Строение и принцип работы сердца. Из каких фаз состоит сердечный цикл

В деятельности сердца можно выделить две фазы: систола (сокращение) и диастола (расслабление). Систола предсердий слабее и короче систолы желудочков: в сердце человека она длится 0,1с, а систола желудочков – 0,3 с. диастола предсердий занимает 0,7с, а желудочков – 0,5 с. Общая пауза (одновременная диастола предсердий и желудочков) сердца длится 0,4 с. Весь сердечный цикл продолжается 0,8с. Длительность различных фаз сердечного цикла зависит от частоты сердечных сокращений. При более частых сердечных сокращений деятельность каждой фазы уменьшается, особенно диастолы. Во время диастолы предсердий атриовентрикулярные клапаны открыты и кровь, поступающая из соответствующих сосудов, заполняет не только их полости, но и желудочки. Во время систолы предсердий желудочки полностью заполняются кровью. При этом исключается обратное движение крови в полые и легочные вены. Это связано с тем, что в первую очередь сокращается мускулатура предсердий, образующая устья вен. По мере наполнения полостей желудочков кровью створки атриовентрикулярных клапанов плотно смыкаются и отделяют полость предсердий от желудочков. В результате сокращения папиллярных мышц желудочков в момент их систолы сухожильные нити створок атриовентрикулярных клапанов натягиваются и не дают им вывернуться в сторону предсердий. К концу систолы желудочков давление в них становится больше давления в аорте и легочной стволе.Это способствует открытию полулунных клапанов, и кровь из желудочков поступает в соответствующие сосуды. Во время диастолы желудочков давление в них резко падает, что создает условия для обратного движения крови в сторону желудочков. При этом кровь заполняет кармашки полулунных клапанов и обусловливает их смыкание. Таким образом, открытие и закрытие клапанов сердца связано с изменением величины давления в полостях сердца.Механическая работа сердца связана с сокращением его миокарда. Работа правого желудочка в три раза меньше работы левого желудочка. Общая работа желудочков за сутки такова, что она достаточна для того, чтобы поднять человека массой 64 кг на высоту 300 метров. В течение жизни сердце перекачивает столько крови, что ею можно было бы заполнить канал длиной 5 метров, по которому бы прошел большой теплоход.Сердце с механической точки зрения представляет собой насос ритмического действия, чему способствует клапанный аппарат. Ритмические сокращения и расслабления сердца обеспечивают непрерывный ток крови. Сокращение сердечной мышцы называется систолой, его расслабление — диастолой. При каждой систоле желудочков происходит выталкивание крови из сердца в аорту и легочный ствол. В обычных условиях систола и диастола четко согласованы во времени. Период, включающий одно сокращение и последующее расслабление сердца, составляет сердечный цикл. Его продолжительность у взрослого человека равна 0,8 секунды при частоте сокращений 70 — 75 раз в минуту. Началом каждого цикла является систола предсердий. Она длится 0,1 сек. По окончании систолы предсердий наступает их диастола, а также систола желудочков. Систола желудочков длится 0,3 сек. В момент систолы в желудочках повышается давление крови, оно достигает в правом желудочке 25 мм рт. ст., а в левом — 130 мм рт. ст. По окончании систолы желудочков начинается фаза общего расслабления, длящаяся 0,4 сек. В целом период расслабления предсердий равен 0,7 сек., а желудочков — 0,5 сек. Физиологическое значение периода расслабления состоит в том, что за это время в миокарде происходят обменные процессы между клетками и кровью, т. е. происходит восстановление работоспособности сердечной мышцы.

Показателями работы сердца являются систолический и минутный объем сердца.Систолический, или ударный, объем сердца-это количество крови, которое сердце выбрасывает в соответствующие сосуды при каждом сокращении. Величина систолического объема зависит от размеров сердца, состояния миокарда и организма. У взрослого здорового человека при относительном покое систолический объем каждого желудочка составляет приблизительно 70-80 мл. Таким образом, при сокращении желудочков в артериальную систему поступает 120-160 мл крови. Минутный объем сердца-это количество крови, которое сердце выбрасывает в легочный ствол и аорту за 1 мин. Минутный объем сердца - это произведение величины систолического объема на частоту сердечных сокращений в 1 мин. В среднем минутный объем составляет 3-5 л. Систолический и минутный объем сердца характеризует деятельность всего аппарата кровообращения.

Сердце является главным органом человеческого организма. Его важная функция заключается в поддержании жизни. Процессы, происходящие в этом органе, приводят сердечную мышцу в возбуждение, запуская процесс, в котором чередуются сокращения и расслабления, который является жизненно необходимым циклом для поддержания ритмического кровообращения.

Работа сердца по своей сути является сменой циклических периодов и продолжается без остановки. От качества работы сердца в первую очередь зависит жизнеспособность организма.

По механизму действия сердце можно сравнить с насосом, который нагнетает в артерии кровяные потоки, поступающие из вен. Эти функции обеспечиваются особыми свойствами миокарда, такими, как возбудимость, возможность сокращаться, служить проводником, работать в автоматическом режиме.

Особенностью движения миокарда является его непрерывность и цикличность благодаря наличию на окончаниях системы сосудов (венозных и артериальных) разности давлений, один из показателей которого в магистральных венах составляет 0 мм по рт.ст., тогда как в аорте может доходить до 140 мм.

Продолжительность цикла (систола и диастола)

Для того чтобы понять суть циклической функции сердца следует разобраться в том, что такое систола и что такое диастола. Первая характеризуется освобождением сердца от кровяной жидкости, т.о. сокращение сердечной мышцы называется систолой, тогда как диастолы сопровождается заполнением полостей кровяным потоком.

