Ihmiskeho toimii verenkiertojärjestelmän ja solujen ravinnon ansiosta. Sydän verenkiertoelimen pääelimenä pystyy tarjoamaan kudoksille keskeytymättömän energian ja hapen. Tämä saavutetaan sydämen syklin, kehon työn vaiheiden järjestyksen avulla, joka liittyy jatkuvaan levon ja kuormituksen vuorotteluun.
Tätä käsitettä tulee tarkastella useista näkökulmista. Ensinnäkin morfologisesta näkökulmasta, eli sydämen työn vaiheiden peruskuvauksen näkökulmasta systolen ja diastolen vuorotteluna. Toiseksi hemodynaaminen, joka liittyy kapasitiivisten ja barometristen ominaisuuksien dekoodaukseen sydämen onteloissa kussakin systolen ja diastolen vaiheessa. Näiden näkökulmien puitteissa tarkastellaan alla sydämen syklin käsitettä ja sen muodostavia prosesseja.
Sydämen työn ominaisuudet
Sydämen keskeytymätön työ sen syntyhetkestä sikiön synnyssä organismin kuolemaan asti varmistetaan systolen ja diastolin vuorottelulla. Tämä tarkoittaa, että keho ei toimi jatkuvasti. Suurimman osan ajasta sydän jopa lepää, minkä ansiosta se pystyy huolehtimaan kehon tarpeista koko elämän ajan. Joidenkin kehon rakenteiden työ tapahtuu muiden lepohetkellä, mikä on välttämätöntä verenkierron jatkuvuuden varmistamiseksi. Tässä yhteydessä on asianmukaista tarkastella sydämenlyöntien kiertokulkua morfologisesta näkökulmasta.
Sydämen morfofysiologian perusteet
Nisäkkäiden ja ihmisten sydän koostuu kahdesta eteisestä, jotka virtaavat kammioonteloihin (VP) läppäineen (AVK) varustettujen eteiskammioiden (AV) läpi. Systole ja diastoli vuorottelevat, ja sykli päättyy yleiseen sydämentaukkoon. Heti kun verta työntyy VP:stä aortaan ja keuhkov altimoon, niiden paine laskee. Näistä verisuonista kehittyy takaisin kammioihin retrogradinen virta, joka pysähtyy nopeasti venttiilien avautuessa. Mutta tällä hetkellä eteisen hydrostaattinen paine on korkeampi kuin kammiopaine, ja AVK:t pakotetaan avautumaan. Seurauksena on, että paine-eron perusteella kammion täyttyminen tapahtuu sillä hetkellä, kun kammio systol on ohi, mutta eteiset eivät ole tulleet.
Tätä ajanjaksoa kutsutaan myös yleiseksi sydämen tauoksi, joka kestää kunnes paine vastaavan puolen kammio- (RV) ja eteisonteloissa (AA) tasoittuu. Heti kun tämä on tapahtunut, eteissystole alkaa työntää jäljellä olevan veren osan haimaan. Sen jälkeen, kun muu veri puristetaan ulos kammioonteloihin, oikean kammion paine laskee. Tämä aiheuttaa passiivisen verenvirtauksen: vasempaan eteiseenlaskimovuoto suoritetaan keuhkolaskimoista ja oikeaan - ontoista.
Systeeminen näkymä sydämen syklistä
Sydämen toiminnan kierto alkaa kammioiden systolella - veren ulostyöntymisellä niiden onteloista samanaikaisesti eteisten diastolen kanssa ja niiden passiivisen täyttymisen alkaessa paine-erolla afferenteissa verisuonissa, missä se tällä hetkellä on korkeampi kuin eteisessä. Ventrikulaarisen systolen jälkeen on yleinen sydämen tauko – passiivinen eteisten täyttyminen jatketaan kammioiden negatiivisella paineella.
Korkeamman hemodynaamisen paineen RA:ssa ja alhaisen RV:n sekä passiivisen eteisten täytön jatkumisen vuoksi AV-venttiilit avautuvat. Tuloksena on passiivinen kammioiden täyttö. Heti kun paine eteis- ja kammioonteloissa tasoittuu, passiivinen virta tulee mahdottomaksi ja eteisten täydennys pysähtyy, mikä saa ne supistamaan jatkaakseen lisäosan pumppaamista kammioonteloihin.
