начинается с сокращения волокон в результате распространения возбуждения по миокарду. Этот период короткий. В данный момент давление в полостях желудочков еще не повышается. Оно начинает резко возрастать, когда возбудимостью охватываются все волокна. В результате повышения внутрижелудочкового давления сухожильные нити, которые одним концом прикрепляются к створчатым клапана, а другим к сосочковым мышцам, натягиваются и препятствуют выворачиванию атриовентрикулярного клапана в сторону предсердия, клапан закрывается. В этот момент полулунные клапаны (аорта, легочная артерия) тоже еще закрыты, и полость желудочка остается замкнутой, объем крови в нем постоянный. Возбуждение мышечных волокон миокарда приводит к возрастанию давления крови в желудочках и увеличению в них напряжения. Появление сердечного толчка в V левом межреберье обусловлено тем, что при повышении напряжения миокарда левый желудочек принимает округлую форму и производит удар о внутреннюю поверхность грудной клетки.

Период изгнания - давление крови в желудочках превышает давление в аорте и легочной артерии, полулунные клапаны открываются, их створки прижимаются к внутренним стенкам. В результате этого кровь быстро вытекает в аорту и легочный ствол, объем желудочков быстро уменьшается. С падением давления полулунные клапаны закрываются, затрудняя обратный ток крови из аорты и легочной артерии, миокард желудочков начинает расслабляться. Снова наступает короткий период, во время которого еще закрыты клапаны аорты и не открыты атриовентрикулярные.

3. Диастола предсердий и желудочков - диастола всего сердца, продолжительность 0,4 с. Диастола продолжается до очередной систолы предсердий. Затем цикл сердечной деятельности повторяется.

Сердечный цикл длится 0,8 с. Во время одного сердечного сокращения предсердия сокращаются 0,1 с, а отдыхают 0,7 с. Желудочки сокращаются 0,3 с, а отдыхают 0,5 с.

ЦИКЛ РАБОТЫ СЕРДЦА

Серде́чный цикл - понятие, отражающее последовательность процессов, происходящих за одно сокращение сердца и его последующее расслабление. Каждый цикл включает в себя три большие стадии: систола предсердий , систола желудочков и диастола . Термин систола означает сокращение мышцы. Выделяют электрическую систолу - электрическую активность, которая стимулирует миокард и вызывает механическую систолу - сокращение сердечной мышцы и уменьшение сердечных камер в объёме. Термин диастола означает расслабление мышцы. Во время сердечного цикла происходит повышение и снижение давления крови, соответственно высокое давление в момент систолы желудочков называется систолическим , а низкое во время их диастолы - диастолическим .

Частота повторения сердечного цикла называется частотой сердечных сокращений , её задаёт водитель ритма сердца .

Периоды и фазы сердечного цикла

Схематичное соотношение фаз сердечного цикла, ЭКГ , ФКГ , сфигмограммы . Обозначены зубцы ЭКГ, номера тонов ФКГ и части сфигмограммы: а - анакрота, д - дикрота, к - катакрота. Номера фаз соответствуют таблице. Сохранен масштаб шкалы времени.

Сводная таблица периодов и фаз сердечного цикла с примерными давлениями в камерах сердца и положением клапанов приведена внизу страницы.

Систола желудочков

Систола желудочков - период сокращения желудочков, что позволяет протолкнуть кровь в артериальное русло.

В сокращении желудочков можно выделить несколько периодов и фаз:

Период напряжения - характеризуется началом сокращения мышечной массы желудочков без изменения объёма крови внутри них.

• Асинхронное сокращение - начало возбуждения миокарда желудочков, когда только отдельные волокна вовлечены. Изменения давления в желудочках хватает для закрытия предсердно-желудочковых клапанов в конце этой фазы.

  Изоволюметрическое сокращение - вовлечен практически весь миокард желудочков, но изменения объёма крови внутри них не происходит, так как закрыты выносящие (полулунные - аортальный и лёгочный) клапаны. Термин изометрическое сокращение не совсем точен, так как в это время происходит изменение формы (ремоделирование) желудочков, натяжение хорд.

