Вестник Аритмологии
На главную страницу | Отправить E-Mail | Войти | Расширенный поиск
Быстрый поиск: 
Вестник Аритмологии
Журнал
Тематика журнала
Аннотации статей
Рубрикатор журнала
Редакционная коллегия
Издательство
Подписка
Загрузки
Реклама в журнале
Правила
Требования к публикациям
Аритмологический форум
English version
 

ЭЛЕКТРОФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ДОНОРСКОГО СЕРДЦА ДО МОМЕНТА ТРАНСПЛАНТАЦИИ

Ключевые слова
изолированное сердце, автоматизм, белые беспородные крысы, трансплантация сердца, электрофизиологические характеристики, проводимость, гипоксия миокарда

Key words
isolated heart, automatism, mongrel white rats, heart transplantation, electrophysiological characteristics, conduction, myocardial hypoxia


Аннотация
С целью исследования электрофизиологического состояния и реакций специализированного и рабочего миокарда донорского сердца на острую гипоксию изучены 30 изолированных сердец белых беспородных крыс при воздействиях внешних условий, аналогичных таковым при изъятии и хранении донорского сердца до момента его трансплантации.

Annotation
To study the electrophysiological state and responses of specialized and contracting myocardium of donor heart to acute hypoxia under conditions similar to extraction and storage of the donor heart until its transplantation, the experiments were carried out on 30 male cross-breed rats.


Автор
Мандрик, М. М., Туров, А. Н., Ларионов, П. М., Васильева, М. Б., Покушалов, Е. А., Субботин, Д. В.

Номера и рубрики
ВА-N40 от 15/10/2005, стр. 59-63 /.. Экспериментальные исследования


Версия для печати
PDFs




Жизнеспособность изолированного сердца является интегральной характеристикой, в основе которой лежит структурная целостность кардиомиоцитов [10], их ферментных комплексов [5], сохранение работы ионных насосов [6], сократительного аппарата клетки [8], функционирование митохондрий и сохранность генетического аппарата [13]. Необходимость диагностики состояния миокарда перед трансплантацией сердца определяет важность детальной и разноплановой оценки его жизнеспособности. Однако в клинической практике нет универсальной подобной системы оценки качества трансплантатов [4]. До настоящего времени нет работ, касающихся электрофизиологических (ЭФ) реакций специализированного и рабочего миокарда на гипоксию, сопровождающую период до момента трансплантации сердца. В то же время такое изучение представляется нам чрезвычайно важным, поскольку оно возможно прольёт свет на феномены дисфункции синусового узла, атриовентрикулярной блокады, фибрилляции желудочков донорского сердца [11].

Целью данной работы было исследование электрофизиологического состояния и реакций специализированного и рабочего миокарда донорского сердца на острую гипоксию. Для этого в условиях острого эксперимента изолированные сердца животных (крыс) подвергали воздействию внешних условий, аналогичных таковым при изъятии и хранении донорского сердца до момента его трансплантации.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Эксперимент проводился на 30 самцах белых беспородных крыс. В условиях экспериментальной операционной под эфирным наркозом проводилась декапитация животных. Сердце наркотизированной крысы извлекалось путем левосторонней торакотомии. При этом после вскрытия перикарда производилось выделение магистральных сосудов, наложение зажимов с последующим лигированием обеих полых вен, аорты, легочного ствола и легочных вен и выполнялось изъятие сердца. Изолированное сердце помещалось в холодный RPMI-1640 при +40С. Эксперименты выполнены с соблюдением правил биоэтики (Европейская конвенция о защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других научных целей, 1986 г.). Статистическая обработка проводилась при помощи компьютерной программы Statistica 6.0.

Определение терминов

Наличие или отсутствие сократимости камер сердца констатировалось по единогласному мнению трёх врачей-экспертов. Активная систола предсердий определялась как консолидированное движение видимой части предсердной эпикардиальной поверхности (ушко и свободная стенка правого предсердия), активная систола желудочков - как консолидированное движение видимой части желудочковой эпикардиальной поверхности (передняя и боковая стенки правого желудочка). За синусовый ритм мы считали стабильно ритмичные сокращения изолированного сердца с предсердно-желудочковой синхронизацией. Полную атриовентрикулярную (АВ) блокаду определяли как полную АВ десинхронизацию с активными спонтанными ритмичными систолами предсердий и желудочков независимо друг от друга, когда частота предсердных сокращений превышала частоту желудочковых.

