06 ноября 2017г.
Актуальность. На последовательность реполяризации желудочков сердца влияют два фактора: последовательность активации и распределение локальных длительностей реполяризации, однако величина вклада этих двух факторов, по оценке разных авторов, сильно различается. В частности, имеются данные о том, что порядок реполяризации эпикарда не зависит от распространения волны возбуждения (Efimov et al., 1996; Azarov et al., 2007), также есть точки зрения, в которых говорится, что все участки желудочков реполяризуются приблизительно в одно время (Cowan et al., 1988), или соотношения между последовательностями деполяризации и реполяризации неодинаковы в разных областях миокарда (Abildskov, 1975). Степень эффекта последовательности активации определяется скоростью охвата желудочков волной возбуждения: чем быстрее проходит процесс возбуждения желудочков сердца, тем меньше последовательность деполяризации миокарда влияет на последовательность реполяризации (Abildskov, 1975; Cheng et al., 2000). На эндокарде желудочков собаки, где активация распространяется быстро, последовательность восстановления возбудимости определяется распределением локальных длительностей реполяризации, в то время как на эпикарде, где волна деполяризации движется медленнее, наблюдается сходство последовательностей деполяризации и реполяризации (Abildskov, 1975). На небольших участках эпикарда собаки последовательность активации определяет последовательность реполяризации (Vaykshnorayte et al., 2011), так как в пределах ограниченной области миокарда, существуют относительно близкие по величине длительности реполяризации. В тоже время на лягушках, у которых вследствие слабого развития проводящей системы волна возбуждения в желудочке сердца распространяется медленно (Шмаков, Рощевский, 1997; Hu et al., 2000) показано, что на эпикарде последовательность реполяризации не зависит от последовательности деполяризации, а определяется локальными длительностями состояния возбуждения различных участков миокарда (Azarov et al., 2007; Вайкшнорайте и др., 2007). На фрагменте эпикарда лягушки показано, что последовательность активации определяет последовательность реполяризации (Vaykshnorayte et al., 2011), будет ли последовательность реполяризация у рыб завесить от последовательности деполяризации на фрагменте эпикарда с учетом еще более медленного распространения волны активации по миокарду, не известно.
Цель исследований заключалась в изучении последовательности реполяризации фрагмента передней эпикардиальной поверхности желудочка сердца окуня и оценке влияния на нее последовательности активации.
Материалы и методы. Электрофизиологические исследования проведены на фрагменте эпикарда (5×5 мм) окуней Perca fluviatilis (n=7, весом 260±57 грамм). Окуней фиксировали в заполненном водой лотке вентральной стороной вверх. В ротовую полость вставляли резиновый шланг, по которому для обеспечения исскуственного дыхания через жабры под небольшим давлением непрерывно пропускали речную воду при температуре 110С, которая одновременно смачивало тело экспериментального животного. Вскрывали перикардиальную полость в передней части брюшной полости тела рыбы, обнажали сердце и накладывали матрицу (5×5 мм) на эпикард средней части передней поверхности желудочка. Размер поверхности эпикарда желудочка окуня составляет примерно 5×7 мм, следовательно, регистрация электрических импульсов охватывала почти всю переднюю поверхность эпикарда желудочка окуня.
Контрольную электрокардиограмму (ЭКГ) у рыб записывали в отведении голова-хвост, сопоставимом для животных различных систематических групп. В контрольном отведении рассчитывали частоту сердечных сокращений (ЧСС), длительность QRS комплекса, Т–волны, интервала QТ. Методом синхронного многоканального картографирования внеклеточного потенциала при спонтанном ритме синусно-предсердного узла с помощью наложения матрицы (5×5мм), содержащей 64 электрода, регистрировали эпикардиальные электрограммы желудочка сердца. В униполярных отведениях определяли время активации (AT), время окончания реполяризации (RT) и длительность реполяризации, или интервал активация-восстановление (ARI, разность между RT и AT). Время окончания активации определяли по dV/dt min в период QRS комплекса, а время окончания реполяризации по dV/dt max в период ST-T.
Статистическая обработка данных проводилась с помощью программ BIOSTAT 4.03. Изучаемые признаки представлены в виде медианы и интерквартильного интервала (Me (25%; 75%)), для сравнения использовался критерий Уилкоксона, различия между группами считали значимыми при p<0,05.
