Вероятнее всего, использование атомной энергетики в такой области медицины покажется чем-то фантастичным, но все же стоит узнать об этом поподробнее. Для этого необходимо определить причины, по которым возможно использование данного метода. Будет крайне интересно изучить строение сердца и проблемы связанные с ним.

В действительности использование атомной энергии в стимуляции работы сердца были, а именно в так назывемых кардиостимуляторях. Эти приборы необходимы для поддержания ритма сердца, которое по некоторым причинам в недостаточной мере выполняет эту функцию. Для этого взглянем на сердце.

В человеческом сердце выделяет четыре так называемых камер: правое предсердие(пп), левое предсердие(лп), правый желудочек(пж),
левый желудочек(лж). Кровь проходит такой путь: со всех органов и тканей она попадает в правое предсердие и называется венозной кровью, как вы понимаете, она совершенно не насышена кислородом, ведь весь он распределился по телу, затем попадает в правый желудочек, после этого попадает в легкие, насыщаясь кислором кровь поступает в левое предсердие и уже назывется артериальной, насыщенной кислородом, после этого попадает в левый желудочек и вновь распределяет кислород по телу, при этом целых двадцать процентов кислорода потребляет мозг.

Таким образом можно заметить периодичность: сокращение предсердий (систола предсердий)-сокращение желудочков (систола желудочков)-пауза (диастола). Такой цикл повторяется от 60 раз в минуту с 12 недели существования плода. Такому «мотору» необходим неплохой аккумулятор, таковой находиться в правом предсердии в устье впадения вен, то есть в синусе ( от лат. sinus « залив,пазуха») и называется синоатриальный узел. Функция СА-узла мало чем отличается от батерейки, происходит накопление заряда и его разрядка. Таким образом происходит смена «+/-» именно эту смену зарядов регистрирует специальный детектор, как вы могли догодаться, так действует электрокардиография сердца (экг).Мембрана любой клетки имеет у поверхности различные ионы (калия,натрия,хлора,остатки фосфорной кислоты — фосфат-ионы).Если заряд внутри мембраны не равен заряду снаружи, то происходит движение ионов, ведь все стремитcя к балансу.Но как они оказались в возбужденном состоянии,если все стремится к балансу?За счет расхода нашей энергии или внешнего возбуждения.В клетке существет очень интересный носитель энергии — АТФ (аденозин трифосфат). Если для вас это звучит немного пугающе, то в данном случае главное понять, что энергия заключена в связи, при необходимости происходит разрыв связи и высвобождение энергии, которая обдуманно расходуется нашим организмом.Всего в молекуле АТФ три фосфатных остатка, при разрыве образуется дифосфат (АДФ) и монофосфат (АМФ).

Теперь немного углубимся в принцип работы сокращения сердечной мышцы. Сердечную мышцу составляют такие белки как : актин, миозин, тропонин. Но они составляют не просто структуры сердечной мышцы, они отвечают за ее сокращение.Обо все по порядку. К концу молекулы миозина прикреплен АТФ, в таком полножении осложнено связывание с актином. При разрыве одной связи и образовании АДФ высвобождается энергия, миозин при наличии на конце АДФ лучше связывется с актином и происходит сокращение мышцы. Но также между актином и миозином есть барьер — белок тропонин. Для свободного связывания актина и миозина, связь тропонина должна быть занята, а именно она связывается с ионом кальция, который поступает в клетку при наличии разности потенциала. Все просто: возникает разность потенциала, ион кальция проникает в мемрану, свзывается с тропонином, освобождается пространсво для связвания актина и миозина, на конце молекулы миозина из АТФ образуется АДф, происходит связывание и сокращение. И процесс происходит циклично — раз за разом.

Заряд возникает в СА-узле и передается ко всему сердцу, как например в АВ-узел (Атриовентрикулярный узел).И присходит описанный выше процесс сокращения.Но по некоторым причинам заряд передается не исправно. Как например: у пожилых людей может нарушатся структура белка, теряется эластичность, таким образом нарушается ритм сердца. Цель — восстоновить ритм сердца, чтоб мы смогли задавать необходимый ритм для сокращния. Для этого создали кардиостимуляторы.

Схема кардиостимуляторов

Принцип работы прост. Стимулятор помещается внутри организма. Автоматически определяется текущий ритм сердца при помощи специальных детекторов.Встроенная батарея передает заряд по электроду, который прекреплен непосредсвенно в необходимое место: будь-то CA-узел или AB-узел. Происходит это по строгой программе, которая встроена в электронную схему. Самое интересное, какая батарея должна использоваться, ведь заменить ее самостоятельно трудновато. На помощь приходит явление радиоактивности. В данном процессе происходит испускание альфа частиц, бета частиц и гамма излучения. Альфа частицы — это частицы, в ядре которых два протона и два нейтрона, то есть это заряженная частица, ведь он не нейтральна. Бета частицы — отрицательно заряженны. Гамма излучение — электромагная волна, той же природы, что и свет, только воздействие немного отрицательнее, честно говоря смертельное. В данном процессе нас интересует первые два. В качестве вещества используется плутоний, весь кардиостимулятор покрыт защитным слоем и не имеет пагубного воздействия на организм
(по данным самих создателей), ведь используют всего 280 милиграмм вещества. Прериод жизни такой батарейки довольно большой, мало кто способен пережить ее, если все идет как надо.Но следует отличать данный метод от того, который используется на атомных электростанциях. В АЭС необходима энергия от распада атома, которая заключена внутри ядра, для этого необходимо огромное количество вещества при котором начинается цепная реакция (критическая масса -порядка 10 кг), в нашем случае же нужны заряженные частицы, котрые воздейсвуют на сокращение мышцы. В таком случае взрыва быть недолжно.

Данное изобретение было создано в СССР, после этого долго пользовалось популярностью зарубежом до появления батареек на основе окислительно-восстановительных реакций (данная тема заслуживает отдельной статьи), скажем на основе химических реакций, в которых также происходит перенос заряда. В наше время трудно сказать, что кардиостимуляторы на основе плутония имеют главное место в кардиологии двадцать первого века, но то что данное изобретение поражает своей оригинальностью и неординарностью является очевидным!