Сердце – это полый мышечный орган, выполняющий функцию насоса по нагнетанию крови в магистральные сосуды (аорту и легочную артерию). Эта функция выполняется во время сокращения желудочков (систолы).
Главные функции сердца – резервуарная и нагнетательная. В период диастолы в отделах сердца накапливается очередная порция крови. Во время систолы желудочков часть этой крови выбрасывается из левого в аорту (большой круг), а из правого в лёгочную артерию (малый круг).
За 1 минуту у взрослого человека из каждого желудочка выбрасывается около 4,5 - 5 л крови – минутный объём крови (МОК).
Максимальный объём крови перед началом систолы желудочков 140 – 180 мл – «конечно-диастолический объём». Характеризует максимальные возможности сердца как насоса.
В период систолы из желудочков выбрасывается «систолический объём» (СО) - 60 – 80 мл. Чем он больше и чем чаще сокращается сердце, тем выше его производительность как насоса. Если СО – 70 мл, ЧСС 70 уд./мин, то МОК – 4900 мл. СО – важнейшая характеристика производительности работы сердца. Синонимы СО – ударный объём и сердечный выброс.
После изгнания крови в желудочках остаётся около 70 мл крови. Это «конечно-систолический объём». Состоит из резервного и остаточного объёмов; остаточный объём – остаётся даже после самого мощного сокращения, а резервный объём – может выбрасываться при усиленной работе.
Сердечный индекс: МОК/площадь поверхности тела.
Ударный индекс: СО/площадь поверхности тела.
Сердечный цикл.
Систола предсердий. При распространении возбуждения от синоатриального узла по миокардиоцитам предсердий начинается их сокращение. В процесс вовлекаются все миокардиоциты правого, чуть позже, и левого предсердий. В результате сжимаются устья вен, впадающих в предсердия, повышается внутрипредсердное давление – в левом до 5-8 мм рт.ст., в правом до 4-6 мм рт.ст.. Кровь, которая накопилась в предсердиях во время диастолы, изгоняется в желудочки. Длительность систолы предсердий около 0,1 с. За это время в желудочки входит около 40 мл крови (30 % конечно-диастолического объёма).
После окончания систолы предсердий начинаются 2 процесса: 1) в предсердиях – диастола (0,7 с); 2) в желудочках начинается систола (0,33 с), а затем диастола (0,47 с). Все временные интервалы приводятся для ЧСС – 75 ударов/минуту.
1-й период систолы желудочков – период напряжения (0,08 с) – состоит из 2-х фаз: асинхронного сокращения (0,05 с) и изометрического сокращения (0,03 с).
Фаза асинхронного сокращения начинается с началом возбуждения желудочков. В течение этой фазы процессы возбуждения (и следующие за ними процессы сокращения) распространяются по миокарду желудочков. Давление в желудочках сначала близкок к концу фазы – сокращение охватывает все волокна миокарда и давление в желудочках начинает быстро нарастать.
Фаза изометрического сокращения начинается с захлопывания створок предсердно-желудочковых (атриовентрикулярных) клапанов, когда давление в желудочках станет выше, чем в предсердиях. При этом возникает I-й (систолический) тон сердца. После захлопывания клапанов и створчатые и полулунные клапаны (и вход и выход) закрыты, объём крови постоянен, т.к. жидкость практически не сжимаема, длина волокон не изменяется, увеличивается их напряжение. Давление в желудочках быстро растёт: до 70-80 мм рт.ст. в левом и до 15-20 мм рт.ст. в правом. Левый желудочек приобретает круглую форму и с силой ударяется о внутреннюю поверхность грудной стенки. В 5-м межреберье слева от среднеключичной линии в этот момент определяется верхушечный толчок.
К концу фазы изометрического сокращения давление крови в левом желудочке становится выше, чем в аорте, а в правом желудочке выше, чем в лёгочной артерии. Происходит открытие полулунных клапанов и начинается период изгнания (0,25 с).
В начале процесс изгнания совершается быстро – фаза быстрого изгнания (0,12 с). Давление в желудочках нарастает: в левом до 120 – 130 мм рт. ст., в правом до 25 – 30 мм рт. ст.. Такие же давления создаются соответственно в аорте и лёгочной артерии. По мере заполнения аорты и лёгочной артерии кровью, сопротивление выходящему потоку крови увеличивается, фаза быстрого изгнания сменяется фазой медленного изгнания (0,13 с).
В конце фазы медленного изгнания миокард желудочков начинает расслабляться. Давление в желудочках падает, кровь из аорты и лёгочной артерии устремляется обратно в полости желудочков и захлопывает полулунные клапаны. При этом возникает II-й (диастолический) тон сердца. Время от начала расслабления желудочков до захлопывания полулунных клапанов называется протодиастолическим периодом (0,04 с).
После захлопывания полулунных клапанов давление в желудочках падает. Створчатые клапаны в это время ещё закрыты, объём крови, а, следовательно, и длина волокон миокарда не изменяется – период изометрического расслабления (0,08 с).
К концу изометрического расслабления давление в желудочках становится ниже, чем в предсердиях, открываются предсердно-желудочковые клапаны и кровь из предсердий начинает поступать в желудочки. Начинается период наполнения желудочков кровью (0,25 с), делящийся на фазы быстрого (0,08 с) и медленного (0,17 с) наполнения.
С момента открытия предсердно-желудочковых клапанов вся кровь из предсердий (около 33 мл) быстро устремляется в желудочки. Колебания стенок желудочков вследствие быстрого притока крови вызывает появление III-го тона сердца.
Во время фазы медленного наполнения вся кровь, поступающая из вен в предсердия, протекает сразу в желудочки.
К концу фазы медленного наполнения возникает систола предсердий. Предсердия нагнетают в желудочки дополнительное количество крови. Во время систолы предсердий в желудочках – пресистолический период (0,1 с).
Колебания стенок сердца, вызванные сокращением предсердий и дополнительным поступлением крови в желудочки, ведёт к появлению IV-го тона сердца.
Если I-й и II-й тоны выявляются уже при аускультации, то III-й и IV-й тоны сердца выявляются при регистрации фонокардиограммы.