ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΖΩΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ Ηλεκτροκαρδιογράφηµα Ι. ΑΡΤΗΡΙΑΚΗ ΠΙΕΣΗ Η πίεση στην αορτή, στην αρτηρία του βραχίονα και σε άλλες µεγάλες αρτηρίες σ' ένα ενήλικο άτοµο µεταβάλλεται από 120 mmhg (συστολική πίεση) µέχρι 70mmHg (διαστολική πίεση) σε κάθε κύκλο της καρδιάς. Ο λόγος της συστολικής προς τη διαστολική πίεση ονοµάζεται κατά συνθήκη αρτηριακή πίεση (π.χ. 120/70 mmhg). Η πίεση των παλµών (διαφορική πίεση) εµφανίζεται ως η διαφορά ανάµεσα στη συστολική και στη διαστολική πίεση έχει φυσιολογική τιµή περίπου 50mmHg. Στους ενήλικες, συστολικές πιέσεις µεταξύ 100 και 140 mmhg θεωρούνται φυσιολογικές ενώ οι διαστολικές πιέσεις θεωρούνται φυσιολογικές όταν είναι µεταξύ 70 και 90 mmhg. Η πίεση του αίµατος θεωρείται γενικά υψηλή όταν η συστολική πίεση είναι πάνω από 160 mmhg και η διαστολική πάνω από 95 mmhg. Για να είναι σωστή η µέτρηση της πίεσης πρέπει να γίνεται πάντα κάτω από τις ίδιες συνθήκες (π.χ πρωί, µετά τον καφέ κ.λ.π.) και σε κατάσταση ανάπαυσης. ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΗΣ ΠΙΕΣΗΣ ΤΟΥ ΑΙΜΑΤΟΣ Υπάρχουν δύο µέθοδοι µέτρησης της πίεσης του αίµατος: η έµµεση και η άµεση µέτρηση. Για την πρώτη, που ονοµάζεται σφυγµοµανοµετρία (sphygmomanometry) και είναι το θέµα αυτού του εργαστηρίου, χρησιµοποιείται ένα φουσκωτό περιβραχιόνιο µε µανόµετρο και ένα στηθοσκόπιο. Για τη δεύτερη χρησιµοποιείται ένας καθετήρας πίεσης που εισάγεται κατευθείαν στο αιµοφόρο αγγείο. Όλοι έχουµε µετρήσει, ή έχουµε δει να µετράνε την πίεση µε την πρώτη µέθοδο που περιλαµβάνει:. 1. Το περιβραχιόνιο τυλίγεται στο πάνω µέρος του βραχίονα και το στηθοσκόπιο τοποθετείται κάτω απ' αυτό και πάνω από την αρτηρία του βραχίονα όπως φαίνεται στο σχήµα 1, στο τέλος της εργαστηριακής άσκησης. 2. Το περιβραχιόνιο φουσκώνεται τόσο ώστε η πίεση που δείχνει το µανόµετρο να είναι µεγαλύτερη από τη συστολική πίεση και συνεπώς να διακόψει την κυκλοφορία του
αίµατος προς και από το χέρι. 3. Η πίεση του περιβραχιόνιου µειώνεται αργά και ο εξεταστής περιµένει να ακούσει στο στηθοσκόπιο τον ήχο του αίµατος όταν αυτό θα επανακυκλοφορήσει στην αρτηρία του βραχίονα. Οι ήχοι που ακούγονται καθώς το αίµα αρχίζει να ρέει ονοµάζονται ήχοι του Korotkov και έχουν την εξής ακολουθία: 1) πρώτος ήχος, η τιµή του µανοµέτρου αντιστοιχεί στην συστολική πίεση, 2) ελαφρό φύσηµα, 3) δυνατό φύσηµα, 4) ξαφνική εξασθένιση κάλυψη του συστήµατος, η τιµή που θα έχει το µανόµετρο αντιστοιχεί στην διαστολική πίεση, 5) εξαφάνιση του ήχου. Ο πρώτος ήχος ακούγεται όταν η πίεση του περιβραχιόνιου πέσει ακριβώς κάτω από τη συστολική πίεση και το αίµα αρχίσει να ρέει. Αυτός ακολουθείται από ένα µουρµούρισµα αυξανόµενης έντασης καθώς το αίµα ρέει προς το άνω άκρο. Μια ξαφνική κάλυψη του µουρµουρίσµατος δείχνει ότι η ροή δεν είναι πια τυρβώδης. Τότε καταγράφεται η διαστολική πίεση. Όταν η πίεση µειωθεί κάτω από τη διαστολική η ροή δεν είναι τυρβώδης και κανένας ήχος δεν ακούγεται. ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΤΗΣ ΑΣΚΗΣΗΣ 1. Τοποθετούµε το περιβραχιόνιο πάνω από το σηµείο που κλείνει ο αγκώνας. 2. Τοποθετούµε το ακουστικό του στηθοσκοπίου πάνω στην αρτηρία σταθερά και χωρίς να την πιέζουµε (πάνω στο σηµείο κάµψης του αγκώνα, προς το µέρος της καρδιάς). 3. Κλείνουµε την βίδα του µανόµετρου µέχρι την ένδειξη 0. 4. Πιέζουµε τη φούσκα του µανόµετρου µέχρι περίπου την ένδειξη 200. 5. Ανοίγουµε πολύ αργά τη βίδα του µανόµετρου. 6.Τη στιγµή που στα ακουστικά του στηθοσκοπίου ακούµε ένα ρυθµικό κτύπο σηµειώνουµε την ένδειξη του µανόµετρου (αυτή είναι η συστολική πίεση). 7. Τι στιγµή που στα ακουστικά του στηθοσκοπίου σταµατάµε να ακούµε τον ρυθµικό κτύπο σηµειώνουµε την ένδειξη του µανόµετρου (αυτή είναι η διαστολική πίεση).
