Сердечный цикл — это последовательность процессов, происходящих в сердце во время сокращения и расслабления. Понимание фаз сердечного цикла важно для изучения сердечно-сосудистой системы, так как каждая фаза играет уникальную роль в обеспечении эффективного кровообращения. В статье рассмотрим основные фазы сердечного цикла, их особенности и значение, что поможет учащимся 8 класса лучше усвоить материал и подготовиться к экзаменам.

Содержание

Врачи подчеркивают важность понимания фаз сердечного цикла для оценки работы сердечно-сосудистой системы. Сердечный цикл состоит из нескольких последовательных этапов, включая систолу и диастолу, которые обеспечивают эффективное кровообращение. Врачи отмечают, что правильное функционирование этих фаз критично для поддержания здоровья. Например, во время систолы сердце сокращается, выталкивая кровь в артерии, что необходимо для доставки кислорода и питательных веществ к органам. В диастолу сердце расслабляется, позволяя ему заполняться кровью. Нарушения в этих фазах могут привести к различным заболеваниям, таким как гипертония или сердечная недостаточность. Поэтому регулярные обследования и мониторинг сердечного цикла являются важными для профилактики и раннего выявления сердечно-сосудистых заболеваний.

СЕРДЦЕ: Фазы сердечного цикла

Периоды и фазы сердечного цикла [ править | править код ]

Внизу страницы представлена сводная таблица, в которой указаны периоды и фазы сердечного цикла, а также примерные значения давления в сердечных камерах и положение клапанов.

Систола желудочков [ править | править код ]

Систола желудочков — это фаза сокращения желудочков, которая обеспечивает продвижение крови в артериальную систему.

В процессе сокращения желудочков можно выделить несколько этапов и фаз:

• Период напряжения — этот этап начинается с сокращения мышечной ткани желудочков, при этом объем крови внутри них остается неизменным.

• Асинхронное сокращение — на данном этапе происходит возбуждение миокарда желудочков, когда активируются лишь отдельные волокна. Давление в желудочках становится достаточным для закрытия предсердно-желудочковых клапанов в конце этой фазы.

• Изоволюметрическое сокращение — на этом этапе практически весь миокард желудочков сокращается, однако объем крови внутри них не изменяется, так как выносящие (полулунные — аортальный и легочный) клапаны остаются закрытыми. Термин изометрическое сокращение не совсем корректен, поскольку в это время происходит изменение формы (ремоделирование) желудочков и натяжение хорд.

• Период изгнания — этот этап характеризуется выбросом крови из желудочков.

• Быстрое изгнание — это период, который начинается с открытия полулунных клапанов и продолжается до достижения систолического давления в полости желудочков; в этот момент выбрасывается максимальное количество крови.
• Медленное изгнание — на этом этапе давление в желудочках начинает снижаться, но все еще остается выше диастолического давления. Кровь продолжает двигаться из желудочков благодаря кинетической энергии, пока давление не выровняется в полости желудочков и выносящих сосудах.

В состоянии покоя желудочек сердца взрослого человека за каждую систолу выбрасывает 50-70 мл крови (ударный, или систолический, объем). Сердечный цикл длится около 1 секунды, что означает, что сердце совершает около 60 сокращений в минуту (частота сердечных сокращений, ЧСС). Таким образом, даже в состоянии покоя сердце перекачивает 4 литра крови в минуту (минутный объем крови, МОК). При максимальной физической нагрузке ударный объем сердца у тренированного человека может превышать 200 мл, частота пульса — более 200 ударов в минуту, а циркуляция крови может достигать 40 литров в минуту.

Сердечный цикл: систола и диастола / ФИЗИОЛОГИЯ сердца

Диастола [ править | править код ]

Диастола — это фаза, когда сердце расслабляется, позволяя крови поступать в его камеры. Этот процесс сопровождается снижением давления в желудочках, закрытием полулунных клапанов и открытием предсердно-желудочковых клапанов, что способствует движению крови в желудочки.

• Диастола желудочков

• Протодиастола — это начальная стадия расслабления сердечной мышцы, когда давление в желудочках падает ниже, чем в выносящих сосудах, что приводит к закрытию полулунных клапанов.

• Изоволюметрическое расслабление — эта фаза аналогична изоволюметрическому сокращению, но с противоположным эффектом. В этот момент происходит удлинение мышечных волокон, однако объем полости желудочков остается неизменным. Завершается эта стадия открытием предсердно-желудочковых клапанов (митрального и трехстворчатого).

• Период наполнения

• Быстрое наполнение — желудочки быстро восстанавливают свою форму в состоянии расслабления, что приводит к значительному снижению давления внутри них и засасыванию крови из предсердий.
• Медленное наполнение — на этом этапе желудочки почти полностью восстановили свою форму, и кровь начинает поступать благодаря градиенту давления в полых венах, где оно выше на 2-3 мм рт. ст.

