Что такое сердечный цикл (диастола и систола) и его фазы

Сердце по своему строению и функциям является уникальным органом, который снабжает кровью все органы и ткани, обеспечивая полноценную бесперебойную работу и работая без остановок. Для правильной работы органа периоды нагрузки на мышцу и ее расслабления должны правильно чередоваться. Как же удается сердцу все время работать и не утомляться? Сердце, обладая уникальным клеточным и тканевым строением, имея проводящую систему, работает в своем собственном темпе, который можно назвать сердечным циклом (СЦ).

Понятие сердечного цикла и ЧСС

Период функционирования миокарда, включающий его расслабление, сокращение и последующую общую паузу, называется СЦ. На этапе мышечного сжатия (сокращения), или систолы, сердце изгоняет кровь из своих полостей и направляет ее по сосудам к периферии. В момент расслабления оно наполняется кровью для последующего изгнания, также снабжаются кровью сердечные стенки за счет коронарных артерий – этот период называют диастолой. Весь этот механизм тщательно отработан, и имеет определенную четко структурированную последовательность всех процессов.

Длительность одного такого цикла равна 8×10 -1 секунд. Систола и диастола предсердий равна 1×10 -1  и 7×10 -1  секунд, желудочков – 3×10 -1  и  5×10 -1  секунд соответственно.

Сокращение сердечной мышцы в норме происходит с частотой 60-80 уд./мин. У каждого человека эти значения могут колебаться. На это могут оказывать влияние факторы внутренней и внешней среды: повышенная психоэмоциональная нагрузка, физическая активность, вегетососудистые нарушения, активация симпатико-адреналовой системы.

Один цикл работы сердца длится 8×10 -1 секунд при ЧСС 70-75 уд./ мин. При увеличении ЧСС, то есть возникновении тахикардии, длительность цикла может уменьшаться до 3×10 -1 секунд. При уменьшении ЧСС, то есть при брадикардии, продолжительность СЦ увеличивается до 15×10 -1 секунд.

Отделы сердца получают нагрузку в определенной последовательности. Согласно строению органа, водитель ритма находится в правом предсердии, поэтому первым возбуждению подвергается именно оно, а затем уже левое предсердие. Потом возбуждаются желудочки. Далее имеет место сжатие мышцы.

Подробная характеристика периодов и фаз функционирования миокарда

Всю деятельность сердца можно разделить на три основных периода, каждый из которых может быть разделен на фазы. В ходе каждой фазы происходят определенные процессы, которые позволяют сердцу работать слаженно и без перебоев. Их специфика описана в таблице.

Период цикла	Предсердия	Желудочки	Створчатые клапаны	Полулунные клапаны	Продолж. периода и движение крови
Систола предсердий	Сокращение	Расслабление	Открыты	Закрыты	1×10 -1  сек – в желудочки попадает кровь из предсердий
Систола желудочков	Расслабление	Сокращение	Закрыты	Открыты	3×10 -1  сек – кровь идет в аорту и легочную артерию из желудочка
Диастола предсердий и желудочков	Расслабление	Открыты	Закрыты	4×10 -1  сек – в предсердия кровь попадает из вен

Отделы сердца действуют строго скоординировано.

Предсердия, наполненные кровью, во время систолы выбрасывают ее в расслабленные желудочки, находящиеся в периоде диастолы. После этого отделы меняются местами: предсердия расслабляются, чтобы снова наполнится кровью, а желудочки, наоборот, – сокращаясь, выталкивают кровь по аорте и легочной артерии, в результате чего она разносится по всему организму.

То есть в один момент часть сердца работает, а другая часть – расслабляется. Затем возникает момент общей паузы, во время которой кровь стекает в предсердия и отчасти в желудочки из вен. В период диастолы наполняются коронарные артерии, кровоснабжающие стенки сердца.

Систола предсердий

Систола – это этап работы миокарда продолжительностью 1×10 -1  с. В этот момент предсердия заполнены насыщенной кислородом кровью из малого круга кровообращения, после их сжатия она заполняет сердечные камеры.

В данном случае, согласно физическому закону, находящаяся под давлением жидкость перетекает в полость органа с меньшим давлением. Сам по себе этот период является достаточно простым: кровь движется исключительно однонаправленно – сжатие предсердий начинается с устьев вен, что делает невозможным обратный ток крови.

Систола желудочков

Эта фаза представляет собой гораздо более сложный процесс, включающий два периода и четыре фазы сердечного цикла. При этом состояние клапанов обозначено как: «открыты» – О, «закрыты» – З, а давление в предсердиях и желудочках: С – «снижается», П – «повышается».

