Механічна робота серця

Фазова структура серцевого циклу

Робота серця як насоса забезпечується складною послідовністю скорочення і розслаблення шлуночків і передсердь, що складає фазову структуру серцевого циклу, яка представлена на рис. 1.19.

Відео: Фізика 7 клас - Механічна робота - Відеоурок - Перишкін

Мал. 1.19. Розподіл серцевого циклу на систолу і діастолуСістола шлуночків починається з фази асинхронного скорочення, яка визначається від початку комплексу QRS на ЕКГ до перших високочастотних осциляцій I тону серця на ФКГ (рис. 1.20). Протягом цієї фази електричне збудження швидко поширюється по міокарду шлуночків і ініціює скорочення окремих м`язових волокон. Їх скорочення відбувається асинхронно, тому внутрішньошлуночковий тиск не зростає, хоча форма шлуночків істотно змінюється. В кінці цієї фази атріовентрикулярна клапани нещільно змикаються, але їх напруги і, відповідно, коливання ще не спостерігається.

Мал. 1.20. Зміни внутрішньосерцевої гемодинаміки під час фази асинхронного скорочення шлуночків (заштриховано червоним кольором). Пояснення в тексті.

Римськими цифрами позначені тони сердцаФаза изоволюмического скорочення (рис. 1.21) характеризується швидким і потужним скороченням міокарда шлуночків, в результаті чого в умовах повністю закритих атріовентрикулярних і полумісячну клапанів відбувається різке підвищення внутрижелудочкового тиску. Під час цієї фази виникає I тон серця.

Мал. 1.21. Зміни внутрішньосерцевої гемодинаміки під час фази изоволюмического скорочення шлуночків. Пояснення в текстеКак тільки тиск в шлуночках стає трохи більше ніж в аорті і легеневої артерії, відкриваються півмісяцеві клапани, і кров надходить в магістральні судини - починається фаза вигнання (рис. 1.22).

Мал. 1.22. Зміни внутрішньосерцевої гемодинаміки під час фази вигнання. Пояснення в текстеДіастола шлуночків включає 5 фаз. Протодиастолический період (рис. 1.23) відповідає часу закриття полумісячну клапанів аорти і легеневої артерії. В результаті розпочатого розслаблення міокарда шлуночків тиск в них падає трохи нижче тиску в магістральних судинах, що і є причиною закриття клапанів. Під час цієї фази виникає II тон серця.

Мал. 1.23. Зміни внутрішньосерцевої гемодинаміки під час протодиастолического періоду. Пояснення в текстеВо час фази изоволюмического розслаблення (рис. 1.24) триває активне розслаблення шлуночків, тиск в них падає до рівня тиску в передсердях, після чого відкриваються атріовентрикулярна клапани. Фаза изоволюмического розслаблення в нормі протікає в умовах герметично закритих атріовентрикулярних і полумісячну клапанів, і обсяг шлуночків не змінюється.

Мал. 1.24. Зміни внутрішньосерцевої гемодинаміки під час фази изоволюмического розслаблення шлуночків. Пояснення в текстеДалее починається тривалий період наповнення шлуночків, що включає три диастолические фази. Під час фази швидкого наповнення (рис. 1.25) кров «пасивно», під дією градієнта тиску надходить з передсердя в шлуночки, причому протягом цієї фази відбувається максимальне наповнення шлуночків кров`ю. В кінці цієї фази при певних умовах (див. Нижче) може виникнути III додатковий тон серця.

Мал. 1.25. Зміни внутрішньосерцевої гемодинаміки під час фази швидкого наповнення шлуночків. Пояснення в тексті надалі тиск в передсерді і шлуночку вирівнюється, і наповнення останніх сповільнюється. Це фаза повільного наповнення шлуночків (рис. 1.26).

Мал. 1.26. Зміни внутрішньосерцевої гемодинаміки під час фази повільного наповнення шлуночків. Пояснення в текстеПоследняя диастолическая фаза (фаза систоли передсердь) характеризується скороченням міокарда передсердь і активним вигнанням крові з передсердь у шлуночки (риc. 1.27). В кінці цієї фази стулки атріовентрикулярних клапанів «спливають» і нещільно змикаються - шлуночок знову готовий до чергового скорочення. При певних умовах (див. Нижче) під час цієї фази може виникнути IV додатковий тон серця.

Мал. 1.27. Зміни внутрішньосерцевої гемодинаміки під час систоли передсердь. Пояснення в текстеДавленіе в камерах серця

Описана послідовність скорочення і розслаблення передсердь і шлуночків забезпечує досягнення тисків в порожнинах серця і магістральних судинах, необхідних для нормального викиду крові в артеріальну систему і адекватного наповнення камер серця під час діастоли. Нормальні величини тиску наведені в табл. 1.1.