Период изгнания - характеризуется изгнанием крови из желудочков.

• Быстрое изгнание - период от момента открытия полулунных клапанов до достижения в полости желудочков систолического давления - за этот период выбрасывается максимальное количество крови.

  Медленное изгнание - период, когда давление в полости желудочков начинает снижаться, но все ещё больше диастолического давления. В это время кровь из желудочков продолжает двигаться под действием сообщенной ей кинетической энергии, до момента выравнивания давления в полости желудочков и выносящих сосудов.

В состоянии спокойствия желудочек сердца взрослого человека за каждую систолу выбрасывает от 60 мл крови (ударный объём). Сердечный цикл длится до 1 с, соответственно, сердце делает от 60 сокращений в минуту (частота сердечных сокращений, ЧСС). Нетрудно подсчитать, что даже в состоянии покоя сердце перегоняет 4 л крови в минуту (минутный объём сердца, МОС). Во время максимальной нагрузки ударный объём сердца тренированого человека может превышать 200 мл, пульс - превышать 200 ударов в минуту, а циркуляция крови может достигать 40 л в минуту.

Диастола

Диастола - период времени, в течение которого сердце расслабляется для приема крови. В целом характеризуется снижением давления в полости желудочков, закрытием полулунных клапанов и открытием предсердно-желудочковых клапанов с продвижением крови в желудочки.

Диастола желудочков

• Протодиастола - период начала расслабления миокарда с падением давления ниже, чем в выносящих сосудах, что приводит к закрытию полулунных клапанов.

  Изоволюметрическое расслабление - аналогична фазе изволюметрического сокращения, но с точностью до наоборот. Происходит удлинение мышечных волокон, но без изменения объёма полости желудочков. Фаза заканчивается открытием предсердно-желудочковых (митрального и трехстворчатого) клапанов.

Период наполнения

• Быстрое наполнение - желудочки стремительно восстанавливают свою форму в расслабленном состоянии, что значительно снижает давление в их полости и засасывает кровь из предсердий.

  Медленное наполнение - желудочки практически полностью восстановили свою форму, кровь течет уже из-за градиента давления в полых венах, где оно выше на 2-3 мм рт. ст.

Систола предсердий

Является завершающей фазой диастолы. При нормальной частоте сердечных сокращений вклад сокращения предсердий невелик (около 8 %), так как за относительно длинную диастолу кровь уже успевает наполнить желудочки. Однако, с увеличением частоты сокращений, в основном снижается длительность диастолы и вклад систолы предсердий в наполнение желудочков становится весьма существенным

Миокарду свойственны следующие свойства: возбудимость, возможность к сокращению, проводимость и автоматия. Для понимания фаз сокращений сердечной мышцы необходимо запомнить два основных термина: систола и диастола . Оба термина имеют греческое происхождение и противоположны по значению, в переводе systello означает «стягивать», diastello - «расширять».

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.

дыханием - дыхательная аритмия. В конце выдоха ЧСС понижается, на вдохе повышается.

При патологии иногда наблюдаются быстрые и асинхронные сокращения волокон предсердий или желудочков, сокращения до 400 в минуту называют трепетанием миокарда, до 600 в минуту - мерцанием (фибрилляцией).

Электрокардиография позволяет проанализировать характер нарушений ритма сердца, локализацию очага возбуждения (в предсердиях, АВузле, желудочках), степень и локализацию нарушений проведения возбуждения в сердце (блокады). ЭКГ используется для диагностики ишемии, инфаркта, дистрофических изменений миокарда.

Векторкардиография

Это метод регистрации изменений напряженности и направления перемещения вектора электрического поля, возникающего при возбуждении миокарда. Используется электронно-лучевая трубка, на пластины которой (горизонтальные и вертикальные) одновременно подается 2 отведения ЭКГ. Таким образом регистрируется результирующая напряжений биотоков сердца от двух отведений ЭКГ. На экране векторкардиоскопа наблюдается ВКГ в виде 3-х замкнутых петель Р, QRS, T.

