Сердечный цикл
| Сердечный цикл | |
|---|---|
| Организмы | животное |
| Биологическая система | Кровеносная система |
| Здоровье | Выгодный |
| Действие | Непроизвольный |
| Метод | Кровь может поступать в расслабленную камеру желудочка из вены через венозный клапан. Сердечная мышца сокращает желудочек, и кровь выбрасывается через артериальный клапан в артерию. |
| Исход | Циркуляция крови в минуту (человек) |
| Продолжительность | 0,6–1 секунда (люди) |
| *Животные, за исключением Porifera , Cnidaria , Ctenophora , Platyhelminthes , Bryozoan , Amphioxus . | |
Сердечный цикл – это работа человеческого сердца от начала одного сердечного сокращения до начала следующего. [1] Он состоит из двух периодов: один, во время которого сердечная мышца расслабляется и наполняется кровью, называется диастолой , за которым следует период сильного сокращения и перекачивания крови, называемый систолой . [1] После опорожнения сердце расслабляется и расширяется, чтобы получить новый приток крови, возвращающейся из легких и других систем организма, прежде чем снова сократиться, чтобы перекачивать кровь в легкие и эти системы.
Если предположить, что сердце здоровое и его типичная частота составляет от 70 до 75 ударов в минуту, то для завершения каждого сердечного цикла или сердцебиения требуется около 0,8 секунды. [2] [3] Продолжительность сердечного цикла обратно пропорциональна частоте сердечных сокращений. [4]
Описание
[ редактировать ]имеются две предсердные и две желудочковые В сердце камеры; они объединены в пару: левое и правое сердце , то есть левое предсердие с левым желудочком, правое предсердие с правым желудочком, и работают согласованно, непрерывно повторяя сердечный цикл (см. диаграмму цикла справа). . [1] В начале цикла, во время диастолы желудочков (ранней) , сердце расслабляется и расширяется, при этом кровь поступает в оба желудочка через оба предсердия; затем, ближе к концу диастолы желудочков (позднее ), два предсердия начинают сокращаться ( систола предсердий ), и каждое предсердие перекачивает кровь в желудочек, расположенный ниже него. [5] Во время систолы желудочков желудочки сокращаются и энергично пульсируют (или выбрасывают) два отдельных источника крови от сердца — один к легким и один ко всем другим органам и системам тела — в то время как два предсердия расслабляются ( диастола предсердий ). Эта точная координация гарантирует, что кровь эффективно собирается и циркулирует по всему телу. [1] [2]
клапаны Митральный и трикуспидальный , также известные как атриовентрикулярные или АВ-клапаны , открываются во время диастолы желудочков, обеспечивая их наполнение. В конце периода наполнения предсердия начинают сокращаться (систола предсердий), выбрасывая последнюю порцию крови в желудочки под давлением — см. диаграмму цикла. Затем, под действием электрических сигналов из синоатриального узла , желудочки начинают сокращаться (систола желудочков), и по мере того, как обратное давление на них увеличивается, AV-клапаны вынуждены закрываться, что останавливает поток крови в желудочках внутрь или наружу; это известно как стадия изоволюмического сокращения . [1] [6]
За счет сокращений систолы давление в желудочках быстро возрастает, превышая давление в стволах аорты и легочных артерий необходимых клапанов ( аортального и легочного и вызывая открытие клапанов), в результате чего разделенные объемы крови выбрасывается из двух желудочков. [1] Это стадия выброса сердечного цикла; это изображается (см. круговую диаграмму) как систола желудочков – первая фаза, за которой следует систола желудочков – вторая фаза . [2] После того, как давление в желудочках падает ниже своего пика(ов) и ниже давления в стволах аорты и легочных артерий, аортальный и легочный клапаны снова закрываются — см. справа диаграмму Виггерса , обведенную синей линией. [2]
Далее следует изоволюмическое расслабление , во время которого давление внутри желудочков начинает значительно падать, после чего предсердия начинают наполняться кровью, возвращающейся в правое предсердие (из полой вены ) и в левое предсердие (из легочных вен ). [1] Когда желудочки начинают расслабляться, митральный и трикуспидальный клапаны снова открываются, и завершенный цикл возвращается к диастоле желудочков и новому «старту» сердечного цикла. [1] [2]
На протяжении сердечного цикла артериальное давление повышается и снижается. Движения сердечной мышцы координируются серией электрических импульсов, вырабатываемых специализированными клетками-водителями ритма, расположенными в синоатриальном и атриовентрикулярном узлах . Сердечная мышца состоит из миоцитов , которые инициируют свои внутренние сокращения без получения сигналов от внешних нервов, за исключением изменений частоты сердечных сокращений из-за метаболических потребностей. [1] [2]
