За счет чего в сердце возникают нервные импульсы
За счет чего в сердце возникают нервные импульсы
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.
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.
За счет чего в сердце возникают нервные импульсы
Сокращаясь, сердечная мышца проталкивает кровь сначала через предсердия, а затем через желудочки. В легких кровь насыщается кислородом и через легочные вены поступает в левое предсердие, потом в левый желудочек и из него, через аорту и ответвляющиеся от нее артериальные сосуды, разносится по всему телу.
Сердце сокращается более 100 000 раз в день, перегоняя кровь по 20 000 км вен и артерий, составляющих кровеносную систему человека.
Когда взрослый человек находится в состоянии покоя, сердце совершает от 60 до 80 сокращений в минуту. При физической нагрузке, в момент стресса или возбуждения частота сокращений сердца может возрастать до 200 ударов в минуту.
Нарушения сердечного ритма и проводимости
Нормальный сердечный ритм называется синусовым ритмом.
Сердце имеет свою собственную электрическую (проводящую) систему, состоящую из генератора электрических импульсов – главного водителя ритма – и проводящих путей, соединяющих всю электрическую цепь. Главный водитель ритма, расположенный в правом предсердии, генерирует регулярные электрические импульсы с определенной частотой, вроде метронома. В ответ на каждый импульс происходит сокращение камер сердца в строгой последовательности.
Сначала волна электрического возбуждения охватывает предсердия, в результате чего они одновременно сокращаются, выбрасывая кровь в желудочки. Пройдя по предсердиям, волна не сразу переходит на желудочки, поскольку от предсердий их отделяет ткань, неспособная проводить электрические импульсы. Только в одном маленьком участке через эту ткань проходит единственный «пучок проводов», по которому после небольшой задержки электрический импульс может перейти на желудочки и вызвать такое же волнообразное их сокращение, как и в предсердиях. Этот пучок называется предсердно-желудочковым соединением (АV – узел), а задержка между сокращением предсердий и желудочков необходима для того, чтобы предсердия успели «протолкнуть» кровь в желудочки до того, как последние начнут сокращаться.
В норме предсердно-желудочковое соединение – единственное место в сердце, где происходит переход электрического возбуждения на желудочки. После этого электрический импульс распространяется по обоим желудочкам, вызывая их сокращение. При этом кровь из них выталкивается в артерии, обеспечивая кровоснабжение всех органов тела и самого сердца.
Таким образом, нормальный сердечный ритм отличается от аномального двумя основными чертами: регулярностью и определенной частотой. Любое нарушение сердечного ритма всегда является следствием нарушений функционирования проводящей системы.
Что такое аритмия?
Аритмией или нарушением ритма называют такое состояние, при котором нарушаются одна или обе главные характеристики нормального ритма – регулярности и частоты. Условно все нарушения ритма делят на брадиаритмии (слишком редкие сокращения сердца) и тахиаритмии (слишком частые сокращения сердца), а в зависимости от того, где располагается аномалия – на желудочковые и наджелудочковые.
Брадикардия. Медленный ритм сердца
Ритм Вашего сердца обычно бьется с частотой между 60 и 80 ударами в минуту.
Показатель ниже 60 ударов минуту называется брадикардией. У многих людей с хорошей физической формой или если такой ритм возникает во время отдыха и сна, то такой ритм является нормальный. Отличительной особенностью такой брадикардии является то, что при увеличении физической нагрузки сердечный ритм начинает ускоряться, покрывая своей частотой потребность организма.
Наиболее частой причиной медленного ритма сердца:
• Дисфункция синусового узла (CУ).
• Нарушение проведения через атрио-вентрикулярный узел (AV) электрического сигнала из предсердий в желудочки.
Когда брадикардия подтверждена диагностически и такой ритм является единственным проявлением, то такой ритм эффективно корректируется кардиостимулятором. ИКД также может применяться при брадикардиях, но при условии, если к имплантации ИКД есть соответствующие показания (опасные для жизни нарушения ритма сердца).
Тахикардия
Если ваш пульс превышает 100 ударов в минуту, это называется тахикардией. Тахикардия может быть синусовой и относиться к нормальной, физиологической тахикардии. Тахикардии с большой частотой, которые превышают 180 ударов в минуту, возникающие в связи с частой, групповой экстрасистолией, дополнительных путей проведения относятся в группу не нормального быстрого сердечного ритма.
Физическая нагрузка, эмоциональный стресс, некоторые заболевания могут быть причиной ускоренного сердечного ритма, который превышает 100 ударов в минуту.
Когда ритм вашего сердца очень частый или сердцебиение возникает без причины с большой частотой и нерегулярно, это называется тахиаритмией.
