Mitől használ a pacemaker?

Sok ember annak köszönheti az életét, hogy egy apró, elektromos árammal működő készüléket – egy pacemakert – ültettek be a bőre alá. A készülékből az ereken keresztül elektródák vezetnek a szív megfelelő izmaihoz. De hogyan működik ez a készülék?

A beültetésre olyankor van szükség, amikor valakinél szívritmus-zavart, orvosi műszóval aritmiás szívverést tapasztalnak, ami azt jelenti, hogy az illetőnek vagy túl lassan, vagy túl gyorsan, esetleg összevissza, szabálytalanul ver a szíve. Ez pedig hosszú távon az egész vérkeringés összeomlásához, vagyis halálhoz is vezethet. Ezt tudja megakadályozni a pacemaker, amely azért tudja helyreállítani a szívverések szabályosságát, mert ehhez ugyanúgy az elektromosságot használja fel, ahogyan a szív is, a maga természetes körülményei között.

Elektromosság a szívben?

Azt, hogy az áram hat a szívműködésére, már az ókorban is felismerték, sőt, még az is előfordult, hogy egy közismerten elektromosságot termelő állattal: a rájával kezeltek bizonyos szívbetegségeket. Ahhoz azonban hosszú évszázadoknak kellett eltelniük, hogy az orvostudomány pontosan meg is ismerje ennek a mechanizmusát, és hogy a hatás azért lehetséges, mert a szív maga is elektromossággal működik.

Elsőként 1769-ben írta le egy amerikai tudós, Edward Bancroft, hogy bizonyos halak elektromos áramütéseket adnak, vagyis „ráznak”. Nem sokkal később, 1773-ban egy angol parlamenti képviselő, John Walsh is foglalkozott azzal, hogy az angolna elektromos szikrákat ad ki a testéből. És bár néhány orvos már ekkor is használt ilyen halakat a gyógyításban, arra még senki nem tudott választ adni, hogy ez hogyan lehetséges az általuk ismert idegi ingerületvezetés rendszerében, és főként a víz közegében.

A képen jól látható, hogy hová futnak be a szívben a szívritmus-szabályozó elektródái. (Fotó)

Aztán 1774-ben sikerült egy hároméves kislány megállt szívét elektromos áraütésekkel beindítani. Az esemény akkora hatással volt a közvéleményre, hogy fellendítette a további kísérletezéseket, amelyek végül elvezettek a szív elektromos működésének feltárásához. Ezután születhettek meg például az EKG gépek, majd a defibrillátorok (újraélesztő készülékek) és a pacemakerek is.

A huszadik század elején sikerült feltárni, hogy a szívműködés szabályosságát az emberi szervezetben az ún. szinuszcsomó, más néven SA (szino-atriális) csomó vezérli. Az emberi szervezetnek tulajdonképpen ez a természetes pacemakere, vagyis az „ütemcsinálója”.

Mit biztosít a szinuszcsomó?

A szinuszcsomó egy módosult szívizomsejtekből álló, elkülönült rész a szív jobb pitvarának falában. Ebből érkeznek azok az elektromos impulzusok, amelyek megszabják az összehúzódások-elernyedések ritmusát. A mechanizmusnak az az alapja, hogy a szinuszcsomó sejtjeinek sejthártyája a szokványos szívizomsejtekével ellentétben fokozottan átengedi a nátriumionokat, amitől ún. szivárgó Na⁺-áramok jönnek létre, ezek vezetnek a pozitív-negatív töltések egyenletes ritmusú váltakozásához.

Ha ez zavartalanul működik, olyankor a polarizáció kb. egy másodperc utáni összehúzódást, vagyis percenként 60-70 szívverést vált ki az izmokból. Mivel azonban az idegrendszer egységes hálózatként van jelent a szervezetünkben, a szívverés ritmusát, frekvenciáját is számos idegingerület képes befolyásolni, vagyis a Na áramlását többféle hatás is meg tudja változtatni. Így például a plexus cardiacus (vagyis a gerincvelői ideg) gyorsítani, a bolygóideg pedig lassítani tudja a szívverés ütemét (a bolygóideg testünk legnagyobb paraszimpatikus idege, amely az agyból vezérli a mellüreg és a hasüreg szerveit).