Желудочковую асистолию определяли по прекращению спонтанных сокращений желудочков и отсутствию активных желудочковых систол на протяжении 10 сек. Предсердную асистолию определяли по прекращению спонтанных сокращений предсердий и отсутствию активных предсердных систол на протяжении 10 сек. Эффективность электрокардиостимуляции (ЭКС) констатировали при возобновлении ритмичных активных предсердных/желудочковых систол с началом ЭКС.

Структура эксперимента

В случае стабильных ритмичных сокращений изолированного сердца с предсердно-желудочковой синхронизацией производилась констатация синусового ритма и в динамике на протяжении всего эксперимента оценивали хронотропную реакцию синусового узла на гипоксию (см. рис. 1). Момент возникновения полной АВ блокады характеризовал прекращение предсердно-желудочковой проводимости. В дальнейшем проводилось наблюдение за спонтанными сокращениями правого желудочка до момента их прекращения, что характеризовало затухание спонтанного желудочкового автоматизма (гибель водителей ритма II-III порядка).

После чего проводилась ЭКС при помощи электрокардиостимулятора ЭКСД-01Л (Биоток, Томск, Россия) через активный биполярный электрод-спираль, вкрученный в миокард передней стенки правого желудочка ближе к верхушке. ЭКС проводилась при постоянных энергетических характеристиках импульса: амплитуда 99 мА и длительность импульса 10 мс с частотой 160 импульсов в минуту. Об электрическом «захвате» миокарда судили по возобновлению ритмичных сердечных сокращений с частотой 160 в минуту, по прекращении которых констатировали критическое возрастание эффективного рефрактерного периода желудочков и утрату внутрижелудочковой проводимости с формированием exit-блока.

ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

Хронотропная реакция синусового узла

Частота сердечных сокращений (ЧСС) на интракорпоральном этапе (по вскрытии перикарда) составляла 140 ударов в минуту. После изоляции сердца частота сокращения (ЧС) предсердий стремительно уменьшалась на протяжении первых минут и к 5 минуте она составляла 26±2 уд/мин (снижение на 81,4±14,3%). Асистолия предсердий регистрировалась к 36,5±7,5 мин. (см. рис. 2).

Дромотропная реакция АВ соединения

После изоляции сердца на протяжении 6,1±3,1 мин. наблюдалось совместное сокращение желудочков и предсердий. Затем мы наблюдали разобщение сокращений предсердий и желудочков в течение 20,25±4,5 мин., свидетельствовавшее о возникновении полной поперечной блокады сердца.

Батмотропная реакция миокарда желудочков

После констатации полной АВ блокады проводили мониторинг частоты замещающего желудочкового ритма, который представлен на рис. 2 и свидетельствовал о функции замещающего автоматизма миокарда желудочков. Автоматизм желудочков плавно ослабевал, до наступления их асистолии к 24,1±3,8 мин., что было свидетельством невозможности проявлять спонтанный автоматизм (спонтанная асистолия).

