Воздействие электрического тока на возбудимые ткани
Билет№9
Формирование электрокардиографической кривой.
Электрокардиография — метод графической регистрации электрических процессов, протекающих в сердце при его возбуждении. В основе метода лежит представление о том, что биотоки сердца имеют закономерное распределение на поверхности тела, и могут быть отведены, усилены и записаны в виде характерной кривой — электрокардиограммы.
Электрокардиографическая кривая зависит от трех взаимосвязанных функций сердца:
· автоматизма,
· возбудимости
· проводимости.
Функция сократимости не участвует в формирование ЭКГ.
Основные функции сердца:
ü Автоматизм — способность специализированных клеток сердца самопроизвольно вырабатывать импульсы, вызывающие возбуждение.
ü Возбудимость — способность сердца возбуждаться под влиянием импульсов.
ü Проводимость — способность сердца к проведению импульсов от места их возникновения к сократительному миокарду.
ü Рефрактерность — невозможность возбужденных клеток миокарда к активированию под влиянием дополнительного электрического импульса.
ü Сократимость- способность сердечной мышцы сокращаться под влиянием импульсов.
Электрокардиограмма состоит из:
§ зубцов,
§ сегментов (расстояние между двумя зубцами)
§ интервалов (совокупность зубца и сегмента),
отражающих процесс распространения волны возбуждения по сердцу.
|
|
|
Зубец Р.Деполяризация предсердий регистрируется на ЭКГ в виде зубца Р. Восходящая часть зубца Р отражает деполяризацию правого предсердия, нисходящая — левого.
Сегмент Р — Q. Это расстояние от конечной точки зубца Р до начала зубца Q. Сегмент Р — Q записывается в момент прохождения импульса по проводящей системе сердца, когда разность потенциалов очень мала, поэтому на ЭКГ регистрируется горизонтальная линия.
Интервал Р — Q. Это расстояние от начала зубца Р до начала зубца Q или R. Он соответствует времени прохождения импульса по предсердиям, АВ-узлу, пучку Гиса и его разветвлениям
Комплекс QRS. Он отражает процесс деполяризации желудочков.Процесс возбуждения начинается с деполяризации преимущественно левой части межжелудочковой перегородки в средней ее трети.Далее возбуждение охватывает апикальную область правого и левого желудочков. Последним возбуждается основание желудочков.
Зубец Q — связан с возбуждением межжелудочковой перегородки. Он имеет малую амплитуду и является необязательным зубцом.
Зубец R — обусловлен деполяризацией желудочков.
Зубец S имеет малую амплитуду и нередко может отсутствовать.
Сегмент RS — Т. Соответствует периоду, когда оба желудочка полностью охвачены возбуждением. Разность потенциалов отсутствует и на Э КГ регистрируется изоэлектрическая линия.
|
|
|
Зубец Т. Отражает процесс реполяризации желудочков. Направление волн реполяризации противоположно направлению деполяризации и устремлено от эпикарда к эндокарду.
Интервал Q — Т. Характеризует электрическую систолу желудочков.
Зубец U.Непостоянный, иногда регистрируется после зубца Т. Происхождение зубца U неизвестно, а представления о его клиническом значении неопределенны.
Сегмент Т — Р. Соответствует диастолической фазе сердечного цикла.
Хронотопография возбуждения сердечной мышцы.
Распространение возбуждения по сердцу сопровождается возникновением в окружающем его объемном проводнике (теле) электрического поля. Форма, амплитуда и знак элементов электрокардиограммы зависят от пространственно-временных характеристик возбуждения сердца (хронотопографии возбуждения), от геометрических характеристик и пассивных электрических свойств тела как объемного проводника, от свойств отведений электрокардиограммы как измерительной системы.
Каждое мышечное волокно представляет собой элементарную систему — диполь. Из бесчисленных микродиполей одиночных волокон миокарда складывается суммарный диполь (ЭДС), который при распространении возбуждения в головной части имеет положительный заряд, в хвостовой — отрицательный.
|
|
|
При угасании возбуждения эти соотношения становятся противоположными. Так как возбуждение начинается с основания сердца, эта область является отрицательным полюсом, область верхушки — положительным.