ТЕМА 7 СЕРДЕЧНЫЙ ЦИКЛ. ФАЗОВЫЙ АНАЛИЗ СИСТОЛЫ

ИДИАСТОЛЫЖЕЛУДОЧКОВ. РЕГУЛЯЦИЯДЕЯТЕЛЬНОСТИСЕРДЦА

План лекции

1. Периоды и фазы сердечного цикла.

2. Механическиеизвуковыепроявлениясердечнойдеятельности. Тонысердца.

3. Систолический и минутный объемы крови.

4. Нервно-рефлекторная и гуморальная регуляция сердца.

Заключение.

1. Периоды и фазы сердечного цикла

Систола и диастола согласованы и составляют сердечный цикл. Каждый сердечный цикл состоит из систолы предсердий, систолы желудочков и общей паузы. При частоте сокращений сердца 75 уд./мин сердечный цикл длится 0,8 с: предсердия сокращаются 0,1 с, желудочки - 0,3 с, а общая пауза продолжается 0,4 с. Диастола предсердий длится 0,7 с, желудочков - 0,5 с. Предсердия выполняют роль резервуара, в котором кровь собирается, пока желудочки сокращаются и выбрасывают кровь в магистральные сосуды.

Цикл сокращения желудочков состоит из нескольких периодов и фаз, составляющих структуру систолы и диастолы. В качестве критериев для разделения сердечного цикла принимаются изменения давления в предсердиях, желудочках и магистральных сосудах, сопоставленные с записью биотоков сердца - ЭКГ, а так же моменты открытия и закрытия клапанов сердца.

Систолажелудочковделитсяна2 периода: напряженияиизгнания.

Период напряжения длиться 0,08 с и слагается из двух различных по своей характеристике фаз:

- фазы асинхронного сокращения (0,05 с);

- фазы изометрического сокращения (0,03–0,05с).

Фаза асинхронного сокращения - начальная часть систолы, в тече-

ние которой совершается последовательный охват сократительным процессом миокарда желудочков. Начало этой фазы совпадает с началом деполяризации волокон мускулатуры желудочков (зубец Q на ЭКГ). Конец этой фазы совпадает с началом резкого повышения внутрижелудочкового давления. Во время фазы асинхронного сокращения внутрижелудочковое давление либо не растет, либо повышается мало.

Фаза изометрического сокращения - часть систолы желудочков,

протекающая при закрытых сердечных клапанах. Во время этой фазы давление в полостях желудочков повышается до уровня давления в аорте (или лёгочной артерии), т. е. до момента раскрытия полулунных клапанов. Начало этой фазы совпадает с началом резкого повышения давления в желудочке, а конец - с началом повышения давления в аорте и легочной артерии.

Период изгнания (0,25 с) распространяется на 2-ю большую часть систолы желудочков. Он длится с момента открытия полулунных клапанов

и до конца систолы и подразделяется на:

- фазу быстрого изгнания крови (0,12 с);

- фазу медленного изгнания крови (0,13 с).

При анализе сердечного цикла выделяют общую и механическую систолу. Общая систола – та часть цикла, в течение которой в миокарде совершается сократительный процесс. Она включает в себя периоды напряжения и изгнания. Механическая систола включает в себя лишь фазу изометрического сокращения и период изгнания, то есть представляет ту часть цикла, в течение которой давление в желудочках нарастает и поддерживается выше давления в магистральных сосудах.

Диастола желудочков разделяется на следующие периоды и фазы.

Протодиастолический период (0,04 с) - время от начала расслабле-

ния желудочков до закрытия полулунных клапанов.

Период изометрического расслабления (0,08 с) - период расслаб-

ления сердца при закрытом состоянии всех клапанов. После захлопывания полулунных клапанов давление в желудочках падает. Створчатые клапаны еще закрыты, объем оставшейся крови и длина волокон миокарда не изменяются. К концу периода давление в желудочках становится ниже, чем в

предсердиях, створчатые клапаны открываются, кровь поступает в желудочки. Наступает следующий период.

