ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СЕРДЦА

Стр 1 из 7Следующая ⇒

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СЕРДЦА

Общие принципы работы сердца. Общий план строения сердца

Основные структуры сердца:

камеры;

магистральные сосуды (входные и выходные);

клапаны.

Камеры сердца:

правое предсердие;

правый желудочек;

левое предсердие;

левый желудочек.

Магистральные сосуды:

в правое предсердие впадают верхняя и нижняя полые вены;

из правого желудочка выходит легочная артерия (ее начальная часть — легочный ствол);

в левое предсердие впадают четыре легочные вены;

из левого желудочка выходит аорта.

Клапаны сердца:

между предсердиями и желудочками — атриовентрикулярные клапаны:

между правым предсердием и правым желудочком — трехстворчатый, или трикуспидальный, клапан;

между левым предсердием и левым желудочком — двустворчатый, или митральный, клапан;

между желудочками и магистральными артериями — полулунные клапаны:

между правым желудочком и легочной артерией — клапан легочной артерии;

между левым желудочком и аортой — аортальный клапан

Сердце связано с сосудистой системой следующим образом:

левый желудочек через аорту выбрасывает кровь в большой круг;

из большого круга через полые вены кровь возвращается в правое предсердие;

из правого предсердия кровь поступает в правый желудочек и далее выбрасывается через легочную артерию в малый круг;

из малого круга через четыре легочные вены кровь оттекает в левое предсердие и оттуда - в левый желудочек.

Основы электрокардиографии

Общие положения

Электрокардиограмма (ЭКГ) – это графическая запись электрической активности сердца с поверхности тела, то есть регистрация чередования процессов возбуждения миокарда и покоя.

Аппарат, с помощью которого происходит графическая запись электрических процессов в сердце, называется электрокардиограф, а сама запись электрокардиограммой. Основой любого кардиографа служит гальванометр – прибор, с помощью которого можно замерить электрическое поле, которое всегда существует вокруг электрических зарядов. Если меняется электрический заряд, то меняется электрическое поле, что ведет к отклонению стрелки гальванометра и пера кардиографа, связанных воедино. Если при этом осуществлять запись отклонений пера на бумаге в течение определенного времени, то получится электрокардиограмма.

История электрокардиографии относится к 1786 году, когда Гальвани установил наличие электрических явлений и электрических сил, возникающих при мышечном движении.

1849 год - Дюбуа-Реймон установил, что в нервах и мышцах возбужденная часть электроотрицательна по отношению к находящейся в покое.

1854 год - Гельмгольц показал, что каждая точка мышцы в момент своего возбуждения перед началом сокращения становится электроотрицательной по отношению к участкам мышцы, находящимся в покое.

1887 год - Уоллер впервые зарегистрировал электродвижущую силу.

1903 год - Эйнтховен впервые записал электрокардиограмму, используя струйный гальванометр, который в последующем стал прообразом электрокардиографа.

1924 год - Эйнтховен за это открытие стал лауреатом Нобелевской премии.

По ЭКГ можно судить:

откуда выходит электрический импульс;

как он распространяется по отделам сердца;

в какой последовательностивозбуждаются камеры сердца.

По ЭКГ признакам можно выявить и определить:

очаги патологических источников возбуждения, вызывающие нарушения сердечного ритма:

участки блокад проведения;

очаги ишемии и некроза миокарда, гипертрофии, перегрузки и т.д.

Электрическая активность сердца характеризуется сменой состояния покоя и возбуждения. В состоянии покоя все клетки поляризованы: наружная мембрана имеет положительный заряд, а внутренняя отрицательный. Положительный заряд на внешней стороне мембраны обусловлен тем, что концентрация ионов натрия в 10 -20 раз больше чем внутри.

Калий же сосредоточен внутри клетки, здесь его в 30 раз больше чем снаружи. Отрицательный заряд на внутренней мембране объясняется тем, что калий связан с белковым комплексом, имеющим мощный отрицательный заряд.

В состоянии покоя открыты медленные калиевые каналы по которым калий медленно вытекает из клетки формируя на внешней стороне мембраны еще больший положительный заряд, а внутри клетки нарастает величина отрицательного заряда, так как отрицательно заряженный белок остается внутри клетки. При этом создается разность потенциала между наружной и внутренней мембраной, его называют потенциалом покоя. В разных клетках его величина варирует от – 40 до – 100 МВ.

