Ciało ludzkie funkcjonuje dzięki obecności układu krążenia i odżywiania komórkowego. Serce jako główny narząd układu krążenia jest w stanie zapewnić nieprzerwane zaopatrzenie tkanek w substraty energetyczne i tlen. Osiąga się to poprzez cykl pracy serca, sekwencję faz pracy ciała, związaną ze stałą przemianą odpoczynku i obciążenia.
Tę koncepcję należy rozpatrywać z kilku punktów widzenia. Po pierwsze z morfologicznego punktu widzenia, czyli z punktu widzenia podstawowego opisu faz pracy serca jako przemiany skurczu z rozkurczem. Po drugie, z hemodynamiką, związaną z dekodowaniem cech pojemnościowych i barometrycznych w jamach serca na każdym etapie skurczu i rozkurczu. W ramach tych punktów widzenia koncepcja cyklu serca i jego procesów składowych zostanie rozważona poniżej.
Charakterystyka pracy serca
Nieprzerwaną pracę serca od momentu ułożenia go w embriogenezie do śmierci organizmu zapewnia naprzemienność skurczu z rozkurczem. Oznacza to, że organizm nie pracuje stale. Przez większość czasu serce nawet odpoczywa, co pozwala mu przez całe życie zaspokajać potrzeby ciała. Praca niektórych struktur ciała następuje w czasie odpoczynku innych, co jest niezbędne do zapewnienia stałego krążenia krwi. W tym kontekście należy rozważyć cykl uderzeń serca z morfologicznego punktu widzenia.
Podstawy morfofizjologii serca
Serce u ssaków i ludzi składa się z dwóch przedsionków wpływających do jam komorowych (VP) przez otwory przedsionkowo-komorowe (AV) z zastawkami (AVK). Naprzemiennie skurcz i rozkurcz, a cykl kończy się ogólną przerwą kardiologiczną. Gdy tylko krew zostanie wyrzucona z VP do aorty i tętnicy płucnej, ciśnienie w nich spada. Prąd wsteczny rozwija się z tych naczyń z powrotem do komór, który jest szybko zatrzymywany przez otwarcie zastawek. Ale w tej chwili przedsionkowe ciśnienie hydrostatyczne jest wyższe niż ciśnienie komorowe, a AVK są zmuszone do otwarcia. W rezultacie, na różnicy ciśnień, w momencie, gdy skurcz komorowy minął, ale przedsionki nie pojawiły się, następuje wypełnienie komór.
Ten okres jest również nazywany ogólną przerwą kardiologiczną, która trwa do momentu wyrównania się ciśnienia w jamach komorowych (RV) i przedsionkowych (AA) odpowiedniej strony. Jak tylko to nastąpi, skurcz przedsionkowy zaczyna wpychać pozostałą porcję krwi do trzustki. Po tym, gdy reszta krwi zostaje wyciśnięta do jam komorowych, ciśnienie w prawej komorze spada. Powoduje to bierny przepływ krwi: do lewego przedsionkawyładowanie żylne odbywa się z żył płucnych, a w prawo - z pustych.
Widok systemowy cyklu pracy serca
Cykl czynności serca rozpoczyna się od skurczu komór - wyrzucenia krwi z ich jam wraz z jednoczesnym rozkurczem przedsionków i początkiem ich biernego wypełniania na różnicy ciśnień w naczyniach doprowadzających, gdzie w tym momencie jest wyższy niż w przedsionkach. Po skurczu komór następuje ogólna pauza kardiologiczna - kontynuacja biernego napełniania przedsionków z podciśnieniem w komorach.
Z powodu wyższego ciśnienia hemodynamicznego w RA i niskiego w RV, wraz z kontynuacją pasywnego napełniania przedsionków, zastawki AV otwierają się. Rezultatem jest bierne wypełnienie komór. Gdy tylko ciśnienie w jamach przedsionkowych i komorowych wyrówna się, prąd bierny staje się niemożliwy, a uzupełnianie przedsionków ustaje, co powoduje ich kurczenie się w celu dalszego pompowania dodatkowej porcji do jam komorowych.
Od skurczu przedsionków znacznie wzrasta ciśnienie w jamach komorowych, dochodzi do skurczu komory - skurczu mięśnia jej mięśnia sercowego. Rezultatem jest wzrost ciśnienia w jamach i zamknięcie zastawek tkanki łącznej przedsionkowo-komorowej. W wyniku cofnięcia się u ujścia aorty i pnia płucnego na odpowiednie zastawki powstaje ciśnienie, które zmuszone jest otwierać się w kierunku przepływu krwi. To kończy cykl pracy serca: serce ponownie rozpoczyna bierne wypełnianie przedsionków w ichrozkurczu i dalej w momencie ogólnej pauzy kardiologicznej.
