Ljudsko tijelo funkcionira zahvaljujući prisutnosti cirkulacijskog sustava i stanične prehrane. Srce kao glavni organ krvožilnog sustava u stanju je osigurati nesmetanu opskrbu tkiva energetskim supstratima i kisikom. To se postiže srčanim ciklusom, slijedom faza rada tijela, povezanih s stalnom izmjenom odmora i opterećenja.
Ovaj koncept treba razmotriti s nekoliko stajališta. Prvo, s morfološke točke gledišta, odnosno s gledišta osnovnog opisa faza rada srca kao izmjene sistole s dijastolom. Drugo, s hemodinamikom, povezanom s dekodiranjem kapacitivnih i barometrijskih karakteristika u šupljinama srca u svakoj fazi sistole i dijastole. U okviru ovih stajališta, koncept srčanog ciklusa i njegovih sastavnih procesa bit će razmotreni u nastavku.
Karakteristike rada srca
Neprekidni rad srca od trenutka njegovog polaganja u embriogenezu do smrti organizma osiguran je izmjenom sistole s dijastolom. To znači da tijelo ne radi stalno. Većinu vremena srce se čak i odmara, što mu omogućuje osiguravanje potreba tijela tijekom cijelog života. Rad nekih struktura tijela događa se u vrijeme odmora drugih, što je neophodno kako bi se osigurala postojanost cirkulacije krvi. U ovom kontekstu, prikladno je razmotriti ciklus otkucaja srca s morfološke točke gledišta.
Osnove morfofiziologije srca
Srce kod sisavaca i ljudi sastoji se od dva atrija koji se ulijevaju u šupljine ventrikula (VP) kroz atrioventrikularne (AV) otvore s zalistcima (AVK). Sistola i dijastola se izmjenjuju, a ciklus završava općom srčanom pauzom. Čim se krv iz VP izbaci u aortu i plućnu arteriju, tlak u njima pada. Iz ovih žila se razvija retrogradna struja natrag u ventrikule, koja se brzo zaustavlja otvaranjem zalistaka. Ali u ovom trenutku atrijalni hidrostatski tlak je veći od ventrikularnog tlaka i AVK su prisiljeni otvoriti se. Kao rezultat toga, na razlici tlaka, u trenutku kada je ventrikularna sistola prošla, ali atrijumi nisu došli, dolazi do ventrikularnog punjenja.
Ovo razdoblje naziva se i opća srčana pauza, koja traje dok se tlak u ventrikularnoj (RV) i atrijskoj (AA) šupljini odgovarajuće strane ne izjednači. Čim se to dogodi, atrijalna sistola počinje potiskivati preostali dio krvi u gušteraču. Nakon njega, kada se ostatak krvi istisne u šupljine ventrikula, tlak u desnoj klijetki pada. To uzrokuje pasivan protok krvi: u lijevu pretkomoruvenski iscjedak se izvodi iz plućnih vena, a u desne - iz šupljih.
Sustavni pogled na srčani ciklus
Ciklus srčane aktivnosti počinje sistolom ventrikula – izbacivanjem krvi iz njihovih šupljina uz istovremenu dijastolu atrija i početak njihovog pasivnog punjenja na razliku tlaka u aferentnim žilama, gdje se u ovom trenutku nalazi više nego u atriju. Nakon ventrikularne sistole dolazi do opće srčane pauze - nastavka pasivnog punjenja atrija s negativnim tlakom u komorama.
Zbog višeg hemodinamskog tlaka u RA i niskog u RV, uz nastavak pasivnog punjenja atrija, otvaraju se AV zalisci. Rezultat je pasivno ventrikularno punjenje. Čim se tlak u atrijskoj i ventrikularnoj šupljini izjednači, pasivna struja postaje nemoguća, a nadopunjavanje atrija prestaje, zbog čega se oni skupljaju kako bi nastavili pumpati dodatni dio u šupljine ventrikula.
Od sistole atrija, pritisak u šupljinama ventrikula značajno raste, provocira se ventrikularna sistola - kontrakcija mišića njegovog miokarda. Rezultat je povećanje tlaka u šupljinama i zatvaranje atrioventrikularnih vezivnih zalistaka. Zbog resetiranja na ušću aorte i plućnog debla stvara se pritisak na odgovarajuće zaliske, koji su prisiljeni otvoriti u smjeru protoka krvi. Time se dovršava srčani ciklus: srce ponovno počinje pasivno puniti pretkomora u svojimdijastola i dalje u vrijeme opće srčane pauze.
