Гемодинамическая функция сердца

Работа сердца проявляется последовательными ритмическими сокращениями предсердия и желудочков, чередующимися с их расслаблениями. Сокращение любого отдела сердца называется систолой, расслабление – диастолой, общий покой – паузой. Систола предсердий происходит на фоне диастолы желудочков, вслед за тем возникает систола желудочков, а предсердия находятся в диастоле. Далее вся мышца сердца приходит в состояние покоя. После паузы наступает новое чередование его работы в том же порядке. Каждое повторение работы сердца и покоя называется одиночным циклом сердечной деятельности.

Одиночный цикл сердечной деятельности

В норме сердце человека совершает в среднем 70 ударов в минуту. Это означает, что один сердечный цикл длится 0,8 сек. При этом длительность систолы предсердий составляет 0,1 сек, длительность систолы желудочков – 0,33 сек. Диастола предсердий длится 0,7 сек, желудочков – 0,47. Эти цифры указывают на то. Что 40 % времени миокардиоциты желудочков находятся в активном состоянии, а 60% отдыхают. Установлено, что сердце работает 9 ч и «отдыхает» 15 ч в сутки. При учащении сердцебиений, например во время мышечной работы, укорочение сердечного цикла происходит за счёт сокращения отдыха, т.е. общей паузы. Длительность систолы предсердий и желудочков практически не меняется.

Таким образом, предсердия большую часть цикла (0,7 сек) находится в состоянии диастолы, а у желудочков диастола значительно меньше. Вследствие большой нагрузки на желудочек и малого периода отдыха желудочки чаще, чем предсердия, подвергаются инфаркту миокарда и ишемической болезни сердца.

Систола предсердий

Систола предсердий начинается при распространении возбуждения от синусно-предсердного узла. В процесс сокращения вовлекаются все миокардиоциты – и правого, и чуть позже левого предсердия. В результате сжимаются устья полых вен, впадающих в предсердия, повышается внутрипредсердное давление – в левом предсердии до 5-8 мм рт.ст., в правом – до 4-6 мм рт.ст. В результате вся кровь, которая за время диастолы предсердия накопилась в нём, изгоняется в желудочки: примерно за всю систолу предсердий в желудочки дополнительно входит около 40 мл крови. Во время систолы предсердия атриовентрикулярные клапаны открыты, а полулунные – закрыты.

Систола желудочков

Систолу желудочков принято делить на два периода:

Период напряжения – 0,08 с., включающий

- фазу асинхронного сокращения – 0,05 с;

- фазу изометрического сокращения – 0,03 с.

Период изгнания крови – 0,25 с., включающий

- фазу быстрого изгнания – 0,12 с;

- фазу медленного изгнания – 0,13 с.

Итак, в период напряжения повышается давление внутри желудочков, закрываются атриовентрикулярные клапаны. Это происходит в том случае, если давление в желудочках становится чуть выше, чем в предсердиях. Промежуток времени от начала возбуждения и сокращения кардиомиоцитов желудочков до закрытия атриовентрикулярных клапанов называется фазой асинхронного сокращения. В оставшиеся 0,03 с происходит быстрое повышение внутрижелудочкого давления: кровь находится в замкнутом пространстве – атриовентрикулярные клапаны закрыты, а полулунные ещё не открыты. Из-за несжимаемости крови и неподатливости стенок желудочков в результате продолжающегося сокращения миокардиоцитов в полостях желудочков сердца возрастает давление. Это фаза изометрического сокращения, в конце которой открываются полулунные клапаны, т.е. это фаза от закрытия атриовентрикулярных клапанов до открытия полулунных клапанов. В левом желудочке это происходит при достижении давления 75-85 мм рт.ст., т.е. такого давления, которое чуть выше, чем в аорте в период диастолы. В правом желудочке происходит при достижении давления 15-20 мм рт.ст., т.е. чуть выше, чем в лёгочном стволе. Открытие полулунных клапанов создаёт возможность изгнания крови в аорту и лёгочный ствол.

В остальное время систолы желудочков (0,25 с) происходит изгнание крови. В начале процесс изгнания совершается быстро – давление в аорте и лёгочном стволе сравнительно небольшое, а в желудочках продолжает нарастать: в левом до 120-130 мм рт.ст., а в правом до 25-30 мм рт.ст. Такое же давление создаётся соответственно в аорте и лёгочном стволе. По мере заполнения аорты и лёгочного ствола выходящей из желудочков кровью сопротивление выходящему потоку крови увеличивается и фаза быстрого изгнания сменяется фазой медленного изгнания.