Diagram van de cardiale cyclus.

Om te begrijpen hoe de cardiale functies wordt gereguleerd moet je de gebeurtenissen tijdens een complete cardiale cyclus en hoe de mechanische gebeurtenissen zijn gerelateerd aan de elektrische activiteit van het hart. Het diagram van de cardiale cyclus laat de veranderingen aan de linker kant van het hart zien (linker ventrikel druk en volume, linker atrium druk en aorta druk) in tijd.

Hart cyclus. De zeven fases van de cardiale cyclus zijn (1) atriale systole; (2) isovolumetrische contractie; (3) rapid ejectie; (4) reduced ejectie; (5), isovolumetrische relaxatie; (6) snelle vulling en (7) trage vulling. LV , linker ventrikel; ECG, elektrocardiogram; a, a-top; c, c-top; v, v-top; AP, aorta druk; LVP, linker ventrikel druk; LAP, linker atrium druk; LVEDV, linker ventrikel einddiastolisch volume; LVESV,  linker ventrikel eindsystolisch volume, S1-S4, vier harttonen.

Druk en volume veranderingen in de rechter kant van het hart (rechter atrium, rechter ventrikel en arterie pulmonalis) zijn gelijk aan die van de linker kant van het hart. Bovendien is de timing van de mechanische gebeurtenissen aan de rechterkant van het hart identiek aan dat van de linkerkant. Het grootste verschil is dat de drukken in de rechter kant van het hart veel lager zijn dan de drukken in de linker kant van het hart.

Een complete cardiale cyclus wordt gedefinieerd als de cardiale gebeurtenissen geïnitieerd door de P-top van het elektrocardiogram en vervolgd tot de volgende P-top. De cardiale cyclus wordt verdeeld in twee categorieën:

1.    systole

2.    diastole

De systole refereert aan gebeurtenissen geassocieerd met ventriculaire contractie en ejectie.

De diastole refereert aan de rust in de cardiale cyclus inclusief de relaxatie en vulling. De cardiale cyclus wordt verder verdeeld in zeven fases beginnend op het moment dat de P-top verschijnt.

Deze fases zijn:

1.    atriale systole

2.    isovolumetrische contractie

3.    snelle ejectie

4.    gereduceerde ejectie

5.    isovolumetrische relaxatie

6.    snelle vulling

7.    gereduceerde vulling

 Fase 1                       Atriale systole: AV kleppen open; Aorta en pulmonale kleppen gesloten.

De  P-top  van het ECG geeft de elektrische depolarisatie van de atria weer, wat de contractie van de atriale musculatuur initieert. Bij de contractie van de atria stijgen de drukken in de atria. Het bloed stroomt van

de atria via de open AV kleppen in de ventrikels. Retrograde flow in de vena cava en de pulmonale venen wordt belemmerd door het vertragend effect van de veneuze return en  door de contractiegolf van het

atrium wat een stuwend effect heeft. Aan de rechterkant van het hart , produceert dit de “a”golf van de CVD drukcurve. De atrium contractie draagt ± 10% bij aan de linker ventrikel vulling als de persoon in rust is

 en de hartfrequentie traag, omdat het grootste gedeelte van de ventrikel vulling gebeurt voor de atriale contractie. De ventriculaire vulling gebeurt grotendeels passief en is afhankelijk van de veneuze return. Echter

 bij hoge hartfrequenties (tijdens inspanning) is de diastolische vullingstijd verkort en de hoeveelheid bloed wat passief de ventrikel vult is verminderd. In dat geval is de bijdrage van het atrium aan de vulling van de

 ventrikel beduidend groter 40%. Bovendien wordt de bijdrage aan de vulling van de ventrikel verhoogd door een verhoging van de atriale contractiekracht veroorzaakt door activatie van het sympathisch

 zenuwstelsel, “atriale kick”.

Tijdens AF gaat de  atriale bijdrage aan de vulling van de ventrikel verloren. Dit leidt tot inadequate ventriculaire vulling in het bijzonder bij een verhoging van de hartfrequentie bij inspanning.

Nadat de atriale contractie voorbij is, zakt de druk inde atria wat een drukverschil veroorzaakt boven en onder de AV kleppen. Deze daling in druk die je ziet na de “a”golf wordt het “x”been genoemd. Daar de drukken in het atrium zakken drijven de slippen van de AV kleppen naar boven (pré-position) voordat ze echt sluiten.

Aan het eind van deze fase zijn de ventriculaire volumes maximaal (Einddiastolisch volume -EDV). Het linker ventrikel einddiastolische volume (LVEDV) (±120 ml) komt overeen met een einddiastolische druk van 8-12 mmHg.

De rechter  ventrikel einddiastolisch druk is 3-6 mmHg.

 Fase 2                       Isovolumetrische contractie: Alle kleppen zijn gesloten.

 Deze fase van de cardiale cyclus wordt  geïnitieerd door het QRS-complex wat de depolarisatie van de ventrikels weergeeft. Als de ventrikels depolariseren leidt dat tot een contractie van de myocyten waardoor er een snelle stijging van de intra-ventriculaire druk plaatsvindt. Deze abrupte stijging van de druk maken dat de AV kleppen sluiten, omdat de intra-ventriculaire druk hoger wordt dat de atriale druk. Contractie van de papillair spieren met de chordia tendiniae voorkomen dat de kleppen doorschieten in de atria. Sluiting van de AV kleppen veroorzaken de eerste harttoon (S1) Gedurende de tijd tussen het sluiten van de AV kleppen en het openen van de aortaklep en pulmonaal klep stijgt de ventriculaire druk snel zonder dat er verandering in het ventriculaire volume plaatsvindt. De ventriculaire contractie wordt daarom isovolumetrisch genoemd tijdens deze fase. De atriale druk stijgt ten gevolge van veneuze return en mogelijk doorbuigen van de AV kleppen in de atria.

