Электрофизиологическая система сердца. Сердечный потенциал действия
По сути, сердце является электрическим органом. Электрические сигналы, генерируемые сердцем, не только вызывают мышечное сокращение (за счет регулирования потока ионов кальция через мембрану сердечных клеток), но и организуют последовательность мышечного сокращения в каждом сердечном цикле, оптимизируя таким образом насосную функцию сердца. Кроме того, что особенно соответствует теме данной книги, форма и продолжительность электрических сигналов сердца определяют сердечный ритм. Правильно функционирующая электрическая система жизненно важна для нормальной работы сердца.
Сердечные электрические импульсы генерируются в синоатриальном (СА) узле, находящемся в верхнем отделе правого предсердия около верхней полой вены. От СА-узла импульс радиально распространяется по обоим предсердиям. Когда импульс достигает атриовентрикулярной (АВ) борозды, он наталкивается на фиброзный «скелет» сердца, отделяющий предсердия от желудочков. Фиброзный скелет электрически инертен, и поэтому останавливает электрические импульсы. Единственным путем для прохождения импульса к желудочкам являются специализированные АВ-проводящие ткани — АВ-узел и система Гиса-Пуркинье.
Поскольку АВ-узел проводит электричество медленно, в продвижении электрического импульса, поступающего в него, происходит задержка, что отражается интервалом PQ на поверхностной электрокардиограмме (ЭКГ). Из АВ-узла электрический импульс попадает в пучок Гиса — самую проксимальную часть быстро проводящей системы Гиса—Пуркинье. Пучок Гиса проникает через фиброзный скелет сердца и проводит импульс на желудочковую сторону АВ-борозды.
По желудочкам электрический импульс следует по системе Гиса—Пуркинье, разделяющейся сначала на правую и левую ножки пучка Гиса, а затем на волокна Пуркинье. Волокна Пуркинье проводят импульс до самых отдаленных областей желудочкового миокарда. По этому пути импульс быстро распространяется по желудочкам.
Таким образом, электрическая система сердца организует последовательность сокращения миокарда в каждом сердечном цикле. Когда электрический импульс распространяется по предсердиям, они сокращаются. За счет задержки импульса в АВ-узле предсердия полностью опорожняются до того момента, когда он достигнет желудочков. Как только импульс покидает АВ-узел, он быстро распространяется в миокарде желудочков по волокнам Пуркинье, обеспечивая тем самым энергичное и упорядоченное их сокращение.
Электрограмма пучка Гиса (ЭПГ). Схема.
А - глубокий потенциал правого предсердия; А'- высокий потенциал правого предсердия (HRA);
Н - потенциал пучка Гиса; V- потенциал желудочка.
Сердечный потенциал действия
Электрический импульс в сердце фактически складывается из тысяч маленьких электрических токов, генерируемых тысячами отдельных сердечных клеток. Электрическая активность каждой клетки сердца описывается сердечным потенциалом действия. Потенциал действия — это сложное явление. К счастью, те немногие сведения, которые нам нужно иметь о потенциале действия, довольно просты для понимания.
Внутри каждой живой клетки имеется отрицательный электрический заряд. Разность напряжения между обеими сторонами клеточной мембраны (в норме от —80 до —90 мВ) называется трансмембранным потенциалом и является результатом аккумуляции отрицательно заряженных молекул внутри клетки. Величина трансмембранного потенциала постоянна в течение всей жизни у большинства клеток.
Однако некоторые клетки, в частности сердечные, являются возбудимыми. Когда возбудимые клетки определенным образом стимулируются, в клеточной мембране начинают в сложной последовательности открываться и закрываться множество крошечных каналов, что позволяет электрически заряженным частицам — ионам — перемещаться (также в сложной последовательности) через мембрану внутрь клетки и из нее. Движение электрического тока через клеточную мембрану имеет весьма стереотипную форму и приводит к определенной последовательности изменений трансмембранного потенциала. Если эти стереотипные изменения напряжения изобразить на графике в зависимости от времени, получится сердечный потенциал действия.
Хотя потенциал действия сердца разделяется на 5 классических фаз (несколько нелогично обозначенных цифрами от 0 до 4), для более легкого понимания лучше обсуждать потенциал действия в соответствии с тремя основными фазами: деполяризации, реполяризации и фазы покоя.
