Michał Krawiec

Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach

Serce jest tak naprawdę mięśniem, otoczonym workiem osierdziowym i pokrytym od wewnątrz błoną – wsierdziem. Cztery jamy serca to dwie komory, pompujące krew ze stosunkowo dużą siłą do płuc (komora prawa) oraz do całego ciała (komora lewa), a także dwa przedsionki. W przedsionkach, zgodnie z nazwą, krew spływająca do serca „czeka na swoją kolej”, nim wpadnie do odpowiedniej komory. W prawym przedsionku jest to krew pozbawiona tlenu, która wróciła z całego ciała i teraz musi trafić do płuc, by znowu zyskać tlen. Z kolei do lewego przedsionka spływa natlenowana krew z płuc, która tylko czeka, by zostać wyrzuconą przez lewą komorę do każdej komórki właściciela. Ten jednokierunkowy przepływ krwi zapewniają zastawki. Można je porównać do bramek, przez które przechodzimy w supermarketach – żeby bramka dobrze działała, musi otwierać się tylko w jedną stronę, a po przepuszczeniu klienta szczelnie zamykać.

Pod mikroskopem (lub, jak to mówią badacze, „histologicznie”) budowa mięśnia sercowego jest całkiem podobna do budowy większości mięśni w organizmie, które „na polecenie” pozwalają nam wykonywać codzienne czynności (z pisaniem tego artykułu przy użyciu mięśni rąk włącznie). Serce jednak, pozornie, nie pracuje „na polecenie” – a przynajmniej nie na nasze.

Komórki serca rządzą się same

Ruchy zamierzone zaczynają się od myśli, która z mózgu, w postaci prądu depolaryzacji (impulsu elektrycznego) biegnie następnie komórkami nerwowymi, aż osiągnie odpowiedni mięsień. Prąd depolaryzacji przechodzi następnie przez granicę pomiędzy nerwem a mięśniem (zwykle jest to tzw. płytka nerwowo-mięśniowa), a następnie rozchodzi się po całym mięśniu, powodując skurcz. Nieco szybciej działają tzw. odruchy – z oszczędności czasu cofanie ręki po dotknięciu gorącego czajnika nie wymaga udziału mózgu a impuls nerwowy biegnie z rdzenia kręgowego. Wciąż jednak każda z tych dróg – skutkująca zamierzonym (lub nie) ruchem – wymaga udziału układu nerwowego. Inaczej jest w sercu.

W toku ewolucji część komórek mięśniowych (miocytów) serca zyskała autonomię i sama zaczęła dyktować reszcie, kiedy i w jakiej kolejności mają się kurczyć, aby efektywnie pompować krew. Pasmo tych komórek, jakby „trzymających się za ręce”, tworzy szlak wzdłuż którego biegnie impuls, nim rozejdzie się do pozostałych miocytów. Szlak ten nazywamy układem bodźcotwórczo-bodźcoprzewodzącym – co logicznie wynika właśnie ze zdolności do tworzenia i przewodzenia impulsów (bodźców). W warunkach prawidłowych u dorosłego człowieka układ ten generuje 60-100 impulsów na minutę, i właśnie tyle wynosi średnia częstość uderzeń serca w czasie spoczynku i niezbyt męczących czynności.

A co jeśli…

…serce pracuje z częstością inną niż standardowa? Nie zawsze musimy się tym przejmować. Czasami jest to możliwe podczas głębokiego snu (kiedy serce zwalnia) lub podczas intensywnego wysiłku (kiedy serce przyspiesza). Serca sportowców, przyzwyczajone do dużego obciążenia, w spoczynku „relaksują się” mocniej niż narządy przeciętnej osoby, dlatego pracują jeszcze wolniej. Istnieją też stany i choroby które, chociaż niezwiązane bezpośrednio z sercem, powodują zmiany w częstości jego skurczów. Dzieje się tak np. w chorobach tarczycy, anemii (kiedy serce musi kurczyć się szybciej, żeby „nadrobić” braki w dostawach tlenu wynikające z braków składników krwi) czy w ciąży.

