1. Основы электрокардиографической диагностики
1.1. Электрофизиологические основы электрокардиографии
Предисловие
- Электромеханическое сопряжение. В двух взаимосвязанных процессах электрической активации и взаимном скольжении сократительных элементов кардиомиоцитов основную роль играют ионы кальция.
- Потенциал действия отражает электрические процессы в отдельных кардиомиоцитах.
Мембранный потенциал: обзор
- Мембранный потенциал покоя
- Возникает вследствие различного содержания ионов во внутриклеточном и внеклеточном пространстве.
- Внутри клетки преобладают ионы калия, вне клетки — ионы натрия.
- Градиент концентрации ионов поддерживают ионные насосы.
- В покое разность потенциалов на мембране составляет –90 мВ.
- Пороговый потенциал
- Самопроизвольная электрическая активность кардиомиоцитов или внешнее воздействие обусловливают появление ионных токов и порогового потенциала.
- При достижении порогового потенциала возникает потенциал действия.
- Потенциал действия (рис. 1-1)
- В начале потенциала действия происходит кратковременная смена заряда внутренней и наружной поверхности мембраны (деполяризация).
- Затем происходит обратное восстановление исходного заряда мембраны (реполяризация), и вновь возникает мембранный потенциал покоя.
Фазы потенциала действия
- Фаза 0 (быстрая деполяризация). Вследствие быстрого поступления ионов натрия в клетку возникает быстрое изменение потенциала покоя.
- Фаза 1 (ранняя быстрая реполяризация). Различные ионные потоки (Na+, K+, Ca2+) обусловливают начальное восстановление исходного заряда внутренней и наружной поверхности мембраны.
- Фаза 2 (фаза плато). Происходит медленный выход ионов калия из клетки при дополнительном поступлении ионов кальция в клетку (продолжительность составляет около 100–200 мс). Во время этой фазы натриевые каналы в большинстве своём не активны.
- Фаза 3 (поздняя быстрая реполяризация). Вследствие продолжающегося выхода ионов калия происходит постепенное восстановление исходного мембранного потенциала покоя.
- Фаза 4 (мембранный потенциал покоя и спонтанная диастолическая деполяризация). В эту фазу происходит обмен ионов натрия и калия. Распределение ионов вновь соответствует исходному состоянию.
Рис. 1-1. Потенциал действия. Потенциал действия можно разделить на пять фаз (0–4); для каждой фазы характерны различные ионные токи
Центры автоматизма сердца
- Пороговый потенциал может произвольно возникать в трёх различных участках миокарда.
- Синусовый узел — первичный центр автоматизма.
- АВ-узел — вторичный центр автоматизма.
- Кардиомиоциты желудочков в области волокон Пуркинье — третичный центр автоматизма.
- Потенциал действия в этих трёх областях отличается по скорости нарастания и длительности (рис. 1-2). Эта разница определяется различным распределением ионных каналов.
Рис. 1-2. Центры автоматизма сердца: потенциалы действия синусового узла, атриовентрикулярного узла и кардиомиоцитов: обращает на себя внимание спонтанная диастолическая деполяризация в синусовом узле и атриовентрикулярном (АВ) узле по сравнению с потенциалом действия кардиомиоцитов
- Частота образования импульсов различных центров автоматизма представлена в табл. 1-1.
Таблица 1-1. Частота образования импульсов различных центров автоматизма
Центр автоматизма | Частота образования импульсов |
Синусовый узел | 60–80 в минуту |
АВ-узел | 40–60 в минуту |
Миокард желудочков | 20–40 в минуту |
Рефрактерные периоды
- Определение. Во время потенциала действия существует фаза невозбудимости (рефрактерности) кардиомиоцитов. Она зависит от величины напряжения на мембране кардио-
миоцитов. - Рефрактерные периоды
- Абсолютный рефрактерный период (напряжение от –50 до 0 мВ). В абсолютный рефрактерный период невозможно возбуждение миокарда. Он соответствует фазам 1 и 2, а также началу фазы 3 потенциала действия (рис. 1-3).
- Эффективный рефрактерный период (напряжение от –50 до –60 мВ). В этом периоде в ответ на внешнее воздействие возникают низкие по амплитуде и плоские по форме потенциалы действия.
- Относительный рефрактерный период (напряжение от – 60 мВ до величины мембранного потенциала покоя). В этот период в ответ на стимулы могут возникать эффективные потенциалы действия с медленным подъёмом и незначительным повышением потенциала непосредственно после фазы 0.
Рис. 1-3. Рефрактерные периоды потенциала действия: в зависимости от времени нанесения раздражения возможно отсутствие потенциала действия (абсолютный рефрактерный период), возникновение потенциала действия без дальнейшего проведения (эффективный рефрактерный период), изменённого потенциала действия (относительный рефрактер-
ный период); только по окончании рефрактерного периода можно вызвать потенциал действия обычной формы
Проведение возбуждения: теория диполей