Serce pod napięciem. Skąd bierze się w nim prąd?

Serce jest potężnym silnikiem naszego organizmu, którzy przez całe życie człowieka pracuje bez ustanku. Praca serca polega na przepompowaniu do wszystkich narządów i tkanek niezbędnej do życia krwi. Aby ten niezwykły ludzki “silnik” mógł pracować sprawnie, musi mieć podawany rytm, podobnie jak czyni to układ zapłonowy w aucie. Ten rytm podawany jest elektrycznie, poprzez wyspecjalizowane komórki, które pełnią funkcję zarówno rozruszników, jak i wiązek elektrycznych i dostarczają sekwencyjnie pobudzenie do mięśnia serca, powodując jego rytmiczne skurcze, co nazywamy sprzężeniem elektro-mechanicznym.

Zobacz również: Jaka przyszłość czeka konsultacje lekarskie online?

Historia rejestracji tych prądów, od pierwszych galwanometrów do dzisiejszej elektrokardiografii, liczy 200 lat. Kliniczne zastosowanie elektrokardiografii ma zaś już ponad 100 lat – mówi dr hab. n. med. Maciej Sterliński, prof. Narodowego Instytutu Kardiologii w Warszawie, członek Zarządu Sekcji Rytmu Serca Polskiego Towarzystwa Kardiologicznego.

Prawidłowo funkcjonujący rozrusznik sprawia, że serce pracuje rytmicznie i prawidłowo. Tym samym jakiekolwiek nieprawidłowości w funkcjonowaniu rozrusznika czy rozprowadzania impulsów po wyspecjalizowanych komórkach układu bodźco-przewodzącego, a także nieprawidłowe szlaki (wrodzone i nabyte) mogą powodować zaburzenia pracy serca: arytmię, czyli niemiarowość, a w konsekwencji nieprawidłową mechaniczną pracę serca.

Technika stara się naśladować naturę. Mówiąc obrazowo, jeśli gdzieś “komórka zapłonu” czy “kable”, czyli drogi przewodzące, zaszwankują i do któregoś “cylindra” serca prąd nie dociera prawidłowo, taki “silnik” nie będzie pracował efektywnie – wyjaśnia prof. Maciej Sterliński.

Zobacz również:

EKG – na czym polega zapis aktywności elektrycznej serca?

Prądy pobudzające serce i rozchodzące się po nim mają bardzo niewielkie natężenie i napięcie, które jest podawane w miliwoltach. Na początku XIX wieku okazało się, że nawet tak niewielkie prądy można zidentyfikować i zmierzyć. Na początku służyły do tego ogromne maszyny zajmujące cały pokój, dziś elektrokardiogram, czyli zapis elektrycznej pracy serca, rejestrują urządzenia wielkości zegarka.

Okazało się, że jeśli na ciele człowieka w odpowiedni sposób umieści się elektrody, będzie można zaobserwować zarówno zmiany potencjału, i jak i kierunek jego rozchodzenia się w czasie. Do celów diagnostycznych można było wyznaczyć cechy takiej krzywej dla prawidłowej pracy serca. Lekarze i fizjolodzy wyodrębniali coraz więcej nieprawidłowości. Cennych informacji może dostarczyć porównanie zapisów EKG, wykonanych w różnych odstępach czasu i wnioski z ewentualnych różnic – tłumaczy prof. Maciej Sterliński.

Aby uzmysłowić sobie, co “widzi” aparat do klasycznego 12-odprowadzeniowego EKG, najpierw warto wyobrazić sobie sylwetkę człowieka z rozłożonymi rękami. Na takiej sylwetce łatwo jest narysować trójkąt równoboczny. Jest to tak zwany trójkąt Einthovena, jednego z twórców współczesnej elektrokardiografii. Wszystkie boki i wierzchołki tego trójkąta są sześcioma kolejnymi punktami odniesienia dla zmiany potencjału generowanego przez rozchodzący się w sercu prąd.

Punkty te równocześnie “patrzą” jak rozchodzi się elektryczne pobudzenie komórek mięśnia sercowego. Poszczególne odprowadzenia trójkąta mają swoje nazwy: I, II, III, aVF, aVR, aVL. Jednocześnie, aby spojrzeć z bliska i dokładniej na to samo rozchodzenie się prądu elektrycznego w mięśniu komór, mamy tak zwane odprowadzenia jednobiegunowe, których również rutynowo jest sześć i rejestrujemy je z elektrod na ścianie klatki piersiowej. To odprowadzenia V1-V6. Przez zestawienie zapisów z tych wszystkich punktów uzyskuje się 12-odprowadzeniowy elektrokardiogram, znany choćby z rutynowych badań okresowych.

Eksperci podkreślają, że 12-sto-odprowadzeniowe EKG i inne formy rejestracji elektrokardiograficznej to wciąż, pomimo ponad 100 lat tej możliwości diagnostyki, jedno z podstawowych badań w kardiologii.

Badanie EKG pokazuje czynność elektryczną serca odzwierciedloną dokładnie w momencie wykonania badania. Dzięki EKG jesteśmy w stanie wychwycić nieprawidłowości rytmu, występujące w chwili wykonywania rejestracji lub inne nieprawidłowości, przede wszystkim związane z niedokrwieniem, które zmienia właściwości elektryczne serca. Elektrokardiogram jest bardzo istotnym narzędziem w diagnostyce choroby niedokrwiennej serca, a zwłaszcza w ostrych zespołach wieńcowych, w tym w tworzącym się zawale serca. Na podstawie prostego elektrokardiogramu możemy postawić szybko diagnozy związane z tymi stanami, właściwie je różnicować i co najważniejsze – odpowiednio szybko leczyć. To niezwykle ważne możliwości – mówi prof. Maciej Sterliński.

