(二)心电图与容积导电
心肌细胞兴奋过程中的电变化是心电图的来源,但是心电图曲线与单个心肌细胞的生物电变化曲线明显不同(图 6-12)。后者是用细胞内记录法得到的。它可以记录出单个心肌细胞的动作电位,也可以记录出它的静息电位。而心电图的记录方法属于细胞外记录法,这种记录方法的原理是把两个测量电极都放在被测细胞之外,因此,记录不到静息电位。在兴奋时它只能记录兴奋部位和未兴奋部位的膜外两点之间的电位差。而且心电图曲线与整个心脏活动有关,心电图上每一瞬间表示的电位数值,是很多心肌细胞电活动的综合结果,就心房和心室两部分来看,它们的心肌细胞还是近于同步时间先后进入去极或复极的。因此,心电图的波形一般代表两个心房或两个心室各兴奋时去极和复极过程的电位变化。
心脏活动的电变化要通过心脏周围的组织和体液导电体而传导到体表面,这种导电方式称为容积导体导电。
为了阐明容积导体的导电特性,简单的实验可用一个较大的球形容器, 其中放置导电液体,构成容积导体(可用生理盐水或电解液),在容器的中央水平放置一小片动物的心肌组织,然后刺激其一端,使其产生兴奋和电变化,同时在球形导体的表面不同点,分别用单极导联的方法,测量各点区电位变化,结果见图 6-13。这个实验说明:当心肌组织左端受到刺激时,该部分首先除极而表面呈负电位,称为“电穴”而和它的相邻未兴奋部位的电位则相对地较正,称为“电源”这样两部位间存在电位差,形成所谓双极体或电偶。电源在前,电穴在后,最后整段心肌全部发生除极而兴奋。这种除极波的传布,既有一定大小,又有一定方向,是一种向量,称电向量。在图解上可以用一个箭头来表示,箭头的指向为向量方向,箭杆的长短表示电动势的大小。上述实验结果显示越接近正极的电位越高,越接近负极电位越低。在球体的右半部因处于正电荷形成的正电场影响之下,在该半球表面各测量点都可以测得电位的正向波动,记录出向上的曲线;而在球体的左半部,因
处于负电场的影响下,其表面各点都可记录出向下的负波。各点所测得的正, 负波幅的大小,则决定于测量点和电偶的相对位置,即在正对着正、负电荷的测量点,记录出最大的正波或负波,而在和电偶联线呈垂直的球形体周径上的各点,因受正、负的影响相等,记录不到任何电变化。在和电偶联线呈一定角度的各测量点,即随角度的增大而记录到幅度相应变小的正波或负波。同时在容积导体中任何一点的电位与电偶的电动势成正比,即电偶的电动势越大,该点的电位越高;与电偶中心的距离平方成反比,即距离越远, 电位的绝对值越低。因此,电极置放在不同位置,所记录的心电图波形必然会有所不同。
当这段心肌全部兴奋时,则在周围测不到电位变化。当这段心肌开始复极时,已复极的部位表面带正电,尚未复极的部位表面带负电,则在此组织周围又可测到电位变化。一般后兴奋的部位先复极,先兴奋的部位后复极, 则复极时的心电向量,仍与兴奋扩布时去极化波的心电向量方向相同。如果上述复极过程的次序相反,则心电向量方向相反。