Цикл сердечной деятельности

Сердце здорового человека сокращается ритмически, в условиях покоя с частотой 60-70 в минуту. Во время мышечной работы, при повышении температуры тела или окружающей среды частота сокращений может увеличиваться, достигая в крайних случаях 200 и более в минуту. Частота сокращений выше 90 носит название тахикардии, а ниже 60 - брадикардии.

При частоте сокращений сердца 70 в минуту полный цикл сердечной деятельности продолжается 0,8 с. Предсердия и желудочки сердца сокращаются не одновременно, а последовательно. Сокращение мышц сердца называют систолой, а расслабление - диастолой.

Цикл деятельности сердца складывается из трех фаз: первая фаза - систола предсердий (0,1 с), вторая - систола желудочков (0,3 с) и третья - общая пауза (0,4 с). Во время общей паузы расслаблены и предсердия, и желудочки. В течение сердечного цикла предсердия сокращаются 0,1 с и 0,7 с находятся в состоянии диастолического расслабления; желудочки сокращаются 0,3 с, их диастола длится 0,5 с. И.М. Сеченов рассчитал, что желудочки работают 8 ч в сутки. При учащении сердцебиений, например во время мышечной работы, укорочение сердечного цикла происходит за счет сокращения отдыха, т.е. общей паузы. Длительность систолы предсердий и желудочков почти не меняется.

Во время обще паузы сердца мускулатура предсердий и желудочков расслаблена, створчатые клапаны открыты, а полулунные закрыты. Кровь вследствие разности давления притекает из вен в предсердия и, так как клапаны между предсердием и желудочками открыты, свободно протекает в желудочки. Следовательно, во время общей паузы сердце постепенно заполняется кровью и к концу паузы желудочки заполнены уже на 70%.

Систола предсердий начинается с сокращения круговой мускулатуры, окружающей устья вен, впадающих в сердце. Тем самым прежде всего создается препятствие для обратного тока крови из предсердий в вены. Во время систолы предсердий давление в них повышается до 4-5 мм рт. ст. и кровь выталкивается только в одном направлении - в желудочки.

Тотчас после окончания систолы предсердий начинается систола желудочков. Уже в самом начале ее захлопываются предсердно-желудочковые клапаны. Этому способствует то обстоятельство, что их створки по мере заполнения желудочков кровью оттесняются в сторону предсердий и приходят в состояние готовности закрыться. Как только давление в желудочках становится чуть больше, чем в предсердиях, клапаны захлопываются.

Систола желудочков состоит из двух фаз: фазы напряжения (0,05 с) и фазы изгнания крови (0,25 с).

Первая фаза систолы желудочков - фаза напряжения - протекает при закрытых створчатых и полулунных клапанах. В это время мышца сердца напрягается вокруг несжимаемого содержимого - крови. Длина мышечных волокон миокарда не меняется, но по мере увеличения их напряжения растет давление в желудочках. В момент, когда давление крови в желудочках превысит давление в артерия, полулунные клапаны открываются и кровь выбрасывается из желудочков в аорту и легочный ствол. Начинается вторая фаза систолы желудочков - фаза изгнания крови. Систолическое давление в левом желудочке достигает 120 мм рт. ст., в правом 25-30 мм рт. ст.

После фазы изгнания начинается диастола желудочков и давление в них понижается.

В тот момент, когда давление в аорте и легочном стволе становится выше, чем в желудочках, полулунные клапаны захлопываются. В это же время предсердно-желудочковые клапаны под давлением крови, скопившейся в предсердиях, открываются. Наступает период общей паузы - фаза отдыха и заполнения сердца кровью. Затем цикл сердечной деятельности повторяется.

Тоны сердца

Во время работы сердца возникают звуки, называемые тонами сердца. Их можно прослушать, если приложить ухо или фонендоскоп к грудной стенке. Различают два тона сердца: I тон, или систолический, и II тон, или диастолический. Первый тон более низкий, глухой и продолжительный, II тон короткий и более высокий.

Причинами образования I тона - систолического, возникающего в начале систолы желудочков, являются:

1) колебания створок захлопывающихся предсердно-желудочных клапанов;

2) колебания мускулатуры изометрически сокращающихся желудочков;

3) колебания натягивающихся сухожильных нитей. Диастолический - II - тон возникает в начале диастолы, в момент захлопывания полулунных клапанов аорты и легочного ствола.

На грудной стенке обнаружены точки, где тоны слышны более отчетливо. Тоны митрального клапана выслушиваются в области верхушки сердца в пятом межреберье, на 1,0-1,5 см медиальнее среднеключичной линии; аортальный - во втором межреберье справа, у края грудины; клапан легочного ствола - во втором межреберье слева, у края грудины; трехстворчатый клапан - в месте соединения мечевидного отростка с телом грудины.

В настоящее время тоны сердца не только выслушивают, но и записывают на ленте электрокардиографа при помощи микрофонной приставки, преобразующей звуковые колебания в электрические. Записанная кривая носит название фонокардиограммы (ФКГ). На ней, кроме двух основных тонов - I и II, нередко можно видеть III и IV тоны. Они возникают при заполнении желудочков кровью.

Выслушивание тонов сердца является важным методом клинического исследования работы сердца. При недостаточности клапанов или сужении отверстий сердца (например, аорты) слышны не тоны, а шумы. Глухие тоны свидетельствую: о слабости сердечной мышцы.

Систолический и минутный объемы сердца

Желудочек сердца человека в состоянии покоя при каждом сокращении выбрасывает приблизительно половину содержащейся в нем крови - 60-70 мл. Это количество крови называется систолическим объемом сердца. Он одинаков для левого и правого желудочков. При физической работе систолический объем возрастает, достигая у тренированных людей 200 мл и более.

Минутный объем сердца, т.е. количество крови, выбрасываемой сердцем за 1 мин, в покое составляет около 5 л. Так, например, если систолический объем равен 60 мл крови и сердце сокращается 70 раз в минуту, то минутный объем будет: 60 мл X 70 =4200 мл.

С началом физической работы наблюдается усиление и Учащение сердечной деятельности, что ведет к увеличению минутного объема сердца до 8-10 л. С увеличением частоты сердцебиений общая пауза укорачивается и, если сердце сокращается более 200 раз в минуту, становится настолько короткой, что сердце не успевает заполняться кровью. Это ведет к уменьшению и систолического, и минутного объема крови. Это наблюдается у нетренированных людей. У спортсменов при физической нагрузке увеличивается минутный объем сердца за счет возрастания силы сокращений, т.е. более полного опорожнения сердца. Минутный объем сердца у них может достигать 25-40 л.

Гипокинезия (недостаток движений) оказывает отрицательное воздействие на скелетные мышцы: они теряют массу, силу сокращений, выносливость и быстро утомляются. Особенно вредна гипокинезия для сердечно-сосудистой системы. Число сокращений сердца у физически неактивных людей больше, объем полостей его меньше, стенки тоньше и минутный объем крови при предельных нагрузках мал (15-20 л). В пожилом возрасте у таких людей раньше и быстрее происходят склеротические изменения в стенках сосудов, особенно в сосудах сердца и головного мозга, что нарушает кровоснабжение этих органов.