CICLUL CARDIAC: FAZE ȘI CARACTERISTICILE ACESTORA - BIOLOGIE - 2025

Ciclului cardiac cuprinde o secvență repetitivă de evenimente de contracție, de relaxare și de umplere a ventriculelor care au loc în timpul bătăilor inimii. Aceste faze sunt generalizate în funcție sistolică și diastolică. Prima se referă la contracția inimii și a doua la relaxarea organului.

Ciclul poate fi studiat folosind diferite metodologii. Dacă se utilizează o electrocardiogramă, vom putea diferenția diferite tipuri de unde, și anume: undele P, complexul QRS, undele T și, în final, undele U, unde fiecare corespunde unui eveniment precis al ciclului electric al inimii, asociat fenomenelor de depolarizare. și repolarizare.

Sursa: DanielChangMD a revizuit lucrarea originală a DestinyQx

Modul grafic clasic de reprezentare a ciclului cardiac se numește diagrama Wiggers.

Funcția ciclului cardiac este realizarea distribuției sângelui pe toate țesuturile. Pentru ca acest fluid corporal să obțină o circulație eficientă prin sistemul vaselor corpului, trebuie să existe o pompă care exercită suficientă presiune pentru mișcarea sa: inima.

Din punct de vedere medical, studiul ciclului cardiac este util pentru diagnosticul unei serii de patologii cardiace.

Perspectiva istorica

Studiile legate de ciclul cardiac și funcția inimii datează de la începutul secolului al XVIII-lea, unde cercetătorul Harvey a descris pentru prima dată mișcările inimii. Mai târziu, în secolul XX, Wiggers a reprezentat aceste mișcări grafic (mai multe pe acest grafic ulterior).

Datorită contribuției acestor oameni de știință, ciclul cardiac a fost definit ca perioada de timp în care apar fenomenele sistolelor și diastolelor. În primul, are loc contracția și expulzarea ventriculului, iar în al doilea, are loc relaxarea și umplerea.

Cercetările ulterioare folosind mușchiul izolat ca model experimental a transformat conceptul tradițional al ciclului cardiac propus inițial de Wiggers.

Modificarea nu a fost făcută în termenii etapelor esențiale ale ciclului, ci în ceea ce privește cele două fenomene menționate - sistole și diastole - care se dezvoltă continuu.

Din motivele expuse anterior, Brutsaert propune o serie de modificări mai în concordanță cu modelul experimental, inclusiv fenomenele de relaxare.

Anatomia inimii

Pentru a obține o mai bună înțelegere a ciclului cardiac, este necesar să cunoaștem anumite aspecte anatomice ale inimii. Acest organ de pompare este prezent în regnul animal, dar diferă foarte mult în funcție de linie. În acest articol ne vom concentra pe descrierea modelului cardiac tipic al unui mamifer.

Inima prezentă la mamifere se caracterizează în principal prin eficiența sa. La om este localizat în cavitatea toracică. Pereții acestui organ se numesc endocard, miocard și epicard.

Se compune din patru camere, dintre care două sunt atria și restul de două sunt ventricule. Această separare asigură că sângele oxigenat și deoxigenat nu se amestecă.

Sângele este capabil să circule în interiorul inimii datorită prezenței valvelor. Atriul stâng se deschide către ventriculul prin valva mitrală, care este bicuspidă, în timp ce deschiderea atriului drept către ventricul are loc prin valva tricuspidă. În cele din urmă, între ventriculul stâng și aortă avem valva aortică.

Proprietățile mușchiului cardiac

Natura mușchiului cardiac este destul de asemănătoare cu mușchiul scheletului. Este excitabil sub aplicarea unei game largi de stimuli și anume: termice, chimice, mecanice sau electrice. Aceste modificări fizice duc la o contracție și o eliberare de energie.

Unul dintre cele mai remarcabile aspecte ale inimii este capacitatea sa de a emite un ritm automat, într-o manieră ordonată, repetitivă, constantă și fără ajutorul vreunei entități externe. De fapt, dacă luăm inima unui amfibian și o plasăm într-o soluție fiziologică (soluția Ringer), ea va continua să bată un timp.

Datorită acestor proprietăți, inima poate funcționa într-o repetare secvențială a evenimentelor numite colectiv ciclu cardiac, pe care îl vom descrie în profunzime mai jos.

Ce este ciclul cardiac?

Inima funcționează urmând un model de bază al trei fenomene: contracția, relaxarea și umplerea. Aceste trei evenimente au loc neîncetat de-a lungul vieții animalelor.

Ejectia ventriculară se numește funcție sistolică, iar funcția diastolică se referă la umplerea sângelui. Tot acest proces este orchestrat de nodul sinoatrial sau sinusal.