Таблиця 1.1

Нормальні величини тиску в порожнинах серця і магістральних судинах в спокої (мм рт. Ст.)

Як видно з таблиці, в нормі систолічний тиск в ЛШ і аорті значно вище, ніж в ПЖ і легеневої артерії, тоді як величини діастолічного тиску в цих відділах відрізняються в меншій мірі. Звертають на себе увагу також дуже близькі значення кінцево-діастолічного тиску в ЛШ (КДДлж), середнього тиску в ЛП і діастолічного тиску в легеневій артерії.

Особливе практичне значення має визначення кінцево-діастолічного тиску в ЛШ, величина якого в спокої і при фізичному навантаженні часто використовується для характеристики функції шлуночка. Підвищення КДДлж веде до зростання тиску в лівому передсерді і легеневих капілярах. Якщо воно перевищує 25-30 мм рт. ст., розвивається альвеолярний набряк легенів. Таким чином, підвищення КДДлж в більшості випадків є дуже несприятливим прогностичним ознакою. Зниження КДДлж нерідко є зазначенням на наявність гіповолемії, що супроводжується, як правило, зменшенням кінцево-діастолічного об`єму ЛШ (крововтрата, шок різного походження, тривалий пароксизм суправентрикулярної або шлуночкової тахікардії тощо).

Систолическая функція серця

Основним показником, що характеризує систолічну функцію серця, є величина серцевого викиду. Серцевий викид (або хвилинний об`єм крові - МО) - це кількість крові, що викидається шлуночком в хвилину. У нормі ця величина варіює в широких межах: при необхідності серцевий викид може збільшуватися в 3-5 разів у порівнянні зі спокоєм. Серцевий викид розраховується наступним чином: де МО - хвилинний об`єм крові (серцевий викид), УО - ударний об`єм, ЧСС - частота серцевих скорочень.

Крім величини серцевого викиду (МО), в клініці розраховують і інші показники, частина з яких, по суті, є похідними МО і ЧСС:

• ударний обсяг (УО) - кількість крові, що викидається шлуночком в магістральний посудину при кожному скороченні: де КДО - кінцево-діастолічний, а КСВ - кінцево-систолічний об`єми шлунка-

• фракцію викиду (ФВ) - відношення УО до кінцево-діастолічного об`єму шлуночка (в%): де ФВ - фракція викиду, УО - ударний обсяг-КДО - кінцево-діастолічний об`єм шлуночка, КСВ - кінцево-систолічний об`єм.

Фракція викиду (ФВ) - найважливіший інтегральний показник систолічної функції серця, що вказує, яка частина кінцево-діастолічного об`єму крові (КДО) викидається з шлуночків під час їх систоли.

• Серцевий індекс (СІ), який являє собою відношення МО крові до площі поверхні тіла (S, м2). СІ обчислюють за формулою: При цьому площа поверхні тіла (S) визначають по номограмі (рис. 1.28) або розраховують за спеціальною формулою:

• ударний індекс (УІ) - відношення ударного об`єму до площі поверхні тіла (S, м2). УІ обчислюють за формулою: де S - площа поверхні тіла (м2).

Для адекватної оцінки систолічної функції серця необхідно враховувати також:

• кінцево-діастолічний об`єм шлуночка (КДО) -

• кінцево-систолічний об`єм шлуночка (КСВ) -

• звичайно-діастолічний тиск в шлуночку (КДД).



Щоб правильно інтерпретувати зміни серцевого викиду та інші гемодинамічні показники в кожному конкретному випадку необхідно оцінювати всі фактори, що впливають на значення цього показателя.Ріс. 1.28. Номограма для визначення площі поверхні тіла за зростом і масі тіла

Запам`ятайте

Ступінь укорочення серцевого м`яза і серцевий викид визначаються трьома основними факторами:

1. Завбільшки преднагрузки, вимірюваної довжиною м`язового волокна перед початком його скорочення або значеннями кінцево-діастолічного об`єму шлуночків (КДО) .2. Інотропним станом (сократимостью) міокарда, тобто стосунками між залежністю «сила - швидкість» і вихідною довжиною м`язового волокна.3. Величиною після навантаження, тобто напругою, яке повинна розвивати серцевий м`яз під час сокращенія.Велічіна преднагрузки. Зменшення діастолічного наповнення шлуночків і КДО супроводжується падінням серцевого викиду і УО. Навпаки, чим більше наповнення шлуночків в діастолу (КДО), тим, відповідно до закону Старлинга, більше сила подальшого скорочення і, відповідно, величина УО, МО та т.п. Правда, це останнє положення справедливо тільки до тих пір, поки серцевий м`яз не виявиться «перерастянутой», коли подальше збільшення КДО призводить не до збільшення, а до зменшення сили скорочення і УО.

