SRDCOVÝ CYKLUS: FÁZY A ICH VLASTNOSTI - BIOLÓGIE - 2026

Srdcové cyklus zahŕňa opakujúce sa sled udalostí kontrakcie, relaxáciu, a plnenie komôr, ktoré sa vyskytujú v priebehu srdcového tepu. Tieto fázy sa zvyčajne zovšeobecňujú na systolickú a diastolickú funkciu. Prvý sa týka kontrakcie srdca a druhý sa týka relaxácie orgánu.

Cyklus je možné študovať pomocou rôznych metodík. Ak sa použije elektrokardiogram, dokážeme rozlíšiť rôzne typy vĺn, a to: vlny P, komplex QRS, vlny T a nakoniec vlny U, pričom každá z nich zodpovedá presnej udalosti elektrického cyklu srdca spojené s depolarizačnými javmi. a repolarizácia.

Zdroj: DanielChangMD revidoval pôvodné dielo DestinyQx

Klasický grafický spôsob znázornenia srdcového cyklu sa nazýva Wiggersov diagram.

Funkciou srdcového cyklu je dosiahnutie distribúcie krvi vo všetkých tkanivách. Aby táto telová tekutina dosiahla účinnú cirkuláciu cez systém ciev tela, musí existovať pumpa, ktorá vyvinie dostatočný tlak na jej pohyb: srdce.

Z lekárskeho hľadiska je štúdium srdcového cyklu užitočné pre diagnostiku série srdcových patológií.

Historická perspektíva

Štúdie týkajúce sa srdcového cyklu a funkcie srdca sa datujú do začiatku 18. storočia, keď výskumník Harvey prvýkrát opísal pohyby srdca. Neskôr, v 20. storočí, Wiggers tieto hnutia graficky znázornil (viac o tomto grafe neskôr).

Vďaka príspevku týchto vedcov bol srdcový cyklus definovaný ako časové obdobie, v ktorom sa vyskytujú javy systoly a diastoly. V prvom prípade dochádza k kontrakcii a vyhadzovaniu srdcovej komory a v druhom k relaxácii a plneniu.

Následný výskum s použitím izolovaného svalu ako experimentálneho modelu zmenil tradičný koncept srdcového cyklu pôvodne navrhnutý Wiggersom.

Zmena sa neuskutočnila z hľadiska základných krokov cyklu, ale z hľadiska dvoch uvedených javov - systoly a diastoly - ktoré sa vyvíjajú nepretržite.

Z vyššie uvedených dôvodov Brutsaert navrhuje rad modifikácií viac v súlade s experimentálnym modelom vrátane relaxačných javov.

Anatómia srdca

Na lepšie porozumenie srdcového cyklu je potrebné poznať určité anatomické aspekty srdca. Tento čerpací orgán je prítomný v živočíšnej ríši, ale veľmi sa líši v závislosti od počtu zvierat. V tomto článku sa zameriame na popis typického srdcového modelu cicavca.

Srdce prítomné u cicavcov sa vyznačuje hlavne svojou účinnosťou. U ľudí sa nachádza v hrudnej dutine. Steny tohto orgánu sa nazývajú endokard, myokard a epikard.

Pozostáva zo štyroch komôr, z ktorých dve sú predsieňami a zvyšné dve sú komory. Táto separácia zaisťuje, že sa okysličená a deoxygenovaná krv nemiešajú.

Krv je schopná cirkulovať vnútri srdca vďaka prítomnosti chlopní. Ľavá predsieň sa otvára do srdcovej komory mitrálnou chlopňou, ktorá je bicuspidálna, zatiaľ čo k otvoreniu pravej predsiene do srdcovej komory dochádza trikuspidálnou chlopňou. Nakoniec medzi ľavou komorou a aortou máme aortálnu chlopňu.

Vlastnosti srdcového svalu

Povaha srdcového svalu je veľmi podobná kostrovému svalu. Je to vzrušujúce pri použití širokého spektra podnetov, konkrétne: tepelných, chemických, mechanických alebo elektrických. Tieto fyzické zmeny vedú k kontrakcii a uvoľňovaniu energie.

Jedným z najvýznamnejších aspektov srdca je jeho schopnosť vydávať automatický rytmus usporiadaným, opakujúcim sa, konštantným spôsobom a bez pomoci akejkoľvek vonkajšej entity. V skutočnosti, ak vezmeme srdce obojživelníka a umiestnime ho do fyziologického roztoku (Ringerov roztok), bude chvíľu trvať.

Vďaka týmto vlastnostiam môže srdce fungovať pri postupnom opakovaní udalostí, ktoré sa súhrnne nazývajú srdcový cyklus, ktorý ďalej podrobne opíšeme.

Čo je srdcový cyklus?

Srdce funguje podľa základného vzoru troch javov: kontrakcie, relaxácie a výplne. Tieto tri udalosti sa vyskytujú nepretržite počas celého života zvierat.

