H22 De pompfunctie van het
hart
De hartcyclus
De opeenvolging van mechanische en elektrische gebeurtenissen die bij elke hartslag wordt
herhaald, wordt de hartcyclus genoemd. De duur van de hartcyclus is het omgekeerde van de
hartslag:
Bij een hartslag van 75 slagen/ min duurt de hartcyclus bijvoorbeeld 0,8 s of 800 ms.
Het sluiten en openen van de hartkleppen definiëren vier fasen
van de hartcyclus
De hartpomp is van de tweetakt-variant. Als een pomp met een heen en weer bewegende zuiger
wisselt het hart af tussen een vulfase en een ledigingsfase. Onder normale
omstandigheden bepaalt de elektrische pacemaker in de sinoatriale knoop de duur van de
hartcyclus, en de elektrische eigenschappen van het hartgeleidingssysteem en hartmyocyten bepalen
de relatieve duur van contractie en relaxatie. Zolang de hartslag ongewijzigd blijft, blijft dit patroon
stabiel.
De hartboezems zijn kleine kamers. Het rechter atrium ontvangt gedeoxygeneerde systemische
veneuze terugkeer van de inferieure en superieure venae cavae. Het linker atrium ontvangt
zuurstofrijk bloed uit de longen via de pulmonale circulatie. Beide atria werken meer als passieve
reservoirs dan als mechanische pompen. Ze trekken echter wel samen, en deze contractie verbetert
de ventriculaire vulling en het hartminuutvolume in geringe mate
De inlaatkleppen van de ventrikels worden de AV (atrioventriculaire) kleppen genoemd. Ze laten het
bloed slechts in één richting stromen, van de boezems naar de ventrikels. De klep tussen
het rechter atrium en de rechterventrikel is de tricuspidalisklep omdat deze drie flappen of knobbels
heeft. De klep die zich tussen het linker atrium en de linker hartkamer bevindt, is
de mitralisklep omdat deze slechts twee knobbels heeft, die op de mijter van een loper lijken.
De uitlaatkleppen van de ventrikels worden semilunaire kleppen genoemd. Ze laten ook het bloed in
slechts één richting stromen, van elk ventrikel naar een groot uitstroomkanaal. Zowel de pulmonale
klep, die zich tussen de rechterventrikel en de longslagader bevindt, als de aortaklep, die zich tussen
de linkerventrikel en de aorta bevindt, hebben drie knobbels. (Dus alleen de mitralisklep tussen la en
lv heeft 2 knobbels)
Hartkleppen openen passief wanneer de stroomopwaartse druk de stroomafwaartse druk
overschrijdt. Ze sluiten passief wanneer de stroomafwaartse druk de stroomopwaartse druk
overschrijdt. De beweging van de klepbladen kan worden gedetecteerd door middel van
echocardiografie; hun sluiting maakt hartgeluiden die met een stethoscoop te horen zijn. De
stethoscoop kan ook lekken detecteren in de kleppen waardoor bloedstralen naar achteren kunnen
stromen door de klepopening (d.w.z. regurgitatie), evenals stenotische laesies die de klepopening
vernauwen, waardoor het bloed door een smallere ruimte kan stromen (d.w.z. stenose). Tijdens
,bepaalde delen van de hartcyclus stroomt bloed door regurgitant of stenotisch laesies maakt
karakteristieke geluiden die worden genoemd mompelt(murmers).
De hartcyclus kan op een aantal manieren kunstmatig in fasen worden verdeeld. Echter, vanuit het
oogpunt van de ventrikels en de posities van hun kleppen, moeten we minimaal vier
verschillende fasen beschouwen:
- Instroomfase. De inlaatklep is open en de uitlaatklep is gesloten.
- Isovolumetrische contractie. Beide kleppen zijn gesloten, zonder bloedstroom.
- Uitstroomfase. De uitlaatklep is open en de inlaatklep is gesloten.
- Isovolumetrische ontspanning. Beide kleppen zijn gesloten, zonder bloedstroom.
Tabel 22-1 geeft een overzicht van deze vier fasen en de belangrijkste gebeurtenissen van de
hartcyclus. Merk op dat dezelfde gebeurtenissen plaatsvinden in het rechterhart als in het linkerhart.
Het is gebruikelijk om deze fasen in twee delen op te splitsen. Systole omvat fasen 2 en 3, wanneer
de ventrikels samentrekken, terwijl diastole fasen 4 en 1 omvat, wanneer de ventrikels
ontspannen. Bij een hartslag van 75 slagen/ min (cyclusduur = 800 ms) bezet systole ~ 300 ms en
diastole ~ 500 ms. Met toenemende hartslag - en dus afnemende cycluslengte - verkort diastole
relatief meer dan systole.
Gemakshalve beginnen de gebeurtenissen in Tabel 22-1 kort na het begin van de diastole, met het
openen van de AV-kleppen en het begin van de ventriculaire vulling (fase 1).
,Veranderingen in ventriculair volume, druk en stroming
begeleiden de vier fasen van de hartcyclus
De afbeelding hieronder illustreert de veranderingen in druk en volume die optreden tijdens de
hartcyclus. De vier verticale lijnen geven de timing aan van de vier klepgebeurtenissen die elk van de
vier eerder gedefinieerde fasen beëindigen:
- Sluiting AV-klep beëindigt fase 1.
