Depolarizacije i repolarizacije u miokardu

Obilježja su svih živih stanica električne pojave, koje se nazivaju bioelektrične struje. Specifičan tip električnih promjena, akcijske struje srca, povezan je s kontrakcijama srčanog mišića. Razlike potencijala u srcu nastale gibanjem iona uzrokuju električni napon. Kada srčani impuls prolazi kroz srce, električni se napon iz srca širi i u okolna tkiva, a manji dio dopire sve do površine tijela. Tako nastaje električno polje oko srca (1, 2).

U mirovanju, duž membrane svake stanice srčanog mišića prisutan je s unutrašnje strane negativan naboj, što se označava kao membranski potencijal mirovanja. Promjena vrijednosti negativnog naboja, odnosno njegovo smanjenje, što je posljedica ulaska iona Na⁺ i Ca²⁺ u stanicu, naziva se depolarizacija. Uslijed depolarizacije mišićne stanice dolazi do aktivacije mehanizama koji uzrokuju kontrakcije. Tijekom svakog srčanog otkucaja zdravo će srce imati uredno napredovanje vala depolarizacije koji je započet u stanicama sinus-atrijskog čvora i koji se potom širi po desnom i lijevom atriju izazivajući njihovu kontrakciju, a nakon toga prolazi kroz atrioventrikularni čvor te se konačno širi po ventrikulima (3). Kad se jedan dio ventrikula depolarizira i postane elektronegativan u odnosu na preostali dio, električna struja u velikim kružnim tokovima teče s depolariziranog u polarizirano područje. Srčani impuls najprije stiže u septalni dio ventrikula (lijeva endokardijalna površina septuma), a ubrzo se nakon toga proširi unutarnjom površinom ostatka ventrikula. Depolarizirani se ventrikuli kontrahiraju i pri tom izbacuju udarni volumen krvi u aortu i plućnu arteriju, što predstavlja fazu srčanog ciklusa nazvanu sistola.

Depolarizacija srca, tj. smjer vektora u zdravom srcu za vrijeme širenja vala depolarizacije ventrikula, teče općenito odozgo prema dolje i s desna na lijevo i malo unatrag, tj. prati se prosječan strujni tok s negativnošću pri srčanoj bazi i pozitivnošću pri srčanom vršku (1, 2). Nakon završetka depolarizacije srca započinje proces oporavka, tj. repolarizacija. Iako depolarizacija najprije završava u ventrikularnom septumu i sloju endokarda, proces repolarizacije odvija se obrnutim smjerom od depolarizacije, tj. prvo se oporavljaju subepikardni i apikalni, a zatim subendokardni i bazalni slojevi. To se događa jer se subendokardni slojevi teže i kasnije oporavljaju, budući da se protok krvi kroz endokard smanjuje zbog visokog intramuralnog i intrakavitarnog tlaka. Taj je apikobazalni smjer repolarizacije u srčanom radu itekako svrsishodan, jer apeks izlazi iz faze izometrijske i ulazi u fazu izotoničke kontrakcije prije nego srčana baza, što je u skladu s fiziološkom peristaltikom srca (2).

Elektrokardiogram

Podrijetlo riječi dolazi od grč. electra = električna aktivnost, grč. kardia = srce i grč. graphein = pisati.

Akcijske su struje srca slabe i kratkotrajne pa je stoga potrebna osjetljiva aparatura da ih registrira. Elektrokardiogram je krivulja koja uz prikladno raspoređene elektrode bilježi razliku električnog potencijala na površini tijela, a koja je uzrokovana električnim strujama koje teku kroz srce i okolna provodna tkiva.

Dakle, elektrokardiogram je neinvazivna metoda pri analizi rada srčanog mišića koja predstavlja transtorakalni prikaz električne aktivnosti srca tijekom vremena. (3)

Prve pokušaje mjerenja električne aktivnosti srca izveo je nizozemski liječnik i fiziolog Willem Einthoven, koji je konstruirao prvi elektrokardiograf 1903. godine i za to 1924. godine dobio Nobelovu nagradu za medicinu. Prije tog izuma bilo je poznato da otkucaji srca proizvode električne impulse, ali su postojeći instrumenti bili nedovoljno osjetljivi da bi mogli registrirati te impulse, osim ako se ne priključe izravno na srce, što je bio velik problem (3,4).

Einthoven je, koristeći se žičanim galvanometrom kojeg je izumio 1901. godine, sastavio prvi elektrokardiograf koji je težio oko 270 kg, a bilo je potrebno petero ljudi da bi ga pokrenuli (4, 5 , 6 , 7).