Bywa, że układ bodźcotwórczo-bodźcoprzewodzący szwankuje. Jeśli serce będzie kurczyć się zbyt wolno (tzw. bradykardia), wówczas skurcze następujące co kilka-kilkadziesiąt sekund mogą dostarczać do tkanek zbyt mało krwi niosącej tlen. W skrajnych przypadkach serce może nie kurczyć się w ogóle. Wówczas mamy do czynienia z tzw. asystolią i zupełnym brakiem krążenia krwi w całym ciele, co wymaga natychmiastowej reakcji i rozpoczęcia resuscytacji. Również zbyt szybka praca serca (tzw. tachykardia) nie jest pożądana (ale to temat na osobny tekst). Żeby przeciwdziałać zbyt szybkiej lub zbyt wolnej pracy serca, wymyślono…

Specjalne urządzenia

Kiedy serce zwalnia (np. w wyniku oziębienia, czyli hipotermii, ale też zatrucia, zawału czy zmian elektrolitowych – np. wzrostu ilości potasu we krwi), podstawą jest działanie przyczynowe. Niestety, czasami jest to zbyt mało i narząd nawet po usunięciu czynnika sprawczego nie podejmuje właściwej pracy. Wówczas, jeśli terapia lekami (czyli farmakoterapia) zawodzi, rozwiązaniem są urządzenia, które pobudzają (stymulują) serce do skurczów. Mowa o stymulatorach serca zwanych potocznie rozrusznikami.

Wyobraźmy więc sobie sytuację: karetka przyjeżdża do nieprzytomnego, starszego mężczyzny. Ratownicy rozpoznają zbyt wolny rytm serca (wspomnianą wcześniej bradykardię) i oceniają, że to właśnie ona odpowiada za objawy pacjenta. Nie musi być to bradykardia, w której zarówno przedsionki, jak i komory kurczą się wolno, jednak równomiernie. Istnieją bowiem sytuacje, w których wspomniany wcześniej układ bodźcotwórczo-bodźcoprzewodzący ulega przerwaniu, przez co część układu dyktuje przedsionkom własny rytm, zaś inna część pobudza komory do działania w swoim tempie. Takie sytuacje, w których przedsionki i komory pracują mniej lub bardziej niezależnie od siebie nazywa się „blokami” i w zaawansowanych stadiach również one mogą skutkować zbyt wolną pracą serca.

Wracając jednak do naszego pacjenta: jeśli dostępne w karetce leki nie zadziałają, wówczas wyjściem pozostaje sztuczne narzucenie sercu rytmu „z zewnątrz”. Ani w karetce, ani tym bardziej w mieszkaniu pacjenta czy na ulicy nie ma możliwości dostania się do wnętrza serca i pobudzenia go od środka. Rozwiązaniem jest wtedy tzw. stymulacja przezskórna. Medycy mogą przykleić na skórę klatki piersiowej elektrody (wyglądające jak kilkunastocentymetrowe płaty taśmy samoprzylepnej), pomiędzy którymi będzie przechodził prąd pobudzający serce do pracy w odpowiednim tempie. Przewody, odchodzące od tych elektrod, łączy się z przenośnym urządzeniem, na którym można ustalić częstość stymulacji oraz natężenie prądu. Stymulacja jest skuteczna, kiedy ustawione natężenie prądu jest wystarczające, żeby po każdym „kopnięciu” pacjenta następował skurcz serca. Jest to oczywiście nieprzyjemne (zwłaszcza, kiedy działa skutecznie i serce odzyskuje funkcję, a pacjent świadomość), dlatego wymaga wykorzystania leków przeciwbólowych i sedujących.