Процесс чередования систолы и диастолы желудочков и предсердий, а также наступающее затем общее расслабление, носит название цикла сердечной деятельности.

Т.е. открытие створчатых клапанов происходит в момент систолы. При сокращении створки во время диастолы кровь приливает к сердцу . Период паузы также имеет большое значение, т.к. створчатые клапаны закрыты в течение этого времени для отдыха.

Таблица 1. Длительность цикла у человека и животных в сравнении

Продолжительность систолы составляет у человека по существу такой же период, как и диастола, тогда как у животных этот период длится несколько дольше.

Длительность разных фаз цикла работы сердца определяется по частоте сокращений. Их учащение влияет на протяженность всех фаз, в большей степени, это относится к диастоле, становящейся заметно меньше. В стадии покоя здоровые организмы имеют частоту сердечных циклов в минуту в количестве до 70. В этом же время они могут иметь длительность до 0,8 с.

До сокращений миокард бывает расслаблен, его камеры заполняются кровяной жидкостью, поступившей из вен. Отличием этого периода служит полное раскрытие клапанов, а давление в камерах — в предсердиях и желудочках сохраняется на одинаковом уровне. Импульс возбуждения миокарда берет начало от предсердий.

Затем он провоцирует рост давления и вследствие разницы кровяной поток постепенно выталкивается.

Цикличность работы сердца отличает уникальная физиология, т.к. он самостоятельно обеспечивает себе импульс для активности мышцы, посредством аккумулирования электрической стимуляции.

Фазовая структура с таблицей

Для проведения анализа изменений в сердце нужно также знать из каких фаз состоит этот процесс. Существуют такие фазы, как: сокращение, изгнание, расслабление, наполнение. Каковы периоды, последовательность и место в цикле работы сердца отдельных видов каждой из них можно увидеть в Таблице 2.

Таблица 2. Показатели сердечного цикла

К ардиоцикл подразделяется на несколько фаз, имеющих определенное назначение и длительность, обеспечивая правильное направление тока крови по порядку, точно установленному природой.

Названия фаз цикла:

Видео: Сердечный цикл

Звуки сердца

Деятельность сердца характеризуются издаваемыми циклическими звуками, они напоминают постукивание. Составляющими каждого удара служат два легко различимых тона.

Один из них возникает от сокращений в желудочках, импульс которых возникает от захлопывающихся клапанов, закрывающих атриовентрикулярные отверстия во время напряженности миокарда, препятствуя проникновению кровяного потока назад в предсердия.

Звук в это время появляется непосредственно при смыкании свободных краев. Этот же удар производится при участии миокарда, стенок легочного ствола и аорты, сухожильных нитей.

Следующий тон возникает в период диастолы от движения желудочков, являясь в тоже время следствием деятельности полулунных клапанов, не дающих кровяному потоку проникнуть обратно, выполняя функции преграды. Стук становится слышен в момент соединения в просвете краев сосудов.

Помимо двух наиболее заметных тонов в цикле работы сердца существуют еще два, называемых третьим и четвертым. Если для того чтобы услышать первые два достаточно фонендоскопа, то остальные могут быть зарегистрированы лишь специальным прибором.

Прослушивание ударов сердца крайне важно для диагностики его состояния и возможных изменений, позволяющих судить о развитии патологий. Некоторым недугам этого органа характерно нарушение цикличности, раздваивание ударов, изменение их громкости, сопровождение дополнительными тонами или иными звуками, включая писки, щелчки, шумы.

Видео: Аускультация сердца. Основные тоны

Сердечный цикл – уникальная, созданная природой физиологическая реакция организма, необходимая для поддержания его жизнедеятельности. Этот цикл имеет определенные закономерности, к которым относятся периоды сокращения и расслабления мышц.

По итогам фазового анализа деятельности сердца можно сделать вывод, что два основных его цикла промежутки активности и отдыха, т.е. между систолой и диастолой, по существу примерно одинаковые.

Важным показателем здоровья человеческого организма, определяемого по деятельности сердца, является характер его звуков, в особенности должны вызывать настороженное отношение шумы, щелчки и т.п.

Для того чтобы избежать развития патологий в сердце необходимо своевременное прохождение диагностики в медицинском учреждении, где специалист сможет оценить изменения в сердечном цикле по его объективным и точным показателям.

(лат. соr, греч. cardia) - полый фиброзно-мышечный орган, расположенный в середине грудной клетке между двумя легкими и лежащий на диафрагме. По отношению к средней линии тела сердце располагается несимметрично - около 2 / 3 слева от нее и около 1 / 3 - справа.

Размер сердца человека примерно равен величине его кулака, в среднем весит 220-260 граммов (до 500 г.).

Как работает сердце
Сердце перекачивает кровь по всему организму, насыщая клетки кислородом и питательными веществами. Сердце можно считать настоящим перекрестком магистралей, регулировщиком «движения» крови, поскольку в нем сходятся вены и артерии, и оно непрерывно действует как насос - за одно сокращение оно выталкивает в сосуды 60-75 мл крови (до 130 мл). Нормальный пульс в спокойном состоянии - 60-80 ударов в минуту, причем у женщин сердце бьется на 6-8 ударов в минуту чаще, чем у мужчин. При тяжелой физической нагрузке пульс может ускоряться до 200 и более ударов в минуту. За сутки сердце сокращается около 100 000 раз, перекачивая от 6000 до 7500 литров крови или 30-37 полных ванн емкостью 200 литров.
Пульс образуется при выталкивании крови из левого желудочка в аорту и в виде волны распространяется по артериям со скоростью 11 м/с, то есть 40 км/ч.

