19.3: Серцевий цикл

Last updated
Save as PDF

Page ID: 1480

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Цілі навчання

Опишіть взаємозв'язок між артеріальним тиском і кровотоком
Підсумовуємо події серцевого циклу
Порівняйте передсердну і шлуночкову систолу і діастолу
Пов'язати звуки серця, виявлені при аускультації, до дії клапанів серця

Період часу, який починається зі скорочення передсердь і закінчується шлуночковою релаксацією, відомий як серцевий цикл (рис.\(\PageIndex{1}\)). Період скорочення, який проходить серце, поки воно перекачує кров в кровообіг, називається систолою. Період розслаблення, який відбувається в міру заповнення камер кров'ю, називається діастолою. І передсердя, і шлуночки піддаються систолу і діастолу, і важливо, щоб ці компоненти були ретельно регульовані та узгоджені, щоб забезпечити ефективне перекачування крові в організм.

19.3.1.jpg — Малюнок\(\PageIndex{1}\): Огляд серцевого циклу. Серцевий цикл починається з систоли передсердь і прогресує до систоли шлуночків, діастоли передсердь і діастоли шлуночків, коли цикл починається знову. Виділяються кореляції з ЕКГ.

Анімація: Серце і серцевий цикл

Натисніть на серце нижче, щоб завантажити анімацію б'ється тепла з діаграмою віггера.

(CC-BY-SA; д-р Яна)

Тиск і витрата

Рідини, будь то гази чи рідини, - це матеріали, які течуть відповідно до градієнтів тиску - тобто вони рухаються з регіонів, які мають вищий тиск, до регіонів, які нижчі за тиском. Відповідно, при розслабленні камер серця (діастоли) кров буде надходити в передсердя з вен, які вище за тиском. У міру надходження крові в передсердя тиск буде підвищуватися, тому кров спочатку буде пасивно рухатися з передсердь в шлуночки. Коли потенціал дії запускає м'язи передсердь скорочуватися (систола передсердь), тиск всередині передсердь підвищується далі, перекачуючи кров в шлуночки. Під час систоли шлуночків підвищується тиск в шлуночках, перекачуючи кров в легеневий стовбур з правого шлуночка і в аорту з лівого шлуночка. Знову ж таки, коли ви розглядаєте цей потік і пов'язуєте його з провідним шляхом, витонченість системи повинна стати очевидною.

Фази серцевого циклу

На початку серцевого циклу розслабляються і передсердя, і шлуночки (діастола). Кров надходить в праве передсердя з верхніх і нижніх порожнистих вен і коронарного синуса. Кров надходить в ліве передсердя з чотирьох легеневих вен. Два атріовентрикулярних клапана, трикуспідального і мітрального клапана, обидва відкриті, тому кров безперешкодно надходить з передсердь і в шлуночки. Приблизно 70-80 відсотків наповнення шлуночків відбувається цим методом. Два півмісячних клапана - легеневий і аортальний клапани - закриті, перешкоджаючи зворотному надходженню крові в правий і лівий шлуночки з легеневого стовбура справа і аорти зліва.

Систола передсердь і діастола

Скорочення передсердь слід за деполяризацією, представленої зубцем Р ЕКГ. Оскільки м'язи передсердь скорочуються від верхньої частини передсердь до атріовентрикулярної перегородки, тиск підвищується всередині передсердь і кров закачується в шлуночки через відкриті атріовентрикулярні (трикуспідальні, і мітральні або двостулкові) клапани. На початку передсердної систоли шлуночки в нормі заповнюються приблизно на 70-80 відсотків своєї ємності за рахунок припливу під час діастоли. Скорочення передсердь, також іменоване «ударом передсердь», сприяє решті 20-30 відсотків наповнення (див. Рис.\(\PageIndex{1}\)). Систола передсердь триває приблизно 100 мс і закінчується до шлуночкової систоли, так як передсердний м'яз повертається до діастоли.

Систола шлуночків

Шлуночкова систола (див. Рис.\(\PageIndex{1}\)) слідує за деполяризацією шлуночків і представлена комплексом QRS на ЕКГ. Його можна зручно розділити на дві фази, тривалістю в цілому 270 мс. В кінці передсердної систоли і безпосередньо перед скороченням передсердь шлуночки містять приблизно 130 мл крові у дорослого, що відпочиває в положенні стоячи. Цей обсяг відомий як кінцевий діастолічний об'єм (EDV) або попереднє навантаження.

