Проводящей системы сердца согласно градиенту автоматии

Активность нижележащих отделов проводящей системы сердца проявляется только в патологических случаях. Аритмия в сердечной деятельности проявляется экстрасистолией (внеочередными сокращениями сердца), которые различают двух видов: предсердные и желудочковые. Предсердная экстрасистола сопровождается компенсаторной паузой (выпадением очередного сокращения); после желудочковой экстрасистолы возникает компенсаторная пауза (очередной импульс от пейсмекера приходит во время экстрасистолы, т.е. в период рефрактерности, и не может вызвать очередного сокращения сердца).

Сократимость. Сердечная мышца подчиняется закону «все или ничего», согласно которому в миокарде возбуждением охватываются все кардиомиоциты, вовлекаясь в процесс сокращения. Первыми сокращаются мышцы пред­сердия, затем—папиллярные мышцы и субэндокардиальный слой мышц желудочков. В дальнейшем сокращение охватывает и внутренний слой желудочков, обеспе­чивая тем самым движение крови из полостей желудоч­ков в аорту и легочный ствол.

Мышце сердца не свойственна суммация сокращений, поэтому она не может сокращаться тетанически. Это обусловлено наличием у миокарда длительного рефрактерного периода, который равен продолжительности потенциала действия (ПД) и одиночного сокращения мышцы.

Длительный рефрактерный период характеризуется резким снижением возбудимости ткани в течение ее активности. Выделяют абсолютный и относительный рефрактерный период (р.п.). Во время абсолютного рефрактерного периода какой бы силы не наносили раздражения на сердечную мышцу, она не отвечает на него возбуждением и сокращением. Он соответствует по времени систоле и началу диастолы предсердий и желудочков. Во время относительного рефрактерного периода возбудимость сердечной мышцы постепенно возвращается к исходному уровню. В этот период мышца может ответить на раздражитель сильнее порогового. Он обнаруживается во время диастолы предсердий и желудочков.

Сокращение миокарда продолжается около 0.3 с, по времени примерно совпадает с рефрактерной фазой. Следовательно, в период сокращения сердце неспособно реагировать на раздражители. Благодаря выраженному рефрактерному периоду.р.рррр.п., который длится больше чем период систолы, сердечная мышца неспособна к титаническому (длительному) сокращению и совершает свою работу по типу одиночного мышечного сокращения.

В течение этого периода сердечная мышца невозбудима, поэтому невозможны суммация и тетанус. Длительный период одиночного сокращения соответствует длительности ПД (у предсердий – 100 мс, у желудочков – 300-350 мс). Если частота сердечных сокращений (ЧСС) становится меньше, то систола желудочков и систола предсердий удлиняются, напротив, при увеличении ЧСС продолжительность одного сокращения укорачивается.

Важную роль в процессе сокращения миокарда и электромеханического сопряжения играет внеклеточный Ca²⁺, который при вхождении в клетку во время ее возбуждения, обеспечивает выброс ионов Ca²⁺ из саркоплазматического ретикулума (СПР). Увеличение содержания Ca²⁺ в крови приводит к увеличению ЧСС., и наоборот. В эксперименте, увеличение концентрации Ca²⁺ в крови может привести к остановке сердечной деятельности в фазу систолы.

Растяжимость и эластичность миокарда. Эластические силы, возникающие вследствие растяжения стенок сердца при его наполнении кровью, увеличивают силу сокращений миокарда (создается некоторый запас потенциальной энергии). Растяжимость и эластичность миокарда смягчают гидравлический удар, который мог бы возникнуть в результате несжимаемости жидкости. Эластичность структурных элементов сердца способствует расправлению сократившегося миокарда.

Регистрация и анализ электрокардиограммы (ЭКГ):

Деятельность сердца сопровождается электрическими, механическими и звуковыми явлениями, регистрация и анализ которых позволяют судить о функциональном состоянии сердца в норме и при патологии. Электрические токи сердца можно наблюдать, если на сокра­щающееся сердце крысы набросить нерв нервно-мышечного препарата лягушки: мышца лягушки начинает сокращаться в ритме сердца крысы.

Электрокардиография — регистрация с определенных участков тела суммарного электрического поля, генерируемого клетками сердца в процессе их возбуждения. Электрокардиограмма — кривая, отражающая процесс возникновения, распространения и исчезновения возбуждения в различных отделах сердца. ЭКГ отражает только изменения электрических потенциалов, но не сокращения миокарда.

Дипольная концепция происхождения ЭКГ. Каждое возбужденное волокно миокарда пред­ставляет собой диполь, вектор которого имеет определенную величину и на­правление — условно от отрицательного полюса к положительному. Сердце рассматривается как единый диполь, вектор которого представляет собой алгебраическую сумму всех векторов единичных источников диполей (кардиомиоцитов), существующих в данный момент. Поэтому его называют суммарным моментным вектором или интегральным вектором. Он, как и единичный, направлен от возбужденного участка миокарда к невозбужденному.