Сердечный цикл— обычно называют ударом — совокупность электрофизиологических, биохимических и биофизических процессов, происходящих в сердце на протяжении одного сокращения.
Цикл деятельности сердца складывается из трех фаз:
• 1. Систола предсердий и диастола желудочков. При сокращении предсердий митральный и трехстворчатый клапаны открываются, и кровь поступает в желудочки.
• 2. Систола желудочков. Желудочки сокращаются, вызывая повышение кровяного давления. Полулунные клапаны аорты и легочной артерии открываются, и происходит опорожнение желудков через артерии.
• 3. Общая диастола. После опорожнения желудочки расслабляются, и сердце остается в фазе покоя до тех пор, пока кровь, заполняющая предсердие, не надавит на атриовентрикулярные клапаны.
|
|
|
Возбуждение сердца происходит по проводящей системе сердца - мышечной узловой ткани, точнее, мышечным клеткам, специализированным на возбуждении сердечной мышцы. Эта ткань состоит из:
§ синоатриального узла (S-A-узел, синусовый узел, узел Кис-Фляка)
§ атриовентрикулярного узла (A-V-узел, предсердно-желудочковый узел),
расположенных в правом предсердии (на границе предсердий и желудочков).
В первом из этих узлов возникают электрические импульсы, вызывающие сокращение сердца (70-80 сокращений в минуту). Затем импульсы проходят через предсердия и возбуждают второй узел, который самостоятельно может заставить биться сердце (40-60 сокращений в минуту). Через пучок Гиса и волокна Пуркинье возбуждение распространяется на оба желудочка, вызывая их сокращение. После этого сердце отдыхает до следующего импульса, с которого начинается новый цикл.
Импульсы задают сердечный ритм (необходимую частоту), равномерность и синхронность сокращений предсердий и желудочков в соответствии с активностью и потребностями организма, временем суток и многими другими факторами, влияющими на человека.
Сердечная пауза — период между аускультативно регистрируемыми тонами сердца (лат. Auscultare - слушать, выслушивать); различают малую С.п., соответствующую систоле желудочков, и большую С.п., соответствующую диастоле желудочков.
Электромиография.
Электромиография - метод исследования биоэлектрических потенциалов, возникающих в скелетных мышцах животных и человека при возбуждении мышечных волокон.
У человека осуществлена впервые в 1907 немецким учёным Г. Пипером.
Амплитуда колебаний потенциала мышцы обычно не превышает нескольких милливольт, а их длительность — 20—25 мсек, поэтому Э. проводят с помощью усилителя и малоинерционного регистратора; кривая, записанная на фотобумаге, фотоплёнке и т. п., называется электромиограммой (ЭМГ).
В Э. могут быть выделены 3 основных направления исследования:
v Э. с помощью введённых в мышцу игольчатых электродов, которые вследствие небольшой отводящей поверхности улавливают колебания потенциала, возникающие в отдельных мышечных волокнах или в группе мышечных волокон, иннервируемых одним мотонейроном. Это позволяет исследовать структуру и функцию двигательных единиц.
v Э. с помощью накожных электродов, которые отводят так называемую суммарную ЭМГ, образующуюся в результате интерференции колебаний потенциала многих двигательных единиц, находящихся в области отведения. Такая ЭМГ отражает процесс возбуждения мышцы как целого.
v Так называемая стимуляционная Э. — регистрация колебаний потенцала, возникающих в мышце при искусственной стимуляции нерва или органов чувств. Таким образом исследуется нервно-мышечная передача, рефлекторная деятельность двигательного аппарата, определяется скорость проведения возбуждения по нерву. Э. даёт возможность судить о состоянии и деятельности не только мышц, но и нервных центров, участвующих в осуществлении движений.
Э. применяют в физиологии при изучении двигательной функции животных и особенно человека, а также в прикладных науках — физиологии труда и спорта, в инженерной психологии (например, при исследовании утомления, выработки двигательного навыка).
Э. как эффективный метод диагностики ряда нервно-мышечных заболеваний широко применяется в невропатологии и некоторых других областях медицины. Э. используется также для оценки функционального состояния двигательного аппарата при восстановлении нарушенной двигательной функции в ортопедии и протезировании.