Ciclul poate fi studiat folosind diferite metodologii și poate fi înțeles din diverse puncte de vedere: cum ar fi electrocardiografia, care se referă la secvența semnalelor electrice; anatomofuncțional sau ecocardiografic; iar hemodinamica care este studiată prin presurometrie.

Viziunea anatomică și funcțională

În fiecare bătăi cardiace pot fi specificate cinci evenimente: contracția izovolumică a ventriculului și ejecția corespunzătoare sistolelor - cunoscute în general ca sistole sau contracția inimii; urmată de relaxare ventriculară izovolumică, umplere atrială pasivă și umplere ventriculară activă (sistolă atrială), care împreună sunt cunoscute sub numele de diastole sau relaxare musculară și umplere de sânge.

Odată cu abordarea cu ultrasunete, se realizează folosind ecouri, care descrie trecerea sângelui prin valve, prin camerele inimii. Din partea sa, hemodinamicul constă în introducerea unui cateter în interiorul inimii și măsurarea presiunilor în fiecare fază a ciclului.

Umplutură ventriculară activă

Ciclul începe cu contracția atriei datorită unui potențial de acțiune. Imediat sângele este expulzat în ventricule datorită deschiderii valvelor care leagă ambele spații (vezi anatomia inimii). Când umplerea este completă, tot sângele va fi conținut în ventricule.

Contracția ventriculară

Odată ce ventriculele s-au umplut, începe faza de contracție. În timpul acestui proces, valvele care erau deschise la umplere erau închise, pentru a preveni întoarcerea sângelui.

evacuare

Odată cu creșterea presiunii în ventricule, supapele se deschid astfel încât sângele să poată accesa vasele și să continue drumul. În această etapă, se observă o scădere semnificativă a presiunii ventriculare.

Raport ventricular

În etapa anterioară, am ajuns la concluzia fenomenului sistolei, iar cu inițierea relaxării ventriculare cedăm drumul diastolei. După cum indică numele său, ceea ce se întâmplă în această fază este relaxarea ventriculului, reducând presiunile din zonă.

Umplerea pasivă a urechilor

În etapele descrise mai sus, am creat un gradient de presiune care va favoriza intrarea pasivă a sângelui. Acest gradient va favoriza trecerea sângelui din atrii în ventricule, generând presiune în valvele corespunzătoare.

Când acest proces de umplere este finalizat, o nouă sistolă poate începe, încheind astfel cele cinci faze care apar într-o singură bătăi de inimă.

Viziunea electrocardiografică

O electrocardiogramă este o înregistrare a curenților locali implicați în transmiterea potențialelor de acțiune. În urmărirea produsă prin electrocardiogramă se pot distinge în mod clar diferitele etape ale ciclului cardiac.

Undele care sunt detectate într-o electrocardiogramă au fost desemnate în mod arbitrar, și anume: undele P, complexul QRS, undele T. și în final undele U. Fiecare corespunde unui eveniment electric din ciclu.

Valul P

Aceste unde reprezintă depolarizarea mușchilor arteriali, care se răspândesc radial de la nodul sinoatrial la nodul atrioventricular (AV). Durata medie este de aproximativ 0,11 secunde, iar amplitudinea este de aproximativ 2,5 mm.

Intervalul PR

Întârzierea în transmiterea impulsului din nodul AV este înregistrată pe electrocardiogramă ca un segment care durează aproximativ 0,2 secunde. Acest eveniment are loc între începutul undei P și începutul complexului QRS.

Complexul QRS

Acest interval este măsurat de la începutul undelor Q până la unda S. Etapa reprezintă un eveniment de depolarizare care se extinde. Intervalul normal pentru această etapă este de la 0,06 secunde la 0,1.

Fiecare val din complex este caracterizat prin faptul că are o lungime anume. Undul Q apare din cauza depolarizării septului și durează aproximativ 0,03 secunde. Valul R variază între 4 și 22 mm înălțime cu o durată de 0,07 secunde. În sfârșit, unda S are o adâncime de aproximativ 6 mm.

Intervalul ST

Acest interval corespunde duratei unei stări de depolarizare și repolarizare. Cu toate acestea, majoritatea electrocardiogramelor nu prezintă un segment ST adevărat.

Valul T

Această etapă reprezintă unda de repolarizare a ventriculului. Măsoară aproximativ 0,5 mm.

Una dintre caracteristicile undelor T este că acestea pot fi afectate de o serie de factori fiziologici, cum ar fi consumul de apă rece înainte de examen, fumatul, medicamentele, printre altele. Factorii emoționali pot modifica, de asemenea, unda T.

