§ 3. Частота сердечных сокращений в покое и при мышечной

деятельности

ритм возбуждения в синоатриальном узле (синусовый ритм) у здоровых людей определяет частоту сердцебиения. В целостном организме на автоматию водителя ритма оказывают влияние импульсы, поступающие из центральной нервной системы, и гуморальные факторы.

Сердечные сокращения подсчитываются по артериальному пульсу или по числу толчков сердца в грудную клетку (в 5-м межреберье слева). В спорте широко распространен также метод определения частоты сердцебиений путем регистрации биопотенциалов сердца, либо при помощи проводной связи, либо с использованием радиоаппаратуры (рис. 70).

Частота сердцебиений в состоянии покоя зависит от возраста, пола, размеров тела, образа жизни человека. У большинства взрослых здоровых людей эта величина составляет 60-70 ударов в мин. У детей частота сердцебиений больше, чем у взрослых; у женщин обычно больше, чем у мужчин. У мелких животных сердце сокращается чаще, чем у крупных. Например, у некоторых птиц частота сердцебиений равна 300-400 ударам в I мин.

У физически активных людей в состоянии покоя сердечный ритм, как правило, реже, чем у людей, ведущих малоподвижный образ жизни. Частота сердцебиений менее 60 ударов в 1 мин. называется брадикардией У спортсменов это явление может быть выражено очень резко. Например, у лыжников и бегунов-стайеров частота сердцебиений в покое нередко составляет 40 и менее ударов в 1 мин. Частота сердечных сокращений, превышающая 90 ударов в 1 мин., называется тахикардией.

Частота сердцебиений зависит от положения тела: при положении стоя она больше, чем при положениях сидя и лежа. На сердечный ритм оказывают влияние психические факторы. Он учащается при эмоциональных возбуждениях человека.

Мышечная работа вызывает учащение сердцебиений. Изменение сердечного ритма в этих условиях зависит от пола и возраста. При выполнении одинаковой работы частота сердцебиений у женщин больше, чем у мужчин, у детей и подростков - больше, чем у взрослых.

Учащение сердцебиений при стандартной работе зависит от ее мощности (рис. 71). При спортивной деятельности эта зависимость проявляется не столь резко, так как в этих условиях на сердечный ритм влияют психические, метеорологические и многие другие факторы. В большинстве случаев при физических упражнениях сердечный ритм повышается до 160-180 ударов в мин. (рис. 72), но иногда может быть и больше (до 220 ударов).

§ 4. Фазы сердечного цикла

Деятельность сердца характеризуется непрерывной сменой сокращении и расслаблении. Сокращение сердца называется систолой, расслабление - диастолой. Сердечный цикл состоит из трех фаз:

1 - систола предсердий (в этой фазе желудочки расслаблены и наполняются кровью);

2 - систола желудочков (кровь под большим давлением вбрасывается правым желудочком в легочную. артерию, левым - в аорту);

3 - общая диастола сердца (мускулатура предсердий и желудочков расслаблена, сердце заполняется кровью).

Длительность сердечного цикла зависит от частоты сердцебиений. При сердечном ритме 75 ударов в 1 мин. она составляет 0,8 сек. Систола предсердий при этом равна 0,10 сек., систола желудочков - 0,33 сек., диастола желудочков - 0,47 сек. Общая диастола сердца, продолжаясь 0,37 сек., занимает несколько меньше половины времени сердечного цикла.

Более подробно фазовая структура сердечного цикла изучается при помощи поликардиографии, которая обеспечивает одновременную регистрацию электрических, звуковых и механических явлений, возникающих при деятельности сердца.

Сокращение сердца начинается систолой предсердий. Эта фаза длится около 0,1 секунды. На протяжении этого времени в желудочках не происходит возбуждения, т.к. импульс возбуждения задерживается в предсердно-желудочковом узле. Возбуждение начинается в синусово-предсердном узле. В первую очередь сокращаются отделы предсердий, прилежащие к устьям полых вен. Таким образом не допускается обратный ток крови из предсердий в полые вены. В этой фазе кровь изгоняется из предсердий в желудочки.

Затем, после предсердно-желудочковой задержки, начинается систола желудочков. Она проходит в три фазы

1. Фаза асинхронного сокращения.

2. Фаза изометрического сокращения

3. Фаза изгнания крови

Первая фаза систолы желудочков называется фазой асинхронного сокращения. В покое она продолжается 0,05-0,06 сек. На протяжении этой фазы происходят следующие события:

1. Начинают сокращаться наиболее возбудимые волокна, расположенные на поверхности межжелудочковой перегородки (прямо под эндокардом).