Zakres możliwości, które można zaoferować pacjentowi, znacznie zwiększa się po jego przetransportowaniu do szpitala. Jedną z dróg jest implantacja elektrody do czasowej stymulacji. Zabieg taki wykonuje specjalnie przeszkolony kardiolog interwencyjny w warunkach sali operacyjnej. Po przygotowaniu pacjenta wykonuje się nakłucie żyły (najczęściej szyjnej, ale możliwe jest również użycie żyły udowej lub żyły podobojczykowej), przez którą do serca wprowadza się „drucik” – elektrodę. Wykonuje się to pod kontrolą fluoroskopu – czyli lampy rentgenowskiej, która na bieżąco prześwietla pacjenta i na ekranie pokazuje pozycję urządzenia. Po wprowadzeniu do prawej części serca (bo właśnie tam kierują się żyły) i oparciu o wsierdzie (czyli wewnętrzną warstwę narządu) elektroda wysyła impulsy, niejako od środka stymulując mięsień sercowy. W ten sposób można narzucić sercu rytm, regulowany na urządzeniu podpiętym do drugiego końca elektrody na zewnątrz ciała pacjenta. Daje to czas potrzebny do podjęcia dalszych decyzji – np. wszczepienia stałego stymulatora.

Stymulacja czasowa (mimo że bezbolesna) wciąż pozostaje mało komfortowa – z szyi, torsu lub pachwiny pacjenta wystaje przewód podłączony do urządzenia. U chorych, u których przewiduje się dłuższą konieczność, rozwiązaniem jest w pełni wszczepiony do wnętrza ciała rozrusznik. Jak działa?

Urządzenie takie również składa się z elektrody lub elektrod, biegnących w żyłach do prawej komory i/lub prawego przedsionka serca. W zależności od tego, czy mamy do czynienia z dwiema elektrodami w dwóch jamach serca, czy też z pojedynczym drucikiem dochodzącym tylko do komory lub tylko do przedsionka, mówimy o rozrusznikach dwu- i jednojamowych. Elektrody rozrusznika mają, w zależności od typu, możliwość zarówno odczytywania skurczów serca i przekazywania tej informacji do „centrali”, jak i przewodzenia pobudzeń elektrycznych z „centrali” do serca.

„Centrala” ta (zwana „puszką”) w zależności od producenta i typu urządzenia (jedno- lub dwujamowe) może mieć różne kształty i rozmiary, jednak zwykle przypomina metalowy dysk o średnicy ok. 4 cm. Zawiera baterię (wystarczającą średnio na ok. 8 lat) oraz układ elektroniczny, który analizuje aktywność serca zbadaną za pośrednictwem elektrod i w razie potrzeby wysyła stymulujące impulsy. Działa więc jak metronom, wybijający tempo, kiedy serce samo zgubi rytm. Puszka rozrusznika umieszczana jest nie poza ciałem (jak w przypadku stymulacji czasowej), ale zaszywana pod skórą lub pod mięśniami, zwykle poniżej lewego obojczyka. Miejsce, w którym zaszywane jest urządzenie, nazywa się „lożą”. Po przyłożeniu do skóry nad lożą specjalnego urządzenia (tzw. „programatora”), lekarz jest w stanie zmienić ustawienia stymulatora, dostosowując je do aktualnego stanu pacjenta.

Dzięki możliwościom różnego programowania rozruszników, są one dedykowane nie tylko dla pacjentów ze stałą bradykardią czy blokami serca, ale również dla tych, którzy tylko co jakiś czas wymagają lub mogą wymagać pomocy. Przykładem mogą być pacjenci z arytmiami z wolną akcją serca lub tylko z rzadko występującymi przerwami w pracy serca, u których rozruszniki częstokroć odpowiadają za mniej niż 1% skurczów, zaś 99% pochodzi – zgodnie z naturą – z samego serca. Zwykle pacjenci nie czują, kiedy ich serce pracuje w rytmie narzuconym przez rozrusznik – jest to zupełnie bezbolesne.

Ryc. 1 i 2: Puszka stymulatora na dłoni autora. W tym małym urządzeniu znajduje się bateria, działająca nawet kilkanaście lat! Obok zdjęcie rentgenowskie klatki piersiowej pacjenta ze stymulatorem dwujamowym – widoczna puszka stymulatora (niebieski grot) i elektrody umieszczone w układzie żylnym (żółty grot).

Z czym jednak musi mierzyć się pacjent, u którego implantowano stymulator?

