Systole - Systole
Den systole ( / s ɪ s t əl jeg / SIST -ə-Lee ) er den del af hjertecyklussen , hvorunder nogle kamre i muskel hjerte kontrakt efter genpåfyldning med blod. Udtrykket stammer, via New latin , fra oldgræsk συστολή ( sustolē ), fra συστέλλειν ( sustéllein 'til kontrakt', fra σύν sol 'sammen' + στέλλειν stéllein 'for at sende'), og svarer til brugen af det engelske udtryk at klemme .
Pattedyrens hjerte har fire kamre: det venstre atrium over den venstre ventrikel (lysere lyserød, se grafik), som to er forbundet gennem mitralventilen (eller bicuspid) ; og højre atrium over højre ventrikel (lysere blå), forbundet via tricuspidventilen . Atrierne er de modtagende blodkamre til blodcirkulationen, og ventriklerne er afladningskamrene.
Når de atriske kamre i sen ventrikulær diastole trækker sig sammen, sender de blod ned til de større, nedre ventrikelkamre. Når den normale strømning er afsluttet, fyldes ventriklerne, og ventilerne til forkammerne lukkes. Ventriklerne udfører nu systole isovolumetrisk, hvilket er sammentrækning, mens alle ventiler er lukkede - slutter den første fase af systole. Det andet trin forløber umiddelbart, at pumpe iltet blod fra den venstre ventrikel gennem aortaklappen og aorta til alle kroppens systemer, og samtidig pumpning iltfattigt blod fra højre hjertekammer gennem lungeklappen og lungearterien til lungerne . Således parrer kamrene (øvre forkammer og nedre ventrikler) i skiftevis rækkefølge med hinanden. For det første fører atriel sammentrækning blod ind i ventriklerne, hvorefter ventrikulær sammentrækning pumper blod ud af hjertet til kroppens systemer, inklusive lungerne til iltforsyning.
Hjertesystole er sammentrækning af hjertemusklen som reaktion på en elektrokemisk stimulus til hjertets celler ( kardiomyocytter ).
Cardiac output (CO) er den mængde blod, der pumpes af hver ventrikel på et minut. Den uddrivningsfraktion (EF) er voluminet af blod pumpet divideret med det totale volumen af blod i venstre ventrikel.
Typer af systole
Atriel systole
Atriel systole forekommer sent i ventrikulær diastol og repræsenterer sammentrækningen af myokardiet i venstre og højre forkammer . Det kraftige fald i ventrikeltryk, der opstår under ventrikulær diastol, tillader atrioventrikulære ventiler (eller mitrale og tricuspidale ventiler) at åbne og får indholdet af atrierne til at tømme ind i ventriklerne. De atrioventrikulære ventiler forbliver åbne, mens aorta- og lungeventiler forbliver lukkede, fordi trykgradienten mellem atrium og ventrikel bevares under sen ventrikulær diastol. Atrielskontraktion giver en tilføjelse af mindre fraktion til ventrikulær fyldning, men bliver signifikant i venstre ventrikulær hypertrofi eller fortykkelse af hjertevæggen, da ventriklen ikke slapper helt af under dens diastole. Tab af normal elektrisk ledning i hjertet - set under atrieflimren , atrieflagren og komplet hjerteblokering - kan eliminere atriel systole fuldstændigt.
Sammentrækning af atrierne følger depolarisering repræsenteret ved P-bølgen i EKG. Når begge atrielle kamre trækker sig sammen - fra den overordnede region af atrierne mod det atrioventrikulære septum - stiger trykket i atrierne, og blod pumpes ind i ventriklerne gennem de åbne atrioventrikulære ventiler. Ved starten af atrialsystolen under ventrikulær diastol fyldes ventriklerne normalt til ca. 70-80 procent af kapaciteten ved tilstrømning fra atrierne. Atriel sammentrækning også omtalt som "atrialspark" bidrager med de resterende 20-30 procent af ventrikelfyldning. Atrialsystole varer cirka 100 ms og slutter inden ventrikulær systole, da atriummuskulaturen vender tilbage til diastol.
