Srdcový cyklus

Lidské srdce funguje jako čerpadlo. Díky vlastnostem myokardu (excitabilita, schopnost kontrakce, vodivost, automatismus) je schopna donutit krev do tepen, které do ní vstupují ze žil. Pohybuje se bez zastavení vzhledem k tomu, že na koncích cévního systému (arteriální a žilní) vzniká tlakový rozdíl (0 mm Hg v hlavních žilách a 140 mm v aortě).

Práce srdce se skládá ze srdečních cyklů - průběžně se měnících období kontrakce a relaxace, které se nazývají systola a diastole.

Doba trvání

Jak ukazuje tabulka, srdeční cyklus trvá přibližně 0, 8 sekund, pokud předpokládáme, že průměrná frekvence kontrakcí je od 60 do 80 úderů za minutu. Systémová systola trvá 0,1 s, komorová systola - 0,3 s, celkový diastol srdce - celý zbývající čas, rovný 0,4 s.

Fázová struktura

Cyklus začíná systolickou síní, která trvá 0,1 sekundy. Jejich diastole trvá 0,7 sekundy. Kontrakce komor trvá 0,3 sekundy, jejich relaxace je 0,5 sekundy. Celková relaxace srdečních komor se nazývá obecná pauza a v tomto případě trvá 0,4 sekundy. Existují tedy tři fáze srdečního cyklu:

• systolická síň - 0,1 s;
• ventrikulární systola - 0,3 sekundy;
• diastole srdce (celková pauza) - 0,4 sec.

Obecná pauza před začátkem nového cyklu je velmi důležitá pro naplnění srdce krví.

Před začátkem systoly je myokard v uvolněném stavu a komory srdce jsou naplněny krví, které pochází ze žil.

Tlak ve všech komorách je přibližně stejný, protože atrioventrikulární ventily jsou otevřené. K excitaci dochází v sinoatriálním uzlu, což vede k redukci atria v důsledku rozdílu tlaku v době systoly, objem komor se zvyšuje o 15%. Když končí systolická systola, tlak v nich se snižuje.

Systémová systola (kontrakce)

Před začátkem systoly se krev přemístí do předsíní a postupně ji naplní. Část z nich zůstává v těchto komorách, zbytek jde do komor a vstupuje do nich atrioventrikulárními otvory, které nejsou uzavřeny ventily.

V tomto okamžiku začíná systolická systola. Stěny komor jsou napjaté, jejich tón roste, tlak v nich vzrůstá o 5-8 mm Hg. pilíře. Lumen žil, které nesou krev, je blokován prstencovými svazky myokardu. Stěny komor jsou v této době uvolněné, jejich dutiny jsou rozšířeny a krev z atria se tam rychle bez obtíží spěchá přes atrioventrikulární otvory. Doba trvání fáze - 0,1 sekundy. Systole je navrstvena na konci fáze komorové diastoly. Svalová vrstva atria je spíše tenká, protože nepotřebují moc síly k naplnění krve sousedních komor.

Systole (kontrakce) komor

Toto je další, druhá fáze srdečního cyklu a začíná napětím srdcových svalů. Napěťová fáze trvá 0.08 sekund a je rozdělena do dvou fází:

• Asynchronní napětí - trvání 0,05 sec. Vzrušení stěn komor začíná, jejich tón se zvyšuje.
• Izometrická kontrakce - doba trvání 0,03 sec. Tlak v buňkách se zvyšuje a dosahuje významných hodnot.

Volné ventily atrioventrikulárních chlopní plujících v komorách se začnou tlačit do síní, ale nemohou se tam dostat kvůli napětí papilárních svalů, které utahují šlachy, které drží ventily, a zabraňují jim vniknout do síní. V okamžiku, kdy se ventily zavřou a komunikace mezi komorami srdce se zastaví, skončí napěťová fáze.

Jakmile napětí dosáhne svého maxima, začne doba komorové kontrakce trvající 0,25 sekundy. K systole těchto komor dochází právě v této době. Asi 0,13 sec. Rychlá expulzní fáze trvá - uvolnění krve do lumen aorty a plicního trupu, během kterého jsou ventily přilehlé ke stěnám. To je možné díky zvýšení tlaku (až 200 mm Hg vlevo a až 60 vpravo). Zbytek času spadá do fáze pomalého vypuzování: krev je uvolňována pod menším tlakem a pomalejším tempem, atria jsou uvolněné a krev začíná žíhat ze žil. Ventrikulární systola je superponována na atriální diastole.

Celková doba pauzy

Začíná diastole komor a jejich stěny se začínají uvolňovat. Trvá 0,45 s. Relaxační doba těchto komor je navrstvena na stále probíhající síňovou diastoli, takže tyto fáze jsou kombinovány a nazývají se obecnou pauzou. Co se stane v této době? Komora se stahovala, vypudila krev z dutiny a uvolnila se. To vytvořilo vzácný prostor s tlakem blízko nuly. Krev má tendenci se vracet, ale semilunární chlopně plicní tepny a aorty, které ji uzavírají, to nedovolují. Pak zamíří nad nádoby. Fáze, která začíná relaxací komor a končí překrytím lumenu cév semilunárními ventily, se nazývá protodiastolický a trvá 0,04 sekundy.

Poté začíná fáze izometrické relaxace s dobou trvání 0,08 s. Tricuspidální a mitrální chlopně se zavřely a neumožňují průtok krve do komor. Když se však tlak v nich sníží než v atriích, otevřou se atrioventrikulární chlopně. Během této doby, krev vyplní atria a nyní volně padá do jiných buněk. Jedná se o fázi rychlého plnění s trváním 0, 08 sekund. Během 0,17 sekund fáze pomalého plnění pokračuje, během které krev proudí do síní a malá část z ní protéká atrioventrikulárními otvory do komor. Během posledního diastolu dostávají krev ze síní během systoly. Jedná se o presystolickou fázi diastoly, která trvá 0,1 sekundy. Tím se cyklus ukončí a začne znovu.

