Cilvēka ķermenis funkcionē, pateicoties asinsrites sistēmas un šūnu uztura klātbūtnei. Sirds kā galvenais asinsrites sistēmas orgāns spēj nodrošināt nepārtrauktu audu apgādi ar enerģijas substrātiem un skābekli. Tas tiek panākts, izmantojot sirds ciklu, ķermeņa darba fāžu secību, kas saistīta ar pastāvīgu atpūtas un slodzes maiņu.
Šo jēdzienu vajadzētu aplūkot no vairākiem viedokļiem. Pirmkārt, no morfoloģiskā viedokļa, tas ir, no pamata apraksta sirdsdarbības fāzēm kā sistoles maiņai ar diastolu. Otrkārt, ar hemodinamiku, kas saistīta ar kapacitatīvo un barometrisko raksturlielumu dekodēšanu sirds dobumos katrā sistoles un diastoles stadijā. Šo viedokļu ietvaros turpmāk tiks aplūkots sirds cikla jēdziens un to veidojošie procesi.
Sirds darba raksturojums
Sirds nepārtrauktu darbu no iegulšanas brīža embrioģenēzē līdz organisma nāvei nodrošina sistoles mija ar diastolu. Tas nozīmē, ka ķermenis nedarbojas pastāvīgi. Lielāko daļu laika sirds pat atpūšas, kas ļauj tai nodrošināt ķermeņa vajadzības visas dzīves garumā. Dažu ķermeņa struktūru darbs notiek citu atpūtas laikā, kas nepieciešams, lai nodrošinātu asinsrites noturību. Šajā kontekstā ir lietderīgi aplūkot sirdspukstu ciklu no morfoloģiskā viedokļa.
Sirds morfofizioloģijas pamati
Zīdītāju un cilvēku sirds sastāv no diviem ātrijiem, kas caur atrioventrikulārām (AV) atverēm ar vārstiem (AVK) ieplūst kambara dobumos (VP). Sistole un diastola mainās, un cikls beidzas ar vispārēju sirdsdarbības pauzi. Tiklīdz asinis no VP tiek izvadītas aortā un plaušu artērijā, spiediens tajās pazeminās. No šiem traukiem atpakaļ sirds kambaros attīstās retrogrāda strāva, ko ātri aptur vārstu atvēršana. Bet šajā laikā priekškambaru hidrostatiskais spiediens ir augstāks par sirds kambaru spiedienu, un AVK ir spiesti atvērties. Rezultātā uz spiediena starpību brīdī, kad ventrikulārā sistole ir pārgājusi, bet ātriji nav atnākuši, notiek kambaru pildīšanās.
Šo periodu sauc arī par vispārēju sirdsdarbības pauzi, kas ilgst līdz izlīdzinās spiediens attiecīgās puses kambara (RV) un priekškambaru (AA) dobumā. Tiklīdz tas ir noticis, priekškambaru sistole sāk izspiest atlikušo asiņu daļu aizkuņģa dziedzerī. Pēc tam, kad pārējās asinis tiek izspiestas kambara dobumos, spiediens labajā kambarī pazeminās. Tas izraisa pasīvu asins plūsmu: kreisajā ātrijāvēnu izdalījumi tiek veikti no plaušu vēnām, bet labajā - no dobajām.
Sistēmisks skats uz sirds ciklu
Sirdsdarbības cikls sākas ar kambaru sistolu - asiņu izvadīšanu no dobumiem līdz ar vienlaicīgu priekškambaru diastolu un to pasīvās piepildīšanās sākumu uz spiediena starpību aferentajos traukos, kur tas šobrīd ir. augstāks nekā ātrijos. Pēc kambaru sistoles iestājas vispārēja sirdsdarbības pauze – pasīvā priekškambaru piepildīšanās ar negatīvu spiedienu turpinājums kambaros.
Pateicoties augstākam hemodinamiskajam spiedienam RA un zemam RV, līdz ar pasīvās priekškambaru pildīšanas turpināšanu atveras AV vārsti. Rezultāts ir pasīvā sirds kambaru pildīšana. Tiklīdz spiediens priekškambaru un kambara dobumos izlīdzinās, pasīvā strāva kļūst neiespējama, un priekškambaru papildināšana apstājas, kas liek tiem sarauties, lai turpinātu sūknēt papildu porciju kambaru dobumos.
