Биоэлектрическая активность миокарда

Медицина и образование / Особенности сердца спортсменов / Особенности сердца спортсменов / Биоэлектрическая активность миокарда

Страница 1

Электрическая активность сердца очень мала. Выражается она в милливольтах (мВ). Эта величина векторная, т. е. она имеет численное значение и определённое направление в пространстве.

Электрическая активность сердца является результатом циклического передвижения ионов в клетках и межклеточной жидкости миокарда. Ионы, несущие положительный заряд, называются катионами. К ним относятся катионы калия (K+), натрия (Na+),кальция (Ca+) и др. Отрицательно заряженные ионы хлора (Cl-), угольной кислоты (HCO3-) и др.

Каждая клетка миокарда представляет собой сложный комплекс органических и неорганических веществ, заключённых в полупроницаемую боково-липидную оболочку (мембрану). Мембрана обладает способностью пропускать внутрь клетки и в противоположном направлении ионы, что создаёт условия для поддержания постоянства ионного состава. Этот процесс регулируется специальным внутри- и внеклеточным механизмом. Так, внутри клетки концентрация катионов калия в 30-35 раз выше, чем в межклеточной жидкости, и, наоборот, концентрация катионов натрия в межклеточной жидкости в 10-20 раз больше чем в клетке.

В связи с такой разницей концентраций ионы K+ стремятся выйти из клетки, а ионы Na+ - войти в неё.

В состоянии покоя клеточная мембрана остаётся проницаемой только для ионов K+. В определённых количествах он выходит из клетки, что создаёт условия для образования на наружной поверхности клетки положительного электрического заряда. Этот заряд препятствует дальнейшему выходу ионов K+ из клетки (так как одноимённые заряды отталкиваются). В связи с выходом наружу ионов K+ в клетке наступает относительное увеличение анионов (Cl-, HCO3- и др.), и внутренняя сторона мембраны приобретает отрицательный заряд. Клетка становится поляризованной.

Равновесие противоположных зарядов внешней и внутренней сторон мембраны клетки называется статической поляризацией. Если подвести к противоположным сторонам мембраны микроэлектроды, то в замкнутой цепи появляется электрический ток. Разность потенциалов составляет 90 мВ. Этот потенциал поляризованной клетки называют потенциалом покоя.

Во время возбуждения клетки записываются потенциал действия. Он имеет форму быстро нарастающей и постепенно снижающейся монофазной кривой. В ней принято различать отдельные фазы: фазе деполяризации соответствует круто нарастающий участок кривой (обозначается цифрой 0), в фазе реполяризации 3 периода - 1 - ранней быстрой реполяризации, 2 - длительной медленной реполяризации (часто называется "плато"), 3 - конечной быстрой реполяризации; период диастолы обозначается цифрой 4. Клетка в период деполяризации и большей части реполяризации находится в состоянии рефрактерности и не отвечает на раздражение.

Потенциал действия резко изменяет проницаемость клеточной мембраны для ионов. При деполяризации в клетку поступают ионы Na+, при реполяризации - Ca+ ; движение ионов K+ направленно в сторону, противоположную движению ионов Na+. В период покоя, диастолы, концентрация ионов по обе стороны клеточной мембраны восстанавливается с помощью обменных ионных механизмов. Перемещение ионов изменяет заряд мембраны: возбуждённые участки снаружи клетки становятся заряженными отрицательно, невозбуждённые - положительно; внутренняя поверхность мембраны имеет заряд противоположного знака: возбуждённые участки - электроположительны, невозбуждённые - электроотрицательны.

Продолжительность потенциала действия клетки миокарда - примерно 300 мс, тогда как потенциал действия клетки скелетной мышцы составляет всего 3мс.

Итак, в период распространения возбуждения клетки миокарда имеет два противоположно заряженных полюса и является как бы маленьким генератором электрического тока. Возбуждённую клетку, имеющую два заряда одинаковой величины с противоположным знаком, называют диполем. Миокард состоит из множества клеток, каждая из которых в период возбуждения представляет собой элементарный диполь. Величина и направление электрического потенциала сердца является алгебраической суммой электрических потенциалов всех клеток миокарда. Сердце, с точки зрения формирования в нём электрического потенциала, представляет собой один суммарный диполь.

Электрические движущие силы (ЭДС), возникающие в отдельных клетках и мышечных группах миокарда, суммируются между собой и образуют результирующую величину для каждого данного момента. Суммарная ЭДС сердца является векторной величиной, и её численное значение и направление условно называется "электрической осью сердца".

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 сопровождается изменением потенциалов и на поверхности тела человека. Ориентация электрических зарядов в тканях тела подчиняется общим законам соответственно сердечному 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.