Актуальность. У лиц с сахарным диабетом (СД) имеются метаболические, структурные и электрофизиологические предпосылки для развития желудочковых аритмий. Однако, эксперименты с острой ишемией/реперфузией миокарда показали более сложный характер взаимоотношений между риском развития желудочковых аритмий и диабетом. Так, в исследовании на изолированных сердцах крыс со стрептозотоцин- индуцированным диабетом [Tosaki et al., 1996] было показано, что сердца животных с небольшим стажем диабета более устойчивы к развитию желудочковых тахикардии и фибрилляции, чем сердца здоровых животных. С увеличением стажа диабета этот протективный эффект исчезает. В работе Равингеровой [Ravingerová et al., 2000] показано, что при моделировании феномена ишемия/реперфузия число развивающихся желудочковых аритмий в группе животных со стрептозотоцин-индуцированным сахарным диабетом значимо меньше, чем у исходно здоровых. В представленных исследованиях есть один недостаток - все работы выполнены на изолированных сердцах животных. В тоже время большой интерес представляет изучение механизмов ремоделирования миокарда при СД в условиях in situ, потому что одним компонентом специфичного диабетического поражения сердца является автономная нейропатия [Otake et al., 2009; Vinik, Ziegler, 2007].

Цели работы заключалась в определение электрофизиологических параметров миокарда в условиях in situ у кроликов с аллоксановым сахарным диабетом во время острой коронарной окклюзии и реперфузии.

Материалы и методы. Эксперименты проведены на взрослых кроликах обоего пола породы Шиншилла контрольная группа (n=10), опытная группа (n=8). При обращении с животными соблюдали международные правила (National Institutes of Health, US, 2011). Для развития СД кроликам опытной группы вводили однократно внутривенно аллоксан (120 мг/кг). Через 4 недели регистрировали СД у животных при выявлении уровня глюкозы в плазме венозной крови натощак более 7 ммоль/л. Кроликов обеих групп наркотизировали золетилом (10 мг/кг, внутримышечно), интубировали и переводили на искусственную вентиляцию легких. После вскрытия грудной клетки с поверхности желудочков сердца методом синхронного многоканального картографирования внеклеточного потенциала при спонтанном синусном ритме с помощью наложения сетки, содержащей 64 электрода, регистрировали эпикардиальные электрограммы. На всем протяжении эксперимента кардиоэлектрическое поле животных исследовали при спонтанном синусно-предсердном ритме при температуре в грудной полости 380С. Схема эксперимента включала в себя регистрацию эпикардиальных электрограмм исходно, в период тридцати минутной окклюзии, затем в период тридцати минутной реперфузии. Для создания модели острой локальной ишемии миокарда проводили обратимое лигирование огибающей ветви левой коронарной артерии, после окклюзии лигатуру ослабляли, и происходила реперфузия. Эффективность создания острой ишемии миокарда оценивали по подъему сегмента ST на зарегистрированных электрограммах. В униполярных отведениях определяли время активации (AT), время окончания реполяризации   (RT)   и   длительность   реполяризации   по   интервалу   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.

Для определения зоны ишемии посмертно кроликам проводили окрашивание миокарда раствором 0,5 % синего Эванса, который вводили через катетер, установленный в аорте, после повторного лигирования огибающей ветви левой коронарной артерии в месте первичной окклюзии.

Таким образом, зону ишемии находили по двум критериям: 1) по подъему сегмента ST на регистрируемых электрограммах в период коронарной окклюзии; 2) по посмертному окрашиванию миокарда раствором синего Эванса. Прокрашенные зоны соответствовали областям с ненарушенной перфузией тканей, а неокрашенные - неперфузируемым областям. В отведениях, расположенных в неперфузируемом участке, в период острой окклюзии были зарегистрированы электрограммы с подъемом ST. Данная область определялась как зона ишемии.

Статистическая обработка данных проводилась с помощью программ BIOSTAT 4.03. Изучаемые признаки представлены в виде медианы и интерквартильного интервала (Me (25%; 75%)), для сравнения значений внутри группы до и во время воздействия использовался критерий Уилкоксона, для сравнения значений между группами - Манна- Уитни, различия считали значимыми при p<0,05.