Serce zatrzymuje się
W pracy serca występuje wiele epizodów spoczynku: rozkurcz w przedsionkach i komorach, a także pauza ogólna. Ich czas trwania można obliczyć, choć w dużej mierze zależy to od tętna. Przy 75 uderzeniach/min czas cyklu serca wyniesie 0,8 sekundy. Okres ten obejmował skurcz przedsionków (0,1 s) i skurcz komór - 0,3 sekundy. Oznacza to, że przedsionki odpoczywają przez około 0,7 s, a komory przez 0,5 s. Podczas odpoczynku następuje również ogólna pauza (0,5 s).
Około 0,5 sekundy serce wypełnia się pasywnie, a 0,3 sekundy się kurczy. Atria, czas relaksacji jest 3 razy dłuższy niż w komorach, chociaż pompują one podobne objętości krwi. Jednak najczęściej dostają się do komór za pomocą prądu biernego wzdłuż gradientu ciśnienia. Krew grawitacyjnie w momencie niskiego ciśnienia w jamach serca dostaje się do jam serca, gdzie gromadzi się w celu późniejszego skurczu i wydalenia do naczyń odprowadzających.
Znaczenie okresów relaksacji serca
W jamie serca krew dostaje się przez otwory: do przedsionków - przez ujścia żył pustych i płucnych oraz do komór - przez AVC. Ich pojemność jest ograniczona, a samo wypełnienie trwa dłużej niż jego wydalenie przez krążenie. A fazy cyklu serca są dokładnie tym, co jest potrzebne do wystarczającego wypełnienia serca. Im mniejsze te przerwy, tym mniej wypełnią się przedsionki, tym mniej krwizostanie skierowany do komór i odpowiednio do kręgów krążenia krwi.
Wraz ze wzrostem rzeczywistej częstotliwości skurczów, co uzyskuje się poprzez skrócenie okresu relaksacji, zmniejsza się wypełnienie ubytków. Mechanizm ten nadal pozostaje skuteczny w szybkiej mobilizacji rezerw funkcjonalnych organizmu, ale wzrost częstotliwości skurczów powoduje wzrost minimalnej objętości krążenia krwi tylko do pewnego limitu. Po osiągnięciu wysokiej częstotliwości skurczów wypełnienie ubytków spowodowane bardzo krótkim rozkurczem znacznie się zmniejszy, podobnie jak poziom ciśnienia krwi.
Tachyarytmie
Opisany powyżej mechanizm jest podstawą zmniejszenia wytrzymałości fizycznej u pacjenta z tachyarytmią. A jeśli częstoskurcz zatokowy, w razie potrzeby, pozwala na zwiększenie ciśnienia i mobilizację zasobów organizmu, to migotanie przedsionków, częstoskurcz nadkomorowy i komorowy, migotanie komór, a także częstoskurcz komorowy w zespole WPW prowadzą do spadku ciśnienia.
Manifestacja skarg pacjenta i ciężkość jego stanu zaczyna się od dyskomfortu i duszności do utraty przytomności i śmierci klinicznej. Fazy cyklu pracy serca, omówione powyżej w kontekście znaczenia przerw i ich skrócenia w tachyarytmiach, są jedynym prostym wyjaśnieniem, dlaczego arytmie należy leczyć, jeśli mają negatywny wpływ hemodynamiczny.
Cechy skurczu przedsionkowego
Skurcz przedsionkowy (przedsionkowy) trwa około 0,1 s: mięśnie przedsionkowe kurczą się jednocześnie zgodnie z rytmem wytwarzanym przez zatokęwęzeł. Jego znaczenie polega na pompowaniu około 15% krwi do jamy komór. To znaczy, jeśli objętość skurczowa lewej komory wynosi około 80 ml, to około 68 ml tej części biernie wypełnia komorę w rozkurczu przedsionków. A tylko 12 ml jest wypompowywane przez skurcz przedsionkowy, co pozwala na zwiększenie poziomu ciśnienia w celu zamknięcia zastawek podczas skurczu komorowego.