Период наполнения желудочков кровью (0,25 с) включает:

- фазу быстрого наполнения (0,08 с);

- фазу медленного наполнения (0,17 с).

Затем наступает пресистолический период (0,1 с) - предсердия нагнетают в желудочки дополнительное количество крови. После чего начинается новый цикл деятельности желудочков.

2. Механические и звуковые проявления сердечной деятельности. Тоны сердца

Верхушечный толчок. При повышении давления в желудочках левый желудочек становится округлым, ударяет о внутреннюю поверхность грудной клетки. В этот момент в 5 межреберье на 1 см слева от среднеключичной линии определяется верхушечный (сердечный) толчок.

Тоны сердца - звуковые явления, сопровождающие сердечную деятельность. Они прослушиваются ухом с помощью стетофонендоскопа и регистрируются приборами - фонокардиографами. Различают несколько тонов сердца. Первый тон сердца появляется в момент начала систолы желудочков (поэтому называется систолическим). В основе его возникновения лежат колебания створок атриовентрикулярных клапанов, их сухожильных нитей, колебания мышцы желудочка. Второй тон (диастолический) возникает в результате захлопывания полулунных клапанов.

Третий и четвертый тоны ухом не выслушиваются. Их можно определить только по фонокардиограмме. Третий тон образуется колебаниями стенок желудочков при быстром наполнении их кровью, четвертый тон образуется при добавочном наполнении желудочков при систоле предсердий.

Тоны сердца и ритм их возникновения используются в клинической медицине для оценки деятельности сердца.

3. Систолический и минутный объемы крови

СОК - количество крови, котороекаждый желудочек выбрасывает в магистральный сосуд за одну систолу. В покое он составляет от 1/3 до половины общего количества крови, содержащегося в этой камере сердца к концу диастолы. СОК в состоянии физиологического покоя в горизонтальном положении человека составляет чаще 75–100 мл (при ЧСС 70–75 уд./мин). При переходе из горизонтального в вертикальное положение СОК уменьшается на 30– 40 %, так как возникает депонированиекрови в сосудах нижней половины тела. ПрифизическойработеСОКувеличиваетсязасчетрезервногообъемавыброса.

МОК - объем крови, который левый или правый желудочек сердца выбрасывает за 1 мин. МОК в состоянии физиологического (физического и психического) покоя и горизонтальном положении тела колеблется в пре-

делах 4,5–6 л/мин. При пассивном переходе от горизонтального положения в вертикальное МОК уменьшается на 15–20 %. Для нивелирования влияния индивидуальных антропометрических различий на величину МОК, последний выражают в виде СИ. СИ - это величина МОК, деленная на площадь поверхности тела в м2 . СИ колеблется в пределах 3–3,5 л/мин/м2 .

4. Нервно-рефлекторная и гуморальная регуляция сердца

Механизмы регуляции деятельности сердца подразделяются на внутрисердечные и внесердечные. К внутрисердечным относятся внутриклеточные, межклеточные и собственно внутрисердечные нервные механизмы, осуществляемые сердечной метасимпатической нервной системой. Внутриклеточные, в свою очередь, подразделяются на гетерометрические и гомеометрические. К внесердечным относятся нервные, осуществляемые симпатической и парасимпатической нервной системой, и гуморальные механизмы регуляции. Регуляторные влияния могут быть:

1. Хронотропными - влияющими на ЧСС.

2. Инотропными - на силу сокращений.

3. Батмотропными - на возбудимость миокарда.

4. Дромотропными - на проводимость (скорость распространения возбуждения по миокарду).