Einthoven je dodijelio slova P, Q, R, S i T različitim valovima u elektrokardiogramu i opisao je elektrokardiografske odrednice za mnoge bolesti kardiovaskularnog sustava.

Iako se osnovna načela iz tog doba primjenjuju još i danas, elektrokardiografija je u međuvremenu doživjela velik broj otkrića i znatna usavršavanja. Tako je primjerice instrumentarij evoluirao od glomaznih aparata do kompaktnih elektroničkih sustava, koji često uključuju i računalnu interpretaciju elektrokardiograma (3).

Današnji je 12-odvodni EKG standard u dijagnostici kardiovaskularnih bolesti.

Odrednice normalnog elektrokardiograma

Normalni se elektrokardiogram sastoji od P-vala, QRS kompleksa i T-vala. Osim tih defleksija, na EKG zapisu analiziraju se i PQ (tj. PR), QT, ST i TP intervali te PQ (tj. PR) i ST segment (8).

Zbog relativno male mišićne mase atrija njihova depolarizacija uzrokuje mali P-val. Sinus-atrijski čvor leži u gornjem, lateralnom i stražnjem dijelu desnog atrija. Desni je atrij položen udesno i naprijed, a lijevi ulijevo i natrag pa se desni atrij depolarizira u smjeru prema naprijed, desno i dolje, a lijevi prema natrag, lijevo i gore. Rezultantni vektor depolarizacije obaju atrija usmjeren je odozgo prema dolje i lijevo, više-manje paralelan s osi odvoda II. Zbog toga se P-val vidi najbolje u tom odvodu (2).

Srčani se impuls nakon atrija prenosi prema ventrikulima polako kroz AV čvor. Međutim, u električnu aktivnost u AV čvoru uključen je mali broj stanica koje stvaraju nedetektabilan ukupan srčani dipol. Dakle, odmah nakon P-vala nema mjerljivog napona na površini tijela. Tako nastaje izoelektrični PQ ili PR segment koji počinje od kraja P-vala i traje do početka Q odnosno R-vala te normalno iznosi oko 0,10 s (9, 10). Često se u analizi elektrokardiograma taj segment ne razmatra odvojeno od P-vala te u tom slučaju čini PQ ili PR interval, koji pak normalno iznosi 0,12 - 0,20 sekundi, ovisno o srčanoj frekvenciji. (1,2)

Za registraciju tog slabog potencijala provodnog sustava potrebna je posebna tehnika intrakardijalnog uvođenja kateter elektrode u sklopu elektrofioziološkog testiranja (tzv. elektrogram Hisova snopa, koji se ne upotrebljava u svakodnevnoj kliničkoj praksi, već u istraživačke i znanstvene svrhe) (2). Rutinski se klinički najčešće promatra skraćenje ili produženje PQ ili PR intervala, no kliničku važnost imaju i promjene tog segmenta u odnosu na izoelektričnu liniju. Naime, elevacija PR segmenta u inferiornim odvodima predstavlja atipičan elektrokardiografski znak infarkta atrija (11), dok je depresija PR segmenta korisna u diferencijalnoj dijagnozi akutnog mioperikarditisa i STEMI infarkta (12).

Ukupan srčani dipol ponovno se pojavljuje tek kada depolarizacija AV čvora završi. Depolarizacijski val nastavlja se dalje unutar Purkinjeova sustava, a potom započinje svoj brzi prolaz kroz mišićne stanice ventrikula. Budući da Purkinjeove niti završavaju na interventrikularnom septumu i u endokardijalnim slojevima ventrikula (prodiru do trećine debljine stijenke ventrikula), depolarizacija ventrikula događa se prvo u tim područjima, a zatim napreduje prema van i prema gore kroz mišićna vlakna stijenki ventrikula. Te brze i velike promjene u veličini i smjeru ukupnog srčanog dipola, koje nastanu tijekom ventrikularne depolarizacije, uzrokuju stvaranje QRS kompleksa na elektrokardiogramu. Početna ventrikularna depolarizacija događa se na lijevoj strani intraventrikularnog septuma, što se na elektrokardiogramu prikazuje kao Q-val. U daljnjem širenju depolarizacijskog vala po endokardu stvara se najveći broj srčanih dipola najsličnijeg smjera, što dovodi do stvaranja R-zupca u elektrokardiogramu. Pred kraj širenja depolarizacijskog vala kroz ventrikule ostaje vrlo malo srčanih dipola koji na elektrokardiogramu prezentiraju S val, koji zapravo predstavlja depolarizaciju udaljenog zida desnog ventrikula (8). Normalno trajanje QRS kompleksa iznosi 0,08 - 0,10 s (13).

