биохимия основы. Документ. Электрогенез миокарда серца пд мионоцитов желудочков. Механизм их возникновения, форма кривой, фазы Клетки миокарда обладают возбудимостью, но им не присуща автоматия
 Скачать 22.38 Kb.
|
|
Электрогенез миокарда серца: ПД мионоцитов желудочков. Механизм их возникновения, форма кривой, фазы Клетки миокарда обладают возбудимостью, но им не присуща автоматия. В период диастолы мембранный потенциал покоя этих клеток стабилен, и его величина выше (80—90 мВ), чем в клетках водителей ритма. Потенциал действия в этих клетках возникает под влиянием возбуждения клеток водителей ритма, которое достигает кардиомиоцитов, вызывая деполяризацию их мембран. Рис. 6 Потенциал действия клетки рабочего миокарда. Быстрое развитие деполяризации и продолжительная реполяризация. Замедленная реполяри-зация (плато) переходит в быструю реполяризацию. Потенциал действия клеток рабочего миокарда состоит из фазы быстрой деполяризации, начальной быстрой реполяризации, переходящей в фазу медленной реполяризации (фаза плато), и фазы быстрой конечной реполяризации Фаза быстрой деполяризации создается резким повышением проницаемости мембраны для ионов натрия, что приводит к возникновению быстрого входящего натриевого тока. Последний, однако, при достижении мембранного потенциала 30—40 мВ инактивируется и в последующем, вплоть до инверсии потенциала (около +30 мВ) и в фазу «плато», ведущее значение имеют кальциевые ионные токи. Деполяризация мембраны вызывает активацию кальциевых каналов, в результате чего возникает дополнительный деполяризирующий входящий кальциевый ток. Рефрактерность миокарда практически совпадает не только с возбуждением, но и с периодом сокращения. Конечная реполяризация в клетках миокарда обусловлена постепенным уменьшением проницаемости мембраны для кальция и повышением проницаемости для калия. В результате входящий ток кальция уменьшается, а выходящий ток калия возрастает, что обеспечивает быстрое восстановление мембранного потенциала покоя. Длительность потенциала действия кардиомиоцитов составляет 300—400 мс, что соответствует длительности сокращения миокарда. Основные функции сердца: автоматизм, возбудимость, проводимость, сократимость. Конструкция проводящей системы сердца, роль в формировании дипольных свойств сердца. 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 Функция проводимости – это способность кпроведению возбуждения волокон проводящей системы сердца и сократительного миокарда. Впоследнем случае скорость проведения электрического импульса значительна. Впредсердиях возбуждение распространяется от СА-узла по трем межузловым трактам (Бахмана, Венкебаха и Тореля) кАВ-узлу и по межпредсердному пучку Бахмана – на левое предсердие. Вначале возбуждается правое, затем правое и левое, вконце – только левое предсердие. Скорость проведения возбуждения 30—80 см/с, время охвата возбуждением обоих предсердий – не превышает внорме 0,1 с. Рис. 7 ВАВ-узле происходит физиологическая задержка возбуждения (скорость проведения снижается до 2-5 см/с). Задержка возбуждения вАВ-узле способствует тому, что желудочки начинают возбуждаться только после окончания полноценного сокращения предсердий. АВ-узел внорме «пропускает» из предсердий вжелудочки не более 180-220 импульсов вмин. 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 0,1с. Возбудимость сердца – это способность сердечной мышцы возбуждаться от различных раздражителей физической или химической природы, сопровождающееся изменениями физико-химических свойств ткани. Сократимость сердца – Сила сокращения сердечной мышцы прямо пропорциональна начальной длине мышечных волокон Проводящая система сердца, роль в формировании дипольных св-в Ветви внутрижелудочковой проводящей системы постепенно разветвляются до все более мелких ветвей. Конечные разветвления правой и левой ножек пучка Гиса постепенно переходят в волокна Пуркинье, которые непосредственно связываются с сократительным миокардом желудочков, пронизывая всю мышцу сердца. Поступающий по ним импульс вызывает возбуждение и сокращение миокарда желудочков сердца. Скорость распространения возбуждения по волокнам Пуркинье и миокарду желудочков составляет 4 – 5 м/с. Волокна Пуркинье, по-видимому, также обладают функцией автоматизма (автоматический центр третьего порядка):их автоматизм – 15 – 30 импульсов в 1 мин. В миокарде желудочков волна возбуждения вначале охватывает межжелудочковую перегородку, а затем распространяется на оба желудочка сердца. В желудочках процесс возбуждения идет от эндокарда к их эпикарду. При возбуждении миокарда создается электродвижущая сила (ЭДС), которая распространяется на поверхность человеческого тела и служит основой для регистрации ЭКГ. Таким образом, в сердце имеется множество клеток, обладающих функцией автоматизма. Они расположены в синусовом узле, атриовентрикулярном