CYKL SERCA: FAZY I ICH CHARAKTERYSTYKA - BIOLOGIA - 2026

Cyklu serca zawiera powtarzalnych sekwencji zdarzeń kurczenia się, odpoczynku i napełniania komór, które występują podczas bicia serca. Fazy ​​te są zwykle uogólnione w funkcji skurczowej i rozkurczowej. Pierwsza odnosi się do skurczu serca, a druga do rozluźnienia narządu.

Cykl można badać za pomocą różnych metodologii. Przy zastosowaniu elektrokardiogramu będziemy w stanie rozróżnić różne typy załamków, a mianowicie: załamki P, zespoły QRS, załamki T i wreszcie załamki U, gdzie każdy z nich odpowiada precyzyjnemu zdarzeniu cyklu elektrycznego serca, związanemu ze zjawiskiem depolaryzacji i repolaryzacja.

Źródło: DanielChangMD poprawione oryginalne dzieło DestinyQx

Klasyczny graficzny sposób przedstawienia cyklu serca nazywany jest diagramem Wiggera.

Zadaniem cyklu serca jest zapewnienie dystrybucji krwi we wszystkich tkankach. Aby ten płyn ustrojowy osiągnął efektywną cyrkulację w układzie naczyniowym organizmu, musi istnieć pompa, która wywiera wystarczające ciśnienie do jego ruchu: serce.

Z medycznego punktu widzenia badanie cyklu serca jest przydatne w diagnostyce szeregu patologii serca.

Perspektywa historyczna

Badania dotyczące cyklu sercowego i funkcji serca sięgają początku XVIII wieku, kiedy to badacz Harvey po raz pierwszy opisał ruchy serca. Później, w XX wieku, Wiggers przedstawiali te ruchy graficznie (więcej na tym wykresie później).

Dzięki wkładowi tych naukowców cykl serca został zdefiniowany jako okres, w którym zachodzą zjawiska skurczów i rozkurczów. W pierwszym występuje skurcz i wyrzut komory, aw drugim rozluźnienie i wypełnienie.

Późniejsze badania wykorzystujące izolowane mięśnie jako model eksperymentalny zmieniły tradycyjną koncepcję cyklu serca zaproponowaną pierwotnie przez Wiggersa.

Zmiana nie dotyczyła podstawowych etapów cyklu, ale dwóch wymienionych zjawisk - skurczów i rozkurczów - które rozwijają się w sposób ciągły.

Z powodów podanych wcześniej Brutsaert proponuje szereg modyfikacji bardziej zgodnych z modelem eksperymentalnym, w tym zjawiska relaksacji.

Anatomia serca

Aby lepiej zrozumieć cykl serca, konieczne jest poznanie pewnych anatomicznych aspektów serca. Ten organ pompujący występuje w królestwie zwierząt, ale różni się znacznie w zależności od pochodzenia. W tym artykule skupimy się na opisie typowego modelu serca ssaka.

Serce ssaków charakteryzuje się przede wszystkim sprawnością. U ludzi znajduje się w jamie klatki piersiowej. Ściany tego narządu nazywane są wsierdziem, mięśniem sercowym i nasierdziem.

Składa się z czterech komór, z których dwie to przedsionki, a pozostałe dwie to komory. Ta separacja zapewnia, że ​​krew natleniona i odtleniona nie mieszają się.

Krew może krążyć w sercu dzięki obecności zastawek. Lewy przedsionek otwiera się do komory przez zastawkę mitralną, która jest dwupłatkowa, natomiast prawy przedsionek do komory otwiera się przez zastawkę trójdzielną. Wreszcie między lewą komorą a aortą mamy zastawkę aortalną.

Właściwości mięśnia sercowego

Charakter mięśnia sercowego jest bardzo podobny do mięśni szkieletowych. Jest pobudliwy pod wpływem szerokiej gamy bodźców: termicznych, chemicznych, mechanicznych czy elektrycznych. Te fizyczne zmiany prowadzą do skurczu i uwolnienia energii.

Jednym z najbardziej niezwykłych aspektów serca jest jego zdolność do emitowania automatycznego rytmu, w uporządkowany, powtarzalny, stały sposób i bez pomocy jakiejkolwiek zewnętrznej istoty. W rzeczywistości, jeśli weźmiemy serce płaza i umieścimy je w roztworze fizjologicznym (roztworze Ringera), będzie on jeszcze przez jakiś czas bił.

Dzięki tym właściwościom serce może funkcjonować w sekwencyjnym powtarzaniu zdarzeń zbiorczo zwanych cyklem sercowym, które dokładniej opiszemy poniżej.

Co to jest cykl serca?

Serce działa według podstawowego schematu trzech zjawisk: skurczu, rozluźnienia i wypełnienia. Te trzy wydarzenia występują nieustannie przez całe życie zwierząt.

Wyrzut komorowy nazywany jest funkcją skurczową, a funkcja rozkurczowa odnosi się do napełniania krwi. Cały ten proces jest koordynowany przez węzeł zatokowo-przedsionkowy lub zatokowy.

