2. Мембранный потенциал клеток. Биологические потенциалы тканей и органов. Физические основы электрокардиографии и вектор электрографии (экг и вэкг).

Функционирование клеток биологических тканей сопровождается изменением концентрации ионов калия и натрия, входящих в состав цитоплазмы и межклеточной жидкости. При этом изменение концентрации ионов по обе стороны клеточной мембраны приводит к изменению мембранного потенциала. Ткань или орган, состоящие из клеток, создают в каждый момент электрическое поле, потенциал которого является геометрической суммой всех мембранных потенциалов отдельных клеток (в соответствии с принципом сложения электрических полей).

В состоянии покоя наружная поверхность клеточной мембраны имеет положительный заряд, а внутренняя - отрицательный. Это состояние называют состоянием поляризации клетки. При возбуждении клетки меняется проницаемость мембраны, и внутрь клетки устремляются положительные ионы натрия. Нейтрализация внутреннего отрицательного заряда клетки при­водит к изменению знака мембранного потенциала, в результате чего внеш­няя поверхность клетки становится отрицательно заряженной. Это состояние называют деполяризацией. Обратный переход из состояния возбуждения в состояние покоя называют реполяризацией.

Из всех органов сердечная мышца - миокард обладает способностью автоматического чередования состояний покоя и возбуждения, благодаря наличию в ней не только мускульных клеток, но и системы специфических нервно-мышечных элементов, называемых проводящей системой сердца. Автоматизм сердечных сокращений задаёт входящий в эту систему синусный узел, расположенный в правом предсердии. От него процесс возбуждения в определённой последовательности охватывает остальные участки миокарда с периодичностью, определяющей цикл сердечных сокращений.

Процесс возбуждения каждого участка сердечной мышцы сопровождается изменением знака поверхностного заряда клеток. При этом происходит непрерывное перемещение границы положительно и отрицательно заряженных клеток, что приводит к изменению электрического поля сердца.

Электрокардиография - диагностический метод, основанный на измерении потенциалов электрического поля работающего сердца. Изменение потенциала электрического поля всей сердечной мышцы связано с последовательность возбуждения определённых её участков в течение цикла сокращений сердца. В этом и заключена принципиальная возможность связать вид кривой изменения биопотенциалов сердца (ЭКГ) с состоянием отдельных его участков.

В настоящее время наибольшее признание получила дипольная теория образования ЭКГ. предложенная Эйнтховеном. Согласно этой теории, на границе возбуждённого и невозбуждённого участков миокарда возникают разноимённые заряды или элементарные диполи. В сердце одновременно возникает множество таких диполей с различными направлениями моментов. Векторная сумма моментов всех диполей образует мгновенное значе­ние суммарного электрического вектора сердца - (ЭВС). ориентация и вели­чина которого меняется во времени. Принято считать, что начало ЭВС всё время находится в одной точке, называемой электрическим центром сердца.

За время сердечного цикла конец ЭВС описывает три замкнутые кривые с общей точкой в электрическом центре сердца, соответствующие: деполяризации предсердий, деполяризации желудочков, реполяризации предсердий. Направление ЭВС, соответствующее моменту деполяризации желудочков, называют электрической осью сердца.

Для регистрации кривой изменения биопотенциалов сердца Эйнтховеном было предложено снимать разности потенциалов между тремя точками, расположенными на: запястьях левой руки (ЛР) и правой руки (ИР) и на щиколотке левой ноги (ЛН). Эти точки образуют равносторонний треугольник. центр которого совпадает с электрическим центром сердца.

Этот треугольник получил название треугольника Эйнтховена, а варианты снимаемых разностей потенциалов называются стандартными отведениями:

ЛР - ПР - I отведение.

ЛН - ПР - II отведение.

ЛН - ЛР - III отведение.

ЭКГ, снимаемые в каждом из отведений, представляют собой проекции мгновенных значений ЭВС на соответствующую сторону треугольника Эйнтховена.

При этом Р-зубец ЭКГ является проекцией первой петли, описываемой концом ЭВС (деполяризации предсердий). QRS-зубец- проекция второй большой петли (деполяризация желудочков), Т-зубец - проекция третьей малой петли (реполяризация предсердий).

Можно наблюдать и сами петли па экране Электронно-лучевой трубки. Их получают при одновременной подаче напряжений двух отведений: на отклоняющие пластины ЭЛТ (одного на вертикально, другого на горизонтально отклоняющие пластины). Этот метод диагностики получил название вектор электрокардиографии (ВЭКГ).