О строении сердца мы узнаем еще в школе: есть четыре камеры — два желудочка и два предсердия, и четыре клапана, пропускающие кровь только в одном направлении. Из правого предсердия кровь поступает в правый желудочек, а оттуда уходит в легкие, где обогащается кислородом — это малый круг кровообращения; из легких кровь поступает в левое предсердие и левый желудочек, а оттуда уходит в аорту — это большой круг кровообращения, по которому кровь доставляет кислород ко всему организму.

А вот об электрической активности сердца в школе говорят мало, поэтому в том, как она устроена, хорошо разбираются профессионалы — биологи и медики. Мы попросили кардиолога-аритмолога Алексея Сизова, руководителя кардиологического центра Клинической больницы МЕДСИ на Пятницком шоссе, рассказать о том, как устроена сердечная «электрика».Проводящая система сердца автономна. Это значит, что импульс в ней генерируется самостоятельно. Частоту сердечных сокращений регулируют вегетативная нервная система и некоторые биохимические факторы; это позволяет сердцу реагировать на физические и эмоциональные нагрузки учащением ритма, а значит — и более мощной работой насоса. В норме импульс генерируют клетки синусового узла правого предсердия. Далее он распространяется на предсердия, вызывая их сокращение, и приходит в область предсердно-желудочкового соединения, где расположен еще один узел — атриовентрикулярный (АВ-узел). В нем импульс задерживается, чтобы дать время желудочкам наполниться кровью. После задержки импульс распространяется по проводящей системе желудочков — сначала по пучку Гиса, затем по волокнам Пуркинье. Движение импульса по проводящей системе желудочков вызывает теперь уже их сокращение и выброс крови в аорту и легочную артерию. После этого сердца немного отдыхает, а затем все повторяется снова — около 90 тысяч раз в сутки

«Электрика» сердца — это проводящая система.
«Электрика» сердца — это проводящая система. Она состоит из мышечных волокон особого типа: от клеток, составляющих основную часть сердечной мышцы, они отличаются меньшей толщиной и волнообразной формой. Координируя работу предсердий и желудочков, они обеспечивают ритмичную работу сердца.

По крайней мере, так все происходит в здоровом сердце. Болезни (такие как ишемическая болезнь/атеросклероз, миокардиты и др.) нарушают стройную последовательность движения электрического импульса. Если у пациента нарушена сама генерация импульса в синусовом узле, кардиолог скажет, что это «синдром слабости синусового узла» — сердце бьется медленно, иногда возникают длинные паузы — а это опасно: при паузе более трех секунд человек может потерять сознание. При АВ-блокадах сердце тоже регулярно делает паузы, иногда очень длинные. Это тоже может приводить к потере сознания.

К счастью, природа предусмотрела в электрической системе сердца защитные механизмы. Автономен не только синусовый узел, который инициирует сердечное сокращение, но и другие отделы проводящей системы. Даже если синусовый узел остановится, АВ-узел сам сгенерирует импульсы — правда, более редкие; еще более редкие импульсы самостоятельно генерирует пучок Гиса. Но пульса с частотой 15−30 ударов в минуту хватит только для поддержания жизни. Активная деятельность при этом невозможна.

Сердечный электрик «по требованию»

От нарушений работы синусового узла нет лекарства — для лечения таких состояний изобрели электрокардиостимуляторы (ЭКС) — приборы, воздействующие на сердечный ритм. Первые модели ЭКС появились в конце 1920-х; они были громоздкими — размером с чемодан — и ставились возле больничной койки. Носить с собой их было невозможно. Первый имплантируемый кардиостимулятор был создан в 1958 году; от сегодняшних он отличался довольно сильно — впрочем, истории развития этой технологии можно посвятить отдельную статью.

Один из первых ЭКС. Берлин 1958 г.

Современный ЭКС — это компактное устройство (46х50х6 мм, масса 19 грамм) в корпусе из титана или другого биосовместимого металла. Внутри находятся батарея и электронный блок. Емкости батареи хватает обычно на 10 лет работы, иногда больше. Электронный блок непрерывно анализирует работу сердца и, если в нужное время нет собственного сокращения, генерирует электрический импульс. Если сердце бьется самостоятельно, стимулятор молчит — это называется работой «по требованию».

Маленький помощник для активной жизни

В зависимости от настроек стимулятор имитирует работу сердца в разных условиях, в том числе во время физических нагрузок; одни варианты больше подходят активным людям, другие — ведущим малоподвижный образ жизни. У многих стимуляторов есть встроенные датчики, позволяющие определить, чем занят человек, и адаптировать работу ЭКС в соответствии с физической нагрузкой (такие стимуляторы называются частотно-адаптивными). Встроенный акселерометр измеряет ускорение и распознает быструю ходьбу или бег; датчик минутной вентиляции легких регистрирует частоту вдохов и выдохов — а значит, распознает даже физическую активность, не связанную с большими перемещениями. Люди с частотно-адаптивными стимуляторами могут вести активный образ жизни и даже заниматься спортом.


Имплантация и замена ЭКС — это хирургическая операция. Она длится примерно полчаса и проводится под местной анестезией; прибор вводят через разрез длиной 2 сантиметра под ключицей, а электроды проводят в сердце из раны через прокол в сосуде. Стимулятор связан с сердцем гибкими электродами. При разных заболеваниях применяют однокамерную стимуляцию (электрод находится в правом желудочке), двухкамерную (в правом предсердии и правом желудочке) или трехкамерную (с дополнительным электродом для стимуляции левого желудочка).

Бортовой журнал сердца

Современный кардиостимулятор — это не только источник сердечных сокращений, но и система сбора данных; он хранит информацию о работе сердца и о собственной работе, распознает некоторые виды аритмий, контролирует собственную исправность (заряд батареи, наличие внешних помех, исправность электродов…). На приеме врач-аритмолог с помощью прибора-программатора может установить с кардиостимулятором связь, считать данные и скорректировать программу. Посещать врача людям с кардиостимулятором рекомендуется не реже чем раз в полгода; кроме прочего, регулярные визиты помогают вовремя заметить, что заряд батареи подходит к концу, и заменить стимулятор. Впрочем, некоторые модели ЭКС позволяют снимать данные удаленно — через GSM-приставку — правда, для корректировки параметров все равно нужно идти на прием.


Электрокардиостимулятор — не единственный имплантируемый прибор для улучшения работы сердца. Имплантируемые кардиовертеры-дефибрилляторы (ИКД) распознают опасные для жизни нарушения ритма (такие как желудочковая тахикардия, фибрилляция желудочков) и купируют их специальным режимом стимуляции, генерируя серии высокочастотных импульсов, либо высокоэнергетическими единичными разрядами. Эти устройства при необходимости могут работать и как ЭКС.

Неизбежные ограничения

Современные кардиостимуляторы — умные и долговечные системы, позволяющие вести активный образ жизни, но некоторые неудобные правила владельцы стимуляторов все-таки вынуждены соблюдать. Мощные внешние магнитные поля могут повредить прибор, поэтому владельцам ЭКС нельзя подвергаться их воздействию — делать МРТ (хотя последние поколения ЭКС совместимы и с магнитным полем томографов) и проходить через металлодетекторы в аэропортах. Последняя проблема решается просто: владельцам кардиостимуляторов выдается документ, предъявление которого освобождает от необходимости проходить через детекторы, проводится только ручной досмотр. Менее мощные устройства в общественном транспорте для кардиостимулятора не опасны, рамки в магазинах, реагирующие на радиометки, а не на металл, — тем более.

Самые интересные новости из мира науки: свежие открытия, фотографии и невероятные факты у вас на почте.