Srce zastaje
Postoji mnogo epizoda mirovanja u radu srca: dijastola u atrijuma i ventrikulima, kao i opća stanka. Njihovo trajanje se može izračunati, iako jako ovisi o pulsu. Pri 75 otkucaja / min, vrijeme srčanog ciklusa bit će 0,8 sekundi. Ovo razdoblje uključivalo je sistolu atrija (0,1 s) i kontrakciju ventrikula - 0,3 sekunde. To znači da atriji miruju približno 0,7 s, a ventrikuli 0,5 s. Tijekom odmora također ulazi opća pauza (0,5 s).
Oko 0,5 sekunde srce se pasivno puni, a 0,3 sekunde steže. Atriju, vrijeme opuštanja je 3 puta duže nego u ventrikulima, iako pumpaju slične količine krvi. Međutim, oni većinom ulaze u ventrikule pasivnom strujom duž gradijenta tlaka. Krv gravitacijom u trenutku niskog tlaka u srčanim šupljinama ulazi u šupljine, gdje se akumulira za naknadnu kontrakciju i izbacivanje u eferentne žile.
Značenje razdoblja opuštanja srca
U šupljini srca, krv ulazi kroz rupe: u atrije - kroz usta šupljih i plućnih vena, te u ventrikule - kroz AVC. Kapacitet im je ograničen, a stvarno punjenje traje dulje od protjerivanja kroz cirkulaciju. A faze srčanog ciklusa su upravo ono što je potrebno za dovoljno punjenje srca. Što su ove pauze manje, to će se pretkomora manje ispuniti, manje krvibit će usmjeren na ventrikule i, sukladno tome, na krugove krvotoka.
S povećanjem stvarne učestalosti kontrakcija, što se postiže skraćivanjem perioda opuštanja, smanjuje se punjenje šupljina. Ovaj mehanizam i dalje ostaje učinkovit za brzu mobilizaciju funkcionalnih rezervi tijela, ali povećanje učestalosti kontrakcija daje povećanje minutnog volumena cirkulacije krvi samo do određene granice. Postizanjem visoke učestalosti kontrakcija, punjenje šupljina zbog izrazito kratke dijastole značajno će pasti, kao i razina krvnog tlaka.
Tahiaritmije
Gore opisani mehanizam je osnova za smanjenje tjelesne izdržljivosti kod pacijenata s tahiaritmijama. A ako sinusna tahikardija, ako je potrebno, omogućuje povećanje tlaka i mobiliziranje tjelesnih resursa, tada fibrilacija atrija, supraventrikularna i ventrikularna tahikardija, ventrikularna fibrilacija, kao i ventrikularna tahisistola u WPW sindromu dovode do pada tlaka.
Manifestacija bolesnikovih tegoba i težine njegovog stanja počinje od nelagode i otežanog disanja do gubitka svijesti i kliničke smrti. Faze srčanog ciklusa, o kojima smo gore govorili u smislu važnosti pauza i njihovog skraćivanja kod tahiaritmija, jedino su jednostavno objašnjenje zašto bi se aritmije trebale liječiti ako imaju negativan hemodinamski doprinos.
Značajke atrijske sistole
Atrijska (atrijalna) sistola traje oko 0,1 s: mišići atrija se skupljaju istovremeno u skladu s ritmom koji stvara sinusčvor. Njegova važnost leži u pumpanju približno 15% krvi u šupljinu ventrikula. To jest, ako je sistolički volumen lijeve klijetke oko 80 ml, tada je oko 68 ml ovog dijela pasivno ispunilo klijetku u dijastoli atrija. A samo 12 ml ispumpava se atrijskom sistolom, što omogućuje povećanje razine tlaka kako bi se zalisci zatvorili tijekom ventrikularne sistole.