Величина преднагрузки і КДО шлуночків залежить від багатьох факторів, найважливішими з яких є наступні (рис. 1.29).

1. Обсяг циркулюючої крові (ОЦК). Його зменшення (при крововтраті, шоку, зневодненні) закономірно призводить до зниження серцевого викиду, а збільшення (затримка натрію і рідини в організмі, не пов`язана з серцевою недостатністю) - до підвищення МО.

2. Приплив крові до серця в більшості випадків є вирішальним фактором, що визначає величину КДО шлуночків. Збільшення припливу крові до правих відділів серця і, відповідно, хвилинного обсягу (МО) спостерігається: 1) при горизонтальному положенні тіла пацієнта- 2) при збільшенні тонусу вен при м`язовій роботі, психоемоційному напруженні і т.п., а також 3) при збільшенні «насосної» функції скелетних м`язів (м`язове навантаження). Зменшення припливу крові і серцевого викиду спостерігається: 1) при вертикальному положенні тіла пацієнта- 2) при збільшенні внутригрудного тиску (напружений пневмоторакс, обструктивні захворювання легень, приступи малопродуктивної кашлю і ін.) - 3) при підвищенні тиску в порожнині перикарда (ексудативний або констриктивний перикардит, гидроперикард) - 4) при різкому падінні тонусу вен (непритомність, колапс, прийом нітрогліцерину і т.п.) - 5) при гіподинамії (за рахунок відсутності «насосного» дії скелетних м`язів).

3. Скорочення передсердь. При відсутності синхронізованого з роботою шлуночків скорочення передсердь (миготлива аритмія, тріпотіння передсердь) зменшується діастолічний наповнення шлуночків і, відповідно, серцевий викид.

4. Загальна тривалість діастоли. Тахікардія супроводжується значним зменшенням тривалості діастоли і, відповідно, величини переднавантаження. При синусової брадикардії, навпаки, спостерігається збільшення наповнення шлуночків.

Інотропну стан (скоротність) міокарда в багатьох випадках є головним фактором, що визначає величину серцевого викиду. Скорочення міокарда в свою чергу визначається наступними факторами.

1. Активністю симпатичної нервової системи.

2. Частотою серцевих скорочень (ЧСС).

3. Наявністю у хворого деяких патологічних станів, що пригнічують скоротливість міокарда (гіпоксемії, ацидозу, гіперкапнії, ішемії серцевого м`яза, запалення міокарда і т.п.).

4. Масою функціонуючого міокарда, зменшення якої при вираженій ішемії серцевого м`яза, інфаркті міокарда, кардіосклероз призводить до зниження скоротливості.

5. Вираженої дилатацией шлуночків будь-якого генезу, яка, відповідно до закону Старлинга, призводить до зниження максимально можливої напруги міокарда (див. Вище).

6. Лікарськими засобами, що мають інотропною дією - негативним (блокатори b-адренорецепторів, новокаїнамід, хінідин, барбітурати та ін.) Або позитивним (норадреналін і його похідні, серцеві глікозиди та ін.).

Величина постнагрузки шлуночків відповідає опору, яке відчуває шлуночок при своєму скороченні (рис. 1.30). Ступінь і швидкість укорочення м`язового волокна і значення серцевого викиду обернено пропорційні післянавантаження, що випробовується серцевим м`язом.

Величину навантаження поста визначають кілька факторів:

1. Рівень тиску крові в аорті і легеневої артерії.

2. Ступінь напруги серцевого м`яза, що зростає при значній дилатації серця (закон Лапласа).

3. Величина системного і легеневого судинного опору.

4. Обсяг циркулюючої крові (ОЦК).

5. В`язкість крові та інші параметри.

Таким чином, всі перераховані чинники, що впливають на систолічну функцію серцевого м`яза, складним чином взаємодіють між собою. Тому інтерпретація змін кожного гемодинамического показника, що характеризує преднагрузку, скоротність міокарда і постнавантаження, вимагає одночасної оцінки всіх інших.

Наприклад, ФВ (так само, як і величина серцевого викиду) може зменшуватися не тільки при зниженні скоротливості шлуночків, але і при гіповолемії (шок, гостра крововтрата), зменшенні припливу крові до правого серця (зниження переднавантаження), при різкому і швидкому підйомі АТ (збільшення післянавантаження) і т.п.Ріс. 1.29. Фактори, що впливають на величину переднавантаження

Переднавантаження: ОЦКПріток кровік сердцуСокращеніепредсердій

Мал. 1.30. Фактори, що впливають на величину післянавантаження

Постнагрузка: Тиск в аорті легеневої артерііНапряженіе стінки, в тому числі налічіеділатаціі сердцаОЦКВязкость крові

Відео: Механічний серцевий клапан / Mechanical valve

В інших випадках, незважаючи на зниження інотропної функції міокарда, серцевий викид може тривалий час залишатися в межах нормальних значень, хоча різко підвищеними виявляються звичайно-діастолічний тиск і об`єм шлуночка (КДД і КДО), а також тиск в передсерді і легеневої артерії. У цих випадках збереження належної величини МО забезпечується підвищеним розтягуванням серцевого м`яза, збільшенням кінцево-діастолічного об`єму шлуночка і включенням механізму Старлінг.

