Сердечный цикл

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 сердечной 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.

Компьютерная модель работы сердца

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.

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

Периоды и фазы сердечного цикла

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

Систола желудочков

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 50—70 мл крови (ударный, или систолический, объём)^[1]. 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 крови, МОК). Во время максимальной нагрузки ударный объём сердца тренированного человека может превышать 200 мл, пульс — превышать 200 ударов в минуту, а циркуляция крови может достигать 40 л в минуту.

Диастола

Диастола

Диастола — полное расслабление всех предсердий и желудочков. 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 изоволюметрического 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.

Внешние проявления сердечной деятельности

Выделяются следующие группы проявлений:

• Электрические — ЭКГ, вентрикулокардиография
• Звуковые — аускультация, фонокардиография
• Механические:
  • Верхушечный толчок — пальпация, апекскардиография
  • Пульсовая волна — пальпация, сфигмография, флебография
  • Динамические эффекты —изменение центра тяжести грудной клетки в сердечном цикле — динамокардиография
  • Баллистические эффекты — сотрясание тела в момент выброса крови из сердца — баллистокардиография
  • Изменение размеров, положения и формы — УЗИ, рентгенокимография

Фазы сердечного цикла

Период		Фаза	t, с	AV-клапаны	SL-клапаны	PПЖ, мм рт.ст.	PЛЖ, мм рт.ст.	Pпредсердия, мм рт.ст.
	1	Систола предсердий	0,1	О	З	Начало ≈0 Конец 6-8	Начало ≈0 Конец 6-8	Начало ≈0 Конец 6-8
Период напряжения	2	Асинхронное сокращение	0,05	О→З	З	6-8→9-10	6-8→9-10	6-8
	3	Изоволюметрическое сокращение	0,03	З	З→О	10→16	10→81	6-8→0
Период изгнания	4	Быстрое изгнание	0,12	З	О	16→30	81→120	0→-1
	5	Медленное изгнание	0,13	З	О	30→16	120→81	≈0
Диастола желудочков	6	Протодиастола	0,04	З	О→З	16→14	81→79	0-+1
	7	Изоволюметрическое расслабление	0,08	З→О	З	14→0	79→0	≈+1
Период наполнения	8	Быстрое наполнение	0,08	О	З	≈0	≈0	≈0
	9	Медленное наполнение	0,17	О	З	≈0	≈0	≈0
Данная таблица рассчитана для нормальных показателей давления в большом (120/80 мм рт.ст) и малом (30/15 мм рт.ст.) кругах кровообращения, длительности цикла 0,8 с. Принятые сокращения: t — продолжительность фазы, AV-клапаны — положение атриовентрикулярных (предсердно-желудочковых: митрального и трехстворчатого) клапанов, SL-клапаны — положение полулунных клапанов (расположенных на трактах изгнания: аортального и лёгочного), PПЖ — давление в правом желудочке, PЛЖ — давление в левом желудочке, Pпредсердия — давления в предсердиях (объединены, вследствие незначительной разницы), О — открытое положение клапана, З — закрытое положение клапана.

См. также

• Электрокардиограмма

Ссылки

• Механика сердечного сокращения
• Обучающий фильм Нарушения сердечного ритма у детей