Zvuky srdce

Srdce vydává charakteristiku jako klepání. Každý úder se skládá ze dvou hlavních tónů. První je výsledkem komorové kontrakce, přesněji zabouchnutí chlopní, které při napětí myokardu blokují atrioventrikulární otvory tak, aby se krev nemohla vrátit do atria. Charakteristický zvuk se získá, když jsou jejich volné hrany uzavřeny. Kromě chlopní, myokardu, stěn plicního trupu a aorty se na vzniku mrtvice podílí šlachy.

Během komorové diastoly vzniká druhý tón. Toto je výsledek práce semilunar ventilů, který nedovolí krvi dostat se zpátky, blokovat jeho cestu. Klepání je slyšet, když se spojí v lumen cév s jejich hranami.

Kromě základních tónů existují ještě dvě - třetí a čtvrtá. První dvě mohou být slyšet fonendoskopem a další dvě mohou být registrována pouze speciálním zařízením.

Závěr

Shrnutím fázové analýzy srdeční aktivity lze říci, že systolická práce trvá přibližně stejnou dobu (0,43 s) jako diastolická (0,47 s), to znamená, že srdce pracuje polovinu svého života, poloviční zbytky a celkový čas cyklu je 0,9 sekundy.

Při výpočtu celkového načasování cyklu je třeba mít na paměti, že jeho fáze se navzájem překrývají, takže tato doba se nebere v úvahu a výsledkem je, že srdeční cyklus netrvá 0,9 sekundy, ale 0,8.

Fyziologie člověka: období a fáze srdečního cyklu

Srdeční cyklus je doba, po kterou se objeví jedna systola a jeden diastol atria a komor. Sekvence a trvání srdečního cyklu jsou důležitými ukazateli normální funkce systému srdečního vedení a jeho svalového systému. Stanovení posloupnosti fází srdečního cyklu je možné při současném grafickém záznamu měnícího se tlaku v dutinách srdce, počátečních segmentech aorty a plicního trupu, srdečních tónech - fonokardiogramech.

Kardiální cyklus zahrnuje jeden systol (kontrakci) a diastolu (relaxaci) srdečních komor. Systole a diastole jsou zase rozděleny do období, včetně fází. Toto rozdělení odráží postupné změny v srdci.

Podle norem přijatých ve fyziologii je průměrná doba trvání jednoho srdečního cyklu při srdeční frekvenci 75 úderů za minutu 0,8 sekundy. Srdeční cyklus vzniká okamžikem kontrakce síní. Tlak v dutinách v tomto okamžiku je 5 mmHg. Systole trvá 0,1 s.

Atria se začínají stahovat v ústech dutých žil, v důsledku čehož se stahují. Z tohoto důvodu se krev v systolické síni může pohybovat výlučně ve směru od předsíní k komorám.

Poté následuje kontrakce komor, která trvá 0,33 sekundy. Zahrnuje období:

Diastole se skládá z období:

• izometrická relaxace (0,08 s);
• naplnění krví (0,25 s);
• presystolický (0,1 s).

Napěťová perioda trvající 0,08 s je rozdělena do dvou fází: asynchronní (0,05 s) a izometrické kontrakce (0,03 s).

Ve fázi asynchronní kontrakce myokardiálních vláken se důsledně podílí na procesu excitace a kontrakce. Ve fázi izometrické kontrakce jsou všechna vlákna myokardu napjatá, v důsledku čehož tlak v komorách převyšuje tlak v atriích a atrioventrikulární chlopně se zhroutí, což odpovídá I srdečnímu tónu. Zvyšuje se napětí myokardiálních vláken, tlak v komorách prudce stoupá (až 80 mm Hg vlevo, až 20 mm vpravo) a výrazně převyšuje tlak v počátečních segmentech aorty a plicního trupu. Ventily jejich ventilů se otevřou a krev z dutiny komor se rychle vstřikuje do těchto cév.

Následuje období exilu, které trvá 0,25 s. Zahrnuje fáze rychlého (0,12 s) a pomalého (0,13 s) vyhoštění. Tlak v komorových dutinách v tomto období dosahuje maximálních hodnot (120 mmHg v levé komoře, 25 mmHg - vpravo). Na konci fáze vylučování se komory začnou uvolňovat, začíná jejich diastole (0,47 s). Intraventrikulární tlak se snižuje a stává se mnohem nižší než tlak v počátečních segmentech aorty a plicního trupu, což vede k tomu, že krev z těchto cév spěchá zpět do komor podél gradientu tlaku. Semilunární ventily se zabouchnou a zaznamená se druhý srdeční tón. Období od začátku relaxace k zabouchnutí ventilů se nazývá protodiastolické (0,04 sekundy).

Srdeční cyklus. Systole a Atrial Diastole

Srdeční cyklus a jeho analýza

Srdeční cyklus je systola a diastole srdce, periodicky se opakuje v přísném pořadí, tj. dobu, včetně jedné kontrakce a jedné relaxace atrií a komor.

V cyklické funkci srdce se rozlišují dvě fáze: systola (kontrakce) a diastole (relaxace). Během systoly jsou dutiny srdce zbaveny krve a během diastoly jsou naplněny krví. Období, které zahrnuje jeden systol a jeden diastol atria a komor a celková pauza následující po nich, se nazývá cyklus srdeční aktivity.

Systémová systola u zvířat trvá 0,1–0,16 s, ventrikulární systola - 0,5–0,56 s. Celková srdeční pauza (současná síňová a komorová diastole) trvá 0,4 s. Během tohoto období srdce spočívá. Celý srdeční cyklus trvá 0,8 - 0,86 s.

Předsíňová funkce je méně komplexní než komorová funkce. Systémová systola poskytuje průtok krve do komor a trvá 0,1 s. Potom předsíň přechází do diastolické fáze, která trvá 0,7 s. Během diastoly jsou předsíně naplněny krví.

Trvání různých fází srdečního cyklu závisí na srdeční frekvenci. S častějším tepem se doba trvání každé fáze, zejména diastoly, snižuje.

Fáze srdečního cyklu

V srdečním cyklu chápeme období pokrývající jednu kontrakci - systolu a jednu relaxaci - síňovou a komorovou diastoli - společnou pauzu. Celkové trvání srdečního cyklu při srdeční frekvenci 75 úderů / min je 0,8 s.

