Прямо в сердце. Как главный символ любви превратился в главный орган кровообращения

Электрическая система человеческого сердца срабатывает приблизительно 75 раз в минуту, 4500 раз в час, 108 000 раз в сутки, 39 400 000 раз в год и более 3 000 000 000 раз за 80 лет жизни. Удивительно, но обычно она бесперебойно функционирует на протяжении всей жизни человека. До середины XX века нарушения в электрической системе сердца были синонимичны смерти.

Теперь мы можем продлить жизнь с помощью механических кардиостимуляторов размером со спичечный коробок (некоторые современные модели по размеру сопоставимы с таблеткой).

Средний возраст реципиента кардиостимулятора — 75 лет. Хотя естественный кардиостимулятор сердца обычно исправно служит 75 лет и больше, аккумулятора большинства механических кардиостимуляторов хватает только на 6–10 лет. По истечении этого срока требуется замена устройства. В настоящее время ученые разрабатывают имплантируемые биологические пейсмекерные клетки.

22 Что такое ЭКГ?

Август Дезире Уоллер измерил электрическую активность сердца своего пса Джимми в 1887 году. Во время лекции на тему электрической системы сердца он поместил лапы Джимми в емкости с соленой водой и подключил их к электрометру (рис. 22.1). Прибор проецировал изображение сердцебиения на фотопластинку, прикрепленную к движущемуся игрушечному поезду. На получившемся графике отобразились волны, и это была электрограмма — телеграмма от сердца. Несмотря на грубость, это была первая запись электрической активности сердца[110].

Сердце бьется, потому что клетки мышцы ритмично сокращаются. Это происходит из-за электрических импульсов, посылаемых им пейсмекерными клетками сердца. Этот электрический ток достаточно силен, чтобы его можно было измерить. Получившийся сигнал можно зафиксировать на движущейся бумаге или мониторе компьютера и получить электрокардиограмму (ЭКГ). Это слово произошло от немецкого elektrokardiogramm.

Elektro происходит от греческого слова «янтарь». Считалось, что янтарь, как и электричество, обладает способностью притягивать. Kardio — от греческого «сердце», а gramm — от «рисование» или «письмо».

Термин «электрокардиограмма» впервые использовал Виллем Эйнтховен[111]. Опубликовав первую электрокардиограмму, напоминающую современную ЭКГ, в 1902 году, он не хотел использовать для зубцов обозначения Уоллера (A, B, C, D, E), поэтому назвал зубцы P, Q, R, S, T, U (сегодня эти обозначения сохраняются). Он разработал способ точно измерить электрическую активность сердечной мышцы с помощью прибора под названием «струнный гальванометр». Этот аппарат ЭКГ состоял из серии длинных, чрезвычайно тонких стеклянных нитей с серебряным покрытием, способных проводить электричество, генерируемое сердцем. Чтобы создать достаточно тонкие стеклянные нити, Эйнтховен прикрепил расплавленное стекло к стреле, которую выпустил в лаборатории. Летящая стрела очень сильно растянула стекло. После этого он поместил покрытые серебром провода в мощное магнитное поле. Когда провода прикрепили к емкостям с физраствором, куда были помещены руки и левая нога пациента (для улучшения проводимости), магниты изогнули их в разной степени в зависимости от проходящего через них электрического тока. Эта деформация проецировалась на фотопластинку, создавая пиковый график. Первоначальный аппарат ЭКГ Эйнтховена весил 270 килограммов, требовал пяти операторов и нуждался в постоянном охлаждении водой для предотвращения перегрева электромагнитов. Современные аппараты ЭКГ, стоящие в кабинете врача, весят всего несколько килограммов, а в смарт-часах они практически невесомые.

^{Рис. 22.1. Пес Джимми с электродами. Источник: Wellcome Collection, Attribution 4.0 International (CC BY 4.0)}

В 1905 году Эйнтховен стал передавать показания аппарата ЭКГ из больницы в свою лабораторию, расположенную в полутора километрах, по телефонным кабелям, и это положило начало телемедицине. В 1924 году Эйнтховен получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине за изобретение электрокардиографа. В 1930-х годах Кембриджская научная компания, возглавляемая Горацием Дарвином, младшим сыном Чарльза Дарвина, стала одним из первых производителей коммерческих версий электрокардиографов.

Электрическая система сердца максимизирует насосную функцию этого органа. Синоатриальный узел (рис. 22.2), расположенный высоко в правом предсердии, ритмически посылает электрические импульсы один или полтора раза в секунду.

^{Рис. 22.2. Электрическая система сердца. Источник: Copyright © 2022 UpToDate, Inc.}