Val U

Reprezintă perioada cu cea mai mare excitabilitate a ventriculelor. Cu toate acestea, interpretarea devine complicată, deoarece în majoritatea electrocardiogramelor unda este dificil de vizualizat și de analizat.

Reprezentări grafice ale ciclului

Există moduri grafice diferite de a reprezenta diferitele etape ale ciclului cardiac. Aceste grafice sunt utilizate pentru a descrie modificările care apar pe parcursul ciclului în termeni de variabile diferite în timpul unei bătăi.

Diagrama clasică se numește diagrama Wiggers. Aceste cifre reprezintă schimbările de presiune în camerele de culoare și aortă și variațiile de volum în ventriculul stâng pe parcursul ciclului, zgomotele și înregistrarea fiecăreia din undele electrocardiogramei.

Fazele li se atribuie numele în funcție de evenimentele de contracție și relaxare ale ventriculului stâng. Din motive de simetrie, ceea ce este valabil pentru porțiunea din stânga ține și pentru dreapta.

Durata fazelor ciclului

La două săptămâni de la concepție, inima nou formată va începe să bată într-o manieră ritmică și controlată. Această mișcare a inimii va însoți individul până în momentul morții.

Dacă presupunem că ritmul cardiac mediu este de ordinul a 70 de bătăi în fiecare minut, vom avea că diastola are o durată de 0,5 secunde și sistolă de 0,3 secunde.

Funcția ciclului cardiac

Sângele este considerat ca fluidul corpului responsabil pentru transportul diferitelor substanțe în vertebre. În acest sistem de transport închis, nutrienți, gaze, hormoni și anticorpi sunt mobilizați, datorită pompării organizate a sângelui către toate structurile corpului.

Eficiența acestui sistem de transport este responsabilă de menținerea unui mecanism homeostatic în organism.

Studiul clinic al funcției cardiace

Cea mai simplă abordare pe care o poate folosi un profesionist din domeniul sănătății pentru evaluarea funcției cardiace este aceea de a asculta sunetul inimii prin peretele toracic. Acest test se numește auscultare. Această evaluare cardiacă a fost folosită încă din vremuri imemoriale.

Instrumentul pentru acest test este un stetoscop care este așezat pe piept sau pe spate. Prin intermediul acestui instrument se pot distinge două sunete: unul corespunde închiderii supapelor AV și următorul închiderii supapelor semilunare.

Sunetele anormale pot fi identificate și asociate cu patologii, cum ar fi murmur sau mișcare anormală a valvei. Acest lucru se datorează fluxului de presiune a sângelui care încearcă să intre printr-o supapă închisă sau foarte îngustă.

Aplicabilitatea medicală a electrocardiogramei

În cazul oricărei afecțiuni medicale (cum ar fi aritmii), aceasta poate fi detectată în acest test. De exemplu, atunci când complexul QRS are o durată anormală (mai mică de 0,06 secunde sau mai mult de 0,1) poate fi indicativ pentru o problemă cardiacă.

Un bloc atrioventricular, tahicardie (când frecvența cardiacă este cuprinsă între 150 și 200 de bătăi pe minut), bradicardie (când bătăile pe minut sunt mai mici decât se aștepta), fibrilația ventriculară (o afecțiune care afectează contracțiile inimii și undele P normale sunt înlocuite cu valuri mici), printre altele.

Referințe

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2003). Biologie: Viața pe Pământ. Educația Pearson.
2. Dvorkin, MA, & Cardinali, DP (2011). Best & Taylor. Baza fiziologică a practicii medicale. Editura Medicală Panamericană.
3. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2007). Principii integrate ale zoologiei. McGraw-Hill.
4. Hill, RW (1979). Fiziologie animală comparativă: o abordare de mediu. Am inversat.
5. Hill, RW, Wyse, GA, Anderson, M., și Anderson, M. (2004). Fiziologia animalelor. Asociații Sinauer.
6. Kardong, KV (2006). Vertebrate: anatomie comparativă, funcție, evoluție. McGraw-Hill.
7. Larradagoitia, LV (2012). Anatomofiziologie de bază și patologie. Editorial Paraninfo.
8. Parker, TJ și Haswell, WA (1987). Zoologie. Chordates (Vol. 2). Am inversat.
9. Randall, D., Burggren, WW, Burggren, W., franceză, K., & Eckert, R. (2002). Fiziologia animalelor Eckert Macmillan.
10. Rastogi SC (2007). Esențiale ale fiziologiei animale. Edituri internaționale New Age.
11. Vivi, À. M. (2005). Fundamentele fiziologiei activității fizice și sportului. Editura Medicală Panamericană.