Atrijska fibrilacija
U uvjetima fibrilacije atrija njihov miokard je stalno u stanju kaotične kontrakcije, što ne dopušta stvaranje čvrste atrijske sistole. Zbog toga aritmija daje negativan hemodinamski doprinos – osiromašuje protok krvi u šupljine ventrikula za oko 15-20%. Njihovo punjenje se provodi gravitacijom tijekom opće srčane pauze i tijekom razdoblja ventrikularne sistole. Zato dio krvi uvijek ostaje u atriju i neprestano se mućka, povećavajući rizik od tromboze u krvožilnom sustavu.
Zadržavanje krvi u šupljinama srca, au ovom slučaju u atrijumu, dovodi do njihova postupnog rastezanja i onemogućuje održavanje ritma uspješnom kardioverzijom. Tada će aritmija postati konstantna, što ubrzava razvoj srčane insuficijencije sa stagnacijom i hemodinamskim poremećajima u cirkulaciji za 20-30%.
Faze ventrikularne sistole
Uz trajanje srčanog ciklusa od 0,8 s, ventrikularna sistola će biti 0,3 - 0,33 sekunde s dva razdoblja - napetost (0,08 s) i ekspulzija (0,25 s). Miokard se počinje skupljati, ali njegovi napori nisu dovoljniza istiskivanje krvi iz ventrikularne šupljine. Ali stvoreni tlak već omogućuje zatvaranje atrijalnih zaliska. Faza izbacivanja nastaje u trenutku kada sistolički tlak u ventrikularnim šupljinama omogućuje izbacivanje dijela krvi.
Faza napetosti u srčanom ciklusu dijeli se na period asinkrone i izometrijske kontrakcije. Prvi traje oko 0,05 s. i početak je integralne kontrakcije. Razvija se asinkrona (slučajna) kontrakcija miocita, što ne dovodi do povećanja tlaka u šupljini ventrikula. Zatim, nakon što ekscitacija pokrije cijelu masu miokarda, nastaje faza izometrijske kontrakcije. Njegova važnost leži u značajnom povećanju tlaka u šupljini ventrikula, što vam omogućuje da zatvorite atrioventrikularne zaliske i pripremite se za potiskivanje krvi u plućni trup i aortu. Njegovo trajanje u srčanom ciklusu je 0,03 sekunde.
razdoblje ejekcije faze ventrikularne sistole
Ventrikularna sistola nastavlja do izbacivanja krvi u šupljinu eferentnih žila. Njegovo trajanje je četvrt sekunde, a sastoji se od brze i spore faze. Prvo, tlak u ventrikularnim šupljinama raste do maksimalnog sistoličkog, a mišićna kontrakcija istiskuje iz njihove šupljine dio od oko 70% stvarnog volumena. Druga faza je sporo izbacivanje (0,13 s): srce pumpa preostalih 30% sistoličkog volumena u eferentne žile, međutim, to se događa već sa smanjenjem tlaka, koji prethodi ventrikularnoj dijastoli i općoj srčanoj pauzi.
Faze ventrikularne dijastole
Ventrikularna dijastola (0,47 s) uključuje razdoblje opuštanja (0,12 sekundi) i punjenja (0,25 sekundi). Prva se dijeli na protodijastoličku i fazu izometrijske relaksacije miokarda. Razdoblje punjenja u srčanom ciklusu sastoji se od dvije faze - brze (0,08 s) i spore (0,17 s).
Tijekom protodijastoličkog razdoblja (0,04 sek.), prijelazne faze između ventrikularne sistole i dijastole, tlak u ventrikularnim šupljinama opada, uzrokujući zatvaranje aortnih i plućnih zalistaka. U drugoj fazi dolazi do razdoblja nulte tlaka u šupljinama ventrikula s istovremeno zatvorenim ventilima.
Tijekom perioda brzog punjenja, atrioventrikularni zalisci se trenutno otvaraju i krv teče duž gradijenta tlaka u ventrikularne šupljine iz atrija. Istodobno, šupljine potonjih stalno se nadopunjuju priljevom kroz dovodne vene, zbog čega, s manjim volumenom šupljina atrija, i dalje pumpaju slične dijelove krvi, poput ventrikula. Nakon toga, zbog vršne vrijednosti tlaka u šupljinama klijetki dolazi do usporavanja dotoka, počinje polagana faza. Završit će atrijskom kontrakcijom koja se javlja u ventrikularnoj dijastoli.
