Ciclul cardiac

O bătaie completă a inimii are o succesiune de umplere și golire numită ciclu cardiac. Când camerele se relaxează, sângele intră în atrii și trece în mare parte în ventricule. Spre sfârșitul umplerii, atriile se contractă și mai împing o cantitate de sânge în ventricule. Apoi ventriculele se contractă și trimit sângele în artera pulmonară și în aortă.

Valvele se deschid și se închid în funcție de diferențele de presiune, astfel încât sângele să înainteze în sensul potrivit. Când ventriculele încep să se contracte, valvele dintre atrii și ventricule se închid. Mai târziu, când presiunea ventriculară depășește presiunea din artere, se deschid valvele de la ieșire și sângele este ejectat. La relaxare, aceste valve se închid, iar umplerea începe din nou.

„Sistolă” înseamnă contracție, iar „diastolă” relaxare. Trebuie precizat dacă vorbim despre atrii sau ventricule, fiindcă ele nu fac exact același lucru în același moment. Fluxul depinde de diferențele de presiune dintre camere și artere, iar valvele împiedică întoarcerea sângelui. Activarea electrică precede contracția miocardului și modificarea presiunilor. Pentru sunetele valvelor, citește Zgomotele inimii.

În diastola ventriculară, umplerea este inițial pasivă, iar sistola atrială o completează. În contracția izovolumetrică, toate valvele ventriculare sunt închise și presiunea crește fără schimbarea volumului. Când presiunea depășește presiunea arterială, începe ejecția prin valvele semilunare. Relaxarea izovolumetrică urmează închiderii acestora; volumul rămâne constant până când presiunea ventriculară permite deschiderea valvelor atrioventriculare. Evenimentele electrice preced evenimentele mecanice corespunzătoare.

La 75 bătăi/min, un ciclu cardiac durează aproximativ 0,8 s: sistola atrială 0,1 s, sistola ventriculară 0,3 s și diastola generală 0,4 s. În sistola atrială sângele completează umplerea ventriculelor; în sistola ventriculară este ejectat în arterele mari. Valvele atrioventriculare împiedică întoarcerea spre atrii, iar cele semilunare împiedică refluxul din artere.

Fazele ciclului la 75 de bătăi pe minut (0,8 s). Sistola atrială (0,1 s) completează umplerea ventriculelor cu aproximativ 20–25% din volum. Sistola ventriculară (0,3 s) are două faze: contracția izovolumetrică (aproximativ 0,05 s), în care presiunea crește cu toate valvele închise, și ejecția (aproximativ 0,25 s), în care valvele semilunare sunt deschise și sângele este expulzat. Diastola ventriculară (0,5 s) începe cu protodiastola, urmată de relaxarea izovolumetrică, în care toate valvele sunt închise, apoi de umplerea rapidă, umplerea lentă (diastaza) și sistola atrială. Diastola generală, cu atriile și ventriculele în repaus, durează aproximativ 0,4 s.

Volumul telediastolic al ventriculului stâng este de aproximativ 120–130 mL, volumul telesistolic de aproximativ 50–60 mL, iar volumul sistolic de aproximativ 70 mL. Presiunea ventriculului stâng urcă la aproximativ 120 mmHg în sistolă, iar în diastolă scade sub 10 mmHg; presiunea ventriculului drept este mult mai mică (aproximativ 25 mmHg în sistolă). Valvele se mișcă pasiv, după diferența de presiune.

Exemplu rezolvat 1: ce se scurtează când crește frecvența?

1. La 75 de bătăi pe minut: ciclul durează $\frac{60}{75}=0,8$ s, din care sistola ventriculară 0,3 s și diastola 0,5 s.
2. La 150 de bătăi pe minut: ciclul durează $\frac{60}{150}=0,4$ s; sistola ventriculară scade puțin, la aproximativ 0,2 s, deci diastola devine aproximativ $0,4-0,2=0,2$ s.
3. Concluzie: diastola se scurtează mai mult decât sistola; la frecvențe foarte mari timpul de umplere ar deveni insuficient, de aceea inima nu poate bate eficient la orice frecvență.

Exemplu rezolvat 2: starea valvelor după presiuni. Presiunea în ventriculul stâng este 110 mmHg, în aortă 80 mmHg, în atriul stâng 8 mmHg.

1. Presiunea ventriculară depășește pe cea din atriu ($110>8$), deci valva mitrală este închisă.
2. Presiunea ventriculară depășește pe cea din aortă ($110>80$), deci valva aortică este deschisă.
3. Concluzie: ventriculul este în faza de ejecție; sângele curge spre aortă.

Asociază faza cu starea valvelor și schimbarea volumului. În fazele izovolumetrice, toate valvele ventriculare sunt închise; presiunea se schimbă, volumul nu. În ejecție, valvele semilunare sunt deschise; în umplere, valvele atrioventriculare sunt deschise. Nu confunda sistola atrială cu sistola ventriculară și nu deduce starea unei valve doar din numele „sistolă” fără camera precizată.

Reține durata fazelor la 75 pe minut: ciclu 0,8 s; sistola atrială 0,1 s; sistola ventriculară 0,3 s; diastola generală 0,4 s. Faza izovolumetrică înseamnă toate valvele închise și volum constant. Volumul sistolic este diferența dintre volumul telediastolic și cel telesistolic, iar debitul cardiac este produsul dintre frecvență și volumul sistolic.

Reține și că umplerea ventriculară este în cea mai mare parte pasivă, aproximativ 75–80%, iar sistola atrială adaugă restul. Debitul cardiac normal este de aproximativ 5 L/min, iar frecvența de 60–100 pe minut.

Exemplu în formatul examenului (complement grupat). Despre ciclul cardiac sunt corecte afirmațiile:

1. În relaxarea izovolumetrică toate valvele sunt închise.
2. Sistola atrială durează 0,3 s la 75 de bătăi pe minut.
3. Valvele semilunare se deschid când presiunea ventriculară depășește presiunea din artere.
4. Umplerea ventriculară se face în cea mai mare parte prin sistola atrială.

• a) „Numai afirmațiile 1, 2 și 3 sunt corecte.”
• b) „Numai afirmațiile 1 și 3 sunt corecte.”
• c) „Numai afirmațiile 2 și 4 sunt corecte.”
• d) „Numai afirmația 4 este corectă.”
• e) „Toate afirmațiile sunt corecte sau toate sunt false.”

Răspuns: b. Afirmația 2 este falsă: la 75 de bătăi pe minut sistola atrială durează 0,1 s, iar sistola ventriculară 0,3 s. Afirmația 4 este falsă: umplerea ventriculară este în cea mai mare parte pasivă (aproximativ 75–80%), iar sistola atrială adaugă restul.

Greșeli frecvente

• Greșit: În orice sistolă toate valvele sunt deschise.
  Corect: Starea lor depinde de fază și de presiuni.
• Greșit: Atriile și ventriculele se contractă simultan în ritmul normal.
  Corect: Contracția atrială precede contracția ventriculară.
• Greșit: Când frecvența cardiacă crește, sistola și diastola se scurtează în aceeași măsură.
  Corect: Diastola se scurtează mai mult decât sistola.

Înainte și după