Вы, возможно, не задумывались над этим, но сердце – орган, вырабатывающий электричество. Это происходит каждый раз, когда сердце сокращается. Мало этого – сердце еще и работает на электричестве. Уровень этой электрической активности можно измерить прибором, который называется электрокардиографом или, сокращенно, ЭКГ-аппаратом.

Чтобы понять принцип работы ЭКГ-аппарата и как им пользуются, нам придется рассмотреть, что происходит в сердце на клеточном уровне. Однако электрическая активность сердечных клеток – явление крайне сложное, и даже большинство новоиспеченных врачей имеют о ней лишь слабое представление. Поэтому я постараюсь представить ее здесь в очень упрощенном виде.

Если подсоединить вольтметр к двум полюсам батареи, можно измерить разность потенциалов между ними, или, другими словами, электрическое напряжение. Если же специальным вольтметром измерить разность потенциалов между наружной и внутренней поверхностями клеточной мембраны, то становится видно, что с внутренней стороны клетка заряжена отрицательно, а с наружной – положительно. Эта разница называется мембранным потенциалом покоя и складывается за счет ряда факторов: концентрации различных ионов (натрий+, калий+, хлор-, кальций2+) внутри и снаружи клетки, пропускной способности стенок клетки для этих ионов, а также различных ионных каналов и насосов. Благодаря разнице в зарядах между внутренней и внешней сторонами клетки мы видим, что клетка поляризована.

Однако этот показатель относится к состоянию покоя, а как мы знаем, наше сердце – орган беспокойный. Клетки сердечных мышц постоянно деполяризуются (то есть их поляризация выравнивается) и реполяризуются (поляризация восстанавливается), и именно эти процессы заставляют клетки сокращаться и расслабляться при каждом ударе сердца. Разность потенциалов возникает так: различные каналы в клеточной стенке открываются, и через клеточную мембрану проходят электрически заряженные ионы. Изменения в концентрации ионов, особенно кальция, заставляют клетки сердечных мышц сокращаться.

При деполяризации, когда клетка сокращается, процесс за несколько миллисекунд передается соседней клетке, потом следующей и далее, так что за долю секунды все клетки сердечной мышцы успевают деполяризоваться и сократиться, и в результате сердце выталкивает кровь.

Поток заряженных ионов, проходящий через клеточные мембраны в сердечной мышце, представляет собой электрический ток, который можно измерить, подсоединив к телу пациента электроды. Разумеется, полученные показатели относятся не к одной-единственной клетке, а отражают процессы, происходящие в миллионах клеток практически одновременно, – в этом случае величины тока достаточно высоки для того, чтобы их уловил электрокардиограф.

Снимая электрокардиограмму, врач подсоединяет к телу пациента провода – или электроды, – которые в совокупности представляют собой двенадцать электрических каналов. Чуть упростив, можно сказать, что эти каналы позволяют взглянуть на сердце под разными углами. Сигналы, получаемые электрокардиографом, фиксируются на бумаге в виде определенного рисунка: это волнообразные линии и элементы, представляющие различные явления и фазы сердечного цикла.

Когда я анализирую электрокардиограмму, то изучаю именно эти элементы. То, как они выглядят и соотносятся друг с другом, дает мне очень ценную информацию о сердце пациента. Аритмия, инфаркты, воспаление сердечной мышцы приводят к изменениям в электрокардиограмме, и это помогает мне поставить верный диагноз.

При диагностике сердечных заболеваний без электрокардиографа обойтись сложно. Этому гениальному аппарату более 100 лет, но понимание принципов, положенных в основу его работы, начало складываться еще раньше. Еще в конце XVIII века европейские врачи поняли, что сердце вырабатывает электричество. Дальнейшее развитие определили открытия, сделанные датчанином Петером Христианом Абильгором и итальянцами Луиджи Гальвани и Алессандро Вольтой, однако полноправным изобретателем первого электрокардиографа можно считать голландца Виллема Эйнтховена (1860-1927) – он совершил этот прорыв в медицине в 1901 г.. В 1924 г. он за свои открытия был удостоен Нобелевской премии.

Первые электрокардиографы были громоздкими и сложными в применении и получили ограниченное распространение. Здесь, в Норвегии, электрокардиограмму начали делать лишь в 1930-х гг., однако после войны электрокардиографы быстро вошли в обиход, а в последние годы они прочно обосновались даже в кабинетах терапевтов. Сегодня электрокардиограмму можно сделать не выходя из дома, при помощи айфона. Кстати говоря, этот прибор одобрен Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США для использования в медицинских целях. Электрокардиограмма, сделанная айфоном, – не просто забавная затея, она действительно выполняет важную функцию. Пациенты, страдающие от приступов тахикардии (учащенного сердцебиения), должны регистрировать эти приступы с помощью электрокардиограммы, – только так им будет поставлен правильный диагноз. Тем не менее часто они не успевают доехать до врача, как приступ уже заканчивается. Причина тахикардии остается неизвестной, и врач не имеет возможности назначить курс лечения. Однако благодаря айфону вы можете сделать ЭКГ непосредственно во время приступа и отправить результаты врачу, который поставит диагноз и подберет соответствующее лечение.