дебиеттер мен Web сайттар тізімі

ПАЙДА БОЛУ МЕХАНИЗМІ.

 

Лекция жоспары:

1. Кардиомиоцитегі рекет потенциалы.

2. Миокард жасушасындаы ионны насостар.

3. Кардиомиоцит фазалары.

4. Кардиомиоциті ткізгіштігін зерттеу дістері.

5. Эйтховен теориясы.

6. ЭКГ. Жрек потенциалын лшеу дістері.

 

Лекция масаты: Жрек миокардында биопотенциалды пайда болуы механизмін, деполяризация затыыны ерекшеліктерін талдау. Жрек блшы етінде биопотенциалды таралуын арастыру. Эйнтховен теориясыны негізгі жне ЭКГ тсіруді принциптерімен танысу.

 

Жрек блшы ет жасушаларындаы рекет потенциалыны трі мен пайда болуы механизмі жне оны деполяризация затыы жйке талшытары мен аа сйек блшы ет жасушаларындаы рекет потенциалыны затыынан згеше. Мыалы, кальмар аксонындаы сер потенциалыны затыы 0,5-1 мс болса аа сйек блшы еттегі 2-3 мс болады, ал жрек арыншасыны миокардындаы рекет потенциалыны затыы 250-300 мс созылады (1 сурет).

jМ
I
III
II
j       -50     -100    
      -50     -100    
t
250-300 мс
мВ

 

 

 

 

1 сурет

 

Мндай за уаыт жрек блшы ет рылымыны озуы мен жиырылуыны синхронды болуын амтамасыз етеді, ол з кезегінде ан айдауа ммкіндік береді.

Кардиомиоциттаы рекет потенциалыны згеше болуы жасушаны ішкі жне сырты орталарындаы иондарды таралуына тікелей байланысты. Кардиомиоцит пен аа сйегі блшы еттерінде калии жне натрии иондарыны концентрациясы жаын. Біра, кардиомиоцитте рекет потенциалыны пайда болуы мен жректі жиырылуында кальции иондарыны лкен лесі бар екендігі аныталды. Кальции ионы жасушаны сыртында 2 ммоль/л болса, ішінде те аз 10-4 ммоль/л шамасында. Ал жректі жиырылуы кезінде, жасуша ішінде бос кальции иондарыны концентрациясы 103 ммоль дейін артуы ммкін, біра бл арты иондар реполяризация кезінде жасушадан сырта шыарылады.

Кардиомиоциттегі иондар баланысын калии, натрии жне кальции ионды насостары амтамасыз етеді, олар жасушадан сырты ортаа активті тасымалдау арылы натрии жне кальции иондарын айдайды, ал пассивті тасымалдау арылы ішке кальции, натрии, сырты ортаа калии иондарын айдайды (2 сурет).

Ca2- [10- 4] Na- [15] K+ [145] 2K+    
Са2- АТфаза  
К-Na АТфаза  
2 Ca2-

Пассивті тасымаладу

 

Са2- [ 2]

 

Na- [145] Активті тасымалдау

 

K+ [4]

 

 

3 Na-

 

2 сурет

 

Бл насостарды жмысын саркомадаы миокардит жасушасындаы калии-натрии АТФаза мен кальции АТФаза ферментері амтамасыз етеді. Мембрананы 1 мкм2 ауданындаы калии-натрии насосыны тыыздыы 1000, яни 1 см2 аудана 1011 насостан келеді. Ионды насостар 1 секундта иондарды 20 рет айдаса, онда 1 см2 аудандаы насостар 1 секундта иондарды 21012 рет айдар еді. 1 ионды насос 1 ретте 3 натрии ионын айдайтыны белгілі, сонда 1 см2 аудандаы барлы насостар 1 секундта 61012 ионды айдайды. Бл иондар санын Авогадро санына (6,02×1023 моль) блсек 10×10-12 моль/см2×с саны келіп шыады, мнан мембрананы 1 см2 ауданы арылы 1 секундта 10 моль натрии ионы тасымалданатын анытайймыз.