Implantacja rozruszników serca, podobnie jak większość współczesnych metod leczenia, wywodzi się z tzw. medycyny opartej na dowodach (EBM, ang. evidence-based medicine). Oznacza to, że istnieją mocne dowody naukowe w postaci dużych, dobrze przeprowadzonych badań, które mówią o skuteczności terapii i wyraźnych korzyściach z jej prowadzenia u osób z konkretnymi, spisanymi w wytycznych wskazaniami.

Sam zabieg implantacji rozrusznika serca wiąże się z możliwością powikłań typowych dla zabiegów z dziedziny kardiologii interwencyjnej. Może dojść do krwawień, zakażenia miejsca operowanego czy perforacji („przedziurawienia”) mięśnia sercowego przez zbyt głęboko umieszczoną elektrodę. Powikłania tego typu są jednak stosunkowo rzadkie – zabiegi wykonywane przez niewielkie nacięcia i nakłucia minimalizują ryzyko krwawień i zakażeń, podobnie jak sam fakt wykonywania ich w sterylnych warunkach bloku operacyjnego. Z kolei coraz to nowsze metody obrazowania serca (takie jak wspomniana wcześniej fluoroskopia z prześwietleniem rentgenowskim „na żywo”) pomagają kardiologom w delikatnym umieszczaniu elektrody na swoim miejscu.

Jak wspomniano wyżej, baterie rozruszników nie są samoodnawialne – działają tym krócej, im większej liczby pobudzeń wymaga chory (zatem gdy każde uderzenie serca musi być stymulowane, bateria szybciej będzie wymagała wymiany). Podczas regularnych kontroli lekarze przy pomocy programatora sprawdzają stan naładowania baterii, dzięki czemu sytuacje, w których bateria „niespodziewanie” się wyczerpie i urządzenie przestanie stymulować serce, są skrajnie rzadkie i dotyczą przede wszystkim osób niezgłaszających się na zaplanowane wizyty kontrolne.

Ze względu na metalowe elementy część pacjentów uważa stymulatory za przeciwskazanie do wykonania rezonansu magnetycznego (RM) – badania, podczas którego pacjent znajduje się w silnym polu magnetycznym. Faktycznie, jeszcze kilkanaście lat temu takie obawy były uzasadnione – od 2008 roku dostępne są jednak urządzenia bezpieczne pod tym względem. Niemniej jednak, każdorazowo przed badaniem należy poinformować lekarza o posiadaniu rozrusznika – urządzenie może wymagać czasowego przeprogramowania przez kardiologa.

Najpoważniejszym chyba powikłaniem implantacji stymulatora serca jest infekcyjne zapalenie wsierdzia (IZW). Bakterie czy grzyby, krążące we krwi np. w wyniku nieleczonej próchnicy czy zakażenia loży stymulatora, mogą osadzać się na elektrodach wewnątrz serca, gdzie tworzą kolonie i niszczą zastawki oraz wnętrze narządu. Objawy pacjentów z taką infekcją szybko narastają i zwykle wymagają pilnej operacji oraz długiego przyjmowania antybiotyków. W profilaktyce IZW kluczowe jest dbanie pacjenta o stan swojego zdrowia, np. poprzez regularne wizyty u dentysty czy pielęgnację ran.

To właśnie współpraca z pacjentem jest podstawą, nie tylko kardiologii, ale całej współczesnej medycyny. Nawet „serce na baterie” – choć to ledwie wycinek lekarskich możliwości – nie zastąpi motywacji chorego, który musi chcieć, by znowu „biło jak dzwon”.

Autorem artykułu jest Michał Krawiec, zwycięzca II miejsca w ogólnopolskim konkursie na artykuł popularnonaukowy "O nauce po ludzku"

Źródło:

Glikson M. i in., 2022: „2021 ESC Guidelines on cardiac pacing and cardiac resynchronization therapy: Developed by the Task Force on cardiac pacing and cardiac resynchronization therapy of the European Society of Cardiology (ESC) With the special contribution of the European Heart Rhythm Association (EHRA).”