При вислуховуванні серця стетоскопом ми не можемо відзначити момент відкриття клапанів, тому що в нормі це порівняно повільний і беззвучний процес. Однак коли клапани закриваються, їх краї вібрують через різких змін тиску; при цьому виникають звуки,які поширюються в грудній клітці у всіх напрямках.
Під час скорочення шлуночків Першим виникає звук, пов'язаний із закриттям А-В клапанів. Цей звук, низькочастотний і тривалий, називають першим тоном серця. Коли в кінці систоли закриваються півмісяцеві клапани аорти та легеневої артерії, чути гучний хлопок. Цей звук, високочастотний і короткий, називають другим тоном серця.
Робота серця протягом одного серцевого циклу-це кількість енергії, яку серце перетворює в корисну роботу, перекачуючи ударний об'єм крові в артерії. Щоб розрахувати роботу серця за хвилину, необхідно роботу, зроблену за один серцевий цикл, помножити на частоту серцевих скорочень.
Серце здійснює два види роботи: (1) велика частина енергії витрачається на просування крові з венозної системи з низьким тиском в артеріальнусистему з високим тиском (так звана зовнішня робота), (2) менша частина енергії витрачається на повідомлення прискорення кровотоку в аорті і легеневої артерії під час вигнання крові з шлуночків (так звана кінетична складова роботи серця).
Зовнішня робота правого шлуночка в нормі становить 1/6 роботи лівого шлуночка, що пов'язано з шестиразовій різницею рівнів систолічного тиску лівого і правого шлуночків. Кінетичнаскладова роботи кожного шлуночка пропорційна масі вигнаної крові, помноженої на квадрат швидкості її вигнання.
Зазвичай кінетична складова роботи лівого шлуночка не перевищує 1% загальних витрат і не враховується при розрахунках. Але в ряді патологічних випадків, наприклад при аортальному стенозі, коли швидкість кровотоку через стеноз-рова клапани різко зростає, більше 50% загальних енерговитрат витрачається на цей вид роботи.
Оцінка насосної функції серця
На малюнку представлена діаграма, Яка допомагає зрозуміти механізм насосної функції лівого шлуночка. Особливе значення мають дві криві з позначеннями «діастолічний тиск» і «систолічний тиск». Це так звані криві «обсяг-тиск».
Діастолічний тиск вимірюється перед самим початком скорочення шлуночка, кожен раз вумовах все більшого об'єму крові, яка наповнює серце. Цей показник називають звичайно-діастолічним тиском шлуночка.
Систолічний тиск реєструється під час скорочення шлуночків також при різному рівні наповнення його кров'ю.
При збільшенні обсягу шлуночка до 150 мл діастолічний тиск істотно не змінюється. Це означає, що наповнення шлуночка кров'ю відбувається легко, не зустрічаючи істотного опору. Наповнення шлуночка об'ємом крові більшим, ніж 150 мл, призводить до все більшого збільшення діастолічного тиску. Це пов'язано з обмеженою можливістю шлуночка розтягуватися: з одного боку, до складу стінки шлуночка входить малорозтяжні фіброзна тканина, а з іншого - серце оточене перикардом, заповненим нестисливої рідиною.
Під час скорочення шлуночка систолічний тиск зростає навіть при незначному збільшенні об'єму крові і досягає максимальної величини при обсязі 150-170 мл. Подальше збільшення обсягу крові в шлуночку призводить до зниження систолічного тиску. Це пов'язано з перерастяжением міокарда, при якому нитки актину і міозину в миофибриллах розходяться занадто далеко і взаємодіють занадто слабо.
Цікаво, що максимальний рівень систолічного тиску в лівому шлуночку серця здорової людини лежить між 250 і 300 мм рт. ст Цей рівень широко варіює у різних людей і, крім того, залежить від нервових впливів. У правому шлуночку максимальний рівень систолічного тиску лежить між 60 і 80 мм рт. ст.
Діаграма «обсяг-тиск» протягом серцевого циклу. Робота серця. Червоні стрілки на малюнку формують петлю, яку називають робочої діаграмою «обсяг-тиск» під час серцевого циклу.
Діаграма характеризує нормальну насосну функцію лівого шлуночка і може бути розділена на 4 фази.
Фаза I. Період наповнення. На діаграмі ця фаза починається від рівня наповнення шлуночка 45 мл і діастолічного тиску 0 мм рт. ст.; 45 мл - це об'єм крові, що залишився в шлуночку після попереднього скорочення, який називають звичайно-систолічним об'ємом. За рахунок припливу крові з передсердя обсяг шлуночка збільшується на 70 мл і досягає 115 мл. Це так званий кінцево-діастолічний об'єм. Таким чином, діаграма «обсяг-тиск» під час фази I відповідає червоною стрілкою «I», показуючи збільшення обсягу крові в лівому шлуночку до 115 мл і діастолічного тиску - до 5 мм рт. ст.
Фаза II. Період ізоволюмічного скорочення. Під час цієї фази об'єм крові в шлуночку не змінюється, оскільки всі клапани закриті. Однак внутрішньошлуночковий тиск збільшується до рівня тиску в аорті, тобто до 80 мм рт. ст., на що вказує червона стрілка «II».
Фаза III. Період вигнання. Під час вигнання систолічний тиск зростає, тому що скорочення шлуночка триває. У той же час обсяг шлуночка зменшується, оскільки аортальні клапани відкриті і кров з шлуночка надходить в аорту. Стрілка «III» на діаграмі відображає ці зміни.
Фаза IV. Період ізоволюмічного розслаблення. В кінці періоду вигнання аортальні клапани закриваються і тиск в шлуночку падає до рівня діастолічного. Стрілка «IV» на діаграмі відображає зниження тиску в шлуночку без будь-яких змін його обсягу. Отже, лівий шлуночок повернувся до свого початкового стану з об'ємом крові 45 мл і тиском 0 мм рт. ст. Читач, добре знайомий з законами фізики, без праці зрозуміє, що площа, обмежена стрілками діаграми, відображає зовнішню роботу лівого шлуночка протягом одного циклу скорочення. В умовах експерименту діаграма «обсяг-тиск» дозволяє розрахувати зовнішню роботу, виконувану серцем.
Коли серце перекачує великий об'єм крові, робоча площа діаграми збільшується. Вона збільшується вправо, бо шлуночок заповнюється великим об'ємом крові в діастолу; вона збільшується вгору, бо шлуночок, скорочуючись сильніше, створює більш високий тиск, нарешті, площа діаграми збільшується вліво, бо шлуночок, скорочуючись сильніше, залишає менший кінцево-систолічний об'єм крові, особливо під впливом симпатичних нервів.