Kontrakce srdce začíná systolickou síní, která trvá 0,1 s. Tlak v atriích stoupá na 5-8 mm Hg. Čl. Systémová systola je nahrazena komorovou systolou s trváním 0,33 s. Ventrikulární systola je rozdělena do několika období a fází (obr. 1).

Obr. 1. Fáze srdečního cyklu

Doba napětí trvá 0,08 s a skládá se ze dvou fází:

• fáze asynchronní kontrakce komorového myokardu trvá 0,05 s. Během této fáze se proces excitace a proces kontrakce po jejím šíření přes komorový myokard. Tlak v komorách je stále blízko nuly. Ke konci fáze kontrakce pokrývá všechna vlákna myokardu a tlak v komorách se začíná rychle zvyšovat.
• fáze izometrické kontrakce (0,03 s) - začíná bouchnutím ventrikulárně ventrikulárních ventilů. Když k tomu dojde, I, nebo systolický, srdeční tón. Posunutí ventilů a krve ve směru předsíní způsobuje nárůst tlaku v předsíních. Tlak v komorách rychle roste: až 70-80 mm Hg. Čl. vlevo a do 15-20 mm Hg. Čl. vpravo.

Swing a semilunární chlopně jsou stále zavřené, objem krve v komorách zůstává konstantní. Vzhledem k tomu, že tekutina je prakticky nestlačitelná, délka vláken myokardu se nemění, pouze se zvyšuje jejich stres. Rychlé zvýšení krevního tlaku v komorách. Levá komora se rychle stává kulatou a silou zasáhne vnitřní povrch hrudní stěny. V pátém mezirebrovém prostoru, 1 cm vlevo od středoklavikulární linie v tomto okamžiku, je určen apikální impuls.

Ke konci období napětí se rychle rostoucí tlak v levé a pravé komoře stává vyšší než tlak v aortě a plicní tepně. Krev z komor se vrhá do těchto cév.

Doba vylučování krve z komor trvá 0,25 s a sestává z fáze rychlé (0,12 s) a fáze pomalého vypuzení (0,13 s). Současně se zvyšuje tlak v komorách: vlevo na 120-130 mm Hg. A vpravo na 25 mm Hg. Čl. Na konci pomalé expanzní fáze se komorový myokard začíná uvolňovat, začíná jeho diastole (0,47 s). Tlak v komorách klesá, krev z aorty a plicní tepna se vracejí zpět do dutiny komor a „uzavírají“ semilunární chlopně a vzniká II nebo diastolický srdeční tón.

Doba od nástupu komorové relaxace až po bouchnutí semilunárních chlopní se nazývá protodiastolická perioda (0,04 s). Po nárazu semilunárních ventilů tlak v komorách klesá. V této době jsou chlopňové listy stále uzavřeny, objem krve zbývající v komorách a následně délka vláken myokardu se nemění, proto se toto období nazývá období izometrické relaxace (0,08 s). Do konce svého tlaku v komorách se tlak sníží než v atriích, ventrikulární ventrikulární ventrikulární ventily se otevřou a krev z předsíně vstoupí do komor. Začne se doba plnění komor komorou krve, která trvá 0,25 s a je rozdělena do fází rychlého plnění (0,08 s) a pomalého plnění (0,17 s).

Oscilace stěn komor díky rychlému proudění krve do nich způsobují vznik třetího srdečního tónu. Na konci fáze pomalého plnění dochází ke vzniku systolické systoly. Atria vpraví do komor další množství krve (presistolické období rovné 0,1 s), po kterém začíná nový cyklus komorové aktivity.

Kmitání stěn srdce, způsobené kontrakcí síní a dalším proudem krve do komor, vede ke vzniku čtvrtého srdečního tónu.

Při běžném poslechu srdce jsou jasně slyšet hlasité tóny I a II a tiché tóny III a IV jsou detekovány pouze s grafickým záznamem tónů srdce.

U lidí se může počet tepů za minutu značně lišit a závisí na různých vnějších vlivech. Při fyzické nebo sportovní zátěži může být srdce sníženo na 200 krát za minutu. Trvání jednoho srdečního cyklu bude 0,3 s. Zvýšení počtu tepů se nazývá tachykardie, zatímco srdeční cyklus se snižuje. Během spánku je počet tepů snížen na 60-40 úderů za minutu. V tomto případě je doba trvání jednoho cyklu 1,5 s. Snížení počtu tepů se nazývá bradykardie a srdeční cyklus se zvyšuje.

Struktura srdečního cyklu

Srdeční cykly následují s frekvencí nastavenou kardiostimulátorem. Trvání jednoho srdečního cyklu závisí na frekvenci kontrakcí srdce a například při frekvenci 75 úderů / min je 0,8 s. Obecná struktura srdečního cyklu může být znázorněna jako diagram (obr. 2).

Jak je vidět z obr. 1, když doba trvání srdečního cyklu je 0,8 s (frekvence kontrakcí je 75 úderů / min), jsou atria v systolickém stavu 0,1 s a ve stavu diastoly 0,7 s.

Systole je fáze srdečního cyklu, včetně kontrakce myokardu a vylučování krve ze srdce do cévního systému.

Diastole je fáze srdečního cyklu, která zahrnuje relaxaci myokardu a naplnění dutin srdce krví.

Obr. 2. Schéma obecné struktury srdečního cyklu. Tmavé čtverce ukazují síňovou a komorovou systolu, jasnou - jejich diastolu

Komory jsou v systolickém stavu po dobu přibližně 0,3 s a v diastolickém stavu po dobu přibližně 0,5 s. Současně ve stavu diastoly jsou atria a komory asi 0,4 s (celkový diastol srdce). Systole a diastole komor jsou rozděleny do období a fází srdečního cyklu (Tabulka 1).

Tabulka 1. Perioda a fáze srdečního cyklu

Ventrikulární systola 0,33 s

Období napětí - 0,08 s

Asynchronní redukční fáze - 0,05 s

Izometrická redukční fáze - 0,03 s

Období exilu 0,25 s

Fáze rychlého vypuzení - 0,12 s

Pomalá fáze vylučování - 0,13 s

Diastolické komory 0,47 s

Relaxační období - 0,12 s

Protodiastolický interval - 0,04 s

Izometrická relaxační fáze - 0,08 s

Doba plnění - 0,25 s

Rychlá plnicí fáze - 0,08 s

Pomalá fáze plnění - 0,17 s

Fáze asynchronní kontrakce je počátečním stadiem systoly, ve které se excitační vlna šíří komorovým myokardem, ale neexistuje žádná simultánní redukce kardiomyocytů a ventrikulární tlak se pohybuje v rozmezí 6-8 až 9-10 mm Hg. Čl.

