Ljudsko tijelo funkcioniše zahvaljujući prisutnosti cirkulacijskog sistema i ćelijske ishrane. Srce kao glavni organ krvožilnog sistema u stanju je da obezbedi nesmetano snabdevanje tkiva energetskim supstratima i kiseonikom. To se postiže kroz srčani ciklus, slijed faza rada tijela, povezanih sa konstantnom izmjenom odmora i opterećenja.
Ovaj koncept treba razmotriti sa nekoliko tačaka gledišta. Prvo, sa morfološke tačke gledišta, odnosno sa gledišta osnovnog opisa faza rada srca kao izmene sistole sa dijastolom. Drugo, s hemodinamikom, povezanom s dekodiranjem kapacitivnih i barometrijskih karakteristika u šupljinama srca u svakoj fazi sistole i dijastole. U okviru ovih tačaka gledišta, koncept srčanog ciklusa i njegovih konstitutivnih procesa biće razmatrani u nastavku.
Karakteristike rada srca
Neprekidni rad srca od momenta njegovog polaganja u embriogenezu do smrti organizma osigurava se izmjenom sistole s dijastolom. To znači da tijelo ne radi stalno. Većinu vremena srce se čak i odmara, što mu omogućava da zadovolji potrebe tijela tokom cijelog života. Rad nekih struktura tijela događa se u vrijeme odmora drugih, što je neophodno kako bi se osigurala konstantnost cirkulacije krvi. U ovom kontekstu, prikladno je razmotriti ciklus otkucaja srca sa morfološke tačke gledišta.
Osnove morfofiziologije srca
Srce kod sisara i ljudi sastoji se od dva atrija koji se ulivaju u ventrikularne šupljine (VP) kroz atrioventrikularne (AV) otvore sa zaliscima (AVK). Sistola i dijastola se izmjenjuju, a ciklus se završava opštom srčanom pauzom. Čim se krv iz VP izbaci u aortu i plućnu arteriju, pritisak u njima opada. Iz ovih žila se razvija retrogradna struja natrag u komore, koja se brzo zaustavlja otvaranjem zalistaka. Ali u ovom trenutku atrijalni hidrostatički pritisak je veći od ventrikularnog pritiska i AVK su prisiljeni da se otvore. Kao rezultat toga, na razlici pritisaka, u trenutku kada je ventrikularna sistola prošla, ali atrijumi nisu došli, dolazi do ventrikularnog punjenja.
Ovaj period se naziva i opšta srčana pauza, koja traje dok se pritisak u ventrikularnoj (RV) i atrijalnoj (AA) šupljini odgovarajuće strane ne izjednači. Čim se to dogodi, atrijalna sistola počinje potiskivati preostali dio krvi u pankreas. Nakon toga, kada se ostatak krvi istisne u ventrikularne šupljine, pritisak u desnoj komori opada. Ovo uzrokuje pasivan protok krvi: u lijevu pretkomoruvenski pražnjenje se vrši iz plućnih vena, a u desne - iz šupljih.
Sistemski pogled na srčani ciklus
Ciklus srčane aktivnosti počinje ventrikularnom sistolom - izbacivanjem krvi iz njihovih šupljina uz istovremenu dijastolu pretkomora i početak njihovog pasivnog punjenja na razliku pritisaka u aferentnim žilama, gdje se u ovom trenutku nalazi viši nego u atrijumu. Nakon ventrikularne sistole nastupa opšta srčana pauza - nastavak pasivnog punjenja atrija sa negativnim pritiskom u komorama.
Usled visokog hemodinamskog pritiska u RA i niskog u RV, uz nastavak pasivnog atrijalnog punjenja, otvaraju se AV zalisci. Rezultat je pasivno ventrikularno punjenje. Čim se pritisak u atrijalnoj i ventrikularnoj šupljini izjednači, pasivna struja postaje nemoguća, a dopuna atrijala prestaje, zbog čega se oni skupljaju kako bi nastavili pumpati dodatni dio u ventrikularne šupljine.