Діастолічна функція серця

Діастолічна функція серця - це здатність шлуночків під час діастоли вмістити необхідний об`єм крові (КДО), що надходить в них з передсердь. Діастолічна функція визначається:

• швидкістю активного розслаблення міокарда шлуночків, що залежить, перш за все, від ефективності механізмів видалення іонів Са2 + з кардіоміоцітов-

• ступенем податливості стінки шлуночка, яка, в свою чергу, залежить від величини м`язової маси шлуночка, наявності в серцевому м`язі ділянок фіброзу, ішемії, некрозу або запалення, від еластичності листків перикарда і т.п.-

• ефективністю скорочень передсердь.

Діастолічна функція шлуночків найтіснішим чином пов`язана з величиною переднавантаження. Податливий шлуночок легко заповнюється кров`ю, що сприяє нормальному розтягування м`язових волокон і подальшого адекватного скорочення. Навпаки, «жорсткий» шлуночок не в змозі прийняти необхідний об`єм крові. У цих випадках, для того щоб досягти нормального розтягування м`язових волокон і забезпечити належну преднагрузку, необхідно більш високе, ніж в нормі, тиск наповнення. В результаті підвищується КДД в шлуночку, що сприяє збереженню до пори до часу нормальної величини КДО і серцевого викиду (рис. 1.31). Важливим наслідком зменшення податливості шлуночка є також компенсаторне збільшення сили скорочення передсердя, яке інтенсивно виштовхує в кінці діастоли останній обсяг крові, що заповнює шлуночок, збільшуючи преднагрузку і, відповідно, зберігаючи нормальний УО і серцевий викид. При миготливої аритмії, коли відсутня єдина скорочення передсердь, відбувається значне зниження переднавантаження, УО і серцевого викиду. Останній показник в результаті цього може знижуватися на 15-25% Рис. 1.31. Зміна тиску наповнення шлуночка при його діастолічної дисфункції.

а - в нормі податливий шлуночок легкозаполняется кров`ю при нормальному давленіінаполненія- б - «жорсткий» шлуночок прінормальной величиною тиску наповнення, що не розтягується в діастолу в достатній мірі-в - нормальне розтягнення «жорсткого» желудочкавозможно тільки при підвищенні давленіянаполненія

Таким чином, головними показниками діастолічної функції шлуночків є:

• швидкість активного діастолічного розслаблення шлуночка (оцінюється за тривалістю фази изоволюмического розслаблення) -

• структура діастолічного наповнення шлуночка (оцінюється за результатами допплер-ехокардіографії дослідження трансмітрального або транстрікуспідального потоку крові) -

• рівень кінцево-діастолічного тиску (КДД) в шлуночку і середнього тиску в предсердіі-

• ефективність скорочень передсердь.

При порушенні діастолічної функції ЛШ відбувається збільшення часу його изоволюмического розслаблення, зміну структури діастолічного наповнення і зростає КДД в ЛШ і середній тиск в ЛП. При цьому показники систолічної функції ЛШ (МО, СІ, ФВ, УО, УІ та ін.) Залишаються нормальними або малозміненому. Відсутня також дилатація шлуночка (нормальні значення КДО) .Запомніте

1. Основними показниками, що характеризують систолічну функцію серця, є величини серцевого викиду (МО), серцевого індексу (СІ), фракції викиду (ФВ), ударного обсягу (УО) і ударного індексу (УІ). Зменшення цих показників і зростання КДД в шлуночку свідчить про зниження систолічної функції (за умови одночасного збільшення КДО і / або КСВ шлуночка) .2. Величина серцевого викиду та інших показників систолічної функції визначається трьома основними факторами:

величиною преднагрузкі-

інотропним станом (сократимостью) міокарда-

величиною після навантаження.

3. Головними показниками діастолічної функції шлуночків є:

• тривалість фази изоволюмического расслабленія-

• структура діастолічного наповнення шлуночка (за даними допплер-ЕхоКГ) -

• рівень КДД в шлуночку і середнього тиску в передсерді.

4. Збільшення КДД в шлуночку, тиску в передсерді, тривалості фази изоволюмического розслаблення, а також зміна структури діастолічного наповнення шлуночка при малозмінених показниках його систолічної функції і нормальному КДО вказує на наявність діастолічної дисфункції шлуночка.lt; lt; ПопереднєНаступна gt; gt;

Увага, тільки СЬОГОДНІ!