Тынышты алыптаы мембранны натрии жне кальции иондарын ткізуі те тмен PNa/PK = 0,05, сол секілді PСа/PК атынасы да тмен, оны стіне мембрана сыртында кальции иондарыны концентрациясы баса иондара салыстыранда аз. Сондытан миокардты тынышты потенциалы жасушаны екі жаындаы калии иондарыны концентрациясымен аныталынады.

Миокардты рекет потенциалы ш трлі фазамен (кеземен) сипаталады: I фаза-деполяризация кезіндегі кй, II фаза- плато кезіндегі кй жне III фаза- реполяризация кезіндегі кй.

I фаза – деполяризациялы кезе. Бл кезе мембрананы натрии иондарын ткізуіні крт суімен PK : PNa = 1:20 жне мембранадаы jМ тынышты потенциалыны кемуімен (потенциал табасыны згеруімен) сипатталады. Мебранадаы потенциал шамасы -60мВ жеткенді натрии каналдары 1-2 миллисекундтан 6 милисекунда дейін ашылады (3сурет).

 

Фаза Каналдар сипатамасы Ионды каналдарды кйі Ток баыты
  I - Деполяризация ТNa= 1-2 мс   jNa = -60мВ Na Ca K Na+

 

3 сурет

II фаза-плато (жазыты). Бл кезеде мембранадаы рекет потенциал шамасы +30 мВ тан 0 дейін тмендейді жне екі трлі каналдар бір мезгілде жмыс істейді, яни кальции жне калии каналдары иондарды баяу ткізе бастайды. Ашылан кальция каналы баяу трде жасушаа кальции иондарын ткізе бастайды, нтижесінде ішке арай баытталан ток пайда болады:

 

мндаы gCa – мембрананы Ca2- ионы шін ткізгіштігі. Бл пассивті тасымалдау кальции ионы шін электрохимиялы градинет есебінен жреді. Мембрана кальции тогыны суімен атарласа калии ионын ткізуін де кшейтеді, бл з кезегінде мембрананы сыртына арай баытталан калии тогын жне мембрананы сйкес иондарды ткізгіштігін кемуін, жоарылауын тудырады жне мембрананы реполяризациялауа алып келеді (4 сурет). Осылайша пайда болан арама арсы баытталан екі токты шамасы бірте бірте тееседі, бл з кезегінде мембранадаы потенциалды 0 дейін тмендетеді. Бл кезеде кальции мен калии токтарыны осындысы 0 мтылады

 

Фаза Каналдар сипатамасы Ионды каналдарды кйі Ток баыты
  II – Плато ТСa=200-250 мс jСа = +30 мВ   Na Ca K Сa+     К+

4 сурет

 

III фаза - реполяризациялау кезеі.Бл кезе кальции каналдарыны жабылуымен, жоарылауымен, нтижесінде мембранадан сырта арай калии тоыны кшейуімен сипатталады ( 5 сурет).

 

 

Фаза Каналдар сипатамасы Ионды каналдарды кйі Ток баыты
  IIІ- реполяризация   ТК = -50 мс     Na Ca K   К+

 

5 сурет.

 

Кардиомиоциттегі озу былысын арнаулы дістермен зерттейді. Соны бірі кальции иондарын блокатор арылы тежеу дісі. Миоциттегі кальции тогын (кальции иондарыны аынын) тежейтін Д-600, верапамид, Li Mn2+ металдарыны катионы т.б. препараттар аныталды. Олар кальции иондарын жасушаа енуін тежейді, соны нтижесінде мембранадаы сер потенциалыны шамасы мен трі згереді. Жрізілген тжрибелер кальции каналдарын тетродотоксинмен, натрии ионымен тежеуге болматындыын крсетті, бл жадай кардиомиоцитте жеке кальции каналдарынын болатындыын длелдейді.

Келесі люминесценттік талдау дісі. Бл діс жарырауы медузадан алынан экворин ауызы арылы кальции иондарыны тасымалдауын баылауа болады. Оны басты ерекшілігі кальции ионын осып алан экворин аузы зінен жары шыарып, люминесценцияланады. Экворин аузын жрек блшы еті дрілеріне осып береді де,арнаулы оптикалы ралдармен оны шыаран жарыыны интенсивтілігін лшейді. Осылайша алынан мліметтер арылы жрек блшы еттерінде кальции иондарын тасымалдау кезінде сер потенциалы згерісін сипаттауа болады.

