Серцевий цикл, його фазова структура.

Серце в системі кровообігу виконує функцію насоса. Його будова повністю пристосована для виконання функцій насоса: перш за все, шлуночки серця. Головна функція передсердь полягає в акумулюванні (накопиченні) крові при закритих передсердно-шлуночкових клапанах.

Серце як насос працює циклічно – мають місце ритмічне чергування систоли (скорочення) та діастоли (розслаблення) відділів серця. В стані спокою ЧСС = 75 в хвилину, тривалість серцевого циклу (СЦ) складає 0, 8 с.

Загальна пауза – час протягом якого співпадає діастола передсердь та шлуночків.

Основна функція передсердь – резервуарна, тому їх серцевий цикл простий та складається лише із систоли та діастоли.

Шлуночки виконують насосну функцію та мають складну структуру СЦ.

Цикл роботи серця (0, 8cек.) складається з трьох фаз: скорочення передсердя – 0, 1 сек., скорочення шлуночків - 0, 3 сек., загальна пауза – 0, 4 сек., під час якої розслаблені передсердя і шлуночки. Протягом серцевого циклу передсердя скорочуються 0, 1 сек. і 0, 7 сек., знаходяться в розслабленому стані, шлуночки скорочуються 0, 3 сек. і 0, 5 сек., відпочивають. Систола і діастола передсердь та шлуночків у нормальних фізіологічних умовах певним чином між собою узгоджені та складають цикл роботи серця.

Під час систоли шлуночків розрізняють 2 періоди.

I період складається із двох фаз.

1. Фаза асинхронного скорочення або фаза зміни форми шлуночків (тривалість – 0, 05 сек.) - тиск не змінюється, клапани закриті.

2. Фаза ізометричного скорочення (0, 03 сек.). У цю фазу м´ язові волокна розвивають напругу, але вони не стають коротшими, клапани закриті. У результаті напруження шлуночків тиск стає вищим, ніж тиск у легеневій артерії та аорті, півмісяцеві клапани відкриваються і настає другий період – період виштовхування крові – тиск при цьому в правому – 6-12 ммрт. ст., у лівому – 65-75 ммрт. ст.

II період вигнання крові поділяється на дві фази.

1. Фаза швидкого вигнання (0, 10 – 0, 12 сек.).

2. Фаза повільного вигнання (0, 10 – 0, 15 сек.).

Рис. 47. Тиск у порожнинах серця в різні фази серцевого циклу: А – права половина серця; Б – ліва половина (верхні цифри – тиск у передсердях; нижні – у шлуночках

Оскільки кров ― це рідина, а рідина практично не стискується, то у результаті відкриття клапанів та скорочення волокон міокарда, кров´ яний тиск швидко підвищується і на висоті систоли у нормальних фізіологічних умовах досягає у правому шлуночку – 25-30 ммрт. ст., у лівому – 115-125 ммрт. ст. Після систоли шлуночків настає діастола.

Діастола шлуночків включає 4 фази. I фаза називається протодіастолічний період. Це час від початку розслаблення шлуночків до закриття півмісяцевих клапанів (0, 04 сек.). II фаза ізометричного розслаблення (0, 08 сек.). Мускулатура шлуночків продовжує розслаблюватися під час закритих атріовентикулярних і півмісяцевих клапанах (поки тиск не стане нижчим або зрівняється з тиском у передсердях). У результаті цього відкриваються атріовентрикулярні клапани і настає 3 фаза. III фаза наповнення шлуночків кров´ ю (0, 25 сек.). Вона включає: а) підфазу швидкого наповнення (0, 08 сек.) та б) підфазу повільного наповнення. IV фаза наповнення шлуночків кров´ ю, обумовлена систолою передсердь, або пресистола (0, 1 сек.).

Тиск крові під час діастоли шлуночків у аорті та легеневій артерії поступово знижується відповідно до відтоку від них крові і до кінця діастоли дорівнює в аорті – 65-75 ммрт. ст., а у легеневій артерії – 6-12 ммрт. ст. Настає нова систола шлуночків.

Значення для гемодинаміки:

Систоли: серце (особливо шлуночки) розвиває напруження, що необхідне для вигнання і здійснює власне вигнання (тобто, виконує власне насосну функцію).

Діастоли: здійснюється наповнення порожнин серця кров’ю, що необхідне для подальшого його вигнання. Серце відпочиває, проходить відновлення ресурсів, енергетичних та пластичних, затрачених під час систоли.

При підвищенні ЧСС, СЦ скорочується та змінює свою структуру. Діастола скорочується більше, ніж систола; в діастолі найбільше скорочується фаза повільного наповнення шлуночків кров’ю (вона має найменше значення для гемодинаміки).

Методи вивчення серцевої діяльності. Робота серця супроводжується механічними і звуковими проявами. Виділяють декілька методів вивчення функціонування серця: електрокардіографія, езофагокардіографія, балістокардіографія, динамокардіографія, фонокардіографія, ехокардіографія.