Izometrická kontrakční fáze je systolická fáze, při které se atrioventrikulární chlopně zavírají a tlak v komorách rychle roste na 10-15 mm Hg. Čl. vpravo a do 70-80 mm Hg. Čl. vlevo.

Fáze rychlé expulze je stadií systoly, ve které dochází ke zvýšení tlaku v komorách na maximální hodnoty 20–25 mm Hg. Čl. vpravo a 120-130 mm Hg. Čl. vlevo a krev (asi 70% systolické ejekce) vstupuje do cévního systému.

Fáze pomalého vypuzování je stadium systoly, ve které krev (zbývající 30% systolický vzestup) pokračuje do cévního systému pomaleji. Tlak postupně klesá v levé komoře z 120-130 na 80-90 mm Hg., Vpravo - od 20-25 do 15-20 mm Hg. Čl.

Protodiastolické období - přechod od systoly k diastole, ve kterém komory začínají relaxovat. Tlak v levé komoře klesá na 60-70 mm Hg. Umění, v přírodě - do 5-10 mm Hg. Čl. Vzhledem k většímu tlaku v aortě a plicní tepně se semilunární ventily zavřou.

Období izometrické relaxace je stádium diastoly, ve kterém jsou dutiny komor izolovány uzavřenými atrioventrikulárními a semilunárními ventily, relaxují isometricky, tlak se blíží 0 mm Hg. Čl.

Fáze rychlého plnění je diastolická fáze, při které se otevřou atrioventrikulární chlopně a krev se ve vysokých rychlostech ponoří do komor.

Pomalá plnicí fáze je diastolická fáze, ve které krev pomalu vstupuje do síní přes duté žíly a skrze otevřené atrioventrikulární ventily do komor. Na konci této fáze jsou komory 75% naplněny krví.

Presystolické období - stádium diastoly, shodující se s atriální systolou.

Systémová systola - kontrakce síňového svalstva, ve které tlak v pravé síni stoupá na 3-8 mm Hg. Vlevo - do 8-15 mm Hg. Čl. a přibližně 25% diastolického objemu krve (15-20 ml každý) jde do každé z komor.

Tabulka 2. Charakteristiky fází srdečního cyklu

Kontrakce myokardu atrií a komor začíná po jejich excitaci, a protože kardiostimulátor je umístěn v pravé síni, jeho akční potenciál se zpočátku rozšiřuje na myokard pravého a pak levého atria. V důsledku toho je myokard pravého atria zodpovědný za excitaci a kontrakci o něco dříve než myokard levého síně. Za normálních podmínek začíná srdeční cyklus systolií síní, která trvá 0,1 s. Nekonvenční pokrytí excitace myokardu pravé a levé síně se projevuje tvorbou P vlny na EKG (Obr. 3).

Ještě před systolickou systolií jsou ventily AV otevřené a síňové a komorové dutiny jsou již z větší části naplněny krví. Stupeň roztažení tenkých stěn síňového myokardu krví je důležitý pro stimulaci mechanoreceptorů a produkci atriálního natriuretického peptidu.

Obr. 3. Změny ve výkonu srdce v různých obdobích a fázích srdečního cyklu

Během atriální systoly může tlak v levé síni dosáhnout 10–12 mm Hg. A vpravo - do 4-8 mm Hg. Atria navíc doplňuje komory o objem krve, který je v klidu asi 5–15% objemu v klidu v komorách. Objem krve vstupující do komor v systolické síně, během cvičení se může zvýšit a být 25-40%. Objem doplňkové náplně se může zvýšit až o 40% nebo více u osob starších 50 let.

Průtok krve pod tlakem z atria přispívá k roztažení komorového myokardu a vytváří podmínky pro jejich účinnější následnou redukci. Atria proto hrají roli druhu kontraktilních schopností komor. Pokud je tato síňová funkce narušena (například při fibrilaci síní), účinnost komor se snižuje, dochází k rozvoji jejich funkčních rezerv a přechod k nedostatečnosti kontraktilní funkce myokardu se zrychluje.

V době systolické systoly je na křivce venózního pulsu zaznamenána a-vlna, u některých osob může být při záznamu fonokardiogramu zaznamenán 4. srdeční tón.

Objem krve, který je po atriální systole v komorové dutině (na konci jejich diastoly), se nazývá end-diastolický a skládá se z objemu krve, který zůstal v komoře po předchozím systole (samozřejmě systolický objem), objemu krve, který naplnil komorovou dutinu během diastole do atriální systoly a další objem krve, který vstoupil do komory do systolické síně. Hodnota koncové diastolické hladiny krve závisí na velikosti srdce, objemu krve vyteče ze žil a mnoha dalších faktorech. U zdravého mladého člověka v klidu může být asi 130-150 ml (v závislosti na věku, pohlaví a tělesné hmotnosti se může pohybovat od 90 do 150 ml). Tento objem krve mírně zvyšuje tlak v dutině komor, která se během systolické systoly rovná tlaku v nich a může kolísat v levé komoře v rozmezí 10-12 mm Hg. A vpravo - 4-8 mm Hg. Čl.

Po dobu 0,12-0,2 s, odpovídající PQ intervalu na EKG, se akční potenciál ze SA uzlu rozprostírá do apikální oblasti komor, v myokardu, z něhož začíná proces excitace, rychle se šíří od vrcholu k základně srdce a od povrchu endokardu na epikardiální. Po excitaci začíná kontrakce myokardu nebo ventrikulární systoly, jejíž trvání závisí také na frekvenci kontrakcí srdce. V klidu je to asi 0,3 s. Ventrikulární systola sestává z období napětí (0.08 s) a expulsion (0.25 s) krve.

Systole a diastole obou komor jsou prováděny téměř současně, ale vyskytují se v různých hemodynamických podmínkách. Další, podrobnější popis událostí vyskytujících se během systoly, bude uvažován na příkladu levé komory. Pro srovnání jsou uvedeny některé údaje pro pravou komoru.

