Биофизические основы электрографии.

В условиях покоя мембрана клетки представляет собой эквипотенциальную поверхность. При возбуждении клетки эквипотенциальность нарушается, за счёт изменения знаков возбуждённых участков мембраны по отношению к не возбуждённым. При распространении возбуждения эта область смещается. Движение возбуждения можно зарегистрировать при помощи внешних электродов. Пара электродов регистрирует двухфазный потенциал возбуждения обладает гораздо меньшей амплитудой по сравнению П.Д. возникающим, внутри клетки. При измерении биопотенциалов от мышцы или целого нерва амплитуда ионного сигнала опаздывает ещё меньше. Что связанно с затуханием сигналов при распространении в проводящей среде. Кроме того суммарный потенциал мышцы или целого органа является алгебраической суммой П.Д. многочисленных клеток, которые различаются по фазе, поэтому их амплитуда градуально зависит от интенсивности внешнего раздражителя т.о. биопотенциал целого органа является суперпозицией простых сигналов связанных с распространением возбуждения в клетках и между клетками.

Электрокордиограммой – называется кривая, отображающая изменения во времени, разности потенциалов на поверхности органа, ткани или всего органа человека. При распространении возбуждения по сердечной мышце.

Электроэнцифолограммой – является следствием распространения возбуждения по головному мозгу.

Электробиограммой – характеризует распространения возбуждения по скелетным мышцам.

При анализе происхождения электрограмм принято представлять соответственные органы в виде эквивалентного генератора. Такой генератор служит моделью реальных биопотенциалов и позволяет математически оптимизировать физические процессы распределения возбуждения. Для анализа распределения электрических полей вокруг генератора его принимают за токовый электрический диполь. Движение электрических зарядов в возбуждённых участков органа соответствует отрицательному потенциалу, а не возбудимые положительный. Т.е. любой орган в возбужденном состоянии можно рассматривать как диполь, основным параметром которого служит дипольный момент:

I - сила тока.

- расстояние между участками мембраны максимальной проводимостью и отсутствием возбуждения.

При распространении возбуждении вдоль органа необходимо учитывать не только величину силы тока и размеры областей диполя, но и фазовый сдвиг между отдельными диполями. Любая электрограмм представляет собой сложные колебания, образующиеся при положении более простых следовательно каждой электрограмм соответствует определённый гармонический спектр.

Изменение электрограмм вызывает изменение спектра гармохимических колебаний. Например, на электрокордиаграмме частота основной гармоники составляет 1,1Гц при частоте импульса 60 уд/мин. Однако ширина спектра состоящего из 34 линий занимает диапазон от . При увеличении частоты пульса ширина спектра значительно увеличивается.

Биофизические механизмы возбуждения сердечных мышц определяется теми же процессами, что и в любых потенциально зависимых каналов. Источником энергии любого процесса являются молекулы АТФ, П.П. определяется лучшей проницаемостью ионов калия, по сравнению ионами органических кислот. А возникновение П.Д. является следствием проникновения ионов Na внутрь клетки. Дополнительный вклад П.Д. сердечной мышцы носят кальциевые подзависимые каналы.

Возбуждение распространяется по сердцу без затухания благодаря ионно-электросиноптической связи. Однако процесс распространения возбуждения в сердце имеет свои особенности. Прежде всего сердечные мышцы неоднородны.

Различают два вида мышц:

1. Типичные моикордиальные волокна, котрые выполняют сокротительные функцие сердца и представляют большую часть сердечных мышц.

2. Атипичные миокординальные волокна занимающая лишь не большую часть между этими группами мышц существует различие как в строении, так и в электрических свойствах. Для типичных характерен мембранный постоянный П.П., равный – 30 мВ. При возбуждении типичных миокардных волокон достигает +10млс за 20млс. В отличии от нервных клеток реполеризация сердечных мышц имеет некоторые отличительные черты связанные с большой длительностью печальной фазой релаксации достигающей 250 млС в отличии от 10 млС первого волокна. На реполиризационной ветви П.Х. сердечной мышцы можно выделить 3 части:

начальная быстрая, длительная и быстрая реполяризация да П.П.

Иначе изменяется мышечный потенциал А. м.в. В них отсутствует устойчивый уровень реполяризации, т.е. нет П.П.