Этап сокращения желудочков	Фаза	Длительность	1. Атрио-вентрикулярные клапаны 2. Полулунные клапаны	Желудочковое давление 1. Правом 2. Левом	Давление в предсердиях 1. Правом 2. Левом
Напряжения	Асинхронного сокращения	5×10 -2	1. О 2. З	П До 10-11 мм рт. ст. для 1 и 2	Не изменяется
	Изометрическое сокращение	3×10 -2	1. О->З 2. З	П До 11-16 мм рт. ст. для 1 и до 69-79 для 2	Уменьшается к 0
Изгнания	Быстрое изгнание	12×10 -2	1. З 2. З->О	1и 2 — П До 21-26 мм рт. ст. для 1 и до 121-132 для 2	Увеличивается до +1
	Медленное изгнание	13×10 -2	1. З 2. О	1 и 2 – С До 17-22 мм рт. ст. для 1 и до 79-89 для 2	Уменьшается к 0

Этап напряжения в общей сумме длится 8×10 -2 с и включает несколько фаз сокращения:

1. Асинхронного – возбуждение, а за ним волна сокращения распространяются на желудочки. Давление в них около нуля, но оно начинает повышаться, когда в процесс включаются все волокна миокарда.
2. Изометрического – закрываются створки предсердно-желудочковых клапанов – появляется первый тон, который можно услышать аускультативно или при помощи фонокардиографии. Происходит изменение давления в камерах сердцах – оно продолжает увеличиваться во всех четырех отделах.

Если в этот момент провести пальпацию кардиальной области на грудине, то можно почувствовать сердечный толчок. Его возникновение обусловлено тем, что заполненные кровью камеры не растягиваются, хотя давление в них достигает максимума – камеры приобретают округлую форму и прикасаются к внутренней поверхности грудной клетки. Под высоким давлением кровь попадает в сосуды – каждый такой толчок крови ощущается пальпаторно в виде пульса на руке.

Период изгнания в общей сумме длится 25×10 -2 с. Но дифференцируется на две фазы изгнания:

1. Быстрое. Кровяное давление в области желудочков, после достижения своего максимума и изгнания крови начинает снижаться, и миокард, вступая в период диастолы, расслабляется.
2. Медленное. Давление крови в области желудочков снижается, ее часть из аорты и легочных артерий перебрасывается назад в полости желудочков, полулунные клапаны при этом закрываются. Аускультативно можно услышать второй сердечный тон.

Диастола желудочков

Диастола – это процесс расслабления желудочков, которые дифференцируется на несколько фаз, описанных в таблице.

Фаза	Длительность	1. Атрио-вентрикулярные клапаны 2. Полулунные клапаны	Давление в желудочках 1. Правом 2. Левом	Давление в предсердиях 1. Правом 2. Левом
Протодиастолическая	4×10 -2	1. З 2. О->З	С 1. 5-10 2. 60-70	С До -1
Изометрическое расслабление	8×10 -2	1. З 2. З	С До 0 для 1 и 2	Остается на уровне 1
Быстрое и медленное наполнение	8×10 -2 + 17×10 -2	1. З->О 2. З	Остается на уровне 0 для 1 и 2	Остается на уровне 0
Пресистолическая	1×10 -1	1. О 2. З	У До 6-8 для 1 и для 2	У 1. 3-8 2. 8-15

Расслабление происходит следующим образом:

1. Протодиастолическая фаза – охватывает процесс от самого начала расслабления желудочков до полного закрытия полулунных клапанов.
2. Изометрическое расслабление – после полного закрытия клапанов в желудочках ослабляется давление. При этом остаточный объем крови в них и напряжение сократительных мышечных волокон не изменяются.

Этап наполнения желудочков также неоднороден и включает:

1. Собственно наполнение – процесс поступления крови в предсердия. Это обусловлено тем, что в предсердиях кровяное давление выше, и, по законам физики, жидкость под давлением переходит в полость с меньшим давлением, то есть в желудочки.
2. Пресистолическую фазу – момент накопления крови в желудочках. Распознать этот процесс можно аускультативно по появлению третьего тона.

Систола и диастола, чередующиеся между собой, в итоге и составляют полный цикл, за реализацию и частоту которого отвечают водители ритма, или пейсмекеры.

Длительность цикла и клинические примеры его нарушения

Продолжительность описываемого цикла в целом является величиной постоянной, но может меняться в зависимости от частоты сокращений, которая задается водителем ритма. Если же изменению подвергается водитель ритма, то в соответствии с этим изменится и продолжительность цикла.

Если хорошо изучить физиологию фаз и периодов СЦ, можно с легкостью разобраться в клинике и патогенезе кардиологических патологий. Зная четко этапность и физиологию систолы и диастолы сердца, можно понять, где и в каком месте происходит «поломка» той или иной цепи всего цикла.

Этот дополнительный звук возникает из-за сужения просвета левого атриовентрикулярного отверстия в период желудочкового наполнения (диастола). Именно поэтому для клиники этой патологии характерен диастолический, а не систолический шум. На ЭКГ можно обнаружить признаки гипертрофии левого предсердия и правого желудочка, за счет того, что при стенозе нарушен отток крови в левый желудочек, а значит, и общее кровообращение.

Это лишь один из многих примеров нарушения цикла работы сердца. Зарегистрировать нарушения этого процесса можно при помощи физикального обследования, которое включает пальпацию и аускультацию, и инструментальных методов: электрокардиографии, фонокардиографии, ультразвукового исследования, допплерографии.