De to ventrikler isoleres elektrisk og histologisk (vævsmæssigt) fra de to atrielle kamre ved hjælp af elektrisk uigennemtrængelige kollagenlag af bindevæv kendt som hjerteskelettet . Hjerteskelettet er lavet af tæt bindevæv, der giver struktur til hjertet ved at danne det atrioventrikulære septum - som adskiller atrierne fra ventriklerne - og de fibrøse ringe, der fungerer som baser for de fire hjerteklapper. Kollagenforlængelser fra ventilringene forsegler og begrænser atriens elektriske aktivitet ved at påvirke elektriske veje, der krydser ventriklerne. Disse elektriske veje indeholder den sinoatriale knude , den atrioventrikulære knude og Purkinje-fibrene . (Undtagelser såsom tilbehørsveje kan forekomme i denne firewall mellem atriel og ventrikulær elektrisk indflydelse, men er sjældne.)
Hjertefrekvenskontrol via farmakologi er almindelig i dag; for eksempel er den terapeutiske anvendelse af digoxin, beta-adrenoceptorantagonister eller calciumkanalblokkere vigtige historiske indgreb i denne tilstand. Især individer, der er tilbøjelige til hyperkoagulerbarhed (abnormitet i blodkoagulation ), har en bestemt risiko for blodpropper , en meget alvorlig patologi, der kræver behandling for livet med et antikoagulant, hvis det ikke kan korrigeres.
Højre og venstre atriale systoles
Atrielle kamre indeholder hver en ventil: tricuspidventilen i højre atrium åbner ind i højre ventrikel, og mitralventilen (eller bicuspid) i det venstre atrium åbner ind i den venstre ventrikel. Begge ventiler presses åbne i de sene stadier af ventrikulær diastole; se Wiggers-diagram i P / QRS-fasen (ved højre margen). Derefter får sammentrækningerne af atrialsystolen den højre ventrikel til at fyldes med iltforarmet blod gennem tricuspidalklappen. Når højre atrium tømmes - eller for tidligt lukkes - slutter højre atrialsystole, og dette trin signaliserer slutningen af ventrikulær diastole og begyndelsen af ventrikulær systole (se diagram Wiggers). Tidsvariablen for den rigtige systoliske cyklus måles fra (tricuspid) ventil åben til ventil lukket.
Sammentrækningerne af atrialsystolen fylder venstre ventrikel med iltberiget blod gennem mitralventilen; når venstre atrium tømmes eller lukkes, afsluttes venstre atrialsystole, og ventrikulær systol er ved at begynde. Tidsvariablen for den venstre systoliske cyklus måles fra (mitral) ventilåben til ventillukket.
Atrieflimren
Atrieflimren repræsenterer en almindelig elektrisk sygdom i hjertet, der optræder i tidsintervallet for atrialsystol (se figur ved højre margen). Teorien antyder, at et ektopisk fokus , som regel ligger inden for lungestammerne, konkurrerer med sinoatrialknudepunktet om elektrisk kontrol af atrielle kamre og derved mindsker ydeevnen af det atrielle myokardium eller atriale hjertemuskel. Den bestilte, sinoatriale kontrol af atriel elektrisk aktivitet forstyrres og forårsager tabet af koordineret generering af tryk i de to atrielle kamre. Atrieflimren repræsenterer en elektrisk forstyrret, men godt perfunderet atriummasse, der arbejder (på en ukoordineret måde) med en (forholdsvis) elektrisk sund ventrikulær systol.
Den kompromitterede belastning forårsaget af atrieflimren forringer hjertets samlede ydelse, men ventriklerne fungerer fortsat som en effektiv pumpe. I betragtning af denne patologi kan udstødningsfraktionen forringes med ti til tredive procent. Ukorrekt atrieflimren kan føre til hjertefrekvenser, der nærmer sig 200 slag pr. Minut (bpm). Hvis denne hastighed kan sænkes til et normalt interval, f.eks. Omkring 80 bpm, resulterer den resulterende længere fyldetid inden for hjertecyklussen eller forbedrer hjertets pumpefunktion. Den besværlige vejrtrækning for eksempel hos personer med ukontrolleret atrieflimren kan ofte vendes tilbage til normal ved (elektrisk eller medicinsk) kardioversion .