алыпты жадайда жне патология кезінде жрек блшы еттерінде кальции иондарыны таралуын радионуклидті диагностика дісі арылы анытайды. Осы масатта кальциді Са45 изотопы олданылады. Изотаптан шыатын бета сулесін сканер арылы тіркейді.

Енді жрек блшы етінде озуды (рекет потенциалыны - электр импульсіні) таралу механизмін арастырайы. Жрек лашасында орналасан, траты трде здіксіз электр импульсін ндіретін «синоаурикулярлы (синус) тйіні (Кейт-Флака тйіні)» деп аталатын ерекше нкте бар. Ол ндірген электр импульсі жрек блшы еттерінде таралып, жрек арыншасы мен жрекшелерді кезек- кезгімен синхронды трде жиырылуын амтамасыз етеді. Жректі жиырылу жиілігі синоаурикулярлы (синус) тйінде (СТ) автоматты трде ндірілген озуа (электр импульсіне) тікелей байланысты, сондытан СТ «пейсмекер» деп атайды.

СТ ндірілген электр импульсі (рекет потенциалы) алдымен жрек лашасына 1 м/с жылдамдыпен жетеді, 40 миллисекундтан со лашаны барлы аймаы озан кйге, яни деполяризация кйіне кшеді. Жрек лашасында р трлі жолдармен тараын электр импульстары, жректі фиброзды лпасында орналасан, электр импульстарын ткізбейтін (озбайтын), арыншаны жрекшеден бліп тратын атриовентрикулярлы тйінге бір мезгілде жетеді. Тек осы тйін ана озуды, яни электр импульстарын арыншадан жрекшеге жеткізетін бірден бір жол болып саналады. Бл тйінні электрлік кедергісі жоары, сондытан онда электр импульстарыны таралуы арыншаа араанда 0,02-0,05 м/с баяу жылдамдыпен тарайды. Аталан былыс атриовентрикулярлы тежеу деп аталады. Бл тежеу диастола кезінде арыншада жиналан барлы ан клемін жрекшені жиырылуына дейін жрекшеге жиналуына жететіндей уаыт береді. Атриовентрикулярлы тйіннен тараан электр импульсі жректі ткізгіш келесі буыны- Гиса шоына (тйініне) жетеді. Бл айматаы талшытар жуан боландытан оларда электр импульстары 2-3 м/с жылдамдыпен тарайды. Гиса шоынан Пуркинье талшытары тарайды, оларды диаметрлері миокард талшыына араанда лкен, сондытан бл талшытрда электр импульстарыны таралу жылдамдаы 4-5 м/с жетеді. Ары арай электр импульстарны таралуы баяулайды, бл жрекшені барлы блшы еттерін синхронды трде жиырылуына ммкінді береді. Осылайша электр импулісі жрекшені арынша аймаанда жиырылмаан блігіне жетеді(6 сурет).

1 – синоаурикуляр (синус) тйіні (0с); (Кейт-Флака тйіні). 2 – лаша миокарды (0,13 с);   3 - атриовентрикуляр тйіні (0,03 с);   4 - Гиса шоы (0,08 с);   5 – Гиса шоыны аятары (0,09 с);   6 – Пуркинье талшаы (0,11 с);   7- арынша миокарды.


 

6 сурет.

 

Жректі электр импульсін тарату жйесіндегі аау аритмия немесе жрек соуыны бзылуы деп аталады. Мндай аау жрек соысыны те тмен (брадикардия) немесе те жоары (тахиаритмия) болуына алып келеді.

Медициналы практикада жрек потенциалын лшеу электрокардиограмма (ЭКГ) деп аталады. Оны негізіне Эйнтховенны тарматар теориясы алынан. Бл теорияа сйкес жрек диполды моменті РЖ болатын электр диполі ретінде арастырылады, ол жрек ызметіні циклына сйкес уаыт туіне арай з осі бойымен кеістікте брылады, орналасуын згертеді. Эйнтховен жректі штары «о ол - сол ол- сол ая» болатын те абыралы шбрышты ортасында орналасан деп санауды сынан (7 сурет). Олай болса диполді дипольдік моментіні шбрыш абыраларына тсіретін проекциясы жоарыда аталан нктелер арасындаы потенциал айырымына те, ол з кезгінде жрек потенциалын сипаттайды.