Období napětí komor je rozděleno do fází asynchronní (0,05 s) a izometrické (0,03 s) kontrakce. Krátkodobá fáze asynchronní kontrakce na počátku ventrikulární systoly je důsledkem nesouběžného pokrytí excitací a kontrakcí různých sekcí myokardu. Excitace (odpovídající Q vlně na EKG) a kontrakce myokardu se vyskytuje zpočátku v oblasti papilárních svalů, apikální části interventrikulární přepážky a vrcholu komor a během přibližně 0,03 s se vztahuje na zbývající myokard. To se shoduje s registrací Q vlny a vzestupné části vlny R na EKG na její špičce (viz obr. 3).

Vrchol srdce se stahuje před jeho základem, takže apikální část komor se táhne směrem k základně a tlačí krev stejným směrem. Oblasti myokardu komor, které nejsou excitovány excitací, se mohou v této době mírně protáhnout, takže objem srdce zůstává téměř beze změny, tlak krve v komorách se významně nemění a zůstává nižší než tlak krve ve velkých cévách nad trikuspidálními chlopněmi. Krevní tlak v aortě a dalších arteriálních cévách stále klesá, blíží se hodnotě minimálního diastolického tlaku. Nicméně, trikuspidální cévní ventily zůstávají uzavřeny.

Atria se v této době uvolní a krevní tlak v nich se sníží: pro levé síň v průměru od 10 mm Hg. Čl. (presystolický) do 4 mm Hg. Čl. Na konci asynchronní kontrakční fáze levé komory se krevní tlak v ní zvýší na 9-10 mm Hg. Čl. Krev, která je pod tlakem kontraktilní apikální části myokardu, zvedne chlopně AV ventilů, které jsou blízko u sebe, přičemž zaujmou polohu v blízkosti horizontály. V této poloze jsou ventily drženy šlachovými vlákny papilárních svalů. Zkrácení velikosti srdce od jeho vrcholu k základně, který, vzhledem k invariantnosti velikosti vláken šlachy, by mohl vést k inverzi chlopní chlopně do atria, je kompenzován kontrakcí papilárních svalů srdce.

V době uzavření atrioventrikulárních chlopní je slyšet první systolický srdeční tón, končí asynchronní fáze a začíná izometrická kontrakční fáze, která se také nazývá isovolumetrická (isovolumická) fáze kontrakce. Doba trvání této fáze je asi 0,03 s, její realizace se shoduje s časovým intervalem, ve kterém se zaznamenává sestupná část R-vlny a začátek S-vlny na EKG (viz obr. 3).

Od okamžiku, kdy jsou ventily AV uzavřeny, se za normálních podmínek dutina obou komor stane vzduchotěsnou. Krev, stejně jako jakákoliv jiná kapalina, je nestlačitelná, takže kontrakce vláken myokardu probíhá při jejich konstantní délce nebo v izometrickém režimu. Objem komorových dutin zůstává konstantní a kontrakce myokardu probíhá v isovolumickém režimu. Nárůst napětí a síla kontrakce myokardu v těchto podmínkách se transformuje do rychle rostoucího krevního tlaku v dutinách komor. Pod vlivem krevního tlaku na oblast AV-přepážky dochází ke krátkému posunu směrem k atriím, který je přenášen do vnikající žilní krve a odráží se ve tvaru c-vlny na křivce žilního pulsu. Během krátké doby - asi 0,04 s - dosahuje krevní tlak v dutině levé komory hodnotu srovnatelnou s jeho hodnotou v tomto bodě aorty, která se snížila na minimální úroveň 70-80 mm Hg. Čl. Krevní tlak v pravé komoře dosahuje 15-20 mm Hg. Čl.

Přebytek krevního tlaku v levé komoře nad hodnotu diastolického krevního tlaku v aortě je doprovázen otevřením aortálních chlopní a změnou v období myokardiálního napětí s dobou vylučování krve. Důvodem pro otevření semilunárních chlopní krevních cév je gradient krevního tlaku a kapesní rys jejich struktury. Ventily ventilů jsou přitlačovány proti stěnám cév prouděním krve, která je do nich vylučována komorami.

Doba exilové krve trvá asi 0,25 s a je rozdělena do fází rychlého vypuzení (0,12 s) a pomalého vylučování krve (0,13 s). Během této doby zůstávají AV-ventily uzavřené, polotekuté ventily zůstávají otevřené. Rychlé vyloučení krve na začátku období je z několika důvodů. Od počátku excitace kardiomyocytů trvalo přibližně 0,1 s a akční potenciál je ve fázi plató. Vápník stále proudí do buňky otevřenými pomalými vápníkovými kanály. Vysoké napětí vláken myokardu, které bylo již na počátku vyhoštění, tak stále roste. Myokard stále více stlačuje klesající objem krve, což je doprovázeno dalším zvýšením tlaku v komorové dutině. Gradient krevního tlaku mezi dutinou komory a aortou se zvyšuje a krev začíná být vyhnána do aorty velkou rychlostí. Ve fázi rychlého vypuzení se do aorty uvolní více než polovina objemu mrtvice, která se vypudila z komory po celou dobu vypuzení (asi 70 ml). Ke konci fáze rychlé expanze krve dosahuje tlak v levé komoře a v aortě maxima - asi 120 mm Hg. Čl. u mladých lidí v klidu a v plicním trupu a pravé komoře - asi 30 mm Hg. Čl. Tento tlak se nazývá systolický. Fáze rychlé expanze krve nastává v době, kdy je konec S vlny a isoelektrická část intervalu ST zaznamenána na EKG před začátkem vlny T (viz obr. 3).

Při rychlém vyloučení dokonce 50% objemu mozkové mrtvice bude rychlost průtoku krve do aorty v krátkém čase asi 300 ml / s (35 ml / 0,12 s). Průměrná rychlost odtoku krve z arteriální části cévního systému je asi 90 ml / s (70 ml / 0,8 s). Tudíž více než 35 ml krve vstupuje do aorty v průběhu 0,12 s a během této doby z ní proudí asi 11 ml krve do tepen. Je zřejmé, že pro krátkodobé uložení většího množství krve ve srovnání s tekoucím je nutné zvýšit kapacitu cév, které dostávají tento „přebytek“ krevního objemu. Část kinetické energie kontraktačního myokardu bude vynaložena nejen na vypuzení krve, ale také na natažení elastických vláken stěny aorty a velkých tepen, aby se zvýšila jejich kapacita.

