Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Кардиоэлектрическое поле кролика в период конечного желудочкового комплекса при локальном охлаждении сердца

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Кардиоэлектрическое поле кролика в период конечного желудочкового комплекса при локальном охлаждении сердца"

г

оа

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

Уральское отделение Коми научный центр Институт физиологии

На правах рукописи

АЗАРОВ ЯН ЭРНЕСТОВИЧ

КАРДИОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ КРОЛИКА В ПЕРИОД КОНЕЧНОГО ЖЕЛУДОЧКОВОГО КОМПЛЕКСА ПРИ ЛОКАЛЬНОМ ОХЛАЖДЕНИИ СЕРДЦА

03.00.13 - физиология человека и животных

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

л

Сыктывкар -1996

Работа выполнена в Институте физиологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук.

Научные руководители:

академик М.П. Рощевский доктор биологических наук Д.Н. Шмаков

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук В.А. Головко доктор медицинских наук В.И. Кобрин

Ведущее учреждение: Кубанская медицинская академия

Защита состоится " ..^.'¿^.'ль^А. 1996 г. в час. на заседании диссертационного совета Д 200.25.01 в Институте физиологии Коми НЦ Уральского отделения Российской академии наук по адресу: 167610, Республика Коми, Сыктывкар, ул. Первомайская, д. 48.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Коми научного центра УрО РАН.

Автореферат разослан ЛЛР.^У?.^.......199£ г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук

Н.А. Чермных

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. К настоящему времени установлены пути охвата возбуждением миокарда желудочков позвоночных животных [Durrer, van der Tweel, 1957; Dürrer et al., 1970; Рощепсмш, 1972; Шмаков, 1990]. Вместе с тем последовательность реполяршации различных участков сердца исследована значительно меньше [Abildskov, 1975; Kootsey, Johnson, 1980] из-за методических трудностей, обусловленных высокой чувствительностью процесса реполяршации кардиомиоцитов к действию самых различных факторов; отсутствием четко локализованных источников тока, генерирующих в этот период электрическое поле [Kootsey, Johnson, 1980]; сглаженной формой внеклеточных потенциалов реполяризационного комплекса электрограммы, затрудняющей построение хронотопографических карт [van Dam, Durrer, 1964].

Сведения о последовательностях реполяршации миокарда и соотношении их с последовательностями деполяризации противоречивы. По данным одних исследователей [Christian, Scher, 1967; Cohen et al., 1976], последовательность реполяршации желудочков сердца не зависит от хода волны активации, а, по мнению других [van Dam, Durrer, 1961; Hoffman, 1982], - определяется ею. Имеются также точки зрения, что все участки желудочков реполярнзуются о;щовремешю [Autcnrieth et al., 1975; Cowan et al., 1988] и что в разных участках миокарда соотношения между последовате.п.ностями деполяризации и реполяршации различны [Abildskov, 1975; d'AIche et al., 1992].

Известно, что температура сердечной мышцы является одной из детерминант длительности потенциала действия кардиомиоцитов [Woodbury et al., 1951; West et al., 1959; Гоффман, Крейнфнлд, 1962; Головко, 1989; Кобрин, 1989] и может влиять на последовательность реполяризацпи миокарда [Lux et al., 1994]. Очевидно, что при картографировашш кардноэлектрического поля на поверхности желудочков при вскрытой грудной клетке сердце охлаждается. В связи с этим можно предположить, что противоречивость данных о последовательностях реполяршации эпикарда обусловлена температурными воздействиями па миокард во время эксперимента.

Исследование закономерностей формирования

кардиоэлектрпческого поля в период реполяршации желудочков сердца наряда с теоретическим имеет и практическое значение, поскольку ST-T комплекс является наиболее чувствительной частью электрокардиограммы и его изменения используются для диагностики различных заболеваний [Орлов, 1983], прежде всего, нарушений ишемического, гипоксического и метаболического характера. Известна также высокая значимость изменений конечного желудочкового

комплекса как критерия в тестировании физической работоспособности человека [Карпман и др., 1988].

