Сколько фаз в сердечном цикле

Сердцебиение – это последовательное сокращение и расслабление поперечнополосатых мышц. Процесс состоит из сокращения предсердий, желудочков и расслабления. Исходя из наблюдений за частотой и длиной цикла, врач диагностирует ишемическую недостаточность. Поскольку продолжительность сердечного цикла не должна превышать 0.8 с.

Из чего состоит цикл

Циклом сердцебиения называют последовательность систол и диастол. Всего фаз сердечного цикла 3: сокращение предсердий, сокращение желудочков и общее расслабление мышц.

Систола — мышечное сокращение, а диастола — расслабление. Таблица ниже приводит данные об этапах сердцебиения:

Фаза	Направление тока крови	Длительность/сотые секунды

Желудочки → Аорта, артерия

Диастола предсердий и желудочков

Вены → Предсердия, желудочки

Сердечный цикл состоит из одной систолы и одной диастолы. Период компрессии включает две части: желудочковых и предсердных, но принимается за единую величину.

Фазовая структура

Перед началом сокращения, камеры полные венозной кровью. Давление в каждом разделе распределено одинаково. Затем синоатриальный узел подает мышечный импульс, провоцирующий сжатие. Цикл разделяется на:

1. Асинхронное сокращение: начальный шаг систолы, возбуждение миокардов желудочков.
2. Изометрическое сокращение: схлопывание клапанов, нагнетание внутреннего давления камер.
3. Быстрое изгнание: предельное увеличение давления, часть крови выбрасывается в кровоток.
4. Медленное изгнание: оставшаяся масса крови покидает сердечные камеры.
5. Протодиастолический период: начальное ослабление желудочков.
6. Изометрическое расслабление: изоляция желудочков и падение давления до минимума.
7. Быстрое наполнение: открытие клапанов, стремительное заполнение камер кровью.
8. Медленное наполнение: поступление крови в предсердия через полые вены.
9. Пресистолический период: расслабление, наслаивающееся на систолу предсердий.
10. Систола предсердия: сокращение мускулов предсердечных камер. Давление в левом желудочке больше, чем в правом.

Сердечный цикл и его фазы, физиология и механизм точные, как часы. Для каждого этапа свое время и строго разграниченная функция. Первая фаза охватывает с 1 по 4 этап — это систола, 5 переходный. Пункты 6-8 обозначают диастолу. 9-10 шаги означают общую паузу и переключение на следующий кругооборот.

Систола предсердий

Компрессия предсердий инициируется пока кровь переправляется в нижние камеры через атриовентрикулярные отверстия сосудистой системы. Стенка камер сжимается и нагнетается давление. Увеличение измеряют 5-8 миллиметрами ртутного столба. Во время систолы предсердий кровеносные вены перекрываются проводящей системой сердца. В этот момент напряжены только предсердия, желудочки остаются расслабленными.

Туда перемещается кровь с предсердий и соотношение давления меняется. Объем желудочков возрастает в 1.15 раз. По окончанию сжатия, давление снова уменьшается, возвращая их в первичное состояние. Жидкость подчиняется законам физики, перемещаясь из области повышенного давления в место с более низким индексом.

Систола предсердий начинается, пока еще не закончился этап диастолы желудочков. По времени процесс занимает 0,01 секунды.

Систола желудочков

Во время систолы желудочков продолжается постепенное напряжение мышц. Оно занимает 0.08 с. После нагнетания высшей степени напряжения, последует сжатие камер. Процесс длится 1/4 секунды. Далее идет асинхронное напряжение стенок мышц и их изометрическое сокращение.

Происходит фаза быстрого изгнания крови. Резкий перегон крови возможен с помощью роста давления: 200мм в по ртутному столбу в левом и не более 60-ти в правом. Продолжается систола фазой медленного изгнания. Предсердия не напряжены, туда поступает венозная кровь. Напряжение нижних камер пересекается со временем, когда верхние расслабляются. Процесс протекает за 0,33 секунды.