Материалы и методы. Эксперименты проведены на взрослых кроликах обоего пола породы Шиншилла контрольная группа (n=10), опытная группа (n=8). При обращении с животными соблюдали международные правила (National Institutes of Health, US, 2011). Для развития СД кроликам опытной группы вводили однократно внутривенно аллоксан (120 мг/кг). Через 4 недели регистрировали СД у животных при выявлении уровня глюкозы в плазме венозной крови натощак более 7 ммоль/л. Кроликов обеих групп наркотизировали золетилом (10 мг/кг, внутримышечно), интубировали и переводили на искусственную вентиляцию легких. После вскрытия грудной клетки с поверхности желудочков сердца методом синхронного многоканального картографирования внеклеточного потенциала при спонтанном синусном ритме с помощью наложения сетки, содержащей 64 электрода, регистрировали эпикардиальные электрограммы. На всем протяжении эксперимента кардиоэлектрическое поле животных исследовали при спонтанном синусно-предсердном ритме при температуре в грудной полости 380С. Схема эксперимента включала в себя регистрацию эпикардиальных электрограмм исходно, в период тридцати минутной окклюзии, затем в период тридцати минутной реперфузии. Для  создания  модели  острой  локальной  ишемии  миокарда  проводили  обратимое лигирование огибающей ветви левой коронарной артерии, после окклюзии лигатуру ослабляли, и происходила реперфузия. Эффективность создания острой ишемии миокарда оценивали по подъему сегмента ST на зарегистрированных электрограммах. В униполярных отведениях определяли время активации (AT), время окончания реполяризации (RT) и длительность реполяризации по интервалу 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.

Для определения зоны ишемии посмертно кроликам проводили окрашивание миокарда раствором 0,5 % синего Эванса, который вводили через катетер, установленный в аорте, после повторного лигирования огибающей ветви левой коронарной артерии в месте первичной окклюзии.

Таким образом, зону ишемии находили по двум критериям (Рис. 1.): 1) по подъему сегмента ST на регистрируемых электрограммах в период коронарной окклюзии; 2) по посмертному окрашиванию миокарда раствором синего Эванса. Прокрашенные зоны соответствовали областям с ненарушенной перфузией тканей, а неокрашенные - неперфузируемым областям. В отведениях, расположенных в неперфузируемом участке, в период острой окклюзии были зарегистрированы электрограммы с подъемом ST. Данная область определялась как зона ишемии.

Статистическая обработка данных проводилась с помощью программ BIOSTAT  4.3.       Изучаемые признаки представлены в виде медианы и интерквартильного интервала (Me (25%; 75%)), для сравнения значений внутри группы до и во время воздействия использовался критерий Уилкоксона, для сравнения значений между группами - Манна- Уитни, различия считали значимыми при p<0,05.

Результаты. Вес тела, масса сердца, а также отношение массы сердца к массе тела у животных опытной группы не отличались от животных контрольной группы (Табл. 1). У кроликов опытной группы уровень глюкозы в крови через четыре недели после введения аллоксана составил 20.5 (18.2; 27.5) ммоль/л.

Таблица 1. Вес тела и вес сердца кроликов контрольной и опытной групп (Ме(25%;75%).

 

Группа	Масса тела, кг	Масса сердца, г	Глюкоза, ммоль/л	Масса сердца/масса тела, г/кг
Контрольная группа (n=11)	3.2 (2.8;3.5)	9 (8.3;9.9)	5.8 (5.3;6.3)	2.7 (2.5;3.0)

Опытная группа перед	2.8	-	6.1	-
введением аллоксана
(n=8)	(2.5;2.9)		(5.7;6.4)
Опытная группа через	2.9	9.3	20.5 (18.2;27.5)	2.7
4 недели (n=8)	(2.7;3.0)	(6.6;9.3)		(2.4;3.1)
Р	=0.148	=0.281	=0.00001	=0.975

Примечание: р - сравнение показателей у кроликов опытной группы исходно и

 

после развития СД. Достоверных различий между показателями контрольной и опытной групп нет.

Электрические показатели сердечной деятельности у кроликов контрольной и кроликов с СД (опытная группа) групп не отличались по длительности QRS комплекса (Табл.2). У кроликов с СД по сравнению с контрольной группой значимо была больше частота сердечных сокращений, длительность QT интервала, а также длительность QTс.

Таблица 2. Электрические показатели сердечной деятельности у кроликов контрольной и опытной групп (Me(25%; 75%).

