Введение к работе
Актуальность темы. Реполяризация миокарда желудочков обладает электрической неоднородностью (гетерогенностью), которая доказана на уровне отдельных изолированных кардиомиоцитов (Sicouri, Antzelevitch, 1991,Litovsky, Antzelevitch, 1988,Litovsky,Antzelevitch, 1990), а также на небольших фрагментах миокарда (Sicouri et al, 1994; Anyukhovsky et al, 1996, Anyukhovsky et al, 1997) Вместе с тем, гетерогенность реполяризации миокарда в экспериментах in situ изучена далеко не в полной мере вследствие модификации электрических свойств миокардиальных клеток электротоническим взаимодействием (Taccardi et al, 2005, Efimov et al , 1996, Mendez, 1983; Taggart et al , 2003) Исследования электрофизиологических свойств миокарда в субэпикардиальных, интрамуральных и субэндокардиальных слоях верхушек и оснований правого и левого желудочков в экспериментах т situ необходимо для понимания роли неоднородности распределения длительностей реполяризации миокарда желудочков в формировании последовательности реполяризации
В течение первых трех десятилетий клинической электрокардиостимуляции, большое внимание уделялось вопросу синхронизации работы предсердий и желудочков сердца. В результате того, что наиболее распространенная в клинике электрическая стимуляция области верхушки правого желудочка не приводила к улучшению качества жизни пациентов с имплантированными искусственными пейсмекерами (Nielsen et al, 2000, Santini et al, 1999, Rosenqvist et al, 1986, Rosenqvist et al, 1988, Andersen et al, 1988, Nielsen et al, 1998, Савенкова и др, 2004, Диденко и др , 2007), возрос интерес к поиску оптимальных зон нанесения стимула на желудочки сердца (Adomian, 1986, Karpawich et al, 1990, Lee et al, 1994, Tse, Lau, 1997, Van Oosterhout et al, 1998, Nielsen et al, 2000, Van Oosterhout et al, 2001) К настоящему времени последовательность деполяризации миокарда при различных видах стимуляции изучена довольно подробно (Meyerburg et al, 1972; Meyerburg, Gelbant et al, 1978, Frazier et al, 1988, Шмаков, Рощевский, 1997, Мостивенко и др., 2001, Boriani et al, 2006), вместе с тем остается открытым вопрос о том, как при эктопическом возбуждении меняются длительность и последовательность реполяризации миокарда, учитывая, что их изменение зачастую приводит к формированию аритмий у пациентов с имплантированными электрокардио-стимуляционными системами (Swarm et al., 2003, Yan, Martin, 2003, Fish et al, 2004) У теплокровных животных при эктопическом возбуждении желудочков сердца существенно изменяется неоднородность реполяризации
(Obreztchikova et al, 2006, Laurita et al, 1996; Akar et al, 2000) Причина этого изменения, по мнению одних авторов, заключается в модификации локальных длительностей реполяризации (Azarov et al, 2000), по мнению других - в измененной последовательности деполяризации миокарда (Abildskov, 1975,Toyoshimaetal, 1981;Tachibanaetal., 1997) Таким образом, исследование гетерогенности реполяризации сердца т situ является актуальным как для понимания механизма формирования последовательности реполяризации миокарда, так и для поиска оптимальных зон электрической стимуляции при имплантируемых электрокардиостимуляционных системах
Настоящая работа выполнена в соответствии с планами НИР Института физиологии Коми НЦ УрО РАН «Формирование кардиоэлектрического поля на поверхности тела в зависимости от структурно-функциональной организации сердца» (№ ГР 01 2 00 107402) и «Функциональная гетерогенность реполяризации интрамуральных слоев миокарда у позвоночных животных» (№ ГР 0120 0 602857)
Цель работы - исследование гетерогенности реполяризации миокарда желудочков сердца т situ у собак при суправентрикулярном ритме и электрической стимуляции различной локализации
Задачи:
-
Исследовать трансмуральный, апикобазальный и межжелудочковый градиенты распределения длительностей реполяризации в миокарде желудочков сердца собаки при суправентрикулярном ритме,
-
Определить изменение длительностей реполяризации в миокарде желудочков при монофокальной стимуляции основания и верхушки правого и левого желудочков, предсердно-желудочковой и бивентрикулярной стимуляции,
-
Определить дисперсии времен деполяризации, реполяризации и длительностей реполяризации при суправентрикулярном ритме и эктопическом возбуждении желудочков различной локализации,
4 Изучить зависимость общей и трансмуральной последовательностей реполяризации от последовательности деполяризации и распределения длительностей реполяризации при суправентрикулярном ритме и электрической стимуляции различной локализации
Научная новизна. Впервые методами многоканальной синхронной электрокардиотопографии выявлены трансмуральные, апикобазальные и контралатеральные градиенты реполяризации в правом и левом желудочках сердца при разной локализации эктопических очагов возбуждения и суправентрикулярном ритме В сердце in situ показано наличие трансмуральных и апикобазальных градиентов локальных длительностей