Общая пауза

Название для расслабления сердечных мышц – общая пауза. Это завершение цикла. Она выполняет центральную задачу в обогащении сердца кровью. Момент расслабления нижних камер перемещается с предсердной диастолой. Продолжающийся этап называется изометрическим расслаблением, занимает 8 сотых секунды.

Клапаны замыкаются, и не дают крови попадать в нижние камеры. После падения давления, клапаны откупориваются, открывая проход. Эта фаза быстрого наполнения. Длится этап 0,08 секунды. Затем следует медленное наполнение, 0,17 секунды кровь переливается в верхние камеры и отчасти в желудочки. Это конец цикла сердечной деятельности.

Звуки сердца

Следствием работы сердца считаются звуки, которые можно услышать даже невооруженным ухом. Любой удар характеризуется комбинацией из двух тональностей. Начальный звук – захлопывание клапана от нагнетания давления.

Второй звук сердечной мышцы называется закрытием полулунных клапанов. Они преграждают дорогу крови, чтобы она не могла перелиться обратно. Помимо превалирующих тонов, присутствует третий и четвертый. Зарегистрировать их нельзя без прибора. Звуки регистрируются на электрокардиограмме:

• Q — возбуждение миокарда;
• S — быстрое изгнание;
• T — редуцирование изгнание, конец зубца: завершение систолы;
• R — изометрическое сокращение.

Каждому звуку соответствует собственный символ. Показания снимаются в виде пиков и зубцов, чьи начало и конец представляют определенный этап фазы сердечного цикла.

Звуки сердца – основополагающий источник диагностирования при сердечных заболеваниях. Тона и полутона раздаются иначе, чем обычно. Иногда заменяются другими звуками: писком, щелчками, шумом.

Цикл — это рабочая единица сердечных мышц. Основной функцией этого органа является перегонка крови по всей сосудистой системе. При проблемах с сердцебиением или регулярностью ритма появляется риск смерти от сердечного заболевания. Неспособность правильно функционировать отдельных клапанов или камер составляет значительную часть в работе целого органа.

Серде́чный цикл — понятие, отражающее последовательность процессов, происходящих за одно сокращение сердца и его последующее расслабление. Каждый цикл включает в себя три большие стадии: систола предсердий, систола желудочков и диастола. Термин систола означает сокращение мышцы. Выделяют электрическую систолу — электрическую активность, которая стимулирует миокард и вызывает механическую систолу — сокращение сердечной мышцы и уменьшение сердечных камер в объёме. Термин диастола означает расслабление мышцы. Во время сердечного цикла происходит повышение и снижение давления крови, соответственно высокое давление в момент систолы желудочков называется систолическим, а низкое во время их диастолы — диастолическим.

Частота повторения сердечного цикла называется частотой сердечных сокращений, её задаёт водитель ритма сердца.

Содержание

Периоды и фазы сердечного цикла [ править | править код ]

Сводная таблица периодов и фаз сердечного цикла с примерными давлениями в камерах сердца и положением клапанов приведена внизу страницы.

Систола желудочков [ править | править код ]

Систола желудочков — период сокращения желудочков, что позволяет протолкнуть кровь в артериальное русло.

В сокращении желудочков можно выделить несколько периодов и фаз:

• Период напряжения — характеризуется началом сокращения мышечной массы желудочков без изменения объёма крови внутри них.

• Асинхронное сокращение — начало возбуждения миокарда желудочков, когда только отдельные волокна вовлечены. Изменения давления в желудочках хватает для закрытия предсердно-желудочковых клапанов в конце этой фазы.
• Изоволюметрическое сокращение — вовлечен практически весь миокард желудочков, но изменения объёма крови внутри них не происходит, так как закрыты выносящие (полулунные — аортальный и лёгочный) клапаны. Термин изометрическое сокращение не совсем точен, так как в это время происходит изменение формы (ремоделирование) желудочков, натяжение хорд.