Спочатку в міру скорочення м'язів шлуночка тиск крові всередині камери підвищується, але воно ще недостатньо високо, щоб відкрити півмісяцеві (легеневі та аортальні) клапани і викидатися з серця. Однак артеріальний тиск швидко піднімається вище артеріального тиску передсердь, які зараз розслаблені і в діастолі. Це підвищення тиску змушує кров текти назад до передсердь, закриваючи трикуспідальний і мітральний клапани. Оскільки кров не викидається з шлуночків на цій ранній стадії, обсяг крові всередині камери залишається постійним. Отже, ця початкова фаза систоли шлуночків відома як ізоволюмічне скорочення, також зване ізоволюметричним скороченням (див. Рис.\(\PageIndex{1}\)).

У другій фазі систоли шлуночків, фазі викиду шлуночків, скорочення шлуночкової м'язи підвищило тиск всередині шлуночка до такої міри, що воно більше тиску в легеневому стовбурі і аорті. Кров перекачується з серця, відкриваючи легеневий і аортальний півмісяцеві клапани. Тиск, що генерується лівим шлуночком, буде помітно більше, ніж тиск, що створюється правим шлуночком, оскільки існуючий тиск в аорті буде набагато вище. Проте обидва шлуночка перекачують однакову кількість крові. Ця величина називається об'ємом ходу. Обсяг ходу, як правило, буде знаходитися в діапазоні 70—80 мл. Оскільки шлуночкова систола почалася з ЕДВ приблизно 130 мл крові, це означає, що в шлуночку все ще залишається 50-60 мл крові після скорочення. Цей обсяг крові відомий як кінцевий систолічний об'єм (ESV).

Діастола шлуночків

Шлуночкова релаксація, або діастола, слід за реполяризацією шлуночків і представлена зубцем Т ЕКГ. Він також розділений на дві різні фази і триває приблизно 430 мс.

Під час ранньої фази діастоли шлуночків у міру розслаблення шлуночкового м'яза починає падати тиск на кров, що залишилася всередині шлуночка. Коли тиск всередині шлуночків падає нижче тиску як в легеневому стовбурі, так і в аорті, кров тече назад до серця, виробляючи дикротичну виїмку (невелике падіння), що спостерігається в слідах артеріального тиску. Напівмісячні клапани закриваються, щоб запобігти зворотному потоку в серце. Оскільки атріовентрикулярні клапани залишаються закритими в цій точці, зміни обсягу крові в шлуночку не відбувається, тому ранню фазу діастоли шлуночків називають ізоволюмічної фазою розслаблення шлуночків, яку також називають ізооб'ємною фазою розслаблення шлуночків (див. Малюнок\(\PageIndex{1}\)).

У другій фазі діастоли шлуночків, званої пізньої діастолою шлуночків, так як шлуночковий м'яз розслабляється, тиск на кров всередині шлуночків падає ще далі. Зрештою, він опускається нижче тиску в передсердях. Коли це відбувається, кров надходить з передсердь в шлуночки, штовхаючи відкривати тристулковий і мітральний клапани. Коли тиск падає всередині шлуночків, кров надходить з основних вен в розслаблені передсердя і звідти в шлуночки. Обидві камери знаходяться в діастолу, атріовентрикулярні клапани відкриті, а півмісяцеві клапани залишаються закритими (рис.\(\PageIndex{1}\)). Серцевий цикл завершений. Малюнок\(\PageIndex{2}\) ілюструє взаємозв'язок між серцевим циклом і ЕКГ.

19.3.2.jpg — Малюнок\(\PageIndex{2}\): Зв'язок між серцевим циклом і ЕКГ. Спочатку розслаблені і передсердя, і шлуночки (діастола). Зубець Р являє собою деполяризацію передсердь і супроводжується скороченням передсердь (систолою). Систола передсердь поширюється до комплексу QRS, в цей момент передсердя розслабляються. Комплекс QRS являє собою деполяризацію шлуночків і супроводжується скороченням шлуночків. Зубець Т являє собою реполяризацію шлуночків і знаменує собою початок шлуночкової релаксації.

Звуки серця

Однією з найпростіших, але ефективних діагностичних методик, що застосовуються для оцінки стану серця пацієнта, є аускультація за допомогою стетоскопа.