Кровь движется в сердце по восьмерке : из вен притекает в правое предсердие, затем правый желудочек выталкивает ее в легкие, где она насыщается кислородом и через легочные вены возвращается в левое предсердие. Затем в левый желудочек и из него через аорту и ответвляющиеся от нее артериальные сосуды разносится по всему телу.
Отдав кислород, кровь собирается в полые вены, а через них - в правое предсердие и правый желудочек. Оттуда через легочную артерию кровь попадает в легкие, где вновь обогащается кислородом.

Не до конца ясно, как мозгу удается сохранить синхронность деятельности сердца и 40 тысяч километров (до 100 тысяч км) сосудистых систем - лимфатической, венозной, артериальной. Представьте: при нагрузке вашему организму нужно резко увеличить кровоток, потребление кислорода и т. д. Сердце должно сработать в один миг!

Сердце образовано из разновидности поперечно-полосатой мышцы - миокарда , покрытого снаружи серозной двухслойной оболочкой: слой, прилегающий к мышце, - эпикард ; и внешний слой, прикрепляющий сердце к соседним структурам, но позволяющий ему сокращаться, - перикард .

Анатомия проводящей системы сердца
Мышечная перегородка делит сердце продольно на левую и правую половины. Клапаны разделяют каждую половину на две камеры: верхнюю (предсердие) и нижнюю (желудочек). Таким образом, сердце, как четырехкамерный мышечный насос , состоит из четырех камер, разделенных попарно волокнистыми клапанами , которые позволяют крови проходить только в одном направлении . В эти камеры входит и из них выходит ряд кровеносных сосудов, по которым кровь совершает кругооборот.
Четыре сердечные камеры, выстланные слоем эластичной ткани - эндокардом , - образуют два предсердия и два желудочка . Левое предсердие сообщается с левым желудочком с помощью митрального клапана , а правое предсердие сообщается с правым желудочком при помощи трехстворчатого клапана .
В правое предсердие впадают две полые вены, а в левое - четыре легочные вены. От правого желудочка отходит легочная артерия, а от левого - аорта. Поступление крови в сердце идет постоянно и беспрепятственно, в то время как выход крови из желудочков в артерии регулируется полулунными клапанами , которые открываются лишь тогда, когда кровь в желудочке достигает определенного давления.

Сердце работает в двух типах движений: систолическом , или движении сокращения, и диастолическом , или движении расслабления. Сокращение, регулируемое вегетативной нервной системой, не поддается произвольному контролю, так как перекачивание и циркуляция крови в организме должны быть непрерывными.

(cyclus cardiacus) - обычно называют ударом - совокупность электрофизиологических, биохимических и биофизических процессов, происходящих в сердце на протяжении одного сокращения.
Цикл деятельности сердца складывается из трех фаз:
1. Систола предсердий и диастола желудочков. При сокращении предсердий митральный и трехстворчатый клапаны открываются, и кровь поступает в желудочки.
2. Систола желудочков. Желудочки сокращаются, вызывая повышение кровяного давления. Полулунные клапаны аорты и легочной артерии открываются, и происходит опорожнение желудков через артерии.
3. Общая диастола. После опорожнения желудочки расслабляются, и сердце остается в фазе покоя до тех пор, пока кровь, заполняющая предсердие, не надавит на атриовентрикулярные клапаны.

Сокращаясь, сердечная мышца проталкивает кровь сначала через предсердия, а затем через желудочки.
Правое предсердие сердца получает бедную кислородом кровь по двух главным венам: верхней полой и нижней полой, а также из более мелкого венечного синуса, который собирает кровь из стенок самого сердца. При сокращении правого предсердия кровь через трехстворчатый клапан попадает в правый желудочек. Когда правый желудочек достаточно наполнится кровью, он сокращается и выбрасывает кровь через легочные артерии в малый круг кровообращения.
Кровь, обогащенная кислородом в легких, по легочным венам попадает в левое предсердие. После заполнения кровью левое предсердие сокращается и через митральный клапан выталкивает кровь в левый желудочек.
После заполнения кровью левый желудочек сокращается и с большой силой выбрасывает кровь в аорту. Из аорты кровь попадает в сосуды большого круга кровообращения, разнося кислород ко всем клеткам тела.

Возбуждение сердца происходит по проводящей системе сердца - мышечной узловой ткани , точнее, мышечным клеткам, специализированным на возбуждении сердечной мышцы. Эта ткань состоит из синоатриального узла (S-A -узел, синусовый узел, узел Кис-Фляка) и атриовентрикулярного узла (A-V -узел, предсердно-желудочковый узел), расположенных в правом предсердии (на границе предсердий и желудочков). В первом из этих узлов возникают электрические импульсы, вызывающие сокращение сердца (70-80 сокращений в минуту). Затем импульсы проходят через предсердия и возбуждают второй узел, который самостоятельно может заставить биться сердце (40-60 сокращений в минуту). Через пучок Гиса и волокна Пуркинье возбуждение распространяется на оба желудочка, вызывая их сокращение. После этого сердце отдыхает до следующего импульса, с которого начинается новый цикл.

Импульсы задают сердечный ритм (необходимую частоту), равномерность и синхронность сокращений предсердий и желудочков в соответствии с активностью и потребностями организма, временем суток и многими другими факторами, влияющими на человека.

Сердечная пауза - период между аускультативно регистрируемыми тонами сердца (лат. auscultare слушать, выслушивать); различают малую С.п., соответствующую систоле желудочков, и большую С.п., соответствующую диастоле желудочков.