Систола предсердий [ править | править код ]

Это завершающий этап диастолы. При нормальной частоте сердечных сокращений роль сокращений предсердий незначительна (примерно 8 %), поскольку за достаточно продолжительный период диастолы кровь успевает заполнить желудочки. Тем не менее, при увеличении частоты сокращений, в первую очередь, сокращается продолжительность диастолы, и вклад систолы предсердий в наполнение желудочков становится довольно значительным.

Сердечный цикл. Систола и диастола. Тоны сердца.

Внешние проявления сердечной деятельности [ править | править код ]

Выделяются следующие категории проявлений:

• Электрические — электрокардиограмма (ЭКГ), вентрикулография
• Звуковые — аускультация, фонокардиография

• Механические:

• Верхушечный толчок — пальпация, апекскардиография

• Пульсовая волна — пальпация, сфигмография, флебография
• Динамические эффекты — изменение центра тяжести грудной клетки в ходе сердечного цикла — динамокардиография
• Баллистические эффекты — колебания тела при выбросе крови из сердца — баллистокардиография
• Изменение размеров, положения и формы — ультразвуковое исследование (УЗИ), рентгенокимография

Принятые сокращения:
t — длительность фазы, AV-клапаны — положение атриовентрикулярных (предсердно-желудочковых: митрального и трехстворчатого) клапанов, SL-клапаны — положение полулунных клапанов (расположенных на трактах изгнания: аортального и легочного), PПЖ — давление в правом желудочке, PЛЖ — давление в левом желудочке, Pпредсердия — давление в предсердиях (объединены из-за незначительной разницы), О — открытое положение клапана, З — закрытое положение клапана.

Перед тем как углубиться в изучение функционирования сердца человека, вспомните, на какие камеры оно делится. Чем сердце человека отличается от сердца рыбы? Какие слои выделяются в стенке сердца и какие функции они выполняют?

Сердечная мышца

Сердечная мышца функционирует без остановки на протяжении всей жизни человека. Она обладает уникальными характеристиками строения и специфическими свойствами, которые позволяют выделить ее в отдельный тип мышечной ткани. Узнайте о них из таблицы.

Ключевые характеристики сердечной мышцы

Сердце имеет свою собственную систему кровоснабжения. Кровь поступает в сердечную мышцу через коронарные артерии во время ее расслабления, а при сокращении кровь выталкивается из капилляров в коронарные вены.

Сердечный цикл

Сердце способно функционировать на протяжении многих лет без перерывов благодаря своей циклической работе. Эффективное распределение фаз сокращения и расслабления различных его частей позволяет организму обеспечить необходимое время для восстановления сердечной мышцы в процессе ее деятельности.

Сердечный цикл представляет собой последовательность процессов, которые происходят от одного сокращения сердца до следующего (см. рис. 18.1). Информацию о том, что происходит в течение одного сердечного цикла, можно найти в таблице.

Рис. 18.1. Этапы сердечного цикла

Этапы сердечного цикла

Для оценки работы сердца у разных людей или в различных условиях используются такие показатели, как систолический и минутный объемы крови. Систолический объем — это количество крови, которое сердце выбрасывает за одно сокращение. Минутный объем, в свою очередь, обозначает объем крови, который проходит через сердце за одну минуту.

Особенности работы сердца

Сердце играет ключевую роль в циркуляции крови по организму. Оно не может останавливаться, так как это приведет к остановке обмена веществ и, в конечном итоге, к смерти человека. Более того, у сердца нет резервного органа, который мог бы временно выполнять его функции. Поэтому его работа организована таким образом, чтобы обеспечить максимальный отдых. Если проанализировать временные интервалы различных фаз сердечного цикла, можно заметить, что из 0,8 секунды, составляющих весь цикл, предсердия находятся в состоянии покоя 0,7 секунды, а желудочки — 0,5 секунды.

Регуляция работы сердца

Регуляция сердечной деятельности осуществляется двумя основными способами: нервным и гуморальным. Нервная регуляция происходит благодаря передаче нервных импульсов из сердечно-сосудистых центров, расположенных в продолговатом мозге. Один из нервов передает сигналы, которые увеличивают частоту сердечных сокращений, в то время как другой — сигналы, замедляющие работу сердца.

Гуморальная регуляция осуществляется с помощью биологически активных веществ, таких как гормоны, которые выделяются железами внутренней секреции, а также другими органическими и неорганическими соединениями. Например, гормон адреналин способствует учащению сердечных сокращений. Увеличение концентрации ионов кальция в крови также усиливает сердечную деятельность. В то же время, ацетилхолин и ионы калия замедляют работу сердца.