- Het openen van de semilunaire klep stopt fase 2.
- Het sluiten van de semilunaire klep beëindigt fase 3.
- Opening AV-klep beëindigt fase 4.
De vormen van drukregistraties voor het rechterhart (A) en het linkerhart (B) zijn vrij gelijkaardig,
behalve dat de drukken aan de rechterkant een verkleinde versie zijn van die op links. In beide
gevallen beginnen de tracings in het midden van fase 1; dat wil zeggen, de periode van verminderde
vulling tegen het einde van de diastole genaamd diastasis (van het Griekse dia [apart]
+ histanai [staan]). Merk op dat de volumeveranderingen in het linkerventrikel exact hetzelfde zijn
als die in het rechterventrikel, omdat de cardiale output van het rechter- en linkerhart vrijwel
identiek is. Ter illustratie richten we ons nu op de records voor het linkerhart (B).
Drukken en ventriculaire volumes tijdens de hartcyclus. A, Rechter hart. B, Linker hart. De inzet toont
de plaatsing van katheters die worden gebruikt voor drukmetingen in het rechterhart.
, Diastaseperiode (midden van fase 1)
Tijdens de diastase is de mitralisklep open, maar stroomt er weinig bloed van het linker atrium naar
het linker ventrikel; ventriculair volume stijgt langzaam en nadert een plateau. De druk in zowel het
linker atrium als het linker ventrikel stijgt langzaam, aangedreven door de druk in de longaders, die
slechts iets hoger is. De atriale druk loopt parallel met - en is slechts lichtjes boven - de ventriculaire
druk omdat de mitralisklep wijd open staat en de stroming tussen de twee kamers minimaal is. De P-
golf van het elektrocardiogram, die overeenkomt met atriale excitatie, treedt op aan het einde van
deze fase.
Atriale contractie (einde van fase 1)
Direct na de P-golf volgt de atriale contractie, waardoor een variabele hoeveelheid bloed de linker
hartkamer binnenkomt. Bij een persoon in rust brengt de atriale contractie een bloedvolume over
naar de linker hartkamer dat <20% van het volgende slagvolume vertegenwoordigt en vaak slechts
een paar procent. Bij zware inspanning kan dit cijfer oplopen tot 40%. Atriale contractie veroorzaakt
een lichte stijging van de intra-atriale druk en een vergelijkbare stijging van de ventriculaire druk en
het volume. Gedurende deze hele periode neemt de aortadruk af naarmate het bloed naar de
periferie stroomt.
Isovolumetrische contractie (fase 2)
Wanneer de ventrikels beginnen te depolariseren, zoals blijkt uit het QRS-complex op het ECG, begint
de systole. De ventrikels trekken samen en al snel overschrijdt de druk in het linkerventrikel die in
het linker atrium (eerste kruising van blauwe en oranje druklijnen in figuur 22-1 B, boven). Als gevolg
hiervan sluit de mitralisklep. De aortaklep is de hele tijd gesloten geweest. Het linkerventrikel trekt
dus samen met zowel de mitralisklep als de aortaklep gesloten. Omdat het bloed geen plaats heeft
om naartoe te gaan, is het resultaat een isovolumetrische contractie die ervoor zorgt dat de druk in
de linker hartkamer snel stijgt en uiteindelijk de druk in de aorta overschrijdt (eerste kruising van
blauwe en rode strepen) en waardoor de aortaklep opengaat.
Uitwerpen of uitstromen (fase 3)
Als de aortaklep opengaat, begint de uitwerpfase. Tijdens het eerste deel van fase 3 - snelle ejectie -
blijft de ventriculaire druk (blauwe markering in figuur bovenaan) stijgen, op de voet gevolgd door
een snelle stijging van de aortadruk, die aanvankelijk iets minder is (rood tracering). Deze snelle
drukstijgingen gaan gepaard met een plotselinge vermindering van het ventriculaire volume (zie
afbeelding B onderaan), terwijl het bloed in de aorta stroomt. De aortadruk blijft stijgen en
overschrijdt uiteindelijk de ventriculaire druk (tweede kruising van blauwe en rode lijnen in
afbeelding bovenaan) net voordat zowel de aorta- als de ventriculaire druk beginnen te
dalen. Ondanks de omkering van de drukgradiënt over de aortaklep, klikken de knobbels van de
aortaklep niet onmiddellijk dicht vanwege de traagheid van de bloedstroom, die aanzienlijke
kinetische energie aan het bloed geeft. Tijdens het laatste deel van fase 3 - verminderde ejectie - de
afname van het ventriculaire volume wordt minder snel, en zowel de ventriculaire als de aortadruk
vallen weg. Tijdens de gehele uitwerpfase stroomt ongeveer 70 ml bloed in de aorta, waardoor er
ongeveer 50 ml achterblijft in het ventrikel.
Isovolumetrische ontspanning (fase 4)
Laat in de uitwerpfase daalt de bloedstroom door de aortaklep tot extreem lage waarden, totdat het
daadwerkelijk van richting verandert (d.w.z. retrograde of negatieve stroom). Op dit
punt sluit de aortaklep en definieert het begin van diastole. Als de bloedstroom in de aorta weer
even positief wordt (d.w.z. voorwaarts), is er een kleine opwaartse afbuiging in het
aortadrukspoor. Het resultaat is de dicrotische inkeping (van het Griekse dikrotos [double-beat]),
