HARTCYCLUS: FASEN EN HUN KENMERKEN - BIOLOGIE - 2025

De hartcyclus omvat een zich herhalende reeks gebeurtenissen van samentrekking, ontspanning en vulling van de ventrikels die optreden tijdens de hartslag. Deze fasen worden gewoonlijk gegeneraliseerd in systolische en diastolische functie. De eerste verwijst naar de samentrekking van het hart en de tweede naar de ontspanning van het orgel.

De cyclus kan met verschillende methodologieën bestudeerd worden. Als een elektrocardiogram wordt gebruikt, zullen we verschillende soorten golven kunnen onderscheiden, namelijk: P-golven, QRS-complex, T-golven en uiteindelijk U-golven, waarbij elk overeenkomt met een precieze gebeurtenis in de elektrische cyclus van het hart, geassocieerd met depolarisatieverschijnselen en herpolarisatie.

Bron: DanielChangMD herzien origineel werk van DestinyQx

De klassieke grafische manier om de hartcyclus weer te geven, wordt een Wiggers-diagram genoemd.

De functie van de hartcyclus is om de verdeling van bloed door alle weefsels te bewerkstelligen. Om ervoor te zorgen dat deze lichaamsvloeistof een effectieve circulatie door het bloedvatenstelsel van het lichaam bereikt, moet er een pomp zijn die voldoende druk uitoefent om te bewegen: het hart.

Vanuit medisch oogpunt is de studie van de hartcyclus nuttig voor de diagnose van een reeks hartpathologieën.

Historisch perspectief

Studies met betrekking tot de hartcyclus en de functie van het hart dateren uit het begin van de 18e eeuw, waar onderzoeker Harvey voor het eerst de bewegingen van het hart beschreef. Later, in de 20e eeuw, gaf Wiggers deze bewegingen grafisch weer (hierover later meer).

Dankzij de bijdrage van deze wetenschappers werd de hartcyclus gedefinieerd als de tijdsperiode waarin de verschijnselen van systolen en diastolen optreden. In de eerste vindt de samentrekking en ejectie van het ventrikel plaats en in de tweede vindt ontspanning en vulling plaats.

Daaropvolgend onderzoek met geïsoleerde spieren als experimenteel model heeft het traditionele concept van de hartcyclus, dat oorspronkelijk door Wiggers was voorgesteld, getransformeerd.

De verandering werd niet aangebracht in termen van de essentiële stappen van de cyclus, maar in termen van de twee genoemde verschijnselen - systolen en diastolen - die zich continu ontwikkelen.

Om de eerder genoemde redenen stelt Brutsaert een reeks modificaties voor die meer in lijn zijn met het experimentele model, waaronder relaxatieverschijnselen.

Hart anatomie

Om een ​​beter begrip van de hartcyclus te krijgen, is het noodzakelijk om bepaalde anatomische aspecten van het hart te kennen. Dit pompende orgaan is aanwezig in het dierenrijk, maar verschilt sterk naargelang de afstamming. In dit artikel zullen we ons concentreren op de beschrijving van het typische hartmodel van een zoogdier.

Het hart dat aanwezig is bij zoogdieren wordt voornamelijk gekenmerkt door zijn efficiëntie. Bij mensen bevindt het zich in de borstholte. De wanden van dit orgaan worden het endocardium, myocardium en epicardium genoemd.

Het bestaat uit vier kamers, waarvan er twee atria zijn en de overige twee ventrikels. Deze scheiding zorgt ervoor dat zuurstofrijk en zuurstofarm bloed niet mengen.

Bloed kan in het hart circuleren dankzij de aanwezigheid van kleppen. Het linker atrium opent naar het ventrikel via de mitralisklep, die bicuspide is, terwijl de opening van het rechter atrium naar het ventrikel plaatsvindt via de tricuspidalisklep. Ten slotte hebben we tussen het linkerventrikel en de aorta de aortaklep.

Eigenschappen van de hartspier

De aard van de hartspier lijkt veel op de skeletspier. Het is prikkelbaar onder toepassing van een breed scala aan stimuli, namelijk: thermisch, chemisch, mechanisch of elektrisch. Deze fysieke veranderingen leiden tot samentrekking en het vrijkomen van energie.

Een van de meest opvallende aspecten van het hart is het vermogen om een ​​automatisch ritme uit te zenden, op een ordelijke, repetitieve, constante manier en zonder de hulp van een externe entiteit. In feite, als we het hart van een amfibie nemen en het in een fysiologische oplossing plaatsen (Ringer's oplossing), zal het een tijdje blijven kloppen.

Dankzij deze eigenschappen kan het hart functioneren in een opeenvolgende herhaling van gebeurtenissen die gezamenlijk de hartcyclus worden genoemd, die we hieronder uitvoerig zullen beschrijven.

Wat is de hartcyclus?

Het hart werkt door een basispatroon van drie verschijnselen te volgen: samentrekking, ontspanning en vulling. Deze drie gebeurtenissen vinden onophoudelijk plaats gedurende het hele leven van dieren.