Клапаны сердца действуют как ворота, давая крови возможность переходить из одной камеры сердца в другую и из камер сердца в связанные с ними кровеносные сосуды. В сердце имеются следующие клапаны: трехстворчатый, легочный (легочного ствола), двустворчатый (он же митральный) и аортальный.

Трехстворчатый клапан расположен между правым предсердием и правым желудочком. При открытии этого клапана кровь переходит из правого предсердия в правый желудочек. Трехстворчатый клапан предотвращает обратный ток крови в предсердие, закрываясь во время сокращения желудочка. Само название этого клапана говорит о том, что он состоит из трех створок.

Клапан легочной артерии . При закрытом трехстворчатом клапане кровь в правом желудочке находит выход только в легочный ствол. Легочный ствол делится на левую и правую легочные артерии, которые идут соответственно в левое и правое легкое. Вход в легочный ствол закрывается легочным клапаном. Легочный клапан состоит из трех створок, которые открыты в момент сокращения правого желудочка и закрыты в момент его расслабления. Легочный клапан позволяет крови попадать из правого желудочка в легочные артерии, но предотвращает обратный ток крови из легочных артерий в правый желудочек.

Двустворчатый или митральный клапан регулирует ток крови из левого предсердия в левый желудочек. Как и трехстворчатый клапан, двустворчатый клапан закрывается в момент сокращения левого желудочка. Митральный клапан состоит из двух створок.

Аортальный клапан состоит из трех створок и закрывает собой вход в аорту. Этот клапан пропускает кровь из левого желудочка в момент его сокращения и препятствует обратному току крови из аорты в левый желудочек в момент расслабления последнего.

Питание и дыхание самого сердца обеспечивают коронарные (венечные) сосуды
Левая коронарная артерия начинается из левого заднего синуса Вильсальвы, направляется вниз к передней продольной борозде, оставляя справа от себя легочную артерию, а слева - левое предсердие и окруженное жировой тканью ушко, которое обычно ее прикрывает. Она представляет собой широкий, но короткий ствол длиной обычно не более 10-11 мм.
Левая коронарная артерия разделяется на две, три, в редких случаях на четыре артерии, из которых наибольшее значение для патологии имеют передняя нисходящая (ПМЖВ) и огибающая ветви(ОВ), или артерии.
Передняя нисходящая артерия является непосредственным продолжением левой коронарной. По передней продольной сердечной борозде она направляется к области верхушки сердца, обычно достигает ее, иногда перегибается через нее и переходит на заднюю поверхность сердца.
От нисходящей артерии под острым углом отходят несколько более мелких боковых ветвей, которые направляются по передней поверхности левого желудочка и могут доходить до тупого края; кроме того, от нее отходят многочисленные септальные ветви, прободающие миокард и разветвляющиеся в передних 2/3 межжелудочковой перегородки. Боковые ветви питают переднюю стенку левого желудочка и отдают ветви к передней папиллярной мышце левого желудочка. Верхняя септальная артерия дает веточку к передней стенке правого желудочка и иногда к передней папиллярной мышце правого желудочка.
На всем протяжении передняя нисходящая ветвь лежит на миокарде, иногда погружаясь в него с образованием мышечных мостиков длиной 1-2 см. На остальном протяжении передняя поверхность ее покрыта жировой клетчаткой эпикарда.
Огибающая ветвь левой коронарной артерии обычно отходит от последней в самом начале (первые 0,5-2 см) под углом, близким к прямому, проходит в поперечной борозде, достигает тупого края сердца, огибает его, переходит на заднюю стенку левого желудочка, иногда достигает задней межжелудочковой борозды и в виде задней нисходящей артерии направляется к верхушке. От нее отходят многочисленные ветви к передней и задней папиллярным мышцам, передней и задней стенкам левого желудочка. От нее также отходит одна из артерий, питающих синоаурикулярный узел.

Правая коронарная артерия начинается в переднем синусе Вильсальвы. Сначала она располагается глубоко в жировой ткани справа от легочной артерии, огибает сердце по правой атриовентрикулярной борозде, переходит на заднюю стенку, достигает задней продольной борозды, затем в виде задней нисходящей ветви опускается до верхушки сердца.
Артерия дает 1-2 ветви к передней стенке правого желудочка, частично к переднему отделу перегородки, обеим папиллярным мышцам правого желудочка, задней стенке правого желудочка и заднему отделу межжелудочковой перегородки; от нее также отходит вторая ветвь к синоаурикулярному узлу.

Выделяют три основных типа кровоснабжения миокарда : средний, левый и правый.
Это подразделение базируется в основном на вариациях кровоснабжения задней или диафрагмальной поверхности сердца, поскольку кровоснабжение переднего и боковых отделов является достаточно стабильным и не подвержено значительным отклонениям.
При среднем типе все три основные коронарные артерии развиты хорошо и достаточно равномерно. Кровоснабжение левого желудочка целиком, включая обе папиллярные мышцы, и передних 1/2 и 2/3 межжелудочковой перегородки осуществляется через систему левой коронарной артерии. Правый желудочек, в том числе обе правые папиллярные мышцы и задняя 1/2-1/3 перегородки, получает кровь из правой коронарной артерии. Это, по-видимому, наиболее распространенный тип кровоснабжения сердца.
При левом типе кровоснабжение всего левого желудочка и, кроме того, целиком всей перегородки и частично задней стенки правого желудочка осуществляется за счет развитой огибающей ветви левой коронарной артерии, которая достигает задней продольной борозды и оканчивается здесь в виде задней нисходящей артерии, отдавая часть ветвей к задней поверхности правого желудочка.
Правый тип наблюдается при слабом развитии огибающей ветви, которая или заканчивается, не доходя до тупого края, или переходит в коронарную артерию тупого края, не распространяясь на заднюю поверхность левого желудочка. В таких случаях правая коронарная артерия после отхождения задней нисходящей артерии обычно дает еще несколько ветвей к задней стенке левого желудочка. При этом весь правый желудочек, задняя стенка левого желудочка, задняя левая папиллярная мышца и частично верхушка сердца получают кровь из правой коронарной артериолы.

