Часть IV. Физиология систем внутренних органов

Эффективная насосная функция сердца зависит от однонаправленного движения крови из вен в предсердия и далее в желудочки, создаваемого четырьмя клапанами (на входе и выходе обоих желудочков, рис. 22.29). Клапаны расположены «на входе» и «на выходе» обоих желудочков сердца. Все клапаны (АВ и полулунные) закрываются и открываются пассивно.

Предсердно-желудочковые клапаны. Трехстворчатый клапан в правом желудочке и двустворчатый (митральный) клапан в левом препятствуют обратному поступлению крови из желудочков в предсердия. Клапаны закрываются при градиенте давления, направленном в сторону предсердий, то есть когда давление в желудочках превышает давление в предсердиях. Когда же давление в предсердиях становится выше давления в желудочках, клапаны открываются. АВ-клапаны образованы перепончатыми листками (створками). Их свободные концы соединены тонкими сухожильными связками (нитями) с сосочковыми мышцами; это препятствует заворачиванию створок клапанов в предсердия во время систолы желудочков. Общая поверхность клапанов гораздо больше, чем площадь АВ-отверстия, поэтому их края плотно прижимаются друг к другу. Благодаря такой особенности клапаны надежно смыкаются даже при изменениях объема желудочков.

Полулунные клапаны: аортальные и легочной артерии расположены на выходе из левого и правого желудочков соответственно. Они предотвращают возврат крови из артериальной системы в полости желудочков. Оба клапана

Рис. 22.29. Клапанный аппарат сердца

представлены тремя плотными, но гибкими карманами, имеющими полулунную форму и прикрепленными симметрично вокруг клапанного кольца. Просветы этих карманов открыты в просвет аорты или легочного ствола. Во время диастолы токи крови устремляются за створки клапанов и завихряются позади них (эффект Бернулли); в результате клапаны быстро закрываются. Чем выше скорость кровотока, тем плотнее смыкаются створки полулунных клапанов. Когда полулунные клапаны замкнуты, их створки образуют фигуру в виде трехконечной звезды.

Открывание и закрывание сердечных клапанов связаны прежде всего с изменениями давления в тех полостях сердца и сосудах, которые отграничиваются этими клапанами. Движение клапанов в свою очередь влияет на сократительную функцию сердца. Систолу и диастолу разделяют на несколько периодов. Каждый из этих периодов характеризуется либо изменением давления при постоянном объеме, либо изменением объема при относительно небольшом изменении давления (рис. 22.30).

При ЧСС, равной 75 уд./мин, общая длительность сердечного цикла — систолы, диастолы и паузы — равна 0,8 с. Сокращение сердца начинается с систолы предсердий, длящейся 0,1 с. Давление в предсердиях при этом поднимается

Рис. 22.30. Сердечный цикл. Изменение давления в левом желудочке, левом предсердии, аорте, изменение объема желудочка, электрокардиограмма, фонокардиограмма: ЛП — левое предсердие; ЭКГ — электрокардиограмма

до 5–8 мм рт.ст. После окончания систолы предсердий начинается систола желудочков продолжительностью 0,33 с.

Систола желудочков разделяется на несколько периодов и фаз.

Период напряжения длится 0,08 с и состоит из двух фаз. Фаза асинхронного сокращения волокон миокарда желудочков длится 0,05 с. В течение этой фазы процесс возбуждения и следующий за ним процесс сокращения распространяются по миокарду желудочков. Фаза изометрического сокращения (0,03 с) начинается с захлопывания створок предсердно-желудочковых (атриовентрикулярных) клапанов, при этом возникает первый, или систолический, тон сердца. Смещение створок и захлопывающей их крови в сторону предсердий вызывает подъем давления в предсердиях. Давление в желудочках быстро нарастает: до 70–80 мм рт.ст. в левом и до 15–20 мм рт.ст. в правом. Створчатые и полулунные клапаны («вход» и «выход» из желудочков) еще закрыты, объем крови в желудочках остается постоянным. Длина волокон миокарда не изменяется, увеличивается только их напряжение. Стремительно растет и давление крови в желудочках. Левый желудочек быстро приобретает круглую форму и с силой ударяет о внутреннюю поверхность грудной стенки. В пятом межреберье, на 1 см слева от срединно-ключичной линии, в этот момент ощущается верхушечный толчок.

К концу этого периода напряжения быстро нарастающее давление в левом и правом желудочках становится выше давления в аорте и легочной артерии. Кровь из желудочков устремляется в эти сосуды, прижимает лепестки полулунных клапанов к внутренним стенкам сосудов и с силой выбрасывается в аорту и легочную артерию. Наступает следующий период.

Период изгнания крови из желудочков длится 0,25 с и состоит из фазы быстрого (0,12 с) и медленного изгнания (0,13 с). Давление в желудочках при этом нарастает: в левом до 120–130 мм рт.ст., а в правом до 25 мм рт.ст.

Колебания стенок желудочков вследствие быстрого притока крови к ним вызывают появление III тона сердца. К концу фазы медленного наполнения возникает систола предсердий. Предсердия нагнетают в желудочки дополнительное количество крови (пресистолический период 0,1 с), после чего начинается новый цикл деятельности желудочков.