Гемодинамика и нагнетательная функция
Миокард обладает специализированной проводящей системой, которая генерирует возбуждение в автоматическом режиме. Именно она обеспечивает синхронность работы правой и левой частей органа.
Кровь в процессе циркуляции проходит через сердце дважды. Сначала она попадает в правые отделы и направляется в малый круг кровообращения. После возвращения в левые отделы кровь нагнетается в большой круг.
Нагнетательная функция работает как порционный насос. Камеры наполняются кровью, затем миокард сокращается, и кровь под давлением выбрасывается в сосуды.
Основные объемы крови
Для понимания работы сердца используют график зависимости давления в левом желудочке (ЛЖ) от его объёма. График нормального цикла выглядит как замкнутая петля. На нём выделяют ключевые показатели:
- КДО (конечно-диастолический объём): Максимальное количество крови в желудочке перед началом его сокращения. В норме составляет около 130 мл.
- КСО (конечно-систолический объём): Тот объём крови, который остаётся в камере после завершения сокращения. В среднем равен 50 мл.
- УО (ударный объём): Разница между КДО и КСО. Это та порция крови, которая выбрасывается за одно сокращение. На графике «объём — давление» УО отражает ширину петли.
Фазы нормального сердечного цикла
Работа левого желудочка чётко разделена на периоды сокращения и расслабления, во время которых меняется состояние клапанного аппарата.
- Период наполнения (диастола). Аортальный клапан закрыт, митральный — открыт. Кровь перетекает из левого предсердия в желудочек. Объём ЛЖ возрастает от КСО до КДО, при этом давление держится на низких цифрах (0–10 мм рт. ст.). Заканчивается фаза закрытием митрального клапана.
- Фаза изоволюметрического сокращения (систола). Все клапаны закрыты (атриовентрикулярные и полулунные). Желудочек сокращается как замкнутая камера, поэтому его объём не меняется (изометрическое сокращение — длина кардиомиоцитов постоянна, а напряжение растёт). Давление стремительно подскакивает с ~10 до ~80 мм рт. ст. Когда оно превышает диастолическое давление в аорте, аортальный клапан открывается.
- Период изгнания (систола). Митральный клапан закрыт, аортальный открыт. Кровь устремляется в аорту. Объём ЛЖ падает. Давление сначала достигает максимума (систолическое давление, ~120 мм рт. ст.), а затем идёт на спад. Когда давление в желудочке опускается ниже аортального, аортальный клапан захлопывается.
- Фаза изоволюметрического расслабления (диастола). Снова закрыты все клапаны. Миокард расслабляется при неизменном объёме (равном КСО). Напряжение клеток падает, длина не меняется. Давление внутри камеры резко снижается. Как только оно станет меньше давления в левом предсердии, митральный клапан откроется, и цикл начнётся заново.
Влияние пред- и постнагрузки на цикл
График цикла может меняться в зависимости от условий гемодинамики.
Увеличение преднагрузки Происходит при усилении венозного возврата. Желудочек сильнее наполняется, что ведёт к росту КДО. В соответствии с законом Франка-Старлинга (чем сильнее растянута мышца перед систолой, тем мощнее её сокращение) возрастает и ударный объём. На графике это выглядит как расширение петли вправо. Пиковое давление при этом меняется мало.
Увеличение постнагрузки Возникает при повышении сопротивления выбросу (стеноз аорты, артериальная гипертензия). Аортальный клапан вынужден открываться при более высоком давлении. Желудочку приходится развивать гораздо большее пиковое (систолическое) давление, чтобы протолкнуть кровь. Если сократимость миокарда не возрастает, желудочек не может полноценно опорожниться: КСО увеличивается, а ударный объём падает. Графически петля становится у́же и смещается вверх.
Запомнить состояние клапанов в изоволюметрические фазы просто: слово «изо» означает «постоянный, равный». Объём может оставаться постоянным только в полностью герметичной камере, значит, абсолютно ВСЕ клапаны в эти моменты закрыты.
Вопросы с занятий и экзамена
В чём суть закона Франка-Старлинга?
Закон гласит: чем больше кардиомиоциты растягиваются при наполнении желудочка кровью (увеличение КДО), тем с большей силой они затем сокращаются, увеличивая ударный объём.
Что происходит с длиной и напряжением кардиомиоцитов в изометрические фазы?
Длина мышечных волокон остаётся неизменной. Во время изометрического сокращения их напряжение резко возрастает, а в фазу изометрического расслабления — падает.
Как рассчитать ударный объём?
Ударный объём (УО) — это разница между конечно-диастолическим (КДО) и конечно-систолическим (КСО) объёмами.
Что ещё разобрать по теме
- Подробный разбор графика «объём — давление»
- Физиологические механизмы регуляции работы сердца
- Патологические изменения гемодинамики при пороках клапанов
- Закон Франка-Старлинга на клеточном уровне
- Проводящая система сердца и автоматизм
Разберите тему целиком в курсе «Физиология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Сердечный цикл» и ещё 4 085 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 106 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Физиология сердца»
Бесплатные видеоуроки: физиологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.