Кровоснабжение миокарда осуществляется непосредственно :
а) капиллярами, лежащими между мышечными волокнами оплетающими их и получающими кровь из системы коронарных артерий через артериолы;
б) богатой сетью миокардиальных синусоидов;
в) сосудами Вьессана-Тебезия.

При повышении давления в коронарных артериях и увеличении работы сердца кровоток в коронарных артериях возрастает. Недостаток кислорода также приводит к резкому возрастанию коронарного кровотока. Симпатические и парасимпатические нервы, по-видимому, слабо влияют на коронарные артерии, оказывая основное свое действие прямо на сердечную мышцу.

Отток происходит через вены, собирающиеся в коронарный синуc
Венозная кровь в коронарной системе собирается в крупные сосуды, располагающиеся обычно вблизи коронарных артерий. Часть их сливается, образуя крупный венозный канал - коронарный синус, который проходит по задней поверхности сердца в желобке между предсердиями и желудочками и открывается в правое предсердие.

Интеркоронарные анастомозы играют важную роль в коронарном кровообращении, особенно в условиях патологии. Анастомозов больше в сердцах лиц, страдающих ишемической болезнью, поэтому закрытие одной из коронарных артерий не всегда сопровождается некрозами в миокарде.
В нормальных сердцах анастомозы обнаружены лишь в 10-20% случаев, причем небольшого диаметра. Однако количество и величина их возрастают не только при коронарном атеросклерозе, но и при клапанных пороках сердца. Возраст и пол сами по себе никакого влияния на наличие и степень развития анастомозов не оказывают.

Сердце имеет собственные стволовые клетки
01.06.2006. Компьютерра №46
Ранее специалисты считали, что самостоятельное восстановление сердца невозможно, поскольку развитые клетки этого органа не делятся. Однако в 2003 году, сообщает New Scientist, исследователи из лаборатории Пьеро Анверсы из медицинского колледжа в Валгалле (штат Нью-Йорк, США) нашли стволовые клетки в сердечных тканях мышей. До сегодняшнего дня учёные не могли сказать точно, присутствуют ли эти клетки в сердце постоянно или же мигрируют из других тканей, таких как костный мозг.
Поиском ответа на этот вопрос занялась коллега Анверсы, Аннароза Лери. Она попыталась найти в сердце так называемые "ниши" для стволовых клеток. "Ниши", где сгруппированы стволовые и зрелые клетки, обнаружились между сердечными мышечными клетками . Сделав это открытие, Лери и её сотрудники провели ряд опытов. Учёные изымали небольшое количество сердечных стволовых клеток у людей, перенёсших операцию на сердце, выращивали их в лабораторных условиях и трансплантировали в повреждённые сердца мышей и крыс.
Результаты экспериментов Лери называет многообещающими и полагает, что применение стволовых клеток сердца при лечении сердечных заболеваний может быть гораздо эффективнее, чем использование стволовых клеток, полученных из костного мозга. Теперь основная задача исследователей - выяснить, как работают сердечные стволовые клетки, что регулирует их деятельность и как можно имитировать данный механизм.

-

Группа физиков из Бостонского университета во главе с Иосефом Ашкенази (Yosef Ashkenazy) детально исследовала закономерности сердечного ритма.
Широко используемая электрокардиограмма помогает проанализировать лишь общие характеристики сердцебиения, однако не учитывает ритмический рисунок ударов сердца - то есть точную последовательность его ударов и пауз.
Ашкенази и его коллеги разработали компьютерный алгоритм, позволяющий более глубоко проникнуть в сердечные тайны. Расчеты показали, что временные промежутки между ударами сердца редко бывают одинаковыми . То есть сердцебиение более походит на виртуозную партию ударных, чем на равномерное тиканье часов.
По мнению ученых, здоровое сердце работает подобно xopошему барабанщику. В целом музыкант держит ритм, но время от времени намеренно допускает небольшие сбои. Поскольку он ударяет по барабану довольно быстро, ускорения или запаздывания почти неразличимы на слух, но придают партии особую прелесть. Так обстоит дело и с сердцем - оно постоянно "импровизирует". Любопытно, что некоторая хаотичность ритмического рисунка характерна именно для здорового сердца . У людей, находящихся в прединфарктном состоянии, ритм сердцебиения становится механически точным.
Выводы о работе сердца Ашкенази сделал, проанализировав магнитофонные записи "музыки" сердца. Затем он исследовал сердечный ритм 18 здоровых и 12 больных людей - в основном, страдающих от тромбов в сосудах сердца - и окончательно убедился в правильности своих расчетов.
Ашкенази утверждает, что его работа позволит диагностировать не только уже развившиеся сердечные заболевания, но и предрасположенность к ним.
Статья опубликована в Physical Review Letters.

Беги, кролик, беги
Все знают, что лежание на диване вреднее прогулок и занятий физкультурой. А почему? Разобрались в этом ученые Института клинической кардиологии. Посадили кроликов в тесные клетки (почти по размерам туловища) и держали без движения 70 суток. Потом посмотрели на их сердца под электронным микроскопом. Увидели страшную картину. Многие миофибриллы - волокна, благодаря которым мышца сокращается, - атрофировались. Нарушились связи между клетками, которые помогают им работать слаженно. Изменения затронули нервные окончания, управляющие мышцами. Стенки капилляров, несущих им кровь, стали разрастаться внутрь, уменьшая просвет сосудов. Вот вам и диван!

