III. Фазовый анализ сердечного цикла.

Сокращение и расслабление миокарда предсердий и желудочков сопровождается изменением давления в их полостях и артериальных сосудах, обеспечивающим открытие и захлопывание сердечных клапанов, что в свою очередь регулирует движение крови через сердце, его насосную функцию.

Общая длительность сердечного цикла – систолы, диастолы и общей сердечной паузы – при частоте сердечных сокращений 75 ударов в минуту равна 0,8 секунды.

При изменении частоты сердечных сокращений в структуре сердечного цикла может изменяться лишь длительность диастолы и общей сердечной паузы. Продолжительность же систолы как предсердий, так и желудочков, остаётся постоянной.

Сердечный цикл начинается с систолы предсердий. Её длительность составляет 0,1 с. За это время давление в полости предсердий увеличивается от 0 (в диастолу) до 5-8 мм рт.ст. (в систолу) и через открытые атриовентрикулярные клапаны происходит дополнительное наполнение кровью полостей желудочков (около 30 % их объёма, 70 % объёма желудочков было заполнено кровью в предшествующую диастолу предсердий).

Таким образом, значение нагнетательной функции предсердий для кровообращения сравнительно невелико. Предсердия являются резервуаром для притекающей крови, легко изменяющим свою вместимость благодаря небольшой толщине стенок. Объем этого резервуара может возрастать за счет дополнительных емкостей – ушек предсердий, напоминающих карманы, способные при растягивании вместить значительный объемы крови.

После окончания систолы предсердий одновременно начинается систола желудочков и диастола предсердий, которая длится 0,7 с. Расслабление миокарда предсердий в диастолу приводит к снижению давления в их полостях до 0. Это обеспечивает диастолическое наполнение предсердий кровью.

Систола желудочков длится 0,33 с. Она состоит из периодов и фаз. Сложная структура систолы желудочков обусловлена строением их проводящей системы и большей, чем в предсердиях толщиной миокарда.

Систола желудочков

С

Систола желудочков начинается периодом напряжения, длительностью 0,08 с, состоящим из двух фаз.

Фаза асинхронного сокращения волокон миокарда желудочков длится 0,05 с. В течение этой фазы процесс возбуждения и следующий за ним процесс сокращения распространяются по миокарду желудочков. Давление в полости желудочков ещё близко к нулю. Однако к концу фазы сокращение охватывает все волокна миокарда, поэтому давление в желудочках начинает быстро нарастать до 70-80 мм рт. ст. в левом желудочке и до 15-20 мм рт. ст. – в правом. Это обеспечивает захлопывание атриовентрикулярных клапанов, что формирует звуковую волну – I систолический тон сердца.

С захлопывания предсердно-желудочковых клапанов начинается следующая фаза периода напряжения систолы желудочков – фаза изометрического сокращения (0,03 с). Эта фаза называется также первой фазой закрытых клапанов, так как сокращение волокон миокарда происходит на фоне закрытых как атриовентрикулярных, так и полулунных клапанов («вход» и «выход» из желудочков). При этом объем крови желудочков остается постоянным, длина волокон миокарда не изменяется, увеличивается только их напряжение. Это приводит к стремительному увеличению давления в желудочках. Левый желудочек быстро приобретает округлую форму и с силой ударяется о внутреннюю поверхность грудной стенки. Возникает её колебание в пятом межреберье слева на 1 см кнутри от среднеключичной линии – сердечный толчок.

К концу этого периода напряжения быстро нарастающее давление в левом и правом желудочках становится выше давлении в аорте и легочной артерии. Кровь прижимает лепестки полулунных клапанов к внутренним стенкам этих сосудов и с силой выбрасывается в аорту и легочную артерию.

С открытия полулунных клапанов начинается второй период систолы желудочков – период изгнания крови (0,25 с), который состоит из фазы быстрого (0,12 с) и фазы медленного изгнания (0,13 с) крови из желудочков. Давление в желудочках при этом нарастает: в левом – до 120-130 мм рт. ст., а в правом – до 25 мм рт. ст.

В конце фазы медленного изгнания миокард желудочков начинает расслабляться, наступает его диастола.

Диастола желудочков при частоте сердечных сокращений 75 уд/мин длится 0,47 с. при увеличении частоты сокращений сердца продолжительность сердечного цикла уменьшается за счет укорочения диастолы, а также общей сердечной паузы.

Диастола желудочков начинается с протодиастолического периода – 0,04 с. В течение этого времени начинающееся расслабление миокарда вызывает падение давления в его полостях, кровь из аорты и легочной артерии устремляется обратно в полости желудочков и захлопывает полулунные клапаны. При этом возникает звуковая волна – II диастолический тон. Таким образом, протодиастолический период – это время от начала расслабления желудочков до захлопывания полулунных клапанов.

После захлопывания полулунных клапанов давление в желудочках падает до 0. в это время атриовентрикулярные клапаны ещё закрыты, а полулунные – уже закрыты. В результате возникает второй период закрытых клапанов – период изометрического расслабления (0,08 с), названный так потому, что в условиях двух закрытых клапанов объем крови в желудочках остается постоянным, а, следовательно, и длина волокон миокарда не изменяется, но уменьшается их напряжение. Именно это вызывает такое стремительное падение давления в полостях желудочков, что создает условия для открытия атриовентрикулярных клапанов и заполнение желудочков кровью.

В результате возникает следующий период диастолы – период наполнения желудочков кровью (0,25 с), состоящий из фазы быстрого с(0,09 с) и фазы медленного (0,16 с) наполнения желудочков кровью. Колебания стенок желудочков вследствие быстрого притока крови к ним вызывает появление звуковой волны – III тона сердца. К концу фазы медленного наполнения происходит систола предсердий, что обуславливает последний период диастолы желудочков – период дополнительного наполнения желудочков кровью, обусловленный систолой предсердий, или пресистолу (0,1 с). Колебания стенок сердца, вызванные сокращением предсердий и дополнительным поступлением крови в желудочки, вызывают звуковую волну – IV тон сердца.

В структуре сердечного цикла выделяют период, в течение которого миокард предсердий и желудочков одновременно находится в расслабленном состоянии. Этот период называется общей сердечной паузой, которая длится 0, 37 с, т. е. почти 50 % сердечного цикла. Это время «отдыха» рабочего миокарда, в течение которого в нем полностью восстанавливаются запасы кислорода, энергии, питательных веществ и удаляются продукты метаболизма (СО₂, молочная кислота и т.д.). Существование общей сердечной паузы предохраняет сердце как мышечный орган от развития в нем процесса утомления.