elektrokardiogramm.
Elektro происходит от греческого слова «янтарь». Считалось, что янтарь, как и электричество, обладает способностью притягивать. Kardio — от греческого «сердце», а gramm — от «рисование» или «письмо».
Термин «электрокардиограмма» впервые использовал Виллем Эйнтховен[111]. Опубликовав первую электрокардиограмму, напоминающую современную ЭКГ, в 1902 году, он не хотел использовать для зубцов обозначения Уоллера (A, B, C, D, E), поэтому назвал зубцы P, Q, R, S, T, U (сегодня эти обозначения сохраняются). Он разработал способ точно измерить электрическую активность сердечной мышцы с помощью прибора под названием «струнный гальванометр». Этот аппарат ЭКГ состоял из серии длинных, чрезвычайно тонких стеклянных нитей с серебряным покрытием, способных проводить электричество, генерируемое сердцем. Чтобы создать достаточно тонкие стеклянные нити, Эйнтховен прикрепил расплавленное стекло к стреле, которую выпустил в лаборатории. Летящая стрела очень сильно растянула стекло. После этого он поместил покрытые серебром провода в мощное магнитное поле. Когда провода прикрепили к емкостям с физраствором, куда были помещены руки и левая нога пациента (для улучшения проводимости), магниты изогнули их в разной степени в зависимости от проходящего через них электрического тока. Эта деформация проецировалась на фотопластинку, создавая пиковый график. Первоначальный аппарат ЭКГ Эйнтховена весил 270 килограммов, требовал пяти операторов и нуждался в постоянном охлаждении водой для предотвращения перегрева электромагнитов. Современные аппараты ЭКГ, стоящие в кабинете врача, весят всего несколько килограммов, а в смарт-часах они практически невесомые.
Рис. 22.1. Пес Джимми с электродами. Источник: Wellcome Collection, Attribution 4.0 International (CC BY 4.0)
В 1905 году Эйнтховен стал передавать показания аппарата ЭКГ из больницы в свою лабораторию, расположенную в полутора километрах, по телефонным кабелям, и это положило начало телемедицине. В 1924 году Эйнтховен получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине за изобретение электрокардиографа. В 1930-х годах Кембриджская научная компания, возглавляемая Горацием Дарвином, младшим сыном Чарльза Дарвина, стала одним из первых производителей коммерческих версий электрокардиографов.
Электрическая система сердца максимизирует насосную функцию этого органа. Синоатриальный узел (рис. 22.2), расположенный высоко в правом предсердии, ритмически посылает электрические импульсы один или полтора раза в секунду.
Рис. 22.2. Электрическая система сердца. Источник: Copyright © 2022 UpToDate, Inc.
Электрические импульсы проходят сначала через правое и левое предсердия, из-за чего мышечные клетки сердца сокращаются. Предсердия выталкивают кровь в желудочки, и электрический сигнал от них собирается в атриовентрикулярном узле, расположенном между предсердиями и желудочками. Узел задерживает электрический импульс на достаточно долгое время, чтобы желудочки наполнились кровью, а после передает его мышечным клеткам желудочков, чтобы те могли выбросить кровь в аорту и легочную артерию.
Если сердце имеет электрическую систему, работу которой можно изучить по электрокардиограмме, может ли внешняя электрическая стимуляция оживить небьющееся сердце? Датский физик Николай Абильдгаард в 1775 году разместил электроды по бокам головы курицы и применил электрический разряд, из-за чего птица упала замертво. Повторные разряды, пускаемые через ее тело, не имели никакого эффекта до тех пор, пока Абильдгаард не расположил электроды на груди птицы. После очередного электрического разряда курица поднялась и зашаталась. Это была первая дефибрилляция!
Александр фон Гумбольдт, прусский эрудит, в 1792 году попытался оживить мертвого зяблика, вставив серебряные электроды ему в клюв и задний проход и применив электрический ток. Птица открыла глаза и захлопала крыльями, но через несколько секунд умерла. Фон Гумбольдт повторил этот эксперимент на себе, но все прошло плохо.
Немецкий врач Гуго фон Цимсен в 1882 году познакомился с 46-летней женщиной, у которой после удаления опухоли в грудной клетке сердце оказалось прикрыто лишь тонким слоем кожи. Он понял, что может менять частоту ее сердечных сокращений, применяя электрические импульсы к поверхности сердца. Женщина не ощущала разрядов, но замечала, что ее сердце билось быстрее.
Кардиолог Альберт Хаймен, признав, что сердцебиение — это электрическое явление, разработал технику шокирования остановившегося сердца.
Он вводил электрически заряженную позолоченную иглу в правое предсердие через грудную клетку пациента. Это работало!
Устройство Хаймена, разработанное в 1932 году, приводилось в действие ручным мотором и называлось искусственным кардиостимулятором. Это название используется до сих пор.
