Электрокардиограмма и свойства живых систем¶

Электрокардиограмма (ЭКГ) — это метод регистрации электрических полей, возникающих в сердце при его работе, в виде кривой на графике. Каждая ЭКГ-кривая представляет собой последовательность характерных зубцов (P, Q, R, S, T), повторяющихся с определённой периодичностью. В школьном и вузовском курсе биологии электрокардиограмма пациента используется как иллюстрация одного из фундаментальных свойств живых систем — ритмичности (ритмичности процессов), то есть способности организма поддерживать циклические, периодически повторяющиеся процессы, обеспечивающие его жизнедеятельность.

¶Электрокардиограмма как метод

Метод электрокардиографии был разработан в 1903 году нидерландским физиологом Вильямом Эйнтховеном, за что он получил Нобелевскую премию по физиологии или медицине в 1924 году. Эйнтховен описал стандартные отведения и названия зубцов ЭКГ, которые используются до сих пор. В России метод получил широкое распространение в первой половине XX века, а в 1960-е годы в СССР были созданы портативные кардиографы, позволившие проводить массовые обследования.

Принцип метода основан на том, что при возбуждении и сокращении кардиомиоцитов (клеток сердечной мышцы) между возбуждёнными и невозбуждёнными участками сердца возникают разности потенциалов. Электроды, наложенные на кожу грудной клетки и конечностей, улавливают суммарный электрический ток сердца и передают его на регистрирующее устройство. Кривая ЭКГ отражает электрическую активность сердца, хотя и не является прямой записью механического сокращения.

¶Свойства живых систем

В биологии к основным свойствам живых систем относят:

• клеточное строение;
• обмен веществ и энергии;
• раздражимость — способность реагировать на раздражители;
• саморегуляцию — поддержание внутренней среды в пределах, необходимых для жизни;
• ритмичность — периодическое повторение процессов;
• развитие и размножение;
• наследственность и изменчивость.

Электрокардиограмма наглядно иллюстрирует прежде всего ритмичность процессов в организме.

¶Ритмичность процессов

Ритмичность — это свойство живых систем, заключающееся в том, что многие физиологические процессы протекают циклически, с определённой периодичностью. Ритмы присутствуют на всех уровнях организации жизни: от сокращений одноклеточных до циркадных (суточных) ритмов всего организма.

На графике ЭКГ видно, что комплекс QRS (сокращение желудочков) повторяется через равные промежутки времени. У здорового взрослого человека в покое частота сердечных сокращений (ЧСС) составляет 60–80 ударов в минуту, что соответствует интервалу около 0,75–1 секунды. Регулярность этого ритма обеспечивается проводящей системой сердца: синусовым узлом (водителем ритма), предсердно-желудочковым узлом, пучком Гиса и волокнами Пуркинье.

Ритмичность сердечной деятельности имеет принципиальное значение для организма. Регулярные сокращения обеспечивают непрерывный кровоток, а значит — доставку кислорода и питательных веществ к тканям и удаление продуктов обмена. Нарушение ритма (аритмия) на ЭКГ проявляется в неравных интервалах между комплексами QRS и может указывать на патологию.

¶Ритмы в организме

Ритмичность проявляется не только в сердечной деятельности:

Все эти ритмы поддерживаются нейрогуморальными механизмами и обеспечивают согласованную работу органов.

¶ЭКГ в диагностике

В клинической практике электрокардиография остаётся одним из самых распространённых методов диагностики. По характеру ритма, частоте и форме зубцов врач может заподозрить аритмию, ишемию миокарда, гипертрофию камер сердца и другие нарушения. Существуют специальные шкалы (например, шкала Риванола, критерии Миннесоты) для стандартизации описания ЭКГ.

В России ЭКГ входит в обязательный перечень обследований при диспансеризации, в том числе для допуска к управлению транспортными средствами и к работе на высоте. Массовые программы кардиоскрининга проводятся в рамках национального проекта «Здравоохранение».

¶Иллюстрация в образовании

В учебниках биологии для 9 класса (авторы В. Б. Захаров, Н. И. Сонин и др.) электрокардиограмма приводится как наглядный пример ритмичности процессов в живых системах. График ЭКГ позволяет студенту увидеть, что биологические процессы не хаотичны, а подчинены определённой закономерности — периодичности. Это свойство отличает живые системы от неживых: у неживых объектов подобная устойчивая цикличность, как правило, отсутствует (за исключением простых физических колебаний, не связанных с саморегуляцией).

Таким образом, электрокардиограмма пациента иллюстрирует ритмичность — одно из ключевых свойств живых систем, обеспечивающее согласованную и непрерывную работу организма.

¶Источники

• Сонин Н. И., Сапин М. Р. Биология. Человек. — М.: Дрофа.
• Захаров В. Б., Сонин Н. И. Биология. 9 класс. — М.: Дрофа.
• Эйнтховен В. О клинической электрокардиографии. — Нобелевская лекция, 1924.
• Кассельский В. Н. Электрокардиография. — М.: Медицина.