Na počátku fáze rychlého vypuzování krve je dilatace stěn krevních cév relativně snadná, ale jakmile je více krve vypuzeno a čím dál více krve se protahuje, zvyšuje se odolnost proti napětí. Limit protahování elastických vláken je vyčerpán a tuhá kolagenová vlákna cévních stěn se začínají protahovat. Odolnost periferních cév a krev sama narušuje průtok krve. Myokard musí vynaložit velké množství energie k překonání těchto odporů. Potenciální energie svalové tkáně a elastické struktury myokardu nahromaděné během izometrické napěťové fáze je vyčerpána a síla její kontrakce klesá.

Rychlost vypuzování krve se začíná snižovat a fáze rychlého vypuzování je nahrazena fází pomalého vylučování krve, která se také nazývá fází sníženého vylučování. Jeho doba trvání je asi 0,13 s. Snižuje se rychlost poklesu komorového objemu. Krevní tlak v komoře a v aortě na začátku této fáze klesá téměř stejným tempem. Do této doby dochází k uzavření pomalých vápníkových kanálů a končí plató fáze akčního potenciálu. Vstup vápníku do kardiomyocytů je snížen a myocytová membrána vstupuje do fáze 3 - finální repolarizace. Systole končí, začíná doba vyhoštění krve a diastoly komor (časově odpovídá fázi 4 akčního potenciálu). Realizace sníženého vypuzení nastává v době, kdy je T vlna zaznamenána na EKG, a dokončení systoly a začátek diastoly se vyskytují v době konce vlny T.

V systole srdečních komor se z nich vysype více než polovina objemu diastolické krve (asi 70 ml). Tento objem se nazývá objem krve, objem šoku krve se může zvýšit se zvýšením kontraktility myokardu a naopak pokles s nedostatečnou kontraktilitou (viz další ukazatele čerpací funkce srdeční a myokardiální kontraktility).

Krevní tlak v komorách na začátku diastoly se stává nižší než krevní tlak v arteriálních cévách rozbíhajících se od srdce. Krev v těchto nádobách podléhá působení sil napnutých elastických vláken stěn cévy. Světlo krevních cév je obnoveno a z nich je vytěsněn určitý objem krve. Část krve proudí na okraj. Další část krve je přemístěna ve směru srdečních komor, a když se pohybuje dozadu, vyplňuje kapsy trikuspidálních cévních ventilů, jejichž okraje jsou uzavřeny a udržovány v tomto stavu výsledným diferenčním tlakem krve.

Časový interval (asi 0,04 s) od začátku diastoly ke zhroucení cévních chlopní se nazývá protodiastolický interval, na konci tohoto intervalu se zaznamenává a monitoruje druhá diastolická srdeční zástava. Synchronní záznam EKG a fonokardiogramu zaznamenává začátek druhého tónu na konci vlny T na EKG.

Diastole komorového myokardu (asi 0,47 s) je také rozdělena do období relaxace a plnění, které jsou dále rozděleny do fází. Od uzavření semilunární cévní ventily komorové dutiny jsou na 0,08 se zavřenými, protože AV ventily v této době stále zůstávají uzavřené. Uvolnění myokardu, zejména díky vlastnostem elastických struktur jeho intra- a extracelulární matrice, se provádí v izometrických podmínkách. V dutinách srdečních komor zůstává po systole méně než 50% krve koncové diastolického objemu. Objem komorových dutin se během této doby nemění, krevní tlak v komorách začíná rychle klesat a má tendenci k 0 mm Hg. Čl. Připomeňme, že v této době se krev opět vracela do atria asi 0,3 s a že tlak v atriích se postupně zvyšoval. V době, kdy krevní tlak v síních překračuje tlak v komorách, otevřené AV ventily, končí izometrická relaxační fáze a začíná doba plnění komor komorou krve.

Doba plnění trvá přibližně 0,25 s a je rozdělena do fází rychlého a pomalého plnění. Ihned po otevření ventilů AV proudí krev podél tlakového gradientu rychle z předsíně do komorové dutiny. To usnadňuje určitý sací účinek relaxačních komor, spojený s jejich expanzí působením elastických sil, které vznikly během komprese myokardu a jeho vazivového systému. Na začátku fáze rychlého plnění mohou být na fonokardiogramu zaznamenány zvukové vibrace ve formě 3. diastolického srdečního zvuku, způsobené otevřením ventilů AV a rychlým přechodem krve do komor.

Když se komory naplní, klesá tlaková ztráta mezi síní a komorami a po asi 0,08 s dochází k rychlé fázi plnění do fáze pomalého plnění komor s krví, která trvá přibližně 0,17 s. Plnění komor komorou krve během této fáze se provádí hlavně díky zachování zbytkové kinetické energie v krvi, která se pohybuje přes cévy dané předchozí kontrakcí srdce.

0,1 s před koncem fáze pomalého plnění krevními komorami, srdeční cyklus je ukončen, vzniká nový akční potenciál v kardiostimulátoru, provede se další systémová síň a komory jsou naplněny objemy koncové diastolické krve. Toto časové období 0,1 s, konečný srdeční cyklus, je někdy také nazýváno obdobím dodatečného plnění komor během atriální systoly.

Integrální indikátor charakterizující mechanickou čerpací funkci srdce je objem krve odebíraný srdcem za minutu nebo minutový objem krve (IOC):

IOC = HR • PF,

kde HR je tepová frekvence za minutu; PP - zdvihový objem srdce. Normálně, v klidu, MOV pro mladého muže je asi 5 litrů. Regulace IOC se provádí různými mechanismy prostřednictvím změn tepové frekvence a (nebo) PP.

Účinek na srdeční frekvenci může být ovlivněn změnou vlastností buněk kardiostimulátoru. Účinku na PP se dosahuje vlivem kontraktility kardiomyocytů myokardu a synchronizací jeho kontrakce.

