SRDEČNÍ CYKLUS: FÁZE A JEJICH VLASTNOSTI - BIOLOGIE - 2025

Srdeční cyklus zahrnuje opakující se sled událostí kontrakce, relaxaci, a plnění komor, které se vyskytují v průběhu srdečního tepu. Tyto fáze jsou obvykle zobecněny na systolickou a diastolickou funkci. První se týká kontrakce srdce a druhá se týká relaxace orgánu.

Cyklus lze studovat pomocí různých metodik. Pokud použijeme elektrokardiogram, budeme schopni rozlišit různé typy vln, a to: P vlny, QRS komplex, T vlny a nakonec U vlny, kde každá z nich odpovídá přesné události elektrického cyklu srdce spojené s depolarizačními jevy. a repolarizace.

Zdroj: DanielChangMD revidoval původní dílo DestinyQx

Klasický grafický způsob znázornění srdečního cyklu se nazývá Wiggersův diagram.

Funkcí srdečního cyklu je dosažení distribuce krve ve všech tkáních. Aby tato tělesná tekutina dosáhla účinné cirkulace v tělním systému, musí existovat čerpadlo, které vyvíjí dostatečný tlak pro svůj pohyb: srdce.

Z lékařského hlediska je studium srdečního cyklu užitečné pro diagnostiku řady srdečních patologií.

Historická perspektiva

Studie týkající se srdečního cyklu a funkce srdce sahají do počátku 18. století, kdy výzkumník Harvey poprvé popsal pohyby srdce. Pozdnější, ve 20. století, Wiggers reprezentoval tyto pohyby graficky (více o tomto grafu později).

Díky příspěvku těchto vědců byl srdeční cyklus definován jako časové období, ve kterém dochází k jevům systolů a diastol. V prvním případě dochází ke kontrakci a vypuzování komory a ve druhém dochází k relaxaci a plnění.

Následný výzkum s použitím izolovaného svalu jako experimentálního modelu změnil tradiční koncept srdečního cyklu původně navržený Wiggersem.

Změna nebyla provedena z hlediska základních kroků cyklu, ale z hlediska dvou zmíněných jevů - systol a diastolů - které se vyvíjejí nepřetržitě.

Z výše uvedených důvodů navrhuje Brutsaert řadu úprav více v souladu s experimentálním modelem, včetně relaxačních jevů.

Anatomie srdce

Pro lepší pochopení srdečního cyklu je nutné znát určité anatomické aspekty srdce. Tento čerpací orgán je přítomen v říši zvířat, ale liší se velmi v závislosti na počtu řádků. V tomto článku se zaměříme na popis typického modelu srdce savce.

Srdce přítomné u savců je charakterizováno hlavně svou účinností. U lidí se nachází v hrudní dutině. Stěny tohoto orgánu se nazývají endokard, myokard a epikard.

Skládá se ze čtyř komor, z nichž dvě jsou síně a zbývající dvě komory. Toto oddělení zajišťuje, že se okysličená a deoxygenovaná krev nemísí.

Krev je schopna cirkulovat uvnitř srdce díky přítomnosti chlopní. Levá síň se otevírá do komory mitrální chlopní, která je bicuspidální, zatímco k otevírání pravé síně do komory dochází prostřednictvím trikuspidální chlopně. Nakonec mezi levou srdeční komorou a aorty máme aortální chlopeň.

Vlastnosti srdečního svalu

Povaha srdečního svalu je velmi podobná kosternímu svalu. Je to vzrušující při aplikaci široké škály podnětů, jmenovitě: tepelných, chemických, mechanických nebo elektrických. Tyto fyzické změny vedou ke kontrakci a uvolnění energie.

Jedním z nejvýznamnějších aspektů srdce je jeho schopnost vydávat automatický rytmus řádným, opakujícím se, konstantním způsobem a bez pomoci jakékoli vnější entity. Ve skutečnosti, pokud vezmeme srdce obojživelníka a umístíme jej do fyziologického roztoku (Ringerovo řešení), bude to chvíli bít.

Díky těmto vlastnostem může srdce fungovat při postupném opakování událostí, které se souhrnně nazývají srdeční cyklus, který níže podrobně popíšeme.

Co je srdeční cyklus?

Srdce pracuje podle základního vzorce tří jevů: kontrakce, relaxace a výplně. Tyto tři události se vyskytují nepřetržitě po celý život zvířat.