Результаты. У окуня на электрокардиограмме в отведении голова-хвост начальную желудочковую активность сердца регистрировании в виде R - комплекса. Период конечной желудочковой активности представлен положительным Т зубцом. Электрофизиологические показатели сердечной деятельности окуня при 11°С: ЧСС - 32 (23; 34) уд./мин., QRS - 135 (119;156) мс, QT - 742 (724;803) мс, T - 180 (153; 217) мс.
На картируемом участке эпикарда окуня значение дисперсии времени активации 44(32; 61), значимо меньше, чем значение дисперсии длительности реполяризации (96(71; 133), p<0,016) и дисперсии времени ее окончания (69 (48; 100), p<0,016), также величины дисперсий ARI и RT значимо отличаются между собой (p<0,046).
Последовательность реполяризации на фрагменте эпикарда желудочка окуня противоположна последовательности активации и соответствует распределению локальных длительностей реполяризации, коэффициент корреляции составляет 0,8. В то же время у двух рыб была показана положительная корреляция между последовательностью реполяризации и временем прихода возбуждения (r=0,04, и r=0,3), общий коэффициент корреляции для всех рыб составил -0,08. На участке эпикарда длительность ARI обратно пропорциональна времени прихода волны возбуждения, средняя корреляционная зависимость составляет r= - 0,55 (коэффициенты корреляции варьируют от -0,30 до -0,84).
Время реполяризации является суммой времени прихода волны возбуждения и локальной длительностью реполяризации, между величинами этих двух слагаемых существует обратная зависимость.
«Сила» каждого из этих влияний определяется величиной дисперсии соответствующего параметра: времен активации или ARI, а результирующее влияние зависит от баланса величин дисперсий. В наших исследованиях значение дисперсии времени активации в изучаемом участке значимо меньше значений дисперсии ARI, поэтому, последовательность реполяризации участка передней поверхности сердца у окуней определялась распределением локальных длительностей реполяризации в картируемой области.
Таким образом, установлено, что при синусно-предсердном ритме на фрагменте эпикарда желудочка сердца у окуней последовательность реполяризации распределением локальных длительностей реполяризации. Следовательно, наши данные еще раз показали, что важное значении в установлении, чем определяется последовательность реполяризации: последовательностью активации или распределением ARI, имеет размер картируемого участка, не зависимо от скорости проведения возбуждения.
Список литературы
1. Abildskov J.A. The sequence of normal recovery of excitability in the dog heart // Circulation. 1975. Vol. 52, № 3. P. 442-446.
2. Azarov J.E., Shmakov D.N., Vityzev V.A. et. al. Activation and repolarization patterns in the ventricular epicardium under sinus rhythm in frog and rabbit hearts // Comp. Biochem. Physiol. 2007. Vol. 146, (part A). P. 310-316.
3. Вайкшнорайте М.А., Белоголова А.С., Витязев В.А., Азаров Я.Э., Шмаков Д.Н. Последовательность реполяризации желудочка сердца лягушки при снижении температуры тела // Росс. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 2007. Т. 93, № 10. С. 1123-1131.
4. Vaykshnorayte M.A., Azarov J.E., Tsvetkova A.S., Vityazev V.A., Ovechkin A.O., Shmakov D.N. The contribution of ventricular apicobasal and transmural repolarization patterns to the development of the T wave body surface potentials in frogs (Rana temporaria) and pike (Esox lucius) // Comp. Biochem. Physiol. A Mol Integr. Physiol. 2011. Vo. 159, № 1. P. 39-45.
5. Шмаков Д.Н., Рощевский М.П. Активация миокарда. Сыктывкар, 1997.
6. Efimov I.R., Ermentrout B., Huang D.T., Salama G. Activation and repolarization patterns are governed by different structural characteristics of ventricular myocardium: experimental study with voltage-sensitive dyes and numerical simulations // J. Cardiovasc. Electrophysiol. 1996. Vol.7, № 6. P. 512-530.
7. Cheng Y., Nikolski V., Efimov I.R. Reversal of repolarization gradient does not reverse the chirality of shock-induced reentry in the rabbit heart // J. Cardiovasc. Electrophysiol. 2000. V. 11, № 9. Р. 998-1007.
8. Hu N., Sedmera D., Yost H.J., Clarc E.B. Structure and function of the developing zebrafish heart // Anat. Rec. 2000. Vol. 260. P. 148-157.
9. Vaykshnorayte M.A., Tsvetkova A.S., Azarov J.E. Epicardial activation-to-repolarization coupling differs in the local areas and on the entire ventricular surface // J. Electrocardiol. 2011 Mar-Apr. Vol. 44, № 2. Р. 131-137.