Cykl można badać za pomocą różnych metodologii i można go zrozumieć z różnych punktów widzenia: takich jak elektrokardiografia, która odnosi się do sekwencji sygnałów elektrycznych; anatomofunkcjonalne lub echokardiograficzne; oraz hemodynamikę badaną za pomocą presurometrii.

Widzenie anatomiczne i funkcjonalne

W każdym uderzeniu serca można określić pięć zdarzeń: izowolumiczny skurcz komory i wyrzut odpowiadający skurczom - ogólnie nazywanymi skurczami lub skurczami serca; po którym następuje izowolumiczna relaksacja komór, bierne napełnianie przedsionków i aktywne napełnianie komory (skurcz przedsionka), które razem nazywane są rozkurczami lub rozluźnieniem mięśni i napełnianiem krwi.

W podejściu ultradźwiękowym odbywa się to za pomocą echa, które opisuje przepływ krwi przez zastawki przez komory serca. Z kolei hemodynamika polega na wprowadzeniu cewnika do serca i pomiarze ciśnień podczas każdej fazy cyklu.

Aktywne wypełnienie komory

Cykl zaczyna się od skurczu przedsionków z powodu potencjału czynnościowego. Krew natychmiast zostaje wydalona do komór dzięki otwarciu zastawek łączących obie przestrzenie (patrz anatomia serca). Kiedy wypełnienie zostanie zakończone, cała krew znajdzie się w komorach.

Skurcz komorowy

Po wypełnieniu komór rozpoczyna się faza skurczu. Podczas tego procesu zastawki, które były otwarte podczas napełniania, były zamknięte, aby zapobiec powrotowi krwi.

Wyrzucanie

Wraz ze wzrostem ciśnienia w komorach zastawki otwierają się, aby krew mogła dostać się do naczyń i płynąć dalej. Na tym etapie obserwuje się znaczny spadek ciśnienia w komorach.

Stosunek komorowy

Na poprzednim etapie zakończyliśmy zjawisko skurczu, a wraz z zainicjowaniem relaksacji komór ustępujemy rozkurczowi. Jak sama nazwa wskazuje, w tej fazie następuje rozluźnienie komory, zmniejszające ciśnienie w tym obszarze.

Wypełnienie bierne ucha

Na etapach opisanych powyżej stworzyliśmy gradient ciśnienia, który będzie sprzyjał biernemu wejściu krwi. Ten gradient będzie sprzyjał przepływowi krwi z przedsionków do komór, generując ciśnienie w odpowiednich zastawkach.

Po zakończeniu tego procesu napełniania może rozpocząć się nowy skurcz, kończąc w ten sposób pięć faz, które występują w jednym uderzeniu serca.

Widzenie elektrokardiograficzne

Elektrokardiogram jest zapisem lokalnych prądów biorących udział w transmisji potencjałów czynnościowych. Na podstawie zapisu elektrokardiograficznego można wyraźnie rozróżnić różne etapy cyklu serca.

Fale, które są wykrywane w elektrokardiogramie, zostały arbitralnie wyznaczone, a mianowicie: załamki P, zespół QRS, załamki T i wreszcie załamki U. Każdy z nich odpowiada elektrycznemu zdarzeniu w cyklu.

Fala P.

Fale te reprezentują depolaryzację mięśni tętniczych, które rozprzestrzeniają się promieniowo od węzła zatokowo-przedsionkowego do węzła przedsionkowo-komorowego (AV). Średni czas trwania wynosi około 0,11 sekundy, a amplituda około 2,5 mm.

Przedział PR

Opóźnienie w transmisji impulsu z węzła AV jest rejestrowane na elektrokardiogramie jako odcinek trwający około 0,2 sekundy. To zdarzenie występuje między początkiem załamka P a początkiem zespołu QRS.

Zespół QRS

Odstęp ten jest mierzony od początku załamków Q do załamka S. Etap reprezentuje zdarzenie depolaryzacji, które się rozszerza. Normalny zakres dla tego etapu to 0,06 sekundy do 0,1.

Każda fala w kompleksie charakteryzuje się określoną długością. Załamek Q powstaje w wyniku depolaryzacji przegrody i trwa około 0,03 sekundy. Fala R ma wysokość od 4 do 22 mm i trwa 0,07 sekundy. Wreszcie fala S ma głębokość około 6 mm.

Odstęp ST

Ten przedział odpowiada czasowi trwania stanu depolaryzacji i repolaryzacji. Jednak większość elektrokardiogramów nie wykazuje prawdziwego odcinka ST.

Fala T.

Ten etap reprezentuje falę repolaryzacji komory. Mierzy około 0,5 mm.

Jedną z cech charakterystycznych załamków T jest to, że może na nie wpływać szereg czynników fizjologicznych, takich jak między innymi picie zimnej wody przed badaniem, palenie papierosów, leki. Czynniki emocjonalne mogą również zmieniać załamek T.