Исследование проводится с помощью:
- электромиографа
- электроэнцефалографа, имеющего специальный вход для регистрации ЭМГ.
Билет№10
Свойства нервной ткани.
Эта ткань является основой строения и деятельности нервной системы.
Основные свойства этой ткани:
o Возбудимость;
o Проводимость.
Она состоит из клеток двух видов:
§ нервных клеток - нейронов
§ вспомогательных клеток-спутниц (глиальных клеток).
Между клетками нервной ткани хорошо развиты межклеточные пространства, заполненные жироподобным межклеточным веществом - глией (нейроглией).
Глия и клетки-спутницы выполняют вспомогательную функцию для нейронов:
ü опорную,
ü защитную,
ü трофическую,
ü обменную.
Основными структурными и функциональными единицами нервной ткани являются нейроны. Их главной функцией является восприятие различных воздействий (раздражений), преобразование энергии этих воздействий в энегрию нервного импульса и проведение нервного импульса.
В строении нейронов выделяют следующие части:
Ø тело
Ø отходящие от него отростки двух видов:
o дендриты
o аксон.
Дендриты - это отростки, ветвящиеся на всем протяжении.
Аксон - отросток, ветвящийся только на самом конце.
Количество дендритов может быть различным. Есть нейроны и не имеющие дендритов. Каждый нейрон обязательно имеет аксон, причем он только один. В цитоплазме нейронов большое количество различных органоидов. Это связано с высокой активностью нейронов, в том числе, с высокой активностью синтеза белков в них. Отростки нервных клеток (нервные волокна) покрытыоболочками.
По особенностям строения оболочек волокна подразделяются на:
· безмякотные (безмиелиновые)
· мякотные (миелиновые).
Миелин - это жироподобное вещество, изолирующее нервные волокна друг от друга. Аксоны нейронов покрыты толстой миелиновой оболочкой, которая на определенных участках имеет перетяжки - пререхватыРанвье.Благодяря такому строению миелиновой оболочки аксонов по ним распространяется нервный импульс с очень высокой скоростью - до 120 м/сек.
По безмякотным нервным волокнам импульс распространяется с низкой скоростью - 1 - 2 м/сек.
Передача нервного импульса по нейрону всегда осуществляется только в одном направлении: от дендритов к телу, от тела по аксону.
Специализированные участки межнейронных контактов, где нервный импульс с одного нейрона переключается на другой нейрон, называются синапсами(греч. synapsis - соединение).
В коре головного мозга человека на каждом нейроне насчитывается до 50000 синапсов. Синапс представлен:
o пресинаптическим отделом (концевым участком одного нейрона)
o постсинаптическим отделом - участком поверхности последующего нейрона.
Пресинаптический отдел образован конечным участком одного из разветвлений аксона, ограничен пресинаптической мембраной. В этом отделе постоянно синтезируются особые химические вещества - медиаторы (передатчики нервного импульса).
Постсинаптический отдел имеет постсинаптическую мембрану. Между пресинаптической мембраной и постсинаптической мембраной имеется синаптическая щель, ширина которой около 20 нм.
В синапсе передача нервного импульса происходит в одном направлении: когда нервный импульс доходит до пресинаптическгого отдела, проницаемость пресинаптической мембраны возрастает, и вещество-медиатор выходит в синаптическую щель. Медиатор достигает постсинаптическую мембрану, вызывая в ней возбуждение и образование нервного импульса. Таким образом, в синапсах происходит переключение нервного импульса с одного нейрона на другой химическим способом. Веществами-медиаторами являются различные вещества, в частности норадреналин (в симпатической нервной системе) и ацетилхолин (в парасимпатической нервной системе).
Сердечный цикл.
Предсердия и желудочки могут находиться в двух состояниях:
§ сокращенном
§ расслабленном.
Сокращение и расслабление предсердий и желудочков сердца происходят в определенной последовательности и строго согласованы во времени.
Сердечный цикл состоит из:
o сокращения предсердий,
o сокращения желудочков,
o расслабления желудочков и предсердий (общего расслабления).