2. Давление крови в желудочках в это время постепенно нарастает,

3. Предсердно-желудочковые клапаны закрываются, отделяя полости предсердий от полостей желудочков.

4. Полулунные клапаны (аорты и легочного ствола) остаются закрытыми.

Вторая фаза систолы желудочков называется фазой изометрического сокращения. Она длится около 0,03-0,05 сек. В этой фазе:

1. Вначале фазы полости желудочков полностью изолированы от предсердий и артериальных сосудов,

2. На протяжение фазы давление внутри желудочков резко нарастает. Это происходит за счет распространения возбуждения с миокарда перегородки на подэпикардиальный слой остального миокарда желудочков.

3. Заканчивается фаза раскрытием полулунных клапанов (аортального и клапана легочного ствола).

Третья фаза систолы желудочков называется фазой изгнания крови из желудочков. Она длится около 0,25 сек. Кровь выбрасывается из желудочков. При этом сокращаются все слои миокарда желудочков. Давление в желудочках при их сокращении продолжает нарастать: в левом – до 115-125 мм рт. ст. в правом - до 25-30 мм рт. ст. Разница в величинах давления в желудочках обусловлена более развитой мускулатурой левого желудочка. Он выполняет большую работу, чем правый, так как сосуды большого круга кровообращения оказывают значительно большее сопротивление току крови, чем сосуды малого круга.

Диастола желудочков состоит из трех фаз.

Первая фаза диастолы желудочков называется протодиастолический период. Этот период характеризуется следующими признаками:

1. Мускулатура желудочков постепенно расслабляется.

2. Заканчивается протодиастолический период закрытием полулунных клапанов.

Вторая фаза диастолы желудочков называется фазой изометрического расслабления. Изометрическое – значит без изменения размеров желудочков. Кардиомиоциты расслабляются, но увеличения их длины не происходит. Объем полостей в это время не меняется. Предсердно-желудочковые клапаны и полулунные закрыты. Эта фаза длится 0,08 сек. Заканчивается эта фаза в момент начала открывания предсердно-желудочковых клапанов.

Третья фаза диастолы желудочков называется фаза наполнения желудочков. Она начинается открыванием предсердно-желудочковых клапанов. Клапаны открываются, и желудочки наполняются кровью из предсердий. Эта фаза длится 0,35 сек.

После окончания диастолы желудочков снова начинается систола предсердий, продолжающееся 0,1 сек.

При физической работе наряду с учащением сердцебиений изменяется фазовая структура сердечного цикла (табл. 7).

Таблица 7

Частота сердцебиении, длительность сердечного

цикла и ero

фазовая

струк-

тура при физической работе (по Л. В. Карпману)

Условия исследования

I

При paQoTe

:а

:ё

:ё

:ё

:ё

.;

...

=

=

=

,g

:>i

:>i

:>i

'"

":'

":'

":'

'"

с.

о:,

Показатели

I

..,.

"'

о

'"

'"

'"

'"

'"

1::[

=

:1:

:1:

:1:

:1:

I

I

I

I

I

I

Частота -сердцебиений

(колич.

ударов

в 1 мин.) . . . . . . . . . . . . ..

66

140

145

152

155

157

Сердечный цикл (сек.) . . . . . . ..

0,906

0,428

0,411

0,394

0,385

0,380

Асинхронное сокращение (сек.) . . ..

0,069

0,061

0,059

0,060

0,058

0,057

Изометрическое сокращение (сек.) . . .

0,053

0,010

0,005

0,005

0,004

0,003

Фаза изгнания крови (сек.) . . . . ..

0,234

0,183

0,172

0,167

0,160

0,159

Диастола (сек.)

....... . . ..

0,550

0,174

0,175

0,162

0,164

0,161

Все систолические фазы при этом укорачиваются. При напряженной мышечной деятельности фаза изометрического сокращения практически приближается к 0 (см. табл. 7). Ее укорочение обусловлено увеличением скорости повышения внутрижелудочкового давления. Длительность периода изгнания может уменьшаться почти вдвое - до 0,12-0,15 сек. (см. рис. 83). Особенно резко укорачивается при работе диастола. Например, при работе, сопровождающейся учащением сердечного ритма до 200 ударов в 1 мин., диастола укорачивается до 0,10 -0,13 сек. На наполнение желудочков таком высоком ритме затрачивается всего 0,05-0,08 сек. После окончания работы фазовая структура сердечного цикла постепенно восстанавливается.