Eteissystolista paine kammioonteloissa kohoaa merkittävästi, kammioiden systole provosoituu - sen sydänlihaksen lihasten supistuminen. Seurauksena on paineen nousu onteloissa ja atrioventrikulaaristen sidekudosläppien sulkeutuminen. Aortan suussa ja keuhkovartalossa tapahtuvan nollauksen johdosta vastaaviin venttiileihin muodostuu painetta, jotka pakotetaan avautumaan verenvirtauksen suuntaan. Tämä päättää sydämen syklin: sydän alkaa jälleen täyttää eteisten passiivista täyttymistädiastole ja edelleen yleisen sydämen tauon aikana.
Sydän pysähtyy
Sydämen työssä on monia lepojaksoja: diastolia eteisessä ja kammioissa sekä yleinen tauko. Niiden kesto voidaan laskea, vaikka se riippuu suuresti sykkeestä. Nopeudella 75 lyöntiä / min sydämen syklin aika on 0,8 sekuntia. Tämä ajanjakso sisälsi eteissystolan (0,1 s) ja kammioiden supistuksen - 0,3 sekuntia. Tämä tarkoittaa, että eteiset lepäävät noin 0,7 s ja kammiot 0,5 s. Lepon aikana tulee myös yleinen tauko (0,5 s).
Noin 0,5 sekuntia sydän täyttyy passiivisesti ja 0,3 sekuntia se supistuu. Atria, rentoutumisaika on 3 kertaa pidempi kuin kammioissa, vaikka ne pumppaavat saman verran verta. Ne kuitenkin tulevat enimmäkseen kammioihin passiivisella virralla painegradienttia pitkin. Veri painovoiman vaikutuksesta alhaisen paineen hetkellä sydämen onteloissa menee onteloihin, missä se kerääntyy myöhempää supistumista ja ulostyöntämistä varten efferenttisiin verisuoniin.
Sydämen rentoutumisjaksojen merkitys
Sydämen ontelossa veri tulee reikien kautta: eteisiin - onttojen ja keuhkolaskimojen suuhun sekä kammioihin - AVC:n kautta. Niiden kapasiteetti on rajallinen ja varsinainen täyttö kestää kauemmin kuin sen karkottaminen kierron läpi. Ja sydämen syklin vaiheet ovat juuri niitä, joita tarvitaan sydämen riittävään täyttymiseen. Mitä pienemmät nämä tauot, sitä vähemmän eteiset täyttyvät, sitä vähemmän vertaohjataan kammioihin ja vastaavasti verenkiertoon.
Supistusten todellisen tiheyden kasvaessa, mikä saavutetaan lyhentämällä rentoutumisjaksoa, onteloiden täyttyminen vähenee. Tämä mekanismi on edelleen tehokas kehon toimintavarantojen nopeaan mobilisointiin, mutta supistusten tiheyden lisääntyminen lisää verenkierron minuuttitilavuutta vain tiettyyn rajaan asti. Kun supistusten tiheys saavutetaan, onteloiden täyttyminen äärimmäisen lyhyen diastolen vuoksi laskee merkittävästi, samoin kuin verenpaineen taso.
Takyarytmiat
Yllä kuvattu mekanismi on perusta fyysisen kestävyyden vähentämiselle potilaalla, jolla on takyarytmia. Ja jos sinustakykardia antaa tarvittaessa mahdollisuuden lisätä painetta ja mobilisoida kehon resursseja, eteisvärinä, supraventrikulaarinen ja kammiotakykardia, kammiovärinä sekä kammiotakysystole WPW-oireyhtymässä johtavat paineen laskuun.
Potilaan vaivojen ilmenemismuoto ja hänen tilansa vakavuus alkavat epämukavuudesta ja hengenahdistuksesta tajunnan menetykseen ja kliiniseen kuolemaan. Sydämen syklin vaiheet, joita käsiteltiin edellä taukojen tärkeyden ja niiden lyhenemisen kann alta takyarytmioissa, ovat ainoa yksinkertainen selitys sille, miksi rytmihäiriöitä tulisi hoitaa, jos niillä on negatiivinen hemodynaaminen vaikutus.
Eteissystolan ominaisuudet
Eteisen systole kestää noin 0,1 s: eteislihakset supistuvat samanaikaisesti sinuksen synnyttämän rytmin mukaisestisolmu. Sen merkitys on pumppaamalla noin 15 % verestä kammioiden onteloon. Eli jos vasemman kammion systolinen tilavuus on noin 80 ml, noin 68 ml tästä osasta täytti passiivisesti kammion eteisdiastolessa. Ja vain 12 ml pumpataan ulos eteissystolista, mikä mahdollistaa painetason nostamisen venttiilien sulkemiseksi kammio systolen aikana.