Патологическая тахикардия вредна по нескольким причинам. Во-первых, при частом сердцебиении снижается эффективность работы сердца, поскольку желудочки не успевают наполниться кровью, в результате чего понижается артериальное давление и уменьшается приток крови к органам. Во-вторых, ухудшаются условия кровоснабжения самого сердца, поскольку оно совершает большую работу в единицу времени и требует больше кислорода, а плохие условия кровоснабжения сердца увеличивают риск ишемической болезни и последующего инфаркта.
Тахиаритмия
Это патологически быстрый сердечный ритм (обычно от 100 до 400 ударов в минуту, который возникает либо в верхних камерах сердца (фибрилляция предсердий, наджелудочковая тахикардия) или в нижних (фибрилляция желудочков, желудочковая тахикардия)).
• Заболевания сердца, такие, как высокое кровяное давление, заболевание коронарных артерий (атеросклероз), заболевания клапанов сердца, сердечная недостаточность, кардиомиопатия, опухоли и инфекции.
• Другие заболевания, например, заболевания щитовидной железы, некоторые заболевания лёгких, электролитический дисбаланс, а также злоупотребление алкоголем и наркотиками.
• Вызванные аномальными дополнительными путями проведения или экстрасистолией.
Тахиаритмии происходят в случае, когда импульс сокращающий сердечную мышцу поступает раньше, чем предполагает нормальный сердечный ритм. Тахиаритмии могут начинаться в верхних или нижних сердечных камерах.
Тахиаритмия включает в себя различные типы аритмий сердца:
• Желудочковая тахикардия (ЖТ).
• Фибрилляция желудочков (ФЖ).
Наджелудочковые тахиаритмии
Нарушения ритма, в которых участвуют предсердия, называют наджелудочковыми (суправентрикулярными) аритмиями. Эта группа нарушений ритма является наиболее распространенной, и с ней врачам и пациентам приходится сталкиваться наиболее часто. Существует 5 основных типов наджелудочковых аритмий:
• атриовентрикулярная узловая тахикардия;
Фибрилляция предсердий (ФП)
Механизмы развития фибрилляции предсердий до сих пор полностью не изучены. У некоторых пациентов она возникает вследствие наличия множества хаотических круговых волн электрического возбуждения в предсердиях.
Фибрилляцию предсердий обычно лечат лекарствами, которые поддерживают нормальный ритм или предотвращают слишком большую частоту сердечного ритма. Обязательным условием при мерцательной аритмии является прием антикоагулянтной терапии. Ее применяют для разжижения крови, чтобы предотвратить образование кровяных сгустков.
Для хирургического лечения мерцательной аритмии применяются метод радиочастотной абляции (РЧА), которую применяют для урежения сердечного ритма (РЧА АВ соединения) или выполняют РЧА «изоляцию легочных вен» для восстановления синусового ритма.
Желудочковая тахикардия (ЖТ)
ЖТ относится к ненормальному учащенному сердцебиению. Источником такого ритма может быть эктопический очаг в миокарде правого или левого желудочка. Обычно причиной возникновения желудочковых аномальных водителей ритма являются заболевания сердечной мышцы (ишемическая болезнь сердца, аритмогенная дисплазия правого желудочка и пр.). При ЖТ, сердце перекачивает кровь не столь эффективно, как при нормальном синусовом ритме. Быстрый ритм сокращений препятствует полному заполнению желудочков между отдельными сердцебиениями. В результате – снижается объем циркуляции крови в организме.
Фибрилляция желудочков (ФЖ)
ФЖ – это очень быстрый, нерегулярный сердечный ритм, возникающий в правом или левом желудочке сердца. ФЖ – более серьезная патология, нежели ЖТ, поскольку электрическая система сердца и цикл сердечного сокращения являются полностью дезорганизованными. Происходит дрожание желудочков и организм получает лишь небольшое количество перекачиваемой крови или вообще ее не получает.
Когда сердце не перекачивает кровь, организм быстро начинает испытывать кислородное голодание и возникает внезапная остановка сердца.
Симптомы развиваются немедленно: сначала исчезает пульс, затем – сознание, затем – способность дышать. Если возникает внезапная остановка сердца, необходима сердечно-легочная реанимация (СЛР), которая способна поддержать циркуляцию крови до момента, когда можно будет применить наружный дефибриллятор для восстановления сердечного ритма. Выполнить дефибрилляцию может врач или медицинский персонал скорой медицинской помощи при помощи наружного дефибриллятора разрядом электрического тока через пластины расположенные на грудной клетке. Если у пациента имплантирован ИКД, дефибрилляция будет выполнена автоматически через несколько секунд начала приступа ФЖ.