23. Работа сердца

Определения и обозначения

Сердечный цикл — последовательность сокращения и расслабления предсердий и желудочков. Камеры работают согласованно: сначала сокращаются предсердия, потом желудочки, затем всё сердце ненадолго расслабляется. Цикл повторяется снова и снова, поэтому кровь непрерывно движется по сосудам.

Систола — сокращение отдела сердца. Во время систолы предсердий кровь перемещается в желудочки, а при систоле желудочков кровь выталкивается из сердца в артерии. Различать эти этапы нужно, чтобы понимать, какая камера в данный момент продвигает кровь.

Диастола — расслабление отдела сердца. В общей паузе расслаблены и предсердия, и желудочки, поэтому кровь поступает в предсердия и далее заполняет желудочки. Это время нужно не для остановки работы, а для наполнения камер и их подготовки к следующему сокращению.

Сердечный толчок — ритмическое движение грудной стенки в области сердца при его сокращении. Особенно заметен он во время работы желудочков, которые сокращаются и меняют положение сердца в грудной клетке. Наблюдение за толчком помогает почувствовать ритм сердечной деятельности.

Как это устроено

Кровь из вен поступает в предсердия, а затем должна попасть в желудочки, прежде чем будет направлена к лёгким и остальным органам. Для этого сначала сокращаются предсердия: их стенки сдавливают кровь и продвигают её через открытые створчатые клапаны. Желудочки в этот момент расслаблены, поэтому в них может поступить дополнительная порция крови.

Затем сокращаются желудочки. Давление внутри них становится выше, створчатые клапаны закрываются, а кровь направляется через открытые полулунные клапаны в лёгочный ствол и аорту. Систола желудочков длится дольше систолы предсердий — около 0,3 секунды против 0,1 секунды, потому что желудочкам нужно вытолкнуть кровь в сосуды.

После сокращения желудочков наступает общая пауза продолжительностью около 0,4 секунды. Когда давление в желудочках падает, полулунные клапаны закрываются, а створчатые открываются, и камеры снова наполняются кровью. Три фазы вместе длятся примерно 0,8 секунды в покое; их чередование даёт сердечной мышце время расслабиться между сокращениями.

Клапаны открываются и закрываются не по команде мышц, а из-за разницы давления по обе стороны от них. Кровь давит на створки: при движении вперёд клапан открывается, а при попытке вернуться — закрывается. Поэтому кровь проходит через сердце в одном направлении и не возвращается из желудочков в предсердия.

Закрытие клапанов сопровождается звуками, которые называют сердечными тонами. Первый тон возникает главным образом при закрытии створчатых клапанов в начале систолы желудочков, а второй — при закрытии полулунных клапанов после выброса крови. Частота сердечных сокращений показывает, сколько циклов происходит за минуту: при нагрузке она обычно растёт, поскольку мышцам требуется быстрее доставлять кислород и питательные вещества.

Фазы сердечного цикла в покое

Сравнивайте строки по порядку: так видно, какая камера сокращается и куда направляется кровь на каждом этапе. Состояние клапанов помогает проверить, не перепутана ли фаза. Указанные длительности приблизительны и относятся к сердцу в покое.

Разбор задач

Задача 1

Расположите фазы сердечного цикла в правильной последовательности: общая пауза, систола желудочков, систола предсердий. Нужно восстановить порядок, в котором камеры сердца продвигают кровь и затем наполняются. Для этого выясним, какая фаза подготавливает желудочки к сокращению, а какая следует за ним.

1. Систола предсердий перемещает кровь в желудочки и происходит первой.
2. После наполнения сокращаются желудочки — начинается их систола.
3. Затем желудочки расслабляются, и наступает общая пауза, во время которой камеры наполняются кровью.

Ответ: систола предсердий → систола желудочков → общая пауза. Такой порядок согласуется с тем, что желудочки должны получить кровь до того, как вытолкнут её в сосуды.

Задача 2

В одной фазе створчатые клапаны закрыты, а полулунные открыты. Определите фазу и направление движения крови. Клапаны позволяют судить о происходящем, потому что их положение зависит от направления тока крови и давления в камерах.

1. Закрытые створчатые клапаны не дают крови вернуться из желудочков в предсердия.
2. Открытые полулунные клапаны пропускают кровь из желудочков в артерии.
3. Такое сочетание возникает при сокращении желудочков, когда давление в них повышается.

Ответ: это систола желудочков. Кровь движется из правого желудочка в лёгочный ствол, а из левого — в аорту.

Задача 3

В покое сердечный цикл длится 0,8 секунды. Определите частоту сокращений за минуту и объясните, почему значение может отличаться от измеренного у конкретного человека. Частота показывает число полных циклов за одну минуту, поэтому нужно узнать, сколько отрезков по 0,8 секунды помещается в 60 секундах.

1. В одной минуте 60 секунд.
2. Разделите 60 на длительность цикла: 60 ÷ 0,8 = 75.
3. Полученное число означает 75 циклов за минуту при заданной длительности каждого цикла.

Ответ: расчётная частота — 75 сокращений в минуту. У конкретного человека результат может отличаться из-за возраста, состояния организма, физической нагрузки, волнения и условий измерения; кроме того, длительность цикла дана приблизительно.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что предсердия и желудочки сокращаются одновременно. Так можно подумать, потому что обе пары камер входят в одно сердце, но их систолы следуют друг за другом. Проверьте себя: сначала кровь должна попасть из предсердий в желудочки, и только потом желудочки могут её вытолкнуть.

Ошибка — путать систолу с диастолой. Слова похожи, а обе фазы постоянно чередуются, поэтому их легко смешать. Запомните проверку: систола — сокращение, диастола — расслабление; определите, напрягаются ли стенки камеры или отдыхают.

Ошибка — считать общую паузу остановкой сердца. Название может создать такое впечатление, но пауза означает расслабление камер, а не прекращение кровообращения. Проверьте себя по тому, что происходит с кровью: она продолжает поступать в сердце и заполнять камеры.

Ошибка — думать, что клапаны активно толкают кровь. Поскольку клапаны заметно меняют положение, их можно принять за движущую силу. На самом деле они открываются и закрываются из-за разницы давления; проверьте, что именно сокращение камеры создаёт давление, продвигающее кровь.

Связь с другими темами

Чтобы понять работу сердца, нужно знать его строение: где находятся предсердия, желудочки и клапаны. Также важно помнить путь крови по малому и большому кругам кровообращения. Тогда становится ясно, почему кровь из желудочков направляется в разные сосуды.

Знание сердечного цикла помогает понять, как измеряют пульс и откуда появляются сердечные тоны. Оно также объясняет, почему при нагрузке сердечная деятельность меняется: тканям нужно быстрее получать вещества, необходимые для работы. После отдыха потребность организма обычно уменьшается.

Что запомнить

• Сердечный цикл состоит из систолы предсердий, систолы желудочков и общей паузы.
• В покое один цикл длится примерно 0,8 секунды.
• Систола предсердий длится около 0,1 секунды, систола желудочков — около 0,3 секунды, общая пауза — около 0,4 секунды.
• Клапаны направляют кровь в одну сторону.
• Первый сердечный тон связан преимущественно с закрытием створчатых клапанов, второй — полулунных.
• При физической нагрузке частота сердечных сокращений обычно увеличивается.