Сердечный цикл
Левый сердечный насос
Механическая функция сердца может быть описана посредством изменений дав ления, объема и кровотока, которые происходят во время каждого сердечного цикла. Сердечным циклом называют одну полнуютюследовательность сокращения и расслаб ления сердца. Механические явления сердечного цикла левой половины сердца, про исходящие в норме, представлены на рис. 4-1. Этот важный рисунок объединяет боль шое количество информации, и его следует тщательно изучить.
Диастола желудочков. Диастолическая фаза} сердечного цикла начинается с открытия атриовентрикулярных ( AV ) клапанов. Как показано на рис. 4-1, митраль ный клапан открывается, когда давление в левом желудочке падает ниже давления в левом предсердии, после чего начинается период наполнения желудочка. Кровь, которая до этого накапливалась в предсердии за закрытым митральным клапаном, быстро опорожняется в желудочек, что вызывает первоначальное падение давления в пред сердии Позже давление в обеих камерах медленно одновременно поднимается по мере того, как предсердие и желудочек продолжают одновременно наполняться кровью, возвращающейся в сердце через вены.
Сокращение предсердий начинается ближе к концу желудочковой диастолы де поляризацией мышечных клеток предсердия, что порождает зубец Рна электрокарди ограмме. По мере того, как мышечные клетки предсердия развивают напряжение и
сокращаются, дарение в предсердии увеличивается, и дополнительное количество крови вытесняется в желудочек. При нормальной частоте сердцебиений сокращение предсердий не является необходимым условием для адекватного наполнения желудоч ков. Это видно на рис. 4-1, так как желудочек почти достигает своего максимального или конечно-диастолического объема прежде, чем начинается сокращение предсердий. Роль сокращения предсердий в наполнении желудочков кровью становится зна чительнее при увеличении частоты сердечных сокраш,ений,„Т£К как временной проме жуток для пассивного наполнения укорачивается П0-|ЩШ^Растания частоты сердечных сокращений. Обратите внимание, что на протЩрШда®столы ведамины
давления в предсердии и желудочке практически одинаковы. Дело в том, что в норме открытый митральный клапан оказывает очень незначительное сопротивление кровотоку и, в результате этого, для наполнения желудочка необходима лишь незначитель ная разница давления между предсердием и желудочком.
Систола желудочков. Систола желудочков начинается, когда потенциал дей ствия проходит через AV узел и распространяется по мускулатуре желудочков — данное явление на электрокардиограмме представлено комплексом QRS . Сокращение мышечных клеток желудочков вызывает увеличение внутрижелудочкового давления выше, чем в предсердии, что приводит к резкому закрытию AV клапана.
Давление в левом желудочке продолжает резко возрастать по мере усиления его сокращения. Когда давление в левом желудочке превышает давление в аорте, открыва ется аортальный клапан. Период между закрытием митрального клапана и открытием аортального называется фазой изометрического сокращения, так как в течение это го промежутка времени желудочек представляет собой закрытую камеру с неизменным объемом крови. Изгнание крови из желудочка начинается с открытием аорталь ного клапана. На раннем этапе изгнания кровь быстро поступает в аорту, что приводит к повышению давления в ней. Давление одновременно увеличивается как в желудочке, так и в аорте, так как мышечные клетки желудочка продолжают сокращаться на ран нем этапе систолы. Этот период часто называют фазой быстрого изгнания.
Давление в левом желудочке и аорте в конечном итоге достигает максимума и носит название максимального систолического давления. В этот момент сила сокращения мускулатуры желудочка начинает ослабевать. Сокращение мышцы и процесс изгнания продолжаются, но уже с меньшей скоростью. Давление в аорте начинает снижаться, потому что кровь покидает аорту и крупные артерии быстрее, чем кровь поступает из левого желудочка. В процессе изгнания между левым желудочком и аор той разностьдавленияне велика, посколькуотверстие аортального клапана такзначи- тельно, что оно оказывает крайне малое сопротивление кровотоку.
В конечном итоге сила сокращения желудочка уменьшается до такой степени, что давление в желудочке падает ниже давления в аорте. Это вызывает резкое закры тие аортального клапана. Небольшое падение, называемое incisura , или дикротиче- екая выемка, появляется на графике давления в аорте, так как небольшой объем крови должен возвратиться из аорты обратно, чтобы заполнитьлепестки аортального клапа на при закрытии. Обратите внимание, что во время систолы желудочка кровь продолжает возвращаться в сердце и заполнять предсердие. Таким образом, давление в пред сердии прогрессивно возрастает во время систолы желудочка до величины, которая обеспечивает быстрое наполнение желудочка после открытия AV клапана при начале нового сердечного цикла
После закрытия аортального клапана давление в желудочке быстро уменьшается по мере расслабления его мускулатуры. В течение короткого промежутка времени, называемого периодом изометрического расслабления, митральный клапан также закрыт. В конечном итоге внутрижелудочковое давление падает ниже предсердного, AV клапан открывается и начинается новый сердечный цикл. Объем крови в желудоч ке достигает своего минимума или конечно-систолического объема в момент закрытия аортального клапана. Количество крови, выбрасываемой из желудочка во время одного сокращения, ударный объем, равняется конечно-диастолическому объему же лудочка минус конечно-систолический объем желудочка.
Во время систолы аорта растягивается, так как в это время в нее поступает большее количество крови, чем покидает ее. Во время диастолы артериальное давление поддерживается за счет эластической тяги стеиок аорты и других крупных аотеонй
Тем не менее давление в аорте постепенно снижается во время диастолы, по мере того, как кровь из аорты переходит в системное сосудистое русло. Самая низкая величина давления в аорте, которая отмечается в конце диастолы, называется диастолическим давлением. Разница между диастолическим и максимальным систолическим давлением в аорте носит название артериального пульсового давления. 1ипичные величины для систолического и диастолического давления в аорте составляют 120 и 80 мм рт. ст., соответственно.
При нормальной частоте сердечных сокращений в покое около 70 уд/мин примерно две трети длительности сердечного цикла занимает диастола и одну треть — систола. При увеличении частоты сердечных сокращений как диастоличес кий, так и систолический промежуток времени сокращаются. Длительность потенциала действия уменьшается, и скорость проведения импульса возрастает. Также увеличивается ско рость сокращения и расслабления. Данное укорочение систолического промежутка способно сделать более выраженными потенциальные нежелательные эффекты уве личения частоты сердечных сокращений на время диастолического наполнения.