Биофизика сердца


Биофи́зика сердца — научное направление на стыке кардиологии и таких разделов биофизики, как биофизика сложных систем, медицинская биофизика, биоэнергетика, биоэлектричество, биофизика метаболизма, изучает физические аспекты сердечной деятельности на всех уровнях её организации, начиная от молекул и клеток и заканчивая сердечно-сосудистой системой в целом, а также изучает влияние на сердечно-сосудистую систему различных физических факторов.

Как равнозначные могут употребляться также термины сердечно-сосудистая физика, кардио-васкулярная физика.

В результате тесного взаимодействия физиков и кардиологов возникла аритмология[b 1] — междисциплинарная биомедицинская наука о ритме сердца, использующая биофизические подходы при рассмотрении работы сердца в норме и в патологии.

Научное изучение сердечной деятельности обычно возводят к работам итальянского врача, анатома и физиолога Луиджи Гальвани, в 1791 году опубликовавшему «Трактат о силах электричества при мышечном движении». Это открытие дало толчок развитию электрофизиологии. Наряду с развитием микроскопии, усовершенствование техники регистрации электрических феноменов живых объектов стало сущностью новой науки — физиологии.

Работы нидерландского физиолога Виллема Эйнтховена, которому удалось сконструировать струнный гальванометр, и его русского друга Александра Самойлова положили начало электрокардиографии[прим. 1], фактически в течение всего 20-го века остававшейся основным методом исследования работы сердца и в медицинской практике, и в научных исследованиях.

В связи с обсуждением недостатков механистического подхода к сложным системам (какими и являются биологические объекты) полезно упомянуть работу[b 2], в 1987 году опубликованную А.К. Гренадером. В ней подробно описывается, как действуют различные ионные каналы миокардиальных клеток, какими фармакологическими средствами можно повлиять на проводимость тех или иных ионных каналов, и к каким последствиям это приведёт в смысле регулирования работы миокарда. В результате этой и подобных работ были введены в медицинскую практику новые группы антиаритмических препаратов. Однако при проведении через десяток лет многоцентровых исследований в рамках доказательной медицины выяснилось, что смертность у лиц, получающих любые антиартимики оказалась выше, чем к контрольной группе, антиаритмического лечения не получающей.[b 1][b 3]