Ключевыми железами, отвечающими за регуляцию сердечной активности, являются надпочечники, которые вырабатывают адреналин и ацетилхолин.

Важно отметить, что внешние сигналы, как нервные, так и гуморальные, лишь изменяют частоту сердечных сокращений, но не инициируют их. Сигналы для сокращений формируются клетками самого сердца.

Автоматия работы сердца

Сердце должно функционировать в любых условиях, поэтому в его структуре предусмотрены механизмы, которые обеспечивают его работу даже при отсутствии нервных сигналов. Это означает, что сердце способно работать автономно, без участия нервной системы. В миокарде имеются специальные группы клеток, которые самостоятельно генерируют ритмические импульсы. Эти импульсы передаются другим клеткам сердечной мышцы, вызывая их сокращение.

Частота таких сокращений ниже, чем у тех, которые возникают под воздействием нервных или гуморальных сигналов, однако они обеспечивают жизнедеятельность организма в критических ситуациях.

Сердце человека до рождения

Строение сердца взрослого человека отличается от структуры сердца плода, который развивается в утробе матери. На момент рождения легкие новорожденного еще не функционируют, поэтому нет необходимости пропускать весь объем крови через их сосуды. В этой связи между правым желудочком и аортой располагается специальный сосуд — боталлов проток, который обеспечивает прямой путь крови из правого желудочка в большой круг кровообращения. После рождения этот проток закрывается. Если по каким-либо причинам этого не происходит, у ребенка могут возникнуть серьезные проблемы с сердцем. Такую патологию называют врожденным пороком сердца. Однако современные медицинские технологии позволяют исправлять такие нарушения с помощью хирургического вмешательства.

• Мышечные ткани предсердий и желудочков представляют собой отдельные структуры, разделенные перегородкой из плотной ткани. Эта перегородка препятствует передаче электрических импульсов от предсердий к желудочкам, что позволяет им сокращаться независимо друг от друга.
• Современные медицинские достижения позволяют осуществлять пересадку сердца в случаях, когда орган поражен неизлечимой болезнью. Первую успешную операцию по пересадке сердца выполнил южноафриканский врач Кристиан Бернар в 1967 году. В настоящее время средняя продолжительность жизни пациента после пересадки сердца составляет около 10 лет, а рекордный срок жизни человека с пересаженным сердцем достиг 30 лет.

Изучите рисунок, на котором изображена фаза сердечного цикла. Определите название этой фазы, ее продолжительность и направление движения крови. Заполните пустые ячейки таблицы, используя термины и процессы из предложенного списка. Для каждой ячейки, обозначенной буквой, выберите соответствующий термин или процесс.

СПИСОК ТЕРМИНОВ И ПРОЦЕССОВ:

1) поступление крови из предсердия в желудочек

2) поступление крови из желудочка в артерию

3) поступление крови из вен в предсердие

4) систола предсердия

6) систола желудочка

Сердечный цикл включает три фазы: систолу предсердий, систолу желудочков и диастолу. Во время систолы предсердий желудочки находятся в расслабленном состоянии, и при сокращении предсердий кровь выталкивается в полость желудочков. Эта фаза длится 0,1 секунды.

Электрическая активность сердца

Сердце человека является уникальным organом, обладающим способностью к автоматической электрической активности. Эта активность обеспечивает координацию сокращений сердечной мышцы, что, в свою очередь, позволяет эффективно перекачивать кровь по всему организму. Основным элементом, отвечающим за электрическую активность сердца, является синусовый узел, расположенный в правом предсердии. Он генерирует электрические импульсы, которые распространяются по сердечной мышце, вызывая ее сокращение.

• Генерация импульса: Синусовый узел создает электрический импульс, который инициирует сердечный цикл. Этот импульс распространяется по предсердиям, вызывая их сокращение и тем самым способствуя заполнению желудочков кровью.
• Передача импульса: После того как предсердия сокращаются, электрический импульс достигает атриовентрикулярного узла (АВ-узла). Здесь происходит небольшая задержка, позволяющая желудочкам заполниться кровью перед их сокращением.
• Сокращение желудочков: Импульс затем передается по пучку Гиса и его ветвям, достигая волокон Пуркинье, что приводит к сокращению желудочков. Это сокращение обеспечивает выброс крови в аорту и легочную артерию.

Электрическая активность сердца контролируется различными факторами, включая нервную систему и гормоны. Симпатическая нервная система увеличивает частоту сердечных сокращений, тогда как парасимпатическая нервная система, наоборот, замедляет ее. Гормоны, такие как адреналин, также могут влиять на сердечную деятельность, увеличивая силу и частоту сокращений.

