ПЕЙСМЕКЕР

ПЕЙСМЕКЕР (англ. pacemaker задающий темп, водитель ритма) — источник периодически возникающего распространяющегося возбуждения, вовлекающий какую-либо возбудимую систему в единый специфический акт жизнедеятельности. Следует различать искусственные и естественные Пейсмекеры.

Искусственные Пейсмекеры — это электроимпульсные устройства, позволяющие навязывать искусственный ритм сокращений различным естественным возбудимым образованиям. Разработаны, в частности, электронные стимуляторы деятельности сердца, дыхания, пищеварительной, мочеполовой и других систем. Искусственные Пейсмекеры используют в качестве ритмоводителей сердца и дыхания для стимуляции сокращений желудочков сердца в ритме предсердий, для урежающей стимуляции сердца и др. Напр., возможность навязывать искусственный ритм сокращений желудочкам сердца с помощью искусственных Пейсмекеров при поперечной Электростимуляция).

Методологической основой создания искусственных П. является изучение особенностей функционирования естественных П. в норме и при различных формах патологии. Естественные Пейсмекеры представляют собой совокупность нервных и мышечных клеток, задающих ритм деятельности какой-либо системе или органу. Физиологическая роль естественного Пейсмекера состоит в обеспечении автоматизма и регуляции интенсивности работы тех или иных систем организма (напр., сердечно-сосудистой, дыхательной и т, д.) за счет изменения частоты (ритмики) возбуждения. Отличительной особенностью функциональной организации Пейсмекеров является способность к самовозбуждению (см. Автоматия), участию в развитии распространяющегося возбуждения, исходящего из другого Пейсмекера

Из множества потенциальных Пейсмекеров, обеспечивающих надежность работы органа, выделяют истинный Пейсмекер, вовлекающий в распространяющееся возбуждение другие Пейсмекеры какого-либо органа. Главной особенностью истинного Пейсмекера является опережающее формирование им самовозбуждения. Вместе с тем те или иные структуры выполняют роль источника распространяющегося возбуждения лишь при условии готовности других элементов возбудимой системы к проведению сформированного Пейсмекера возбуждения (см.).

Собственная частота П. в отсутствие внешних влияний относительно постоянна, С помощью механизмов нейрогуморальной регуляции (см.) регулируется частота разрядов П. соответственно уровню потребностей организма в данный момент. Так, накопление в крови конечных продуктов обмена и углекислоты сопровождается учащением ритма сердца и дыхания, обеспечивающих их удаление. Периодические колебания частоты возбуждения П. служат, кроме того, информативным выражением состояния центральных механизмов регуляции. Состояние наркоза, действие ряда ганглиоблокаторов, функциональное перенапряжение сердечно-сосудистой системы уменьшают продолжительность колебательного цикла. Механизмы саморегуляции деятельности какого-либо органа, работающего в автоматическом режиме, обеспечивающие оптимизацию ритма его работы на заданном организмом уровне, тесно взаимодействуют с механизмом центральной регуляции. Механизмы саморегуляции осуществляют оптимальную настройку работающего органа в зависимости от потребностей и функциональных возможностей системы. Т. о., обеспечивается координированное взаимо-уравновешивание частоты и ритма, генерируемых П.

Сознательное (волевое) управление распространяется преимущественно на П. поведенческих реакций,— в частности мотивационное возбуждение (см. Мотивации) и на эволюционно наиболее молодые П., напр. П. дыхания. В процессе индивидуального развития нарастают, а затем снижаются пределы колебаний частоты сердечного и дыхательного ритмов, сопровождающие физические и психоэмоциональные напряжения. Функциональные характеристики гомологичных П. у животных различных видов отличаются между собой по частоте, градиенту и скорости проведения волн возбуждения, продолжительности рефрактерного периода.