Электрическая активность этого вида волокон представляет с собой непрерывные колебания мембранного потенциала. По достижению определённой величина потенциала порядка – 60мВ, самопроизвольно начинает развиваться медленная деполяризация, и при достижении – 40 мВ процесс ускоряется. Деполяризация смещается реполяризацией.

Т.о. для АМТ характерно безостановочная динамика мембранных процессов, лежащей в основе самопроизвольной ритмической деятельности сердца.

Свойства миокардно – возбуждается под влиянием потенциала без внешнего воздействия, называется автоматизмом или овтоматией сердца.

Механизм возбуждения по миокардо.

АМТ сосредоточена в виде островков, окружённой типичными миокордиальными волокнами. Особенности поведения возбуждения по миокарду связанно,

способами соединения между собой отдельных волокон.

Основой соединения волокон является составные диски, которые обеспечивают связь между волокнами за счёт наличия в дисках щелевых контактов. Диски обеспечивают эекторосиноптическую связь не только между торцами волокон, но и между боковыми повекрхностями, Благодаря эекторосиноптической связи всеми сердечным мышцам присуще свойство отдельной клетки. Т.е. возбуждение происходит по принципу «всё или ни чего». Возбуждение возникающие в АМВ за счёт дисковой связи свободно переходит и на ТМВ, распределяясь по всему сердцу, между АМВ установлен чёткий приоритет. Ведущим участником в процессе возникновения колебаний является участок расположенный в правом предсердии, который называется синоаурикулярный узел. Это совокупность АМВ, которая создаёт ритм при его возбуждении другие островки АМВ выполняют только функцию проведения сигнала, повторяя ритм синоаурикулярного узла. Поэтому этот участок ещё называют пейджмейкером. Отсиноаурилярного узла возбуждение переходит на типичные МВ предсердия и распределяются по ним со скоростью 1м/с, за 40 мс участки предсердия оказываются в возбуждённом состоянии. Возбуждение распределяется широким фронтом радиально это связано с различным числом уцелевших контактов между боковыми поверхностями волокон. В результате по направлению к желудочкам возбуждения распространяется быстрее, чем поперёк к предсердию. В результате достигается одновременное сокращение всех мышц предсердия. В результате возбуждения в районе желудка возникает в атриовентрикулярном узле расположенном на границе между предсердием и желудочком. В целом предсердие отделено от желудочка фиброзной тканью, не проводящей возбуждение. В этой преграде существует узкая щель длинной -2 мм, шириной -1мм, заполненная АМВ, которая образует атриовентрикулярный узел. Через него проходит возбуждение через предсердие к желудочкам связь между типичными МВ и АМВ атриовентрикулярного узла имеют большое сопротивление что приводит к резкому замедлению распределения возбуждению атриовентрикулярном узле(скорость уменьшается до 50 раз). Это связанно с тем что верхняя часть узла АМВ расположен поперёк распределению сигнала и имеют малое число дисков, соединяющие эти волокна. Возникающая временная задержка обеспечивает важнейшую для нормальной работы сердца паузу между сокращениями. Сокращение желудочка начинается через 0,1 секунду после начало сокращения предсердия. Это обеспечивает заполнение желудочка кровью и предсердия, накопленной за время диастолы. После атриовентрикулярного узла возбуждение единым фронтом переходит в следующее звено проводящей системы – атриовентрикулярный пучок или пучок Гиса. Скорость распределения возбуждения в пучке Гиса резко возрастает и достигает 2-3м/с. Увеличение скорости связанно с увеличением площади сечения волокон и повышением плотности щелевых контактов. Пучок Гиса ТМВ желудочка и практически не имеет с ним связи, поэтому возбуждение распространяется вдоль пучка не распространяясь в желудочке. Только ближе к верхушке сердца от пучка отходят волокна Пуркенье образуя связь типичными миокордиальными волокнами желудка. Волокна Пуркенье являются самыми толстыми и обеспечивают скорость распределения возбуждения до 5 м/с. Возбуждение с отдельных волокон Пуркенте переходит на большое число ТМВ желудочка вызывая их сокращение причём сокращение начинаются от вершины сердца и движется к основанию. Последним возбуждение приходит к волокнам в близи предсердия. Направление сокращёния желудков от вершины к основанию обеспечивает полное выталкивание кровы из желудочков в кровеносные сосуды.