НЕРЕГУЛЯРНАЯ ЖЕЛУДОЧКОВАЯ ТАХИКАРДИЯ КАК МЕХАНИЗМ ГОМЕОСТАТИРОВАНИЯ МЕХАНОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В СЕРДЦЕ СОБАКИ В УСЛОВИЯХ АНТИОРТОСТАТИЧЕСКОЙ ГИПОКИНЕЗИИ

Аннотация:

Исследованы электрофизиологические механизмы желудочковых нарушений ритма у собак (n=7) в условиях антиортостатической гипокинезии под углом 45°. Выявлена аномальная трансмуральная гетерогенность реполяризации в основании и верхушке левого желудочка, а также увеличенная дисперсия реполяризации миокарда. К 30-й минуте антиортостатической гипокинезии в миокарде во всех слоях и областях желудочков после периода желудочковых аритмий происходят значительные увеличения длительности реполяризации, сопровождающиеся снижением насосной функции сердца. Предложена гипотеза о физиологической роли желудочковой тахикардии как механизма электромеханического гомеостатирования в сердце. Полученные результаты позволяют предположить, что сердце собаки в условиях антиортостатической гипокинезии после пароксизма нерегулярной желудочковой тахикардии становится более устойчивым к аритмии. Ключевые слова: антиортостатическая гипокинезия, желудочковая такихардия, длительность интервалов активация—восстановление (ARIs), внутрижелудочковое давление, собака. При антиортостатической гипокинезии (АНОГ), как одной из моделей физиологических эффектов невесомости, в организме нарушается принцип субординации и функционального взаимодействия физиологических систем. При этом АНОГ приводит к сдвигам в работе сердечной деятельности, которые имеют приспособительный характер в изменившихся условиях функционирования организма. АНОГ является стрессовой ситуацией для организма, при которой особенности электрофизиологических свойств модифицируют структуру миокарда и приводят к сдвигам в работе сердечной деятельности, которые имеют приспособительный характер. Изменения механической нагрузки в условиях АНОГ приводят к перераспределению максимального градиента внутрижелудочкового давления в конце систолы из средних областей левого желудочка в области верхушки и базальных отделов, что может вызывать нарушения ритма сердца. Механизмы аритмогенеза при миокардиальном стрессе в условиях АНОГ полностью не объяснены. Если возникновение желудочковой тахикардии у здоровых людей является следствием "электрической болезни сердца", то до настоящего времени не определено значение так называемой "функциональной" желудочковой тахикардии в условиях АНОГ. Актуальным является изучение механизмов нарушения ритма сердца в раннем периоде АНОГ и его влияние на функциональную деятельность сердца. Целью данного исследования являлось изучение электрической и механической устойчивости функционирования сердца и его регуляторных механизмов в раннем периоде АНОГ. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ. Исследования выполнены на взрослых беспородных собаках-самцах (n=7) массой 30+5 кг в соответствии с международными правилами обращения с экспериментальными животными (Guide for the Care and Use of Laboratory Animals; US National Institutes of Health: NIH Publication № 85-23, ред. 1996 г.). Собак наркотизировали золетилом (15 мг/кг внутримышечно), фиксировали в положении лежа на спине на специальном устройстве, позволяющем создавать АНОГ под углом 45°. После вскрытия грудной клетки температуру тела животного во время эксперимента поддерживали на уровне 37-38°С. У собак синхронно регистрировали изменение давления в левом желудочке и ЭКГ в биполярных отведениях от конечностей с помощью гемодинамической установки Prucka Mac-Lab 2000 ("GE Medical System GmbH"). Посредством катетеризации левой бедренной артерии катетером Свана—Ганца измеряли давление в левом желудочке и аорте. Определяли гемодинамические показатели: среднее давление в аорте (Рср), максимальное систолическое давление в левом желудочке (МСДПЖ) и конечно-диастолическое давление в левом желудочке (КДЦЛЖ), максимальную скорость повышения давления (dP/dtmax) и максимальную скорость снижения давления (dP/dtmin) в левом желудочке. Методом термоделюции определяли сердечный выброс (СВ). Картографирование электрических потенциалов сердца проводили игольчатыми электродами с помощью электрокардиотопографической установки (128-многоканальная система для синхронной регистрации электрического поля, разработанная АОЗТ СП "Геософт-Истлинк" ("Геолинк") совместно с Институтом физиологии Коми НЦ УрО РАН при участии АОЗТ "ВНИИМП-ВИТА"). В каждом миокардиальном отведении определяли момент активации (по показателю dV/dtminB период комплекса QRS), момент реполяризации (по показателю dV/dtmax в период ST-7" комплекса). Длительность интервалов активация—восстановление (ARIs) изучали по временному промежутку между моментами активации и реполяризации. Дисперсию вычисляли как разность между максимальным и минимальным значением каждого показателя (dV/dt и dV/dtmax). Гемодинамические и электрические параметры регистрировали в горизонтальном положении с первой минуты АНОГ, затем через каждые 5 мин в течение 30 мин при АНОГ 45°. Считается, что антиортостатическая поза с углом наклона до 20° и продолжительностью эксперимента 5-10 мин является недостаточной для оценки компенсаторных функциональных реакций сердечно-сосудистой системы. Мы изучали, как функционирует сердце и какие изменения в миокарде будут происходить в течение всего периода воздействия АНОГ под углом 45°. Статистическую обработку полученных результатов проводили с помощью программ "Statistica 6.0", "Biostat 4.03". Для оценки различий параметров до и после воздействия применяли критерий Вилкоксона, тест Фридмана с последующим применением критерия Ньюмена—Кейлса. Различия признавали значимыми при р<0.05. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. Аритмогенные механизмы миокардиального стресса, которые могут иметь как органическое, так и функциональное происхождение, до сих пор полностью не изучены. Известно, что важную роль в аритмогенезе играет пространственная дисперсия реполяризации, отражающая изменения в работе ионных каналов, межклеточных соединений, миоцитов и тканевой структуры. В результате проведенных исследований на собаках в условиях АНОГ под углом 45° нами выявлены разнонаправленные электрофизиологические нарушения в сердце. На 3-й минуте после перевода туловища из горизонтального положения в АНОГ 45° возникли нарушения ритма сердца в виде полиморфных одиночных и парных желудочковых экстрасистол (рисунок, а), и нерегулярной полиморфной желудочковой тахикардии на 20-й минуте (рисунок, б). Возникновению желудочковой тахикардии предшествовало увеличение интервала ОГ на ЭКГ уже на 1-й минуте АНОГ 45°, а также существенное повышение дисперсии реполяризации в интрамуральных слоях, которая восстанавливалась к 20-й минуте АНОГ 45°. К 30-й минуте эксперимента нарушения ритма сердца не были зафиксированы. К этому времени ЧСС, КДДЛЖ, СВ, а также комплекс QRS и интервал QTна ЭКГ значимо не изменялись (табл. 1), в то же время выявлено снижение (р<0.05) МСДЛЖ, dP/dtmax, dP/dtmin, Рср по отношению к исходному горизонтальному положению. В условиях АНОГ 45° имеет место перераспределение максимального градиента внутрижелудочкового давления в конце систолы из средних областей левого желудочка в основание и верхушку сердца. Эти области в различной степени реагируют на миокардиальный стресс, так как имеют неодинаковую плотность распределения синапсов симпатической нервной системы, бета-адренорецепторов и чувствительность к катехоламинам, что приводит к появлению электромеханической десинхронизации между основанием и верхушкой сердца. Повышение нагрузки на базальные отделы и локальная "недогрузка" области верхушки левого желудочка при АНОГ 45° увеличивает электрическую и механическую гетерогенность миокарда, что позволяет в условиях механической неоднородности