Для изучения механизма формирования электрического поля сердца в период конечного желудочкового комплекса представляется актуальным исследование последовательности реполяризации эпикарда желудочков при охлаждении сердца и изменении пути распространения волны активации миокарда.

Настоящая работа выполнена в соответствии с планами НИР Института физиологии УрО РАН "Проблемы генезиса и физиологической информативности электромагнитных полей функциональных систем организма" (N ГР 01.9.10.03162) и "Механизмы формирования кардиоэлектрического поля у позвоночных животных и человека" (N ГР 01.9.60 001210). Исследование поддержано грантом РФФИ N95-04-11910.

ЦЕЛЬ ДАННОЙ РАБОТЫ - изучение закономерностей формирования кардиоэлектрического поля кролика в период ST-T комплекса в условиях нормотермии и при охлаждении сердца.

ЗАДАЧИ:

1. Определить последовательность реполяризации эпикарда желудочков сердца кролика при синусовом ритме в условиях нормотермии;

2. Изучить влияние охлаждения сердца на последовательность реполяризации эпикарда желудочков кролика;

3. Определить последовательность реполяризации эпикарда при изменении хода волны активации желудочков сердца кролика;

4. Сопоставить последовательности деполяризации и реполяризации эпикарда желудочков кролика;

5. Исследовать распределение потенциала на поверхности желудочков сердца и тела кролика в период ST-T комплекса в условиях нормотермии;

.. 6. Изучить влияние охлаждения сердца на распределение

потенциала на эпикарде желудочков и поверхности туловища кролика в период ST-T комплекса.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Впервые определена последовательность реполяризации эпикарда желудочков кролика in situ. Нами показано, что при синусовом ритме распределение длительностей возбужденного состояния (периодов активация-восстановление) на поверхности желудочков сердца определяет последовательность реполяризации эпикарда. Впервые описана инверсия распределения потенциала на поверхности туловища и желудочков сердца и последовательности реполяризации эпикарда при охлаждении грудной полости до 32°С. Установлено, что при изменении температуры в средостении от 38°С до 32°С наибольшее удлинение периодов активация-восстановление происходит в верхушечных, а наименьшее - в базальных участках эпикарда. Показано, что при эктопическом желудочковом ритме

последовательность активации влияет на последовательность восстановления эпикарда путем модуляции собственных реполяризационных свойств различных областей желудочков: в области эктопического очага происходит укорочение периода активация-восстановление, а в области поздней деполяризации - его здлннеиие.

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. Результаты исследования могут использоваться для разработан теории формирования кардпоэлектрического поля, моделирования патологических процессов в сердце и скрининга биологически активных веществ. Полученные нами данные об изменении реполяризационных свойств (длительностей возбужденного состояния) различных областей миокарда при гипотермии могут лечь в основу методики контроля за состоянием сердца во время хирургических вмешательств с применением кардиоплегии и гипотермической загциты.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ.

1. Распределение потенциала, генерируемого в процессе реполяризации желудочков сердца на эпикарде и поверхности туловища, формируется до начала Т волны, в течете сегмента ЭТ электрокардиограммы в отведениях от конечностей.

2. Зона наиболее ранней реполяризации на эпикарде желудочков кролика располагается в области верхунпш сердца и на латеральной поверхности левого желудочка, а наиболее поздней реполяризации - в основании и медиолатералыюй зоне правого желудочка.

3. При синусовом ритме последовательность реполяризации поверхности желудочков обусловлена длительностью возбужденного состояния (периодов активация - восстановление) различных участков эпикарда и не зависит от последовательности деполяризации.

4. При охлаждении сердца от 38°С до 32°С в результате неодинакового изменения локальных реполяризационных свойств миокарда последовательность реполяризации и распределение потенциала на поверхности желудочков сердца инвертируется.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертации были доложены на конференции молодых физиологов и биохимиков России "Биохимические и биофизические механизмы физиологических функции" (г. Санкт-Петербург, Россия, 1995 г.); конференции "Физиология и патология сердца", посвященной 75-летшо со дня рождения Г.И.Косникого (г. Москва, Россия, 1995 г.); IV Молодежной научной конференции Института биологии Коми НЦ УрО РАН "Актуальные проблемы биологии" (г. Сыктывкар, Россия, 1996 г.); конференции по терморегуляции и тепломассопереносу кровыо (г. Санкт-Петербург, Россия, 1996 г.). Материалы работы были также представлены на XXII (г. Наймеген, Нидерланды, 1995 г.) и XXIII (г. Кливленд, США, 1996 г.) Конгрессах по электрокардиологии.

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано шесть печатных работ.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ. Работа изложена на 148 машинописных страницах, состоит из введения, четырех глав (обзор литературы, материалы и методы исследования, результаты исследований, обсуждение результатов), вьюодов и списка литературы (139 источников). Диссертация содержит 6 таблиц и 27 рисунков.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. Эксперименты были проведены на 33 взрослых кроликах породы Шиншилла обоего пола. Кардиоэлектрическое поле исследовали на поверхности туловища у 16 и на эпикарде желудочков сердца - у 18 особей. Кроме того, у семи животных регистрировали ЭКГ и ЭГ синхронно на поверхности желудочков сердца и туловища при закрытой грудной клетке.

Кроликов наркотизировали тиопенталом натрия (100 мг/кг, внутрибрюшинно), шпубировали и переводили на искусственную вентиляцию легких. Ректальная температура животного после наркотизации составляла 38°С. С целью охлаждения сердца средостение перфузировали термостатируемым физиологическим раствором (0.85% N30). Кардиопотенциалы регистрировали после трехминутной инкубации при 38°С и 32°С. Для изменения последовательности деполяризации миокарда навязывали желудочковый эктопический ритм, дня чего проводили электростимуляцию основания правого и левого желудочков и верхушки сердца (3.5 Гц, 2 мс, 5-15 В).

Потенциалы отводили от 64 электродов, равномерно расположенных на поверхности желудочков сердца и (или) торсе, при помощи автоматизированной компьютерной установки [Рощевский и др., 1985]. Пространственно-временные и амплитудные характеристики кардиоэлектрического поля исследовали при помощи хронотопографических и эквипотенциальных моментных карт. Отсчеты времени производили относительно пика зубца Я на ЭКГ в отведении от передних конечностей. Метод, предложенный Р.Ф. Виатт с соавторами [\Vyatt е! а1., 1981], использовали дая построения хронотопографических карт: момент прихода волны возбуждения в область отведения потенциала определяли по минимуму первой производной потенциала по времени в период комплекса <3118, момент восстановления - по максимуму первой производной во время 8Т-Т комплекса, а длительность возбужденного состояния (интервал активация - восстановление) - как период между моментом прихода волны возбуждения и моментом восстановления.

Для оценки различий временных параметров применяли критерий Стьюдента доя попарно связанных вариант. Различия признавали достоверными на уровне значимости р < 0.05. Данные в

работе представлены в виде: среднее арифметическое ± стандартное отклонение.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Последовательности деполяризации и рсполнризацин эиикарда желудочков кролика при синусовом ритме

Последовательность деполяризации. В условиях нормотермии длительность охвата возбуждением эпикарда составляет 17±3 мс. На поверхность желудочков волна активации прорывается в двух участках: в области эпикардиалыюй проекции оснований передних папиллярных мышц левого желудочка н в медиальном участке свободной стенки правого желудочка. От этих очагов волна деполяризации распространяется по всему эпикарду, захватывая вначале латеральную поверхность левого и основание правого желудочков и, в последнюю очередь, через 16-18 мс после прорыва волны возбуждения на эпикард, -основание левого желудочка. Аналогичные данные были получены ранее в Институ те физиологии УрО РАН [Мохй\"епко й а1., 1991].

При 'охлаждении средостения от 38°С до 32°С последовательность деполяризации поверхности желудочков существенно не изменяется, а время активации эпикарда увеличивается на 3±2 мс (р < 0.001).

Длительности возбужденного состояния. В условиях нормотермии на верхушке сердца отмечаются наиболее короткие (114+36 мс) интервалы активация-восстановление. Их длительность достоверно (р < 0.01) увеличивается в следующем порядке: верхушка и латеральная поверхность левого желудочка; основание левого и латеральная область правого желудочка; основание правого желудочка (158+39 мс).

При охлаждении сердца от 38°С до 32°С длительности возбужденного состояния в разных отделах поверхности желудочков увеличиваются неодинаково (р < 0.001). Самое большое удлинение интервалов активация-восстановление отмечено на верхушке сердца, а самое малое - в основании правого желудочка. В результате этого распределение по эпикарду длительностей возбужденного состояния изменяется. В базальнон области правого желудочка регистрируются наиболее короткие интервалы активация-восстановление (173±42 мс). Их величина достоверно (р < 0.05) увеличивается в следующем порядке: основание правого и левого желудочков; латеральная поверхность правого желудочка; латеральная поверхность левого желудочка; верхушка сердца (243±29 мс).

Последовательность реполяризации. В условиях нормотермии эпикард левого желудочка восстанавливается раньше эпикарда правого, а верхушечные участки желудочков раньше базальных (р < 0.01). На верхушке сердца отмечается самая ранняя реполяризация (рис.1), незначительно опережающая восстановление в латеральной области левого желудочка. Вслед за этими зонами реполяризуется основание левого и латеральная поверхность правого желудочка, а в последнюю очередь (на 43+23 мс позже, чем верхушка сердца) восстанавливается основание правого желудочка.

ПЖ ЛЖ ПЖ

Рис.1. Хронотопографическая карта последовательности реполяризации эпикарда желудочков кролика при температуре в средостении 38°С

(кролик N17).

Стрелка указывает направление от основания к верхушке сердца; пунктирная линия обозначает проекцию межжелудочковой перегородки на эпикард; отсчет времени в мс от момента ранней реполяризации эпикарда; ПЖ - правый желудочек, ЛЖ - левый желудочек.

При охлаждении сердца от 38°С до 32°С в одних и тех же эпикардиальных отведениях времена реполяризации увеличиваются в соответствии с удлинением интервалов активация - восстановление. В

результате изменения длительностей возбуждетюго состояния различных участков эпикарда последовательность реполяризации инвертируется (рис.2). В базальных отделах эпикарда желудочков формируется зона ранней реполяризации. Через 22+18 мс после основания правого желудочка реполярнзуготся латеральная часть его свободной стенки. Затем восстанавливается латеральная поверхность свободной стенки левого желудочка, а наиболее позднюю реполяризации) отмечали в верхушечных отделах эпикарда.

ПЖ ЛЖ ПЖ

О 20 40 60 80 100 120 140 160 178 (мс)

Рис.2. Хроиотопографическая карта последовательности реполяризации эпикарда желудочков кролика при температуре в средостении 32°С

(кролик N 17).

Обозначения те же, что н на рпс.1.

Последовательность. реполяризации соответствует

распределению интервалов активация-восстановление: коэффициент корреляции. "между длительностью последнего и временем восстановления в одном и том же эпикардиалыюм отведении составляет в условиях нормо- и гипотермии, соответственно, 0.994 и 0.991 (р < 0.001). Области ранней деполяризации и

ранней реполярнзации частично совпадают: при температуре в средостении 38°С - в области верхушки сердца, а при 32°С - на латеральной поверхности правого желудочка. На более поздних стадиях последовательность восстановления не повторяет последовательности активации эпикарда, что подтверждается низким коэффицентом корреляции между временем активации и восстановления в условиях нормо- и гипотермии: 0.166 и 0.006, со ответственно.

Изменения хода реполяризации эпикарда при охлаждении средостения обратимы. При согревании сердца последовательность восстановления вновь приобретает признаки, характерные для нормотермии. Увеличение частоты сердечных сокращений при навязанном предсердном эктопическом ритме до 240 ударов в минуту в условиях гипотермии не вызывает существенных изменений последовательности реполяризации. Принимая во внимание эти данные и учитывая, что время деполяризации при снижении температуры значительно не меняется, можно заключить, что последовательность реполяризации эпикарда при переходе к геотермическому состоянию изменяется исключительно благодаря неодинаковому удлинению интервалов активация-восстановление в различных областях желудочков.

Распределение потенциала в период БТ-Т комплекса на эпикарде желудочков и поверхности тела кролика

В условиях нормо- и гипотермии распределение потенциала в период БТ-Т комплекса как на эпикарде желудочков, так и на поверхности туловища имеет общие особенности. Кардиоэлектрическое поле в начале сегмента БТ не имеет явно выраженных максимумов и минимумов. Несколько позднее, но до начала Т волны устанавливается распределение потенциала, характерное для конечного желудочкового комплекса. Во время Т волны местоположение отрицательной и положительной зон остается постоянным, изменяются только их размеры. Амплитуда максимума и минимума в этот период увеличивается и достигает своего наибольшего значения приблизительно в момент пика Т волны в отведениях от конечностей. В конечную фазу 8Т-Т комплекса амплитуда потенциала кардиоэлектрического поля постепенно снижается, а распределение потенциала становится хаотичным.

Распределение потенциала на эпикарде желудочков. При температуре в средостении 38°С (рис.За) в период сегмента БТ в отведениях от конечностей отрицательная зона охватывает область основания, а в период Т волны распространяется и на медиальные отделы эпикарда свободной стенки правого желудочка. Область отрицательного потенциала может также формироваться в латеральной части основания левого желудочка. Положительная зона занимает верхушку и прилегающие к ней части свободных стенок.

Рис.3. Карты распределения потенциала на эпикарде желудочков (А) и поверхности тела (Б) кролика в период ST-T комплекса.

Заштрихована зона положительного потенциала. Знаки "+" и "-'' обозначают положение, соответственно. максимума и минимума. Под каждой картой показана электрокардиограмма в I отведении с маркером времени. Шаг изолиний - 2.00 мВ (Л) и 0.20 мН (Б). К - контроль (интакгная грудная клетка, ректальная температура - 38°С), ! -перфузия средостения при температуре 38°С, 2 - перфузия средостения при температуре 32°С, ПП - правое плечо, ЯП - левое плечо. Остальные обозначения те же, что и на рис.1.

При понижении температуры в грудной полости до 32°С (рис.За) положительная зона с экстремумом наблюдается на эпикарде правого желудочка, преимущественно в базальных и медиальных участках. Область отрицательных потенциалов занимает поверхность левого желудочка с экстремумом в области верхушки. Таким образом, понижение температуры в грудкой полости до 32°С приводит к тому, что взаимное расположение положительной и отрицательной зон меняется на противоположное по сравнению с исходным нормотермическим состоянием.

Распределение потенциала на поверхности туловища. В начальный период сегмента БТ кардиоэлектрическое поле в условиях нормотермии на поверхности интактной грудной клетки кролика характеризуется хаотичным распределением низкоамплитудного (менее 0.10 мВ) потенциала и отсутствием четко выраженных

экстремумов. Положительная зона регистрируется в каудальной области грудной клетки, простираясь на вентральной поверхности до уровня проекции верхушки сердца (рис.Зб). Область отрицательного потенциала образуется в краниальном отделе торса, занимая большую часть дорсальной поверхности грудной клетки. В дальнейшем, до конца Т волны, взаимное расположение положительной и отрицательной зон кардиоэлектрического поля существенно не изменяется.

Положительный экстремум при нормотермии располагается в области проекции верхушки сердца на вентральную поверхность туловища. Локализация наибольшего отрицательного потенциала в краниальной части торса варьирует у разных животных. Чаще всего она отмечается в области правой или левой подмышечной впадины. Максимум обычно формируется раньше минимума.

Было показано, что перфузия средостения физиологическим раствором, изменяя амплитудные характеристики поля, существенно не влияет на распределение потенциала на поверхности туловища кролика. В связи с этим при анализе экспериментальных данных, полученных в условиях перфузии, мы ограничивались оценкой пространственно - временных параметров распределения потенциала.

При охлаждении средостения до 32°С распределение потенциала на поверхности туловища в период БТ-Т комплекса становится противоположным контрольному (рис.Зб). Положительная зона локализуется в краниальном отделе грудной клетки, занимая большую часть дорсальной поверхности, а отрицательная - в каудальном отделе торса, главным образом, - на его вентральной, а также частично леволатеральной поверхности. Положительный экстремум наблюдается в краниальном отделе, чаще на правой половине туловища, но его конкретное положение у разных животных может варьировать: максимум может регистрироваться в области правой или левой подмышечной впадины, правой лопатки или несколько каудальнее. Отрицательный экстремум отмечается в области проекции верхушки сердца на вентральную поверхность торса.

При повышении температуры в средостении до 38°С в большинстве туловищных отведений происходит реверсия Т волны, и, таким образом, эквипотенциальные моментные карты в период конечного желудочкового комплекса становятся сходными с соответствующим распределением потенциала в контроле (рис.Зб). Положительная зона наблюдается в каудальном отделе туловища (на вентральной поверхности - приблизительно до области проекции верхушки сердца, где располагается максимум). Отрицательная зона с экстремумом формируется в краниальном отделе торса, занимая большую часть дорсальной поверхности.

Последовательности деполяризации и реполяризации эпикарда при эктопическом возбуждении желудочков сердца кролика

Последов ательнос гь депо ляриз а пни при навязанном эктопическом желудочковом ритме определяется местом нанесения электрического стимула. Область стимуляции активируется раньше других. Затем волна возбуждения концентрически распространяется последовательно по всему эпикарду, 1! последнюю очередь достигая участка, оппозитно расположенного по отношению к первичному очагу. Например, при локализации эктопического очага в основании правого желудочка зона поздней деполяризации расположена в базальном отделе левого желудочка, и наоборот: при электростимулящш основания левого желудочка в последнюю очередь возбуждается базальная область правого желудочка. Охлаждение сердца не вызывает существенного изменения последовательности активации эпикарда.

Распределение длительностей возбужденного состояния на эпикарде при температуре в средостении 38°С изменяется в условиях желудочковой стимуляции по сравнению с синусовым ритмом. В результате эктопического возбуждения формируется мозаичная картина, складывающаяся из двух распределений реполярпзационных свойств эпикарда: одно из них соответствует синусовому ритму, а другое образуется под влиянием нарушении хода ак шпации.

В одной и тон же эпнкардиальной области при разных режимах стиму.лящш интервалы активация-восстановление могу! существенно различаться. Имеется тенденция к увеличению продолжительности процесса реполяризации в участках с более поздней активацией и к сокращению ее длите.тыюсти в областях более ранней активации. В частности, длительность возбужденного состояния на базальной поверхности левого желудочка на 18±10 мс меньше (р < 0.001) при локализации очага возбуждения в основании левого желудочка, чем при стимуляции основания правого желудочка. В апикальной области интервалы активация - восстановление на 22+20 мс короче (р < 0.05) при верхушечной стимуляции, чем при нанесении раздражающего стимула в основании правого желудочка. Приведенные данные говорят о том, что последовательность активации влияет на локальные реполярпзациошп.тс свойства желудочков.

При охлаждении сердца от 38°С до 32°С подобные соотношения между временем деполяризации и величиной интервала активация-восстановление на эпикарде в целом сохраняются. Однако, по сравнению с нормотермическим состоянием при гипотермии имеется большее сходство между распределениями длительностей реполяризации при синусовом ритме и эктопическом возбуждении желудочков. Так, при всех режимах стимуляции зона наибольших в

данном сердечном цикле интервалов активация-восстановление находится на поверхности верхушки сердца, а наименьших - в базальных отделах желудочков. Эта зависимость подтверждается высоким коэффициентом корреляции между длительностями интервала активация-восстановление в одном и том же эпикардиальном отведении при синусовом и эктопическом ритмах (при разных режимах стимуляции от 0.464 до 0.646 - р < 0.01). Таким образом, вклад последовательности активации в формирование локальных реполяризационных свойств желуодочков в пшотермическом состоянии уменьшается.