Направление и величина интегрального дипольного вектора определяют направление и величину зубцов ЭКГ; эта величина зависит также от расстояния между регистрирующим электродом и источником электрического поля — периодически возбуждающимся сердцем (она обратно пропорциональна квадрату этого расстояния). Направления движения волны деполяризации и ее вектора совпадают, а направления волны реполяризации и ее вектора противоположны. Сердечный диполь создает в окружающей его среде силовые линии (электрическое поле), идущие от положительного заряда диполя к отрицательному. На границе между положительной и отрицательной половиной электрического поля располагается линия нулевого потенциала.

ЭКГ-отведение — это вариант расположения электродов на теле при регистрации электрокардиограммы. Имеется три основные системы отведения.

1. Стандартные биполярные отведения (Эйнтховена): I отведение — левая рука (+) — правая рука (-); II отведение — правая рука (-) — левая нога (+); III отведение — левая рука (-) — левая нога (+) (Рис. 5). Эта система отведений регистрирует электрическую активность сердца во фронтальной плоскости.

2. Шесть грудных однополюсных отведений (Вильсона –V_1-6): активный электрод (+) накладывают на различные точки грудной клетки спереди, а нулевой (-) электрод формируют путем объединения через сопротивления электродов от трех конечностей — двух рук и левой ноги. Грудные отведения регистрируют электрическую активность сердца в горизонтальной плоскости (Рис. 6)..

Рис. 5. Расположение электродов при стандартных отведениях (Эйнтховена) и ЭКГ, получаемые при этих отведениях; показаны направление электрической оси сердца (стрелки) и их проекции на стороны треугольника Эйнтховена

Рис. 6. Расположение активного электрода при грудных отведениях по Вильсону и ЭКГ, получаемые при этих отведениях

3. Три усиленных однополюсных отведения (Гольдбергера): аVR, аVL, аVF, где а — augmented (усиленный); V — voltage (потенциал); R — right (правый) — правая рука; L — left (левый) — левая рука; F — foot (нога) — левая нога. При этом регистрируется разность потенциалов с помощью электрода, наложенного на одну из конечностей (+), и мулевого электрода (—), объединенного, от двух других конечностей (правая нога заземлена при любом отведении).

Элементы ЭКГ. Зубец ЭКГ — это быстрое отклонение кривой от изолинии вверх или вниз. Причиной отклонения является наличие разности электрических полей между отводящими электродами, расположенными на теле организма. Сегмент ЭКГ — это отрезок кривой ЭКГ, не содержащий зубца (участок изолинии). Изолиния регистрируется, когда нет разности величин электрических полей между отводящими электродами: либо сердце не возбуждено, либо все отделы предсердий или желудочков охвачены возбуждением. ЭКГ содержит два сегмента: Р(2 и 8Т. Интервал ЭКГ — это отрезок кривой ЭКГ, состоящий из сегмента и прилежащих к нему зубцов.

Происхождение элементов ЭКГ (зубцов, сегментов и интервалов) представлено на рис. 7. Зубец Р отражает процесс деполяризации (распространение возбуждения) правого и левого предсердий. Интервал QRSТ (желудочковый комплекс) отражает процесс распространения возбуждения (деполяризации) по миокарду обоих желудочков — комплекс зубцов QRS, периоды полного охвата их возбуждением — сегмент RST (чаще ST) и реполяризации желудочков — зубец Т. Интервал R—R соответствует расстоянию между вершинами двух зубцов R, по времени он равен длительности одного сердечного цикла. Чем больше ЧСС, тем короче это время. Этот интервал дает возможность определить частоту кардиоциклов, наличие или отсутствие аритмии в сердечной деятельности. Соотношение величин зубцов ЭКГ в норме следующие: Q:R = 1:4; Р:Т:R = 1:3:9.

Электрическая ось сердца (ЭОС). Электрическая ось сердца – это направление биопотенциалов сердца в фазу реполяризации желудочков в период формирования комплекса QRS. Это вектор, имеющий направление в пространстве. Это проекция суммарного возбуждения левого желудочка во фронтальной плоскости. Угол, образованный осью І отведения и проекцией ЭОС во фронтальной плоскости называется углом a, который в норме составляет от 0⁰ до +90⁰. В зависимости от направления ЭОС и конституционального типа телосложения различают на ЭКГ: нормограмму (нормостенический тип), правограмму (астенический тип и подростки) и левограмму (гиперстенический тип).

Рис. 7. Основные усредненные параметры электрокардиограммы во втором стандартном отведении

Таким образом, различные параметры ЭКГ дают разностороннюю информацию о состоянии электрической активности сердца, и поэтому они широко используются в клинической и спортивной практике.