Emellett még számos egyéb hatás is megzavarhatja a szinuszcsomóhoz kapcsolódó elektromos rendszert (például a kálium-szint megváltozása, egy pajzsmirigy-gyulladás vagy más betegségek, különféle vegyi anyagok vagy gyógyszerek hatásai, a dohányzás, az alkoholfogyasztás vagy a tartós stressz, stb.), és ha mindezt nem tudták életmód-változtatással illetve gyógyszeres kezelésekkel korrigálni, olyankor kerül sor a pacemaker beültetésére.   

A kísérletezések nehézségei

A pacemakerrel való kísérletezések a 19-dik század végén indultak meg. Az elsők között a brit J. A. McWilliam nevét kell megemlíteni, aki 1899-ben írta le a megfigyeléseit a British Medical Journalban. Cikkeiben többek között arról adott hírt, hogy az emberi szív elektromos stimulálása aszisztolés helyzetben a kamrai izmok összehúzódását okozta, továbbá hogy ugyanilyen frekvenciájú elektromos impulzusokkal 60-as szívritmust tudott előidézni. (Erről itt olvashatsz.)

Az első pacemakerek még jóval nagyobbak voltak, mint a maiak. A képen látható férfinak 1958-ban még a derekához erősítették a készüléket, és a vezetékei is kívül futottak. (Fotó: Medtronic)

Ezután kezdett el közösen dolgozni a sidney-i Royal Prince Alfred Kórház egyik orvosával, dr. Mark C Lidwell Edgar H Booth-szal, aki már létrehozott egy hordozható készüléket, amely akkor még egy fali konnektorból nyerte az áramot. Ebből is következik, hogy az első készülékek szükségképpen jóval nagyobbak voltak, mint a későbbiek. A készüléknél az egyik pólus egy erős sóoldattal átitatott párnácska volt, amelyet a bőrre helyeztek fel, a másik pólus pedig egy olyan tű volt, amelyet a hegyét leszámítva teljes egészében szigeteltek, és bevezettek a megfelelő szívkamrához. 1928-ban ezt az eszközt egy újszülött újraélesztésére használták Sydney-ben, a Crown Street Women's Kórházban. A csecsemő szíve a tíz percnyi stimulálás hatására már saját magától dobogott tovább.

Ekkor egyébként még nem hívták pacemakernek a készüléket – ezt a nevet majd csak az amerikai Albert Hyman biológus találja ki rá. Ő a többiektől teljesen függetlenül fejlesztett ki egy eszközt a szív ritmusának optimális beállítására.

Az ő készülékét akkor egy kézi felhúzású, rugóval meghajtott motor működtette. Ő „mesterséges pacemakernek" nevezte el az eszközt, amit pedig mindenki annyira találónak érzett, hogy végül ennek rövidített változata vált a készülék végleges nevévé.

Sajnos az 1930-as években a kutatásokat nemcsak a háború, hanem az is megakasztotta, hogy az orvosok és egyéb szakértők közül is sokan erkölcsi aggályokat támasztottak a pacemakerrel kapcsolatban. A legfőbb ellenvetés az volt, hogy ezzel az ember úgymond erőszakosan avatkozik bele a természet rendjébe, és voltaképpen halottakat támaszt fel.

Szerencsére azonban sem a Vatikán, sem a nagyobb egyházak nem foglaltak állást a készülékkel szemben, hiszen minden vallás az élet szentségét tartja a legfontosabbnak, és nyilvánvaló volt, hogy a pacemakert az élet védelme érdekében használják. Ezért ez a mozgalom végül elhalt, és a negyvenes évektől folytatódhatott a pacemakerek továbbfejlesztése. Így jutottak el addig a formáig, amelyet ma már mindenütt alkalmaznak, és amelynél a lemerült akkumulátorok cseréje sem jelent nagyobb beavatkozást.

Az első beteg, akinek a testébe már egy kisméretű pacemakert ültettek be, egy 43 éves, svédországi nő, Arne Larsson (1915-2001) volt. Ő 1958-ban kapta meg az első készüléket, amelyet azonban az állapota súlyossága miatt több is követett. Egyúttal ő lett az, aki igen sokat tett a beültethető pacemakerre szoruló betegekért is. Amikor felismerte, hogy a saját életében milyen fontos szerepet játszott ez a műszer, rengeteg időt áldozott arra, hogy más betegek is hozzájussanak. Anne végül 86 éves korában hunyt el, szívbetegségétől független, daganatos betegségben. Az ő áldozatos munkája a gyógyításhoz és a pacemaker-fejlesztéshez egyaránt jelentősen hozzájárult.

Lévai Júlia