Ventriculaire ejectie wordt systolische functie genoemd en diastolische functie verwijst naar het vullen van bloed. Dit hele proces wordt georkestreerd door de sinoatriale of sinusknoop.

De cyclus kan met verschillende methodologieën bestudeerd worden en kan vanuit verschillende gezichtspunten worden begrepen: zoals de elektrocardiografie, die verwijst naar de opeenvolging van elektrische signalen; anatomofunctioneel of echocardiografisch; en de hemodynamiek die wordt bestudeerd door middel van pressurometrie.

Anatomische en functionele visie

In elke hartslag kunnen vijf gebeurtenissen worden gespecificeerd: isovolumische ventriculaire contractie en ejectie die overeenkomt met systolen - algemeen bekend als systoles of contractie van het hart; gevolgd door isovolumische ventriculaire relaxatie, passieve atriale vulling en actieve ventriculaire vulling (atriale systole), die samen bekend staan ​​als diastolen of spierrelaxatie en bloedvulling.

Bij de echografie-benadering wordt dit gedaan met behulp van echo's, die de doorgang van bloed door de kleppen door de kamers van het hart beschrijven. De hemodynamica bestaat op zijn beurt uit het inbrengen van een katheter in het hart en het meten van de druk tijdens elke fase van de cyclus.

Actieve ventriculaire vulling

De cyclus begint met het samentrekken van de atria als gevolg van een actiepotentiaal. Het bloed wordt onmiddellijk naar de ventrikels afgevoerd dankzij de opening van de kleppen die beide ruimtes met elkaar verbinden (zie anatomie van het hart). Als het vullen is voltooid, bevindt al het bloed zich in de ventrikels.

Ventriculaire contractie

Zodra de ventrikels zijn gevuld, begint de contractiefase. Tijdens dit proces werden de kleppen die bij het vullen openstonden, gesloten om terugstromen van bloed te voorkomen.

Uitwerpen

Met de toename van de druk in de ventrikels gaan de kleppen open zodat bloed de bloedvaten kan bereiken en verder kan gaan. In dit stadium wordt een aanzienlijke afname van de ventriculaire druk opgemerkt.

Ventriculaire verhouding

In de vorige fase hebben we het fenomeen systole geconcludeerd en met het begin van ventriculaire relaxatie maken we plaats voor diastole. Zoals de naam aangeeft, is wat er in deze fase gebeurt, de ontspanning van het ventrikel, waardoor de druk in het gebied wordt verminderd.

Passieve oorvulling

In de hierboven beschreven fasen hebben we een drukgradiënt gecreëerd die het passief binnendringen van bloed bevordert. Deze gradiënt zal de doorgang van bloed van de boezems naar de ventrikels bevorderen, waardoor druk wordt opgewekt in de overeenkomstige kleppen.

Wanneer dit vulproces is voltooid, kan een nieuwe systole beginnen, waarmee de vijf fasen die in één hartslag optreden, worden beëindigd.

Elektrocardiografisch zicht

Een elektrocardiogram is een registratie van de lokale stromen die betrokken zijn bij de transmissie van actiepotentialen. In de tracering die door het elektrocardiogram wordt geproduceerd, kunnen de verschillende stadia van de hartcyclus duidelijk worden onderscheiden.

De golven die worden gedetecteerd in een elektrocardiogram zijn willekeurig aangeduid, namelijk: P-golven, QRS-complex, T-golven en ten slotte U-golven Elk komt overeen met een elektrische gebeurtenis in de cyclus.

De P-golf

Deze golven vertegenwoordigen de depolarisatie van de arteriële spieren, die zich radiaal verspreiden van het sinoatriale knooppunt naar het atrioventriculaire (AV) knooppunt. De gemiddelde duur is ongeveer 0,11 seconden en de amplitude is ongeveer 2,5 mm.

Het PR-interval

De vertraging in de transmissie van de impuls van het AV-knooppunt wordt op het elektrocardiogram geregistreerd als een segment dat ongeveer 0,2 seconden duurt. Deze gebeurtenis vindt plaats tussen het begin van de P-golf en het begin van het QRS-complex.

Het QRS-complex

Dit interval wordt gemeten vanaf het begin van de Q-golven tot de S-golf. Het podium vertegenwoordigt een depolarisatiegebeurtenis die zich uitbreidt. Het normale bereik voor deze fase is 0,06 seconden tot 0,1.

Elke golf in het complex wordt gekenmerkt door een bepaalde lengte. De Q-golf treedt op als gevolg van de depolarisatie van het septum en duurt ongeveer 0,03 seconden. De R-golf varieert van 4 tot 22 mm hoog met een duur van 0,07 seconden. Ten slotte is de S-golf ongeveer 6 mm diep.

Het ST-interval

Dit interval komt overeen met de duur van een toestand van depolarisatie en repolarisatie. De meeste elektrocardiogrammen laten echter geen echt ST-segment zien.

De T-golf

Deze fase vertegenwoordigt de repolarisatiegolf van het ventrikel. Het meet ongeveer 0,5 mm.