Дромотропная реакция миокарда желудочков

После наступления асистолии желудочков, начинали асинхронную электростимуляцию правого желудочка и при подтверждении её эффективности считали сохранённой функцию проведения на границе электрод/миокард, а также по рабочему желудочковому миокарду. В дальнейшем на фоне продолжающейся ЭКС с теми же параметрами наблюдали ступенчатое уменьшение ЧС желудочков с сохранением её ритмичности (по типу выпадения стимулирующих импульсов 2:1 - 3:1 - 4:1 - 5:1, то есть последовательное проведение лишь каждого второго, затем каждого третьего, четвёртого, пятого импульса и т.д.) до повторного наступления желудочковой асистолии (асистолия exit-блока), которая обычно возникала через 24,1±3,75 мин. Динамика ухудшения внутрижелудочковой проводимости представлена на рис. 3.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Динамика гипоксической дисфункции проводящих структур представлена на рис. 4, из которого прослеживается следующая закономерность. Депрессия хронотропной функции синусового узла начиналась с первых секунд эксперимента. АВ-проведение прекращалось к 6,1±3,1 мин., а генерация спонтанных желудочковых возбуждений к 20,25±4,5 мин. Невозможность «захвата» миокарда при помощи электростимуляции, свидетельствующая о наступленииjustify"> total exit-bloc, наблюдалась нами к 24,1±3,75 мин. и, наконец, остановка спонтанного предсердного ритмовождения констатировалась к 36,6±7,4 мин. Подобная закономерность позволяет говорить о временных и качественных различиях электрофизиологических реакций структур сердца на острую гипоксию в момент забора и сохранения донорского сердца. Выявление таких различий не является принципиально новой информацией. Они были обнаружены и подробно описаны во время углубленной гипотермии, искусственного кровообращения [3]. Выявлена разнонаправленная электрофизиологическая реакция синусового узла и АВ-соединения, предсердного и желудочкового миокарда в послеоперационном периоде в ответ на кардиохирургическую травму [2], показаны качественные различия в постнатальном электрофизиологическом онтогенезе проводящей системы [1]. В то же время, такая закономерность, описанная нами в во время острой гипоксии, демонстрируется впервые.

Органические исследования

Остаётся открытым вопрос о возможности интеграции полученных данных в единую динамическую шкалу гипоксической дисфункции проводящей системы сердца, поскольку полученные сведения отражают различные её этапы. В частности, момент урежения синусового ритма отражает начальную реакцию синусового узла, а момент наступления полной АВ-блокады - полное прекращение функционирования АВ-соединения, то есть финал ухудшения предсердно-желудочковой проводимости. Подобно дромотропной реакции АВ соединения, мы не смогли проследить всю хронологию внутрижелудочковой проводимости, поскольку электростимуляция начиналась лишь по прекращению спонтанного желудочкового автоматизма. На этом основании мы считаем целесообразным оценивать электрофизиологическую динамику по «конечной» точке, то есть по моменту полного прекращения функции. С этих позиций хронология описанных событий может быть представлена следующим образом. В плане гипоксической депрессии электрофизиологических функций: АВ проводимость - желудочковый автоматизм - желудочковая возбудимость - синусовый/предсердный автоматизм. Таким образом, первым наблюдалось «выключение» АВ соединения, затем желудочкового миокарда и, наконец, последней регистрировалась утрата синусового автоматизма. Эти результаты согласуются с данными других авторов [12], показавших большую резистентность синусового узла к хроническим повреждающим факторам и его высокие резервы при гипертрофии и прогрессирующей предсердной дилатации.

Дискуссионным является вопрос электрофизиологической интерпретации полученных данных. Причина прекращения «электрического захвата» правого желудочка: внутрижелудочковая блокада, нарушение способности миокарда возбуждаться или сокращаться (электромеханическая диссоциация) может быть предметом дальнейших обсуждений, поэтому рациональным определением данного состояния считаем «exit-блок». Эти же три причины (утрата автоматизма, внутрипредсердная блокада, электромеханическая диссоциация) могли быть причиной предсердной асистолии. Генез предсердного ритма также не подвергался нами электрокардиографическому анализу. Не исключено, что в процессе эксперимента могла произойти смена предсердного водителя ритма, что не доступно визуальному определению. В своей интерпретации «синусового» ритма мы исходили из последовательного «затухающего» снижения частоты предсердных сокращений.

Метод визуального определения типа ритма (синусовый ритм, полная АВ-блокада, асистолия) может быть подвергнут критике со стороны других авторов. В то же время точность зрительной констатации этих состояний является очевидной. Проведение же электрофизиологического контроля подразумевает фиксацию двух и более диагностических электродов к миокарду предсердия и желудочков, множественных игольчатых «микроэлектродов» для верификации уровня наступления АВ блокады и нескольких десятков эпикардиальных электродов для определения топографии предсердного автоматизма. Эти манипуляции значительно удлинили и исказили бы ход исследования, поскольку наиболее важные электрофизиологические изменения происходили именно в первые минуты эксперимента. В то же время установление отдельных механизмов описанных событий требует включение в последующие протоколы эксперимента электрофизиологических методик: регистрация электрограмм, программированная электростимуляция, последовательный мэпинг.