На электрокардиограмме электрическая систола инициирует систолу предсердий при отклонении зубца P устойчивого сигнала; и начинаются сокращения (систола). [2]
Сердечный цикл и диаграмма Виггерса
[ редактировать ]
Сердечный цикл включает четыре основных этапа активности: 1) «изоволюмическое расслабление», 2) приток, 3) «изоволюмическое сокращение», 4) «выброс». [1] [2] Стадии 1 и 2 вместе — «изоволюмическое расслабление» плюс приток (равно «быстрый приток», «диастаз» и «систола предсердий») — составляют период диастолы желудочков, включая систолу предсердий, во время которой кровь, возвращаясь к сердцу, течет через предсердия в расслабленные желудочки. [1] [2] Стадии 3 и 4 вместе — «изоволюмическое сокращение» плюс «выброс» — представляют собой период систолы желудочков, который представляет собой одновременную перекачку отдельных источников крови из двух желудочков: одного в легочную артерию, а другого в аорту. [1] [2] Примечательно, что ближе к концу диастолы предсердия начинают сокращаться, а затем перекачивают кровь в желудочки; эта доставка под давлением во время релаксации желудочков (диастола желудочков) называется систолой предсердий . [1] [2]
Закрытие аортального клапана вызывает быстрое изменение давления в аорте, называемое инцизурой. Это короткое резкое изменение давления быстро ослабляется по артериальному дереву. Форма пульсовой волны также отражается от ветвей артериального дерева и приводит к образованию дикротической вырезки в магистральных артериях. Сумма отраженной пульсовой волны и систолической волны может повысить пульсовое давление и улучшить перфузию тканей. С возрастом аорта становится более жесткой и может стать менее эластичной, что снижает пик пульса на периферии.
Физиология
[ редактировать ]
Сердце и — четырехкамерный орган , состоящий из правой и левой половин, называемый правым левым сердцем . Две верхние камеры, левое и правое предсердия , являются точками входа в сердце для кровотока, возвращающегося из системы кровообращения , тогда как две нижние камеры, левый и правый желудочки , выполняют сокращения, которые выбрасывают кровь из сердца в течь по кровеносной системе. Кровообращение делится на малое кровообращение , во время которого правый желудочек перекачивает обедненную кислородом кровь в легкие через легочный ствол и артерии; или системный кровоток , в котором левый желудочек перекачивает/выбрасывает вновь насыщенную кислородом кровь по всему телу через аорту и все другие артерии. [1] [2]
Электропроводящая система сердца
[ редактировать ]В здоровом сердце вся деятельность и отдых в течение каждого отдельного сердечного цикла или сердцебиения инициируются и управляются сигналами системы электропроводности сердца, которая представляет собой «проводку» сердца, передающую электрические импульсы по всему телу кардиомиоцитов . специализированные мышечные клетки сердца. [1] [2] Эти импульсы в конечном итоге стимулируют сокращение сердечной мышцы и тем самым выброс крови из желудочков в артерии и систему кровообращения сердца ; и они обеспечивают систему сложно синхронизированной и постоянной передачи сигналов, которая контролирует ритмическое биение клеток сердечной мышцы, особенно генерацию сложных импульсов и мышечные сокращения в камерах предсердий.
Ритмическая последовательность (или синусовый ритм ) этой передачи сигналов в сердце координируется двумя группами специализированных клеток: синоатриальным (СА) узлом, который расположен в верхней стенке правого предсердия, и атриовентрикулярным (АВ) узлом, расположенным в нижней стенке правых отделов сердца между предсердием и желудочком. [1] [2] Синоатриальный узел, часто известный как кардиостимулятор , является источником генерации волны электрических импульсов, которая стимулирует сокращение предсердий, создавая потенциал действия в клетках миокарда. [7] [8]
Импульсы волны задерживаются при достижении АВ-узла, который действует как ворота для замедления и координации электрического тока, прежде чем он пройдет ниже предсердий и через цепи, известные как пучок Гиса и волокна Пуркинье — все они стимулируют сокращения обоих желудочков. Программируемая задержка в АВ-узле также дает время, чтобы объем крови прошел через предсердия и заполнил камеры желудочков — непосредственно перед возвращением систолы (сокращением), выбрасывая новый объем крови и завершая сердечный цикл. [8] (См. диаграмму Виггерса: кривая «Объем желудочка» (красный) на панели «Систола».)