соединении, пучке Гиса и его ножках, а также в желудочках. Однако в норме существует только один водитель ритма, дающий импульсы для возбуждения всего сердца. Это синусовый узел, обладающий наибольшим автоматизмом (автоматический центр первого порядка). Импульсы из синусового узла достигают ниже расположенных источников автоматизма до того, как в них закончится подготовка очередного импульса возбуждения, и разрушают этот процесс подготовки. Автоматические центры второго и третьего порядка проявляют свою автоматическую функцию только в патологических условиях – при понижении автоматизма синусового узла или при повышении их автоматизма. Автоматические центры третьего порядка становятся водителями ритма только при одновременном поражении автоматических центров первого и второго порядка или значительном повышении автоматизма центра третьего порядка. Проводящей системе сердца присуща способность проводить импульсы не только в обычном направлении – от предсердий к желудочкам, т.е. ортоградно или антеградно, но и в противоположном направлении – от желудочков к предсердиям, т.е. ретроградно. Электрический диполь. Токовый диполь. Механизм формирования дипольных свойств живого сердца Электрический диполь – система из двух равных по величине, но противоположных по знаку точечных электрических зарядов, расположенных на некотором расстоянии друг от друга. Расстояние между зарядами называется плечом диполя. Основной характеристикой диполя является векторная величина, называемая электрическим моментом диполя(P). Электрический момент диполя – вектор, направленный от «-» к «+» и численно равный произведению положительного заряда на плечо диполя; В сердце множество элементарных диполей. Все диполи можно просуммировать и заменить одним результирующим диполем. Каждый заряд создает свое электрическое поле. Источником электрического поля является электрический диполь. Электрическое поле диполя Диполь является источником электрического поля, силовые линии и эквипотенциальные поверхности которого изображены на рис. 8 Рис. 8 Центральная эквипотенциальная поверхность представляет собой плоскость, проходящую перпендикулярно плечу диполя через его середину. Все ее точки имеют нулевой потенциал(ц= 0). Она делит электрическое поле диполя на две половины, точки которых имеют соответственно положительные(ц> 0) и отрицательные(ц< 0) потенциалы. Токовый диполь Экранирование диполя в проводящей среде Рис. 9 Экранирование диполя в проводящей среде В непроводящей среде электрический диполь может сохраняться сколь угодно долго. Но в проводящей среде под действием электрического поля диполя возникает смещение свободных зарядов, диполь экранируется и перестает существовать (рис. 9). Для сохранения диполя в проводящей среде необходима электродвижущая сила. Пусть в проводящую среду (например, в сосуд с раствором электролита) введены два электрода, подключенные к источнику постоянного напряжения. Тогда на электродах будут поддерживаться постоянные заряды противоположных знаков, а в среде между электродами возникнет электрический ток. Положительный электрод называютистоком тока,а отрицательный -стоком тока. Двухполюсная система в проводящей среде, состоящая из истока и стока тока, называется дипольным электрическим генераторомилитоковым диполем. В клинической электрокардиографии электрические явления, возникающие на поверхности возбудимой среды (волокна, сердца), принято описывать с помощью так называемой дипольной концепции распространения возбуждения в миокарде. Процесс распространения волны деполяризации и волны реполяризации по одиночному мышечному волокну можно условно представить как перемещение двойного слоя зарядов, расположенных на границе возбужденного (--) и невозбужденного (+) участков волокна. Эти заряды, равные по величине и противоположные по знаку, находятся на бесконечно малом расстоянии друг от друга и обозначаются как элементарные сердечные диполи. Положительный полюс диполя {+) всегда обращен в сторону невозбужденного отрицательный полюс (--) – в сторону возбужденного участка миокардиального волокна. Диполь создает элементарную ЭДС. ЭДС диполя – векторная величина, которая характеризуется не только количественным значением потенциала, но и направлением – пространственной ориентацией от (--) к (+). Физические основы электрокардиографии. Теория эйнховера. Распределение эквипотенциальных линий на поверхности тела. Стандартные отведения Электрокардиография – это физический метод регистрации электрической деятельности сердца с помощью усилителя биопотенциалов – электрокардиографа. Теоретическое обоснование метода сводится к идее Эйнтховена о сердце, как электрическом диполе, помещенном в слабо проводящую среду. Многочисленными исследованиями установлено, что эл. Генератор сердца локализуется в синусном узле, этот узел обладает свойством автоматизма, т.