Komorová ejekce se nazývá systolická funkce a diastolická funkce se vztahuje k plnění krve. Celý tento proces je organizován sinoatriálním nebo sinusovým uzlem.

Cyklus lze studovat pomocí různých metodik a lze jej pochopit z různých hledisek: jako je elektrokardiografie, která odkazuje na sled elektrických signálů; anatomofunkční nebo echokardiografické; a hemodynamika, která je studována tlakem.

Anatomické a funkční vidění

V každém srdečním rytmu lze specifikovat pět událostí: isovolumická ventrikulární kontrakce a ejekce odpovídající systolům - obecně známá jako systoly nebo kontrakce srdce; následuje isovolumická ventrikulární relaxace, pasivní atriální výplň a aktivní ventrikulární výplň (atriální systole), které jsou společně známé jako diastoly nebo svalová relaxace a plnění krve.

U ultrazvukového přístupu se to provádí pomocí ozvěn, které popisují průchod krve ventily skrze srdeční komory. Hemodynamika spočívá v zavedení katétru do srdce a měření tlaků během každé fáze cyklu.

Aktivní ventrikulární plnění

Cyklus začíná kontrakcí síní v důsledku akčního potenciálu. Krev je okamžitě vytlačena do komor díky otevření ventilů, které spojují oba prostory (viz anatomie srdce). Po dokončení plnění bude veškerá krev obsažena v komorách.

Komorová kontrakce

Jakmile se komory naplní, začíná fáze kontrakce. Během tohoto procesu byly ventily, které byly otevřené při plnění, uzavřeny, aby se zabránilo návratu krve.

Vyhození

Se zvýšeným tlakem v komorách se ventily otevírají, takže krev může vstoupit do cév a pokračovat v cestě. V této fázi je zaznamenáno významné snížení komorového tlaku.

Komorový poměr

V předchozí fázi jsme uzavřeli fenomén systoly a se zahájením komorové relaxace ustupujeme diastole. Jak již název napovídá, v této fázi se děje relaxace komory, která snižuje tlak v oblasti.

Pasivní ušní výplň

Ve výše popsaných fázích jsme vytvořili tlakový gradient, který zvýhodní pasivní vstup krve. Tento gradient bude podporovat průchod krve z předsíní do komor, čímž se vytvoří tlak v odpovídajících chlopních.

Když je tento proces plnění dokončen, může začít nová systole, čímž se ukončí pět fází, které se vyskytují v jednom tepu.

Elektrokardiografické vidění

Elektrokardiogram je záznam místních proudů zapojených do přenosu akčních potenciálů. Ve sledování vytvořeném elektrokardiogramem lze jasně rozlišit různé fáze srdečního cyklu.

Vlny detekované v elektrokardiogramu byly libovolně označeny, jmenovitě: vlny P, komplex QRS, vlny T a nakonec vlny U. Každá z nich odpovídá elektrické události v cyklu.

Vlna P

Tyto vlny představují depolarizaci arteriálních svalů, které se šíří radiálně ze sinoatriálního uzlu do atrioventrikulárního (AV) uzlu. Průměrná doba trvání je asi 0,11 sekundy a amplituda je asi 2,5 mm.

PR interval

Zpoždění přenosu impulsu z AV uzlu je zaznamenáno na elektrokardiogramu jako segment, který trvá asi 0,2 sekundy. Tato událost nastane mezi začátkem P vlny a začátkem komplexu QRS.

Komplex QRS

Tento interval se měří od začátku Q vln k S vlně. Stupeň představuje depolarizační událost, která se rozšiřuje. Normální rozsah pro tuto fázi je 0,06 sekund až 0,1.

Každá vlna v komplexu se vyznačuje určitou délkou. K Q vlně dochází v důsledku depolarizace septa a trvá asi 0,03 sekundy. Vlna R se pohybuje od 4 do 22 mm na výšku s dobou trvání 0,07 sekundy. Nakonec je vlna S asi 6 mm hluboká.

Interval ST

Tento interval odpovídá době trvání stavu depolarizace a repolarizace. Většina elektrokardiogramů však neukazuje skutečný segment ST.

T vlna

Tato fáze představuje repolarizační vlnu komory. Měří přibližně 0,5 mm.

Jednou z charakteristik T vln je, že mohou být ovlivněny řadou fyziologických faktorů, jako je pití studené vody před zkouškou, kouření, léky, mezi ostatními. Emoční faktory mohou také změnit T vlnu.