фаз сокращения и расслабления отдельных участков миокарда сохранить сократительную функцию сердца на оптимальном для организма уровне. В то же время изменения в движении локальных участков стенки желудочка провоцируют увеличение локального механического растяжения фибробластов. Это приводит к нарушению функционирования стретч-активированных каналов,что в конечном итоге проявляется в ремоделировании клеточной реполяризации. На начальном этапе эксперимента в исходном горизонтальном положении тела дисперсия ARIs правого желудочка составляла 57.7±32.3 мс, левого —54.4±25.5 мс, глобальная (общая) — 100.1±35.1 мс. На 0.5-3-й минутах АНОГ 45° дисперсии ARIs — глобальная, правого и левого желудочка—по отношению к таковым в исходном положении тела значительно увеличивались и составляли 165.7±66.7, 88.9±39.6 и 77.6±28.8 мс соответственно (р<0.05). К 20-й минуте АНОГ 45° глобальная дисперсия ARIs правого желудочка составляла 57.1±23.7 мс, левого—45.0±17.6 мс, глобальная (общая) — 105.0±30.7 мс, т.е. произошло ее возвращение к исходному уровню. В горизонтальном положении в сердце собаки процесс реполяризации характеризовался региональной стабильной гетерогенностью. При АНОГ 45° уже к 3-й минуте процесс реполяризации отражал аномальные разнонаправленные изменения трансмуральной гетерогенности. В частности, в основании и верхушке левого желудочка увеличивалась дисперсия реполяризации,которая становилась динамически модифицированной в условиях нарушения электротонического сопряжения между клетками и слоями миокарда. Общая длительность ARIs обоих желудочков увеличивалась (р<0.05) с 3-й по 30-ю минуту АНОГ 45° по отношению к исходному горизонтальному положению. Однако ARIs в правом и левом желудочке были обособленно удлиненными (р<0.05) только на 30-й минуте АНОГ 45° (табл. 2). Кроме того, нами выявлен межжелудочковый градиент длительности ARIs в условиях АНОГ 45°. Так, длительность ARIs в правом желудочке была меньше (р<0.05) на 20-й и 30-й минутах АНОГ 45° по сравнению с ARIs в левом желудочке (табл. 2). Только на 20-й минуте АНОГ 45° был выявлен трансмуральный градиент длительности ARIs в миокарде левого желудочка: в субэндокардиальных непрерывно изменяющимся пространственно-временным вектором деполяризации и реполяризации в интрамуральных слоях миокарда и дискретным увеличением длительности дисперсии реполяризации. Возникновение желудочковой тахикардии, полиморфных желудочковых экстрасистол у собаки в раннем периоде АНОГ 45° не снижает функциональный резерв сердца и обеспечивает стабильность функционирования сердечно-сосудистой системы в новых условиях существования. Мы предполагаем, что нарушения ритма сердца при АНОГ 45° имеют функциональный характер и являются одним из механизмов электромеханического гомеостатирования сердца при срочной адаптации в условиях чрезмерной внутрижелудочковой региональной нагрузки и нарушенного электротонического сопряжения между кардиомиоцитами. Желудочковые нарушения ритма вызывают электрофизиологическое ремоделирование через снижение электрической неоднородности миокарда, которое имеет физиологический характер. Это обеспечивает функционирование миокарда на более низком энергетическом уровне, в результате чего повышается устойчивость к нарушениям сердечного ритма. Полученные результаты позволяют предположить, что сердце собаки в условиях АНОГ 45° после пароксизма нерегулярной желудочковой тахикардии становится более устойчивым к возникновению аритмии. Работа выполнена в рамках темы "Сравнительно-физиологическое исследование пространственно-временной организации электрофизиологических процессов и сократимости миокарда позвоночных животных" (№ ГР АААА-А17-117012310154-6) по Программе ФНИ на 2013-2020 гг.

Авторы:

Издание: Бюллетень экспериментальной биологии и медицины
Год издания: 2018
Объем: 6с.
Дополнительная информация: 2018.-N 8.-С.164-169. Библ. 15 назв.
Просмотров: 149