Продолжительность сердечного цикла зависит от частоты сокращения сердца. У здорового человека в покое сердце сокращается 60—80 раз в 1 мин. Следовательно, время одного сердечного цикла меньше 1 с. Рассмотрим работу сердца на примере одного сердечного цикла.
Сердечный цикл начинается с сокращения предсердий, которое длится 0,1 с. В этот момент желудочки расслаблены, створчатые клапаны открыты, полулунные клапаны закрыты. Во время сокращения предсердий вся кровь из них поступает в желудочки.
Сокращение предсердий сменяется их расслаблением. Затем начинается сокращение желудочков, которое длится 0,3 с. В начале сокращения желудочков полулунные и трехстворчатые клапаны остаются закрытыми. Сокращение мускулатуры желудочков приводит к повышению давления внутри них. Давление в полостях желудочков становится выше давления в полостях предсердий. По законам физики кровь стремится перейти из зоны более высокого давления в зону, где оно ниже, т. е. в сторону предсердий. Движущаяся в сторону
предсердий кровь встречает на своем пути створки клапанов. Внутрь предсердий клапаны вывернуться не могут, их удерживают сухожильные нити. У крови, заключенной в замкнутые полости желудочков, остается один путь — в аорту и легочную артерию.
Сокращение желудочков сменяется их расслаблением, которое длится 0,4 с. В этот момент кровь свободно поступает из предсердий и вен в полость желудочков. Полулунные клапаны при этом закрыты.
В особенностях сердечного цикла заключена способность сохранения рабочей
активности сердца в течение всей жизни. Вспомним, что из общей продолжительности сердечного цикла 0,8 снасердечную паузу приходится 0,4 с. Такого интервала между сокращениями достаточно для полного восстановления работоспособности сердца.
Во время каждого сокращения желудочков в сосуды выталкивается определенная порция крови. Ее объем составляет 70—80 мл.
За 1 мин сердце взрослого человека, находящегося в покое, прокачивает 5—5,5 л крови. За сутки сердце перекачивает около 10 000 л крови, а за 70 лет — примерно 200 000 000 л крови. При физической нагрузке количество крови, перекачиваемой сердцем за 1 мин у здорового нетренированного человека, увеличивается до 15—20 л. У спортсменов эта величина достигает 30—40 л/мин. Систематические тренировки приводят к увеличению массы и размеров сердца, повышают его мощность.
Воздействие электрического тока на возбудимые ткани.
Электрический ток широко используется в экспериментальной физиологии при изучении характеристик возбудимых тканей, в клинической практике для диагностики и лечебного воздействия, поэтому необходимо рассмотреть механизмы воздействия электрического тока на возбудимые ткани. Реакция возбудимой ткани зависит от формы тока (постоянный, переменный или импульсный), продолжительности действия тока, крутизны нарастания (изменения) амплитуды тока.
Постоянный ток.При кратковременном пропускании подпорогового постоянного электрического тока изменяется возбудимость ткани под стимулирующими электродами. Микроэлектродные исследования показали, что под катодом происходит деполяризация клеточной мембраны, под анодом—гиперполяризация. В первом случае будет уменьшаться разность между критическим потенциалом и мембранным потенциалом, т. е. возбудимость ткани под катодом увеличивается. Под анодом происходят противоположные явления, т. е. возбудимость уменьшается. Если мембрана отвечает пассивным сдвигом потенциала, то говорят об электротонических сдвигах, или электротоне. При кратковременных электротонических сдвигах значение критического потенциала не изменяется.
Поскольку практически у всех возбудимых клеток длина клетки превышает ее диаметр, электротонические потенциалы распределяются неравномерно. В точке локализации стимулирующего электрода сдвиг потенциала происходит очень быстро и временные параметры определяются величиной емкости мембраны. В удаленных участках мембраны ток проходит не только через мембрану, но и преодолевает продольное сопротивление внутренней среды.
При сравнительно большой продолжительности действия подпорогового тока изменяется не только мембранный потенциал, но и значение критического потенциала. При этом под катодом происходит смещение уровня критического потенциала вверх, что свидетельствует об инактивации натриевых каналов. Таким образом, возбудимость под катодом уменьшается при длительном воздействии подпорогового тока. Это явление уменьшения возбудимости при длительном действии подпорогового раздражителя называется аккомодацией. При этом в исследуемых клетках возникают аномально низкоамплитудные потенциалы действия.