По мере нарастания положительного заряда на внешней стороне мембраны а отрицательного на внутренней, при медленной утечке калия, разность потенциала увеличивается и при достижении некоторой критической величины натрий не может сдерживаться натриевыми каналами, они открываются и натрий устремляется внутрь клетки по концентрационному градиенту, из области с более высокой концентрацией натрия в область с более низкой, до выравнивания уровня концентрации натрия снаружи и внутри клетки. Возникает потенциал действия.

При этом определенное значение в движении натрия имеет электрический градиент по которому натрий отталкивается от одноименно заряженного калия и стремится к отрицательному заряду внутри клетки. В результате внутренняя мембрана приобретает положительный заряд (к калию добавился натрий) а наружная - отрицательный (анионы хлора, ОН). Этот процесс смены заряда характеризует первую фазу возбуждения и называется ДЕПОЛЯРИЗАЦИЕЙ.

Атипичные клетки (пейсмекеры) способны самовозбуждаться, то есть обладают способностью к спонтанной деполяризации, а типичные возбуждаются от соседних клеток или внешнего раздражителя. Минимальным критическим потенциалом, при котором начинается деполяризация обладают пейсмекерные клетки синусового узла, поэтому он в норме самовозбуждается первым и задает ритм работы сердца.

Вхождение натрия и изменение отрицательного внутриклеточного заряда на положительный приводит к открытию быстрых калиевых каналов, по которым калий выходит из клетки по электрическому (одноименные заряды калия и натрия отталкиваются) и концентрационному градиенту (калия внутри клетки больше чем снаружи) до их выравнивания. Вследствие чего наружная мембрана клетки вновь приобретает положительный заряд, а внутренняя - отрицательный. Этот процесс носит название РЕПОЛЯРИЗАЦИИ и является второй фазой возбуждения.

Кальций входит в клетки в период деполяризации и реполяризации делая возможным скольжение актиновых и миозиновых белковых нитей относительно друг друга и сокращение типичных кардиомиоцитов.

В период деполяризации и ранней реполяризации клетки не способны ответить возбуждением даже на сверхсильный раздражитель, это рефрактерный период.

Движение волны возбуждения по сердцу сопровождается сменой электрического заряда на поверхности сердца. На границе между возбужденной - деполяризованной тканью (имеющей отрицательный заряд) и невозбужденной тканью (имеющей положительный заряд) создается фронт волны, разность потенциалов. Эта разность потенциалов и есть источник электрического поля.

В области фронта волны возникают участки миокарда, обладающие дипольныммоментом – вектором, направленным перпендикулярно фронту волны от деполяризованной клетки к недеполяризованной (от – к +).

В каждый момент времени все дипольные моменты складываются по правилам сложения векторов, образуя результирующий или интегральныйвектор. Этот интегральный вектор и есть тот показатель электрического поля сердца, который регистрируется на ЭКГ с помощью регистрирующего устройства гальванометра, являющегося основой любого электрокардиографа.

При этом один электрод соединяют с положительным полюсом (положительный электрод), другой с отрицательным (отрицательный электрод). Если интегральный вектор направлен к положительному полюсу отведения, то формируется положительный зубец, если к отрицательному – отрицательный зубец

Процесс возбуждения миокарда заканчивается тем, что в атипичных клетках практически выравнивается концентрация ионов калия, натрия на внутренней и внешней стороне мембраны, а для того чтобы в следующий раз возник потенциал действия калия должно стать в 30 раз больше внутри клетки а натрий должен сконцентрироваться на внешней стороне мембраны в 10-20 раз больше.

В типичных кардиомиоцитах ионы кальция обеспечивают взаимодействие сократительных белков, актина и миозина, в результате чего миоциты сокращаются (систола), а для того чтобы они расслабились (диастола) кальций должен быть удален из внутриклеточного пространства.

Этот перенос ионов против градиента концентрации происходит активно, то есть с потреблением энергии: включатся специальные насосы, которые качают катионы по специальным каналам: калиевым, натриевым и кальциевым. Энергия при этом, в виде молекул АТФ, должна непрерывно образовываться внутри клеток, в митохондриях, ведь для переноса 4-х молекул натрия нужна 1 молекула АТФ, а в сутки в организме человека образуется до 34 кг АТФ.

Элементы нормальной электрокардиограммы.
P – отвечает за деполяризацию предсердий; QRS – соответствует возбуждению(деполяризации) желудочков – длительность 0, 08-0, 10 сек. PQ – 0, 1-0, 2 сек.
T – фаза реполяризации желудочков.