Eteisvärinä
Eteisvärinän olosuhteissa heidän sydänlihas on jatkuvasti kaoottisessa supistuksessa, mikä ei salli kiinteän eteissystolin muodostumista. Tämän vuoksi rytmihäiriöillä on negatiivinen hemodynaaminen vaikutus - se heikentää verenkiertoa kammioiden onteloihin noin 15-20%. Niiden täyttyminen tapahtuu painovoiman avulla yleisen sydämen tauon aikana ja kammioiden systolen aikana. Siksi osa verestä jää aina eteiseen ja ravistellaan jatkuvasti, mikä moninkertaistaa verenkiertoelimistön tromboosiriskin.
Verenpidätys sydämen onteloissa, ja tässä tapauksessa eteisessä, johtaa niiden asteittaiseen venymiseen ja tekee rytmin ylläpitämisen mahdottomaksi onnistuneella kardioversiolla. Silloin rytmihäiriö muuttuu vakioksi, mikä nopeuttaa sydämen vajaatoiminnan kehittymistä stagnaatioon ja verenkierron hemodynaamisiin häiriöihin 20-30%.
Kammion systoliavaiheet
Sydänsyklin keston ollessa 0,8 sekuntia kammioiden systole on 0,3 - 0,33 sekuntia kahdella jaksolla - jännitys (0,08 s) ja ulostulo (0,25 s). Sydänlihas alkaa supistua, mutta sen ponnistelut eivät riitäveren puristamiseen kammioontelosta. Mutta luotu paine sallii jo eteisventtiilien sulkeutumisen. Ejektiovaihe tapahtuu sillä hetkellä, kun systolinen paine kammioonteloissa mahdollistaa osan verestä poistumisen.
Sydänsyklin jännitysvaihe on jaettu asynkroniseen ja isometriseen supistumisjaksoon. Ensimmäinen kestää noin 0,05 s. ja se on kokonaisv altaisen supistumisen alku. Myosyyttien asynkroninen (satunnainen) supistuminen kehittyy, mikä ei johda paineen nousuun kammioontelossa. Sitten, kun viritys kattaa sydänlihaksen koko massan, muodostuu isometrisen supistumisen vaihe. Sen merkitys on merkittävässä paineen nousussa kammioiden ontelossa, jonka avulla voit sulkea eteiskammioventtiilit ja valmistautua työntämään verta keuhkojen runkoon ja aortaan. Sen kesto sydänsyklissä on 0,03 sekuntia.
Kammion systolevaiheen ejektiojakso
Kammio systole etenee veren poistumiseen efferenttisuonien onteloon. Sen kesto on neljäsosa sekuntia ja se koostuu nopeasta ja hitaasta vaiheesta. Ensinnäkin kammioiden onteloiden paine nousee systolisen maksimitasoon ja lihasten supistuminen työntää niiden ontelosta noin 70 % todellisesta tilavuudesta. Toinen vaihe on hidas ejektio (0,13 s): sydän pumppaa loput 30 % systolisesta tilavuudesta efferenteihin verisuoniin, mutta tämä tapahtuu jo paineen laskussa, joka edeltää kammiodiastolia ja yleistä sydämen taukoa.
Kammiodiastolivaiheet
Kammiodiastoli (0,47 s) sisältää rentoutumisjakson (0,12 sekuntia) ja täyttymisjakson (0,25 sekuntia). Ensimmäinen on jaettu protodiastoliseen ja sydänlihaksen isometriseen rentoutumisvaiheeseen. Sydänsyklin täyttöjakso koostuu kahdesta vaiheesta - nopeasta (0,08 s) ja hidasta (0,17 s).
Prodiastolisen jakson aikana (0,04 s), kammion systolen ja diastolin välisen siirtymävaiheen aikana, kammioonteloiden paine laskee, mikä aiheuttaa aortta- ja keuhkoläppien sulkeutumisen. Toisessa vaiheessa kammioonteloissa on nollapainejakso, jolloin venttiilit ovat samanaikaisesti kiinni.
Nopean täyttymisen aikana eteiskammioventtiilit avautuvat välittömästi ja veri virtaa eteisestä painegradienttia pitkin kammioonteloihin. Samanaikaisesti jälkimmäisten onteloita täydennetään jatkuvasti sisäänvirtauksella tuovien suonien kautta, minkä vuoksi pienemmällä tilavuudella eteisten onteloita ne silti pumppaavat samanlaisia verenosia, kuten kammiot. Sen jälkeen kammioonteloiden paineen huippuarvon vuoksi sisäänvirtaus hidastuu, hidas vaihe alkaa. Se päättyy eteissupistukseen, joka tapahtuu kammiodiastolessa.