В состоянии спокойствия желудочек сердца взрослого человека за каждую систолу выбрасывает 50-70 мл крови (ударный, или систолический, объём) [1] . Сердечный цикл длится до 1 с, соответственно, сердце делает от 60 сокращений в минуту (частота сердечных сокращений, ЧСС). Нетрудно подсчитать, что даже в состоянии покоя сердце перегоняет 4 л крови в минуту (минутный объём крови, МОК). Во время максимальной нагрузки ударный объём сердца тренированного человека может превышать 200 мл, пульс — превышать 200 ударов в минуту, а циркуляция крови может достигать 40 л в минуту.

Диастола [ править | править код ]

Диастола — период времени, в течение которого сердце расслабляется для приёма крови. В целом характеризуется снижением давления в полости желудочков, закрытием полулунных клапанов и открытием предсердно-желудочковых клапанов с продвижением крови в желудочки.

• Диастола желудочков

• Протодиастола — период начала расслабления миокарда с падением давления ниже, чем в выносящих сосудах, что приводит к закрытию полулунных клапанов.
• Изоволюметрическое расслабление — аналогична фазе изоволюметрического сокращения, но с точностью до наоборот. Происходит удлинение мышечных волокон, но без изменения объёма полости желудочков. Фаза заканчивается открытием предсердно-желудочковых (митрального и трехстворчатого) клапанов.

Систола предсердий [ править | править код ]

Является завершающей фазой диастолы. При нормальной частоте сердечных сокращений вклад сокращения предсердий невелик (около 8 %), так как за относительно длинную диастолу кровь уже успевает наполнить желудочки. Однако, с увеличением частоты сокращений, в основном снижается длительность диастолы и вклад систолы предсердий в наполнение желудочков становится весьма существенным.

Внешние проявления сердечной деятельности [ править | править код ]

Выделяются следующие группы проявлений:

• Электрические — ЭКГ, вентрикулокардиография
• Звуковые — аускультация, фонокардиография
• Механические:

• Верхушечный толчок — пальпация, апекскардиография
• Пульсовая волна — пальпация, сфигмография, флебография
• Динамические эффекты — изменение центра тяжести грудной клетки в сердечном цикле — динамокардиография
• Баллистические эффекты — сотрясание тела в момент выброса крови из сердца — баллистокардиография
• Изменение размеров, положения и формы — УЗИ, рентгенокимография

Фазы сердечного цикла

Период	Фаза	t,

1 Систола предсердий 0,1 О З Начало ≈0

Начало ≈0

Начало ≈0

Период напряжения 2 Асинхронное сокращение 0,05 О→З З 6-8→9-10 6-8→9-10 6-8 3 Изоволюметрическое сокращение 0,03 З З→О 10→16 10→81 6-8→0 Период изгнания 4 Быстрое изгнание 0,12 З О 16→30 81→120 0→-1 5 Медленное изгнание 0,13 З О 30→16 120→81 ≈0 Диастола желудочков 6 Протодиастола 0,04 З О→З 16→14 81→79 0-+1 7 Изоволюметрическое расслабление 0,08 З→О З 14→0 79→0 ≈+1 Период наполнения 8 Быстрое наполнение 0,09 О З ≈0 ≈0 ≈0 9 Медленное наполнение 0,16 О З ≈0 ≈0 ≈0 Данная таблица рассчитана для нормальных показателей давления в большом (120/80 мм рт.ст) и малом (30/15 мм рт.ст.) кругах кровообращения, длительности цикла 0,8 с.

Принятые сокращения:
t — продолжительность фазы, AV-клапаны — положение атриовентрикулярных (предсердно-желудочковых: митрального и трехстворчатого) клапанов, SL-клапаны — положение полулунных клапанов (расположенных на трактах изгнания: аортального и лёгочного), P_ПЖ — давление в правом желудочке, P_ЛЖ — давление в левом желудочке, P_{предсердия} — давления в предсердиях (объединены, вследствие незначительной разницы), О — открытое положение клапана, З — закрытое положение клапана.

Все материалы публикуются под авторством, либо редакцией профессиональных медиков ( об авторах ), но не являются предписанием к лечению. Обращайтесь к специалистам!

При использовании материалов ссылка или указание названия источника обязательны.

