Физические явления в сердце

Моделью электрической активности отдельной клетки миокарда может быть представлен диполь - система, состоящая из двух равных по величине, но противоположных по знаку зарядов. Вокруг такой системы, помещенной в среду, обладающую электропроводностью, возникает электрическое поле, каждая точка в котором имеет потенциал определенной величины и полярности. Между отрицательным и положительным зарядом диполя проходит нулевая изопотенциальная линия, на которой влияние положительного и отрицательного зарядов уравновешено и величина потенциала равна нулю. Эта линия разделяет электрическое поле на две половины - положительную (все точки которой имеют положительные потенциалы) и отрицательную (все точки которой имеют отрицательные потенциалы).

Электрический диполь характеризуется разностью потенциалов, т.е. он создает электродвижущую силу, которая может выражаться векторной величиной. Вектор диполя изображается в виде отрезка прямой линии со стрелкой. Длина вектора отражает величину разности потенциалов диполя, а стрелка указывает направление электродвижущей силы: начало вектора соответствует отрицательному заряду, а конец со стрелкой направлению в сторону положительного заряда.

При одновременном существовании нескольких диполей их электродвижущие силы взаимодействуют по закону сложения векторов, параллельные векторы суммируются как алгебраические величины. Направленные под углом друг к другу векторы складываются путем совмещения их начала в одну точку и построения параллелограмма; диагональ такого параллелограмма является результирующим вектором, который называется «электрической осью сердца».

Электрические явления в сердечной мышце

На поверхности мышечного волокна, находящегося в состоянии покоя, разности потенциалов нет (ток покоя можно зарегистрировать только с помощью внутриклеточного электрода). При подключении к противоположным концам клетки гальванометра стрелка его отклоняться не будет, запишется прямая линия - изоэлектрическая линия. При возбуждении, деполяризации, возбужденные участки становятся электроотрицательными, а невозбужденные - сохраняют положительный заряд. Если дифферентный электрод обращен к положительному заряду диполя, то регистрируется отклонение кривой вверх от изолинии. Если дифферентный электрод обращен к отрицательному заряду - отклонение вниз. Амплитуда зубца увеличивается по мере распространения возбуждения в клетке. Когда вся клетка возбудилась, вся ее наружная поверхность приобрела отрицательный заряд, разность потенциалов исчезла, вновь начинает записываться изоэлектрическая линия. При выходе из возбуждения, реполяризации, вновь возникает разность потенциалов между уже вышедшими и заряженными положительно участками и еще возбужденными, отрицательно заряженными участками. Это сопровождается появлением следующего зубца. Направление записи этого зубца зависит от того, какие участки прилежат к электроду: еще возбужденные - отрицательный зубец, уже вышедшие из возбуждения - положительный. Полный выход из состояния возбуждения приводит к поляризации клетки, вся наружная поверхность ее мембраны заряжена положительно, разности потенциалов нет, и вновь записывается изоэлектрическая линия.

Итак, в период распространения возбуждения клетка миокарда имеет два противоположно заряженных полюса и является как бы маленьким генератором электрического тока.

Поверхность желудочков сердца можно рассматривать как обширную поляризованную мембрану, охватывающую единую огромную клетку. Закономерно меняющиеся во время возбуждения сердца величина и направление электрических потенциалов сердца сопровождаются изменением потенциалов и на поверхности тела человека. Ориентация электрических зарядов в тканях тела подчиняется общим законам соответственно сердечного суммарному диполю.

В основном процессе возбуждения электрическая ось сердца направлена влево вниз - от отрицательного полюса к положительному. Поэтому с поверхности тела всегда можно зарегистрировать разность потенциалов от различных пунктов электрического поля сердца.

Формирование элементов ЭКГ

На ЭКГ записывается суммарная разность потенциалов от всех клеток миокарда, или, как ее называют, электродвижущая сила сердца (ЭДС сердца). Электрокардиограф регистрирует напряжение (разность электрических потенциалов) между 2 точками, то есть в каком-то отведении. Другими словами, ЭКГ-аппарат фиксирует на бумаге (экране) величину проекции ЭДС сердца на какое-либо отведение.

Стандартная ЭКГ записывается в 12 отведениях:

стандартных (I, II, III);

усиленных от конечностей (aVR, aVL, aVF);

грудных (V1, V2, V3, V4, V5, V6).

) Стандартные отведения (предложил Эйнтховен в 1913 году). I - между левой рукой и правой рукой, II - между левой ногой и правой рукой, III - между левой ногой и левой рукой.

) Усиленные отведения от конечностей (предложены Гольдбергером в 1942 году).