У нормальному здоровому серці звучать всього два чутних серцевих звуку: S ₁ і S ₂. S ₁ - це звук, створений закриттям атріовентрикулярних клапанів під час скорочення шлуночків і зазвичай описується як «луб», або перший звук серця. Другий серцевий звук, S ₂, є звуком закриття напівмісячних клапанів під час діастоли шлуночків і описується як «дуб» (рис.\(\PageIndex{3}\)). В обох випадках при закритті клапанів отвори всередині атріовентрикулярної перегородки, що охороняються клапанами, зменшуватимуться, а кровотік через отвір стане більш турбулентним, поки клапани не будуть повністю закриті. Є третій звук серця, S ₃, але він рідко чути у здорових осіб. Це може бути звук крові, що надходить в передсердя, або кров, що хитається вперед і назад у шлуночку, або навіть напруження хорди tendineae. S ₃ можна почути в молодості, деяких спортсменів і вагітних жінок. Якщо звук чути пізніше в житті, це може свідчити про застійну серцеву недостатність, що вимагає подальших тестів. Деякі кардіологи називають колективні звуки S ₁, S ₂ і S ₃ як «Кентуккі галоп», оскільки вони імітують ті, що виробляються скачущим конем. Четвертий серцевий звук, S ₄, є результатом скорочення передсердь, що штовхає кров в жорсткий або гіпертрофічний шлуночок, що свідчить про недостатність лівого шлуночка. S ₄ відбувається до S ₁ і колективні звуки S ₄, S ₁ і S ₂ називаються деякими кардіологами як «Теннессі галоп», через їх схожість зі звуком, що видається скаче конем з іншою ходою. Кілька людей можуть мати як S ₃, так і S ₄, і цей комбінований звук називається S ₇.

Малюнок\(\PageIndex{3}\): Звуки серця і серцевий цикл. На цій ілюстрації вісь х відображає час із записом звуків серця. Вісь Y являє собою тиск.

Термін шум використовується для опису незвичайного звуку, що виходить від серця, який викликаний турбулентним потоком крові. Шуми оцінюються за шкалою від 1 до 6, причому 1 є найпоширенішим, найскладнішим звуком для виявлення та найменш серйозним. Найважчим є 6. Фонокардіограми або аускультограми можна використовувати для запису як нормальних, так і аномальних звуків за допомогою спеціалізованих електронних стетоскопів.

Під час аускультації клініцист є звичайною практикою просити пацієнта глибоко дихати. Ця процедура не тільки дозволяє прослуховувати повітряний потік, але також може посилити серцеві шуми. Вдихання збільшує приплив крові в праву частину серця і може збільшувати амплітуду правобічних серцевих шумів. Видих частково обмежує приплив крові в ліву частину серця і може посилюватися лівосторонні серцеві шуми. Малюнок\(\PageIndex{4}\) вказує на правильне розміщення дзвінка стетоскопа для полегшення аускультації.

Малюнок\(\PageIndex{4}\): Розміщення стетоскопа для аускультації. Правильне розміщення дзвінка стетоскопа полегшує аускультацію. На кожному з чотирьох локацій на грудях чути різний клапан.

Огляд глави

Серцевий цикл включає повне розслаблення і скорочення як передсердь, так і шлуночків, і триває приблизно 0,8 секунди. Починаючи з усіх камер в діастолу, кров пасивно надходить з вен в передсердя і повз атріовентрикулярних клапанів в шлуночки. Передсердя починають скорочуватися (передсердна систола), слідуючи за деполяризацією передсердь, і перекачувати кров в шлуночки. Шлуночки починають скорочуватися (систола шлуночків), підвищуючи тиск всередині шлуночків. Коли шлуночковий тиск піднімається вище тиску в передсердях, кров тече до передсердь, виробляючи перший серцевий звук, S ₁ або lub. Оскільки тиск у шлуночках піднімається над двома основними артеріями, кров виштовхує два півмісячних клапана і рухається в легеневий стовбур і аорту у фазі викиду шлуночків. Після реполяризації шлуночків шлуночки починають розслаблятися (діастола шлуночків), а тиск всередині шлуночків падає. Коли шлуночковий тиск падає, спостерігається тенденція до того, що кров витікає назад в передсердя з основних артерій, виробляючи дикротичну виїмку на ЕКГ і закриваючи два півмісячних клапана. Другий серцевий звук, S ₂ або dub, виникає при закритті півмісячних клапанів. Коли тиск падає нижче тиску передсердь, кров рухається з передсердь в шлуночки, відкриваючи атріовентрикулярні клапани і відзначаючи один повний серцевий цикл. Клапани перешкоджають зворотному потоку крові. Нездатність клапанів працювати належним чином виробляє турбулентний кровотік всередині серця; результуючий серцевий шум часто можна почути за допомогою стетоскопа.