При збудженні та реполяризації серця виникає електричне поле, яке можна зареєструвати на поверхні тіла. При цьому між різними точками тіла створюється різниця потенціалів, яка змінюється у відповідності з коливаннями величини та напрямку цього електричного поля. Крива змін цієї різниці потенціалів в часі називається електрокардіограмою (ЕКГ). Таким чином, ЕКГ відображає збудження серця, а не його скорочення.

Для розуміння генезу ЕКГ необхідно знати наступні факти:

1. Загальне електричне поле серця утворюється в результаті сумації полів чисельних окремих волокон серця;

2. Кожне збуджене волокно є диполем, що містить в собі елементарний дипольний вектор певної величини та напрямку;

3. Інтегральний вектор в кожен момент процесу збудження є результуючою окремих векторів;

4. Величина потенціалу, що вимірюється в точці, яка віддалена від джерела, залежить головним чином від величини інтегрального вектора і від кута між напрямком цього вектора та віссю відведення.

Відведення ЕКГ. Розрізняють біполярні та уніполярні відведення. Для отримання уніполярного відведення накладають активний електрод на яку-небудь точку поверхні тіла і реєструють зміну потенціалу під цим електродом по відношенню до так званого рефрактерногоелектрода. Можна рахувати, що референтний електрод поміщений в “нульовій точці” диполя, тобто між позитивним та негативним полюсами.

До біполярних відведень відносяться: стандартні відведення Ейнтховена (І, ІІ, ІІІ); грудні відведення за Небом (D, A, I).

До уніполярних відведень відносяться: посилені відведення по Гольденбергу (aVR, aVL, aVF); прекардіальні відведення за Вільсоном (V1 – V6).

Походження зубців, сегментів та інтервалів ЕКГ:

Сегмент – відстань між двома зубцями. Інтервал – сукупність зубця та сегмента.

Зубець Р – відображає виникнення та поширення збудження по передсердях;

Сегмент PQ – в цей час збудження поширюється по провідній системі серця;

Зубець Q – початок збудження шлуночків (деполяризація лівої поверхні міжшлуночкової перегородки);

Зубець R – поширення збудження через стінку шлуночків від ендокарда до епікарда;

Зубець S – кінець збудження шлуночків (деполяризація правого шлуночка в області основи легеневого стовбура).

Поширення збудження по шлуночках (комплекс QRS) співпадає з реполяризацією передсердь;

Зубець Т – відображає реполяризацію шлуночків.

Функціональні показники роботи серця -

Тони серця – кожен тон серця виглядає як група хвиль, які представляють звукові коливання відповідно першого, другого, третього і рідко – четвертого тону. Кожному серцевому циклу відповідає два основних тони: І – систолічний, збігається із систолою шлуночків; ІІ – діастолічний, утворюється під час діастоли шлуночків. Їх можна вивчати аускультативно та реєструвати графічно – цей метод називається фонокардіографією (ФКГ),

Фонокардіограф – це реєструючий прилад зі спеціально пристосованим мікрофоном, що накладається на грудну клітку в області серця і сприймає звуки низької частоти.

Механізми походження тонів серця.

Перший (систолічний) тон виникає на початку систоли шлуночків. Його формують такі компоненти:

-клапанний - закриття стулок передсердно-шлуночкового клапану; це основний компонент першого тону, дає осциляції найбільшої висоти, виникає на межі фаз ізометричного та асинхронного скорочень;

- міокардіальний компонент(хордовий) пов’язаний із напруженням та вібрацією стінок шлуночків під час фази ізометричного скорочення;

- м’язовий компонент - скорочення папілярних м’язів супроводжується їх вібрацією та вібрацією їх сухожилкових ниток;

- на початку вигнання крові виникає вібрація крупних судин, що теж супроводжується звуковими коливаннями.

Тривалість першого тону становить 0, 15 с. Вцілому він достатньо тривалий, багатокомпонентний та низьокоамплітудний.

Другий (діастолічний) тон обумовлюється закриттям і напругою півмісяцевих клапанів аорти та легеневої артерії. Він триває 0, 12 с, різкий і голосний внаслідок швидкого захоплювання аортальних клапанів.

Третій тон виникає за рахунок вібрації стінок шлуночків при їх швидкому наповненні кров’ю.

Четвертий тон виникає при систолі передсердь за рахунок коливань стінок шлуночків при надходження туди крові.

Фонокардіограма має такий вигляд (ну майже такий):

При її аналізі розраховують тривалість тонів та оцінюють їх чистоту (відсутність шумів). Таким чином оцінюють стан клапанного апарату. (В дійсності цей метод вже практично не використовують, бо його повністю замінює УЗД

Верхівковий поштовх – робота серця супроводжується звуковими явищами. У п¢ ятому лівому міжребер¢ ї по середньо ключичній лінії відчувається серцевий поштовх, що виникає при ударі серця під час систоли в передню стінку грудної клітки. Інструментально вимірюється фонокардіографом.

Систолічний об’єм (СО) – об’єм крові, який серце виганяє за одну систолу. Його визначають шляхом поділу ХОК на ЧСС. Його величина становить 60 – 80 мл.

Хвилинний об’єм крові (ХОК) – це кількість крові, яку викидає кожен шлуночок серця у кровоносні судини за 1 хв.

Серцевий індекс - (СІ) – відношення ХОК до площі поверхні тіла людини.