Биопотенциалдары лшенетін екі нкте жбы «тарматар» деп аталады. Осыан сйкес 1912 ж. Эйнтховен «О- С-СА» тарматарын «стандартты тарматар жйесі» деп атауды сынды жне ол ш тарматан трады.

І тарма «о ол- сол ол», ІІ тарма «о ол- сол ая», ІІІ тарма «сол ол- сол ая». р тармаа з потенциалдар айырымы UI : UII : UIII сйкес келеді. Жрек - диполді шбрыш абараларына тсіретін диполдік моментіні проекциясы Pi мен потенциалдар айрымы Ui арасында мынадай туелділік аныталан UI : UII : UIII = РI : РII : РIII.

«Диполь-жрек» уаыта байланысты з осімен айналатындытан оны тарматардаы проекциясы потенциалдар айрымыны уаыта туелділігін крсетеді, оны электрокардиограмма (ЭКГ) деп атайды (8 сурет). Жрек -диполді РЖ моменті мен оны І тарматаы проекциясы арасындаы a брыш жректі электрлік осіні баытын крсетеді, ол кбіне жректі анатомиялы осімен сйкес келеді (8 сурет).

 
Сол ол
О ол
Сол ая
P
UI

 

РI

 

 

РІ

P
a

 

PII PIII

UII UIII

 

 

7 –сурет. 8-сурет.

 

ЭКГ тістерін латын ріптері P, QRS жне T белгіленеді. ЭКГ-даы Р тісі жрек лашасыны озуы кезінде пайда болады, QRS- жрек арыншасыны деполяризациясы кезіне, яни арыншада озуды таралуына, ал Т тісі оны реполяризациясында сйкес келеді.

Медицналы практикада стандартты тарматардан баса кардиалды униполярлы ( кеуде) ЭКГ тарматары да ке трде олданылады. Мнда бір электродты активті деп атап, оны кеуде уысыны сол жа бетіні 6 нктесіне орналастырады. Бл активті электрод Вильсон электродымен бірге 6 кеуде тармаын райды. Кеуде тармаы «V» бас латын рпіне активті электродты орналасан орнына сйкес келетін санды тіркеп жазу арылы белгілейді, мысалы V1, V2, V3, ... V6

 

 

 

Рис. 9 Рис 10

 

V1 тармаы – активті электрод о жа кеуде куысындаы 4 абыра аралы нктеге орнатылады.

V2 тармаы - активті электрод сол жа кеуде куысындаы 4 абыра аралы нктеге орнатылады.

V3 тарма - активті электрод екінші жне тртінші позицияда, яни сол жа парастерналды сызы дегейіндегі тртінші абыра нктесіне орнатылады;

V4 активті электрод сол кеуде кусындаы 5 абыра аралы сызы бойына орнатылады;

V5 активті электрод сол жа олты асты сызыыны бойына орналатылады;

V6 активті элемент сол жа олты асты горизонталь сызы бойына орналатылады;

ЭКГ диагностикалы мліметі ретінде оны P, QRS жне T тістеріні биіктігі жне P-Q, Q-R-S,S-T, R-R интервал затыы алынады. Пациентен алынан ЭКГ мліметтерді тмендегі кестеде берілген стандарты мліметпен салыстырылады.

 

ЭКГ II тармаында алыпты жадайдаы жрек биопотенциалы мен уаыт интервалы мндері

 

P Q R S T
U,мВ t,cek U,мВ t,cek U,мВ t,cek U,мВ t,cek U,мВ t,cek
0.05-0,25 0-0,1 0-0,2 max 0,03 0,03-1,6 max 0,03 0-0,03- max 0,03 0,25-0,6 max 0,25
Интервалды затаы, сек
PQ QRS QRST ST RR
0,12-0.2 0,06-0,09 0,03-0,44 0-0,15 0,7-1,0

 

Электрографияны трлері:

ЭЭГ- электроэнцефалография, ми биопотенциалын тіркеу.

ЭМГ- электромиография, блшы ет биопотенциалын тіркеу.

ЭРГ- электроретинография кзге сер ету кезіндегі кз торында пайда болатын биопотенциалды тіркеу.