Komorová ejekcia sa nazýva systolická funkcia a diastolická funkcia sa vzťahuje na plnenie krvi. Celý tento proces je organizovaný sinoatriálnym alebo sínusovým uzlom.

Cyklus je možné študovať pomocou rôznych metodológií a možno ho pochopiť z rôznych hľadísk: napríklad elektrokardiografia, ktorá sa vzťahuje na sled elektrických signálov; anatomofunkčné alebo echokardiografické; a hemodynamiku, ktorá sa študuje tlakovou metódou.

Anatomické a funkčné videnie

V každom srdcovom rytme je možné špecifikovať päť udalostí: izovolumická komorová kontrakcia a ejekcia zodpovedajúca systolám - všeobecne známa ako systoly alebo kontrakcie srdca; po ktorom nasleduje izovolumická komorová relaxácia, pasívne atriálne plnenie a aktívne komorové plnenie (predsieňový systol), ktoré sú spolu známe ako diastoly alebo svalová relaxácia a plnenie krvi.

Ultrazvukovým prístupom sa používa ozvena, ktorá opisuje priechod krvi cez chlopne srdcovými komorami. Hemodynamika spočíva v zavedení katétra do srdca a zmeraní tlakov počas každej fázy cyklu.

Aktívne komorové plnenie

Cyklus začína kontrakciou predsiení kvôli akčnému potenciálu. Krv sa okamžite vytlačí do komôr vďaka otvoreniu ventilov, ktoré spájajú oba priestory (pozri anatómiu srdca). Po dokončení plnenia bude všetka krv obsiahnutá v komôrkach.

Komorová kontrakcia

Po naplnení komôr sa začne kontrakčná fáza. Počas tohto procesu boli ventily, ktoré boli otvorené pri plnení, zatvorené, aby sa zabránilo návratu krvi.

vypudenie

Pri zvýšenom tlaku v komôrkach sa ventily otvárajú, takže krv môže mať prístup k cievam a pokračovať v ceste. V tejto fáze je zaznamenaný významný pokles komorového tlaku.

Komorový pomer

V predchádzajúcej fáze sme uzavreli fenomén systoly a so zavedením komorovej relaxácie ustupujeme diastole. Ako už názov napovedá, v tejto fáze sa stane relaxácia srdcovej komory, ktorá znižuje tlak v tejto oblasti.

Pasívne plnenie uší

Vo vyššie opísaných fázach sme vytvorili tlakový gradient, ktorý podporí pasívny vstup krvi. Tento gradient podporí prechod krvi z predsiení do komôr, čím sa vytvorí tlak v zodpovedajúcich chlopniach.

Po dokončení tohto procesu plnenia sa môže začať nová systola, čím sa končí päť fáz, ktoré sa vyskytujú pri jednom tepe srdca.

Elektrokardiografické videnie

Elektrokardiogram je záznam o miestnych prúdoch zapojených do prenosu akčných potenciálov. Pri sledovaní spôsobenom elektrokardiogramom je možné zreteľne rozlíšiť rôzne štádiá srdcového cyklu.

Vlny, ktoré sa detegujú na elektrokardiograme, boli ľubovoľne označené, a to: vlny P, komplex QRS, vlny T a nakoniec vlny U. Každá z nich zodpovedá elektrickej udalosti v cykle.

P vlna

Tieto vlny predstavujú depolarizáciu arteriálnych svalov, ktoré sa šíria radiálne z sinoatriálneho uzla do predsieňového (AV) uzla. Priemerná doba trvania je asi 0,11 sekundy a amplitúda je asi 2,5 mm.

PR interval

Oneskorenie prenosu impulzu z AV uzla sa zaznamená na elektrokardiograme ako segment, ktorý trvá asi 0,2 sekundy. Táto udalosť sa vyskytuje medzi začiatkom P vlny a začiatkom komplexu QRS.

Komplex QRS

Tento interval sa meria od začiatku Q vĺn po S vlnu. Stupeň predstavuje depolarizačnú udalosť, ktorá sa rozširuje. Normálny rozsah pre túto fázu je 0,06 sekundy až 0,1.

Každá vlna v komplexe je charakterizovaná tým, že má určitú dĺžku. K Q vlne dochádza v dôsledku depolarizácie septa a trvá asi 0,03 sekundy. Vlna R je v rozsahu od 4 do 22 mm na výšku s trvaním 0,07 sekundy. Napokon je vlna S asi 6 mm hlboká.

Interval ST

Tento interval zodpovedá trvaniu stavu depolarizácie a repolarizácie. Väčšina elektrokardiogramov však neukazuje skutočný segment ST.

T vlna

Táto fáza predstavuje repolarizačnú vlnu komory. Meria približne 0,5 mm.

Jednou z charakteristík T vlny je, že môžu byť ovplyvnené radom fyziologických faktorov, ako je pitie studenej vody pred skúškou, fajčenie, lieky, medzi inými. Emocionálne faktory môžu tiež zmeniť T vlnu.