реполяризации в правом и левом желудочках, а также контралатеральных градиентов реполяризации в области оснований и верхушек желудочков
Впервые показано, что при эктопическом возбуждении желудочков по сравнению с суправентрикулярным ритмом локальные длительности реполяризации изменяются в большей степени в субэндокардиальных и интрамуральных слоях миокарда, нежели в субэпикардиальных. При суправентрикулярном ритме и любом режиме стимуляции желудочков, миокард верхушки левого желудочка обладает наименьшей неоднородностью распределения локальных длительностей реполяризации
Впервые обнаружены различия изменений длительностей интервалов активация-восстановление в миокарде правого и левого желудочков при их эктопическом возбуждении В области стимуляции миокарда правого желудочка происходит удлинение локальных длительностей реполяризации, тогда как в миокарде левого желудочка ранне-активируемые области характеризуются их укорочением
Впервые выявлено, что трансмуральная последовательность реполяризации миокарда при суправентрикулярном ритме и эктопическом возбуждении желудочков зависит от последовательности его активации и распределения длительностей интервалов активация-восстановление Общая последовательность реполяризации миокарда желудочков при суправентрикулярном ритме не совпадает с последовательностью активации При эктопическом возбуждении желудочков общая последовательность реполяризации становится подобна последовательности деполяризации вследствие изменения локальных длительностей реполяризации в миокарде желудочков и замедления проведения возбуждения
Научно-практическая значимость. Учитывая, что изменение последовательности реполяризации и дисперсии длительности реполяризации миокарда при кардиостимуляции являются одними из параметров предсказания развития желудочковых тахиаритмий, исследование свойств реполяризации миокарда желудочков при эктопическом возбуждении имеет прикладное значение Учитывая сходство процесса активации миокарда человека и собаки, результаты электрокардитопографических исследований процессов деполяризации и реполяризации миокарда собаки при эктопических очагах возбуждения различной локализации можно аппроксимировать на закономерности функционирования сердца пациентов с имплантированными кардиостимуляторами Исследования могут быть использованы как для оценки функционального состояния сердца и его уязвимости к аритмиям, так и для поиска оптимальных зон электрической стимуляции при имплантируемых электрокардиостимуляционных системах
Основные положения, выносимые на защиту:
1 В миокарде желудочков сердца т situ существует неоднородность локальных длительностей реполяризации, при которой трансмуральный и апикобазальный градиенты реполяризации в правом и левом желудочках различаются
-
Общая последовательность реполяризации при суправентрикулярном ритме не повторяет последовательности деполяризации, а зависит от апикобазального распределения локальных длительностей реполяризации в миокарде желудочков Трансмуральная последовательность реполяризации определяется как трансмуральной неоднородностью длительностей реполяризации в различных миокардиальных слоях, так и трансмуральной последовательностью деполяризации миокарда желудочков
-
При эктопическом возбуждении желудочков происходит неоднородное изменение длительностей реполяризации Стимуляция правого желудочка приводит удлинению локальных длительностей реполяризации в областях ранней деполяризации, эктопическое возбуждение левого желудочка и бифокальная стимуляция, напротив, к их укорочению.
-
При эктопическом возбуждении желудочков вследствие неоднородного изменения длительностей реполяризации и замедления проведения возбуждения в миокарде, общая последовательность реполяризации становится подобной последовательности деполяризации.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на 34-м и 35-м Международных Конгрессах по Электрокардиологии (г Стамбул, 2007г и г. Санкт-Петербург, 2008г), Международном Междисциплинарном Симпозиуме «От экспериментальной биологии к превентивной и интегративной медицине» (г. Судак, 2006г.), XIII Международном совещании по эволюционной физиологии (г. Санкт -Петербург, 2006г.), IV всероссийской с международным участием школе-конференции по физиологии кровообращения (г Москва, 2008г), I Всероссийской молодежной научной конференции «Молодежь и наука на Севере» (г Сыктывкар, 2008г); IV, V и VI Молодежных научных конференциях ИФ Коми НЦ УрО РАН «Физиология человека и животных от эксперимента к клинической практике» (г. Сыктывкар, 2005, 2006 и 2007 гг.)
Публикации. По теме диссертации опубликовано двенадцать работ, в том числе две статьи в рецензируемых журналах
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 163 страницах машинописного текста и состоит из введения, четырех глав, заключения, выводов и списка использованной литературы, включающего 215 источников (53 отечественных и 162 зарубежных). Работа содержит восемь таблиц, 26 рисунков
