ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАФИЯ

Электрокардиограмма — это графическое выражение изменений во времени интегральной электрической активности сердца.

Выделяют следующие основные функции сердца:

Автоматизм - это способность сердца самостоятельно вырабатывать импульсы, вызывающие возбуждение. В норме наибольшим автоматизмом обладает синусовый узел.

Проводимость - способность сердца проводить импульсы из места их возникновения до сократительного миокарда.

Возбудимость - способность сердца возбуждаться под влиянием импульсов. Во время возбуждения возникает электрический ток, который регистрируется гальванометром в виде ЭКГ.

Сократимость - способность сердца сокращаться под влиянием импульсов и обеспечивать функцию насоса.

Рефрактерность - невозможность возбужденных клеток миокарда снова активизироваться при возникновении дополнительных импульсов. выделяют абсолютную (сердце не отвечает ни на какое возбуждение) и относительную (сердце может отвечать только на очень сильное возбуждение) рефрактерность.

СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ ПРОВОДЯЩЕЙ СИСТЕМЫ СЕРДЦА

Центр автоматизма 1-го порядка (или водитель ритма 1-го порядка, синусовый узел, узел Кис-Флака) расположен в правом предсердии в области устьев полых вен (рис 40.).

Рис.40. Схема проводящей системы сердца

Это образование клеток в норме ритмично генерирует импульсы с частотой 60-90 в 1 минуту. После возникновения импульс проводится на миокард. Сначала он проводится на правое, затемна левое предсердие и по межузловым трактам доходит до следующего узла. Он называется атриовентрикулярным узлом (А-В узел Ашофф - Тавара), расположенным в нижней части правого предсердия, и является водителем ритма 2-го порядка. В норме он не образует импульсы, но если синусовый узел не работает, то А-В узел начинает вырабатывать импульсы с частотой 40-60 в 1 минуту. Пройдя через А-В узел, импульс проходит по пучку Хиса, который расположен в межжелудочковой перегородке. От пучка Хиса отходит правая ножка, которая проводит импульсы на миокард правого желудочка, и левая ножка, делящаяся на переднюю и заднюю ветви, проводящая импульсы на левый желудочек. Клетки пучка Хиса тоже обладают автоматизмом, они вырабатывают импульсы с частотой 15-25 в 1 минуту. Это центр автоматизма 3-го порядка. Ножки пучка Хиса образуют конечные разветвления - волокна Пуркинье, которые подходят к каждой миофибрилле. Волокна также обладают автоматизмом (с частотой импульса 15 - 20 в 1 минуту).

Прежде чем приступить к изучению ЭКГ, надо вспомнить понятие об электрическом поле. Электрическое поле подразумевает наличие 2-х зарядов (положительного и отрицательного). Система, состоящая из 2-х равных по величине, но противоположных по знаку, максимально близко расположенных друг к другу зарядов, называется диполем. Электрический диполь вызывает появление разности потенциалов. Разность потенциалов называется электрической движущей силой (ЭДС) источника тока. Вектор ЭДС диполя изображается отрезком прямой, соединяющей оба его полюса, и направлен от “минуса ” к “плюсу“. В сердце во время его возбуждения также образуется электрическое поле. ЭДС сердца характеризуется направлением и величиной, т. е. является векторной величиной.

 

Электрофизиологические основы электрокардиографии

Мембранная теория возникновения биопотенциалов

В основе возникновения электрических явлений в сердце лежит трансмембранное перемещение ионов К⁺, Na⁺, Ca²⁺, CI^- в клетках миокарда. Внутри невозбужденной клетки находятся ионы К⁺, концентрация которого в 30 раз выше, чем во внеклеточной жидкости. Наоборот, во внеклеточной среде примерно в 25 раз больше Ca²⁺ по сравнению с внутриклеточной средой. Такие высокие градиенты концентрации ионов по обе стороны мембраны поддерживаются благодаря функционированию в ней ионных насосов и требуют затраты энергии. В невозбужденной клетке мембрана более проницаема для К⁺ и CI^- .

Поэтому ионы К⁺ в силу концентрационного градиента стремятся выйти из клетки, а ионы CI^-, наоборот, входят внутрь клетки. Это приводит к поляризации клеточной мембраны: наружная ее поверхность становится положительной, а внутренняя – отрицательной. Возникающая разность потенциалов в такой ситуации ничтожно мала, тем не менее между наружной и внутренней поверхностью клеточной мембраны возникает трансмембранный потенциал покоя (ТМПП).

При возбуждении клетки резко изменяется проницаемость ее стенки для различных ионов. В частности, Na⁺ устремляется внутрь клетки, а К⁺ - из клетки. Происходит возникновение трансмембранного потенциала действия (ТМПД), который осуществляется в несколько фаз (фазы 0,1,2,3,4). Во время этих фаз благодаря меняющимся потокам основных ионов через мембрану клеток в сердечной мышце в целом осуществляются два основных процесса - деполяризации и реполяризации. Деполяризация происходит в фазу возбуждения клетки и характеризуется сменой заряда мембраны: внутренняя поверхность ее становится положительной, а наружная – отрицательной. Деполяризация осуществляется в фазу О, когда ТМПД достигает наибольшего значения, он несколько снижается в фазу 1, затем переходит в фазу 2, в течение которой величина ТМПД поддерживается примерно на одном уровне, что приводит к формированию на кривой ТМПД (плато). Во время деполяризации формируются зубцы Р, Q, R, S ЭКГ. Затем наступает процесс реполяризации: поляризация клетки возвращается к исходному состоянию (наружная поверхность ее оказывается снова заряженной положительно, а внутренняя – отрицательно). ТМПД падает и достигает величины ТМПП. Реполяризация захватывает фазы 2 и полностью 3 фазу ТМПД. В эту фазу формируется зубец Т электрокардиограммы.

Затем наступает фаза диастолы (4 фаза ТМПД), во время которой происходит полное восстановление исходной концентрации К⁺, Na⁺, Ca²⁺, CI^- соответственно внутри и вне клетки благодаря действию «Na⁺ - К⁺ - насоса».

Процессы деполяризации и реполяризации как отдельной клетки, так и в целом всего сердца происходят поэтапно. При этом возбужденный участок клетки заряжается отрицательно, невозбужденный – положительно. Таким образом, каждая клетка представляет своеобразный диполь со знаками минус (-) и плюс (+). В такой ситуации, как известно, возникает электродвижущая сила (ЭДС), вектор которой направлен от (–) к (+).

Если эти процессы рассматривать по отношению к работающему сердцу, то его можно рассматривать как один большой (суммированный) диполь, в котором есть отрицательный и положительный полюс. В частности, сердце возбуждается не все одновременно, а поэтапно. Импульс, приходящий из синусового узла возбуждает в первую очередь предсердия и они заряжаются отрицательно, в то же время желудочки остаются невозбужденными и они заряжены положительно. Формируется большой диполь со знаком минус у основания сердца и знаком плюс по направлению к желудочкам. Возникает суммированная ЭДС сердца, вектор которой почти совпадает с анатомической осью сердца и направлен сверху вниз, сзади наперед и справа налево.

Таким образом, работающее сердце – своеобразный генератор биотоков, вокруг которого, как известно, возникают электрические поля, которые пронизывают все тело и имеют разную полярность зарядов: вокруг отрицательно заряженных участков миокарда формируются отрицательные электрические поля, вокруг положительно заряженных – положительные электрические поля.

В такой ситуации не составляет трудностей присоединить в определенной последовательности электроды к участкам тела и при помощи специального прибора электрокардиографа зафиксировать биотоки в виде кривой электрокардиограммы.