Ventrikulær systole og Wiggers-diagram
Et Wiggers-diagram over ventrikulær systole viser grafisk sekvensen af sammentrækninger af myokardiet i de to ventrikler . Ventrikulær systole inducerer selvkontraktion, således at trykket i både venstre og højre ventrikel stiger til et niveau over det i de to atrielle kamre og derved lukker trikuspidale og mitrale ventiler - som forhindres i at vende af chordae tendineae og papillarmusklerne . Nu fortsætter ventrikeltryk med at stige i isovolumetrisk eller fast volumen, sammentrækningsfase , indtil maksimalt tryk (dP / dt = 0) opstår, hvilket får lunge- og aortaklapperne til at åbne i udstødningsfasen . I udstødningsfasen strømmer blod fra de to ventrikler ned ad sin trykgradient - det vil sige 'ned' fra højere tryk til lavere tryk - ind i henholdsvis (a gennem) aorta og lungestammen . Især hjertemuskulaturen perfusion betyder gennem hjertets koronarkar ikke ske under ventrikulær systole; snarere forekommer det under ventrikulær diastole.
Ventrikulær systol er pulsens oprindelse .
Systoles i højre og venstre ventrikel
Den pulmonale (eller pulmonale) ventil i højre ventrikel åbner ind i lungestammen , også kendt som lungearterien, som deler sig to gange for at forbinde til hver af de venstre og højre lunger. I venstre ventrikel åbner aortaklappen sig ind i aorta, som deler sig og opdeles igen i de forskellige grenarterier, der forbinder til alle organer og systemer i kroppen undtagen lungerne.
Ved dens sammentrækninger pulserer højre ventrikel (RV) systol iltforarmet blod gennem lungeventilen gennem lungearterierne til lungerne, hvilket giver lungecirkulation ; samtidig pumpes venstre ventrikel (LV) systole blod gennem aortaklappen, aorta og alle arterier for at tilvejebringe systemisk cirkulation af iltet blod til alle kroppens systemer. Den venstre ventrikulære systol gør det muligt rutinemæssigt at måle blodtrykket i de større arterier i den venstre ventrikel i hjertet.
LV-systole er volumetrisk defineret som venstre ventrikulær ejektionsfraktion (LVEF). Tilsvarende er RV systole defineret som den højre ventrikulære ejektionsfraktion (RVEF). Højere end normalt RVEF er tegn på pulmonal hypertension . Tidsvariablerne for de ventrikulære systoler er: højre ventrikel, pulmonal ventil åben til ventil lukket; venstre ventrikel, aorta ventil åben til ventil lukket.
Elektrisk systol
Den sinoatriale knude (SA Node) er hjertets naturlige pacemaker , der udsender elektrisk signalering, der bevæger sig gennem hjertemusklen, hvilket får den til at trække sig sammen gentagne gange i cyklus. Det er placeret øverst i højre atrium ved siden af krydset med den overlegne vena cava. SA Node er en lysegul struktur. For mennesker er den ca. 25 mm lang, 3-4 mm bred og 2 mm tyk. Den indeholder to typer celler: (a) de små, runde P- celler, der har meget få organeller og myofibriller, og (b ) de slanke langstrakte overgangsceller , som er mellemliggende i udseende mellem P og de almindelige myokardieceller. Intakt tilvejebringer SA-noden kontinuerlig elektrisk udladning kendt som sinusrytme gennem den atrielle masse, hvis signaler derefter falder sammen ved den atrioventrikulære node , der skal organiseres til at give en rytmisk elektrisk puls ind i og på tværs af ventriklerne gennem natrium-, kalium- eller calciumgatede ionkanaler .
