Искра жизни. Электричество в теле человека - читать онлайн книгу. Автор: Фрэнсис Эшкрофт cтр.№ 40

Поначалу записи Валлера были плохого качества и не годились для медицинских целей, и он якобы говорил, что даже не думал о возможности широкого использования электрокардиографии в лечебной практике, ну разве что «в редких случаях для записи уникальных аномалий сердечной деятельности». Однако в результате технического прогресса к 1920-м гг. она уже рутинно применялась для диагностики сердечных заболеваний и остается одним из важнейших клинических методов сегодня.

Проблема была решена с появлением очень чувствительных приборов, способных регистрировать ничтожные электрические токи, возникающие на поверхности тела при сокращениях сердца. Пионером в этой области был Уиллем Эйнтховен, получивший Нобелевскую премию в 1924 г. за изобретение струнного гальванометра ^[25]. Он содержал тонкое стеклянное волокно, покрытое серебром для обеспечения электропроводности и подвешенное между двумя очень сильными электромагнитами. Когда через волокно («струну» гальванометра) проходил ток, электромагнитное поле заставляло его смещаться. Чем больше был ток, тем сильнее смещалось волокно. Для того чтобы незначительные перемещения стали заметными, волокно освещали ярким пучком света, а отбрасываемую тень регистрировали на движущейся фотографической пластинке. Оставалось лишь соединить электропроводную нить с телом. Для этого к концам нити присоединили провода, которые погрузили в сосуды с раствором соли. Погружение рук и ног в раствор замыкало электрическую цепь между «струной» и кожей. Ток от сердца, проходящий через поверхность тела, теперь влиял на движение нити.

Первая модель струнного гальванометра была огромной. Она весила несколько тонн, для управления ею требовались пять человек, а электромагниты нужно было постоянно охлаждать водой. Стеклянное волокно необходимо было сделать очень легким и тонким. Его получали из расплавленного в тигле кварцевого стекла. Тонкую нить из расплава вытягивали самым необычным способом, который больше походил на выдумку бойскаута, а не на плод размышлений серьезного экспериментатора. Расплавленное стекло прикрепляли к стреле, которую выпускали из одного конца комнаты в другой. Стрела тащила за собой расплав и вытягивала стекло в очень тонкую «струну». Волокно затем покрывали серебром, чтобы сделать его электропроводным. Такой метод сегодня, без сомнения, был бы запрещен по соображениям безопасности, к счастью, в наше время есть другие методы записи ничтожно малых токов.

На первых фотографиях видно, как Эйнтховен сидит, погрузив обе руки и левую ногу (с аккуратно завернутой штаниной) в сосуды с электропроводным соляным раствором, от которых тянутся провода к измерительному прибору. В наши дни для улучшения контакта между электродами и кожей обеих рук и левой ноги используют электропроводный гель. Измерительная аппаратура сильно уменьшилась в размерах. Первый прибор Эйнтховена занимал две комнаты, а сейчас существуют портативные мониторы для круглосуточного контроля сердечной деятельности, которые не мешают пациенту заниматься своими повседневными делами.

ЭКГ отражает суммарный электрический сигнал клеток сердца и является очень хорошим неинвазивным методом контроля их функционирования. Каждый электрокардиографический комплекс состоит из начального импульса, называемого «зубцом P», за которым следует значительно более крупный и острый биполярный пик, известный как «комплекс QRS», а затем, две-три сотни миллисекунд спустя, более низкий и медленный «зубец T». Зубец P отражает электрическую активность клеток предсердий, а комплекс QRS и зубец T – начало и конец электрического импульса (потенциала действия) в клетках желудочков. Поскольку эти электрические сигналы вызывают сокращения мышц, зубец P также соответствует сокращению предсердий, а интервал между комплексом QRS и зубцом T указывает на продолжительность сокращения желудочков. Задержка между зубцами P и Q соответствует времени, в течение которого электрический сигнал проходит от предсердий до желудочков, а интервал между зубцами Q и T отражает продолжительность желудочкового потенциала действия. Почему Эйнтховен выбрал для обозначения зубцов ЭКГ средние буквы алфавита, остается загадкой.

Взаимосвязь между потенциалом действия желудочков (потенциал действия, верхняя кривая), электрокардиограммой (ЭКГ, средняя кривая) и сокращением сердца (нижняя кривая). «A» обозначает продолжительность сокращения предсердия, а «V» – продолжительность сокращения желудочков. Интервал QT отражает длительность потенциала действия желудочков.

ЭКГ особенно полезна для обнаружения нерегулярности электрической активности сердца и для диагностики ее причин. Изменение амплитуды и времени появления различных элементов ЭКГ может свидетельствовать о клинических проблемах. Более длинный, чем нормальный, интервал PR, например, сигнализирует о нарушении проводимости между верхними и нижними камерами сердца, называемом блокадой сердца. Перевернутый зубец T появляется после сердечного приступа, а увеличение интервала QT свидетельствует о повышенном риске внезапной необратимой остановке сердца.

Хотя только клетки синусного узла правового предсердия действуют как водители ритма, спонтанно генерировать электрическую активность способны все клетки сердца. Это великое счастье, поскольку позволяет сердцу не останавливаться даже тогда, когда клетки синусно-предсердного узла перестают функционировать: их заменяют другие клетки, которые задают более медленный ритм. К последним относятся клетки расположенного между предсердием и желудочками предсердно-желудочкового узла, которые сокращаются 40–60 раз в минуту, и клетки, образующие проводящие пути в стенках желудочков (которые сокращаются 30–40 раз в минуту). Даже клетки желудочков сокращаются спонтанно. Причина, по которой именно клетки синусного узла обычно задают ритм, проста – их внутренняя частота сокращений самая высокая.

Если сердце бьется слишком медленно (это состояние называют брадикардией), то оно не может подавать кровь к тканям достаточно быстро, и человек чувствует усталость, слабость, головокружение и затруднение дыхания. Ходьба пешком и подъем по лестнице превращаются в испытание. Тахикардия, т. е. слишком быстрое биение сердца, тоже является проблемой. При частоте биения более 100 ударов в минуту у сердца недостаточно времени, чтобы полностью наполниться между сокращениями, и количество перекачиваемой крови сокращается. Как следствие, ткани опять страдают от недостатка кислорода, и человек ощущает постоянную усталость.

Временные нарушения ритма сердцебиения – довольно обычное явление, и многие из нас чувствуют пропуски сокращения. В действительности пропусков сокращений не бывает, просто мы чувствуем это как пропуск. На самом деле сокращение наступает рано, и мы не воспринимаем его как сокращение, поскольку сердце наполняется только наполовину. Затем следует необычно долгая пауза перед следующим сокращением, которое более заметно из-за того, что сердце переполняется. Такие «пропуски сокращений» очень распространенное явление, однако, несмотря на вызываемое ими беспокойство, они не имеют значения. Хотя по большей части пропуски сокращений возникают спонтанно, они также могут провоцироваться стрессом или препаратами вроде кофеина.