Биоэлектрические основы электрокардиографии

1.1. Трансмембранный потенциал действия (ТМПД)

Наружная поверхность невозбужденной миокардиальной клетки заряжена по­ложительно, а внутренняя — отрицательно (рис. 1.1). Возбуждение сердечной мыш­цы сопровождается возникновением трансмембранного потенциала действия (ТМПД) — изменяющейся разности потенциалов между наружной и внутренней по­верхностью клеточной мембраны. Различают несколько фаз ТМПД миокардиаль­ной клетки:

Фаза 0 -во время которой происходит быстрая (в течение 0,01 с) пере-зарядка клеточной мембраны: внутренняя ее поверхность заряжается положительно, а на­ружная — отрицательно.

Фаза 1 — небольшое начальное снижение ТМПД от +20 mV до 0 или чуть ни­же (фаза начальной быстрой реполяризации).

Фаза 2 — относительно продолжительная (около 0,2 с) фаза плато, во время которой величина ТМПД поддерживается на одном уровне.

Фаза 3 (конечной быстрой реполяризации), в течение которой восстанавли­вается прежняя поляризация клеточной мембраны: наружная ее поверхность заря­жается положительно, а внутренняя — отрицательно (—90 mV).

Фаза 4 (фаза диастолы). Величина ТМПД сократительной клетки сохраняет­ся примерно на уровне —90 mV. Происходит восстановление исходной концентра­ции К ⁺, Na ⁺, Ca^{2 +} и Cl ^-, благодаря работе «Na⁺-K.⁺-кacoca».

 

 

                           

 

 

Рис 1.1 Трансмембранный потенциал действия (ТМПД).

Объяснение в тексте. АРП иОРП - абсолютный и относительный рефрактерный периоды.

Основные функции сердца

Сердце обладает рядом функций, определяющих особенности его работы: функ­цией автоматизма, проводимости, возбудимости и др.

 Функция автоматизма — это способность сердца вырабатывать электрические импульсы при отсутствии внешних раздражений. Функцией автоматизма обладают только клетки синоатриального узла (СА-узла) и проводящей системы предсердий и желудочков (пейсмекеры). Сократительный миокард лишен функции автоматизма.

Различают три центра автоматизма (рис. 1.2):

1. Центр автоматизма первого порядка — это клетки СА-узла, вырабатываю­щие электрические импульсы с частотой около 60—80 в мин.

2. Центр автоматизма второго порядка — клетки АВ-соединения (зоны пере­хода АВ-узла в пучок Гиса и нижние отделы предсердий), а также пучка Гиса, кото­рые продуцируют импульсы с частотой 40—60 в мин.

3. Центр автоматизма третьего порядка — конечная часть, ножки и ветви пучка Гиса. Они обладают самой низкой функцией автоматизма, вырабатывая око­ло 25—40 импульсов в минуту.

В норме единственным водителем ритма является СА-узел, который подавляет автоматическую активность остальных (эктопических) води­телей ритма.

Функция проводимости — это способность к проведению возбуждения волокон проводящей системы сердца и сократительного миокарда. В последнем случае ско­рость проведения электрического импульса значительно меньше.

                                            

 

 

              

 

 

Рис. 1.2. Проводящая система сердца.

 

В предсердиях возбуждение распространяется от СА-узла по трем межузло­вым трактам (Бахмана, Венкебаха и Тореля) к АВ-узлу и по межпредсердному пучку Бахмана — на левое предсердие. Вначале возбуждается правое (рис. 1.3,а), затем правое и левое (рис. 1.3,б), в конце — только левое предсердие (рис. 1.3,в).

Скорость проведения возбуждения 30—80 см • с^-1, время охвата возбуждени­ем обоих предсердий не превышает в норме 0,1 с.

В атриовентрик.улярном узле происходит физиологическая задержка возбуж­дения (скорость проведения снижается до 2—5 см • с^-1). Задержка возбуждения в АВ-узле способствует тому, что желудочки начинают возбуждаться только после окончания полноценного сокращения предсердий.

АВ-узел в норме «пропускает» из предсердий в желудочки не более 180—200 импульсов в минуту. При большей частоте синусового или предсердного ритма даже у здорового человека развивается неполная атриовентрикулярная блокада проведе­ния импульсов от предсердий к желудочкам.

В норме АВ-задержка не превышает 0,1 с.

Рис. 1.3. Распространение возбуждения по предсердиям. а — начальное возбуждение правого предсердия; б — возбуждение правого и левого предсердий; в — конечное возбуждение левого предсердия. Р₁, P ₂ и Р₃ — моментные векторы деполяризации предсердий.

В желудочках возбуждение быстро распространяетсяпо пучку Гиса, его вет­вям и волокнам Пуркинье (скорость проведения от 100— 150 до 300—400 см • с~'). Волна деполяризации распространяется от субэндокардиальных к субэпикардиальным участкам сердечной мышцы.

В первые 0,02 с (рис. 1.4,а) деполяризуется левая половина межжелудочковой перегородки (МЖП), а также большая часть правого желудочка (ПЖ). Через 0,04— 0,05 с (рис. 1.4,6) возбуждается значительная часть левого желудочка (ЛЖ). Последними в период 0,06—0,08 с активируются базальные отделы ЛЖ, ПЖ и МЖП (рис. 1.4,в). При этом фронт волны возбуждения постоянно меняет свое направление, как это видно на рисунке.

Общая продолжительность деполяризации желудочков составляет 0,08—0,09 с.

Функция возбудимости — это способность клеток проводящей системы сердца и сократительного миокарда возбуждаться под влиянием внешних электрических импульсов. В разные фазы ТМПД возбудимость мышечного волокна различна (см. рис. 1.1). В начале ТМПД (фаза 0, 1,2) клетки полностью не возбудимы (абсо­лютный рефракторный период). Во время быстрой конечной реполяризации возбудимость частично восстанавливается (относительный рефракторный пе­риод). Во время диастолы (фаза 4 ТМПД) рефрактерность отсутствует и миокарди-альное волокно полностью возбудимо.