 

орытынды сратар:

1. Жректегі деполяризация кезеіні затыы.

2. Кардиомиоцит фазаларын ата.

3. Кардиомиоците биопотенциалды таралу ерекешілігі.

4. Эйтховен теориясы.

5. ЭКГ тарматары

6. Жрек потенциалын лшеу дістері.

 

дебиеттер мен Web сайттар тізімі

аза тілінде, негізгі:

1. Б.Кшенов Медициналы биофизика. Алматы, 2008 ж. 224 б.

2. Г. Яр-Мухамедова, Б.Кшенов. Медициналы физикадан зертханалы жмыстар. Алматы 2006.

3. Байзак .А., дабаев .Ж. Медициналы биофизика жне медтехника бойынша лабораториялы практикум. Алматы, Эверо баспасы. 2011, 304 б.

4. Байзак .А. Физикалы факторларды медицинада олдану, Шымкент, ОММА баспаханасы. 2002, 79 б.

Орыс тілінде, негізгі:

1. Ремизов А.Н., Медицинская и биологическая физика.- M., Высшая школа, 2003. 608 с.

2.А.Н.Ремизов, А.Г.Максина. Сборник задач по медицинской и биологической физике. –М., Дрофа 2001.

3.М.Е.Блохина, И.А.Эссаулова, Г.В.Мансурова. Руководство к лабораторным

работам по медицинской и биологической физике. –М., Дрофа 2002.

4. Самойлов В.О., Медицинская биофизика. СПб.: СпецЛит, 2004. -496 с.

5. Антонов В.Ф., Черныш А.М., В.И. Пасечник и др. Биофизика. M., Владос,2003.-288 с.

6. Н.И.Губанов, А.А. Утепбергенов. Медицинская биофизика. –М, Медицина 1978.

7. Физиология человека. B3 томах. Пер. с англ. / Под ред. P. Шмидта и Г. Тевса.- М.:Мир,2004г.

8. Владимиров Ю. A.,Рощупкин Д. И., Потапенко A. Я.,ДеевА. И., Биофизика

М:. Медицина 1999

9. Рубин A. E., Биофизика T1,Т2 :M, Университет 2000,2004.

10. Байзаков У.А. и др. Медицинская техника. Алматы: Білім, 2005, 406 с.

11. Байзаков У.А. Кудабаев К.Ж. Основы медицинской техники. Шымкент, 1998, 224 с.

12. Ясуо Кагава Биомембраны. М.: Высшая школа. 1985.-303с.

Аылшын тіліндегі:

1. Brown B.H., Smallwood R.H. Medical Physics and Biomedical Engineering (Institute of Physics, Philadelphia,1999)

2. Herman I.P. Physics of the human Body. Springer- Verlag, Berlin, 2007

3. Davidovits P. Physics in Biology and Medicine, 2nd end (Elsevier/Academic, san Diego, 2001)

4. Berne, RM & Levy, MN (2004). Physiology (5thed.). CV. Mosby & Company, St. Louis & Washington, USA.

5. Schmidt, R.F. & Thews, G. (Eds) (1989) Human Physiology. Publ: Springer-Verlag, Berlin, New York.

6. Jack A. Tuszvnski, Michal Kurzynski (2003). Introduction to Molecular Biophysics (Pure and Applied Physics). CRC.

7. Pattabhi, N. Gautham (2002). Biophysics. Springer.

осымша дебиет:

1. Федорова В.Н.,Фаустов Е.В. Медицинская и биологическая физика. Курс лекций с задачами. М.: Издат. гр. «ГЭОТАР-Медиа», 2009, -592 стр.

2. Рощупкин Д.И., Артюхов В.Г., Основы фотобиофизики. Воронеж, 1997.

3. Генис P. Биомембраны. Молекулярная структура и функции. M. «Мир», 1997.

4. Антонов В.Ф., Коржуев А.В. Физика и биофизика. Курс лекций для студентов медвузов. М.: Издат. гр. «ГЭОТАР-Медиа», 2010, -240 стр.

5. Ургалиев Ж.Ш., Саржанов Ф.Н. Медициналы биофизика пні бойынша зертханалы практикум. Тран баспасы. Тркістан 2012.