(三)容积导电与电偶学说
心肌细胞除极与复极过程在临床心电图上通常用电偶学说来说明。由两个电量相等,距离很近的正负电荷所组成的一个总体,称为电偶。正电荷称做电偶的电源,负电荷称为电偶的电穴,其连线称为电偶轴,电偶轴的方向是由电穴指向电源,两极间连线的中点称为电偶中心。当一个心肌细胞的甲端受刺激而首先除极,由于Na+的内流使此处膜内变为正电位,膜外变为负电位(图14-1-4 B),乙端仍保持膜外为正电位、膜内负电位的极化状态,使同一个细胞膜外的甲乙两端出现了电位的差别。甲端为负电荷(电穴),乙端为正电荷(电源),二者形成电偶,产生电流。电流的方向由电源流向电穴。若在乙端(面对电源)置一探查电极,即可描记出向上的波,反之,在甲端则描记出向下的波。随着除极波的扩展,整个心肌细胞全部除极,细胞膜内外分别均匀地聚集正、负电荷,细胞膜外的电位差消失,无电流存在,则记录为一平线(图14-1-4 C)。心肌细胞复极时,先除极的甲端首先复极,恢复到极化水平,其膜外聚集正电荷,未复极的乙端膜外仍聚集负电荷,复极端为电极,恢复到极化水平,其膜外聚集正电荷,未复极的乙端膜外仍聚集负电荷,复极端为电源,未复极端为电穴,二者再次形成电偶,产生电流,电流方向仍为电源流向电穴,与除极时方向相反,甲端电极描记为正波,乙端描记为负波(图14-1-4 C)。整个心肌细胞恢复极化状态后,电偶消失,无电流产生,再次描记为一平线(图14-1-4 E)。
心肌细胞在除极与复极的过程中,形成电偶,产生电流,在每一瞬间都将传播到整个体液内(图14-1-5)。这种现象和一束肌纤维放在巨盆盐水内,不断产生电偶作用于周围的情况完全相似,这种导电的方式称为容积导电。人体亦可看作是容积导体,心脏处于这一导体之中。
图14-1-4 心肌细胞除极与复极时电偶的形成
图14-1-5 电位在容积导电体内的正负电场示意图