Почему народ любит Петросяна и К
Доктор Майкл Миллер из Университета Мэриленда и его коллеги провели серию экспериментов, показывая добровольцам два фильма: веселый и печальный. И при этом тестировали работу их сердец и сосудов. После трагического фильма у 14 из 20 добровольцев ток крови в сосудах уменьшился в среднем на 35% . А после смешного, напротив, увеличился на 22% у 19 из 20 испытуемых.
Изменения в сосудах у смеющихся волонтеров были схожи с теми, что возникают при занятиях аэробикой. Но при этом у них не было ни болей в мышцах, ни усталости и перенапряжения, которые часто сопутствуют большим физическим нагрузкам. Ученые сделали вывод: смех сокращает риск сердечно-сосудистых заболеваний.

Синдром разбитого сердца
Такой новый диагноз появился в кардиологии. Впервые он был описан 12 лет назад японскими врачами. Теперь его признали и в других странах. Синдром возникает, как правило, у женщин старше сорока, переживших любовную неудачу. Кардиограмма и ультразвук показывают у них те же нарушения, что и при инфаркте, хотя коронарные сосуды в порядке. Но уровень гормона стресса - адреналина , к примеру, у них в 2-3 раза выше, чем у инфарктных больных. А в сравнении со здоровыми он превышен в 7-10, а в некоторых случаях даже в 30 раз!
Именно гормоны, считают врачи, "бьют" по сердцу, вынуждая его реагировать классическими симптомами инфаркта: болью за грудиной, жидкостью в легких, острой сердечной недостаточностью. К счастью, больные новым синдромом довольно быстро восстанавливаются, если их лечат правильно.

Шоколад полезен для сердца
01.06.2004. Мembrana
Ежедневное употребление малых порций шоколада благоприятно сказывается на работе кровеносных сосудов в теле, что, в свою очередь, очень хорошо для здоровья сердца.
К такому выводу пришла группа медиков из университета Калифорнии в Сан-Франциско (University of California, San Francisco). Правда, такое действие оказывает не любой шоколад, а лишь тот, в процессе выработки которого, было сохранено большое количество флавоноидов, содержащихся в какао .
Команда во главе с Мэри Энглер (Mary Engler) изучала в течение двух недель 21 человека, которые были выбраны случайным образом. Все они во время эксперимента ели шоколад, одинаковый на вид. Но часть плиток была богата флавоноидами, а другая - напротив, почти не содержала эти вещества. Естественно, испытатели-добровольцы, не знали, какой вариант плитки им выдают. Учёные провели ультразвуковое обследование плечевой артерии - объёма кровотока в ней и способности стенок сосуда расширяться и сжиматься. Оказалось, что у тех, кто употреблял шоколад с флавоноидами, эти параметры улучшились за две недели примерно на 13%.
Новая работа (30.09.2004) доктора Чараламбоса Влачопулоса (Charalambos Vlachopoulos) из университета Афин (University of Athens) добавляет очков популярному десерту. Тёмный шоколад (но не молочный) улучшает кровоток и снижает риск образования кровяных сгустков, способных закупоривать сосуды, утверждает афинский исследователь. Результаты исследования показали улучшение функционирования эндотелия - тонкого слоя клеток на внутренней стороне сосудов. Кроме того, обследование добровольцев показало, что шоколад защищает организм от разрушительного действия так называемых свободных радикалов.

Глаза – зеркало сердца
09.06.2006. Освітній портал
Адъюнкт-профессор Тин Вонг, из университетского Центра по исследованию глаза (г. Мельбурн, Австралия) получил награду стран Содружества за достижения в области здравоохранения и медицинские исследования.
Такой высокой награды он был удостоен за разработку глазной диагностики, которая поможет в выявлении целого ряда сердечных и других серьезных заболеваний.
Группа профессора Вонга в течение пяти лет провела большую работу на более чем 20 тысячах пациентах. Ученые разработали и довели до клинической практики технику, которая помогает измерить степень сужения мелких кровеносных сосудов глаза, дающих сигнал о начале развития различных заболеваний.

Сердечный цикл — это сложный и очень важный процесс. Он включает в себя периодические сокращения и расслабления, которые на медицинском языке называются «систола» и «диастола». Самый важный орган человека (сердце), стоящий на втором месте после мозга, в своей работе напоминает насос.

За счет возбуждения, сокращения, проводимости, а также автоматизма он подает кровь к артериям, откуда она идет по венам. Благодаря разному давлению в сосудистой системе этот насос работает без перерывов, поэтому кровь двигается без остановки.

Что это такое

Современная медицина достаточно подробно рассказывает, что такое сердечный цикл. Все начинается с систолической работы предсердий, на которую уходит 0,1 с. Кровь поступает к желудочкам, пока они находятся в стадии расслабления. Что касается створчатых клапанов, то они открываются, а полулунные, наоборот, закрываются.

Ситуация меняется, когда предсердия расслабляются. Сокращаться начинают желудочки, на это уходит 0,3 с.

Когда этот процесс только начинается, все створки сердца остаются в закрытом положении. Физиология сердца такова, что, пока мускулатура желудочков сокращается, создается давление, которое постепенно растет. Данный показатель повышается и там, где находятся предсердия.

Если вспомнить законы физики, то станет понятно, почему кровь стремится перейти из полости, в которой высокое давление, в место, где оно меньше .

На пути встречаются створки, которые не пускают кровь к предсердиям, поэтому она наполняет полости аорты и артерии. Желудочки перестают сокращаться, наступает момент расслабления на 0,4 с. А пока кровь без проблем поступает в желудочки.

