13.2. Цикл сердечной деятельности

Основными составляющими цикла сердеч­ной деятельности являются систола (сокра­щение) и диастола (расширение) предсердий и желудочков. До настоящего времени нет единого мнения о фазах цикла и смысле тер­мина «диастола». Некоторые авторы диасто­лой называют только процесс расслабления миокарда. Большинство авторов включают в диастолу как период расслабления мускула­туры, так и период покоя (пауза), для желу-

дочков это период наполнения. Очевидно, следует выделять систолу, диастолу и покой (паузу) предсердий и желудочков, поскольку диастола, как и систола, — динамический процесс.

Цикл сердечной деятельности разделяют на три основные фазы, каждая из которых имеет периоды.

Систола предсердий — 0,1 с (дополнитель­ное наполнение желудочков кровью).

Систола желудочков — 0,33 с. Период на­пряжения — 0,08 с (фаза асинхронного со­кращения — 0,05 с и фаза изометрического сокращения — 0,03 с).

Период изгнания крови — 0,25 с (фаза бы­строго изгнания — 0,12 с и фаза медленного изгнания — 0,3 3 с).

Общая пауза сердца — 0,37 с (период рас­слабления — диастола желудочков и их покоя, совпадающий с окончанием покоя предсердий).

Период расслабления желудочков — 0,12 с (протодиастола — 0,04 с и фаза изометричес­кого расслабления — 0,08 с).

Период основного наполнения желудоч­ков кровью — 0,25 с (фаза быстрого наполне­ния — 0,08 с и фаза медленного наполне­ния — 0,17 с).

Весь цикл сердечной деятельности длится 0,8 с при частоте сокращений 75 в 1 мин. Диастола желудочков и их пауза при такой частоте сердечных сокращений составляют 0,47 с (0,8 с — 0,33 с = 0,47 с), последние 0,1 с совпадают с систолой предсердий. Гра­фически цикл представлен на рис. 13.2.

Рассмотрим каждую фазу цикла сердечной деятельности.

А. Систола предсердий обеспечивает до­полнительную подачу крови в желудочки, она начинается после общей паузы сердца. К этому моменту вся мускулатура предсердий и желудочков расслаблена. Открыты атрио-вентрикулярные клапаны, они провисают в желудочки, расслаблены сфинктеры, пред­ставляющие собой кольцевую мускулатуру предсердий в области впадения вен в пред­сердия и выполняющие функцию клапанов.

Рис. 13.2. Временное соотношение фаз цикла сердечной деятельности при его длительности 0,8 с (75 сокращений в 1 мин): систола предсердий (0,1 с), сис­тола желудочков (0,33 с), общая пауза сердца (0,37 с) — время совпадения покоя предсердий и желудочков.

Поскольку весь рабочий миокард расслаблен, давление в полостях сердца равно нулю. Из-за градиента давления в полостях сердца и артериальной системе полулунные клапаны закрыты.

Возбуждение и, следовательно, волна со­кращения предсердий начинаются в области впадения полых вен, поэтому одновременно с сокращением рабочего миокарда предсер­дий сокращается и мускулатура сфинктеров, выполняющих функцию клапанов, — они за­крываются, давление в предсердиях начинает расти, и дополнительная порция крови (при­мерно Уъ от конечно-диастолического объе­ма) поступает в желудочки.

Во время систолы предсердий кровь из них обратно в полые и легочные вены не возвра­щается, так как сфинктеры закрыты. К концу систолы давление в левом предсердии возрас­тает до 10—12 мм рт.ст., в правом — до 4— 8 мм рт.ст. Такое же давление к концу систо­лы предсердий создается и в желудочках. Та­ким образом, во время систолы предсердий сфинктеры предсердий закрыты, атриовент-рикулярные клапаны открыты. Поскольку в аорте и легочной артерии давление крови в этот период больше, то полулунные клапаны, естественно, все еще закрыты. После оконча­ния систолы предсердий, через 0,007 с (интер­систолический интервал), начинаются систо­ла желудочков, диастола предсердий и их покой. Последние длятся 0,7 с, предсердия при этом наполняются кровью (резервуарная функция предсердий). Значение систолы предсердий заключается еще и в том, что воз­никающее при этом давление обеспечивает дополнительное растяжение миокарда желу­дочков и последующее усиление их сокраще­ний во время систолы желудочков.

р ф ф£щщ

хронного (неодновременного) сокращения воз-^ буждение мышечных волокон распространя­ется по обоим желудочкам. Сокращение на­чинается с ближайших к проводящей системе сердца участков рабочего миокарда (сосочко-вых мышц, перегородки, верхушки желудоч­ков). К концу этой фазы в сокращение вовле­чены все мышечные волокна, поэтому давле­ние в желудочках начинает быстро повы­шаться, вследствие чего закрываются атрио-вентрикулярные клапаны и начинается фаза Изометрического сокращения. Сокращающие­ся вместе с желудочками сосочковые мышцы натягивают сухожильные нити и препятству­ют выворачиванию клапанов в предсердия. Кроме того, эластичность и растяжимость су-

Б. Систола желудочков состоит из двух пе­риодов — напряжения и изгнания, каждый из которых делится на две фазы. В ф (д)