Автор: Сазыкина Оксана Юрьевна, кардиолог

Для того, чтобы понимать, как возникают, проявляются и лечатся те или иные кардиологические заболевания, любой студент-медик и тем более врач должны знать основы нормальной физиологии деятельности сердечно-сосудистой системы. Порой кажется, что в основе сердцебиения лежат простые сокращения сердечной мышцы. Но на самом деле в механизме сердечного ритма заложены более сложные электро-биохимические процессы, приводящие к возникновению механической работы гладкомышечных волокон. Ниже мы попробуем разобраться, что же поддерживает регулярные и бесперебойные сердечные сокращения на протяжении всей жизни человека.

Электро-биохимические предпосылки цикла сердечной деятельности начинают закладываться еще во внутриутробном периоде, когда у плода формируются внутрисердечные структуры. Уже на третьем месяце беременности сердце ребенка имеет четырехкамерную основу с почти полным формированием внутрисердечных структур, и именно с этого момента осуществляются полноценные сердечные циклы.

Чтобы проще было разобраться во всех нюансах сердечного цикла, необходимо определиться с такими понятиями, как фазы и продолжительность сердечных сокращений.

Под сердечным циклом понимают одно полное сокращение миокарда, в процессе которого за определенный промежуток времени осуществляется последовательная смена:

• Систолического сокращения предсердий,
• Систолического сокращения желудочков,
• Общего диастолического расслабления всего миокарда.

Таким образом, за один сердечный цикл, или за одно полное сердечное сокращение весь объем крови, которая находится в полости желудочков, проталкивается в отходящие от них крупные сосуды – в просвет аорты слева и легочной артерии справа. Благодаря этому в непрерывном режиме кровь получают все внутренние органы, в том числе головной мозг (большой круг кровообращения – от аорты), а также легкие (малый круг кровообращения – от легочной артерии).

Видео: механизм сердечного сокращения

Сколько длится сердечный цикл?

Нормальная продолжительность времени цикла сердечных сокращений задается генетически, оставаясь практически одинаковой для человеческого организма, но в то же время может варьировать в пределах нормы у разных лиц. Обычно продолжительность одного полного сердечного сокращения составляет 800 милисекунд, в которые укладываются сокращение предсердий (100 милисек), сокращение желудочков (300 милисек) и расслабление сердечных камер (400 милисек). При этом частота сердцебиения в спокойном состоянии составляет от 55 до 85 ударов в минуту, то есть сердце за минуту способно осуществить указанное число сердечных циклов. Индивидуальная продолжительность сердечного цикла рассчитывается по формуле ЧСС:60.

Что происходит во время сердечного цикла?

сердечный цикл с биоэлектрической точки зрения (импульс зарождается в синусовом узле и распространяется по сердцу)

Электрические механизмы сердечного цикла включают в себя функции автоматизма, возбуждения, проведения и сократимости, то есть способность генерировать в клетках миокарда электричество, проводить его по электрически активным волокнам далее, а также способность отвечать механическим сокращением в ответ на электрическое возбуждение.

Благодаря таким сложным механизмам на протяжении всей жизни человека поддерживается способность сердца правильно и регулярно сокращаться, в то же время тонко реагируя на постоянно изменяющиеся условия окружающей среды. Так, например, систола и диастола происходят быстрее и активнее в том случае, если человеку угрожает опасность. При этом под влиянием адреналина коры надпочечников активизируется древний, эволюционно сложившийся принцип трех «Б» – бей, бойся, беги, для выполнения которого требуется большее кровоснабжение мышц и головного мозга, что, в свою очередь, напрямую зависит от активности сердечно-сосудистой системы, в частности, от ускоренного чередования фаз сердечного цикла.