U vlna

Predstavuje obdobie najväčšej vzrušivosti komôr. Interpretácia sa však komplikuje, pretože vo väčšine elektrokardiogramov je vlna ťažko zviditeľniť a analyzovať.

Grafické znázornenie cyklu

Existujú rôzne grafické spôsoby reprezentácie rôznych fáz srdcového cyklu. Tieto grafy sa používajú na opis zmien, ktoré sa vyskytujú počas cyklu, z hľadiska rôznych premenných počas úderu.

Klasický diagram sa nazýva Wiggersov diagram. Tieto čísla predstavujú zmeny tlaku vo farebných komorách a aorte a zmeny objemu v ľavej komore v priebehu cyklu, zvuky a záznam každej z elektrokardiogramových vĺn.

Fázam sa pridelia ich názvy v závislosti od kontrakčných a relaxačných udalostí ľavej komory. Z dôvodov symetrie platí, že to, čo platí pre ľavú časť, platí aj pre pravú časť.

Trvanie fáz cyklu

Dva týždne po počatí novoformované srdce začne biť rytmickým a kontrolovaným spôsobom. Toto srdce bude sprevádzať jednotlivca až do okamihu smrti.

Ak predpokladáme, že priemerná srdcová frekvencia je rádovo 70 úderov každú minútu, budeme mať diastolu, ktorá bude mať trvanie 0,5 sekundy a systolu 0,3 sekundy.

Funkcia srdcového cyklu

Krv sa považuje za telesnú tekutinu zodpovednú za prepravu rôznych látok na stavovcoch. V tomto uzavretom transportnom systéme sa vďaka organizovanému pumpovaniu krvi do všetkých štruktúr tela mobilizujú výživné látky, plyny, hormóny a protilátky.

Účinnosť tohto dopravného systému je zodpovedná za udržiavanie homeostatického mechanizmu v tele.

Klinická štúdia srdcových funkcií

Najjednoduchší prístup, ktorý môže zdravotnícky pracovník použiť na vyhodnotenie srdcových funkcií, je počúvať zvuk srdca cez hrudnú stenu. Tento test sa nazýva auskultácia. Toto srdcové vyšetrenie sa používa od nepamäti.

Prístrojom pre tento test je stetoskop, ktorý sa umiestni na hrudník alebo chrbát. Prostredníctvom tohto nástroja je možné rozlíšiť dva zvuky: jeden zodpovedá uzavretiu AV ventilov a druhý po uzavretí semilunárnych ventilov.

Abnormálne zvuky môžu byť identifikované a spojené s patológiami, ako sú šelesty alebo abnormálny pohyb chlopne. K tomu dochádza v dôsledku tlakového prietoku krvi, ktorý sa snaží vstúpiť cez uzavretú alebo veľmi úzku chlopňu.

Lekárska použiteľnosť elektrokardiogramu

V prípade akéhokoľvek zdravotného stavu (ako sú arytmie) sa dá tento test zistiť. Napríklad, ak má komplex QRS abnormálne trvanie (menej ako 0,06 sekundy alebo viac ako 0,1), môže to naznačovať srdcový problém.

Predsieňový blok, tachykardia (keď je srdcová frekvencia medzi 150 a 200 údermi za minútu), bradykardia (keď sú údery za minútu nižšie, ako sa očakávalo), komorová fibrilácia (porucha, ktorá ovplyvňuje kontrakcie srdca a normálne vlny P sú nahradené okrem iného malými vlnami).

Referencie

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2003). Biológia: Život na Zemi. Pearsonovo vzdelávanie.
2. Dvorkin, MA, a Cardinali, DP (2011). Najlepšie a Taylor. Fyziologický základ lekárskej praxe. Panamerican Medical Ed.
3. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, a Garrison, C. (2007). Integrované princípy zoológie. McGraw-Hill.
4. Hill, RW (1979). Porovnávacia fyziológia zvierat: environmentálny prístup. Obrátil som sa.
5. Hill, RW, Wyse, GA, Anderson, M. & Anderson, M. (2004). Fyziológia zvierat. Sinauer Associates.
6. Kardong, KV (2006). Stavovce: porovnávacia anatómia, funkcia, vývoj. McGraw-Hill.
7. Larradagoitia, LV (2012). Základná anatomofyziológia a patológia. Redakčný Paraninfo.
8. Parker, TJ, a Haswell, WA (1987). Zoológie. Chordates (zväzok 2). Obrátil som sa.
9. Randall, D., Burggren, WW, Burggren, W., French, K., & Eckert, R. (2002). Fyziológia zvierat Eckert. Macmillan.
10. Rastogi SC (2007). Základy fyziologie zvierat. New Age International Publishers.
11. Vived, À. M. (2005). Základy fyziológie pohybových aktivít a športu. Panamerican Medical Ed.