Инженер-электрик Уилсон Грэйтбатч разработал способ стимулировать сердце, электрическая система которого вышла из строя. В 1960 году он представил имплантируемый кардиостимулятор. В 1980 году Мишель Мировски разработал и имплантировал первый автоматический дефибриллятор, который помогал человеку выжить в случае опасной аритмии (например, желудочковой тахикардии), где бы тот ни находился.
Один из моих пациентов, охотник на оленей, был в чаще леса, когда разряд дефибриллятора сбил его с ног. Он смог подняться, дойти до грузовика и доехать до местной больницы — этот имплантированный дефибриллятор спас ему жизнь. Он продолжает бродить по лесам в нескольких километрах от людей и больниц.
23Что такое кровяное давление?
По словам врачей, утром у меня было настолько низкое давление, что мне порекомендовали читать газеты.
В 1891 году Самуэль Зигфрид Карл фон Баш, австрийско-еврейский физиолог и личный врач императора Мексики Максимилиана I, изобрел сфигмоманометр (да, так называется прибор для измерения кровяного давления)[112]. Sphygmos переводится с греческого как «пульс», manos — как «тонкий» или «редкий», а metron — как «измерять».
Кровяное давление — это давление, которое кровь оказывает на внутренние стенки артерий всего тела. Когда сердце бьется, создается давление, которое толкает кровь по артериальному дереву, чтобы доставить кислород ко всем клеткам тела (за исключением роговиц). Когда между ударами сердце расслабляется, кровь в артериях создает диастолическое (от греческого «отделять») давление, а когда сокращается — систолическое (от греческого «сближать»). Под воздействием давления, создаваемого сердцебиением, кровь будет выбрасываться в воздух на девять метров.
Нормальное систолическое давление должно быть не выше 120 мм рт. ст., а диастолическое — не выше 80 мм рт. ст. Таким образом, оптимальное кровяное давление у человека не превышает 120/80 мм рт. ст. Кровяное давление собаки составляет около 130/75 мм рт. ст., кошки — 130/80 мм рт. ст., мыши — 120/70 мм рт. ст., лошади — 110/70 мм рт. ст., а слона — 180/120 мм рт. ст. Млекопитающее с самым высоким кровяным давлением, 280/180 мм рт. ст., — это жираф. Это объясняется почти двухметровым расстоянием от сердца до мозга.
Практически половина взрослых жителей США (и каждый четвертый человек во всем мире) страдает гипертонией (повышенное кровяное давление)[113]. Ее часто называют тихим убийцей из-за высокого риска инсульта или инфаркта и диагностируют в случае, если систолическое и диастолическое давление человека регулярно превышает 120/80 мм рт. ст.[114] Причины гипертонии включают генетику (спасибо маме и папе!), пожилой возраст, ожирение, курение, употребление алкоголя, чрезмерное потребление соли, отсутствие физической активности, сахарный диабет и заболевания почек.
Со временем трение, вызванное повышенным давлением, повреждает внутреннюю поверхность артерий. Холестерин проникает в поврежденную стенку сосуда, образуя атеросклеротические бляшки. Долгосрочные результаты неконтролируемой гипертонии включают инфаркт, сердечную и почечную недостаточность, инсульт, заболевание периферических артерий и сексуальную дисфункцию.
О последствиях гипертонии знали еще древние люди. В древнеегипетских, древнекитайских и древнеиндийских медицинских текстах описаны пациенты с «тяжелым скачкообразным пульсом», которые вскоре умирали. Рекомендуемые процедуры включали кровопускание и гирудотерапию для снижения кровяного давления.
Франклин Делано Рузвельт — классический пример того, что может пойти не так при нелеченой гипертонии[115]. В начале его президентства в 1933 году Рузвельт уже имел первую стадию гипертонии, и его кровяное давление составляло около 140/90 мм рт. ст. К 1944 году оно превысило 200/120 мм рт. ст., и у него появились симптомы сердечной недостаточности. На Ялтинской конференции Рузвельт с давлением 250/150 мм рт. ст. громко хрипел и не мог целиком произносить предложения, что указывало на тяжелую сердечную недостаточность. Некоторые историки считают, что Сталин воспользовался состоянием здоровья Рузвельта, тем самым определив судьбу Восточной Европы. В апреле 1945 года, позируя художнику, Рузвельт внезапно пожаловался на самую сильную головную боль в своей жизни и потерял сознание. Его последнее измеренное кровяное давление составляло 350/195 мм рт. ст., и он умер от внутримозгового кровоизлияния (разрыв сосуда головного мозга, вызвавший кровотечение). К несчастью для Рузвельта, первые по-настоящему эффективные и хорошо переносимые антигипертензивные препараты стали доступны только в 1950-х годах.
Почему высокое кровяное давление до сих пор называют эссенциальной гипертензией? Для чего она эссенциальна, кроме инфарктов и инсультов? В начале прошлого века врачи считали, что при затвердевании артерий вследствие атеросклероза повышение кровяного давления было необходимо для эффективного кровоснабжения жизненно важных органов, например мозга и почек. Сэр Уи