Hjärtcykeln

Kurs: Basvetenskap 5 Moment 1

Vad är det?

• Hjärtats mekaniska arbetscykel — sekvensen av tryck-, volym- och klaffhändelser under ett hjärtslag, indelad i systole (kontraktion och utdrivning) och diastole (avslappning och fyllnad).
• Vid vilofrekvens 75/min tar en cykel 0,8 s: systole ~0,3 s och diastole ~0,5 s. Vid takykardi förkortas framför allt diastole — vilket har två avgörande konsekvenser: sämre kammarfyllnad och sämre koronarperfusion, som huvudsakligen sker i diastole.

Varför är det viktigt / Mekanism

De fem faserna, med vad som händer med tryck, volym och klaffar:

1. Förmakssystole (slutet av diastole)

   • Förmaket kontraherar och pressar in de sista 15–30 % av kammarvolymen — förmakskicken.
   • AV-klaffarna öppna, aortaklaff/pulmonalisklaff stängda.
   • Ger a-vågen i venpulsen och fjärde hjärttonen (S4) om kammaren är stel.
   • Slutet: slutdiastolisk volym (EDV) ≈ 120 ml, slutdiastoliskt tryck 5–12 mmHg.

2. Isovolumetrisk kontraktion

   • Kammartrycket stiger snabbt men ingen klaff är öppen → volymen konstant.
   • Börjar när kammartrycket överstiger förmakstrycket → AV-klaffarna stängs → första hjärttonen (S1), som alltså är mitralis- och trikuspidalisstängning.
   • Detta är fasen med högst syrekonsumtion per tid eftersom väggspänningen stiger utan att något arbete uträttas externt.

3. Utdrivningsfas (ejektion)

   • När kammartrycket överstiger aortatrycket (~80 mmHg) öppnas aortaklaffen.
   • Snabb ejektion (~70 % av slagvolymen) följt av långsam ejektion.
   • Slagvolym ≈ 70 ml, kvar blir slutsystolisk volym (ESV) ≈ 50 ml → Ejektionsfraktion = 70/120 ≈ 55–60 %.

4. Isovolumetrisk relaxation

   • Kammartrycket faller under aortatrycket → aortaklaffen stängs → andra hjärttonen (S2).
   • Ingen klaff öppen, volymen konstant vid ESV.
   • Relaxationen är en aktiv, ATP-krävande process (Ca²⁺ pumpas tillbaka av SERCA) — därför försämras den tidigt vid Ischemi och är grunden för diastolisk dysfunktion.
   • Ger incisuren (dicrotic notch) i aortakurvan.

5. Fyllnadsfas

   • När kammartrycket faller under förmakstrycket öppnas AV-klaffen → snabb passiv fyllnad (~80 % av volymen), sedan diastasis (långsam fyllnad).
   • Onormalt snabb fyllnad mot en stel eller volymbelastad kammare ger tredje hjärttonen (S3) — fysiologisk hos unga, men hos vuxna ett tecken på volymbelastning eller Hjärtsvikt.

Tryck-volymdiagrammet (PV-loopen) är den mest kompakta sammanfattningen:

• Loopen går moturs; de fyra sidorna är de fyra faserna 2–5.
• Loopens bredd = slagvolym. Loopens area = slagarbete.
• Ökad preload → loopen breddas åt höger (större EDV, större slagvolym) — Frank-Starlings lag.
• Ökad afterload → högre topp, mindre bredd (mindre slagvolym), högre ESV.
• Ökad Kontraktilitet → ESPVR-linjen (end-systolic pressure-volume relationship) blir stelare → mindre ESV vid samma tryck → större slagvolym. ESPVR är det renaste måttet på kontraktilitet eftersom det är oberoende av preload och afterload.
• Diastolisk dysfunktion → EDPVR-kurvan skiftar uppåt → högre fyllnadstryck vid samma volym, vilket är hela patofysiologin bakom hjärtsvikt med bevarad EF: kammaren är inte dålig på att pumpa ut, den är dålig på att släppa in — och priset betalas i förmak och lungvener som dyspné.

Vensidan (jugularvenpulsen) speglar samma cykel: a (förmakskontraktion), c (trikuspidalisbuktning under isovolumetrisk kontraktion), x-dal, v (förmaksfyllnad mot stängd klaff), y-dal (snabb tömning när klaffen öppnar). Klinisk användning: stora a-vågor vid trikuspidalisstenos eller pulmonell hypertension, kanonvågor vid AV-dissociation, frånvarande a-våg vid förmaksflimmer, brant y-dal vid konstriktiv perikardit.

Klinisk relevans & Diagnostik

• Hjärttoner och blåsljud placeras i cykeln: systoliskt blåsljud = aortastenos, mitralisinsufficiens, VSD. Diastoliskt = aortainsufficiens, mitralisstenos. Kontinuerligt = PDA. Att veta när i cykeln ljudet uppstår ger diagnosen nästan direkt, eftersom klaffarnas öppningstillstånd är kända för varje fas.
• Koronarperfusion sker till 70–80 % i diastole för vänster kammare, eftersom intramyokardiellt tryck under systole komprimerar kärlen. Konsekvenser: takykardi förkortar diastole → ischemi (mekanismen bakom ansträngningsangina, och skälet till att frekvenssänkning är antiischemisk behandling); Aortastenos med hypertrofi ökar syrebehov och sänker perfusionstrycket → angina utan kranskärlssjukdom; Aortainsufficiens sänker det diastoliska aortatrycket → sämre koronarperfusion.
• Ekokardiografi mäter i praktiken hjärtcykeln: E/A-kvot och E/e’ för diastolisk funktion, EF och GLS för systolisk, klaffgradienter, och fyllnadstryck. E/e’ >14 talar för förhöjt fyllnadstryck — den mest använda icke-invasiva markören.
• Vid Förmaksflimmer försvinner förmakskicken. Hos en frisk kammare betyder det lite, men hos en stel, hypertrofierad eller ischemisk kammare kan de 20–30 procenten av slagvolymen vara avgörande — vilket förklarar varför nyinsatt förmaksflimmer kan utlösa akut hjärtsvikt hos just dessa patienter.
• Mekanisk-elektrisk koppling: EKG föregår mekaniken. QRS → isovolumetrisk kontraktion; T-vågens slut ≈ slutet av systole. Detta är grunden för att en förlängd QT-tid också innebär förlängd mekanisk systole och kortare diastole.

Klinisk pärla

Hela hjärtcykeln kan rekonstrueras ur en enda regel: en klaff öppnas eller stängs exakt när tryckgradienten över den byter tecken. Ur den regeln följer klaffhändelserna, hjärttonerna, de två isovolumetriska faserna och alla blåsljudens tidsförläggning. Man behöver inte memorera faserna om man kan trycken.

Tenta-fokus

S1 = AV-klaffarna stängs (början av systole). S2 = aorta/pulmonalisklaffen stängs (början av diastole). EDV 120 ml, ESV 50 ml, SV 70 ml, EF 55–60 %. Relaxation är aktiv och ATP-beroende → drabbas tidigt av ischemi. Koronarperfusion sker i diastole → takykardi ger ischemi. PV-loopen: bredd = slagvolym, area = slagarbete, ESPVR = kontraktilitet. Förmakskicken = 15–30 %, betydelsefull vid stel kammare.

Kopplingar

Relaterat: Slagvolym, Frank-Starlings lag, Kontraktilitet, Ejektionsfraktion, Kranskärl, Hjärtsvikt, Klaffsjukdom, EKG, Retledningssystemet, Förmaksflimmer