Выделяют внутри- и Внеорганные П. В роли П. скелетной, дыхательной мускулатуры выступают соответственно двигательные и дыхательный центры, расположенные в высших отделах ц. н. с. Истинный П. сердца — это синусовый (синусно-предсердный) узел, локализующийся в пределах органа. Показана, однако, возможность центрального навязывания сердцу управляемого ритма, напр, путем раздражения блуждающего нерва электрическими импульсами, подобными наблюдаемым в этом нерве импульсам при естественной деятельности сердца. В целостном организме П. тех или иных функциональных систем находятся в иерархическом соподчинении. Напр., в сердце П. первого порядка — это синусно-предсердный узел; П. второго и третьего порядков расположены в проводящей системе желудочков.

Переход роли истинного П. к элементам более низкого порядка может наблюдаться при повреждении или угнетении П. высшего порядка. Так, регистрируемый в клин, практике переход сердца на желудочковый ритм отмечается при полном блоке проведения возбуждения в атриовентрикулярном узле, или пучке Гиса,— синдром слабости синусового узла (см. Сердце), а в эксперименте — при искусственном повреждении последнего. Аналогичные явления могут иметь место при усилении тормозящих парасимпатических влияний, охватывающих П. сердца высшего порядка, при одновременной симпатической активации желудочковых П. Параллельная деятельность П. разных уровней возникает при нарушениях координации деятельности отделов и участков органа. Предсердно-желудочковая блокада с сохранением синусового ритма активности предсердий и одновременным замедленным желудочковым ритмом наблюдается при нарушениях предсердно-желудочкового проведения. Высшей формой дезинтеграции деятельности возбудимой системы является параллельная несогласованная деятельность множества П. низших порядков. Примером могут послужить нек-рые виды фибрилляции желудочков, при к-рых возникают множественные эктопические очаги.

Возбуждение П. зависит от возникновения импульса в одном или чаще группе электровозбудимых клеток одинакового уровня возбудимости. Распределение разрядов П. во времени описывается кривыми, характеризующими и определяющими активность соответствующих функциональных систем. Частота генерации П. потенциалов действия непосредственно связана со скоростью медленной диастолической поляризации клетки П. и разностью между уровнем трансмембранного потенциала, достигнутым в конце ре поляризации максимальным диастолическим потенциалом, и критическим потенциалом, при к-ром наступает регенеративная лавинообразно нарастающая деполяризация.

Искусственные П. постоянно совершенствуются, в частности увеличение адекватности искусственных П. естественным достигается сближением точек стимуляции с естественными источниками возбуждения и путями распространения возбуждения, повышением «физиологичности» конфигурации раздражающих стимулов, согласованием их во времени с фазами активности естественных П. и другими способами.

См. также Электростимуляция.

Библиография: Андреев С. В. Восстановление деятельности сердца человека после смерти, М., 1955; Анохин П. К. Системные механизмы высшей нервной деятельности, Избранные труды, М., 197 9; Бредикис Ю. Ю. Электрическая стимуляция сердца в клинической практике, М., 1967, библиогр.; он же, Электрическая стимуляция сердца при тахикардиях и тахиаритмиях, М., 1976; Гоффман Б. и Крейнфилд П. Электрофизиология сердца, пер. с англ., М., 1962; Гудвин Б. Временная организация клетки, пер. с англ., М., 1966; Косицкий Г. И. Афферентные системы сердца, М., 1975; Пипия В. И, и Тедеев А. А. Некоторые нарушения ритма сердца при асинхронной электрокардиостимуляции и бнеуправляемая стимуляция, Тбилиси, 197 7; Проблемы общей и клинической физиологии сердечно-сосудистой системы, под ред. Б. И. Ходоровой, Киев, 1976; Рощевский М. П. Эволюционная электрокардиология, Л., 1972; Удельнов М. Г. Нервная регуляция сердца, М., 1961; Удельнов М. Г. и Сухова Г. С. Автоматия сердца, Усп. физиол, наук, т. 5, № 1, с. 82, 1974; Физиология кровообращения, Физиология сердца, под ред. Е. Б. Бабского, Л., 1980.

А. Н. Меделяновский.