Den kontinuerlige rytmiske udladning genererer en bølgelignende bevægelse af elektriske krusninger, der stimulerer myokardiets glatte muskler og får rytmiske sammentrækninger til at udvikle sig fra top til bund af hjertet. Da pulsen bevæger sig ud af de (øverste) atria ind i de (nedre) ventrikler, fordeles den gennem et muskulært netværk for at forårsage systolisk sammentrækning af begge ventrikulære kamre samtidigt. Det faktiske tempo i cyklussen - hvor hurtigt eller langsomt hjertet slår - er cued af meddelelser fra hjernen, der afspejler hjernens reaktioner på kroppens forhold, såsom smerte, følelsesmæssig stress, aktivitetsniveau og omgivende forhold, herunder ekstern temperatur, tid på dagen osv.
Mekanisk systol
Elektrisk systole åbner spændingsstyret natrium-, kalium- og calciumkanaler i celler i myokardiumvæv. Derefter udløser en stigning i intracellulært calcium interaktionen mellem actin og myosin i nærværelse af ATP, som genererer mekanisk kraft i cellerne i form af muskelsammentrækning eller mekanisk systole. Sammentrækningerne genererer intra-ventrikulært tryk, som øges, indtil det overstiger det ydre, resterende tryk i de tilstødende trunker i både lungearterien og aorta ; dette trin får igen lunge- og aortaklapperne til at åbne. Blod udstødes derefter fra de to ventrikler og pulserer i både lungesystemet og aorta- cirkulationssystemet.
Mekanisk systole forårsager pulsen , som i sig selv er let palperet (filt) eller ses flere steder på kroppen, hvilket muliggør universelt vedtagne metoder - ved berøring eller øje - til at observere systolisk blodtryk . De mekaniske kræfter i systole forårsager rotation af muskelmassen omkring de lange og korte akser, en proces, der kan observeres som en "vridning" af ventriklerne.
Fysiologisk mekanisme
Hjertets systole initieres af elektrisk exciterende celler, der er placeret i den sinoatriale knude . Disse celler aktiveres spontant ved depolarisering af det elektriske potentiale på tværs af deres cellemembraner, hvilket får spændingsstyrede calciumkanaler på cellemembranen til at åbne og lade calciumioner passere igennem sarcoplasma (cytoplasma) i hjertemuskelceller. Calciumioner binder sig til molekylære receptorer på det sarkoplasmatiske retikulum (se grafik) , hvilket forårsager en strøm (strøm) af calciumioner ind i sarkoplasmen .
Calciumioner binder til troponin C , hvilket forårsager en konformationel (dvs. strukturel) ændring i troponin-tropomyosin- proteinkomplekset , hvilket får myosinhovedet (bindende) steder på F-actin-filamentøse proteiner til at blive eksponeret, hvilket får muskelsammentrækning til at forekomme. Det kardiale handlingspotentiale spreder sig distalt (eller udad) til de små grene af Purkinje-træet via strømmen af kationer gennem hulkryds, der forbinder sarkoplasmerne i tilstødende myocytter.
Den elektriske aktivitet af ventrikulær systole koordineres af den atrioventrikulære knude , som er en diskret samling af celler, der modtager elektrisk stimulering fra venstre og højre forkammer og kan tilvejebringe en indre (om end langsommere) hjertepacemakeraktivitet. Hjertehandlingspotentialet forplantes ned ad elektriske stier gennem bundtet af His til Purkinje-fibrene ; denne elektriske strømning forårsager koordineret depolarisering og excitation-sammentrækningskobling fra hjertets spids op til rødderne på de store kar.
Klinisk notation
Når blodtrykket er angivet til medicinske formål, skrives det normalt med det systoliske og diastoliske tryk adskilt af en skråstreg , for eksempel 120/80 mmHg . Denne kliniske notation er ikke en matematisk figur for en brøkdel eller et forhold eller en visning af en tæller over en nævner. Snarere er det en medicinsk notation, der viser de to involverede klinisk signifikante tryk (systole efterfulgt af diastol). Det vises ofte efterfulgt af et tredje tal, værdien af hjertefrekvensen (i slag pr. Minut), som typisk måles sammen med blodtryksaflæsninger.