Jak podkreśla ekspert, elektrokardiogram wykonywany u pacjenta jest pomocny w diagnostyce aktualnego problemu kardiologicznego oraz w przypadku stwierdzenia patologii o charakterze przewlekłym. Dzięki badaniu można wychwycić nieprawidłowości występujące w sposób stały lub systematycznie powtarzający się. Przykładem jest ocena rytmu wiodącego, różnicowanie rytmu zatokowego z migotaniem przedsionków, różnicowanie występujących przewlekle zaburzeń przewodnictwa w układzie bodźco-przewodzącym i w mięśniu sercowym.

Diagnozy te mogą być podstawą do wdrożenia odpowiedniego leczenia. Istotne, by zawsze na konsultacje lekarskie zabierać ze sobą oryginalne zapisy z poprzednich badań, a nie tylko sam opis. Dzięki porównaniu oryginalnych zapisów źródłowych lekarz będzie w stanie wnikliwie ocenić dynamikę zmian w pracy serca pacjenta.

Rejestracja w klasycznym 12-odprowadzeniowym badaniu elektrokardiograficznym jest zbierana zaledwie w ciągu kilku-kilkunastu sekund. To oznacza, że elektrokardiogram nie jest panaceum na rozpoznanie wszelkich możliwych chorób i stanów pojawiających się okresowo – czyli napadowo – w sercu.

W niektórych stanach chorobowych optymalna jest rejestracja prowadzona w sposób ciągły – stały lub możliwie jak najczęstszy. Takie sytuacje to między innymi napadowe formy bloku przedsionkowo-komorowego, które mogą wymagać wszczepienia stymulatora, napadowe formy arytmii nadkomorowych i komorowych, które u części pacjentów mogą być wskazaniem do wykonania zabiegu ablacji, w tym szczególnie napadowe migotanie przedsionków, które często może przebiegać w sposób niemy klinicznie.

W przypadku migotania przedsionków rozpoznanie jest szczególnie ważne, gdyż może być wskazaniem do natychmiastowego włączenia leczenia przeciwkrzepliwego, które chroni przed najgorszym powikłaniem migotania przedsionków – udarem mózgu.

Zobacz również:

„Inteligentna koszulka” zastąpi badanie Holtera?

Długoterminowa rejestracja EKG jest znana od lat. Najlepiej znanym przykładem jest rejestracja holterowska – popularny Holter, czyli rejestracja prowadzona z wykorzystaniem niewielkiego urządzenia, najczęściej z trzema, rzadziej z 12 odprowadzeniami. Holter prowadzi rejestrację rytmu serca pacjenta najczęściej przez 24 godziny, ale możemy kontynuować zapis dłużej. Jeśli chcemy dokładnie poznać “elektryczny stan zdrowia” serca i wykonamy u pacjenta badanie holterowskie, powiedzmy, raz w miesiącu czy raz na kwartał, łatwo zdać sobie sprawę, że w badaniu wciąż zarejestrujemy pracę serca jedynie w bardzo niewielkim wycinku czasu i w przypadku wielu schorzeń wciąż nie uzyskamy odpowiedzi na ważne pytania diagnostyczne – wyjaśnia prof. Maciej Sterliński.

Jak zaznacza ekspert, na przestrzeni lat metoda holterowska ewoluowała. Możliwe były rejestracje 48- i 72-godzinne, następnie nawet kilkutygodniowe. Urządzenia wykorzystywane do rejestracji były także coraz mniejsze.

Dzisiejsze innowacje związane z rejestracją elektrokardiogramu prowadzą nie do zwiększania ilości odprowadzeń, choć ten aspekt także jest istotny, zwłaszcza w elektrofizjologii klinicznej i ablacjach, ale do zdefiniowania przynajmniej jednego dobrego jakościowo odprowadzenia, które będziemy mogli rejestrować w sposób ciągły. Odzwierciedleniem tej idei są małe czipy – wszczepialne rejestratory arytmii, czy rozwijające się prężnie technologie zupełnie nieinwazyjne: mobilne aplikacje, zegarki, plastry, koszulki i specjalne przystawki, dzięki którym pacjent może mieć stale monitorowane EKG. Niektóre z tych technologii mają już potwierdzoną w badaniach skuteczność kliniczną i tym samym zostały oficjalnie uznane za pomocne w opiece nad pacjentami ze schorzeniami układu sercowo-naczyniowego. Korzystanie z coraz powszechniej dostępnych aplikacji i urządzeń do monitorowania EKG powinno być omówione ze specjalistą – mówi prof. Maciej Sterliński.

Klasyczne 12-odprowadzeniowe badanie elektrokardiograficzne jest wykonywane przez zespół pielęgniarski lub elektroradiologiczny, mający odpowiednie przeszkolenie i uprawnienia do prowadzenia rejestracji elektrokardiograficznej. Dokładnej oceny elektrokardiogramu dokonuje specjalista kardiolog lub specjalista chorób wewnętrznych.