Een van de kenmerken van T-golven is dat ze kunnen worden beïnvloed door een reeks fysiologische factoren, zoals koud water drinken voorafgaand aan het onderzoek, roken en medicijnen. Emotionele factoren kunnen ook de T-golf veranderen.

U zwaait

Het vertegenwoordigt de periode van de grootste prikkelbaarheid van de ventrikels. De interpretatie wordt echter gecompliceerd, omdat in de meeste elektrocardiogrammen de golf moeilijk te visualiseren en analyseren is.

Grafische weergaven van de cyclus

Er zijn verschillende grafische manieren om de verschillende stadia van de hartcyclus weer te geven. Deze grafieken worden gebruikt om de veranderingen die tijdens de cyclus optreden te beschrijven in termen van verschillende variabelen tijdens een slag.

Het klassieke diagram wordt het Wiggers-diagram genoemd. Deze cijfers vertegenwoordigen de drukveranderingen in de kleurenkamers en de aorta, en de volumevariaties in de linker hartkamer gedurende de cyclus, de geluiden en de registratie van elk van de elektrocardiogramgolven.

De fasen krijgen hun naam toegewezen, afhankelijk van de contractie- en ontspanningsgebeurtenissen van de linker hartkamer. Wat voor het linkerdeel geldt, geldt om symmetrische redenen ook voor het rechterdeel.

Duur van cyclusfasen

Twee weken na de conceptie begint het nieuw gevormde hart ritmisch en gecontroleerd te kloppen. Deze hartbeweging zal het individu begeleiden tot het moment van overlijden.

Als we aannemen dat een gemiddelde hartslag in de orde van grootte van 70 slagen per minuut ligt, hebben we een diastole met een duur van 0,5 seconden en een systole van 0,3 seconden.

Hartcyclusfunctie

Bloed wordt beschouwd als de lichaamsvloeistof die verantwoordelijk is voor het transport van verschillende stoffen bij gewervelde dieren. In dit gesloten transportsysteem worden voedingsstoffen, gassen, hormonen en antistoffen gemobiliseerd, dankzij het georganiseerd rondpompen van bloed naar alle lichaamsstructuren.

De efficiëntie van dit transportsysteem is verantwoordelijk voor het handhaven van een homeostatisch mechanisme in het lichaam.

Klinische studie van hartfunctie

De eenvoudigste benadering die een zorgverlener kan gebruiken om de hartfunctie te beoordelen, is te luisteren naar het geluid van het hart door de borstwand, deze test wordt auscultatie genoemd. Deze cardiale evaluatie wordt al sinds mensenheugenis gebruikt.

Het instrument voor deze test is een stethoscoop die op de borst of rug wordt geplaatst. Met behulp van dit instrument kunnen twee geluiden worden onderscheiden: de ene komt overeen met het sluiten van de AV-kleppen en de andere met de sluiting van de halvemaanvormige kleppen.

Abnormale geluiden kunnen worden geïdentificeerd en geassocieerd met pathologieën, zoals geruis of abnormale klepbewegingen. Dit gebeurt doordat de druk van het bloed probeert binnen te komen via een gesloten of zeer smalle klep.

Medische toepasbaarheid van het elektrocardiogram

In het geval van een medische aandoening (zoals aritmieën) kan deze in deze test worden opgespoord. Als het QRS-complex bijvoorbeeld een abnormale duur heeft (minder dan 0,06 seconden of meer dan 0,1), kan dit wijzen op een hartprobleem.

Een atrioventriculair blok, tachycardie (wanneer de hartslag tussen 150 en 200 slagen per minuut ligt), bradycardie (wanneer de slagen per minuut minder zijn dan verwacht), ventrikelfibrilleren (een aandoening die de samentrekkingen van het hart en normale P-golven worden vervangen door kleine golven), onder andere.

Referenties

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2003). Biologie: leven op aarde. Pearson onderwijs.
2. Dvorkin, MA en Cardinali, DP (2011). Best & Taylor. Fysiologische basis van de medische praktijk. Panamerican Medical Ed.
3. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2007). Geïntegreerde principes van zoölogie. McGraw-Hill.
4. Hill, RW (1979). Vergelijkende dierfysiologie: een omgevingsbenadering. Ik draaide me om.
5. Hill, RW, Wyse, GA, Anderson, M., en Anderson, M. (2004). Dierlijke fysiologie. Sinauer Associates.
6. Kardong, KV (2006). Gewervelde dieren: vergelijkende anatomie, functie, evolutie. McGraw-Hill.
7. Larradagoitia, LV (2012). Basisanatomofysiologie en pathologie. Redactioneel Paraninfo.
8. Parker, TJ en Haswell, WA (1987). Zoölogie. Chordates (Vol.2). Ik draaide me om.
9. Randall, D., Burggren, WW, Burggren, W., Frans, K., & Eckert, R. (2002). Eckert dierfysiologie. Macmillan.
10. Rastogi SC (2007). Essentials of Animal Physiology. New Age International Publishers.
11. Vived, À. M. (2005). Basisprincipes van fysiologie van fysieke activiteit en sport. Panamerican Medical Ed.