Фазовая структура сердечного цикла. Состояние клапанного аппарата и динамика кровяного давления в полостях сердца и аорте в различные фазы сердечного цикла.

В сосудах кровь движется благодаря градиенту давления в направлении от высокого до низкого. Желудочки создают указанный градиент.

Изменение состояний сокращения (систолы) и расслабления (диастолы) отделов сердца, которая повторяется циклически, - сердечный цикл. При частоте сокращений сердца (ЧСС) 75 в 1 мин длительность всего цикла составляет 0,8с.

Сердечный цикл удобно рассматривать, начиная с общей диастолы предсердий и желудочков (пауза сердца). При этом сердце находится в таком состоянии: полулунные клапаны закрыты, атриовентрикулярные открыты. Кровь из вен поступает свободно и полностью заполняет полости предсердий и желудочков. Давление крови в них, как и в венах, лежащие рядом, составляет около 0 мм рт. ст. В правой и левой половинах сердца взрослого человека в конце общей диастолы помещается примерно по 180-200 мл крови.

Возбуждение, зарождаясь в синусном узле, прежде поступает в миокард предсердий - систола предсердий (0,1с). За счет сокращения мышечных волокон, расположенных вокруг отверстий вен, перекрывается их просвет. Образуется замкнутая атриовентрикулярная полость. При сокращении миокарда предсердий давление в них повышается до 3-8 мм рт. ст. (0,4-1,1 кПа). Из-за этого часть крови из предсердий через открытые атриовентрикулярные отверстия переходит в желудочки, доводя объем крови в них до 130-140 мл (конечно-диастолический объем желудочков - КДО). После этого - диастола предсердий (0,7с).

Возбуждение распространяется на кардиомиоциты желудочков и начинается систола желудочков, которая длится около 0,33 с. Ее делят на два периода. Каждый из периодов соответственно состоит из фаз.

Первый период напряжения продолжается, пока не откроются полулунные клапаны. Для их открытия давление в желудочках должно подняться до большего уровня, чем в соответствующих артериальных стволах. Диастолическое давление в аорте составляет около 70-80 мм рт. ст. (9,3-10,6 кПа), а в легочной артерии - 10-15 мм рт. ст. (1,3-2,0 кПа). Период напряжения длится около 0,08с. Начинается с фазы асинхронного сокращения (0,05 с), о чем свидетельствует неодновременное сокращение всех волокон желудочков. Первыми сокращаются кардиомиоциты, которые расположены вблизи волокон проводящей системы.

Следующая фаза изометрического сокращения (0,03 с) характеризуется вовлечением в процесс сокращения всех волокон желудочков. Начало сокращения желудочков приводит к тому, что при закрытых еще полулунных клапанах кровь устремляется к участку малого давления - в сторону предсердий. Атриовентрикулярные клапаны, лежащие на ее пути, током крови закрываются. Выворачивание их в предсердие предотвращают сухожильные нити, папиллярные мышцы, сокращаясь, делают их еще более устойчивыми. Из-за этого на время создаются замкнутые полости желудочков. И пока за счет сокращения в желудочках не поднимется давление крови выше уровня, необходимого для открытия полулунных клапанов, существенного сокращения волокон не происходит. В фазу изометрического сокращения все клапаны сердца закрыты.

Период изгнания крови начинается с открытия клапанов аорты и легочной артерии. Длится 0,25с и состоит из фаз быстрого (0,12с) и медленного (0,13с) изгнания крови. Аортальные клапаны открываются при давлении крови около 80ммрт. ст. (10,6 кПа), легочные - 15 мм рт. в (2,0 кПа). Относительно узкие отверстия артерий могут сразу пропустить весь объем выталкиваемой крови (70 мл), сокращение миокарда приводит к дальнейшему увеличению давления крови в желудочках. В левом оно повышается до 120-130 мм рт. ст. (16,0-17,3 кПа), а в правом - до 20-25 мм рт. ст. (2,6-3,3 кПа). Создаваемый высокий градиент давления между желудочком и аортой (легочной артерией) способствует быстрому выбрасыванию части крови в сосуд.

Из-за небольшой пропускной способности сосуды, в которых была кровь, переполняются. Теперь давление растет уже в сосудах. Градиент давления между желудочками и сосудами постепенно уменьшается, и скорость течения крови замедляется.

Т.к. диастолическое давление в легочной артерии ниже, открытия клапанов и изгнание крови из правого желудочка начинаются несколько раньше, чем из левого.

В конце, когда давление в сосудах повышается до уровня давления в полостях желудочков, изгнание крови прекращается. Начинается их диастола, которая длится около 0,47с. Время окончания систолического изгнания крови совпадает со временем прекращения сокращения желудочков. Обычно в желудочках остается 60-70 мл крови (конечно-систолический объем - КСО). Прекращение изгнания приводит к тому, что кровь, которая содержится в сосудах, обратным током закрывает полулунные клапаны. Этот период - протодиастолический (0,04с). После этого напряжение спадает, и наступает изометрический период расслабления (0,08с), после которого желудочки под влиянием поступающей крови начинают расправляться.

Предсердия после систолы уже полностью заполнены кровью. Диастола предсердий длится около 0,7с. Наполняются предсердия главным образом кровью, пассивно следующей из вен.

Когда спадает напряжение стенки желудочков, атриовентрикулярные клапаны током крови открываются. Кровь, заполняющая желудочки, постепенно расправляет их.

Период наполнения желудочков кровью делится на фазы быстрого (при диастоле предсердий) и медленного (при систоле предсердий) наполнения. Перед началом нового цикла (систолы предсердий) желудочки, как предсердия, успевают полностью заполниться кровью. Поэтому за счет поступления крови при систоле предсердий внутрижелудочный объем увеличивается лишь на 20-З0%. Но этот показатель существенно возрастает при интенсификации работы сердца, когда сокращается общая диастола и кровь не успевает заполнить желудочки.