Электрическая активность сердца - динамика сердечно-сосудистой системы

Видео: Физиология кроссфита 2 / Фрагменты исследований 2014

Электрические потенциалы, возникновение которых связано с распространением возбуждения по сердцу, можно зарегистрировать при помощи электродов, наложенных на поверхность тела. Электроды представляют собой изогнутые металлические пластины, либо плотно присасывающиеся к участкам кожи (предварительно покрытые электродной пастой), либо свободно фиксированные с помощью повязок или лейкопластыря. Поскольку потенциалы сердечной мышцы, регистрируемые с поверхности кожи, редко превышают 2 мв, для их регистрации необходимы весьма чувствительные приборы. Так как ЭКГ является записью электрических потенциалов сердца на движущейся (с постоянной скоростью) бумаге, по пей можно судить о частоте и последовательности возбуждения различных отделов сердца. Таким образом, можно точно подсчитать частоту сердечных сокращений и выявить нарушения ритма и проведения возбуждения в сердце.
Хотя для полного электрокардиографического диагноза обычно нужен значительный опыт, много полезной информации можно получить из электрокардиографии при небольшом опыте работы. В частности, распознавание определенных форм аритмий у тяжелобольного необходимо для спасения его жизни, и решение вопроса нельзя откладывать до прихода специалиста по расшифровке ЭКГ. Лечащему врачу к тому же помогает клиническая информация о больном, без которой нельзя поставить диагноз болезни сердца, несмотря на электрокардиографические данные. ЭКГ не дает возможности поставить какой-то единственно возможный диагноз, поскольку потенциалы на поверхности тела могут исходить из различных внутренних электрических источников (суперпозиционный принцип).

Часть I

ИССЛЕДОВАНИЕ БИОПОТЕНЦИАЛОВ СЕРДЦА

В сердце имеется фиксированная проводящая система п определенная последовательность возбуждения, описанные в главе III (см. рис. 3.10). Нормальная последовательность возбуждения инициирует миокардиальное сокращение и определяет механику сердечного цикла. Если последовательность возбуждения и сокращения сердца не совсем ясна, читателю будет полезно познакомиться с обзорами этих разделов, прежде чем приступить к практическим действиям. Эти знания наряду с представлением о нормальной величине и анатомическом распределении потенциалов необходимы для понимания и распознавания нарушений ритма, проводимости и последовательности возбуждения и гипертрофии желудочков.

РИС. 8.1. ПОТЕНЦИАЛЫ ОДИНОЧНЫХ МИОКАРДИАЛЬНЫХ ВОЛОКОН.
Потенциалы между внутренней и наружной сторонами миокардиальной клетки могут быть измерены непосредственно с помощью микроэлектрода, состоящего из тонкой стеклянной трубочки с очень тонким оттянутым кончиком (менее 0,5 мкм), заполненной раствором хлорида калия. Разность потенциалов, регистрируемая при введении электрода в клетку, равна около 75 мВ. Этот потенциал связан с различием концентраций ионов (в основном натрия и калия) изнутри и снаружи
клетки, которое ведет к тому, что клетка заряжена отрицательно изнутри по отношению к наружной ее стороне. Когда по волокну распространяется волна возбуждения, регистрируется потенциал действия- разность потенциалов быстро достигает нулевого уровня и возникает &ldquo-overshoots&rdquo- (изменение полярности мембраны). Потенциал покоя восстанавливается вначале постепенно, а во время более поздних стадий реполяризации очень быстро.

Представление о происхождении сердечных потенциалов, последовательности возбуждения, методических и теоретических основах их регистрации — необходимый фундамент для осуществления электрокардиографического диагноза.

Видео: САТ КРИЙЯ ТРАНСМУТАЦИИ - часть 2

ИСТОЧНИКИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ БИОПОТЕНЦИАЛОВ СЕРДЦА

Потенциалы и токи, регистрируемые при электрокардиографии, подобны электрическим феноменам, наблюдаемым в других возбудимых тканях, таких, как скелетная, гладкая мышцы и нервы (см. рис. 3.8). В состоянии покоя клетки этих тканей имеют разность потенциалов между наружной и внутренней сторонами мембраны, которая может быть зарегистрирована при помощи микроэлектрода, введенного внутрь мышечного волокна (рис. 8.1). Разность потенциалов между внутренней и наружной сторонами миокардиальных волокон равна около 75 мв

1. .   Наличие такой разности потенциалов связывают с существованием электрохимического градиента по обе стороны клеточной мембраны. Потенциал возникает благодаря полупроницаемости клеточной мембраны при значительном различии концентраций ионов натрия и калия снаружи и внутри клетки. Диффузионный потенциал связан не только с различием концентраций ионов, но и с различной проницаемостью  клеточной мембраны для определенных ионов и с различием этой проницаемости и концентрационного градиента во время возбуждения и покоя
2. .   Концентрация калия внутри клетки много больше, чем снаружи, а концентрация натрия, наоборот — внутри клетки много меньше, чем снаружи. В покое клеточная мембрана относительно проницаема для ионов калия и непроницаема для ионов натрия- следовательно, в покое электродвижущая сила клетки создается калиевым диффузионным потенциалом. При возбуждении сердечной клетки резко увеличивается проницаемость мембраны для ионов натрия, значительно превосходя проницаемость для ионов калия. Таким образом, деполяризация осуществляется в основном за счет диффузионного потенциала натрия,и внутриклеточный потенциал становится положительным по отношению к наружной стороне клетки. В то время как для деполяризации используется потенциальная энергия концентрационных градиентов, для восстановления этих градиентов при деполяризации требуется энергия, расходуемая «ионным насосом». Источником этой энергии, в конечном счете, является окислительный метаболизм клетки.

Потенциалы действия
Если мембранный потенциал в какой-либо области спонтанно или под действием внешнего электрического стимула снижается до определенного критического уровня, проницаемость мембраны к натрию резко увеличивается и порядок движения ионов через мембрану меняется [3]. В результате этого процесса разность потенциалов быстро уменьшается, а затем происходит инверсия, т. е. знак мембранного потенциала меняется на противоположный. Возникшие при этом на деполяризованном участке токи распространяются на соседние области клеточной мембраны. Величина таких локальных токов достаточна для деполяризации этих соседних областей мембраны и, таким образом, импульс распространяется вдоль волокна. Именно таким путем вдоль миокардиального волокна быстро перемещается волна повышенной проницаемости с соответствующими ей изменениями мембранного потенциала.
Когда проницаемость мембраны для натрия и калия становится нормальной и снова выявляется асимметрия, или неравномерное распределение ионов, волокно возвращается к состоянию покоя.
Быстрое распространение области повышенной проницаемости мембраны приводит к появлению электрического тока и изменениям мембранных потенциалов, которые могут быть зарегистрированы при помощи внутриклеточного электрода (см. рис. 8.1). По мере того, как волна возбуждения со скоростью 0,3 м/с проходит под электродом, можно видеть, как мембранный потенциал очень быстро уменьшается и реверсирует (внутренняя сторона клетки становится положительной по отношению к ее наружной стороне). Таким образом, миокардиальная клетка при возбуждении не только «деполяризуется». Наблюдается смена заряда мембраны на противоположный.
К уровню покоя мембранный потенциал возвращается сначала медленно, а затем очень быстро.
Потенциалы действия, отводимые от одиночной миокардиальной клетки, мало похожи на потенциалы сердца, регистрируемые с поверхности тела. Различия становятся понятными при рассмотрении принципов регистрации наружных потенциалов от массы миокардиальной ткани, а не от одиночных клеток.