Общие представления
Сердце (cor, лат.) и кровеносные сосуды составляют систему кровообращения. Посредством этой системы ко всем клеткам человеческого организма доставляются питательные вещества и кислород и удаляются метаболиты и СО2. Сами клетки человека непосредственно не связаны с кровью, а окружены межклеточной жидкостью. Именно она является посредником между кровью и клетками.
Сердце является центральным органом системы кровообращения, который приводит в движение кровь. От сердца кровь движется по артериям, а к сердцу – по венам.
Круги кровообращения. Кровь из сердца поступает в большой и малый круги кровообращения. Большой круг кровообращения начинается в левом желудочке сердца аортой, и по нему кровь идет ко всем органам организма человека; заканчивается – в правом предсердии двумя полыми венами (верхней и нижней). Большой круг кровообращения открыт в 1628 году в Англии В.Гарвеем.
Малый круг кровообращения начинается в правом желудочке лёгочной артерией, по которой кровь идет в легкие, там оксигенируется и возвращается по 4-м легочным венам в левое предсердие, а оттуда – в левый желудочек и затем в большой круг кровообращения. Малый круг кровообращения был открыт М.Серветом в Испании в 1553 году.
При световой микроскопии сердца можно видеть, что сердце состоит из трёх слоёв – эндокарда, миокарда и эпикарда.
При электронной микроскопии видно, что миокард состоит из кардиомиоцитов, которые представляют собой клетки прямоугольной формы, длиной от 50 до 120 мкм и диаметром от 11 до 17 мкм. В центре имеется 1 или 2 ядра, на периферии располагаются миофибриллы. Хорошо развит саркоплазматический ретикулум. Все кардиомиоциты соединены между собой вставочными дисками, это место тесного контакта двух смежных протоплазматических мембран, между которыми имеется узкая щель. Все кардиомиоциты имеют примерно одинаковую возбудимость. Благодаря вставочным дискам кардиомиоциты образуют мышечные волокна, что является синцитием, но, в отличие от скелетных мыш, функциональным.

Сердечный цикл
Для удобства рассмотрения сердечного цикла разберём отдельно цикл работы предсердий и цикл работы желудочков.
Цикл предсердий состоит из систолы предсердий (0,1 сек) и их диастолы (0,7 сек).
Цикл желудочков начинается после окончания систолы предсердий систолой желудочков (0,3 сек), а затем идет их диастола (0,5 сек).
Если теперь объединить оба цикла в единый сердечный цикл, получится, что он состоит из систолы предсердий, систолы желудочков и общей диастолы (0,1+0,3+0,4=0,8) (рис.25).
Фазы сердечного цикла
Рис. 25. Фазы сердечного цикла:
сокращения предсердий (ПС) сверху, сокращения желудочков (Ж.) снизу.

Фазовый анализ систолы и диастолы левого желудочка.
В сердце предсердия играют роль резервуаров крови, которая притекает из большого круга в правое предсердие по полым венам, а в левое предсердие – по четырём легочным венам. Кроме этого значение предсердий состоит в том, что во время их систолы поступающая в желудочки кровь растягивает желудочки и увеличивает силу их сокращения (механизм Старлинга).
Наиболее важную роль в сердце играют желудочки, которые выполняют насосную функцию, выбрасывая кровь в большой (левый желудочек) и малый (правый желудочек) круги кровообращения. От их сократительной функции зависит объем выбрасываемой крови сердцем в аорту и лёгочную артерию и другие производные показатели гемодинамики.
Измеряя давление крови в полостях сердца, аорте и легочной артерии, можно точно выделить фазы сокращения и расслабления левого и правого желудочков сердца. Причем эти фазы одинаковые для левого и правого желудочков, различие состоит в том, что величины давления крови в правом желудочке сердца и легочной артерии в 4 раза меньше, чем в левом желудочке и аорте.

Методика зондирования левого желудочка и левого предсердия.
Зонд, представляющий собой тонкую полиэтиленовую трубку, вводится через бедренную артерию в аорту, а через неё – в левый желудочек и ретроградно – в левое предсердие. Зонд заполнен физиологическим раствором с противосвёртывающим веществом и соединен с датчиком электроманометра. Датчик преобразовывает механические колебания крови в электрические сигналы, которые усиливаются, регистрируются электроманометром и записываются самопишущим устройством.