Kardiální cyklus: podstata, fyziologie, průběh a fáze jsou normální, hemodynamika

Abychom pochopili, jak vznikají určitá kardiologická onemocnění, léčí a hojí se, každý student medicíny a více lékař musí znát základy normální fyziologie kardiovaskulárního systému. Někdy se zdá, že tep je založen na jednoduchých kontrakcích srdečního svalu. Ve skutečnosti jsou však do mechanismu srdečního rytmu začleněny složitější elektro-biochemické procesy, které vedou ke vzniku mechanické práce vláken hladkého svalstva. Níže se pokusíme zjistit, co podporuje pravidelný a nepřerušovaný tep po celý život člověka.

Elektro-biochemické předpoklady cyklu srdeční aktivity se začnou klást v prenatálním období, kdy se v plodu tvoří intrakardiální struktury. Již ve třetím měsíci těhotenství má srdce dítěte čtyřkomorový základ s téměř úplnou tvorbou intrakardiálních struktur a od tohoto okamžiku dochází k plnohodnotným srdečním cyklům.

Pro snadnější pochopení všech nuancí srdečního cyklu je třeba rozhodnout o takových pojmech, jako jsou fáze a trvání kontrakcí srdce.

Pod srdečním cyklem se rozumí jedna úplná kontrakce myokardu, během které se po určitou dobu provádí následná změna:

• Systolická kontrakce síní,
• Systolická komorová kontrakce,
• Obecná diastolická relaxace celého myokardu.

V jednom srdečním cyklu, nebo v jedné kompletní srdeční kontrakci, je tedy celý objem krve, který je v dutině komor, zatlačen do velkých cév, které z nich vyčnívají - do lumen aorty vlevo a do plicní tepny vpravo. Kvůli tomuto, v nepřetržitém režimu všechny vnitřní orgány, včetně mozku (velká cirkulace, od aorty), a plíce (malá cirkulace, od plicní tepny) přijímat krev.

Video: Mechanismus tlukotu srdce

Jak dlouho je srdeční cyklus?

Normální doba trvání cyklu srdečního rytmu je nastavena geneticky, přičemž zůstává téměř stejná pro lidské tělo, ale zároveň se může lišit v rámci normálního rozsahu různých jedinců. Typicky, trvání jednoho úplného tepu je 800 milisekund, který obsahovat síňovou kontrakci (100 milisekund), komorovou kontrakci (300 milisekund) a relaxaci srdeční komory (400 milisekund). V tomto případě je srdeční frekvence v klidu od 55 do 85 úderů za minutu, to znamená, že srdce za minutu je schopno provádět stanovený počet srdečních cyklů. Individuální trvání srdečního cyklu se vypočte pomocí vzorce srdeční frekvence: 60.

Co se stane během srdečního cyklu?

srdeční cyklus z bioelektrického hlediska (puls vzniká v sinusovém uzlu a šíří se srdcem)

Elektrické mechanismy srdečního cyklu zahrnují funkce automatismu, excitace, vedení a kontraktility, to znamená schopnost generovat elektřinu v myokardiálních buňkách, dále ji vést elektricky aktivními vlákny a schopnost reagovat mechanickou kontrakcí v reakci na elektrickou excitaci.

Díky takovým komplexním mechanismům je schopnost srdce správně a pravidelně snižovat po celou dobu života člověka a zároveň jemně reaguje na neustále se měnící podmínky prostředí. Například systole a diastole se vyskytují rychleji a aktivněji v případě, že je člověk v nebezpečí. Současně, pod vlivem adrenalinu nadledvinové kůry, je aktivován starověký, evolučně zavedený princip tří "B" - hit, strach, běh, který vyžaduje větší prokrvení svalů a mozku, což zase přímo závisí na aktivitě kardiovaskulárního systému, zejména zrychleného střídání fází srdečního cyklu.

hemodynamický odraz srdečního cyklu

Pokud hovoříme o hemodynamice (progresi krve) komorami srdce během celého srdečního tepu, je třeba poznamenat následující znaky. Na začátku srdečního tepu se po elektrické excitaci atriálními svalovými buňkami aktivují biochemické mechanismy. Každá buňka obsahuje myofin z myosinových a aktinových proteinů, které se pod vlivem mikroprůtoků iontů do buňky a z buňky začnou stahovat. Kombinace kontrakcí myofibrilu vede ke kontrakci buněk a kombinace kontrakcí svalových buněk vede ke kontrakci celé srdeční komory. Na začátku srdečního cyklu se uzavřela atria. Současně, krev, otevřením atrioventrikulárních ventilů (trikuspidální na pravé a mitrální na levé straně) vstupuje do komorové dutiny. Po rozšíření elektrické stimulace na stěny komor dochází k systolické kontrakci komor. Krev je pak vypuzena do výše uvedených nádob. Po vyloučení krve z dutiny komor začne běžná diastole srdce, zatímco stěny srdečních komor jsou uvolněné a dutiny pasivně zaplňují krví.

Fáze srdečního cyklu jsou normální

Jeden úplný srdeční tep se skládá ze tří fází, tzv. Atriální systoly, ventrikulární systoly a běžné síňové a komorové diastoly. Každá fáze má své vlastní charakteristiky.

První fáze srdečního cyklu, jak již bylo popsáno výše, spočívá v nalití krve do komorové dutiny, pro kterou je nezbytné otevření atrioventrikulárních chlopní.

Druhá fáze srdečního cyklu zahrnuje období napětí a vyhoštění, zatímco v prvním případě dochází k počáteční kontrakci svalových buněk komor a ve druhém - vylití krve do lumenu aorty a plicního trupu, po kterém následuje postup krve tělem. První perioda je rozdělena na asynchronní a isovolumetrické kontraktilní typy, zatímco svalová vlákna komorového myokardu jsou redukována odděleně a pak v synchronním pořadí. Období vyhoštění je také rozděleno do dvou typů - rychlé vyhoštění krve a pomalé vyhoštění krve, v prvním případě je maximální objem krve vyhozen a v druhém případě ne tolik objemu, protože zbývající krev se pohybuje do velkých cév pod vlivem mírného rozdílu tlaku mezi komorovou dutinou a lumen aorty (plicní kmen).