хожильных нитей смягчают удар крови об ат-риовентрикулярные клапаны, что обеспечи­вает долговечность их работы. Общая поверх­ность атриовентрикулярных клапанов боль­ше площади атриовентрикулярного отверс­тия, поэтому их створки плотно прижимают­ся друг к другу. Благодаря этому клапаны на­дежно смыкаются даже при изменениях объема желудочков и кровь не возвращается во время систолы желудочков обратно в предсердия. Во время фазы изометрического сокращения давление в желудочках быстро нарастает. В левом желудочке оно увеличива­ется до 70—80 мм рт.ст., в правом — до 15— 20 мм рт.ст. Как только давление в левом же­лудочке окажется больше диастолического давления в аорте (70—80 мм рт.ст.), а в пра­вом желудочке — больше диастолического давления в легочной артерии (15—20 мм рт.ст.), открываются полулунные клапаны и начинается период изгнания.

Оба желудочка сокращаются одновремен­но, причем волна их сокращения начинается в верхушке сердца и распространяется вверх, выталкивая кровь из желудочков в аорту и легочный ствол. В период изгнания длина мышечных волокон и ■ объем желудочков уменьшаются, атриовентрикулярные клапа­ны закрыты, так как давление в желудочках высокое, а в предсердиях оно равно нулю. В период_ быстрого изгнания давление в левом желудочке достигает 120—140 мм рт.ст. (систолическое давление в аорте и крупных артериях большого круга), а в правом желу­дочке — 30—40 мм рт.ст. В период медленно­го, изгнания^,давление в желудочках начинает падатьТХостояние клапанов сердца пока не изменяется — закрыты только атриовентри­кулярные клапаны, полулунные клапаны от­крыты, предсердные сфинктеры также от­крыты, потому что весь миокард предсердий расслаблен, кровь заполняет предсердия.

Во время периода изгнания крови из же­лудочков реализуется процесс засасывания крови из крупных вен в предсердия. Это обу­словлено тем, что плоскость атриовентрику-лярной «перегородки», которую формируют соответствующие клапаны, смещается по на­правлению к верхушке сердца, при этом предсердия, находящиеся в расслабленном состоянии, растягиваются, что способствует заполнению их кровью.

Вслед за фазой изгнания начинаются диа^. стола желудочков и их пауза (покой), с кото­рой частично совпадает и пауза предсердий, поэтому данный период сердечной деятель­ности предлагается называть общей паузой сердца.

274

, В. Общая пауза сердца начинается с \$ щодиастолы — это период от начала расслаб­ления мышц желудочков до закрытия полу­лунных клапанов. Давление в желудочках становится несколько ниже, чем в аорте и ле­гочной артерии, поэтому полулунные клапа-L,Hbi закрываются. Вфазе изометрического рас-i-^лабления полулунные клапаны уже закрыты, «Гатрио'вентрикулярные еще не открыты. По­скольку расслабление желудочков продолжа­ется, давление в них падает, что приводит к открытию атриовентрикулярных клапанов массой крови, накопившейся во время диа­столы в предсердиях. Начинается период на-полнения желудочков, расширение которых обеспечено несколькими факторами.

1. Расслабление желудочков и расширение их камер происходит в основном за счет части энергии, которая расходуется во время систолы на преодоление сил упругости серд­ ца (потенциальная энергия). Во время систо­ лы сердца сжимаются его соединительно­ тканный упругий каркас и мышечные волок­ на, которые имеют различное направление в разных слоях. Желудочек в этом отношении можно сравнить с резиновой грушей, которая принимает прежнюю форму после того, как на нее надавили, расширение желудочков оказывает некоторое присасывающее дейст­ вие.

2. Левый желудочек (правый — в мень­ шей степени) во время фазы изометрическо­ го сокращения мгновенно становится круг­ лым, поэтому в результате действия сил гра­ витации обоих желудочков и находящейся в них крови быстро растягиваются крупные сосуды, на которых «висит» сердце. При этом атриовентрикулярная «перегородка» несколько смещается вниз. При расслабле­ нии мускулатуры желудочков атриовентри­ кулярная «перегородка» вновь поднимается вверх, что также способствует расширению камер желудочков, ускоряет наполнение их ..кровью.

3. В фазе быстрого наполнения кровь, скопившаяся в предсердию;; сразу'провали­ вается в расслабленные желудочки и способ­ ствует их расправлению.

4. Расслаблению миокарда желудочков способствует давление крови в коронарных артериях, которая в это время начинает уси­ ленно поступать из аорты в толщу миокарда («гидравлический каркас сердца»).

5. Дополнительное растяжение мускулату­ ры желудочков осуществляется за счет энер­ гии систолы предсердий (повышение давле­ ния в желудочках во время систолы предсер­ дий).

6. Остаточная энергия венозной крови, сообщенная ей сердцем во время систолы (этот фактор действует в фазе медленного на­полнения).

Таким образом, во время общей паузы предсердий и желудочков сердце отдыхает, его камеры наполняются кровью, миокард интенсивно снабжается кровью, получает кислород и питательные вещества. Это весь­ма важно, так как во время систолы коронар­ные сосуды сжимаются сокращающимися мышцами, при этом кровоток в коронарных сосудах практически отсутствует.