к. генерирует эл. Потенциалы периодически. В свою очередь СА-узел входит в состав так называемой проводящей системы сердца, включающей в себя АВ-узел, пучок Гиса, ножки пучка Гиса и волокна Пуркинье. Сердце, как эл. Диполь создает эл. Поле некоторой напряженности Е и следовательно его силовые линии будут выходить на поверхность тела. Если это действительно так, то на поверхности тела модно выделить линии равного потенциала. Т.к. возбужденный участок сердца заряжается отрицательно по отношению к невозбужденному, то верхняя правая часть тела будет заряжена отрицательно, а нижняя левая положительно. Таким образом, если некоторый чувствительный вольтметр подсоединить к тем двум участкам поверхности тела, которые различаются значениями своего потенциала, то он зарегистрирует разность потенциалов. Чтобы сделать измерение и запись ЭКГ стандартными Эйнтховен предложил считать, что сердце – диполь и помещено в центр равностороннего треугольника, а ткани организма имеют одинаковую эл. Проводность во всех направлениях. Для унификации таких измерений он предложил измерять разность потенциалов между вершинами треугольника (конечностями). Соответственно пары точек были названы отведениями. 1 отведение – левая рука, правая рука 2 – права рука, левая нога 3 – левая нога, левая рука. Электрокардиограмма здорового человека, кривая, формы и виды зубцов. Информационное значение зубцов Любая ЭКГ состоит из зубцов, сегментов и интервалов. ЗУБЦЫ – это выпуклости и вогнутости на электрокардиограмме. На ЭКГ выделяют следующие зубцы: · P (сокращение предсердий), · Q, R, S (все 3 зубца характеризуют сокращение желудочков), · T (расслабление желудочков), · U (непостоянный зубец, регистрируется редко). СЕГМЕНТЫ Сегментом на ЭКГ называют отрезок прямой линии (изолинии) между двумя соседними зубцами. Наибольшее значение имеют сегменты P-Q и S-T. Например, сегмент P-Q образуется по причине задержки проведения возбуждения в предсердно-желудочковом (AV-) узле. Блок схема электрокардиорофа, назначение блоков. Виды электрокардиоргафов Блок-схема: Блок Калибровки<-Блок отведения ->Дифф усилитель -> УНЧ ->УНЧ -> УНЧ ->Усилит мощнос ->РУ Блок питания -подсоединяется ко всем блокам, кроме РУ С помощью специальных электродов разность потенциалов со стандартных отведений через блок отведений попадает в дифференциальный усилитель, где происходит очистка полезного сигнала от помех. Очищенный от помех полезный сигнал с выхода дифференциального усилителя подается на 3-х каскадный усилитель напряжения низкой частоты (УНЧ). При прохождении через УНЧ амплитуда полезного сигнала значительно увеличивается по сравнению с амплитудой входного сигнала. После усиления напряжения полезный сигнал поступает на усилитель мощности. В нем формируется мощность сигнала по закону P = U*I. Усиленный таким образом полезный сигнал, регистрируется на самописце или на экране монитора. В качестве регистрирующего устройства используется перьевая запись на теплочувствительной ленте. Нагретое перо соприкасается с бумажной лентой, покрытой воском. Бумажная лента протягивается под пером лентопротяжного механизма с постоянной скоростью. Любой ЭКГ содержит блок калибровки. Он представляет собой источник стабильного напряжения величиной 1 мВ. При нажатии кнопки калибровки, напряжение 1 мВ поступает на вход УНЧ вместо биопотенциала, усиливается и записывается в виде прямоугольного импульса на бумажную ленту. Типы электрокардиографов За последние тридцать лет внешний вид и принцип действия одноканального электрокардиографа, который все еще остается основным аппаратом в больницах, изменились очень мало. Однако в последние годы все шире вводятся в практику новые и радикально отличные от старых моделей типы электрокардиографов. Автоматический трехканальный электрокардиограф Если ежедневно необходимо записывать и монтировать большое число ЭКГ, то можно существенно уменьшить затраты труда персонала, применяя автоматические трехканальные электрокардиографы. Электрокардиографы, обрабатывающие сигналы на ЭВМ Все более широко используется автоматический анализ ЭКГ на ЭВМ . Этот метод требует, чтобы сигнал ЭКГ от стандартных отведений последовательно передавался к ЭВМ с помощью соответствующих средств; при этом должна также передаваться дополнительная информация о пациенте. Электрокардиографические системы для испытаний под нагрузкой Коронарная недостаточность часто не отражается в ЭКГ, если запись производится в состоянии покоя. В испытаниях с упражнениями на двух ступенях на сердечнососудистую систему дается физиологическая нагрузка. Перед записью ЭКГ пациенту предлагают подниматься и спускаться по специальной паре ступеней высотой около 23 см. На этом же принципе основаны и испытания под нагрузкой, во время которых пациент идет с определенной скоростью по бегущей дорожке, наклон которой можно изменять. |