Переглянути питання

В. Серцевий цикл складається з чітко вираженої фази розслаблення і скорочення. Який термін зазвичай використовується для позначення скорочення шлуночків, поки кров не викидається?

А. систола

Б. діастола

C. спокій

D. ізоволюмічне скорочення

Відповідь: D

Питання: Найбільше крові надходить в шлуночок протягом ________.

А. передсердна систола

Б. діастола передсердь

C. систола шлуночків

D. ізоволюмічне скорочення

Відповідь: B

Питання: Перший серцевий звук представляє, яка частина серцевого циклу?

А. передсердна систола

Б. шлуночкова систола

С. закриття атріовентрикулярних клапанів

D. закриття напівмісячних клапанів

Відповідь: C

Q. Шлуночкова релаксація відразу ж слід ________.

А. деполяризація передсердь

B. реполяризація шлуночків

С. деполяризація шлуночків

D. реполяризація передсердь

Відповідь: B

Питання критичного мислення

Q. Опишіть один серцевий цикл, що починається як з передсердь, так і шлуночків розслабленими.

А. серцевий цикл включає повне розслаблення і скорочення як передсердь, так і шлуночків, і триває приблизно 0,8 секунди. Починаючи з усіх камер в діастолу, кров пасивно надходить з вен в передсердя і повз атріовентрикулярних клапанів в шлуночки. Передсердя починають скорочуватися після деполяризації передсердь і перекачувати кров в шлуночки. Шлуночки починають скорочуватися, підвищуючи тиск всередині шлуночків. Коли шлуночковий тиск піднімається вище тиску в двох магістральних артеріях, кров відштовхує два півмісячних клапана і переміщається в легеневий стовбур і аорту в фазу викиду шлуночків. Після реполяризації шлуночків шлуночки починають розслаблятися, а тиск всередині шлуночків падає. Коли тиск падає нижче тиску передсердь, кров рухається з передсердь в шлуночки, відкриваючи атріовентрикулярні клапани і відзначаючи один повний серцевий цикл.

Глосарій

серцевий цикл: проміжок часу між початком скорочення передсердь (систола передсердь) і релаксацією шлуночків (діастола шлуночків)

діастола: період часу, коли серцевий м'яз розслабляється і камери наповнюються кров'ю

кінцевий діастолічний об'єм (ЕДВ): (Також переднавантаження) кількість крові в шлуночках в кінці систоли передсердь безпосередньо перед скороченням шлуночків

кінцевий систолічний об'єм (ESV): кількість крові, що залишилася в кожному шлуночку після систоли

звуки серця: звуки, почуті за допомогою аускультації стетоскопом закриття атріовентрикулярних клапанів («луб») і півмісячних клапанів («дуб»)

ізоволюміческіе скорочення: (Також ізоволюметрическое скорочення) початкова фаза скорочення шлуночків, при якій напруга і тиск в шлуночку збільшуються, але кров не перекачується і не викидається з серця

ізоволюмічна фаза релаксації шлуночків: початкова фаза діастоли шлуночків, коли тиск в шлуночках падає нижче тиску в двох основних артеріях, легеневому стовбурі і аорті, і кров намагається витікати назад в шлуночки, виробляючи дікротичну виїмку ЕКГ і закриваючи два півмісячних клапана

дзюрчання: незвичний звук серця, виявлений при аускультації; зазвичай пов'язаний з дефектами перегородки або клапана

попереднє навантаження: (Крім того, кінцевий діастолічний об'єм) кількість крові в шлуночках в кінці систоли передсердь безпосередньо перед скороченням шлуночків

систоли: період часу, коли скорочується серцевий м'яз

фаза викиду шлуночків: друга фаза систоли шлуночків, під час якої кров перекачується з шлуночка