Fizjologia 13.10.11 Cykl pracy serca 2

Cykl mechanicznej pracy serca jest związany ze zmiana ciśnienia i objętości krwi w sercu.

Zmiany ciśnienia związane są z funkcją zastawek serca pozwalających na jednokierunkowy przepływ krwi przez serce .

Zmiany ci przepływu krwi korespondują z przebiegiem elektrycznego pobudzenia w EKG.

Objętość całkowita krwi (Q) przepływającej poprzez układ krążenia w ciągu minuty jest równa pojemności minutowej serca (CO). Pojemność minutowa jest równa ilości krwi tłoczonej przez jedną z komór serca w czasie jednej minuty

CO(L/min) = SV x HR

Objętość wyrzutowa (SV; mL) jest to ilość krwi wtłaczanej przez każdą komorę w ciągu jednego cyklu hemodynamicznego serca do odpowiedniego naczynia tętniczego.

Częstość skurczów serca (HR; sk/min) jest to liczba cykli hemodynamicznych w ciągu jednej minuty.

Objętości krwi tłoczone przez prawą i lewą komorę do zbiorników tętniczych w czasie pojedynczego cyklu pracy serca są obie prawie równe

Objętość wyrzutowa serca (SV) – dla mężczyzny w spoczynku jest to około 75 mL. W każdej komorze pozostaje około 50 ml krwi, krew zalegająca.

Pojemność minutowa serca (CO) – ilość krwi tłoczona przez jedną z komór w czasie jednej minuty (5,4 l/min).

SV=70 ml/skurcz oraz HR = 72/min

CO =70 ml/skurcz x 72/min = 5040 ml/min czyli ok. 5l/min

Niewydolność serca – objętość minutowa jednej lub obu komór nie jest wystarczająca dla zaspokojenia potrzeb organizmu.

W spoczynku ilość krwi przepompowywana w ciągu minuty – ok 5 L/min

Podczas wysiłku fizycznego – 20-25 L/min

U sportowców wyczynowych – ok 35 L/min

Wysiłkowy wzrost rzutu serca nazywamy rezerwą serca (CR)

Czynniki wpływające na CO

Kontrola HR

• Układ autonomiczny współczulny

• Układ autonomiczny przywspółczulny

• Nerwy autonomiczne docierają prawie do wszystkich części serca:

  • Węzła zatokowego

  • Węzła przedsionkowo – komorowego

  • Mięśniówki komór

• Układ wegetatywny wpływa na HR i SV ( poprzez wpływ na kurczliwość komórek mięśniowych)

• Kontrola hormonalna

Na pracę serca ma wpływ pobudzenie receptorów:

Efekt inotropowy

• dodatni– zwiększenie siły skurczu mięśnia sercowego

• ujemny – zmniejszenie

Efekt chronotropowy

• dodatni – zwiększenie częstości skurczów ms

• ujemny zmniejszenie

Efekt barmotropowy

• Dodatni – obniżenie progu pobudliwości komórek ms

• Ujemny podwyższenie progu pobudliwości

Efekt dromotropowy

• dodatni – zwiększenie przewodzenia w ms

• ujemny – zmniejszenie przewodzenia w ms

Czynniki wpływające na HR

• wiek

• płeć

• wydolność fizyczna

• temperatura ciała

Prawo Franka-Stralinga:

Siła skurczu mięśnia sercowego jest wprost proporcjonalna do początkowego rozciągnięcia jego włókien

Objętość późnorozkurczowa (EDV) – objętość krwi w sercu w końcowej fazie rozkurczu determinuje stopień rozciągnięcia włókien mięśnia sercowego.

1. ^ EDV = ^ siła skurczu

2. ^ EDV = ^ SV

3. ^EDV = ^ CO

Kurczliwość mięśnia jest jego cechą wewnętrzną. Kurczliwość mięśnia zależy od ilości elementów kurczliwych we włóknach mięśniowych, stężenia wewnątrzkomórkowego jonów Ca²⁺ oraz wrażliwości elementów kurczliwych na jony Ca²⁺

O zmianie kurczliwości świadczy taka zmiana siły i szybkości skurczu, która nie jest związana ze zmianą wyjściowej długości mięśnia

Każdy bodziec zwiększający maksymalne napięcie izometryczne mięśnia bez zmiany jego długości zwiększa jego kurczliwość czyli wywiera działanie inotropowe dodatnie

Odzwierciedleniem stanu kurczliwości mięśnia sercowego jest frakcja wyrzutowa (stosunek objętości końcoworozkurczowej do objętości wyrzutowej – EDV/SV)

Najważniejszym fizjologicznym regulatorem kurczliwości mięśnia sercowego jest noradrenalina (NA) uwalniania z zakończeń nerwowych nerwów współczulnych

Unerwienie serca

1. Unerwienie współczulne

   1. Lewy pień współczulny unerwia komory

   2. Prawy pień unerwia przedsionki i węzeł zatokowo – przedsionkowy

2. Przywspółczulne

   1. Nerwy błędne unerwienie węzła zatokowo- przedsionkowego, przedsionkowo – komorowego oraz mięśniówki roboczej przedsionków

Objętości i pojemności serca

Wskaźnik sercowy (CI) – jest to stosunek pojemności minutowej serca do powierzchni ciała. Pojemność minutowa serca w spoczynku przeliczona jest na 1 metr kwadratowy powierzchni ciała ( ok 3,2 l/min/metr kwadratowy)

CI (Cardiac Index) = pojemność minutowa / m2 powierzchni ciała, CL = 3,2 l/min/m²

W różnych stanach fizjologicznych pojemność minutowa serca zwiększa się dzięki:

• zwieszeniu objętości wyrzutowej serca

• przyspieszeniu częstości skurczów

Objętość wyrzutowa zależy od siły skurczu mięśnia komór która zależy od:

• Neurotransmiterów układu autonomicznego (NA, Ach)

• Początkowego rozciągnięcia komórek mięśniowych – obciążenie wstępne

• Ciśnienia w zbiorniku tętniczym – obciążenie robocze