Od atrijalne sistole, pritisak u ventrikularnim šupljinama značajno raste, provocira se ventrikularna sistola - kontrakcija mišića njegovog miokarda. Rezultat je povećanje tlaka u šupljinama i zatvaranje atrioventrikularnih zalistaka vezivnog tkiva. Zbog resetiranja na ušću aorte i plućnog debla stvara se pritisak na odgovarajuće zaliske, koji su prisiljeni da se otvore u smjeru protoka krvi. Time se završava srčani ciklus: srce ponovo počinje pasivno puniti pretkomora u svojimdijastola i dalje u vrijeme opšte srčane pauze.
Srce pauze
Postoji mnogo epizoda mirovanja u radu srca: dijastola u atrijuma i komorama, kao i opšta pauza. Njihovo trajanje se može izračunati, iako u velikoj mjeri zavisi od brzine otkucaja srca. Pri 75 otkucaja/min, vrijeme srčanog ciklusa iznosit će 0,8 sekundi. Ovaj period je uključivao atrijalnu sistolu (0,1 s) i ventrikularnu kontrakciju - 0,3 sekunde. To znači da atrijumi miruju otprilike 0,7 s, a komore 0,5 s. Za vrijeme odmora, također ulazi opšta pauza (0,5 s).
Oko 0,5 sekundi srce se pasivno puni, a 0,3 sekunde se kontrahira. Atriju, vrijeme opuštanja je 3 puta duže nego u komorama, iako pumpaju slične količine krvi. Međutim, oni uglavnom ulaze u komore pasivnom strujom duž gradijenta pritiska. Krv gravitacijom u trenutku niskog pritiska u srčanim šupljinama ulazi u šupljine, gdje se akumulira za naknadnu kontrakciju i izbacivanje u eferentne sudove.
Značenje perioda opuštanja srca
U šupljini srca, krv ulazi kroz rupe: u atrijum - kroz usta šupljih i plućnih vena, i u komore - kroz AVC. Njihov kapacitet je ograničen, a stvarno punjenje traje duže od njegovog izbacivanja kroz cirkulaciju. A faze srčanog ciklusa su upravo ono što je potrebno za dovoljno punjenje srca. Što su ove pauze manje, to će se pretkomora manje ispuniti, manje krviće biti usmjerena na ventrikule i, shodno tome, na krugove krvotoka.
Sa povećanjem stvarne učestalosti kontrakcija, što se postiže skraćivanjem perioda relaksacije, smanjuje se punjenje šupljina. Ovaj mehanizam i dalje ostaje efikasan za brzu mobilizaciju funkcionalnih rezervi tijela, ali povećanje učestalosti kontrakcija daje povećanje minutnog volumena cirkulacije samo do određene granice. Po dostizanju visoke frekvencije kontrakcija, punjenje šupljina zbog ekstremno kratke dijastole će značajno pasti, kao i nivo krvnog pritiska.
Tahiaritmije
Gore opisani mehanizam je osnova za smanjenje fizičke izdržljivosti kod pacijenata sa tahiaritmijama. A ako vam sinusna tahikardija, ako je potrebno, omogućava povećanje pritiska i mobilizaciju resursa tijela, tada atrijalna fibrilacija, supraventrikularna i ventrikularna tahikardija, ventrikularna fibrilacija, kao i ventrikularna tahisistola kod WPW sindroma dovode do pada tlaka.
Manifestacija pacijentovih tegoba i težine njegovog stanja počinje od nelagode i otežanog disanja do gubitka svijesti i kliničke smrti. Faze srčanog ciklusa, o kojima se gore govori u smislu važnosti pauza i njihovog skraćivanja kod tahiaritmija, jedino su jednostavno objašnjenje zašto aritmije treba liječiti ako imaju negativan hemodinamski doprinos.
Obilježja atrijalne sistole
Atrijska (atrijalna) sistola traje oko 0,1 s: atrijalni mišići se kontrahiraju istovremeno u skladu s ritmom koji generiše sinusčvor. Njegova važnost leži u pumpanju približno 15% krvi u šupljinu ventrikula. Odnosno, ako je sistolni volumen lijeve komore oko 80 ml, tada je oko 68 ml ovog dijela pasivno ispunilo komoru u atrijalnoj dijastoli. A samo 12 ml se ispumpava atrijalnom sistolom, što omogućava povećanje nivoa pritiska kako bi se zalisci zatvorili tokom ventrikularne sistole.