No priekškambaru sistoles ievērojami palielinās spiediens kambaru dobumos, tiek provocēta ventrikulāra sistole - tā miokarda muskuļu kontrakcija. Rezultāts ir spiediena palielināšanās dobumos un atrioventrikulāro saistaudu vārstuļu slēgšana. Sakarā ar atiestatīšanu pie aortas mutes un plaušu stumbra, tiek veidots spiediens uz atbilstošajiem vārstiem, kas ir spiesti atvērties asins plūsmas virzienā. Tas pabeidz sirds ciklu: sirds atkal sāk pasīvu atriāciju piepildīšanos tajosdiastols un tālāk vispārējās sirdsdarbības pauzes laikā.
Sirds pauzes
Sirds darbā ir daudz atpūtas epizožu: diastole ātrijos un sirds kambaros, kā arī vispārēja pauze. To ilgumu var aprēķināt, lai gan tas ir ļoti atkarīgs no sirdsdarbības ātruma. Pie 75 sitieniem minūtē sirds cikla laiks būs 0,8 sekundes. Šajā periodā bija priekškambaru sistole (0,1 s) un ventrikulāra kontrakcija - 0,3 sekundes. Tas nozīmē, ka ātriji atpūšas aptuveni 0,7 s un kambari 0,5 s. Atpūtas laikā iestājas arī vispārēja pauze (0,5 s).
Apmēram 0,5 sekundes sirds pasīvi piepildās un 0,3 sekundes tā saraujas. Atria, relaksācijas laiks ir 3 reizes ilgāks nekā sirds kambaros, lai gan tie sūknē līdzīgu asins daudzumu. Tomēr tie galvenokārt nonāk sirds kambaros ar pasīvo strāvu pa spiediena gradientu. Asinis zemā spiediena brīdī sirds dobumos gravitācijas ietekmē nonāk dobumos, kur uzkrājas turpmākai kontrakcijai un izvadīšanai eferentajos traukos.
Sirds atslābuma periodu nozīme
Sirds dobumā asinis iekļūst caur caurumiem: ātrijos - caur dobu un plaušu vēnu mutēm un kambaros - caur AVC. To ietilpība ir ierobežota, un faktiskā uzpildīšana aizņem ilgāku laiku nekā tā izvadīšana caur cirkulāciju. Un sirds cikla fāzes ir tieši tās, kas nepieciešamas pietiekamai sirds piepildīšanai. Jo mazākas šīs pauzes, jo mazāk ātri piepildīsies, jo mazāk asiņutiks novirzīts uz sirds kambariem un attiecīgi uz asinsrites lokiem.
Palielinoties kontrakciju faktiskajam biežumam, kas tiek panākts, saīsinot relaksācijas periodu, samazinās dobumu piepildījums. Šis mehānisms joprojām ir efektīvs ķermeņa funkcionālo rezervju ātrai mobilizācijai, bet kontrakciju biežuma palielināšanās dod asinsrites minūšu apjoma pieaugumu tikai līdz noteiktai robežai. Sasniedzot augstu kontrakciju biežumu, ārkārtīgi īsas diastoles dēļ dobumu piepildījums ievērojami samazināsies, kā arī asinsspiediena līmenis.
Tahiaritmijas
Iepriekš aprakstītais mehānisms ir pamats fiziskās izturības samazināšanai pacientam ar tahiaritmiju. Un, ja sinusa tahikardija, ja nepieciešams, ļauj palielināt spiedienu un mobilizēt ķermeņa resursus, tad priekškambaru fibrilācija, supraventrikulāra un ventrikulāra tahikardija, kambaru fibrilācija, kā arī kambaru tahisistolija WPW sindromā noved pie spiediena pazemināšanās.
Pacienta sūdzību izpausme un viņa stāvokļa smagums sākas no diskomforta un elpas trūkuma līdz samaņas zudumam un klīniskai nāvei. Sirds cikla fāzes, kas tika apspriestas iepriekš saistībā ar paužu nozīmi un to saīsināšanu tahiaritmiju gadījumā, ir vienīgais vienkāršais izskaidrojums, kāpēc aritmijas ir jāārstē, ja tām ir negatīvs hemodinamiskais ieguldījums.
Priekškambaru sistoles pazīmes
Priekškambaru (priekškambaru) sistole ilgst aptuveni 0,1 s: priekškambaru muskuļi saraujas vienlaicīgi saskaņā ar sinusa radīto ritmumezgls. Tās nozīme ir aptuveni 15% asiņu iesūknēšanai sirds kambaru dobumā. Tas ir, ja kreisā kambara sistoliskais tilpums ir aptuveni 80 ml, tad apmēram 68 ml šīs porcijas pasīvi piepildīja kambaru priekškambaru diastolā. Un ar priekškambaru sistolu tiek izsūknēti tikai 12 ml, kas ļauj paaugstināt spiediena līmeni, lai aizvērtu vārstus ventrikulārās sistoles laikā.