Миогенная (гемодинамическая) ауторегуляция осуществляется по одному из двух механизмов:

Гетерометрическая регуляция

Изучена Старлингом. Закон Старлинга гласит, что чем больше желудочки наполняются (растягиваются) кровью во время диастолы, тем сильнее их сокращение во время следующей систолы, т. е. при прочих равных условиях сила сокращения волокон миокарда является функцией их конечнодиастолической длины. Из закона следует, что увеличение заполнения сердца кровью, вызванное либо увеличением венозного притока, либо уменьшением выброса крови в артерии, ведет к возрастанию растяжения желудочков и усилению их сокращений. Таким образом, реакция, вызываемая растяжением сердца, приводит к ликвидации этого растяжения. В основе «закона сердца» лежит молекулярное соотношение «длина саркомера - сила». При диастолическом давлении 10–15 мм рт. ст. длина саркомера равна 2,1 мкм, при которой соотношение между актиновыми и миозиновыми нитями оптимальное, ведущее к максимальному взаимодействию между ними при сокращении и максимальной силе сокращения.

Гомеометрическая регуляция сердечной деятельности

Механизм усиления сердечных сокращений, не обусловленный изменением диастолической длины мышечных волокон, получил название гомеометрическойсаморегуляции. Кнейотносятсяусилениясокращениясердца:

1) под влиянием повышения аортального давления (эффект Анрепа - русский физиолог, сотрудник И. П. Павлова, работавший во время стажировки в лаборатории Старлинга);

2) при увеличении ЧСС (эффект или «лестница» Боудича). Этот феномен может быть воспроизведен как на изолированной полоске, так и на сердца в целом. Серийное раздражение сердца стимулами одинаковой силы приводит к постепенному увеличению амплитуды сокращений. Эти явления называются потенциацией сокращения и связаны с изменением интервалов между сокращениями и поэтому обозначаются как хроноинотропная зависимость или «интервал-сила»). В основе лежит накопление в миокардиоцитах ионов кальция.

Механизм долговременной адаптации сердца основан на усилении синтеза белка и увеличении числа функционально-структурных элементов, обеспечивающих увеличенный объем сердечного выброса.

Межклеточные и интраорганные механизмы интракардиальной регуляции

Межклеточная регуляция связана с наличием между мышечными клетками миокарда вставочных дисков-нексусов, обеспечивающих транспорт питательных веществ и метаболитов, соединение миофибрилл, переход возбуждения с клетки на клетку. Межклеточная регуляция включает также взаимодействие кардиомиоцитов с соединительно-тканными клетками, составляющими строму сердечной мышцы, выполняющими трофическую функцию в отношении миокардиоцитов.

Нервно-рефлекторная регуляция охватывает все 4 типа влияний на сердце: хроно-, ино-, батмо- и дромотропное. Она осуществляется в форме экстеро- и интерорецептивных рефлексов, возникающих в рефлексогенных зонах организма. Сердце в этих рефлексах выступает как эффекторный орган.

Преганглионарные волокна блуждающего нерва являются аксонами нервных клеток, расположенных в продолговатом мозгу, главным образом в его мелкоклеточной части - в обоюдном ядре, ядре одиночного тракта и дорсальном моторном ядре. Эфферентные нейроны вагуса в продолговатом мозгу имеют моно- и полисинаптические связи с афферентными волокнами аортального и синусного нервов, с ядрами гипоталамуса, корой мозга и спинным мозгом.

Экстракардиальные нервные сплетения (поверхностное и глубокое) формируется в основном за счет ветвей шейного отдела пограничного ствола и ветвей, отходящих от шейной и грудной частей блуждающего нерва. Правый вагус иннервирует, главным образом, синоатриальный узел, левый - мышечные волокна предсердий и верхние отделы атриовентрикулярной проводящей системы, небольшое количество волокон достигает также и мускулатуры желудочков.

Преганглионарные симпатические волокна являются аксонами нейронов, расположенных в боковых рогах 5 верхних грудных сегментов спинного мозга и заканчиваются в нижнем шейном и верхнем грудном (звездчатом) симпатическом ганглиях. Симпатические волокна проходят через различные участки эпикарда и иннервируют все отделы сердца, вдоль одного мышечного волокна проходят несколько симпатических аксонов. В предсердиях содержание адренергических волокон больше, чем в желудочках.