Třetí fáze, charakterizovaná rychlou relaxací svalových buněk komor, což má za následek rychlou a pasivní krev (také působením tlakového gradientu mezi vyplněnými dutinami atrií a "prázdnými" komorami), se naplňuje. V důsledku toho jsou srdeční komory naplněny dostatečným objemem krve pro další srdeční výdej.

Srdeční cyklus v patologii

Trvání srdečního cyklu může ovlivnit mnoho patologických faktorů. Zejména zrychlený rytmus srdečních kontrakcí v důsledku poklesu v době jedné srdeční kontrakce nastává při horečce, intoxikaci těla, zánětlivých onemocněních vnitřních orgánů, při infekčních onemocněních, při šokových stavech i při poranění. Jediným fyziologickým faktorem, který může způsobit zkrácení srdečního cyklu, je cvičení. Ve všech případech je pokles trvání jednoho úplného tepu způsoben rostoucí potřebou buněk těla na kyslík, což je zajištěno častějším tepem.

Prodloužení trvání srdeční kontrakce, vedoucí ke snížení srdeční frekvence, nastává, když je narušen systém vedení srdce, který se zase klinicky projevuje arytmiemi typu bradykardie.

Jak mohu vyhodnotit srdeční cyklus?

Přímo užitečnost jednoho úplného srdečního tepu je docela možné zkoumat a vyhodnotit pomocí funkčních diagnostických metod. „Zlatým“ standardem je v tomto případě echokardioskopie (ultrazvuk srdce), který umožňuje registrovat a interpretovat indikátory, jako je objem mrtvice a ejekční frakce, které tvoří 70 ml krve na srdeční cyklus a 50–75%.

Normální fungování srdce je tedy zajištěno nepřetržitým střídáním popsaných fází tepů, které se postupně navzájem nahrazují. Pokud se vyskytnou nějaké abnormality v normální fyziologii cyklu srdeční aktivity, dojde k porušení systolické a diastolické funkce. Zpravidla se jedná o příznak rostoucího srdečního selhání a v obou případech ejekční frakce trpí. Je to proto, abychom věděli, jak léčit tyto typy srdeční dysfunkce, a je nutné jasně porozumět základům normálního cyklu srdeční aktivity.

Pojem srdečního cyklu, struktura srdečního cyklu

Srdeční cyklus je chápán jako časové období, pokrývající jednu kontrakci - systolu a jednu relaxaci - diastolickou. Během jednoho srdečního cyklu dochází ke změně tlaku v dutinách srdce, ke změně polohy jeho chlopní, výskytu různých zvukových jevů a pulzací cév. Struktura srdečního cyklu může být vyhodnocena pomocí polycardiografie - simultánního záznamu různých projevů aktivity srdce na jednu pásku zapisovače. Minimální požadovaný soubor metod analýzy fázové struktury srdečního cyklu se skládá z elektrokardiografie, fonokardiografie a sphygmografie. Analýza srdečního cyklu se obvykle provádí při práci komor. Na Obr. 6 je diagram srdečního cyklu.

Srdcový cyklus

Obr. 6 Schéma srdečního cyklu

Kardiální cyklus se skládá ze systoly a diastoly. Systole se skládá z období stresu a období exilu. Diastole se skládá z doby relaxace a doby plnění. Každé období se skládá z fází a intervalů.

Napěťová perioda se skládá z asynchronní redukční fáze a izometrické redukční fáze.

Asynchronní fáze kontrakce trvá 0,05 sek. Začátek této fáze se odráží ve tvorbě Q vlny EKG. Během této fáze je celý myokard pokryt excitací.

Izometrická fáze kontrakce trvá 0,03 s. Začíná bouchnutím ventilů atrioventrikulárních (atrioventrikulárních) ventilů. V této době, v komoře, krevní tlak rychle roste na 70 - 80 mm. Hg Čl. v levé komoře a do 15-20 mm. Hg Čl. v pravé komoře. Atrioventrikulární a semilunární chlopně jsou v tomto období uzavřeny. Na konci izometrické periody se tlak v komorách stává vyšší než u hlavních cév (aorty a plicní tepny). To je příčinou otevření semilunárních chlopní a krev se šíří z komor do velkých a malých kruhů krevního oběhu. Začne období exilu.

Doba vylučování krve z komor trvá mnohem déle než období napětí a sestává z fází rychlého a pomalého vypuzování.

Fáze rychlé exilové fáze spojené se zvýšením tlaku v komorách: vlevo na 120 mm Hg, vpravo na 25 mm. Hg Čl. Tento segment je charakterizován rychlým přechodem krve z komor do aorty a plicní tepny. Jak krev opouští komory, tlak v nich začíná klesat a začíná fáze pomalého vypuzování krve, která je charakterizována pomalým průtokem krve z komor do aorty a plicní tepny. Zároveň se zvyšuje tlak v systémové a plicní cirkulaci. Jakmile se tlak v aortě a plicní tepně zvýší než tlak v dutinách komor, dojde k obrácenému průtoku krve, který způsobí kolaps půlměsíčních ventilů. Délka času spojeného s kolapsem lunate se nazývá protodiastolický interval. Po prodiastotickém intervalu začíná doba relaxace, která představuje první stupeň diastoly.

Relaxační doba sestává z izometrické relaxační fáze, na jejímž konci je tlak v dutinách komor menší než tlak krve v předsíních. To je příčina otevření atrioventrikulárních chlopní a začátku přechodu krve z atria do komor, tj. začátku plnění.

Doba plnění se skládá z fází rychlého a pomalého plnění.

Rychlá fáze plnění Vyznačuje se významným tlakovým gradientem mezi atriem a komorou a relativně vysokou rychlostí průchodu části krve z dutin síní v komorové dutině. Když se komory naplní krví, tlak v nich se zvyšuje, klesá gradient tlaku. Rychlost přechodu krve do komor se snižuje a začíná pomalá fáze plnění.

Pomalá fáze plnění charakterizované vyrovnáním tlaku v předsíních a komorách a nízkou rychlostí pohybu krve z předsíní do komor. V poslední části pomalého plnění se tlak v předsíních a komorách stává shodným a v tomto okamžiku začíná systolická systola. Toto je poslední fáze srdečního cyklu, který se nazývá presystolický interval.