Задача сердечного цикла заключается в том, чтобы поддерживать работу основного органа человека на протяжении всей его жизни.

Строгая последовательность фаз сердечного цикла укладывается в 0,8 с. Сердечная пауза занимает 0,4 с. Чтобы восстановить полностью работу сердца, такого интервала вполне достаточно.

Длительность сердечной работы

Согласно медицинским данным, частота сокращений сердца составляет от 60 до 80 за 1 минуту, если человек находится в спокойном состоянии — как физически, так и эмоционально. После активности человека удары сердца учащаются в зависимости от интенсивности нагрузки. По уровню артериального пульса можно определить, сколько происходит сердечных сокращений за 1 мин.

Стенки артерии колеблются, так как на них влияет высокое давление крови в сосудах на фоне систолической работы сердца. Как говорилось выше, продолжительность сердечного цикла составляет не более 0,8 с. Процесс сокращения в области предсердия длится 0,1 с, где желудочки — 0,3 с, оставшееся время (0,4 с) уходит на расслабление сердца.

Таблица показывает точные данные цикла сердечных ударов.

Фазы

Медициной описаны 3 главные фазы, из которых состоит цикл:

1. На первой сокращаются предсердия.
2. Систолия желудочков.
3. Расслабление (пауза) предсердий и желудочков.

Для каждой фазы отведено соответствующее время. Первая занимает 0,1 с, вторая 0,3 с, на последнюю фазу приходится 0,4 с.

На каждом этапе происходят определенные действия, необходимые для правильной работы сердца:

• Первая фаза предусматривает полное расслабление желудочков. Что касается створчатых клапанов, то они открываются. Полулунные створки закрываются.
• Вторая фаза начинается с того, что предсердия расслабляются. Полулунные клапаны открываются, створчатые закрываются.
• Когда же наступает пауза, полулунные клапаны, наоборот, открываются, а створчатые находятся в открытом положении. Некоторая часть венозной крови наполняет область предсердий, а другая собирается в желудочке.

Большое значение имеет именно общая пауза перед тем, как начинается новый цикл сердечной деятельности, особенно когда сердце наполняется кровью из вен . В этот момент давление во всех камерах почти одинаковое за счет того, что атриовентрикулярные створки находятся в открытом состоянии.

В области синоатриального узла наблюдается возбуждение, в результате чего предсердия сокращаются. Когда происходит сокращение, объем желудочков увеличен на 15%. После того как систола заканчивается, давление опускается.

Сердечные сокращения

Для взрослого человека частота сердечных сокращений не выходит за пределы 90 ударов в минуту. У детей сердцебиение чаще. Сердце грудного ребенка выдает 120 ударов в минуту, у детей до 13 лет этот показатель составляет 100. Это общие параметры. У всех значения немного разные — меньше или больше, на них влияют внешние факторы.

Сердце обвито нервными нитями, которые контролируют сердечный цикл и его фазы. Импульс, идущий от головного мозга, в мышце увеличивается в результате серьезного стрессового состояния или после физических нагрузок. Это могут быть любые другие изменения нормального состояния человека под воздействием внешних факторов.

Самую важную роль в работе сердца играет его физиология, а точнее, связанные с ней изменения. Если, например, меняется состав крови, количество углекислого газа, происходит снижение уровня кислорода, то это приводит к сильнейшему толчку сердца. Усиливается процесс его стимуляции. Если изменения физиологии затронули сосуды, тогда сердечный ритм, наоборот, снижается.

Деятельность сердечной мышцы определяется различными факторами. То же касается и фаз сердечной деятельности. Среди таких факторов — центральная нервная система.

Например, повышенные показатели температуры тела способствуют ускоренному ритму сердца, низкие же, наоборот, замедляют работу системы. Гормоны также влияют на сердечные сокращения. Вместе с кровью они поступают к сердцу, тем самым увеличивая частоту ударов.

В медицине сердечный цикл считается достаточно сложным процессом. На него воздействуют многочисленные факторы, какие-то прямо, другие косвенно. Но сообща все эти факторы помогают правильно работать сердцу.

Структура сердечных сокращений не менее важна для человеческого организма. Она поддерживает его жизнедеятельность. Такой орган, как сердце, сложно устроен. Он имеет генератор электрических импульсов, определенную физиологию, контролирует частоту ударов. Именно поэтому он работает на протяжении всей жизни организма.

Оказать влияние на него могут только 3 основных фактора:

• жизнедеятельность человека;
• наследственная предрасположенность;
• экологическое состояние окружающей среды.

Под контролем сердца находятся многочисленные процессы организма, особенно это касается обменных . За считаные секунды он может показать нарушения, несоответствия установленной норме. Именно поэтому люди должны знать, что такое сердечный цикл, из каких фаз состоит он, какая у них продолжительность, а также физиология.

Можно определить возможные нарушения, оценивая работу сердца. И при первых же признаках сбоев обратиться к специалисту.

Фазы сердечных сокращений

Как уже упоминалось, длительность сердечного цикла составляет 0,8 с. Период напряжения предусматривает 2 основные фазы сердечного цикла:

1. Когда происходят асинхронные сокращения. Период сердечных ударов, который сопровождается систолической и диастолической работой желудочков. Что касается давления в желудочках, то оно остается практически прежним.
2. Изометрические (изоволюмические) сокращения — вторая фаза, которая начинается через некоторое время после асинхронных сокращений. На данном этапе давление в желудочках достигает того параметра, при котором происходит закрытие атриовентрикулярных клапанов. Но этого недостаточно для того, чтобы открылись полулунные створки.

