Модель распространения возбуждения в сердечной мышце. Трансформация волн возбуждения в сердце

Сердце является самым мощным источником электрического поля в организме человека. Возбуждение в сердце начинается в сино-атриальном узле, играющем роль вводителя ритма для всего сердца в силу того, что он генерирует импульсы более частые, чем те, которые могут возникать в других участках проводящей системы сердца. В дальнейшем волны возбуждения, возникшие в синусном узле, распространяются во всех направлениях по миокарду предсердий, инициируя их сокращение (деполяризация предсердий). Достигая межпредсердной перегородки, волны возбуждают другой участок проводящей системы – атриовентрикулярный узел, пройдя который следуют вдоль пучка Гиса, опускающегося вниз по двум противоположным сторонам межжелудочковой перегородки. Поскольку пучки Гиса во внутренней поверхности стенок желудочков разветвляются на сеть волокон Пуркинье, постольку внутренний слой миокарда желудочков возбуждается в первую очередь и лишь затем, волны возбуждения пронизывают толщу стенки желудочков и распространяются к наружной поверхности сердца. Далее происходит затухание возбуждения желудочков (их реполяризация). Морфо-физиологической особенностью проводящей системы сердца является то, что каждая клетка способна самостоятельно генерировать возбуждение (клетки обладают автоматией). При этом наблюдается градиент автоматии, выражающийся в убывающей способности к автоматии в различных участках проводящей системы по мере их удаления от синусного узла. В обычных условиях автоматия всех нижерасположенных участков подавляется более частыми импульсами из синусного узла. В случае поражения этого узла водителем ритма может стать атриовентрикулярный узел. При этом количество импульсов сокращается до 30-40 в минуту. Если выйдет из строя атриовентрикулярный узел, то водителем ритма могут стать волокна пучка Гиса. Частота снизится до 15-20 в минуту. Если выйдут из строя водители пучка Гиса, процее возбуждения спонтанно может возникнуть в волокнах Пуркинье. Ритм сердца будет очень низким – до 10 в минуту.

13. Характеристики электрического поля точечного заряда (напряжённость, силовые линии, потенциал, эквипотенциальные поверхности).

Электрическое поле – вид материи, с помощью которого осуществляется связь и взаимодействие между телами, имеющими электрический заряд. Электрическое поле имеет определённые характеристики. Силовой характеристикой электрического поля является напряжённость Е. Это векторная величина, численно равная силе F, с которой поле действует на единичный точечный заряд q₀, находящийся в этом поле, и направление которой совпадает с направлением силы, действующей на положительный заряд. Е= (Н/Кл). Электрическое поле изображают системой силовых линий или линий напряжённости.

Это воображаемые линии, при построении которых пользуются следующими правилами:

1) Касательная к силовой линии в каждой точке совпадает с вектором напряжённости поля;

2) Силовые линии всегда не замкнуты: они начинаются на поверхности положительно заряженного тела и заканчиваются на поверхности отрицательно заряженного тела, или они могут начинаться или заканчиваться в бесконечности.

3)Силовые линии не пересекаются, т.к. в каждой точке поля вектор напряжённости имеет лишь одно направление;

4) В любой точке поля плотность силовых линий равна модулю напряжённости поля в этой точке.

Энергетической характеристикой электрического поля является его потенциал φ. Потенциал в какой-либо точке элетростатического поля есть скалярная величина, определяемая отношением потенциальной энергии W_F единичного положительного заряда q₀, помещённого в эту точку к этому заряду:

φ = .

По мере удаления от заряда q, создающего электрическое поле, его потенциал убывает. Единицей измерения потенциала в СИ является вольт (В). На практике чаще пользуются понятием разности потенциалов между двумя точками электрического поля. В электрической цепи эта разность потенциалов называется напряжением. Силовая и энергетическая характеристики связаны между собой. Напряженность в любой точке однородного электрического поля численно равна разности потенциалов, приходящейся на единицу длины силовой линии ∆l: Е= . Поверхность, на которой все точки имеют равный между собой потенциал, называют эквипотенциальной поверхностью. Эквипотенциальные поверхности однородного поля представляют собой плоскости, а поля точечного заряда – концентрические сферы. Одним из свойств эквипотенциальных поверхностей является то, что в каждой точке эквипотенциальной поверхности вектор напряжённости поля перпендикулярен к ней и направлен в сторону убывания потенциала.

Сплошными линиями обозначены силовые линии, пунктиром сечения эквипотенциальных поверхностей.