Аппараты для контроля сердечно-сосудистой деятельности (кардиографы)
Первые электрокардиограммы и физиологические исследования были произведены Гальвани в XVII в. Он установил, что электрический импульс может вызывать сокращения мыщц, и только потом было установлено обратное явление. После изобретения струнного гальванометра Эйнтховен в 1903г. зарегистрировал электрические токи работающего сердца человека. С развитием усилительной и регистрирующей техники изучение биоэлектрических явлений в сердце стало возможным, а это привело к созданию электрокардиографии.
Природа биоэлектрических явлений в сердце
Электрические явления в сердце объясняет мембранная теория, которая связана с возникновением биопотенциалов и согласно которой проникновение ионов калия, натрия, кальция, хлора и других веществ возможно через мембрану мышечной клетки. В электрохимическом отношении клеточная мембрана – оболочка с разной проницаемостью для различных ионов. Она разделяет как бы два раствора электролитов, которые существенно отличаются по составу и концентрации. При этом положительные ионы калия в силу концентрационного градиента стремятся выйти из клетки, а отрицательные ионы хлора, натрия кальция и т.д., наоборот, стремятся войти внутрь клетки. Вот это перемещение ионов внутри клетки и приводит к созданию разности потенциалов невозбудимой клетки. При этом её наружная поверхность становится положительной, а внутренняя отрицательной. Возникающая на мембране разность потенциалов препятствует дальнейшему перемещению ионов и при этом возникает стабильное состояние поляризации сократительного миокарда.
Трансмембранный потенциал покоя является отрицательным и составляет примерно 90 мВ. При возбуждении клетки резко возрастает проницаемость её стенки, и это приводит к изменению ионных потоков. А, следовательно, и к изменению самого трансмембранного потенциала. Этот процесс проходит несколько раз от резкой деполяризации, когда трансмембранный потенциал меняется от –90 до +30мВ, идо быстрой реполяризации. Причём реполяризация продолжается до тех пор, пока не будет достигнута фаза поляризации клетки. А все процессы распространяются в клетках миокарда, предсердии и желудочков сердца.
Основные функции сердца
Сердце обладает рядом функций, которые определяют особенности его работы, а также электрические процессы, которые отражаются на ЭКГ. Функция автоматизма заключается в способности сердца активизироваться и вырабатывать электрические импульсы. Однако процессы зарождения импульсов возбуждения находятся под влиянием центральной и вегетативной нервной системы. Сердечная мышца состоит из двух видов клеток:
1) клетки проводящей системы;
2) клетки сократительного миокарда.
Причём только некоторым клеткам проводящей системы присуще свойство автоматизма. Эти клетки называют клетками водителей ритма.
Функция проводимости — способность проведения возбуждения, которая возникает в какой-либо части сердца к другим отделам сердечной мышцы.
Автоматическая деятельность сердца, а именно, возникновение процессов деполяризации и их распространение по миокарду предсердий, а также желудочков осуществляется благодаря особой нервно-мышечной ткани, которая называется проводящей системой сердца.
Схема проводящей системы сердца имеет вид:
 |
1 — межпредсердный пучок; 2 — СА-узел; 3 — правое предсердие; 4 — пучок Гисса; 5 — АВ-соединения; 6 — правый желудочек; 7 — правая ножка пучка Гисса; 8 — левое предсердие; 9 — АВ-узел; 10 — левая передняя ножка пучка Гисса; 11 — левый желудочек; 12 — левая задняя ножка пучка Гисса; 13, 14 — волокна Пуркинье.
Клетки синоатриального (СА) узла и проводящей системы сердца, в которую входят: атривентикулярное соединение, проводящая система предсердий и желудочков. Всё это обладает проводящей способностью и функцией автоматизма.
Сократительный миокард системы лишён функции автоматизма. В нормальном состоянии СА-узел вырабатывает электрические импульсы с частотой 60 – 80 импульсов в мин. Он представляет собой центр автоматизма I – го порядка. При этом возбуждение распространяется из правого предсердия по межпредсердному пучку на левое предсердие. Далее электрический импульс распространяется по АВ-соединению через АВ-узел в пучок Гисса. При нарушении проводящих путей на этом участке АВ-соединение становится центром автоматизма II порядка и вырабатывает импульсы с частотой 40 – 60 импульсов в мин. По ветвям пучка Гисса электрические импульсы поступают к волокнам Пуркинье. Нижняя часть пучка Гисса может быть центром автоматизма III порядка, которой обладает самой низкой частотой 25 – 40 импульсов в мин. В АВ-узле и между АВ-узлом и пучком Гисса происходит значительная задержка электрических импульсов. Эта задержка возбуждения способствует тому, что желудочки начинают возбуждаться только после окончания сокращения предсердий, обеспечивая при этом необходимую последовательность работы сердца как насоса в системе кровообращения. Так большая скорость проведения импульсов по проводящей системе способствует практически одновременному охвату желудочков волной возбуждения, а, следовательно, наибольшему эффективному оптимальному выбросу крови в аорту и лёгочную артерию. Образование и проведение импульсов в сердце можно представить следующей схемой:
В случае нарушения проведения, на каком либо участке роль водителя ритма берёт на себя нижележащий участок. Нарушение проведения импульсов принято называть блокадой проводящих путей.
Функция проводимости
Возбудимость — свойство сердца возбуждаться под влиянием различных раздражителей. Она выражается в способности сердца активизироваться электрически. Этими свойствами обладает как проводящая система, так и клетки сократительного миокарда. Возбудимость сердца тем выше, чем более слабый раздражитель способен вызвать электрическую активность клетки. Возбудимость клетки подчиняется закону: всё или ничего. Это значит что подпороговые раздражители не вызывают активизации сердца, а пороговые вызывают максимальную по силе активизацию сердца. Причём дальнейшее увеличение силы раздражения не приводит к увеличению степени активизации.
Функция рефрактерности
Возбудимость сердечной клетки изменяется в отдельные периоды сердечного цикла. В течение абсолютного рефрактерного периода (АРП) сердце не может вторично сокращаться, независимо от силы входного импульса возбуждения.
В относительном рефрактерном периоде (ОРП) сердце способно активизироваться при воздействии, более сильном, чем обычное.
На участке ОРП существует короткий период наибольшей уязвимости, когда при самом слабом раздражении возможно сокращение сердца. Иногда это может привести к опасным доля жизни нарушениям ритма сердца.
Нормальная ЭКГ:
Функция сократимости
Сократимость — способность сердечной мышцы сокращаться в ответ на возбуждение. Этой функцией в основном обладает сократительный миокард, который и осуществляет насосную функцию сердца.