Скорость нарастания интенсивности раздражителя имеет существенное значение при определении возбудимой ткани, поэтому чаще всего используют импульсы прямоугольной формы (импульс тока прямоугольной формы имеет максимальную крутизну нарастания). Замедление скорости изменения амплитуды раздражителя приводит к тому, что происходит инактивация натриевых каналов вследствие постепенной деполяризации клеточной мембраны, а следовательно, к падению возбудимости.
Увеличение силы стимула до порогового значения приводит к генерации потенциала действия. Под анодом при действии сильного тока происходит изменение уровня критического потенциала, в противоположном направлении — вниз. При этом уменьшается разность между критическим потенциалом и мембранным потенциалом, т. е. возбудимость под анодом при длительном действии тока повышается.
Очевидно, что увеличение значения тока до пороговой величины приведет к тому, что возбуждение будет возникать под катодом при замыкании цепи. Следует подчеркнуть, что этот эффект может быть выявлен в случае продолжительного действия электрического тока. При действии достаточно сильного тока смещение критического потенциала под анодом может быть весьма существенным и достигать первоначального значения мембранного потенциала. Выключение тока приведет к тому, что гиперполяризация мембраны исчезнет, мембранный потенциал вернется к первоначальному значению, а это соответствует величине критического потенциала, т. е. возникает анодно-размыкательное возбуждение.
Изменение возбудимости и возникновение возбуждения под катодом при замыкании и анодом при размыкании носит название закона полярного действия тока. Экспериментальное подтверждение этой зависимости впервые было получено Пфлюгером еще в прошлом веке.
Существует определенное соотношение между временем действия раздражителя и его амплитудой. Эта зависимость в графическом выражении получила название кривой «сила—длительность». Иногда по имени авторов ее называют кривой Гоорвега—Вейса—Лапика.На этой кривой видно, что уменьшение значения тока ниже определенной критической величины не приводит к возбуждению ткани независимо от продолжительности времени, в течение которого действует этот раздражитель, а минимальная величина тока, вызывающая возбуждение, получила название порога раздражения, или реобазы. Величина реобазы определяется разностью между критическим потенциалом и мембранным потенциалом покоя.
С другой стороны, раздражитель должен действовать не меньше определенного времени. Уменьшение времени действия раздражителя ниже критического значения приводит к тому, что раздражитель любой интенсивности не оказывает эффекта. Для характеристики возбудимости ткани по времени ввели понятие порога времени — минимальное (полезное) время, в течение которого должен действовать раздражитель пороговой силы с тем, чтобы вызвать возбуждение.
Порог времени определяется емкостной и резистивной характеристикой клеточной мембраны, т. е. постоянной временя T=RC.
В связи с тем, что величина реобазы может изменяться, особенно в естественных условиях, и это может привести к значительной погрешности в определении порога времени, Лапик ввел понятие хронаксии для характеристики временных свойств клеточных мембран. Хронаксия — время, в течение которого должен действовать раздражитель удвоенной реобазы, чтобы вызвать возбуждение. Использование этого критерия позволяет точно измерить временные характеристики возбудимых структур, поскольку измерение происходит на крутом изгибе гиперболы
Хронаксиметрия используется при оценке функционального состояния нервно-мышечной системы у человека. При ее органических поражениях величина хронаксии и реобазы нервов и мышц значительно возрастает.
Таким образом, при оценке степени возбудимости возбудимых структур используют количественные характеристики раздражителя:
· амплитуду,
· продолжительность действия,
· скорость нарастания амплитуды.
Следовательно, количественная оценка физиологических свойств возбудимой ткани производится опосредованно по характеристикам раздражителя.
