3.4. Электрокардиостимуляторы

3.4.1 Основные электрофизиологические сведения

Сердце способно самостоятельно создавать и проводить возбуждение, которое вызывает координированное и ритмичное сокращение его мышечных волокон. Возникновение и проведение возбуждения обеспечиваются специализированной тканью — проводниковой системой сердца. В случаях, когда проводниковая система повреждена, имеется возможность исправить последствия этого повреждения при помощи искусственной электрической стимуляции.

Рисунок 3.23 – Импульс потенциала действия мышечной клетки желудочка сердца. ТМПП — трансмембранный потенциал покоя; ДПД — длительность потенциала дей­ствия; , ПП — пороговый потенциал; АРП и ОРЛ—абсолютный и относительный реф­рактерные периоды; ПСВ — период сверх­ нормальной возбудимости

Если один капиллярный электрод введен внутрь мышечной клетки, а другой, индифферентный, помещен вне ее, то при невозбуждённом состоянии клетки регистрируется внутриклеточный отрицательный потенциал - 90 мВ, так называемый, трансмембранный потенциал: покоя - ТМПП. В состоянии покоя клетка поляризована. Воздействие возбуждения на мышечную клетку (например, на клетку мускулатуры желудочка сердца) приводит к деполяризации ее, причем трансмембранный по­тенциал быстро изменяется от потенциала покоя —90 до +20 мВ, а затем постепенно уменьшается, 'возвращаясь к - 90 мВ. Процесс снижения потенциала (так называемая реполяризацля) имеет несколь­ко фаз, как показано на рис. 3.23. Кривая изменения внутриклеточного потенциала в целом называется монофазным потенциалом действия.

Форма этой кривой типична для клеток мышечной массы желудочков. У клеток проводниковой системы сердца монофазный потенциал действ !я существенно отличается по форме. Клетки синусового узла (SA-узла) имеют следующие важные особенности: ТМПП у них мень­ше (от - 60 до -70 мВ); в диастолической фазе ТМПП не остается постоянным, а медленно возрастает.

Возбуждение и пороговый потенциал. Возбуждение сердечной мыш­цы происходит при условии, если в результате раздражающего воз­действия (либо естественного, либо искусственного электрическою стимула. а) снизится трансмембранный потенциал до определенного критического уровня - так называемого порогового потенциала ПП, равно­го - 60 мВ. После деполяризации трансмембранный потенциал имеет большое положительное значение (около +20 мВ) и даже сильный стимул не может вызвать отклик. Этот интервал называется абсолют­ным рефрактерным периодом АРП. На последующем интервале транс­мембранный потенциал приближается к пороговому значению, л спо­собность клетки реагировать на стимул постепенно восстанавливается.

Рисунок 3.24 – Проводниковая система сердца: 1 — синусовый узел; 2 — атриовентрикулярнык узел; 3 — пучок Гиса; 4 — правая нож­ка пучка Гиса; 5 — волокна Пуркинье; 6 — задняя и передняя ветви левой ножки пучка Гиса

В этот так называемый относительный рефрактерный период ОРП достаточно сильный стимул способен вызвать отклик. Затем наступает период сверхнормальной возбудимости ПСВ, во время кото­рого отклик может быть вызван даже слабым стимулом.

Проводниковая система сердца. Эта система, изображенная на рис 3.21, состоит из синусового узла (SA-узла), атриовентрикулярного узла (AV-узла), пучка Гиса, правой и левой ножек пучка Гиса и волокон Пуркинье; проводниковая система включает также внутрипредседдные пути (на рис. 3.24 они не показаны).

Возбуждение предсердий и желудочков. В нормальных условиях активностью сердца управляют импульсы возбуждения, возникающие в синусовом узле. Возрастание трансмембранного потенциала в д««.го-лической фазе аналогично возрастанию напряжения на конденсаторе с возбуждающегося импульсного генератора. Импульсы возбуждения, самопроизвольно возникающие через определенный период в си­нусовом узле, вызывают деполяризацию предсердий, которая проявляется на электрокардиограмме как зубец Р. Приблизительно через 70 мс возбуждение передается по внутрипредсердным путям к атрио-вентрикулярному узлу, где происходит его задержка перед входом в пучок Гиса. Далее возбуждение переходит на обе ножки пучка Гиса и, распространяясь по волокнам Пуркинье, достигает мышечной массы желудочков. Проведение возбуждения по этому электрическому пути происходит намного быстрее, чем по окружающим мышцам сердца. В мышечной массе желудочков возбуждение распространяется от внутренней поверхности к внешней. Здесь происходит деполяриза­ция мышечных волокон желудочков, которая проявляется на электро­кардиограмме в виде комплекса QRS. Прохождение по ткани электри­ческого возбуждения вызывает ее механическое сокращение.

Ритмическое возбуждение может возникать не только в синусовом узле, но и в центрах, расположенных во многих других точках .проводниковой системы сердца. Управление сердцем берет на себя тот центр, который генерирует импульсы возбуждения с наиболее высокой часто­той. Собственная частота импульсов возбуждения синусового узла в спокойных условиях приблизительно равна 70 ударам/мин. Другой центр - атриовентрикулярный узел - может генерировать импульсы возбуждения с частотой 50 - 60 ударов/мин. Желудочковые центры, расположенные в нижних частях проводниковой системы, генерируют импульсы возбуждения с частотой 25 - 45 ударов/мин.

Нарушения сердечного ритма. При генерации и проведении фи­зиологического возбуждения могут возникать нарушения многих различных типов, которые подробно описаны в медицинской литературе. Цель искусственной стимуляции состоит в том, чтобы в наиболее возможной степени восстановить нормальную функцию сердца.