Фазовый анализ систолы левого желудочка.
Систола левого желудочка начинается с фазы асинхронного сокращения, которая длится примерно 0,05 сек. Эта фаза представляет собой разновременное начало сокращения различных мышечных волокон сердца. Давление в левом желудочке в эту фазу не изменяется. Атриовентрикулярные клапаны открыты, полулунные – закрыты. Фаза асинхронного сокращения начинается через некоторое время после систолы предсердий. Между систолой предсердий и систолой желудочков имеется короткий интерсистолический интервал. Фаза асинхронного сокращения заканчивается в момент начала подъёма давления крови в левом желудочке. Когда повышается давление в левом желудочке, это означает, что наступила фаза изометрического сокращения (изоволюмического сокращения). В начале этой фазы закрываются атриовентрикулярные клапаны, а полулунные – продолжают оставаться закрытыми, сердце сокращается изометрически и развивает давление от 2-5 мм рт.ст. (конечно-диастолическое давление) до 82 мм рт.ст., т.е. до величины давления, способного преодолеть давление в аорте и открыть полулунные клапаны. Длительность этой фазы составляет примерно 0,03 сек. Когда открываются полулунные клапаны, наступает период изгнания крови в аорту. Фазы асинхронного и изометрического сокращений объединяются в период напряжения сердца (0,08 сек). Вскоре после начала фазы асинхронного сокращения изменяются размеры сердца: уменьшается длина желудочка при одновременном увеличении поперечника, происходит сближение основания сердца с верхушкой, и форма желудочков начинает постепенно приближаться к шаровидной. Объём крови в полости левого желудочка не изменяется, т.к. кровь практически несжимаема. В связи с этим правильнее называть фазу изометрического сокращения фазой изоволюмического сокращения.
Период изгнания крови (0,25 сек) делится на фазу быстрого (максимального, 0,12 сек) и медленного (редуцированного) изгнания (0,13 сек). Фаза быстрого изгнания крови начинается в момент открытия полулунных клапанов и роста давления в аорте. В эту фазу сердце начинает сокращаться изотонически, одновременно уменьшается и длина и ширина желудочка, сердце принимает форму шара. Процесс открытия полулунных клапанов представляет собой переходное межфазовое состояние, которое обозначается как протосфигмический интервал. Давление в левом желудочке в фазу быстрого изгнания увеличивается до 120-130 мм рт.ст. Конец фазы быстрого изгнания соответствует моменту времени, когда приток крови из сердца в артериальные сосуды становится равным оттоку из них в капиллярную сеть. Это примерно соответствует пику систолического давления.
Фаза медленного изгнания является заключительной фазой периода изгнания и всей систолы желудочков. Начало её соответствует пику давления крови в аорте, а конец совпадает с моментом резкого падения внутрижелудочкового или аортального давления. Гемодинамическая эффективность фазы медленного изгнания невелика. Внутрижелудочковое и аортальное давление начинает постепенно снижаться, объем желудочков уменьшается крайне незначительно. Поступательное движение крови при этом осуществляется за счёт инерции, приобретённой в начале периода изгнания. Длительность периода изгнания крови из сердца является важнейшим показателем функционального состояния миокарда. Изменение его нормальной деятельности часто наблюдается в условиях патологии.