De “c” top in de CVD is het gevolg van de stijging van de rechter atrium druk door het doorbuigen van de tricuspidalis klep in het rechter atrium.

Fase 3                       Snelle Ejectie fase: aorta klep en pulmonaal klep zijn open; AV kleppen blijven gesloten.

 Als de drukken in de ventrikel hoger worden dan de druk in de aorta en pulmonaal arterie gaan de aorta klep en de pulmonaal klep open en wordt het bloed uit de ventrikels gepompt. Terwijl bloed geëjecteerd wordt, worden de ventriculaire volumes minder, de atria vullen zich verder met bloed door de veneuze return. Hoewel het atriale volume groter wordt, zakken de atriale drukken “y”been, omdat de basis van het atrium naar beneden gedrukt wordt waardoor de atria groter worden.

Opening van gezonde hartkleppen is niet hoorbaar. De aanwezigheid van harttoon tijdens ejectie geeft afwijking of intracardiale shunts aan.

Fase 4                       Reduced Ejectie: Aorta en pulmonaal klep open; AV kleppen blijven gesloten.

 Ongeveer 150-200 msec na het QRS-complex vindt de ventriculaire depolarisatie plaats

(T-top). De actieve spanning van de ventrikel wordt minder (myocard relaxatie) en de ejectie wordt minder. De druk in de ventrikel zakt. Atriale drukken stijgen verder door de veneuze return in de atria.

 Fase 5                       Isovolemetrische relaxatie: Alle kleppen zijn gesloten.

 Omdat de ventrikels verder ontspannen en de intraventrikulaire drukken zakken sluiten de aorta en de pulmonaal klep. Tweede harttoon (S2). Het sluiten van de kleppen geeft een karakteristieke notch in de aorta en pulmonaal arteriële drukcurve. In tegenstelling tot de ventrikels waar de druk snel zakt, daalt de druk in de aorta en de pulmonaal arterie niet abrupt door de elastische wand en de pulmonaal en systeem vasculaire weerstand om het bloed naar de arteriën van de systeem en pulmonale circulatie voort te stuwen.

Ventriculaire volumes blijven constant (isovolumetrisch) tijdens deze fase omdat alle kleppen gesloten zijn. Het volume bloed dat in de ventrikel blijft wordt eind systolisch volume genoemd (ESV). Voor de linker ventrikel is dit ± 50 ml bloed. Het verschil tussen einddiastolisch volume en eindsystolisch volume is het slagvolume van de ventrikel en is ± 70 ml.

In een normale ventrikel wordt ongeveer 60 % of meer van het einddiastolisch volume geëjecteerd. Het volume bloed geëjecteerd (SV) door de ventrikel gedeeld door einddiastolisch volume wordt de ejectie fractie genoemd en is normaal > 0,55 (of 55%).

Hoewel het ventriculair volume niet veranderd tijdens de isovolumetrische relaxatie blijven de atriale volumes en drukken stijgen als gevolg van de veneuze return.

Fase 6                       Snelle vulling: AV kleppen open; aorta en pulmonaal kleppen gesloten.

 Als de ventriculaire drukken zakken onder de atriale drukken gaan de AV kleppen open en de ventriculaire vulling begint. De ventrikels relaxeren verder waardoor de ventriculaire druk daalt ondanks de ventriculaire vulling. De vulling gebeurt snel omdat de atria maximaal gevuld zijn net voor het open gaan van de AV kleppen. Als de AV kleppen eenmaal open zijn, veroorzaken de verhoogde atriale druk gecombineerd met de lage weerstand van de open kleppen een snelle passieve vulling van de ventrikel. Snelle actieve relaxatie van de ventrikel, vroeg in deze fase, zorgt dat de linker ventrikel druk sneller zakt dan de druk in het linker atrium waardoor een diastolische zuiging gecreëerd wordt. Het openen van de AV kleppen veroorzaakt een snelle daling van de atriale drukken en veneuze drukken. In de CVD curve is de “v”top te zien net voordat de kleppen openen. Deze top wordt gevolgd door het “y”been. Als de AV kleppen normaal functioneren is er geen harttoon te horen bij de vulling van de ventrikel. Als een derde harttoon (S3) te horen is tijdens de vulling is er een spanning op de chordia tendiniae en de AV ring als gevolg van ventriculaire dilatatie.

 Fase 7                       Gereduceerde vulling: AV kleppen open; aorta en pulmonaal kleppen gesloten.

 Er is geen duidelijke afgrenzing tussen de snelle en gereduceerde ventriculaire vullingsfase. De gereduceerde vullingsfase is de periode tijdens de diastole als de passieve ventriculaire vulling bijna compleet is. Als de ventrikels verder worden gevuld met bloed en uitzetten, worden ze minder compliant (stijver). Dit geeft een intraventrikulaire drukstijging. De stijging van de intraventrikulaire druk veroorzaakt een vermindering van het drukgradiënt over

de AV kleppen, waardoor de snelheid van de vulling minder wordt, ondanks het feit dat de atriale druk licht stijgt door de veneuze return in de atria. De aorta druk en de pulmonaal druk dalen tijdens deze periode evenals de bloedstroom in de systeem en pulmonale circulatie.