Priekškambaru mirdzēšana
Priekškambaru fibrilācijas apstākļos viņu miokards pastāvīgi atrodas haotiskas kontrakcijas stāvoklī, kas neļauj veidoties cietai priekškambaru sistolei. Šī iemesla dēļ aritmija rada negatīvu hemodinamikas ieguldījumu - tā pasliktina asins plūsmu kambaru dobumos par aptuveni 15-20%. To piepildīšana notiek ar smaguma spēku vispārējās sirds pauzes un ventrikulārās sistoles periodā. Tāpēc daļa asiņu vienmēr paliek ātrijos un tiek pastāvīgi satricināta, palielinot trombozes risku asinsrites sistēmā.
Asins aizture sirds dobumos un šajā gadījumā ātrijos noved pie to pakāpeniskas stiepšanās un padara neiespējamu ritma uzturēšanu ar veiksmīgu kardioversiju. Tad aritmija kļūs nemainīga, kas paātrina sirds mazspējas attīstību ar stagnāciju un hemodinamikas traucējumiem asinsritē par 20-30%.
Ventrikulārās sistoles fāzes
Ja sirds cikla ilgums ir 0,8 s, ventrikulārā sistole būs 0,3 - 0,33 sekundes ar diviem periodiem - sasprindzinājumu (0,08 s) un izspiešanu (0,25 s). Miokards sāk sarauties, taču ar tā pūlēm nepietiekasiņu izspiešanai no kambara dobuma. Bet radītais spiediens jau ļauj priekškambaru vārstiem aizvērties. Izsviedes fāze notiek brīdī, kad sistoliskais spiediens ventrikulārajos dobumos ļauj izvadīt daļu asiņu.
Spriedzes fāze sirds ciklā ir sadalīta asinhronās un izometriskās kontrakcijas periodā. Pirmais ilgst aptuveni 0,05 s. un ir integrālas kontrakcijas sākums. Attīstās asinhrona (gadījuma rakstura) miocītu kontrakcija, kas neizraisa spiediena palielināšanos kambara dobumā. Pēc tam, kad ierosme aptver visu miokarda masu, veidojas izometriskās kontrakcijas fāze. Tās nozīme ir ievērojamā spiediena paaugstināšanās kambara dobumā, kas ļauj aizvērt atrioventrikulāros vārstus un sagatavoties asiņu stumšanai plaušu stumbrā un aortā. Tā ilgums sirds ciklā ir 0,03 sekundes.
Kambara sistoles fāzes izsviedes periods
Kambara sistoles rezultātā asinis tiek izvadītas eferento asinsvadu dobumā. Tās ilgums ir ceturtdaļa sekundes, un tas sastāv no ātras un lēnas fāzes. Pirmkārt, spiediens kambaru dobumos paaugstinās līdz maksimālajam sistoliskajam līmenim, un muskuļu kontrakcija izspiež no to dobuma daļu, kas ir aptuveni 70% no faktiskā tilpuma. Otrā fāze ir lēna izgrūšana (0,13 s): sirds eferentajos traukos iesūknē atlikušos 30% sistoliskā tilpuma, taču tas notiek jau ar spiediena pazemināšanos, kas notiek pirms kambaru diastola un vispārējas sirdsdarbības pauzes.
Kambara diastola fāzes
Ventrikulārā diastole (0,47 s) ietver relaksācijas periodu (0,12 sekundes) un piepildījumu (0,25 sekundes). Pirmais ir sadalīts protodiastoliskajā un miokarda izometriskajā relaksācijas fāzē. Uzpildes periods sirds ciklā sastāv no divām fāzēm – ātras (0,08 s) un lēnas (0,17 sek).
Prodiastoliskā periodā (0,04 sek.), pārejas fāzē starp kambaru sistolu un diastolu, spiediens kambara dobumos samazinās, izraisot aortas un plaušu vārstuļu aizvēršanos. Otrajā fāzē ventrikulārajos dobumos ir nulles spiediena periods ar vienlaikus aizvērtiem vārstiem.
Ātrās piepildīšanas periodā atrioventrikulārie vārsti uzreiz atveras, un asinis pa spiediena gradientu ieplūst kambara dobumos no ātrijiem. Tajā pašā laikā pēdējo dobumus pastāvīgi papildina ieplūde caur ienesošajām vēnām, tāpēc ar mazāku priekškambaru dobumu tilpumu tie joprojām sūknē līdzīgas asiņu daļas, piemēram, sirds kambarus. Pēc tam spiediena maksimālās vērtības dēļ kambaru dobumos pieplūde palēninās, sākas lēna fāze. Tas beigsies ar priekškambaru kontrakciju, kas rodas kambaru diastolā.