Все исследования проводились на крысах, и очевидно, что их результаты не могут быть экстраполированы на человека, хотя и дают почву для дальнейшего изучения влияния гипоксии на различные отделы сердца у человека. Не исключено, что условиях эксперимента не были абсолютно идентичны условиям забора и хранения сердца-трансплантата, что могло повлиять на результаты эксперимента.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Различные отделы сердца обладают разной устойчивостью к ишемии и острой гипоксии, сопровождающих процесс изъятия донорского сердца, что необходимо учитывать для анализа генеза «аритмий трансплантированного сердца». Устойчивость проводящих структур к этим факторам возрастает в направлении: атриовентрикулярное соединение - миокард желудочков - миокард предсердий.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

  1. Панфилов С.В., Туров А.Н., Горбатых Ю.Н и др. Электрофизиологическая характеристика проводящей системы сердца при дефектах межжелудочковой перегородки у детей грудного возраста // Патология кровообращения и кардиохирургия. - 2001. - №3. - С. 36-41.
  2. Туров А.Н. Электрофизиология проводящей системы сердца при дефектах межжелудочковой перегородки у детей раннего возраста // Автореф. к.м.н. - Новосибирск, 2003. - 17 с.
  3. Янченко Я.Н. Нарушения автоматизма и проводимости при коррекции врождённых пороков сердца // Автореф. к.м.н. - Новосибирск, 1999. - 15 с.
  4. Hyde J.A.J., Rooney S.J., Pitt M.P.I. et al. Immunohistochemical indentification of complement membrane attack complex and subclinical ischemia in donor heart. 12thAnnual Meetting of the EACTS, pp. 60-64, 1998.
  5. Depre C., Vanoverschelde J-L.J., Taegtmeyer H. Glucose for the Heart // Circulation. 1999;99:578-588.
  6. Ferrari R. Pathophysiological vs biochemical ischaemia: a key to transition from reversible to irreversible damage // European Heart Journal Supplements, 3 (Supplement C), C2-C10. 2001
  7. Jacquet L, Ziady G, Stein K, et al. Cardiac rhythm disturbances early after orthotopic heart transplantation: prevalence and clinical importance of the observed abnormalities // J Am Coll Cardiol 1990;16:832-7.
  8. Iwai K., Hori M., Kitabatake A. et al. Disruption of microtubules as an early sign of irreversible ischemic injury. Immunohistochemical study of in situ canine hearts // Circ. Res. 67: 694-706, 1990
  9. Hein S, Scheffold T, Schaper J. Ischemia induces early changes to cytoskeletal and contractile proteins in diseased human myocardium // J Thorac Cardiovasc Surg 1995; 110: 89-98.
  10. Levraut J, Iwase H., Shao Z.-H. et al. Cell death during ischemia: relationship to mitochondrial depolarization and ROS generation // Am J Physiol Heart Circ Physiol, Vol. 284, Issue 2, H549-H558, February 2003
  11. Pinski S.L., Bredikis A.J., Winkel E. et al. Radiofrequency Catheter Ablation of Atrial Flutter After Orthotopic Heart Transplantation: Insights into the Redefined Critical Isthmus // J Heart Lung Transplant 1999;18:292-296.
  12. Sanders P., Kistler P., Morton J. B. et al. Remodeling of Sinus Node Function in Patients With Congestive Heart Failure: Reduction in Sinus Node Reserve // Circulation, Aug 2004; 110: 897 - 903.
  13. Weinberg J.M., Venkatachalam M.A., Roeser N.F. et al. Anaerobic and aerobic pathways for salvage of proximal tubules from hypoxia-induced mitochondrial injury // Am J Physiol Renal Physiol. -2000. - Vol. 279, 5. - 927-943.

Наверх





Российский Научно-Практический
рецензируемый журнал
ISSN 1561-8641

Время генерации: 0 мс
© Copyright "Вестник аритмологии", 1993-2020