Формирование ЭКГ при распространении волны возбуждения в одиночном мышечном волокне.

Одиночное мышечное волокно в состоянии покоя, по обе сторо­ны клеточной мембраны которого расположены положительный и отрицательный заряд, находится в состоянии статической поляризации и в целом электронейтрально. При раздражении одиночного мышечного волокна (электрическом, ме­ханическом или химическом) электрическое сопротивление клеточ­ной мембраны резко падает. В результате положительные заряды устремляются в клетку и нейтрализуют связанные с ними отрицательные заряды. Это приводит к тому, то возбужденный участок одиночного мы­шечного волокна становится электроотрицательным по отношению к соседним участкам. Наоборот, остальная часть мы­шечного волокна, находящаяся в состоянии покоя, заряжается по­ложительно по отношению к возбужденному участку.

Между по­ложительным и отрицательным зарядом расположена нулевая линия. Равные по величине отрицательный и положительный за­ряды, расположенные напротив друг друга, образуют диполь и электрическое поле клетки, находящейся в состоянии деполяри­зации. Два одинаковых по величине поля расположены по обе сто­роны от нулевой линии. Поэтому положительный и отрицательный электроды гальванометра, помещенные в любые точки положитель­ного и отрицательного поля, регистрируют электрический ток. Ток ионов, появляющийся при раздражении клетки, аналогичен элек­трическому току, возникающему при соединении проводником двух полюсов электрической батареи.

Электрический ток раздражает соседние участки клеточной мембраны, понижая их электрическую резистентность, что приво­дит к перемещению в них ионов и возникновению электрического тока. Этот процесс продолжается до тех пор, пока деполяризация не распространится от одного конца клетки к другому. Граница между деполяризованным участком мышцы сердца и участком миокарда, находящимся в покое, перпендикулярна длинной оси клетки. В мышце сердца деполяризация идет от эндокарда к эпи­карду, поэтому эндокардиальный участок миокарда заряжается отрицательно и рядом возникает равный по величине положитель­ный заряд. Наибольший положительный заряд расположен непо­средственно впереди фронта деполяризации, наибольший отрица­тельный — сзади сразу же за фронтом волны деполяризации. Меж­ду наибольшими положительным и отрицательным зарядами рас­положена нулевая, или изоэлектрическая, линия, на которой ве­личина заряда равна нулю. Сила заряда убывает обратно пропор­ционально квадрату расстояния от него. Ось диполя представляет собой линию, соединяющую отрицательный и положительный заря­ды диполя. Эта линия расположена параллельно направлению рас­пространения волны возбуждения, т. е. длинной оси клетки. Поло­жительный полюс диполя ориентирован в сторону клетки, нахо­дящейся в состоянии покоя. Отрицательный полюс направлен в сторону клетки, находящейся в состоянии возбуждения. Между любыми двумя точками электрического поля, расположенными на противоположных сторонах от нулевой линии, возникает разность потенциалов.

Волна деполяризации постепенно распространяется от эндокардиального к эпикардиальному участку одиночного мышечного во­локна, при этом возбужденная часть мышечного волок­на заряжена отрицательно, а часть мышечного волокна, находя­щаяся в состоянии покоя, — положительно.

Постепенно все мышечное волокно охватывается возбуждением. Только небольшой участок у эпикарда находится в состоянии покоя. Вол­на деполяризации непосредственно подошла к эпикарду, при этом почти все мышечное волокно заряжено отрицательно, лишь узкий участок миокарда у эпикарда имеет положительный заряд. Если мышечное волокно полностью охвачено возбуждением, оно заряжено одинаково, и разность потенциалов отсутствует. Электрическое поле исчезает.

Вслед за процессом возбуждения следует процесс восстановле­ния, или угасания возбуждения, или процесс реполяризации. Распространение волны реполяризации происходит в направлении, обратном деполяризации, т. е. от эпикарда к эндокарду. При этом эпикардиальные участки одиночного мышечного волокна заряжаются положительно. Рядом возникает равный по величине отрицательный заряд. Между положительным и отрицательным зарядом расположена нулевая линия, где величина заряда равна нулю. Процесс восстановления постепенно распространяется от эпикарда к эндокарду. Процесс реполяризации более продолжите­лен, чем процесс деполяризации, и сопровождается нарастанием резистентности клеточной мембраны в участке, который становит­ся поляризованным. Перед волной реполяризации расположены отрицательные заряды, за которыми следуют положительные. Вблизи нулевой линии со стороны отрицательного поля находится наибольший отрицательный заряд, со стороны положительного ноля — наибольший положительный заряд. Сила заряда убывает обратно пропорционально квадрату расстояния от него.

Часть мышечного волокна, находящаяся в состоя­нии реполяризации, заряжена при этом положительно. Наоборот, часть мышечного волокна, все еще пребывающая в состоянии воз­буждения, заряжена отрицательно.

Наконец, волна реполяризации подходит непосредственно к эндокарду. При этом почти все мышечное волокно находится в состоянии реполяризации и заряжено положительно, лишь узкий участок у эндокарда остается в состоянии возбужде­ния и заряжен отрицательно.

В тот момент, когда процессом восстановления будет полно­стью охвачено все мышечное волокно, разности потен­циалов не будет. Электрическое поле отсутствует. Снаружи рези­стентной для ионов клеточной мембраны расположены положи­тельные заряды, изнутри — отрицательные. Каждому положительному заряду соответствует отрицательный. Мышечное волокно на­ходится снова в состоянии статической поляризации.

При регистрации ЭДС с помощью двухполюсных отведений были выявлены следующие закономерности. Если волна деполяри­зации и вектор возбуждения направлены к положительному полюсу двухполюсного отведения, то гальванометр регистрирует поло­жительный зубец или подъем кривой. Если волна деполяризации и вектор возбуждения направлены от положительного полюса в двухполюсном отведении, то гальванометр записывает отрицательный зубец или спуск кривой вниз.

Если гальванометр регистрирует зубец большой амплитуды, то он изображается большими буквами латинского алфавита. В тех случаях, когда гальванометр записывает зубец малой амплитуды, он обозначается маленькими буквами.