гемодинамическое отражение сердечного цикла

Если говорить о гемодинамике (продвижении крови) по камерам сердца во время полного сердечного сокращения, то стоит отметить следующие особенности. В начале сердечного сокращения после того, как получено электрическое возбуждение мышечными клетками предсердий, в них задействуются биохимические механизмы. В каждой клетке находятся миофибриллы из белков миозина и актина, которые под влиянием микротоков ионов в клетку и из клетки начинают сокращаться. Совокупность сокращений миофибрилл приводит к сокращению клетки, а совокупность сокращений мышечных клеток – к сокращению всей сердечной камеры. В начале сердечного цикла сокращаются предсердия. При этом кровь, посредством открытия атрио-вентрикулярных клапанов (трикуспидального справа и митрального слева), поступает в полость желудочков. После того, как электрическое возбуждение распространилось на стенки желудочков, происходит систолическое сокращение желудочков. Кровь при этом изгоняется в указанные выше сосуды. После изгнания крови из полости желудочков наступает общая диастола сердца, при этом стенки сердечных камер расслаблены, а полости пассивно наполняются кровью.

Фазы сердечного цикла в норме

Одно полноценное сердечное сокращение складывается из трех фаз, называемых систолой предсердий, систолой желудочков и общей диастолой предсердий и желудочков. Каждая из фаз имеет свои особенности.

Первая фаза сердечного цикла, как уже было описано выше, заключается в излитии крови в полость желудочков, для чего необходимо открытие предсердно-желудочковых клапанов.

Вторая фаза сердечного цикла, включает в себя периоды напряжения и изгнания, при этом в первом случае происходит начальное сокращение мышечных клеток желудочков, а во втором – излитие крови в просвет аорты и легочного ствола с последующим продвижением крови по организму. Первый период подразделяется на асинхронный и изоволюметрический сократительные типы, при этом мышечные волокна миокарда желудочков сокращаются по отдельности, а затем в синхронном порядке, соответственно. Период изгнания также подразделяется на два типа – быстрое изгнание крови и медленное изгнание крови, в первом случае осуществляется выброс максимального объема крови, а во втором – не столь значительного объема, так как оставшаяся кровь двигается в крупные сосуды под влиянием незначительной разницы давления между полостью желудочков и просветом аорты (легочного ствола).

Третья фаза, характеризуется стремительным расслаблением мышечных клеток желудочков, в результате чего кровь быстро и пассивно (также под действием градиента давления между наполненными полостями предсердий и «пустых» желудочков), начинает заполнять последние. В итоге сердечные камеры наполняются объемом крови, достаточным для следующего сердечного выброса.

Сердечный цикл при патологии

На продолжительность сердечного цикла могут влиять многие патологические факторы. Так, в частности, ускоренный ритм сердечных сокращений вследствие уменьшения времени одного сердечного сокращения возникает при лихорадке, интоксикации организма, воспалительных заболеваниях внутренних органов, при инфекционных заболеваниях, при шоковых состояниях, а также при травмах. Единственным физиологичным фактором, способным вызвать укорочение сердечного цикла, является физическая нагрузка. Во всех случаях уменьшение продолжительности одного полного сердечного сокращения обусловлено возрастающей потребностью клеток организма в кислороде, что и обеспечивается более частыми сердечными сокращениями.

Удлинение продолжительности сердечного сокращения, приводящее к уменьшению частоты сердцебиения, возникает при нарушении работы проводящей системы сердца, что, в свою очередь, клинически проявляется аритмиями по типу брадикардии.

Как можно оценить сердечный цикл?

Непосредственно полноценность одного полного сердечного сокращения вполне возможно исследовать и оценить с помощью функциональных методов диагностики. «Золотым» стандартом в этом случае является эхокардиоскопия (УЗИ сердца), позволяющий зарегистрировать и интерпретировать такие показатели, как ударный объем и фракция выброса, составляющие в норме 70 мл крови за один сердечный цикл, и 50-75%, соответственно.

Таким образом, нормальная работа сердца обеспечивается непрерывным чередованием описанных фаз сердечных сокращений, последовательно сменяющих друг друга. Если же возникают какие-либо отклонения в нормальной физиологии цикла сердечной деятельности, развиваются нарушения систолической и диастолической функции. Как правило, это является признаком нарастающей сердечной недостаточности, и в обоих случаях страдает фракция выброса. Вот для того, чтобы знать, как лечить данные типы дисфункции сердца, и необходимо четко понимать основы нормального цикла сердечной деятельности.

Видео: лекции по сердечному циклу