Таким образом, выделяют следующие фрагменты ЭКГ:

Зубцы: P, Q, R, S, T

Сегменты – расстояние между зубцами.

Интервалы - это участок ЭКГ, включающий в себя сегмент и зубец.

Отведения ЭКГ

Общепринятыми являются 12 отведений ЭКГ:

3 стандартных по Эйнтховену;

3 усиленных от конечностей по Гольдбергу;

6 грудных отведений по Вильсону.

Три стандартные отведения – двухполюсные, остальные однополюсные.

При снятии отведений от конечностей регистрирующие электроды накладываются на:

правую руку R – красного цвета;

левую руку L – желтого цвета;

левую ногу F – зеленого цвета;

правую ногу – заземляющий электрод черного цвета.

Для однополюсного отведения:

нулевой электрод (объединяющий электроды RLF) присоединен к отрицательному полюсу электрокардиографа;

активный V к положительному полюсу электрокардиографа.

Стандартные отведения обозначаются римскими цифрами I, II, III, усиленные aVL, аVR, аVF.

Для снятия грудных отведений активный электрод накладывают на грудную клетку в определенной точке:

V1 – IV межреберье справа от грудины.

V2 – IV межреберье слева от грудины.

V3 – между V2 и V4

V4 – 5 ое межреберье по средней ключичной линии.

V5 – 5ое межреберье по передней подмышечной линии.

V6 - 5ое межреберье по средней подмышечной линии.

Грудные отведения характеризуют состояние миокарда в горизонтальной плоскости, а стандартные и усиленные - во фронтальной.

Выбор усиления электрокардиографа

Усиление каждого канала электрокардиографа подбирается таким образом, чтобы напряжение 1 mV вызывало отклонение гальванометра и регистрирующей системы, равное 10 мм. Для этого в положении переключателя отведений «О» регулируют усиление электрокардиографа и регистрируют калибровочный милливольт.

При необходимости можно изменить усиление: уменьшить при слишком большой амплитуде зубцов ЭКГ (1 mV = 5 мм) или увеличить при малой их амплитуде (1 mV= 15 или 20 мм).

Запись ЭКГ осуществляют при спокойном дыхании. Вначале записывают ЭКГ в стандартных отведениях (I, II, III), затем в усиленных отведениях от конечностей (aVR, aVL и aVF) и грудных отведениях (V1-V6). В каждом отведении регистрируют не менее 4 сердечных циклов. ЭКГ регистрируют, как правило, при скорости движения бумаги 50 мм • с-1. Меньшую скорость (25мм•с-1) используют при необходимости более длительной записи ЭКГ, например для диагностики нарушений ритма.

При анализе электрокардиограммы следует оценивать:

регулярность сердечных сокращений;

подсчет числа сердечных сокращений (600 разделить количество больших клеток между комплексами при скорости 50 мм/с;

наличие и последовательность следования зубца Р по отношению к комплексу QRS;

форма и ширина желудочковых комплексов QRS.

Электрокардиографическая диагностика сердечного ритма .

При синусовом ритме сначала возбуждается правое предсердие, затем – левое, потом импульс проводится через a-v узел, задерживаясь на 0, 1-0, 2 сек. и далее одновременно к левому и правому желудочкам.

Синусовая тахикардия

а –ЭКГ здорового человека, зарегистрированная в покое (ЧСС 77 в минуту);

б – ЭКГ того же человека после физической нагрузки (синусовая тахикардия, ЧСС 150 в минуту).

Регуляция деятельности синусового узла осуществляется нейрогуморальными механизмами. Активация симпатической нервной системы, выброс в кровь адреналина, норадреналина, гормонов щитовидной железы ведут к учащению работы сердца.

В покое при доминировании парасимпатической нервной системы синусовый узел вырабатывает меньшее количество электрических импульсов и сердце «замедляет» свой ритм.

Синусовая тахикардия – может наблюдаться как компенсаторная реакция при любом неблагополучии в организме (лихорадка, интоксикация, анемия, дыхательная недостаточность и т.д.)

В клинических проявлениях при синусовой тахикардии доминируют симптомы заболевания, вызвавшего учащенное сердцебиение. Синусовая тахикардия специального лечения не требует, необходима симптоматическая терапия и устранение причины ее вызвавшей.

При синусовом ритме процессы возбуждения (деполяризации и реполяризации) восстановления происходят синхронно, поэтому электрической неоднородности в миокарде не возникает.