Atrijska fibrilacija
U uslovima atrijalne fibrilacije, njihov miokard je stalno u stanju haotične kontrakcije, što ne dozvoljava formiranje čvrste atrijalne sistole. Zbog toga aritmija daje negativan hemodinamski doprinos – osiromašuje protok krvi u šupljine komora za oko 15-20%. Njihovo punjenje se vrši gravitacijom tokom opšte srčane pauze i tokom perioda ventrikularne sistole. Zato neki dio krvi uvijek ostaje u atrijumu i stalno se mućka, povećavajući rizik od tromboze u krvožilnom sistemu.
Zadržavanje krvi u šupljinama srca, au ovom slučaju u atrijuma, dovodi do njihovog postepenog istezanja i onemogućava održavanje ritma uspješnom kardioverzijom. Tada će aritmija postati konstantna, što ubrzava razvoj srčane insuficijencije sa stagnacijom i hemodinamskim poremećajima u cirkulaciji za 20-30%.
Faze ventrikularne sistole
Sa trajanjem srčanog ciklusa od 0,8 s, ventrikularna sistola će biti 0,3 - 0,33 sekunde sa dva perioda - napetost (0,08 s) i ekspulzija (0,25 s). Miokard počinje da se skuplja, ali njegovi napori nisu dovoljniza istiskivanje krvi iz ventrikularne šupljine. Ali stvoreni pritisak već omogućava zatvaranje atrijalnih zaliska. Faza ejekcije nastaje u trenutku kada sistolni pritisak u ventrikularnim šupljinama dozvoljava da se deo krvi izbaci.
Faza napetosti u srčanom ciklusu se deli na period asinhrone i izometrijske kontrakcije. Prvi traje oko 0,05 s. i početak je integralne kontrakcije. Razvija se asinhrona (slučajna) kontrakcija miocita, koja ne dovodi do povećanja tlaka u šupljini ventrikula. Zatim, nakon što ekscitacija pokrije cijelu masu miokarda, nastaje faza izometrijske kontrakcije. Njegova važnost leži u značajnom povećanju pritiska u šupljini ventrikula, što vam omogućava da zatvorite atrioventrikularne zaliske i pripremite se za potiskivanje krvi u plućni trup i aortu. Njegovo trajanje u srčanom ciklusu je 0,03 sekunde.
Period ejekcije faze ventrikularne sistole
Ventrikularna sistola nastavlja do izbacivanja krvi u šupljinu eferentnih sudova. Njegovo trajanje je četvrt sekunde, a sastoji se od brze i spore faze. Prvo, pritisak u ventrikularnim šupljinama raste do maksimalnog sistoličkog, a kontrakcija mišića istiskuje iz njihove šupljine dio od oko 70% stvarnog volumena. Druga faza je sporo izbacivanje (0,13 s): srce pumpa preostalih 30% sistoličkog volumena u eferentne sudove, međutim, to se dešava već sa smanjenjem pritiska, koji prethodi ventrikularnoj dijastoli i opštoj srčanoj pauzi.
Faze ventrikularne dijastole
Ventrikularna dijastola (0,47 s) uključuje period opuštanja (0,12 sekundi) i punjenja (0,25 sekundi). Prva se dijeli na protodijastoličku i fazu izometrijske relaksacije miokarda. Period punjenja u srčanom ciklusu sastoji se od dvije faze - brze (0,08 sec) i spore (0,17 sek).
Tokom protodijastoličkog perioda (0,04 sek.), prelazne faze između ventrikularne sistole i dijastole, pritisak u ventrikularnim šupljinama opada, uzrokujući zatvaranje aortnih i plućnih zaliska. U drugoj fazi dolazi do perioda nultog pritiska u ventrikularnim šupljinama sa istovremeno zatvorenim ventilima.
Tokom perioda brzog punjenja, atrioventrikularni zalisci se trenutno otvaraju i krv teče duž gradijenta pritiska u ventrikularne šupljine iz pretkomora. U isto vrijeme, šupljine potonjih se stalno dopunjuju prilivom kroz dovodne vene, zbog čega, uz manji volumen šupljina atrija, i dalje pumpaju slične dijelove krvi, poput ventrikula. Nakon toga, zbog vršne vrijednosti pritiska u ventrikularnim šupljinama, dotok se usporava, počinje spora faza. Završit će atrijskom kontrakcijom koja se javlja u ventrikularnoj dijastoli.