Fala U

Reprezentuje okres największej pobudliwości komór. Jednak interpretacja staje się skomplikowana, ponieważ w większości elektrokardiogramów fala jest trudna do wizualizacji i analizy.

Graficzne przedstawienie cyklu

Istnieją różne graficzne sposoby przedstawiania różnych etapów cyklu serca. Te wykresy są używane do opisania zmian, które zachodzą w trakcie cyklu, pod względem różnych zmiennych podczas uderzenia.

Klasyczny diagram nazywa się diagramem Wiggersa. Liczby te przedstawiają zmiany ciśnienia w komorach barwnych i aorcie oraz zmiany objętości w lewej komorze w trakcie cyklu, szumy i zapis każdej fali elektrokardiogramu.

Fazy ​​mają przypisane nazwy w zależności od zdarzeń skurczowych i relaksacyjnych lewej komory. Ze względu na symetrię to, co jest prawdziwe w przypadku lewej części, dotyczy również prawej strony.

Czas trwania faz cyklu

Dwa tygodnie po poczęciu nowo utworzone serce zacznie bić w rytmiczny i kontrolowany sposób. Ten ruch serca będzie towarzyszył człowiekowi aż do momentu śmierci.

Jeśli przyjmiemy, że średnie tętno jest rzędu 70 uderzeń na minutę, otrzymamy, że rozkurcz trwa 0,5 sekundy, a skurcz 0,3 sekundy.

Funkcja cyklu serca

Krew uważana jest za płyn ustrojowy odpowiedzialny za transport różnych substancji u kręgowców. W tym zamkniętym systemie transportowym, dzięki zorganizowanemu pompowaniu krwi do wszystkich struktur ciała, mobilizowane są składniki odżywcze, gazy, hormony i przeciwciała.

Sprawność tego systemu transportu odpowiada za utrzymanie homeostatycznego mechanizmu w organizmie.

Kliniczne badanie czynności serca

Najprostszym podejściem, jakie lekarz może zastosować do oceny czynności serca, jest słuchanie dźwięku serca przez ścianę klatki piersiowej. Test ten nazywa się osłuchiwaniem. Ta ocena kardiologiczna była stosowana od niepamiętnych czasów.

Narzędziem do tego testu jest stetoskop zakładany na klatkę piersiową lub plecy. Za pomocą tego instrumentu można rozróżnić dwa dźwięki: jeden odpowiada zamknięciu zastawek AV, a drugi zamknięciu zastawek półksiężycowatych.

Nieprawidłowe dźwięki można zidentyfikować i powiązać z patologiami, takimi jak szmery lub nieprawidłowe ruchy zastawek. Dzieje się tak z powodu przepływu ciśnienia krwi, próbującej dostać się przez zamknięty lub bardzo wąski zawór.

Medyczne zastosowanie elektrokardiogramu

W przypadku jakiegokolwiek schorzenia (np. Arytmii) można to wykryć w tym teście. Na przykład, gdy zespół QRS ma nieprawidłowy czas trwania (mniej niż 0,06 sekundy lub więcej niż 0,1), może to wskazywać na problem z sercem.

Analizując elektrokardiogram, blok przedsionkowo-komorowy, tachykardię (gdy częstość akcji serca wynosi od 150 do 200 uderzeń na minutę), bradykardię (gdy uderzenia na minutę są niższe niż oczekiwane), migotanie komór (zaburzenie wpływające na skurcze serca i normalne załamki P są zastępowane małymi falami) m.in.

Bibliografia

1. Audesirk, T., Audesirk, G. i Byers, BE (2003). Biologia: Życie na Ziemi. Edukacja Pearson.
2. Dvorkin, MA i Cardinali, DP (2011). Best & Taylor. Fizjologiczne podstawy praktyki lekarskiej. Panamerican Medical Ed.
3. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC i Garrison, C. (2007). Zintegrowane zasady zoologii. McGraw-Hill.
4. Hill, RW (1979). Fizjologia porównawcza zwierząt: podejście środowiskowe. Odwróciłem się.
5. Hill, RW, Wyse, GA, Anderson, M. i Anderson, M. (2004). Fizjologia zwierząt. Sinauer Associates.
6. Kardong, KV (2006). Kręgowce: anatomia porównawcza, funkcja, ewolucja. McGraw-Hill.
7. Larradagoitia, LV (2012). Podstawy anatomofizjologii i patologii. Redakcja Paraninfo.
8. Parker, TJ i Haswell, WA (1987). Zoologia. Chordates (Vol. 2). Odwróciłem się.
9. Randall, D., Burggren, WW, Burggren, W., French, K., & Eckert, R. (2002). Fizjologia zwierząt Eckert. Macmillan.
10. Rastogi SC (2007). Podstawy fizjologii zwierząt. Międzynarodowe wydawcy New Age.
11. Żył, À. M. (2005). Podstawy fizjologii aktywności fizycznej i sportu. Panamerican Medical Ed.