background image

1

 

 

بسم هللا الرحمن الرحيم 

Lecture -5-                                                                 Medical Physiology 

2

nd

 stage                                                                         Dr. Noor Jawad

 

 

The cardiac cycle 

 

Objective: 

1.  Definition of cardiac cycle? 

2. Phases of cardiac cycle? 

The cardiac cycle is described as the repetitive electrical and mechanical 

events that occur with each beat of the heart. Each cardiac cycle has two 

phases:  diastole,  the  time  during  which  cardiac  muscle  relaxes  and 

ventricles fill with blood, and systole, the time during which the cardiac 

muscle contracts and blood ejected by ventricles. The duration of cardiac 

cycle  at  heart  rate  of  75    beat/min  is  about  0.  8  second,  0.5  second  for 

diastole and 0. 0.3 second  for systole. The long duration of diatsole has 

two important physiologic and clinical implications. 

  most of ventricular muscle perfusion occur during diastole. 

  ventricular filling occur during diastole. 

Phases  of cardiac cycle 

The main phases of cardiac cycle are: 

1. Filling Phase  

2.Atrial Systole 

3. Isovolumetric Contraction Phase 

4. Rapid Ejection Phase 


background image

2

 

 

5. Reduced Ejection Phase 

6. Isovolumetric Relaxation Phase 

 

1.  Filling Phase 

ventricular  pressure  decreases  below  atrial,  the  A-V  valves  open  and 

filling  occurs  rapidly  (rapid  filling  phase),  the  elastic  recoil  of  the 

ventricle  may  aid  in  drawing  blood  into  the  ventricle  .As  the  ventricle 

fills  intraventricular  pressure  increases  slowing  the  rate  of 

filling(reduced  filling  phase)  or  diastasis.  At  large  volumes,  and  with 

ventricles with low compliance, the rapid reduction of filling at the end 

of  this  phase  may    produce  the    third  heart  sound.  About  70%  of 

ventricular filling occur in this phase. 

 

2.  Atrial Systole 

The  sinoatrial  pacemaker  complex  initiates  excitation,  which  spreads 

across  the  atria  and  is  recognised  in  the  ECG  as  the  P-wave  atrial 

contraction follows increasing the pressure within both atria this increase 

in  the  RA  pressure  gives  the  a-wave  of  the  Jugular  Venous  pulse,  or 

CVP trace. Atrial systole, force a small extra amount of blood into the 

ventricles.  atrial  contraction  is  normally  not  necessary  for  ventricular 

filling,. NB: With reduced ventricular compliance, atrial contraction may 

give rise to a fourth heart sound

 

 

 

 


background image

3

 

 

 

3. Isovolumetric Contraction Phase 

Excitation  of  the  ventricles  occurs  as  the  wave  of  excitation  passes 

through  the  AV  node,  bundle  of  His  and  Purkinje  system.  Ventricular 

contraction  coinciding  with  the  peak  of  the  R-wave  of  the  ECG,  in 

response to contraction of the muscle, the ventricular pressure rises very 

rapidly this is not true isometric contraction, as some fibers lengthen and 

others  shorten  as  the  ventricle  changes  shape.  the  increasing  

intraventricular  pressure  lead  to  closure  of  the    mitral  and  tricuspid 

valves,  producing  the  first  heart  sound.    the  rapid  rise  in  ventricular 

pressure  is  transmitted  across  the  semilunar  valves  and  appears  as  a 

small rise in the aortic pressure trace. 

 

figure1: ventricular pressure and volume curve. 

  

 


background image

4

 

 

4. Rapid Ejection Phase 

The intraventricular pressure rises rapidly until it exceeds the pressure in 

the  great  arteries  (aorta  and  pulmonary),  leading  to  opening  of    the 

outflow (Aortic/Pulmonary) valves. There is then a rapid ejection period, 

where  both  intraventricular  and  arterial  pressure  rise  to  a  maximum. 

Because  of  the  high  ventricular  pressure,  unless  the  papillary  muscles 

perfectly  compensate,  there  ,is  a  tendency  for  the  A-V  valves  to  bulge 

into the atria  producing  the av-wave of the JVP. Immediately after this 

the  atrial  pressure  fall  due  to  the  descent  of  the  base  of  the  heart  and 

stretching of the atria, producing  the x descent of the JVP. This reduced 

atrial pressure aids the return of blood from the periphery. 

 

5. Reduced Ejection Phase 

both  the  contractile  forces  and  the  pressure  within  the  ventricles  are 

decreasing during this phase and are  less than those within the aorta by 

several  mmHg  .flow  continues  due  to  the  momentum  of  the  bolus  of 

blood  into  the  aorta.  This  phase  coinciding  with  the  Repolarisation  of 

the  myocardium  occurs  during  (  T-wave  of  the  ECG).  The  ventricular 

pressure is  decreasing  very  rapidly  and  there  is  reversal of  flow  toward 

the  heart,  closing  the  valves  and  generating  the  second  second  heart 

sound.  The  sudden  increase  in  back-resistance  to  flow  increases  aortic 

pressure  giving  rise  to  the  incisura,  or  dicrotic  notch  in  the  aortic 

pressure trace . 

 

 

 


background image

5

 

 

 

6. Isovolumetric Relaxation Phase 

both valve sets are closed, so pressure drops very rapidly as there is "no" 

change  in volume  as  this  is occurring atrial pressure is  increasing to  its 

maximum, due to the: 

1. movement of blood from the periphery 

2.  movement  of  the  base  of  the  heart  back  to  its  resting  position  ®  v-

wave of the JVP 

 

 


background image

6

 

 

 

 

Figure2: cardiac cycle 


background image

7

 

 

Synchrony of Contraction 

1.LV  is  first  to  start  contraction  and  the  last  to  start  to  fill.  RV 

contraction  lags  due  to  the  anatomy  of  the  conducting  system  by  ~  15 

ms. The pulmonary valve opens first, and pulmonary flow begins around 

10 ms before aortic due to the lower pressure in the pulmonary circuit 

2. The isovolumetric period for the LV ~ 40 ms  and RV ~ 15 ms 

3.  Because  of  higher  systemic  pressure  LV  outflow  ends  first  with  the 

total LVET being shorter that the RVET 

4.  the  mitral  valve  opens  after  the  tricuspid  due  to  the  greater  time  for 

ventricular pressure to drop below atrial pressure. 

…………………………………………………………………………. 

 

Thank you 

 

 

References : Guyton and Hall textbook of medical physiology, 

thirteen edition

 

 

 

 




رفعت المحاضرة من قبل: Mubark Wilkins
المشاهدات: لقد قام عضوان و 114 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل