Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Исследование динамической неоднородности миокарда у гибернирующих и негибернирующих животных

ВАК РФ 03.03.01, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Исследование динамической неоднородности миокарда у гибернирующих и негибернирующих животных"

На правах рукописи

00461201»

Егоров Юрий Владимирович

ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ НЕОДНОРОДНОСТИ МИОКАРДА У ГИБЕРНИРУЮЩИХ И НЕГИБЕРНИРУЮЩИХ

ЖИВОТНЫХ.

03.03.01- физиология

1 1 НОЯ 2010

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва-2010

004612018

Работа выполнена в лаборатории электрофизиологии сердца Института экспериментальной кардиологии ФГУ «Российский Кардиологический Научно-Производственный Комплекс» Минздравсоцразвития РФ.

Научный руководитель: академик РАН, чл.-корр. РАМН, доктор

биологических наук, профессор Розенштраух Леонид Валентинович

Официальные оппоненты:

д.б.н., профессор Каменская Марина Александровна;

д.б.н. Емельянова Татьяна Георгиевна.

Ведущая организация:

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, биологический факультет.

Защита состоится 2010г. в /2> — на заседании

диссертационного совета Д 208.073^01 по присуждению ученой степени кандидата биологических наук в ФГУ «Российский кардиологический научно-производственный комплекс» Минздравсоцразвития РФ (121552 Москва, ул. 3-я Черепковская, д. 15а)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУ «РКНПК» Минздравсоцразвития РФ.

Автореферат разослан 2010 года.

Ученый секретарь диссертационного

совета, д.м.н., профессор В.Е. Синицын

ВВЕДЕНИЕ

В зависимости от степени гипотермии функциональные системы организма человека и других негибернирующих млекопитающих испытывают различные сдвиги и нарушения. В ряде работ авторы указывают на то, что гипотермия способствует увеличению уязвимости сердца к аритмиям (Перцов A.M. и Фаст В.Г., 1985; Düker G.D. et al., 1983; Mortensen E. et.al., 1993; Ujhelyi M.R. et.al., 2001) и развитию нарушений ритма у негибернирующих млекопитающих (Mortensen Е. et.al., 1993; Bjornstad H., 1994; Johansson B.W., 1996; Ujhelyi M.R. et.al., 2001; Chorro F.J. et.al., 2002). Проведенный анализ температурного порога функционирования сердца человека (Johansson B.W., 1996; Mattu А., 2002) и других негибернирующих млекопитающих (Кобрин В.И., 1991; Жегунов Г.Ф., 1993; Kenyon J.R. and Ludbrook J., 1957; Badeer H., 1958; Mouritzen C.V. and Anderson M.N., 1966; Nielsen K.C. and Owman C., 1968) показывает, что снижение температуры тела сначала увеличивает вероятность возникновения экстраснстолической активности и фибрилляции желудочков (ФЖ), а затем приводит к полному блоку проведения возбуждения по сердцу.

Тем не менее, среди млекопитающих существуют животные, устойчивые к возникновению ФЖ при низких температурах и способные выживать при температурах тела 0-7°С, погружаясь в состояние гибернации. Гибернация — это состояние полного оцепенения (торпора) при понижении температуры тела животного до значений, близких к температуре окружающей среды. Гибернантами являются некоторые млекопитающие, обитающие в зонах с резкими колебаниями погодно-климатических условий.

При понижении температуры во время зимней спячки сохраняется функционирование наиболее важных органов - сердца, головного мозга, печени. Кровоснабжение этих органов является обязательным условием сохранения жизни гибернантов и обусловлено адекватным функционированием сердечно-сосудистой системы. Несмотря на

существование нескольких типов нарушений сердечной деятельности, устойчивые желудочковые тахиаритмии, в том числе фибрилляции желудочков, и блоки проведения возбуждения, не наблюдались у гибернантов (Dave A.R. and Morrison P.R., 1955; Johansson B.W., 1967; Eagles D.A. et.al., 1988) ни при входе в состояние гибернации, ни при выходе из него. Несмотря на многолетнее изучение гибернантов, механизмы работы их сердца во время гибернации до сих пор остаются загадкой для ученых.

Как известно, для возникновения ФЖ необходима повышенная неоднородность среды - анизотропия проведения и дисперсия рефрактерное™ (Мандел В.Дж., 1996; Wu J. and Zipes D.P., 2004). Увеличенная электрофизиологическая неоднородность миокарда будет создавать условия, необходимые для развития однонаправленного блока проведения. Даже при нормальном синусовом ритме в миокарде существует неоднородность (стационарная неоднородность) и пространственный градиент длительности потенциала действия (ДПД) (Laurita K.R. et al., 1996). В ряде работ последних лет (Weiss J.N. et.al., 2000; Cheng Y.J. et.al., 2003; Wilson L.D., 2009; Dobrovolny H.M., 2009) показано, что существующая при нормальном синусовом ритме пространственная неоднородность рефрактерное™ по сердцу может значительно увеличиваться вплоть до блока проведения (Laurita K.R. et al., 1996; Laurita K.R. and Rosenbaum D.S., 2000) при высокочастотной стимуляции или преждевременном стимуле, такую неоднородность принято называть динамической. Однако данные о динамической неоднородности во время гипотермии и ее связи с возникновением ФЖ отсутствуют.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ. Выяснить роль динамической неоднородности миокарда в развитии желудочковых тахиаритмий (ЖТ) во время гипотермии у негибернирующих животных (кроликов) и устойчивости миокарда гибернирующих животных (сусликов - Spermophilus undulatus) к ЖТ.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1. Провести сравнительное исследование влияния гипотермии и высокочастотной стимуляции на электрическую активность клеток

изолированного препарата сердца (папиллярная мышца) зимнеспящих сусликов (в различных состояниях активности) и негибернирующих млекопитающих (кролики).

2. Исследовать влияние гипотермии и высокочастотной стимуляции на спонтанный аритмогенез в сердце гибернирующих и негибернирующих млекопитающих.

3. Провести сравнительное исследование влияния гипотермии и высокочастотной стимуляции на пространственно-временные характеристики процессов активации и реполяризации сердца сусликов и кроликов.

4. С помощью метода оптического картирования проанализировать причины развития желудочковых тахиаритмий у негибернантов.

5. Исследовать сезонные изменения устойчивости сердца зимнеспящих сусликов БрегторЬуИт итЛиЫт к гипотермии.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА.

1. В работе впервые проведено детальное исследование обоих компонент хронотопографии реполяризации миокарда (стационарной и динамической) у гибернирующих и негибернирующих животных при гипотермии, а также исследована их роль в холодовом аритмогенезе.

2. Впервые исследовано влияние гипотермии на аритмогенные альтернации параметров активации и реполяризации миокарда гибернирующих и негибернирующих животных.

3. Получены экспериментальные данные о влиянии гипотермии на зависимость анизотропии проведения возбуждения от частоты сердечных сокращений у гибернирующих и негибернирующих животных.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ И ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. Полученные данные приближают нас к пониманию механизмов, с помощью которых гибернанты защищены от возникновения нарушений ритма в условиях выраженной гипотермии. Исследованная в работе взаимосвязь между ФЖ и стационарной и динамической неоднородностью может указать на

дополнительные механизмы, обеспечивающие устойчивость сердца гибернирующих сусликов к развитию тахиаритмий при гипотермии. Изучение этих механизмов представляет большой интерес как теоретический, так и практический: понимание механизмов защиты сердца гибернантов от ФЖ в дальнейшем может привести нас не только к более глубокому пониманию основных механизмов образования наиболее опасных нарушений сердечного ритма, но и к разработке новых способов их предотвращения и купирования.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Диссертационная работа апробирована на межлабораторном семинаре НИИ экспериментальной кардиологии ФГУ «РКНПК» Минздравсоцразвития РФ (Москва 2010).

ПУБЛИКАЦИИ. По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ и 6 тезисов.

СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания использованных в работе материалов и методов исследования, полученных экспериментальных данных, обсуждения результатов, выводов и заключения. Список литературы содержит 141 работу, из них 8 отечественных и 133 зарубежных источников. Работа изложена на 105 страницах машинописного текста, содержит 34 рисунка и 5 таблиц.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.

Эксперименты выполнены на сердце длиннохвостых сусликов Spermophyllus undulates, находящихся в различных состояниях активности: летние активные (ЛА) суслики (36-37°С, июнь-июль), зимние гибернирующие (ЗГ) суслики (температура тела 0-2°С, декабрь-февраль) и зимние суслики, проснувшиеся на короткий промежуток времени между двумя спячками (ЗА, температура тела 36-37°С, декабрь-февраль). Контрольные эксперименты проведены на негибернирующих животных -кроликах Шиншилла.

В работе использованы методики микроэлектродных отведений потенциала действия (ПД) и оптического картирования электрической

активности сердца с применением потенциал-чувствительного красителя. В качестве флуоресцентного красителя использовали сН-4-АКЕРР8.

Проведено 2-е серии опытов - контрольные измерения параметров ПД с помощью микроэлектродных отведений и с использованием оптического картирования для определения пространственно-временных характеристик возбуждения миокарда. В опытах с оптическим картированием для устранения артефактов, вызванных механическими сокращениями сердечной мышцы, в перфузат добавляли блокатор электромеханического сопряжения 2,3-бутанедион-моноксим (ВОМ, 15мМ).

Эксперименты с оптическим картированием проводили на перфузируемом по Лангендорфу сердце. Изолированное сердце перфузировали по Лангендорфу при давлении в аорте 70±5 мм рт.ст. нормальным раствором Тироде следующего состава (в мМ/л): ЫаС1 - 130; СаС12 - 1,8; М§С12х6Н20- 1,05; КС1 - 4,7; ШН2Р04 - 1,2; №НС03 -18; глюкоза -11. Перфузионный раствор оксигенировали газовой смесью (95% 02 и 5% С02), рН = 7,35±0,05. Все измерения проводили последовательно при значениях температуры перфузируемого раствора (от 37?С до 17?С). Скорость охлаждения перфузионного раствора составляла 0,5-1°С/мин.

Эксперименты с микроэлектродным отведением ПД проводили на папиллярной мышце правого желудочка. Папиллярную мышцу помещали в камеру объемом 6 мл и перфузировали с постоянной скоростью 18 мл/мин раствором Тироде следующего состава (в мМ/л): №С1-125; КС1-4; СаС12 -3; МвС12 -1; ЫаНСОз -20; ШН2Р04 - 1,5; глюкоза - 10 (для кролика) и КаС1-130; КС1-4,7; СаС1г -3; М§С12 -1,05; №НС03 -18; ЫаН2Р04 - 1,2; глюкоза - 11 (для суслика). Перфузионный раствор непрерывно оксигенировали газовой смесью (95% 02 и 5% СО2), рН = 7,35+0,05. ИЗМЕРЕНИЕ ЭЛЕКТРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ. При каждой выбранной температуре препарат адаптировали не менее 10 минут. По истечении адаптационного периода начинали постепенно повышать частоту стимуляции до тех пор, пока сохранялось возбуждение сердца в соотношении стимул-ответ 1:1, при этом производили запись ПД не ранее

7

чем через 20 стимулов после изменения частоты. Минимальный период стимуляции, при котором навязывался ритм, принимали за желудочковый функциональный рефрактерный период (ЖФРП). В конце протокола сердце в течении 30 минут нагревали до 37 °С и проводили повторные измерения.

При микроэлектродных отведениях измеряли потенциал покоя (ПП), амплитуду потенциала действия (АПД), максимальную скорость нарастания переднего фронта ПД (dV/dTmax), длительность потенциала действия на 50% и 90% реполяризации (ДПД50% и ДПД90% соответственно). Диастолический интервал (ДИ) вычисляли как ДИ = Т - ДПД (Т - период стимуляции). Альтернации ДПД высчитывали как разность между (NJ-ым и (N+l)-biM ПД.

Регистрация интенсивности флуоресцентного сигнала от потенциал-чувствительного красителя di-4-ANEPPS, которым было прокрашено сердце, проводилось при помощи высокоразрешающей и высокоскоростной CCD камеры (Dalsa Inc., Канада) с поверхности сердца примерно 16 на 16 мм и разрешением 128 на 128 точек. Контроль оборудования, ввода и анализа данных осуществлялся с помощью модифицированной системы визуализации флуоресцентного изображения, разработанного в лаб. Ефимова И.Р. (Сент-Луис, США) (Ефимов И.Р. и др., 2000). Подробное описание используемой методики, а также модифицированной установки оптического картирования представлено в работе (Fedorov V.V. et al., 2005).

Во время оптического картирования сердца измерялись: ДПД на 70% реполяризации (ДПД7о%), скорость проведения (СП) вычисляли как отношение пройденного расстояния (вычисляемого по цифровой фотографии) на время. СП измеряли в направлении максимально быстрого распространения возбуждения (продольная скорость проведения) и в перпендикулярном направлении (поперечная скорость проведения). Анизотропию проведения определяли как отношение скоростей в продольном и поперечном направлениях. Альтернации ДПД высчитывали как разность между (Ы)-ым и (N+1)-hm ПД.

МОДЕЛЬ ЖЕЛУДОЧКОВЫХ АРИТМИЙ. Предрасположенность сердец к нарушениям ритма определяли при помощи быстрой электрической стимуляции близкой к ЖФРП. За ФЖ принимали >20 последовательных желудочковых экстравозбуждений. При возникновении тахиаритмий продолжительностью более 1 мин. производили электрическую дефибриляцию сердца с помощью внутрижелудочкового катетера, конец которого устанавливали в верхушке левого желудочка. Электроды катетера соединялись с внешним дефибриллятором (Gold, USA). АНАЛИЗ ПОЛУЧЕННЫХ ДАННЫХ. Все величины, указанные в работе, представлены как средние значения, а их ошибки - стандартными ошибками среднего. Оценка статистической значимости изменений электрофизиологических параметров и различий по группам проводилась с помощью анализа для вариаций ANOVA, непарного t-теста Стьюдента и критерия х2. Различия считали достоверными при /><0,05. Для сравнения альтернаций между разными группами животных среднее значение альтернаций нормировали на среднее значение ДПД при каждой частоте стимуляции.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ ВЛИЯНИЕ ГИПОТЕРМИИ НА ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ

СЕРДЦА. На рис. 1 показаны примеры потенциалов действия, полученных

при помощи оптического картирования, а рядом представлена гистограмма,

на которой показано относительное (относительно ДПД7оо/0 при 37°С)

изменение ДПД при понижении температуры.

ш кролик п ЛА

4,0 „

et

| 3,0

I I .

27 17

Рис. 1 Влияние гипотермии на длительность оптических потенциалов действия на уровне 70% реполяризации (ДПД70%) для зимних гибернирующих (ЗГ, п=7), летних активных (ЛА, п=6) и зимних активных (ЗА, п=4) сусликов и кроликов (п=5). А) Представлены оптические записи изменения трансмембранного потенциала при 37°С и 17°С. Б) Изменения ДПД относительно значений при 37°С * - р<0,05 по сравнению с кроликами " - р<0,05 по сравнению 27°С;"* - р<0,01 по сравнению 27°С;

В табл. 1 представлены параметры потенциалов действия, измеренные с помощью микроэлектродной техники.

Полученные результаты хорошо согласуются с данными, измеренными при помощи оптического картирования сердца, а так же данными других авторов (Кандидатская дис. Глухова A.B.; Fedorov V.V. et. al„ 2005).

ВЛИЯНИЕ ГИПОТЕРМИИ НА СТАЦИОНАРНУЮ И ДИНАМИЧЕСКУЮ НЕОДНОРОДНОСТЬ У ГИБЕРНИРУЮЩИХ И НЕГИБЕРНИРУЮЩИХ ЖИВОТНЫХ. Гипотермия вызывала значительное замедление СП как у кроликов, так и у сусликов. На рис. 2 представлены карты активации желудочков сердца ЗГ, ЗА и ЛА сусликов и кролика при различных

Параметры ПД Вид

37°С

27°С

17 С

ПП (мВ)

зг ЗА кролик

77±11 ±1 -1

-79 -84 ±1

-74 + 2 -75 ± 1 -77 ±2

-65 ±1 -70 ±2 -61 ±2

АПД (мВ)

ЗГ 89 + 2 ЗА 94 + 2 кролик 103 ±2

82 + 3 84 + 3 66 + 8

(В/с)

ЗГ 137 ±5 ЗА 135 ±4 кролик 132 + 5

83 + 3 85 + 6 85 + 4

22 + 2 22 ±3 8 + 2

ДПД 50% (МС)

ЗГ 19 + 5 ЗА 20 ± 4 кролик 85 ± 9

31 ±6 37 ±5 154+19

48 + 6 43 ±4 121+17

ДПД 90% (мс)

ЗГ 66 ± 4 ЗА 68 + 3 кролик 121+15

117 + 12 131 + 17 224 ± 24

281 ±26 254 ±10 306+42

Таблица 3.1.1 Параметры потенциалов действия от изолированных папиллярных мышц кролика (п = 5), ЗГ(п = 12), ЗА (п = 6).

ЗГ-зимний гибернирующий, ЗА - зимний активный, ПД - потенциал действия, ПП - потенциал покоя, АПД - амплитуда потенциала действия, с1У/с)Ттах - максимальная производная скорость нарастания переднего фронта потенциала действия, ДПД 50% - длительность потенциала действия на уровне 50% реполяризации, ДПД 90% - длительность потенциала действия на уровне 90% реполяризации. *~р<0,05; ** -р<0,01; ***-р<0,001

температурах и нормальном ритме, полученные во время стимуляции левого желудочка. На картах активации видно, что при понижении температуры до 17°С проведение возбуждения по миокарду желудочков сохраняется, хотя и значительно замедляется. Причём у кроликов замедление проведения происходит сильнее в поперечном направлении (см. рис. 2). У всех сусликов, напротив, при понижении температуры до 17°С наблюдается малоизменяющаяся пространственно-временная картина активации сердца. На картах стрелкой отмечены направления, вдоль которых измеряли СП, рядом указаны соответствующие значения СП при каждой температуре. Рядом с картами приведены временные шкалы активации области картирования при каждой температуре.

На рис. 3 показана зависимость анизотропии проведения (отношение продольной СП к поперечной СП) от периода стимуляции для ЗА, ЗГ и ЛА сусликов и кроликов при различных температурах. Анизотропия проведения у ЗГ сусликов достоверно не изменялась ни при изменении температуры, ни при изменении частоты стимуляции. В то же время, уже при 37°С и ЖФРП анизотропия проведения у кроликов достоверно возрастала (с 2,1±0,06 до 2,39±0,05) и была достоверно выше, чем у всех видов сусликов (см. рис. 3). Дальнейшее понижение температуры приводило к достоверному увеличению анизотропии у кроликов даже при нормальном ритме. У ЛА сусликов анизотропия проведения начала достоверно увеличиваться при 27°С, как и у кроликов. Сначала анизотропия отреагировала на высокий ритм, а потом и на понижение температуры.

Для оценки аритмогенности миокарда мы применяли критерий Nolasco - Dahlen для максимального угла наклона «кривой восстановления ДПД» (кривая зависимости ДПД от предшествующего ДИ). Было показано, что при всех температурах кривые для сусликов более пологие, чем для кроликов. В соответствие с критерием Nolasco-Dahlen мы использовали графический метод определения наклона кривых восстановления.

Рис. 2 Карты активации желудочков сердца ЗГ, ЗА и ЛА сусликов и кролика во время стимуляции левого желудочка при различных температурах. Периоды стимуляции равны ЗООмс при 37°С, 750мс при 17°С. Изохроны построены через 2 мс на картах при 37°С, через 4 мс при 17°С. Стрелками показаны продольные и поперечные направления скорости проведения (СП), рядом указаны соответствующие значения СП при данной температуре.

2,5 2,4 2,3 2,2 2,1

ОЗГ

м кролик • ЛА О ЗА

Т (мс)

В

3.0 2,8 2,6

2.4 2,2 2,0 1,8

1

3,3

3.1 2,9 2,7

2.5 2,3 2,1 1,9

4 4

Т (мс)

250 350 450 550 650 750

##

Т (мс)

400 500 600 700 800 900 1000

Рис. 3 Частотная зависимость анизотропии проведения (отношения продольной скорости проведения к поперечной) для зимних гибернирующих (ЗГ, п=7), летних активных (ЛА, п=6) и зимних активных (ЗА, п=4) сусликов и кроликов (п=5) при температурах 37°С, 27°С и 17°С.

* -р<0,05 по сравнению с ЗГ; #* -р<0,01 по сравнению с ЗГ

* -р<0,05 по сравнению с кроликами; ** - р<0,01 по сравнению с кроликами.

Так, у всех животных при понижении температуры происходит увеличение угла наклона кривых. В таблице. 2 даны значения максимальных углов наклона кривых при 37°С, 27°С и 17°С. У всех животных понижение температуры до 27°С не вызывает достоверных изменений наклона кривых. Однако при 37°С и 27°С максимальный угол наклона кривых для всех сусликов значительно меньше, чем у кроликов, и не превышает 45°. При дальнейшем снижении температуры до 17°С достоверно увеличивался максимальный угол наклона у всех видов сусликов по сравнению с 37°С, а у ЗА и ЗГ еще и по сравнению с 27°С. Так, у JIA сусликов максимальный угол наклона варьируется в непосредственной близости от критического значения в 45°, иногда превышая его. У ЗГ и ЗА сусликов максимальный угол наклона, так же как и у ЛА сусликов, колеблется в непосредственной близости от критического значения в 45°, не превышая его. Увеличение ошибки при определении максимального угла у кролика при 17°С связано с увеличением дисперсии по реполяризации

37°С 27°С 17°С

ЗГ 18±4° ** 28±4°** 40±1° ##

КРОЛИК 60±2° 64±2° 48±10°

ЗА 15±1° ** 24±2°** 38±3° ##

ЛА 26±3°** 35±4° ** 43±2° т

Табл. 2 Среднее значение максимальных углов наклона кривых восстановления длительности потенциалов действия (в градусах) для зимних гибернирующих (ЗГ, N=7), летних активных (ЛА, N-6) и зимних активных (ЗА, N=4) сусликов и кроликов (N=5) в диапазоне температур от 37°С до17°С.

**-Р<0,01 для ЗГ, ЛА и ЗА по сравнению с кроликами # # -Р<0,01 по сравнению с тем же животным при 37°С

На рис. 4 представлена гистограмма максимальных альтернаций ДПД (альтернациями называется чередование коротких и длинных ПД) в процентах от средней ДПД при 37°С, 27°С и 17°С. Видно, что при 37°С нормированные альтернации ДПД не отличаются между ЛА, ЗА и ЗГ сусликами и не превышают 5%, но достоверно меньше, чем у кроликов.

Дальнейшее понижение температуры до 27°С приводит к достоверному росту максимальных альтернаций ДПД у JIA сусликов, и, как следствие, к достоверной разнице между JTA и кроликами по сравнению с ЗГ. Как у ЛА и ЗА сусликов, так и у кроликов нормированные максимальные альтернации ДПД при 27°С превышают 5%, а у ЗГ сусликов - нет. При 17°С уже у всех групп животных нормированные максимальные альтернации превышают пятипроцентный порог, а у ЛА и ЗГ альтернации достоверно выше, чем при 27°С. Таким образом, у кроликов, в отличие от ЗГ, ЗА и ЛА сусликов, при всех температурах альтернации больше 5%, а у ЗГ сусликов сохраняются минимальные значения величины альтернаций <5% до 27°С включительно.

Максимальные альтернации ДПД70% (%)

Рис. 4 Среднее значение максимальных альтернаций длительности потенциала действия для зимних гибернирующих (ЗГ, п=7), летних активных (ЛА, п=6) и зимних активных сусликов (ЗА, п=4) и кроликов (п=5) в диапазоне температур от 37°С до17°С.

# -р<0,01 по сравнению с тем же животным при более высокой температуре ** -р<0,01 для ЗГ, ЛА и ЗА по сравнению с кроликами °° -р<0,01 для ЛА и кроликов по сравнению с ЗГ сусликами

Как говорилось выше, для возникновения циркуляции необходима повышенная неоднородность среды - анизотропия проведения и дисперсия рефрактерности (Мандел В.Дж., 1996; Wu J. and Zipes D.P., 2004). Увеличенная электрофизиологическая неоднородность миокарда будет создавать условия, необходимые для развития однонаправленного блока проведения. Тем не менее, ни один из вышерассмотренных параметров: высокая степень анизотропии, высокие альтернации и превышение критерия Nolasco-Dahlen при охлаждении до 17°С не удалось однозначно сопоставить с возникновением ФЖ. Данные критерии показывают увеличение повышения неоднородности и, как следствие, повышение вероятности возникновения ФЖ, но не являются достаточными условиями для возникновения ФЖ.

Однако наибольший вклад в увеличение дисперсии реполяризации вносят рассогласованные альтернации - альтернации в разных частях сердца сдвинутые по фазе. Для того чтобы их оценить, мы измерили максимальную дисперсию (Дтах) по картируемой области, а потом вычислили стандартную ошибку Дп,ах (СО(Дтах)) (см. рис. 5). На рис. 5А показана гистограмма изменения Дтах при нормальном ритме (нижние столбики гистограммы) и высокочастотной стимуляции (верхние столбики гистограммы) в зависимости от температуры. Из гистограммы видно, что увеличение частоты стимуляции достоверно увеличивало дисперсию у сусликов при всех температурах, но не вызывало значительных рассогласованных альтернаций (см. рис. 5Б) СО(Д„,ах)<7%. В то же время у кроликов повышение частоты стимуляции не вызывало достоверного роста ДП1И, но вызывало рост рассогласованных альтернаций, причем под действием низких температур рост СО(Дтах) увеличивался. Данный факт может свидетельствовать о разных механизмах защиты сердца от ФЖ при нормальной температуре. При гипотермии у кроликов увеличивалась как стационарная, так и динамическая составляющая неоднородности, в то время как у сусликов достоверно увеличивалась только динамическая неоднородность.

Рис. 5 Влияние гипотермии на Дтах и СО(Дтах) при нормальном ритме, близком к синусовому ритму в покое (весь столбец) и при желудочковом функциональном рефрактерном периоде (малый столбец) для зимних гибернирующих (ЗГ, п=7) и летних активных (ЛА, п=6) сусликов и кроликов (п=5). ** - р<0,01 достоверность изменения под действием высокого ритма; * - р<0,05 достоверность изменения под действием высокого ритма; #- р<0,01 изменения при ЖФРП по равнению с 37°С.

В ходе экспериментов у трех животных возникли ФЖ. Во всех случаях возникновения ФЖ наблюдалась повышенная неоднородность миокарда (Дтах^ЗО%) и сильные рассогласованные альтернации (СО(Дтм)>7%). ФЖ не возникала при наличии только повышенной неоднородности, которая наблюдалась у всех животных при высоком ритме. Так же стоит отметить, что высокие альтернации СО(Дти)=8,5%, наблюдаемые в одном из случаев при среднем значении Дтах=19,5%, так же не приводили к ФЖ. На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что для возникновения и поддержания ФЖ необходимы как стационарная, так и динамическая неоднородность. Можно предположить, что величины стационарной и динамической неоднородности, необходимые для возникновения ФЖ, обратно зависимы: и чем больше одна из них, тем меньше необходима вторая. Данные выводы хорошо согласуются с рассуждениями, сделанными Weiss J.N. (2002) в обзоре, посвященном взаимодействию стационарной и динамической неоднородностей в механизме развития ФЖ.

выводы

1. В работе впервые проведено детальное исследование обеих компонент хронотопографии реполяризации миокарда (стационарной и динамической) у гибернирующих. и негибернирующих животных при гипотермии, а также исследована их роль в холодовом аритмогенезе. У сусликов при охлаждении до 17°С показано сохранение функциональной однородности миокарда желудочков, как стационарной, так и динамической, и значительное увеличение неоднородности обоих типов у кроликов при понижении температуры.

2. У сусликов альтернации максимальной дисперсии реполяризации были более устойчивы к повышению частоты стимуляции и достоверно изменялись только во время гипотермии. В то же время, у кроликов повышение частоты стимуляции и понижение температуры приводило к нестабильности максимальной реполяризации, что способствовало развитию блоков проведения возбуждения и возникновению желудочковых аритмий по принципу re-entry.

3. Впервые исследовано влияние гипотермии на аритмогенные альтернации параметров активации и реполяризации миокарда гибернирующих и негибернирующих животных. Выявлено, что во всех состояниях сезонной активности гибернанты более толерантны к возникновению аритмогенных альтернаций ДПД и СП по сравнению с негибернирующими кроликами.

4. Получены экспериментальные данные о влиянии гипотермии на зависимость анизотропии проведения возбуждения от частоты сердечных сокращений у гибернирующих и негибернирующих животных. Показано, что максимальная анизотропия проведения у зимних гибернирующих сусликов достоверно не изменяется ни при высоком ритме, ни при гипотермии. В то же время, у кроликов и повышение частоты ритма, и гипотермия приводили к росту максимальной анизотропии проведения.

5. У сусликов обнаружены сезонные различия (в ДПД, СП, углах наклона кривых восстановления ДПД, анизотропии проведения, альтернации ДПД) в устойчивости сердца к гипотермии и высокочастотной стимуляции, которые, по-видимому, обусловлены наличием в период зимней спячки специализированных адаптационных механизмов, определяющих функциональное состояние миокарда и связанных с изменениями работы Na+, Са2+ и межклеточных каналов и/или уровня экспрессии белков, формирующих эти каналы.

СПИСОК РАБОТ, ОБУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ СТАТЬИ.

1. Ю.В. Егоров, А.В. Глухов, B.C. Артюхов, И.Р. Ефимов, Л.В. Розенштраух «Сравнительное исследование альтернаций длительности потенциала действия при гипотермии у сусликов и кроликов», Российский физиологический журнал имени И.М. Сеченова, 2009, Т95, №5, ст. 532-543.

2. А.В. Глухов, Ю.В. Егоров, И.Р. Ефимов, Л.В. Розенштраух, «Влияние гипотермии на хронотопографию активации сердца гибернирующих и негибернирующих млекопитающих», Кардиология, 2008, №12, ст. 34-41.

3. А.В. Глухов, Ю.В. Егоров, В.В. Федоров, И.Р. Ефимов, Л.В. Розенштраух, «Влияние гипотермии на длину волны возбуждения и уязвимость сердца к возникновению тахиаритмий у гибернирующих и негибернирующих животных», Российский физиологический журнал имени И.М. Сеченова, 2007, Т93, №3,ст. 289-298.

4. А.В. Глухов, А.В. Резник, Н.В. Коваленко, Ю.В. Егоров, Л.В. Розенштраух «Влияние нибентана на дисперсию реполяризации миокарда желудочков кролика». Кардиология 2008, №7, ст. 40-47

5. Fedorov VV, Glukhov AV, Sudharshan S, Egorov Y, Rosenshtraukh LV, Efimov IR. «Electrophysiological mechanisms of antiarrhythmic protection during hypothermia in winter hibernating versus nonhibernating mammals.» Heart Rhythm, 2008, 5(11), ст. 1587-1596.

ТЕЗИСЫ.

6. Fedorov VV, Glukhov AV, Sudharshan S, Egorov Yu, Rosenshtraukh LV, Efimov IR. Cardiac gap junction enhancement prevents conduction disturbances and arrhythmias in winter-hibernating mammals. Heart Rhythm, San Francisco, California, USA, May 14-17, 2008, 5(5), тезисы ст. 60.

7. Glukhov AV, Fedorov VV, Egorov Yu, Rosenshtraukh LV, Efimov IR Electrophysiological mechanisms of resistance to hypothermic ventricular fibrillation in the heart of hibernator Citellus undulatus. Heart Rhythm, Boston, Massachusetts, USA, May 17-20, 2006, 3(1S), тезисы ст. 221.

8. Егоров Ю.В., Глухов A.B. Изучение механизмов устойчивости сердца гибернирующих сусликов CITELLUS UNDULATUS к возникновению аритмии при гипотермии. Тезисы 5 ежегодной международной молодежной конференции ИБХФ РАН-ВУЗЫ, Москва, Россия, декабрь 14-16, 2005, ст. 356-358.

9. Глухов A.B., Егоров Ю.В. Длина волны возбуждения и уязвимость сердца к возникновению тахиаритмий при гипотермии у гибернирующих и негибернирующих млекопитающих. Тезисы 10-ой Путинской школы-конференции молодых ученых "Биология наука 21 века", Пущино, Московская область, Россия, Апрель 17-21, 2006, ст. 133.

10. Глухов A.B., Егоров Ю.В. Влияние гипотермии на неоднородность активации и реполяризации сердца сусликов CITELLUS UNDULATUS и кроликов. Тезисы девятой всероссийской медико-биологическая конференции молодых исследователей "Человек и его здоровье", Санкт-Петербург, Россия, Апрель 22-23, 2006, ст. 71-72.

11. Егоров Ю.В., Артюхов B.C., Глухов A.B. Осцилляции длительности реполяризации и уязвимость сердца к развитию желудочковых тахиаритмий при гипотермии. Тезисы десятой всероссийской медико-биологическая конференция молодых исследователей "Человек и его здоровье", Санкт-Петербург, Россия, Апрель 20-21,2007, ст. 132-134.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ТЕРМИНОВ.

ФЖ - фибрилляция желудочков;

ЖФРП - желудочковый функциональный рефрактерный период;

ПД - потенциал действия;

ЗГ - зимний гибернирующий суслик;

ЗА - зимний проснувшийся суслик;

ЛА - летний активный суслик;

СП - скорость проведения;

ДПД - длительность потенциала действия;

ДИ - диастолический интервал;

ЖТ - желудочковые тахиаритмии.

Стационарная неоднородность - неоднородность присутствующая в любом сердце при нормальном ритме.

Динамическая неоднородность - неоднородность, вызванная возбуждениями с коротким интервалом сцепления (высокочастотной стимуляцией или преждевременным стимулом во время фазы относительной рефрактерности).

Альтернации ДПД - чередование коротких и длинных потенциалов действия;

Рассогласованные альтернации — альтернации у которых фазы в различных областях сердца не совпадают.

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Егоров, Юрий Владимирович

Список сокращений.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Электрофизиологические механизмы развития аритмий при гипотермии. Устойчивость гибернирующих животных к Холодовым аритмиям. ^

1.2. Роль длины волны в механизме циркуляции возбуждения. *

1.3. Возникновение блоков проведения. ^

1.3.1. Скорость проведения и анизотропия скорости проведения возбуждения.

1.3.1.1. Ионные механизмы, определяющие скорость проведения.

1.3.1.2. Роль межклеточных контактов в распространении возбуждения и анизотропии проведения.

1.3.1.3 Фактор надежности проведения возбуждения.

1.3.2. Неоднородность миокарда по реполяризации.

1.3.2.1. Роль ионов Са2+ в дисперсии реполяризации. 23 1.3.3 Роль динамической неоднородности миокарда в механизме развития фибрилляции желудочков. ^

1.4. Резюме.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1. Объект исследования и инструментальный протокол.

2.2. Экспериментальный протокол.

2.3. Микроэлектродная техника.

2.4. Система оптического картирования электрической активности сердца.

2.5. Регистрация оптических сигналов, обработка и статистический анализ полученных данных. ^

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Влияние гипотермии на электрофизиологические параметры папиллярной мышцы сердца, измеренные с помощью микроэлектродной техники. (Стационарная неоднородность).

3.2. Исследование влияния высокочастотного ритма на электрофизиологические параметры папиллярной мышцы сердца при гипотермии с помощью микроэлектродной техники. (Динамическая неоднородность).

3.3. Влияние гипотермии на электрофизиологические параметры сердца, измеренные с помощью оптического картирования. (Стационарная неоднородность). ^

3.4 Исследование влияния высокочастотного ритма на электрофизиологические параметры сердца при гипотермии с помощью оптического картирования. (Динамическая неоднородность).

4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Возникновение нарушений ритма сердца во время частотной стимуляции при гипотермии.

4.2. Роль скорости проведения в защите от ФЖ.

4.3. Межклеточное взаимодействие.

ВЫВОДЫ

Введение Диссертация по биологии, на тему "Исследование динамической неоднородности миокарда у гибернирующих и негибернирующих животных"

В зависимости от степени гипотермии функциональные системы организма человека и других негибернирующих млекопитающих испытывают различные сдвиги и нарушения. В ряде работ авторы указывают на то, что гипотермия способствует увеличению уязвимости сердца к аритмиям (Перцов A.M. и Фаст В.Г., 1985; Düker G.D. et al., 1983; Mortensen E. et.al., 1993; Ujhelyi M.R. et.al., 2001) и развитию нарушений ритма у негибернирующих млекопитающих (Mortensen Е. et.al., 1993; Bjornstad H., 1994; Johansson B.W., 1996; Ujhelyi M.R. et.al., 2001; Chorro F.J. et.al., 2002). Проведенный анализ температурного порога функционирования сердца человека (Johansson B.W., 1996; Mattu А., 2002) и других негибернирующих млекопитающих (Кобрин В.И., 1991; Жегунов Г.Ф., 1993; Kenyon J.R. and Ludbrook J., 1957; Badeer H., 1958; Mouritzen C.V. and Anderson M.N., 1966; Nielsen K.C. and Owman C., 1968) показывает, что снижение температуры тела сначала увеличивает вероятность возникновения экстрасистолической активности и фибрилляции желудочков (ФЖ), а затем приводит к полному блоку проведения возбуждения по сердцу.

Тем не менее, среди млекопитающих существуют животные, устойчивые к возникновению ФЖ при низких температурах и способные выживать при температурах тела 0-7°С, погружаясь в состояние гибернации. Гибернация - это состояние полного оцепенения (торпора) при понижении температуры тела животного до значений, близких к температуре окружающей среды. Гибернантами являются некоторые млекопитающие, обитающие в зонах с резкими колебаниями погодно-климатических условий.

При понижении температуры во время зимней спячки сохраняется функционирование наиболее важных органов - сердца, головного мозга, печени. Кровоснабжение этих органов является обязательным условием сохранения жизни гибернантов и обусловлено адекватным функционированием сердечно-сосудистой системы. Несмотря на существование нескольких типов нарушений сердечной деятельности, устойчивые желудочковые тахиаритмии, в том числе фибрилляции желудочков, и блоки проведения возбуждения, не наблюдались у гибернантов (Dave A.R. and Morrison P.R., 1955; Johansson B.W., 1967; Eagles D.A. et.al, 1988) ни при входе в состояние гибернации, ни при выходе из него. Несмотря на многолетнее изучение гибернантов, механизмы работы их сердца во время гибернации до сих пор остаются загадкой для ученых.

Как известно, для возникновения ФЖ необходима повышенная неоднородность среды - анизотропия проведения и дисперсия рефрактерности (Мандел В.Дж., 1996; Wu J. and Zipes D.P., 2004). Увеличенная электрофизиологическая неоднородность миокарда будет создавать условия, необходимые для развития' однонаправленного блока проведения. Даже при "нормальном синусовом ритме в миокарде существует неоднородность (стационарная неоднородность) и пространственный градиент длительности потенциала действия (ДПД) (Laurita K.R. et al., 1996). В ряде работ последних лет (Weiss J.N. et.al., 2000; Cheng Y.J. et.al., 2003; Wilson L.D. et.al., 2009; Dobrovolny H.M. et.al., 2009) показано, что существующая при нормальном синусовом ритме пространственная неоднородность рефрактерности по сердцу может значительно увеличиваться вплоть до блока проведения (Laurita K.R. et al., 1996; Laurita K.R. and Rosenbaum D.S., 2000) при высокочастотной стимуляции или преждевременном стимуле, такую неоднородность принято называть динамической. Однако данные о динамической неоднородности во время гипотермии и ее связи с возникновением ФЖ отсутствуют.

Цель исследования.

Выяснить роль динамической неоднородности миокарда в развитии желудочковых тахиаритмий (ЖТ) во время гипотермии у негибернирующих животных (кроликов) и устойчивости миокарда гибернирующих животных (сусликов - Spermophilus undulatus) к ЖТ.

Задачи исследования.

1. Провести сравнительное исследование влияния гипотермии и высокочастотной стимуляции на электрическую активность клеток изолированного препарата сердца (папиллярная мышца) зимнеспящих сусликов (в различных состояниях активности) и негибернирующих млекопитающих (кролики).

2. Исследовать влияние гипотермии и высокочастотной стимуляции на спонтанный аритмогенез в сердце гибернирующих и негибернирующих млекопитающих.

3. Провести сравнительное исследование влияния гипотермии и высокочастотной стимуляции на пространственно-временные характеристики процессов активации и реполяризации сердца сусликов и кроликов.

4. С помощью метода оптического картирования проанализировать причины развития желудочковых тахиаритмий у негибернантов.

5. Исследовать сезонные изменения устойчивости сердца зимнеспящих сусликов Spermophyllus undulatus к гипотермии.

Научная новизна.

1. В работе впервые проведено детальное исследование обеих компонент хронотопографии реполяризации миокарда (стационарной и динамической) у гибернирующих и негибернирующих животных при гипотермии, а также исследована их роль в холодовом аритмогенезе.

2. Впервые исследовано влияние гипотермии на аритмогенные альтернации параметров активации и реполяризации миокарда гибернирующих и негибернирующих животных.

3. Получены экспериментальные данные о влиянии гипотермии на зависимость анизотропии проведения возбуждения от частоты сердечных сокращений у гибернирующих и негибернирующих животных.

Теоретическая и практическая значимость.

Полученные данные приближают нас к пониманию механизмов, с помощью которых гибернанты защищены от возникновения нарушений ритма в условиях выраженной гипотермии. Исследованная в работе взаимосвязь между ФЖ и стационарной и динамической неоднородностью может указать на дополнительные механизмы, обеспечивающие устойчивость сердца гибернирующих сусликов к развитию тахиаритмий при гипотермии. Изучение этих механизмов представляет большой интерес как теоретический, так и практический: понимание механизмов защиты сердца гибернантов от ФЖ в дальнейшем может привести нас не только к более глубокому пониманию основных механизмов образования наиболее опасных нарушений сердечного ритма, но и к разработке новых способов их предотвращения и купирования.

Заключение Диссертация по теме "Физиология", Егоров, Юрий Владимирович

выводы

1. В работе впервые проведено детальное исследование обеих компонент хронотопографии реполяризации миокарда (стационарной и динамической) у гибернирующих и негибернирующих животных при гипотермии, а также исследована их роль в холодовом аритмогенезе. У сусликов при охлаждении до 17°С показано сохранение функциональной однородности миокарда желудочков, как стационарной, так и динамической, и значительное увеличение неоднородности обоих типов у кроликов при понижении температуры.

2. У сусликов альтернации максимальной дисперсии реполяризации были более устойчивы к повышению частоты стимуляции и достоверно изменялись только во время гипотермии. В то же время у кроликов повышение частоты стимуляции и понижение температуры приводило к нестабильности максимальной реполяризации, что способствовало развитию блоков проведения возбуждения и возникновению желудочковых аритмий по принципу re-entry.

3. Впервые исследовано влияние гипотермии на аритмогенные альтернации параметров активации и реполяризации миокарда гибернирующих и негибернирующих животных. Выявлено, что во всех состояниях сезонной активности гибернанты более толерантны к возникновению аритмогенных альтернаций ДПД и СП по сравнению с негибернирующими кроликами.

4. Получены экспериментальные данные о влиянии гипотермии на зависимость анизотропии проведения возбуждения от частоты сердечных сокращений у гибернирующих и негибернирующих животных. Показано, что максимальная анизотропия проведения у зимних гибернирующих сусликов достоверно не изменяется ни при высоком ритме, ни при гипотермии. В то же время у кроликов и повышение частоты ритма, и гипотермия приводили к росту максимальной анизотропии проведения.

5. У сусликов обнаружены сезонные различия (ДПД? СП, углы наклона кривых восстановления ДПД, анизотропии проведения, альтернации ДПД) в устойчивости сердца к гипотермии и высокочастотной стимуляции, которые, по-видимому, обусловлены наличием в период зимней спячки специализированных адаптационных механизмов, определяющих функциональное состояние миокарда и связанных с изменениями работы Na+, Са2+ и межклеточных каналов и/или уровня экспрессии белков, формирующих эти каналы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Полученные данные приближают нас к пониманию механизмов, с помощью которых гибернанты защищены от возникновения нарушений ритма в условиях выраженной гипотермии. Обнаруженная в работе взаимосвязь между ФЖ и неоднородностью обоих видов может говорить о дополнительных механизмах, обеспечивающих устойчивость сердца гибернирующих сусликов к развитию динамической неоднородности при гипотермии. Изучение этих механизмов представляет огромный интерес как теоретический, так и практический: понимание механизмов защиты сердца гибернантов от ФЖ позволит разработать новые подходы к повышению устойчивости негибернирующих организмов, включая человека, в экстремальных условиях и дальнейшего применения их в медицинской практике. Полученные знания могут выявить новые мишени для фармакологических воздействий и помочь в разработке новых лекарственных препаратов.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Егоров, Юрий Владимирович, Москва

1. Глухов A.B. Электрофизиологические механизмы устойчивости ритма сердца суслика CITELLUS UNDULATUS во время гибернации. Диссертация на соискание учёной степени кандидата биологических наук, Москва 2006.

2. Глухов A.B., Егоров Ю.В., Ефимов И.Р., Розенштраух Л.В. Влияние гипотермии на хронотопографию активации сердца гибернирующих и негибернирующих млекопитающих. Кардиология. 2008, Т. 12, с. 34-41.

3. Ефимов И.Р., Сидоров В.Ю. Оптическое картирование электрической активности сердца. Кардиология. 2000, 8, 38-52.

4. Кобрин В.И. Спонтанная дефибрилляция желудочков сердца при гипотермии. Кардиология 1991, 31(1), 19-21.

5. Кушаковский М.С. Аритмии сердца. Санкт-Петербург1998, Фолиант.

6. Манделл В.Дж. Аритмии сердца. Москва 1996, "Медицина".

7. Медведев Л.Н., Елсукова Е.И. Бурая жировая ткань человека. Успехи Физиол. Наук. 2002,33(2), 17-29.

8. Перцов A.M., Фаст В.Г. Исследование холодовых аритмий в изолированном предсердии кролика методом картографирования. Кардиология. 1985,25(5), 93-97.

9. Розенштраух Л.В., Фёдоров В.В., Алиев P.P., Глухов A.B., Михеева Т.В., Резник A.B., Ефимов И.Р. Изучение характера активации изолированного сердца гибернирующего суслика Citellus undulatus. Кардиология. 2005,45(4), 4-10.

10. Allesie М.А., Lammers W.J., Bonke F.I., Hollen J. Experimental evaluation of Moe's multiple wavelet hypothesis of atrial fibrillation. In Zapes and Jalife. 1985,265-276.

11. Arnsdorf M.F. Кабельные свойства и проведение потенциала действия. Возбудимость, источники и стоки. В книге: Физиология и патофизиология сердца. Под ред. Сперелакиса Н. Москва: Медицина. 1988, стр. 166-213.

12. Badeer Н. Ventricular fibrillation in hypothermia; a review of factors favoring fibrillation in hypothermia with and without cardiac surgery. J Thoracic Surg 1958, 35(2), 265-273.

13. Banville I., Gray R.A. Effect of action potential duration and conduction velocity restitution and their spatial dispersion on alternans and the stabiliyu of arrhythmias. J Cardiovasc Electrophysiol. 2002, 13, 141-1149.

14. Bers D.M. Calcium fluxes involved in control of cardiac myocyte contraction. Circ. Res. 2000, 87, 275-281.

15. Betsuyaku Т., Nnebe N.S., Sundset R., Patibandla S., Krueger C.M., Yamada K.A.

16. Overexpression of cardiac connexin 45 increases susceptibility to ventricular tachyarrhythmias in vivo. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2006, 290(1), HI 63-71.

17. Bjornstad H., Mortensen E., Sager G., Refsum H. Effect of bretylium tosylate on ventricular fibrillation threshold during hypothermia in dogs. Am. J. Emerg. Med. 1994, 12(4), 407-12.

18. Boutilier R.G. Mechanisms of cell survival in hypoxia and hypothermia. J Exp Biol. 2001, 204,3171-3181.

19. Boyett M.R., Jewell B.R. A study of the factors responsible for rate-dependent shortening of the action potential in mammanial ventricular muscle. J. Physiol. (Lond.) 1978,285, 359-380.

20. Bukauskas F.F., Weingart R. Temperature dependence of gap junction properties in neonatal rat heart cells. Pflugers Arch 1993,423, 133-139

21. Burlington R.F., Milsom W.K. The cardiovascular system in hibernating mammals: recent advances. In: Living in the cold, edited by Malan A and Comguihem B. Jon Libbey Eurotext Ltd 1989,235 243.

22. Carmeliet E. Repolarization and frequency in cardiac cells. J. Physiol. Paris 1977, 73, 903-923.

23. Cherry E.M., Fenton F.H. Suppression of alternans and conduction blocks despite steep APD restitution: electrotonic, memory, and conduction velocity restitution effects. Am J Physiol. 2004, 286,2332-2341.

24. Chudin E., Goldhaber J., Garfinkel A., Weiss J., Kogan B. Intracellular Ca2+ dynamics and the stability of ventricular tachycardia. Biophys J. 1999, 77, 2930-2941.

25. Covino B.G., D'Amato H.E. Mechanism of ventricular fibrillation in hypothermia. Circ. Res. 1962, 10, 148-55.

26. Cranefield P.F. Action potentials, afterpotentials, and arrhythmias. Circ Res. 1977,41(4), 415-23.

27. Cranefield P.F., Hoffman B.F. Reentry: slow conduction, summation and inhibition.

28. Circulation. 1971,44, 309.t ?40,41.4445,46,47,48,49,50,51,52,53,

29. Danik S.B., Liu F., Zhang J., Suk H.J., Morley G.E., Fishman G.I., Gutstein D.E.

30. Modulation of cardiac gap junction expression and arrhythmic susceptibility. Circ Res. 2004, 95(10), 1035-1041.

31. Dave A.R., Morrison P.R. Characteristics of the hibernating heart. Am Heart J 1955, 124, 367-384.

32. Conduction slowing by the gap junctional uncoupler carbenoxolone. Cardiovasc Res. 2003, 60(2), 288-297.

33. Dobrovolny H.M., Berger C.M., Brown N.H., Neu W.K., Gauthier D.J. Spatial heterogeneity of restitution properties and the onset of alternans. Conf Proc IEEEEng Med Biol Soc. 2009,4186-4189.

34. Dudel J., Rudel R. Voltage and time dependence of excitatory sodium current in cooled sheep Purkinje fibres. Pflugers Arch. 1970, 315(2), 136-58.

35. Duker G.D., Olsson S.O., Hecht N.H. et al. Ventricular fibrillation in hibernators and nonhibernators. Cryobiology. 1983,20,407 420.

36. Efimov I.R., Nikolski V.P., Salama G. Optical imaging of the heart. Circ Res. 2004, 95(1), 21-33.

37. Fox J. J., McHarg J.L., Gilmour R.F. Ionic mechanism of electrical alternans. Am J Physiol. 2002,282, 516-530.

38. Fozzard H.A. Afterdepolarizations and triggered activity. Basic Res Cardiol. 1992, 87 Suppl 2,105-113.

39. Gaborit N., Le Bouter S., Szuts V., Varro A., Escande D., Nattel S., Demolombe S.

40. Regional and tissue specific transcript signatures of ion channel genes in the non-diseased human heart. J Physiol. 2007, 582(Pt 2), 473.

41. Geiser F., Baudinette R.V., McMurchie E.J. The effect of temperature on isolated perfused hearts of heterothermic marsupials. Comp. Biochem. Physiol. A. 1989, 93, 331335.

42. Gilmour R.F., Otani N.F., Watanabe M.A. Memory and complex dynamics in cardiac Purkinje fibers. Am J Physiol 1997,272(41), 782-792.

43. Glitsch H:G., Pusch H. On the temperature dependence of Na pump in sheep Purkinje fibers. Pflugers Arch. 1984,402,109-115.

44. Goldhaber J.I., Xie L.H., Duong T., Motter C., Khuu K., Weiss J.N. Action potential duration restitution and alternans in rabbit ventricular myocytes: the key role of intracellular calcium cycling. Circ Res. 2005, 96(4), 459-466.

45. Gotoh M., Uchida T., Fan W., Fishbein M.C., Karagueuzian H.S., Chen P.-S. Anisotropic repolarization in ventricular tissue. Am. J. Physiol. 1997,272, 107-113.

46. Han J., Garcia de Jalon, Moe G.K. Adrenergic effects on ventricular vulnerability. Circ. Res. 1964, 14,516-525.

47. Herve J.C., Yamaoka K., Twist V.W., Powell T., Ellory J.C., Wang L.C. Temperature dependence of electrophysiological properties of guinea pig and ground squirrel myocytes. Am J Physiology 1992, 263, 177-184.

48. Hirayama Y., Saitoh H., Atarashi H., Hayakawa H. Electrical and mechanical alternans in canine myocardium in vivo: dependence on intracellular calcium cycling. Circulation. 1993, 88, 2894-2902.

49. Hochachka P.W. Defense strategies against hypoxia and hypothermia. Science. 1986, 231(4735), 234-241.

50. Huser J., Wang Y.G., Sheehan K.A., Cifuentes F., Lipsius S.L., Blatter L.A. Functional coupling between glycolysis and excitation-contraction coupling underlies alternans in cat heart cells. J Physiol. 2000, 524(pt 3), 795-806.

51. Ivanov K.P. Physiological blocking of the mechanisms of cold death: theoretical and experimental considerations. J Therm Biol. 2000,25,467-479.

52. Jacobs H.K., South F.E. Effects of temperature on cardiac transmembrane potentials in hibernation. Am J Physiol. 1976, 230, 403-409.

53. Johansson B.W. Heart and circulation in hibernators. In: Fisher K. C., Dawe A. R., Lyman C. P., Schonbaum E., South F. E. Mammalian Hibernation III. New York, Oliver & Boyd, Ltd and American Elsevier. 1967, 200-218.

54. Johansson B.W. The hibernator heart-nature's model of resistance to ventricular fibrillation. Cardiovasc Res 1996, 31, 826 832.

55. Josephson M.E., Spielman S.R., Greenspan A.M., Horowitz L.N. Mechanism of ventricular fibrillation in man. Observations based on electrode catheter recordings. Am J Cardiol. 1979,44(4), 623-631

56. Kenyon J.R., Ludbrook J. Hypothermia below 10 degrees C in dogs with cardiac recovery onrewarming. Lancet. 1957,273(6987), 171-173.

57. Kleber A.G. and Rudy Yo. Basic mechanisms of cardiac impulse propagation and associated arrhythmias. Physiol Rev. 2004, 84,431-488.79