Содержание:
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.
Содержание
Периоды и фазы сердечного цикла [ править | править код ]
Сводная таблица периодов и фаз сердечного цикла с примерными давлениями в камерах сердца и положением клапанов приведена внизу страницы.
Систола желудочков [ править | править код ]
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.
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 [ править | править код ]
Диастола — период времени, в течение которого сердце расслабляется для приёма 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 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.
Систола предсердий [ править | править код ]
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 [ править | править код ]
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
| Период | Фаза | t, |
|---|
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.
Прежде чем приступить к изучению работы сердца человека, вспомните, на какие камеры оно разделено. Чем отличается сердце человека от сердца рыбы? Какие слои выделяют в стенке сердца и какие функции они выполняют?
Сердечная мышца
Сердечная мышца непрерывно работает в течение всей жизни человека. У нее есть определенные особенности строения и специфические свойства, которые и позволили выделить ее в отдельный тип мышечной ткани. Какие это свойства, узнайте из таблицы.
Основные свойства сердечной мышцы
У сердца своя собственная система обеспечения кровью. По коронарным артериям кровь при расслаблении сердца попадает в сердечную мышцу, а при его сокращении кровь из этих капилляров выдавливается в коронарные вены.
Сердечный цикл
Функционировать много лет непрерывно сердце может благодаря тому, что его работа организована в виде цикла. Благодаря правильному распределению фаз сокращения и расслабления отдельных частей сердца организму удается обеспечить достаточно времени для восстановления сердечной мышцы в процессе ее работы.
Сердечным циклом называют совокупность процессов, происходящих от одного сокращения сердца до следующего (рис. 18.1). Что происходит за один сердечный цикл, можно проследить по таблице.
Рис. 18.1. Фазы сердечного цикла
Фазы сердечного цикла
Показателями, с помощью которых можно сравнивать работу сердца у разных людей или в различных ситуациях, является систолический и минутный объемы крови. Систолический объем — это количество крови, выбрасываемой сердцем за одно сокращение. А минутный объем — это объем крови, прокачиваемой через сердце в течение одной минуты.
Особенности работы сердца
Сердце является главным двигателем тока крови по сосудам. Оно не может останавливаться, т. к. это повлечет прекращение обмена веществ и приведет к смерти человека. Кроме того, у сердца нет дублирующего органа, который может взять на себя его работу хотя бы на время. Поэтому работа сердца организована так, чтобы оно отдыхало как можно больше. Если посмотреть на время, которое занимают отдельные фазы сердечного цикла, то можно увидеть, что из 0,8 с продолжительности всего цикла предсердия отдыхают 0,7 с, а желудочки — 0,5 с.
Регуляция работы сердца
Регуляция работы сердца осуществляется двумя способами — с помощью нервной или гуморальной регуляции. Нервная регуляция осуществляется путем поступления нервных импульсов из сердечно-сосудистых центров продолговатого мозга. По одному из нервов поступают импульсы, которые ускоряют работу сердца, а по другому — импульсы, которые тормозят работу сердца.
Гуморальная регуляция осуществляется с помощью биологически активных веществ — гормонов, которые выделяются железами внутренней секреции организма, и других как органических, так и неорганических веществ. Так, гормон адреналин учащает сердечные сокращения. Также сердечную деятельность усиливает повышенная концентрация ионов Кальция в крови. Тормозят работу сердца ацетилхолин и ионы Калия.
Основными железами, которые регулируют работу сердца, являются надпочечники. Именно они производят адреналин и ацетилхолин.
Особенностью регуляции сердца является то, что внешние сигналы (и нервные, и гуморальные) только изменяют частоту сердечных сокращений, но не вызывают их. Сигналы для возникновения сокращений генерируют клетки самого сердца.
Автоматия работы сердца
Сердце должно работать в любых условиях. Поэтому в нем существуют механизмы, которые обеспечивают его работу даже при отсутствии соответствующих нервных импульсов. То есть сердце может работать автоматически, без сигналов нервной системы. Для этого в миокарде существует несколько групп клеток, которые автоматически производят ритмические импульсы. Эти импульсы распространяются на другие клетки сердечной мышцы и вызывают их сокращение.
Частота этих сокращений меньше, чем у тех, которые возникают под влиянием нервных или гуморальных сигналов, но они позволяют поддерживать жизнедеятельность организма в критической ситуации.
Сердце человека до рождения
У взрослого человека строение сердца несколько отличается от строения сердца плода, который развивается в организме матери. К моменту рождения легкие у ребенка не работают, поэтому нет необходимости прогонять весь поток крови через их сосуды. В связи с этим между правым желудочком сердца и аортой находится особый сосуд — боталлов проток, по которому кровь проходит напрямую из правого желудочка в большой круг кровообращения. После рождения ребенка этот проток зарастает. Если же по каким-то причинам он не зарастет, то у ребенка будут наблюдаться серьезные нарушения работы сердца. Такую аномалию называют врожденным пороком сердца. Однако современные врачи научились исправлять такое нарушение с помощью операции на сердце.
- Мышцы предсердий и желудочков не являются одной структурой. Они разделены перегородкой из плотной ткани. Эта перегородка не пропускает возбуждения от мышц предсердий к мышцам желудочков, благодаря чему они могут сокращаться независимо друг от друга.
- Достижения современной медицины позволяют проводить пересадку сердца в случаях, когда сердце человека поражено болезнью, которую невозможно вылечить. Первую успешную пересадку сердца провел врач из ЮАР Кристиан Бернар в 1967 г. Сейчас средняя продолжительность жизни человека после пересадки сердца составляет 10 лет. Рекордная продолжительность жизни человека с пересаженным сердцем достигла 30 лет.
Рассмотрите рисунок с изображением фазы сердечного цикла. Определите название этой фазы, её продолжительность и направление движения крови. Заполните пустые ячейки таблицы, используя термины и процессы, приведённые в списке. Для каждой ячейки, обозначенной буквой, выберите соответствующий термин или процесс из предложенного списка.
| Фазы сердечного цикла | Продолжительность | Движение крови |
|---|---|---|
| ________(А) | _________(Б) | ________(С) |
СПИСОК ТЕРМИНОВ И ПРОЦЕССОВ:
1) поступление крови из предсердия в желудочек
2) поступление крови из желудочка в артерию
3) поступление крови из вен в предсердие
4) систола предсердия
6) систола желудочка
Сердечный цикл состоит их трех фаз: систолы предсердий, систолы желудочков и диастолы. Во время систолы предсердий желудочки находятся в расслабленном состоянии, и при сокращении предсердий кровь из них выталкивается в полость желудочков. Длится эта фаза 0,1 с.