Сердечный цикл

Прежде чем разбираться в предлагаемом материале, убедитесь, что вы хорошо помните анатомию сердца и связанных с ним сосудов – назовите структуры (1)-(21), обозначенные на предложенной ниже схеме. :) Если вы испытываете существенные затруднения,  обязательно повторите этот базовый материал!  

Как известно, у здорового человека сокращения сердца следуют друг за другом через равные промежутки времени. Совокупность процессов, происходящих в сердце в течение одного такого промежутка, и называется сердечным циклом. Каждый сердечный цикл длится 0,8 с. и состоит из систолы – сокращения сердца и диастолы – расслабления. Длительность каждой из фаз можно схематично представить следующей таблицей:

Предсердия
Желудочки
Сумма	0,8 с.

В таблице период 0,8 с. разбит на восемь отрезков по 0,1 с. Верхние ячейки отражают работу предсердий, а нижние – работу желудочков. Закрашенные ячейки соответствуют систоле, а белые – диастоле. Видно, что систола предсердий длится 0,1 с., систола желудочков – примерно 0,33 с., а диастола – 0,47 с. Рассмотрим каждую фазу более подробно:

• Систола предсердий. Кровь из легочных и полых вен поступает в предсердия пассивно, поскольку давление в расслабленных предсердиях меньше, чем в венах. По этой причине еще до начала сокращений предсердий в желудочки поступает около 75% крови. Систола предсердий дает лишь дополнительные 25% объема крови, поступающей в желудочки за один цикл.
• Систола желудочков. С началом сокращений желудочков давление в них растет, что вызывает закрытие АВ-клапанов. Однако требуется некоторое время для того, чтобы возрастающее давление в желудочках превысило давление в аорте и легочном стволе и было достаточным для открытия полулунных клапанов. В это время все клапаны – как створчатые, так и полулунные – закрыты, то есть объем желудочков остается неизменным. Эту фазу называют фазой изоволюметрического сокращения (iso – равный, volume – объем).  

Когда давление в желудочках возрастает настолько, что превышает давление в аорте/легочном стволе, полулунные клапаны открываются и кровь выталкивается в соответствующие сосуды – начинается фаза изгнания. Таким образом, систола желудочков включает в себя две фазы – фазу изоволюметрического сокращения и фазу изгнания.

• Диастола желудочков. Кровь вытолкнута в соответствующие сосуды. Однако она по понятным причинам устремляется обратно, что приводит к захлопыванию полулунных клапанов. И снова мы имееем изоволюмическую стадию: все клапаны закрыты, объем желудочков неизменный. Эту фазу диастолы называют изоволюметрическим расслаблением. Кровь в это время поступает в предсердия. Когда ее там оказывается достаточно, чтобы открыть створчатые клапаны, начинается фаза наполнения желудочков.

На олимпиадах часто предлагают разобраться с теми или иными графиками/диаграммами, отражающими изменения различных параметров в ходе сердечного цикла. Приведенная ниже диаграмма показывает изменения объема левого желудочка и давления в нем. На основании вышесказанного попробуйте определить, каким фазам (изоволюметрического сокращения/расслабления, наполнения или изгнания) соответствуют участки AB, BC, CD, DA этой диаграммы.

Отрезок	Фаза	Аортальный клапан	Митральный клапан
АВ
ВС
CD
DA

Во время деятельности сердца возникают звуковые явления, называемые сердечными тонами. У здоровых людей при аускультации сердца хорошо выслушиваются два тона:

• I тон связан преимущественно с колебаниями створок трехстворчатого и митрального клапанов в фазе изоволюметрического сокращения;
• II тон связан преимущественно с захлопыванием полулунных клапанов в начале диастолы.

Иногда удается выслушать еще два тона:

• III тон обусловлен колебаниями, возникающими при быстром пассивном наполнении желудочков во время диастолы сердца;
• IV тон связан с колебаниями, возникающими при быстром наполнении желудочков за счет сокращения предсердий.

Эти тоны можно регистрировать с помощью специального аппарата – фонокардиографа, который выдает фонокардиограмму. Соотнесенная с ЭКГ фонокардиограмма будет выглядеть следующим образом:

Рассмотрим теперь одно задание, предложенное в 2016 году на заключительном этапе Всероссийской олимпиады школьников, и связанное с сердечным циклом и тонами сердца: 

А) Видно, что I тон ослаблен, он сливается с неким убывающим систолическим шумом. Наиболее логичное объяснение – недостаточность митрального клапана: створки клапана смыкаются не полностью, в результате чего, во-первых, I тон более слабый, а во-вторых, из-за обратного тока крови из желудочков в предсердия мы слышим «дополнительный» систолический шум.

Б) Так же, как в случае (А) за I тоном следует систолический шум, но, во-первых, I тон не ослаблен, а во-вторых, систолический шум не слит с I тоном. Из оставшихся двух вариантов подходит аортальный стеноз: в связи с сужением просвета аорты сердцу приходится совершать большую работу, соответственно, возникают большие колебания миокарда, формирующие систолический шум.

В) У нас остается вариант 3 – аортальная недостаточность. Оставшаяся фонокардиограмма вполне соответствует ожиданиям: вследствие неполного закрытия аортального клапана возникает турбулентный обратный ток крови, дающий диастолический шум, следующий за II тоном.

Ответы