Важно отметить, что нарушения в электрической активности сердца могут приводить к различным сердечным заболеваниям, таким как аритмии. Поэтому понимание механизмов электрической активности сердца имеет важное значение для диагностики и лечения сердечно-сосудистых заболеваний.

Влияние физических нагрузок на сердечный цикл

Физические нагрузки оказывают значительное влияние на сердечный цикл, изменяя его параметры в зависимости от интенсивности и продолжительности упражнений. При выполнении физической активности сердце начинает работать более интенсивно, чтобы обеспечить мышцы необходимым количеством кислорода и питательных веществ. Это приводит к изменениям в фазах сердечного цикла, которые можно наблюдать при помощи различных методов мониторинга, таких как электрокардиограмма (ЭКГ) и кардиограмма.

Во время физической нагрузки увеличивается частота сердечных сокращений (ЧСС), что приводит к сокращению времени, необходимого для каждой из фаз сердечного цикла. Например, фаза диастолы, в которой сердце расслабляется и заполняется кровью, становится короче, чтобы обеспечить более быстрое перекачивание крови. В то же время фаза систолы, когда сердце сокращается и выталкивает кровь в артерии, может оставаться относительно стабильной, но ее эффективность возрастает.

Кроме того, во время физической активности наблюдается увеличение ударного объема сердца — количества крови, выбрасываемого сердцем за одно сокращение. Это происходит благодаря улучшению работы сердечной мышцы и увеличению венозного возврата крови к сердцу. В результате, даже при повышенной частоте сердечных сокращений, сердце может поддерживать необходимый уровень кровообращения.

Также стоит отметить, что при регулярных физических нагрузках сердце адаптируется к новым условиям. У спортсменов, например, наблюдается увеличение размеров сердца и улучшение его насосной функции, что позволяет им поддерживать высокую физическую активность с меньшими затратами энергии. Эти изменения могут включать увеличение массы миокарда и улучшение коронарного кровообращения, что в свою очередь способствует более эффективному выполнению сердечного цикла.

Важно помнить, что влияние физических нагрузок на сердечный цикл может варьироваться в зависимости от индивидуальных особенностей организма, уровня физической подготовки и типа нагрузки. Поэтому для достижения оптимальных результатов и минимизации рисков необходимо учитывать эти факторы при планировании тренировок.

Заболевания, связанные с нарушением сердечного цикла

Сердечный цикл – это последовательность событий, происходящих в сердце во время одного сердечного сокращения. Он включает в себя фазы, такие как систола (сокращение) и диастола (расслабление), которые обеспечивают эффективное кровообращение. Однако различные заболевания могут нарушать нормальный ход сердечного цикла, что приводит к серьезным последствиям для здоровья.

Одним из наиболее распространенных заболеваний, связанных с нарушением сердечного цикла, является аритмия. Аритмия – это нарушение ритма сердца, которое может проявляться в виде учащенного или замедленного сердцебиения. Причины аритмии могут быть различными: от стресса и физических нагрузок до серьезных заболеваний, таких как ишемическая болезнь сердца. Аритмия может привести к недостаточному кровоснабжению органов и тканей, что в свою очередь может вызвать сердечную недостаточность.

Другим заболеванием, влияющим на сердечный цикл, является сердечная недостаточность. Это состояние возникает, когда сердце не может эффективно перекачивать кровь, что приводит к накоплению жидкости в легких и других частях тела. Сердечная недостаточность может быть следствием различных факторов, включая высокое кровяное давление, ишемическую болезнь сердца и миокардит. При этом нарушается как систола, так и диастола, что приводит к ухудшению общего состояния пациента.

Также стоит упомянуть о стенокардии, которая является проявлением ишемической болезни сердца. При стенокардии происходит временное ухудшение кровоснабжения сердечной мышцы, что может вызывать боль в груди. Это состояние связано с нарушением диастолы, когда сердце не получает достаточного количества кислорода и питательных веществ.

Нарушения сердечного цикла могут также быть вызваны пороками сердца, которые могут быть как врожденными, так и приобретенными. Пороки сердца могут приводить к изменению нормальной анатомии сердца и, как следствие, к нарушению его функции. Это может проявляться в виде увеличения нагрузки на сердце, что в свою очередь может привести к развитию сердечной недостаточности.

Важно отметить, что многие из этих заболеваний могут быть предотвращены или контролируемы при помощи здорового образа жизни, регулярных медицинских осмотров и своевременного лечения. Понимание механизмов, лежащих в основе сердечного цикла и связанных с ним заболеваний, является ключевым для поддержания здоровья сердечно-сосудистой системы.