Последовательность реполяризации в условиях эктопического желудочкового ритма при температуре в средостении 38°С имеет значительно больше сходства с последовательностью деполяризации, нежели при синусовом ритме, что может быть вызвано уменьшением скорости распространения волны возбуждения в миокарде [АЬМвкоу, 1975; Вш-деББ е1 а1., 1988; ZuЬm е1 а1., 1994]. Так, в области, активирующейся раньше других, наблюдается относительно ранняя реполяризация, а для зоны поздней активации характерна поздняя реполяризация. Подобное соотношение выражается высоким коэффициентом корреляции между временами деполяризации и реполяризации при разных режимах стимуляции (от 0.549 до 0.746 - р < 0.01). Вместе с тем, последовательность реполяризации сохраняет зависимость от распределения интервалов активация-восстановление (коэффициенткорреляции составляет от 0.832 до 0.916 -р < 0.001).

При охлаждении сердца от 38°С до 32°С меняются области, в которых наблюдается промежуточное время реполяризации, хотя общая зависимость от последовательности деполяризации и распределения периодов активация - восстановления сохраняется (коэффициент корреляции: 0.731 - 0.778 и 0.835 - 0.879, соответственно, - р < 0.001). Исключение составляет эктопическое возбуждение верхушки желудочков. В этом случае последовательность реполяризации в большей степени определяется распределением длительностей возбужденного состояния, нежели последовательностью активации (коэффициент корреляции: 0.885 (р < 0.001) и 0.282 (р > 0.05), соответственно). Это означает, что при охлаждении сердца нарушение последовательности деполяризации оказывает меньший эффект на последовательность реполяризащш.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, формирование кардиоэлектрического поля в период конечного желудочкового комплекса зависит от двух важнейших факторов: последовательности деполяризации миокарда и длительностей возбужденного состояния в различных областях желудочков. В условиях синусового ритма последовательность

реполяризации эпикарда определяется локальными различиями в длительности периода активация - восстановление, а при эктопическом возбуждении желудочков приобретает зависимость1 от пути распространения волны возбуждения. Изучение последовательностей восстановления эпикарда при электрической стимуляции желудочков показывает, что оба указанных фактора действуют не изолированно, а взаимообусловлегшо: порядок активации сердечной мышцы модулирует реполяризационные свойства, а 3,1л мнение периода активация-восстановление, вызванное охлаждением сердца, приводит к уменьшению вклада последовательности деполяризации миокарда в формирование последоватеоп>ности реполяризации.

Нами показано, что измените температурных условий при исследовании кардиоэлектрического поля в период конечного желудочкового комплекса может привести к получению диаметрально противоположных результатов. Таким образом, установлена одна из возможных причин расхождения данных разных исследователей, изучавших процесс реполяризации миокарда.

Результаты данной работы расширяют представления о закономерностях формирования кардиоэлектрического поля и могут служить физиологической базой для создания методов диагностики состояния сердца. Выявленная взаимосвязь изменений распределения потенциала в период 8Т-Т комплекса на эпикарде желудочков и поверхности туловища кролика при охлаждении средостения может использоваться для решения прямой и обратной задач электрокардиологнн.

ВЫВОДЫ

1. Ранняя реполяризаиия на эпикарде желудочков кролика в условиях нормотермип наблюдается в области верхушки сердца и на латеральной поверхности левого желудочка, а поздняя реполяризацня -в базальной и медиолатеральной зонах правого желудочка.

2. Последовательность реполяризации эпикарда желудочков обусловлена длительностью возбужденного состояния в различных участках эпикарда и не зависит от последовательности деполяризации.

3. При снижении температуры в средостении кролика от 38°С до 32°С последовательность реполярнзащпт на эпикарде желудочков меняется на противоположную: область ранней реполяризации регистрируется в базальной и медиолатеральной зоне правого желудочка, а поздняя реполяризацня наблюдается в области верхушки и прилегающей к ней части свободной стенки левого желудочка.

4. Инверсия последовательности реполяризации при охлаждении сердца вызвана неодинаковым увеличением длительности процесса реполяризации в различных участках желудочков:

наибольшее удлинение интервала активация-восстановление происходит в области верхушки сердца, а наименьшее - в базальной зоне правого желудочка. Изменения данных реполяризационных свойств желудочков обратимы и независимы от удлинения цикла сердца.