Переменный ток. Эффективность действия переменного тока определяется не только амплитудой, продолжительностью воздействия, но и частотой. При этом низкочастотный переменный ток, например частотой 50 Гц (сетевой), представляет наибольшую опасность при прохождении через область сердца. В первую очередь это обусловлено тем, что при низких частотах возможно попадание очередного стимула в фазу повышенной уязвимости миокарда и возникновение фибрилляции желудочков сердца. Действие тока частотой выше 10 кГц представляет меньшую опасность, поскольку длительность полупериода составляет 0,05 мс. При такой длительности импульса мембрана клеток вследствие своих емкостных свойств не успевает деполяризоваться до критического уровня. Токи большей частоты вызывают, как правило, тепловой эффект.
Билет №11
Электрическая ось сердца.
Электрической осью сердца (э.о.с.)называется суммарный средний вектор ЭДС сердечной мышцы в течение всего периода деполяризации.
Во время сердечного цикла - вектор постоянно меняет свою величину и направление в процессе деполяризации.
Направление ЭДС сердца в конкретный момент времени называется моментной электрической осью сердца. Сложение всех таких моментных векторов и образует вектор э.о.с., который обычно в норме направлен вниз и влево, если смотреть во фронтальной плоскости.
Другими словами можно сказать, что вектор э.о.с. указывает на направление ЭДС сердца во время регистрации комплекса QRS ЭКГ.
Вектор э.о.с. образует угол α с осью стандартного отведения I. В зависимости от ориентации э.о.с. угол α может быть различным - варианты представлены на рисунке.
По углу α можно судить о направлении э.о.с., т.е. о направлении ЭДС сердца во время деполяризации желудочков. У здоровых людей угол колеблется в пределах 0..+90°.
Различают три варианта положения э.о.с.:
1. Горизонтальная э.о.с. - α = 0..+40°
2. Нормальная э.о.с. - α = +40..+70°
3. Вертикальная э.о.с. - α = +70..+90°
Если э.о.с. проецируется на положительную часть оси данного отведения, то в этом отведении регистрируется положительный зубец R. Когда э.о.с. проецируется на отрицательную часть осей отведений, то в этом случае регистрируются отрицательные зубцы Q или S.
Алгебраическая сумма зубцов ЭКГ в конкретном отведении есть проекцияэ.о.с. на ось этого отведения.
Для получения алгебраической суммы зубцов в любом отведении надо из наибольшего зубца в конкретном отведении вычесть амплитуду зубца (зубцов) противоположной полярности. При этом, если доминирующим зубцом является положительный зубец R, то алгебраическая сумма зубцов, скорее всего, будет положительной. И, наоборот, если преобладают отрицательные зубцы Q или S, то сумма зубцов в таком отведении будет отрицательной.
Вариант №1.Вектор э.о.с. расположен перпендикулярно оси отведений и проецируется на ее центр.В этом случае проекция э.о.с. на ось отведения равна нулю - гальванометр кардиографа будет рисовать изолинию, или же равные по амплитуде положительный и отрицательный зубцы, алгебраическая сумма которых будет равна нулю.
Вариант №2. Вектор э.о.с. расположен параллельно оси отведений. В этом случае величина проекции э.о.с. будет максимальной. Это приведет к регистрации в этом отведении зубца наибольшей амплитуды: положительного зубца R, если вектор проецируется на положительную часть оси отведения; отрицательного зубца Q или S, если вектор проецируется на отрицательную часть оси отведения.
Варианты №3, №4. Вектор э.о.с. расположен под углом к оси отведений. В этом случае амплитуда зубца ЭКГ определяется величиной проекции э.о.с. на ось отведения. Чем больше угол наклона э.о.с. к данному отведению, тем меньше величина проекции, тем меньше амплитуда зубца в этом отведении.
Алгоритм определения э.о.с.:
· Выделяется отведение в котором зубец R имеет максимальную амплитуду - считают, что в этом отведении вектор э.о.с. лежит параллельно оси данного отведения и направлен к положительному полюсу отведения;
· Если в каком-либо отведении зарегистрирован максимальный отрицательный зубец Q или S - в этом случае э.о.с. направлена к отрицательному полюсу данного отведения;
· Наиболее удачным для определения э.о.с. считается отведение, в котором высота зубца R равна высоте зубца Q или S - в таком случае э.о.с. направлена перпендикулярно этому отведению.
Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 925; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!