ЭКГ при предсердных ритмах

При локализации очага (очагов) в предсердиях возникают предсердные нарушения ритма. Порядок возбуждения предсердий отличается от последовательности возбуждения предсердий при синусовом ритме

Если очаг находится в верхней части правого предсердия, то последовательность возбуждения предсердий не отличается от такового при синусовом ритме, на ЭКГ во II отведении фиксируется положительные зубцы Р, напоминающие синусовый ритм

Для ритмов нижней части правого предсердия характерны отрицательные зубцы Р во II отведении, так как возбуждение предсердия распространяется снизу вверх

При локализации очага в левом предсердии процессом возбуждения сначала охватывается оно, а затем правое предсердие, то есть – в обратной последовательности по отношению процесса деполяризации при синусовом ритме. На ЭКГ отрицательный зубец Р в I, II, V6 и остроконечный, положительный типа «щит и меч» в V1.

ЭКГ при узловых ритмах

При локализации очага в а-v узле возникают узловые нарушения сердечного ритма. Возбуждение, зародившись в a-v узле, распространяется в двух направлениях: сверху вниз через проводящую систему сердца к желудочкам и снизу вверх – к предсердиям

Если импульсы достигают предсердий и желудочков одновременно, то возбуждение предсердий и желудочков происходит тоже одновременно. ЭКГ комплекс характеризуется отсутствием зубца Р и неизменным комплексом QRS, поскольку зубец Р наслаивается – «прячется» за комплексом QRS, а распространение возбуждения по желудочкам не отличается от нормы

Если импульс вначале достигает желудочков, а потом предсердий, то на ЭКГ после неизмененного желудочкового комплекса QRS следует отрицательный зубец Р, отрицательный потому что, предсердия возбуждаются снизу вверх

Если импульс вначале достигает предсердий, а потом желудочков, то отрицательный зубец Р предшествует неизмененному комплексу QRS (крайне редкий вариант)

Экстрасистолический импульс одновременно достигает предсердий и желудочков. Комплекс QRS и зубцы Р сливаются друг с другом (зубцы Р экстрасистолы не видно)

Экстрасистолический импульс вначале достигает желудочков, а затем предсердий, отрицательный зубец Р расположен после желудочкового комплекса QRS

ЭКГ при желудочковых ритмах

При локализации очага патологической электрической активности в желудочках возникают желудочковые нарушения сердечного ритма

Если очаг в левом желудочке, то возбуждение охватывает сначала его, а затем по толще миокарда, либо по внутрижелудочковой проводящей системе сердца, достигает правого желудочка, т.е. возбуждение правого происходит позже чем левого. Это ведет к расширению и деформации желудочкового комплекса QRS больше 0, 08 сек.

При локализации очага в правом желудочке, процесс возбуждения сначала охватывает правый, а затем левый желудочек, это также ведет к деформации и расширению комплекса QRS. Возбуждение предсердий при этом осуществляются из синусового узла, однако, зубцов Р на ЭКГ чаще не видно, т.к. они наслаиваются на расширенные комплексы QRS

ЭКГ при левожелудочковой (а) и правожелудочковой (б) экстрасистолах.

При левожелудочковой экстрасистоле интервал внутреннего отклонения QRS увеличен в отведении V1, при правожелудочковой - в отведении V6

Предсердные и узловые нарушения сердечного ритма объединяют одним термином наджелудочковыми или супривентрикулярными. Общим ЭКГ признаком является узкий (т.е. нормальной ширины) желудочковый комплекс QRS

ЭКГ при брадикардиях

Брадикардии – это урежение частоты сердечных сокращений менее 60 ударов в минуту, причинами развития которой являются:

1) уменьшение количества импульсов, образующихся в синусовом узле. На ЭКГ – увеличение расстояния между комплексами

Синусовая брадикардия. а – ЭКГ здорового человека (ЧСС 77 в минуту); б – ЭКГ здорового спортсмена, зарегистрированная в покое (синусовая брадикардия)

2) синоатриальная (синопредсердная) блокада, когда импульсы, образовавшиеся в синусовом узле, не проходят к предсердиям. На ЭКГ – выпадение сердечных циклов, отсутствуют и зубцы Р, и комплексы QRS

Преждевременные комплексы.

Слева - групповые предсердные экстрасистолы с уширенными комплексами QRS (перед каждым желудочковым комплексом видны зубцы Р).

Справа - групповые желудочковые экстрасистолы (экстрасистолы с уширенными комплексами QRS)