У человека деятельность желудочков контролируется, преимущественно, симпатическими нервами. Предсердия и синоатриальный узел находятся под постоянными антагонистическими воздействиями со стороны блуждающих и симпатических нервов. Выключение парасимпатических влияний у собаки повышает ЧСС со 100 до 150 уд./мин, а при подавлении симпатической активности частота падает до 60 уд./мин. В покое тонус блуждающих нервов преобладает над тонусом симпатических нервов.

Большая часть афферентных волокон сердца идет в составе блуждающих и симпатических нервов. В предсердиях выделяются 2 типа механорецепторов: В-рецепторы (отвечают на пассивное растяжение) и А- рецепторы (реагируют на активное напряжение).

Вагус, наряду с отрицательным хронотропным, оказывает на сердце также и отрицательное ино-, а также батмо- и дромотропное влияние, т. е. раздражение вагуса снижает силу сокращений сердца, угнетает автоматизм синоатриального узла, возбудимость и проводимость атриовентрикулярного узла. На проводимость в пучке Гиса и волокнах Пуркинье вагус не оказывает влияния. Вследствие подавления автоматии синоатриального узла и блока проведения по атрио-вентрикулярному узлу раздражение вызывает полную остановку сердца. Посредником блуждающего нерва в его влиянии на сердце является медиатор АЦХ. Главным следствием взаимодействия ацетилхолина с м-холинорецептором является увеличение проницаемости мембраны для ионов калия. Вследствие этого раздражение вагуса приводит к гиперполяризации мембраны клеток водителей ритма. Определенную роль играет и снижение входа в клетку ионов кальция, необходимых для развития сокращения, так как току кальция препятствует ускоренная реполяризация, обусловленная повышенной калиевой проницаемостью. Кроме того, АЦХ уменьшает образование цАМФ в сердце, который стимулирует сердечные сокращения.

При длительном раздражении вагуса развивается феномен ускользания сердца из-под его влияния: несмотря на продолжающееся раздражение вагуса, сокращения сердца возобновляются, но ритм их остаётся замедленным. Ложное ускользание развивается вследствие возникновения автоматической деятельности пучка Гиса и волокон Пуркинье. Истинное ускользание - результат, по мнению одних, уменьшения количества импульсов, поступающих по вагусу. По мнению других ученых, что более вероятно, ускользание развивается вследствие компенсаторного усиления симпатических нервных влияний на сердце.

Стимуляция симпатических нервов сердца приводит к усилению сердечных сокращений, учащению сердцебиения (положительные ино- и хронотропные эффекты), стимуляции обмена веществ в сердечной мышце (трофический эффект). Симпатические нервы обладают также положительным батмо- и дромотропным действием на сердце. Медиатором симпатических нервов в сердце теплокровных является НА. Кроме того, в миокарде действует АН, симпатомиметик, образующийся в мозговом веществе надпочечников и адсорбирующийся сердцем из крови. Катехоламины взаимодействуют с бета-адренорецептором мембраны миокардиальной клетки, представляющей аденилатциклазу. В клетках рабочей мускулатуры взаимодействие с бета-адренорецепторами НА и АН увеличивает проницаемость для ионов кальция, в результате сила сокращения возрастает. По-видимому, инотропный эффект катехоламинов осуществляется так же, как и хронотропный - через активацию аденилатциклазы и цАМФ, которая активирует протеинкиназу, являющуюся составной частью тропонина миофибрилл.

Тонус центробежных нервов сердца имеет центральное происхож-

дение. Нейроны вагуса в ядрах продолговатого мозга находятся в постоянном возбуждении. Эти нейроны составляют кардиоингибиторный центр. В продолговатом мозгу рядом с этим центром расположены структуры, возбуждение которых передается на симпатические нейроны спинного мозга, стимулирующие деятельность сердца. Эти структуры составляют кардиоакселераторный центр продолговатого мозга.