Migotanie przedsionków
W warunkach migotania przedsionków ich mięsień sercowy jest stale w stanie chaotycznego skurczu, co nie pozwala na wytworzenie solidnego skurczu przedsionków. Z tego powodu arytmia wnosi ujemny wkład hemodynamiczny – zubaża przepływ krwi do jam komorowych o około 15-20%. Ich napełnianie odbywa się grawitacyjnie podczas ogólnej przerwy sercowej oraz w okresie skurczu komorowego. Dlatego jakaś część krwi zawsze pozostaje w przedsionkach i jest stale wstrząśnięta, co zwielokrotnia ryzyko zakrzepicy w układzie krążenia.
Zatrzymanie krwi w jamach serca, aw tym przypadku w przedsionkach, prowadzi do ich stopniowego rozciągania i uniemożliwia utrzymanie rytmu przy skutecznej kardiowersji. Wtedy arytmia będzie stała, co przyspiesza rozwój niewydolności serca ze stagnacją i zaburzeniami hemodynamicznymi w krążeniu o 20-30%.
Fazy skurczu komorowego
Przy czasie trwania cyklu pracy serca wynoszącym 0,8 s, skurcz komory wyniesie 0,3 - 0,33 sekundy z dwoma okresami - napięciem (0,08 s) i wydaleniem (0,25 s). Miokardium zaczyna się kurczyć, ale jego wysiłki nie wystarczajądo wyciskania krwi z jamy komorowej. Ale wytworzone ciśnienie już pozwala na zamknięcie zastawek przedsionkowych. Faza wyrzutu następuje w momencie, gdy ciśnienie skurczowe w jamach komorowych pozwala na wydalenie części krwi.
Faza napięcia w cyklu pracy serca podzielona jest na okres skurczu asynchronicznego i izometrycznego. Pierwsza trwa około 0,05 s. i jest początkiem skrócenia całkowego. Rozwija się asynchroniczny (losowy) skurcz miocytów, który nie prowadzi do wzrostu ciśnienia w jamie komorowej. Następnie, gdy wzbudzenie pokryje całą masę mięśnia sercowego, powstaje faza skurczu izometrycznego. Jego znaczenie polega na znacznym wzroście ciśnienia w jamie komór, co pozwala na zamknięcie zastawek przedsionkowo-komorowych i przygotowanie do wypchnięcia krwi do pnia płucnego i aorty. Jego czas trwania w cyklu serca wynosi 0,03 sekundy.
Okres wyrzutu fazy skurczu komorowego
Skurcz komorowy prowadzi do wydalenia krwi do jamy naczyń odprowadzających. Jego czas trwania wynosi ćwierć sekundy i składa się z fazy szybkiej i wolnej. Po pierwsze, ciśnienie w jamach komorowych wzrasta do maksimum skurczowego, a skurcze mięśni wypychają z ich jamy część około 70% rzeczywistej objętości. Druga faza to powolny wyrzut (0,13 s): serce pompuje pozostałe 30% objętości skurczowej do naczyń odprowadzających, jednak dzieje się to już przy spadku ciśnienia, który poprzedza rozkurcz komorowy i ogólną pauzę kardiologiczną.
Fazy rozkurczu komorowego
Rozkurcz komorowy (0,47 s) obejmuje okres relaksacji (0,12 sekundy) i wypełnienie (0,25 sekundy). Pierwsza dzieli się na fazę relaksacji protorozkurczowej i izometrycznej mięśnia sercowego. Okres napełniania w cyklu serca składa się z dwóch faz - szybkiej (0,08 s) i wolnej (0,17 s).
Podczas okresu protorozkurczowego (0,04 s), fazy przejściowej między skurczem a rozkurczem komory, ciśnienie w jamach komorowych spada, powodując zamknięcie zastawki aortalnej i płucnej. W drugiej fazie występuje okres zerowego ciśnienia w jamach komorowych przy jednocześnie zamkniętych zastawkach.
W okresie szybkiego napełniania zastawki przedsionkowo-komorowe natychmiast się otwierają, a krew przepływa wzdłuż gradientu ciśnienia do jam komorowych z przedsionków. Jednocześnie ubytki tych ostatnich są stale uzupełniane przez dopływ przez żyły prowadzące, dlatego przy mniejszej objętości ubytków przedsionków nadal pompują podobne porcje krwi, jak komory. Następnie, ze względu na szczytową wartość ciśnienia w jamach komorowych, dopływ zwalnia, rozpoczyna się faza powolna. Zakończy się skurczem przedsionków, który pojawia się przy rozkurczu komór.