Показатели/ группа	QRS, мс	QT, мс	QTс, мс	ЧСС, уд/мин.
Контрольная группа	30	136	429	226
	(25;35)	(128;144)	(418;433)	(208;268)
Опытная группа	28	163	436	266
(Кролики с СД)	(22;30)	(145; 176)	(432;446)	(219;297)
Р	>0,05	<0,05	<0,05	<0,05

 

В результате исследований не были обнаружены различия в длительности активации и времени окончания реполяризации эпикарда желудочков сердца кроликов контрольной и опытной групп (р>0,05). У кроликов с индуцированным аллоксаном сахарным диабетом происходит изменения последовательности реполяризации эпикардиальной поверхности сердца. В результате изменения длительностей реполяризации появляются значимые градиенты реполяризации между верхушкой и основанием левого желудочка (90,5 (78,9;112,6), 84,7 (72,7;102,7), р=0,019, соответственно) и между свободными стенками левого и правого желудочков (ЛЖ 82,2 (71,9;105,1), ПЖ 111,8 (85,4;115,7), р=0,028, соответственно).

В ответ на ишемию миокарда у кроликов с СД, начиная с первой её минуты, исчезает межжелудочковый градиент длительности реполяризации. Это происходит за счёт роста ARI на свободной стенке левого желудочка, что выравнивает изначальные различия между левым и правым желудочком по данному показателю (Рис. 2). Следующая за 30-минутной ишемией реперфузия миокарда не сопровождается изменением сложившейся межжелудочковой гомогенности процесса реполяризации.

Рис. 2. Динамика длительности реполяризации на поверхности желудочков у кроликов обеих групп межжелудочковый градиент (ССПЖ- свободная стенка правого желудочка, ССЛЖ – свободная стенка левого желудочка, *-р<0.05 межгрупповое сравнение, # - р<0.05 внутригрупповое сравнение).

Исходный апикобазальный градиент длительности реполяризации у животных с сахарным диабетом более устойчив и сохраняется на протяжении ишемии и реперфузии миокарда желудочков (Рис. 3). Увеличение длительности реполяризации на верхушке и основании левого желудочка, происходит в этой группе равномерно.

В группе здоровых животных, напротив, длительность реполяризации увеличивается при ишемии преимущественно на верхушке сердца, что приводит к формированию градиента, который сохраняется и в период реперфузии. В результате на фоне ишемии и реперфузии миокарда в обеих группах формируется идентичная картина гетерогенности реполяризации желудочков: в обеих группах имеет место апикобазальный и отсутствует межжелудочковый градиент длительности реполяризации.

Рис. 3. Динамика длительности реполяризации на поверхности желудочков у кроликов обеих групп апикобазальный градиент (*-р<0.05 межгрупповое сравнение, # - р<0.05 внутригрупповое сравнение до и после воздействия).

В проведенных экспериментах отсутствуют различия между опытной и контрольной группами по встречаемости желудочковых аритмий на фоне ишемии и реперфузии миокарда (Табл. 3).

Таблица 3. Встречаемость аритмий у животных обеих групп

 

	Контрольная группа n=10		Опытная группа (Кролики с СД) n=8
Показатели	Экстрасистолы	Фибрилляция желудочка/ Желудочковая тахикардия	Экстрасистолы	Фибрилляция желудочка/ Желудочковая тахикардия
Исходно	2	0	3	0
Ишемия	3	0	1	0
Реперфузия	0	0	0	0

 

 

Таким образом, в условиях in situ животные с экспериментальным сахарным диабетом (стаж 1 месяц) обладают такой же устойчивостью миокарда в ответ на ишемическое и реперфузионное повреждение желудочков, как и здоровые животные, что может быть связано с величиной гетерогенности реполяризации или дополнительными неучтенными про- и/или антиаритмическими факторами.

Список литературы

 

 

1.                 Otake H., Suzuki H., Honda T., Maruyama Y. Influences of autonomic nervous system on atrial arrhythmogenic substrates and the incidence of atrial fibrillation in diabetic heart // Int. Heart. J. 2009. Vol. 50, N 5. P. 627-641.

2.      Ravingerová T., Stetka R., Pancza D., Ulicná O., Ziegelhöffer A., Styk J. Susceptibility to ischemia-induced arrhythmias and the effect of preconditioning in the diabetic rat heart // Physiol. Res. 2000. Vol. 49, N 5. P. 607-616.

3.      Tosaki A., Maulik N., Engelman D.T., Engelman R.M., Das D.K. The role of protein kinase in C ischemic/reperfused preconditioned isolated rat hearts //  J. Cardiovasc. Pharmacol. 1996. Vol. 28, N 5. P. 723-731.

4.      Vinik A.I., Ziegler D. Diabetic cardiovascular autonomic neuropathy // Circulation. 2007. Vol. 115, N 3. P. 387-397.