Фазовый анализ диастолы желудочков.
Диастола желудочков начинается с переходного фазового состояния, которое обозначается как протодиастолический интервал (protos, гр. – первый) – это время, затрачиваемое на закрытие полулунных клапанов (0,04 сек). Процесс закрытия полулунных клапанов происходит следующим образом: в самом конце периода изгнания (в момент резкого падения внутрижелудочкового давления) ток крови в области клапанов прекращается, и клапаны начинают расправляться, затем поток крови приобретает обратное направление – в сторону сердца, и клапаны вначале смыкаются, а потом напрягаются, кровь ударяется о них и отражается в аорту и легочную артерию, и на кривых давления в этих сосудах образуется инцизура и небольшой подъём давления, который называется отраженной волной. Таким образом, начало протодиастолы соответствует началу инцизуры, а конец – нижней точке инцизуры, которая отражает момент полного закрытия полулунных клапанов.
После закрытия полулунных клапанов наступает фаза изометрического (изоволюметрического) расслабления (0,08 сек) желудочка, в это время закрыты и атриовентрикулярные клапаны, и давление в желудочках резко снижается. Как только давление в желудочках снизится до величины давления в предсердиях, атриовентрикулярные клапаны открываются и начинается период наполнения желудочков кровью.
Период наполнения желудочков кровью (0,25 сек) крайне неоднороден по своей физиологической сущности, что позволило разделить его на три фазы: фазу быстрого наполнения (0,08 сек), фазу медленного наполнения (0,17 сек) и систолу предсердий.
Фаза быстрого наполнения желудочков начинается с момента падения давления в предсердиях. Расширение желудочков в это время совершается быстрее, чем в них успевает поступать кровь, в результате этого давление крови в желудочках в начале фазы быстрого наполнения продолжает падать. В течение этой фазы желудочки оказываются практически наполненными кровью – это объясняется тем, что через нормальное сечение атриовентрикулярных отверстий (5-6 см2) может за 0,08 сек пройти значительное количество крови. Но это возможно лишь при достаточном накоплении крови в предсердиях и прилегающих к сердцу венах. Такое накопление крови действительно имеет место и связано с тем, что опускание предсердно-желудочковой перегородки во время фазы изгнания обеспечивает усиленный приток к сердцу венозной крови и наполнение предсердий. Падение внутрипредсердного давления характеризует окончание фазы быстрого наполнения желудочков.
Фаза медленного наполнения (диастазис) – самая непостоянная фаза сердечного цикла. При тахикардии она отсутствует. Во время этой фазы сколько-нибудь существенного наполнения желудочков не происходит. Давление в предсердиях начинает медленно повышаться, это значит, что поступающая в них из вен кровь начинает скапливаться в предсердиях. Заканчивается фаза медленного наполнения желудочков в момент резкого повышения давления в предсердиях: это означает также, что начинается систола предсердий (0,1 сек). В это время происходит нагнетание в желудочки дополнительного количества крови, после чего начинается новый цикл деятельности желудочков. Между концом систолы предсердий и началом новой систолы желудочков имеется небольшой временной интервал, его называют интерсистолой. Он выражен при редком ритме сокращений сердца, при нормальном и частом ритме он отсутствует, т.е. он не является постоянной составной частью сердечного цикла, но, учитывая, что это фазовое состояние существует, его включают в период наполнения. Длительность фаз систолы желудочков можно рассчитать не только по кривым давления, но и методом поликардиографии, записывая одновременно электрокардиограмму, фонокардиограмму и сфигмограмму.
Сердечный выброс
Основной функцией сердца является насосная, т.е. выброс крови в сосудистую систему. Под понятием «сердечный выброс» подразумевается систолический и минутный объемы крови и сердечный индекс.
Систолический объем крови – это количество крови, которое выбрасывается желудочком за одну систолу. Эта величина равна 65-70 мл при частоте сердечных сокращений 70-75 в минуту и может незначительно колебаться.
Минутный объем крови – это количество крови, выбрасываемое желудочком сердца в минуту. Эта величина равна в среднем 4,5-5 л в мин, она более стабильна, чем систолический объём, одинакова для левого и правого желудочков и не зависит от половой принадлежности.
Чтобы нивелировать влияние индивидуальных антропометрических различий (массы тела, роста) на величину минутного объёма крови, последний выражают в виде сердечного индекса. Сердечный индекс – это отношение минутного объема крови к поверхности тела (в м2). Средняя величина сердечного индекса для человека массой 75 кг равна 3 л/мин•м2.
Следует указать, что в покое в систолу из желудочков изгоняется примерно 30-50% находящейся в них крови, т.е. в желудочках имеется резервный объём крови, который может быть выброшен из них в дополнение к систолическому объему покоя (например, при физической нагрузке). При выбросе резервного объёма крови в желудочках все равно остается какое-то количество крови, которое не выбрасывается даже при самом сильном сокращении, этот объем крови называется резидуальным, или остаточным (для каждого сердца в физиологических условиях резидуальный объём постоянен и определяется индивидуальной сократимостью миокарда). Увеличение резидуального объёма наблюдается при сердечной недостаточности. Сумму резидуального и резервного объемов крови называют функциональной резидуальной ёмкостью желудочка. Под конечно-диастолическим объёмом желудочка (диастолической ёмкостью желудочка) понимают систолический объём, резервный объём и резидуальный объём, т.е. объёмы крови, которыми наполнен желудочек в конце диастолы.

Last modified: Friday, 3 January 2020, 10:34 AM