ΚΑΡΔΙΑΚΟΙ ΗΧΟΙ Δύο ήχοι ακούγονται φυσιολογικά στο στηθοσκόπιο κατά τη διάρκεια κάθε καρδιακού κύκλου: ένας χαµηλός, ελαφρά παρατεταµένος, "λουµπ", (πρώτος καρδιακός τόνος) που προκαλείται από σύγκλιση των κολποκοιλιακών βαλβίδων (Τριγλώχιν, Μιτροειδής) στην αρχή της κοιλιακής συστολής και ένας συντοµότερος, υψίτονος "ντουµπ" (δεύτερος καρδιακός τόνος) που προκαλείται από κλείσιµο των αορτικών ή πνευµονικών βαλβίδων µόλις µετά το τέλος της κοιλιακής συστολής. Ένας απαλός, βαρύς, τρίτος ήχος (τοιχωµατικός ήχος) ακούγεται περίπου στο 1/3 της διαστολής σε πολλά φυσιολογικά νέα άτοµα. Συµπίπτει µε την περίοδο του ταχέως κοιλιακού γεµίσµατος και πιθανά οφείλεται στις δονήσεις του αίµατος. Ένας τέταρτος ήχος µπορεί να ακουστεί µερικές φορές αµέσως πριν τον πρώτο ήχο όταν η πίεση της αορτής είναι υψηλή ή η κοιλία είναι σκληρή όπως σε συνθήκες κοιλιακής υπερτροφίας. Οφείλεται σε ταχύ κοιλιακό γέµισµα και ακούγεται σπάνια σε φυσιολογικά ενήλικα άτοµα. Ερωτήσεις: 1. Μετρήσετε την αρτηριακή πίεση και την συχνότητα καρδιακών ήχων συναδέλφου σας, σε ηρεµία, σε όρθια στάση και µετά από άσκηση. 2. Αναφέρατε τις τιµές σε κάθε περίπτωση. 3. Ποιες διαφορές παρατηρείτε και γιατί.