Показатели давления растут, таким образом, полулунные створки открываются. Это способствует тому, что кровь начинает выходить из сердца. На весь процесс уходит 0,25 с. И у него есть фазовая структура, состоящая из циклов.

• Быстрое изгнание. На этом этапе давление растет и достигает максимальных значений.
• Медленное изгнание. Период, когда параметры давления понижаются. После того как сокращения закончатся, давление быстро спадет.

После того как систолическая деятельность желудочков закончится, наступает период диастолической работы. Изометрическое расслабление. Оно длится, пока давление не повысится до оптимальных параметров в области предсердия.

В это же время открываются атриовентрикулярные створки. Желудочки наполняются кровью. Происходит переход в фазу быстрого наполнения. Кровообращение осуществляется за счет того, что в предсердиях и желудочках наблюдаются разные параметры давления.

В других камерах сердца давление продолжает падать. После диастолы наступает фаза медленного наполнения, длительность которой составляет 0,2 с. Во время этого процесса предсердия и желудочки непрерывно наполняются кровью. При анализе сердечной деятельности можно определить, сколько длится цикл.

На диастолическую и систолическую работу уходит практически одинаковое время. Поэтому половину своей жизни человеческое сердце трудится, а вторую половину отдыхает. Общее время длительности составляет 0,9 с, но из-за того, что процессы накладываются друг на друга, это время составляет 0,8 с.

Сердечный цикл. Периоды и фазы деятельности сердца.

Характерной особенностью сердца является непрерывная ритмическая деятельность, которая проявляется в последовательном сокращении и расслаблении его отделов. Сокращение называется систолой, расслабление – диастолой.

В цепи работы сердца выделяются отдельные повторяющиеся циклы. Сердечный цикл – это совокупность электрических, механических и биохимических процессов, происходящих в сердце в течении одного полного сокращения и расслабления.

Один цикл соответствует одному сердечному толчку или одному пульсовому удару (одна систола и одна диастола предсердий и желудочков). При 60 сокращениях в 1 минуту, длительность одного сердечного цикла составляет 1 с, при 75 сокращениях – 0,8, при 80 сокращениях – 0,75 с.

Систола обоих предсердий происходит практически одновременно (правое сокращается на 10 с раньше левого). Давление внутри предсердий при этом слегка возрастает - до 5-6 мм. рт. ст., то есть становится выше, чем в расслабленных желудочках. Возникающий усиленный ток крови полностью раскрывает отверстия створчатых клапанов и кровь беспрепятственно проходит в желудочки, заполняя их. Несмотря на повышенное давление в желудочках, обратный ток крови (из предсердий в вены) не происходит. Этому препятствует сфинктерообразные пучки мышечных волокон, занимающих устья вен у птиц специальные заслонки в венах. При продолжительности всего цикла 0,8 с на систолу предсердий приходится 0,1 с.

Диастола предсердий длится в несколько раз дольше, чем систола, захватывая весь период систолы, а так же большую часть диастолы желудочков (0,7 с). Предсердия при этом заполняются кровью из полых и легочных вен.

Систолы обоих желудочков совпадают с началом диастолы предсердий. Поскольку именно благодаря сокращению желудочков обеспечивается движение крови по большому и малому кругам кровообращения, то при анализе сердечного цикла за основу берут работу желудочков.

Продолжительность систолы желудочков 0,33 сек. В ней различают два периода: период напряжения (0,08 сек) и период изгнания крови (0,25 сек.).

Изометрическое сокращение желудочков начинается захлопыванием антриовентрикулярных клапанов. Полулунные клапаны аорты и легочной артерии при этом также закрыты. Возбуждением постепенно охватываются все мышечные волокна. Наполненные кровью желудочки сокращаются без изменения объема (изометрическое сокращение). Давление в них быстро нарастает и достигает уровня, при котором открываются полулунные клапаны аорты и легочной артерии (100-120 и 20-30 мм рт.ст. в левом и правом желудочках соответственно) у лошадей и крупного рогатого скота.

С этого момента начинается период изгнания крови в сосуды большого и малого кругов кровообращения (рис. 134 в). Давление крови в желудочках продолжает нарастать. По мере изгнания крови из желудочков давление в них выравнивается по величине с давлением в аорте и легочной артерии (160-180 и 50-60 мм рт.ст.). Объем желудочков резко уменьшается, однако они никогда не опорожняются полностью. Вслед за этим наступает фаза медленного изгнания крови. Мышцы не могут обеспечить большего усилия. Постепенно давление внутри желудочков снижается еще больше, скорость изгнания крови падает вновь до полного прекращения, т.е. заканчивается систола желудочков.

Диастола желудочков начинается c захлопывания аортального клапана и клапана легочной артерии, что препятствует обратному выбросу крови в желудочки, а также резкому падению давления в аорте и легочной артерии.

Диастола желудочков (0,47 сек.) также как и систола включает два периода – период расслабления (0,12 сек.) и период напряжения (0,35 сек) Упрощенная схема периодов и фаз сердечного цикла (рис***)

Рис. Схема сердечного цикла у овцы (частота сердечных сокращений 75 с/мин)

1 напряжение желудочков; 2 изгнание; 3 расслабление; 4 наполнение указывает на последующие особенности сокращения: длительная диастола предсердий и длительный (50% цикла) период совместного расслабления предсердий и желудочков. Этот период называют общей паузой сердца. Поэтому в учебном курсе сердечный цикл рассматривают как результат трех составляющих: систолы предсердий, систолы желудочков и общей паузы. У лягушек сердечный цикл включает систолу венозного синуса, систолу предсердий, систолу желудочков и общую паузу.