Диастола и систола в сердечном цикле
[ редактировать ]
Сердечная диастола — это период сердечного цикла, когда после сокращения сердце расслабляется и расширяется, наполняя его кровью, возвращающейся из системы кровообращения . [1] [2] Оба атриовентрикулярных (АВ) клапана открываются, чтобы облегчить поток крови без давления непосредственно через предсердия в оба желудочка, где она собирается для следующего сокращения. Этот период лучше всего просматривать в середине диаграммы Виггерса — см. панель с надписью «Диастола». Здесь он показывает уровни давления как в предсердиях, так и в желудочках, близкие к нулю в течение большей части диастолы. (См. серые и голубые графики, обозначенные «предсердное давление» и «желудочковое давление» — диаграмма Виггерса.) Здесь также можно увидеть красную линию «объема желудочка», показывающую увеличение объема крови от нижнего плато стадия «изоволюмической релаксации» до максимального объема, происходящая в подстадии «систолы предсердий». [1] [2]
Систола предсердий
[ редактировать ]Систола предсердий — это сокращение клеток сердечной мышцы обоих предсердий в результате электрической стимуляции и проведения электрических токов через камеры предсердий (см. выше «Физиология »). [1] [2] Хотя номинально систола предсердий является компонентом последовательности систолического сокращения и выброса сердца, на самом деле она выполняет жизненно важную роль в завершении диастолы, которая заключается в завершении наполнения обоих желудочков кровью, в то время как они расслаблены и расширены для этой цели. Систола предсердий перекрывает конец диастолы и приходится на подпериод, известный как диастола желудочков – поздняя (см. диаграмму цикла). В этот момент систола предсердий оказывает давление сокращения, чтобы «пополнить» объемы крови, направляемые в оба желудочка; это сокращение предсердий закрывает диастолу непосредственно перед тем, как сердце снова начинает сокращаться и выбрасывать кровь из желудочков (систола желудочков) в аорту и артерии. [1] [2]
Систола желудочков
[ редактировать ]Систола желудочков — это сокращения желудочкового синцития клеток сердечной мышцы в левом и правом желудочках , вызванные электрической стимуляцией . Сокращения правого желудочка обеспечивают малое кровообращение путем пульсации обедненной кислородом крови через клапан легочной артерии, а затем через легочные артерии в легкие. Одновременно сокращения систолы левого желудочка обеспечивают системную циркуляцию насыщенной кислородом крови ко всем системам организма путем перекачивания крови через аортальный клапан, аорту и все артерии. (Артериальное давление обычно измеряется в более крупных артериях левого желудочка во время систолы левого желудочка). [1] [2]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п д р с т в v Поллок Дж.Д., Макарюс А.Н. (3 октября 2022 г.). «Физиология: Сердечный цикл» . Издательство StatPearls, Национальная медицинская библиотека США . Проверено 28 марта 2024 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п д р с т в Сильверторн, ДУ (10 ноября 2022 г.). «Построение диаграммы Виггерса с использованием основных понятий: занятие в классе» . Достижения в области физиологического образования . 46 (4). дои : 10.1152/advan.00046.2022 .
- ^ Герш, Бернард Дж (2000). Книга сердца клиники Мэйо . Нью-Йорк: Уильям Морроу. стр. 6–8 . ISBN 0-688-17642-9 .
- ^ Зал JE, Зал ME (2011). Учебник медицинской физиологии Гайтона и Холла (12-е изд.). Филадельфия: Эльзевир. стр. 104–105. ISBN 978-1-4160-4574-8 .
- ^ Тополь, Эрик Дж (2000). Книга сердца клиники Кливленда . Нью-Йорк: Гиперион. стр. 4–5 . ISBN 0-7868-6495-8 .
- ^ Тополь, Эрик Дж (2000). Книга сердца клиники Кливленда . Нью-Йорк: Гиперион. стр. 8–10 . ISBN 0-7868-6495-8 .
- ^ Герш, Бернард Дж (2000). Книга сердца клиники Мэйо . Нью-Йорк: Уильям Морроу. п. А12. ISBN 0-688-17642-9 .
- ^ Перейти обратно: а б Белленир, Карен (2000). Справочник по сердечным заболеваниям и расстройствам, 2-е изд . Детройт: Фредерик Г. Раффнер-младший/Омниграфика. стр. 65–67 . ISBN 0-7808-0238-1 .
Библиография
[ редактировать ]- Холл, Джон (2011). Учебник медицинской физиологии Гайтона и Холла (12-е изд.). Филадельфия: Сондерс/Эльзевир. ISBN 978-1-4160-4574-8 .