U vlna

Představuje období největší vzrušivosti komor. Interpretace se však komplikuje, protože u většiny elektrokardiogramů je vlna obtížně vizualizovatelná a analyzovatelná.

Grafické znázornění cyklu

Existují různé grafické způsoby, jak znázornit různé fáze srdečního cyklu. Tyto grafy se používají k popisu změn, ke kterým dochází během cyklu z hlediska různých proměnných během rytmu.

Klasický diagram se nazývá Wiggersův diagram. Tato čísla představují změny tlaku v barevných komorách a aortě a kolísání objemu v levé komoře během cyklu, zvuky a záznam každé z elektrokardiogramových vln.

Fázím jsou přiřazeny jejich názvy v závislosti na kontrakčních a relaxačních událostech levé komory. Z důvodů symetrie platí to, co platí pro levou část, také pro pravou část.

Trvání fází cyklu

Dva týdny po početí začne nově vytvořené srdce bít rytmickým a kontrolovaným způsobem. Toto srdce bude doprovázet jedince až do okamžiku smrti.

Pokud předpokládáme, že průměrná srdeční frekvence je řádově 70 úderů každou minutu, budeme mít, že diastole vykazuje trvání 0,5 sekundy a systole 0,3 sekundy.

Funkce srdečního cyklu

Krev je považována za tělesnou tekutinu zodpovědnou za transport různých látek na obratlovcích. V tomto uzavřeném transportním systému jsou díky organizovanému čerpání krve do všech tělesných struktur mobilizovány živiny, plyny, hormony a protilátky.

Účinnost tohoto transportního systému je zodpovědná za udržování homeostatického mechanismu v těle.

Klinické studium srdečních funkcí

Nejjednodušší přístup, který může zdravotnický pracovník použít k posouzení srdečních funkcí, je poslouchat zvuk srdce přes hrudní stěnu. Tento test se nazývá auskultace. Toto srdeční hodnocení se používá od nepaměti.

Nástrojem pro tento test je stetoskop, který je umístěn na hrudi nebo na zádech. Prostřednictvím tohoto nástroje lze rozlišit dva zvuky: jeden odpovídá uzavření AV ventilů a druhý uzavírá půlkruhové ventily.

Abnormální zvuky mohou být identifikovány a spojeny s patologiemi, jako jsou šelesty nebo abnormální pohyb chlopně. K tomu dochází v důsledku tlakového toku krve, který se snaží proniknout uzavřeným nebo velmi úzkým ventilem.

Lékařská použitelnost elektrokardiogramu

V případě jakéhokoli zdravotního stavu (jako jsou arytmie) může být tento test detekován. Například, když komplex QRS má neobvyklé trvání (méně než 0,06 sekundy nebo více než 0,1), může to znamenat srdeční problém.

Atrioventrikulární blok, tachykardie (když je srdeční frekvence mezi 150 a 200 tepů za minutu), bradykardie (když jsou tepy za minutu menší, než se očekávalo), fibrilace komor (porucha, která ovlivňuje kontrakce srdce a normální P vlny jsou nahrazeny malými vlnami).

Reference

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2003). Biologie: Život na Zemi. Pearsonovo vzdělávání.
2. Dvorkin, MA, a Cardinali, DP (2011). Nejlepší & Taylor. Fyziologický základ lékařské praxe. Panamerican Medical Ed.
3. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, a Garrison, C. (2007). Integrované základy zoologie. McGraw-Hill.
4. Hill, RW (1979). Srovnávací fyziologie zvířat: environmentální přístup. Obrátil jsem se.
5. Hill, RW, Wyse, GA, Anderson, M., & Anderson, M. (2004). Fyziologie zvířat. Sinauer Associates.
6. Kardong, KV (2006). Obratlovci: srovnávací anatomie, funkce, vývoj. McGraw-Hill.
7. Larradagoitia, LV (2012). Základní anatomofyziologie a patologie. Redakční Paraninfo.
8. Parker, TJ, a Haswell, WA (1987). Zoologie. Chordates (svazek 2). Obrátil jsem se.
9. Randall, D., Burggren, WW, Burggren, W., French, K., & Eckert, R. (2002). Eckertova fyziologie zvířat. Macmillan.
10. Rastogi SC (2007). Základy fyziologie živočichů. New Age International Publishers.
11. Vived, À. M. (2005). Základy fyziologie pohybové aktivity a sportu. Panamerican Medical Ed.