5. Местоположение положительной и отрицательной зон как на эпикарде желудочков, так и на поверхности тела кролика устанавливается в период ST сегмента и не меняется в период Т волны, экстремумы кардиоэлектрического поля на поверхности желудочков сердца и тела изменяют свою амплитуду и не меняют своего положения.

6. В условиях нормотермии положительная зона кардиоэлектрического поля в период ST-T комплекса наблюдается на эпикарде желудочков - в области верхушки и прилегающей к ней части свободной стенки левого желудочка, а на поверхности тела - в области проекции сердца на вентральную поверхность туловища и в каудальном отделе грудной клетки. Отрицательная зона на эпикарде находится в базальной и латеральной областях правого желудочка, а на поверхности тела - в краниальном отделе грудной клетки.

7. При охлаждении средостения от 38°С до 32°С распределение потенциала в период ST-T комплекса на поверхности туловища и желудочков сердца инвертируется. Положительная зона : на эпикарде расположена в базальной и латеральной областях правого желудочка, а на поверхности тела - в краниальном отделе грудной клетки и прилегающей к нему части дорсальной поверхности торса. Отрицательная зона на эпикарде отмечается в области верхушки сердца и на поверхности свободной стенки левого желудочка, а на поверхности тела - в области проекции сердца, на вентральную поверхность туловища и в каудальном отделе грудной клетки.

8. При эктопическом желудочковом ритме последовательность реполяризации определяется последовательностью деполяризации и распределением длительностей возбужденного состояния. Последовательность охвата возбуждением эпикарда модулирует реполяризационные свойства желудочков: относительно короткие интервалы активация-восстановление наблюдаются в зоне ранней деполяризации, а относительно длинные - в области поздней деполяризации.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Азаров ЯЗ., Витязев В.А., Евстифеева Н.В. Последовательность деполяризации и реполяризации эпикарда желудочков кролика при изменении температуры// Биохимические и биофизические механизмы физиологических функций / Материалы конференции молодых физиологов и биохимиков России, Санкт-Петербург, 1995, С.6.

2. Витязев В.А., Азаров ЯЗ.. Евстифеева Н.В. Кардиоэлектрическое поле в период QRS-комплекса иа поверхности тела и желудочков сердца кролика // Биохимические и биофизические механизмы физиологических функций / Материалы конференции молодых физиологов и биохимиков России, Санкт-Петербчрг, 1995, С. 35.

3. Shmakov D.N., Roshchevsky М.Р., Vityazev V.A., Roshehevskaya I.M., Azarov J.E. Cardioelectric field on the epicardial and body surfaces in animals with different myocard activation patterns during the T wave period //"Building bridges in electrocardiology" / Proceedings of the XXIInd International Congress on Electrocardiology. Nijmegen, The Netherlands, 25-29 June 1995. Ed. van Oosterom A., Ooslendorp T.F., Uijen G.J.H., P. 84-85.

4. Азаров Я.Э., Витязев B.A., Евстифеева Н.В. Кардиоэлектрическое поле на поверхности тела кролика в период Т волны// Актуальные проблемы биологии / IV Молодежная научная конференция Института биологии (программа и тезисы) 11-12 апреля 1996, Сыктывкар, Республика Коми, Россия.- Сыктывкар.- 1996.- С. 19.

5. Roshchevsky M.P., Shmakov D.N., Roshehevskaya I.M., Vityasev V.A., Yevstifeeva N.V., Azarov J.E.. Antonova N.A. Formation of cardioelectric field on ventricular epicardiuin and body surface in animals with different myocardium activation patterns // Medical and biological engineering and computing.-1996.- V.34, Suppl.l, Part 2,- P. 105-106.

6. Shmakov D.N., Roshchevsky М.Р., Roshehevskaya I.M., Yevstifeeva N.V., Vityasev V.A., Azarov J.E. Torso potential distributions in rabbit and dog measured and simulated from real epicardial potentials // "From Cell to the Body Surface"/, Abstracts of the XXIIIrd International Congress on Electrocardiology, July 31-August 4 1996 - Cleveland, Ohio, USA, 1996,- Р.39 .