Систола сердца и её физиология¶

Систола — это фаза сердечного цикла, в течение которой происходит сокращение мышцы сердца (миокарда) и выброс крови из камер сердца в крупные сосуды. Термин происходит от греческого слова συστολή, означающего «сжатие», «сокращение». Систола противоположна диастоле — фазе расслабления, во время которой камеры сердца наполняются кровью. Чередование систолы и диастолы образует непрерывный сердечный цикл, обеспечивающий движение крови по организму.

¶Общая характеристика

Сердце человека работает ритмично: периоды сокращения сменяются периодами расслабления. В норме у взрослого человека частота сердечных сокращений составляет 60–80 ударов в минуту в состоянии покоя. Каждый такой удар включает систолу предсердий, систолу желудочков и общую диастолу.

Продолжительность фаз зависит от частоты ритма. При частоте 75 ударов в минуту весь сердечный цикл занимает около 0,8 секунды. Из них:

• систола предсердий — примерно 0,1 с;
• систола желудочков — около 0,33 с;
• общая диастола (расслабление всех камер) — около 0,37 с.

При учащении ритма прежде всего укорачивается диастола, тогда как систола меняется незначительно. Это важно, поскольку именно в диастолу миокард получает кровоснабжение через коронарные артерии.

¶Систола предсердий

Систола предсердий начинается с возбуждения синоатриального узла — естественного водителя ритма, расположенного в правом предсердии. Возбуждение распространяется по миокарду предсердий, вызывая их сокращение.

В эту фазу давление в предсердиях слегка повышается, и через открытые атриовентрикулярные клапаны в желудочки поступает дополнительная порция крови — так называемый «предсердный вклад». Он составляет примерно 20–30 % конечного диастолического объёма желудочков. Основная же часть наполнения происходит пассивно, ещё во время диастолы.

После сокращения предсердий атриовентрикулярные клапаны (трёхстворчатый справа и митральный слева) закрываются, что знаменует начало систолы желудочков.

¶Систола желудочков

Систола желудочков — ключевая фаза цикла, обеспечивающая выброс крови в большой и малый круги кровообращения. Её разделяют на несколько периодов.

¶Период напряжения

Сразу после закрытия атриовентрикулярных клапанов желудочки начинают сокращаться, но кровь ещё не изгоняется, поскольку полулунные клапаны (аортальный и лёгочный) остаются закрытыми. Этот короткий этап называют фазой изометрического (изоволюмического) сокращения: давление внутри желудочков резко растёт, а объём крови в них не меняется.

Когда давление в левом желудочке превышает давление в аорте (около 80 мм рт. ст.), а в правом — давление в лёгочной артерии, полулунные клапаны открываются.

¶Период изгнания

Начинается изгнание крови. Сначала оно быстрое (фаза быстрого изгнания), затем замедленное. В этот момент давление в левом желудочке достигает 120–130 мм рт. ст., в правом — 25–30 мм рт. ст. Через аорту и лёгочную артерию кровь направляется соответственно в большой и малый круги кровообращения.

Во время систолы желудочков предсердия находятся в расслабленном состоянии и постепенно заполняются кровью, притекающей по венам.

¶Завершение

Когда миокард желудочков начинает расслабляться, давление в них падает, и полулунные клапаны захлопываются, препятствуя обратному току крови. Это завершает систолу и открывает диастолу.

¶Физиологические показатели

С систолой связан ряд клинически значимых параметров.

Систолическое давление — это максимальное давление в артериях, достигаемое как раз в момент изгнания крови из левого желудочка. Ударный объём — количество крови, выбрасываемое за одну систолу. Минутный объём равен произведению ударного объёма на частоту сердечных сокращений.

¶Регуляция и изменения

Сила и продолжительность систолы регулируются нервной и гуморальной системами. Симпатическая нервная система усиливает и ускоряет сокращения, парасимпатическая (через блуждающий нерв) — замедляет. Адреналин, тиреоидные гормоны и ионы кальция повышают силу сокращений, тогда как избыток ионов калия их ослабляет.

При физической нагрузке систола укорачивается, а ударный объём растёт, что увеличивает минутный объём крови и снабжение тканей кислородом. При ряде заболеваний, например при сердечной недостаточности, систолическая функция снижается, что проявляется уменьшением фракции выброса.

¶Методы исследования

Фазы систолы изучают с помощью нескольких методов:

• Электрокардиография (ЭКГ) — регистрирует электрическую активность; комплекс QRS отражает возбуждение желудочков, предшествующее их систоле.
• Эхокардиография — визуализирует движение клапанов и стенок, позволяет измерить объёмы и фракцию выброса.
• Фонокардиография — фиксирует тоны сердца: первый тон возникает в начале систолы желудочков при закрытии атриовентрикулярных клапанов.
• Катетеризация сердца — прямое измерение давления в камерах.

¶Клиническое значение

Нарушения систолы лежат в основе многих сердечно-сосудистых заболеваний. Ослабление сократительной способности миокарда ведёт к систолической дисфункции и сердечной недостаточности. Пороки клапанов (например, стеноз устья аорты) затрудняют изгнание крови, заставляя миокард работать с повышенной нагрузкой. Аритмии меняют соотношение фаз цикла, что отражается на гемодинамике.

Понимание механизмов систолы имеет фундаментальное значение для кардиологии, поскольку именно эта фаза определяет насосную функцию сердца — главную задачу органа.

Источники: учебники по нормальной физиологии (А. Г. Камкин, И. А. Филиппова), руководства по кардиологии, материалы по физиологии кровообращения.