Iza QRS kompleksa slijedi izoelektrični ST segment (od kraja QRS kompleksa do početka T vala), razdoblje kada su sve ventrikularne mišićne stanice depolarizirane i kada u ventrikulima više nema staničnih dipola. Sukladno tome, na površini tijela ne mjeri se razlika potencijala između pojedinih odvoda, a na elektrokardiogramu se bilježi ravna crta u izoelektričnoj liniji (liniji s nula napona) (8). ST razina normalno odgovara TP i PQ izoelektričnim segmentima (tijekom kojih je ventrikularni miokard u mirnom polariziranom stanju) (3).

ST segment fiziološki može biti malo podignut ili spušten, do pola milimetra (2). Ni izraženija depresija nije patološki znak ako je uzlaznog tijeka. Horizontalna ili descendentna denivelacija od 1 mm ili više znak je koronarne insuficijencije. Do takve denivelacije mogu dovesti glikozidi digitalisa (digoksin) već u terapijskim dozama te simpatomimetici. Nerijetko je denivelacija spojnice samo dio neke druge elektrokardiografske slike ili ako se depolarizacija abnormalno odvija, mora se promijeniti i repolarizacija, tj. finalna oscilacija. Takve promjene finalne oscilacije nazivamo sekundarnim, za razliku od primarnih promjena spojnice i T-vala, koje su same po sebi patološko stanje (1, 13). Pojava koja se često zabunom mijenja za ST depresiju nastaje zbog spajanja T i P vala kod brzog srčanog ritma, ali pri tome, za razliku od prave ST depresije, segment nije ispod PQ izoelektrične razine.

Karakteristična elevacija spojnice nalazi se u akutnoj fazi infarkta miokarda u pojedinim tzv. vezanim odvodima te u akutnom perikarditisu gdje je najčešće u svim odvodima i konkavnog oblika, dok se lagana elevacija (prema gore konkavna) može naći i kod vagotoničara i tzv. „rane repolarizacije", koja je fiziološka varijanta (1, 13). Prekordijalni odvodi zabilježeni iznad desnog ventrikula (V1 i V2) mogu normalno pokazivati ST elevaciju od 1-3 mm s obzirom na dijastoličku izoelektričnu razinu (13).

Nespecifične promjene ST-segmenta mogu se naći u mnogim nekoronarnim bolestima miokarda, kao što su kardiomiopatije nepoznatog uzroka, bolesti metabolizma (amiloidoza, hemokromatoza), kolagenoze, neuromuskularni poremećaji itd. (9).

Osim ST segmenta često se analizira cjelovita finalna oscilacija, koju čini ST segment zajedno s T valom te se to razdoblje u elektrokardiogramu naziva ST-interval (14, 15).

T-val u elektrokardiogramu predstavlja repolarizaciju ventrikula. Obično je pozitivan u drugom odvodu kao i R-val. To pokazuje da je ukupni srčani dipol nastao tijekom ventrikularne repolarizacije usmjeren u istom smjeru kao i tijekom ventrikularne depolarizacije (8). T-val predstavlja najosjetljiviji dio krivulje jer preuranjena ventrikularna kontrakcija koja padne na T val može izazvati ventrikularnu tahikardiju.

Neka mišićna vlakna obično se počinju repolarizirati približno 0,20 s nakon početka vala depolarizacije, a većina drugih tek poslije 0,35 s. Dakle, proces repolarizacije traje dugo, približno 0,15 s (1).

QT-interval sastoji se od QRS-kompleksa, ST-segmenta i T vala. Stoga je QT-interval primarno mjera ventrikularne repolarizacije, dok QRS-kompleks predstavlja depolarizaciju, odnosno kontrakciju ventrikula. QT-interval obično iznosi oko 0,35 s. Budući da trajanje QT-intervala ovisi o srčanoj frekvenciji (skraćuje se s povećanjem i produljuje sa smanjenjem frekvencije), u praksi se često rabi i korigirani QT-interval (koji prema Bazettovoj formuli predstavlja omjer QT-intervala u sekundama i kvadratnog korijena jednog R-R intervala), a on iznosi do 0,44 s kod muškaraca i do 0,45 s kod žena (13). Produženi je QT-interval čimbenik rizika za ventrikularne tahiaritmije (poput polimorfne ventrikularne tahikardije Torsade de pointes) i iznenadnu smrt (3).

Zadnji dio krivulje elektrokardiograma predstavlja izoelektrični TP-segment ili električnu dijastolu (2). To je interval koji nastupa nakon što je završila repolarizacija ventrikula i traje do novog srčanog ciklusa, tj. depolarizacije atrija. TP-segment nema patološki značaj osim onog koji je vezan za tahikardiju (13).

Literatura