Β. ΗΛΕΚΤΡΟΚΑΡΔΙΟΓΡΑΦΗΜΑ Η µηχανική δράση της καρδιάς ακολουθεί µια ρυθµική ηλεκτρική λειτουργία. Συγκεκριµένα, όπως είναι γνωστό, τα µυϊκά κύτταρα της καρδιάς είναι πολωµένα, δηλαδή το εξωκυττάριο υγρό είναι περισσότερο θετικό απ' ότι το εσωτερικό του κυττάρου. Όταν όµως ένα µυϊκό κύτταρο της καρδιάς ερεθιστεί γίνεται η εκπόλωσή του, δηλαδή το εξωκυττάριο υγρό γίνεται αρνητικό σε σχέση µε το εσωτερικό του κυττάρου. Περιοχές κυττάρων που έχουν υποστεί εκπόλωση εµφανίζουν διαφορά δυναµικού σε σχέση µε περιοχές κυττάρων που δεν έχουν υποστεί εκπόλωση. Έτσι εµφανίζεται ροή ηλεκτρικού ρεύµατος µεταξύ των δύο περιοχών. Αυτή η ροή συνεχίζεται προς περιοχές κυττάρων που δέχονται τον ερεθισµό µέχρι που όλη η µυϊκή µάζα της καρδιάς να αλλάξει πολικότητα (Σχήµα 1). Στη φυσιολογική καρδιά το ρεύµα ρέει κύρια από τη βάση προς την κορυφή. Αυτή η κύρια κατεύθυνση της ροής ρεύµατος στην καρδιά λέγεται ηλεκτρικός άξονας της καρδιάς. Η ηλεκτρική µεταβολή στον καρδιακό µυ προκαλείται από έναν ηλεκτρικό ερεθισµό που διαδίδεται γρήγορα και αποτελεσµατικά σ' όλες τις περιοχές του µυοκαρδίου. Την ηλεκτρική δραστηριότητα της καρδιάς µπορούµε να παρακολουθήσουµε αν τοποθετήσουµε τα ηλεκτρόδια ενός κατάλληλου συστήµατος - του ηλεκτροκαρδιογράφου - στην επιφάνεια του σώµατος. Τα ηλεκτρόδια τοποθετούνται σε ορισµένες θέσεις πάνω στο σώµα. Σαν τέτοιες θέσεις χρησιµοποιούνται τα δύο χέρια, το αριστερό πόδι και συγκεκριµένες θέσεις πάνω στο στήθος. Ο Einthoven απέδειξε ότι το δεξιό χέρι, το αριστερό χέρι και το αριστερό πόδι µπορούν να θεωρηθούν οι κορυφές ενός ισοπλεύρου τριγώνου, που έχει κέντρο την καρδιά. Αν οι τρεις κορυφές του τριγώνου αυτού παρθούν ανά δύο προκύπτουν οι εξής τρεις συνδεσµολογίες ηλεκτροδίων (Σχήµα 2). Συνδεσµολογία Ι Δεξιό χέρι (-), Αριστερό χέρι (+) Συνδεσµολογία ΙΙ Δεξιό χέρι (-), Αριστερό πόδι (+} Συνδεσµολογία ΙΙΙ Αριστερό χέρι (-), Αριστερό πόδι (+)
Κατά την συνδεσµολογία Ι παίρνουµε ένα σήµα σαν αυτό που φαίνεται στο σχήµα 3. Το κύµα Ρ αντιστοιχεί στη συστολή των κόλπων. Το κύµα QRS στη συστολή των κοιλιών και το Τ στη χαλάρωση τους. Η διαστολή των κόλπων επικαλύπτεται από το ισχυρό σήµα του QRS και δεν γίνεται εµφανής. Το µέγεθος της θετικής απόκλισης του σήµατος γίνεται µέγιστο όταν ο άξονας και η πολικότητα δύο ηλεκτροδίων ταυτίζεται µε τον άξονα της καρδιάς. Το µέγεθος της θετικής απόκλισης του σήµατος πάνω στο άξονα της καρδιάς συµβολίζεται µε ένα διάνυσµα (Σχήµα 2). Τότε το µέγεθος της απόκλισης που παίρνουµε χρησιµοποιώντας τη συνδεσµολογία Ι, για παράδειγµα, είναι η προβολή του βέλους στον άξονα Ι, κ.ο.κ. Για να προσδιορισθεί ο ηλεκτρικός άξονας της καρδιάς χρησιµοποιείται ανάλυση διανυσµάτων. Μετράτε από το ηλεκτροκαρδιογράφηµα το ύψος του επάρµατος QRS από κάθε απαγωγή. Οι αποκλίσεις αυτές του QRS σχεδιάζονται στο τρίγωνο του Einthoven ως διανύσµατα. Κάθε διάνυσµα σχεδιάζεται κατά µήκος της αντίστοιχης απαγωγής που αντιπροσωπεύει, ξεκινώντας από το µέσο του τριγώνου και µε κατεύθυνση το θετικό ηλεκτρόδιο. Οι προβολές των τριών διανυσµάτων τέµνονται σε ένα σηµείο στο εσωτερικό του τριγώνου. Το διάνυσµα από το κέντρο του τριγώνου στο σηµείο τοµής των τριών προβολών αντιπροσωπεύει τον ηλεκτρικό άξονα της καρδιάς. Φυσιολογικά η καρδιά έχει ηλεκτρικό άξονα 59. Αριστερή (<0 ) ή δεξιά (>90 ) απόκλιση του άξονα οφείλεται σε υπερτροφία της αριστερής ή δεξιάς κοιλίας αντίστοιχα. Ερωτήσεις: 1 Προσδιορίστε τον ηλεκτρικό άξονα της καρδιάς. 2. Εξηγήσετε τις διαφορές του ΗΚΓ από τις απαγωγές Ι, II και III αφού αναγνωρίσετε τα επάρµατα Ρ, QRS και Τ.