Внутрисердечный уровень регуляции является автономным, хотя он включен и в сложную иерархию центральной нервной регуляции. Она осуществляется МНС, нейроны которой располагаются в интрамуральных ганглиях сердца. МНС обладает полным набором функциональных элементов, необходимым для самостоятельной рефлекторной деятельности: сенсорными клетками, интегрирующим интернейронным аппаратом, двигательными нейронами. Аксоны сенсорных нейронов проходят в составе блуждающих и симпатических нервов, поэтому чувствительная импульсация из сердца может достигать высших отделов нервной системы. На вставочных и моторных нейронах МНС оканчиваются преганглионарные волокна блуждающего нерва и сердечных симпатических ветвей, т. е. метасимпатические нейроны - общий конечный путь для импульсов внутрисердечного и центрального происхождения. Интракардиальная МНС регулирует ритм сердечных сокращений, скорость предсердно-желудочкового проведения, реполяризацию кардиомиоцитов, скорость диастолического расслабления. Эта система обеспечивает приспособление системы кровообращения к меняющимся физическим нагрузкам на организм даже у лиц после трансплантации сердца. Профессором Г. И. Косицким установлено, что растяжение миокарда правого желудочка изолированного сердца сопровождается усилением сокращения миокарда левого желудочка. Эта реакция исчезает при действии ганглиоблокаторов, которые выключают

функционирование МНС. Местные сердечные рефлексы, осуществляемые МНС, регулируют уровень сердечной деятельности в соответствии с потребностями общей гемодинамики организма. Раздражение рецепторов растяжения при усилении притока крови и переполнении коронарных сосудов сопровождается ослаблением силы сердечных сокращений; при недостаточном растяжении механорецепторов сердца из-за уменьшенного заполнения его камер кровью приводит к рефлекторному возрастанию силы сокращений.

Рефлекторные изменения деятельности сердца при раздражении рецепторов рефлексогенных зон

Повышение давления в аорте и сино-каротидной сосудистой области раздражает прессорецепторы, повышает тонус кардиоингибиторного центра и блуждающего нерва, что сопровождается урежением частоты и снижением силы сердечных сокращений, снижением и нормализацией артериального давления (депрессорный рефлекс). Наоборот, понижение давления в сосудах понижает возбудимость вазорецепторов и тонус вагуса, что приводит к учащению сердечных сокращений и увеличению СОК. Раздражение рецепторов глазного яблока при надавливании на глаза вызывает резкое замедление ЧСС - рефлекс Данини-Ашнера. Известны кардиокардиальные рефлексы. Рефлекс Бецольда-Яриша - урежение сердечных сокращений при введении в коронарное русло алкалоида вератрина или других химических веществ, брадикардия при растяжении полостей сердца. При введении в перикард химических веществ (никотина) возникает брадикардия - эпикардиальные рефлексы Черниговского.

Роль высших отделов ЦНС в регуляции деятельности сердца

Сердечно-сосудистая система через надсегментарные отделы автономной нервной системы - таламус, гипоталамус, кору головного мозга интегрируется в поведенческие, соматические, вегетативные реакции организма. Влияние коры головного мозга (моторная и премоторная зоны) на центр кровообращения продолговатого мозга лежит в основе условно-рефлекторных сердечно-сосудистых реакций. Раздражение структур ЦНС, как правило, сопровождается повышениемЧССиповышениемартериальногодавления.

Гуморальная регуляция сердца

В ответ на выброс катехоламинов наблюдается 2-х-фазная реакция: увеличение ЧСС и подъем артериального давления и в связи с депрессорным рефлексом - вторичное снижение артериального давления. Стимулируют деятельность сердце тиреоидные гормоны, гормоны надпочечников, половые гормоны. Избыток ионов калия сопровождается остановкой сердца в стадии диастолы. Повышенная концентрация ионов кальция усиливает сердечные сокращения, затрудняет диастолу и вызывает остановку сердца в систоле.