Возбуждения ЭТИХ КЛеТОК, Vm.nx П

амплитуды их ПД [Noble D., 1985]. Клиницистам хорошо известно, как чувствителен синусовый ритм к бло-каторам Са каналов (L-типа) кле-

точной мембраны (верапамил) либо к р-адреноблокаторам (пропранолол), тоже влияющим на эти каналы через катехоламины. При анализе Са меха­низмов нельзя не учитывать актив­ности Na⁺-Ka+-MeM6pairaoro насоса, Na⁺-Ca⁺⁺-o6MeHnoro механизма, а также роли внутриклеточных систем, обеспечивающих секвестрацию и вы­деление ионов Са⁺⁺. Накопление зна­ний в этой области биофизики проис­ходит интенсивно, что позволит в ближайшем будущем еще больше приблизиться к истине [Noble D., 1985; Hagiwara N. et al., 1988; Levy M., 1990].

С электрофизиологических пози­ций, интервал меясду сокращениями сердца равен отрезку времени, п те­чение которого мембранный потепцп-ал покоя в клетках СА узла смеща­ется до уровня порогового потенциа­ла возбуждения. Три механизма ока­зывают влияние на продолжитель­ность этого интервала и, следова­тельно, на частоту сердечной дея­тельности.

Первый из них (наиболее важ­ный) — скорость (крутизна) диасто­лической деполяризации. При ее воз­растании пороговый потенциал воз­буждения достигается быстрее п происходит учащение синусового ритма (рис. 5). Противоположный эффект, т. е. замедление спонтанной диастолической деполяризации, ведет к урежению синусового ритма (рис. 6). Следует еще раз подчерк­нуть, что С А узел не должен рассмат­риваться как однородный водитель ритма: в нем имеются группы кле­ток с различным уровнем автоматиз­ма, и соответственно локализация пейсмекера в пределах СА узла мо­жет изменяться.

Второй механизм, оказывающий влияние тта уровень автоматизма СА узла, — изменение мембранного по­тенциала покоя его клеток (макси­мального диастолического потенциа­ла). При увеличении этого потенци­ала (в абсолютных значениях), т. е. при гиперполяризации клеточной мембраны (например, под воздей-

 

~10QL

 

Рис. 5. Ускорение спонтанной диастолической деполяризации в клетках Пуркинье под воздействием адреналина (no M. Otsuka),

I — до адреналина; П — через 10 мин после добанления адреналина.

 

Рис. 6. Влияние ацетилхолина на скорость спонтанной диастоличе­ской деполяризации в СА узле сердца кролика — замедление депо­ляризации с образованием длинных пауз (но М. Otsuka).

ствием ацетилхолина), требуется больше времени для достижения по­рогового потенциала возбуждения, если, разумеется, скорость диастоли­ческой деполяризации остается неиз­менной. Следствием такого сдвига будет уменьшение числа сердечных сокращений в единицу времени.

Третий механизм — изменение по­рогового потенциала возбуждения. Его смещение по направлению к ну­лю удлиняет путь диастолической деполяризации и способствует урежению синусового ритма. При­ближение порогового потенциала к потенциалу покоя сопровождается учащением синусового ритма. Воз­можны и различные комбинации трех основных:>лектрофизиологиче-ских механизмов, регулирующих ав-

томатизм СА узла. Соотношение между ними показано на рис. 7, 8.

Преобладание СА узла над осталь­ными водителями ритма, рассеянны­ми в проводящей системе сердца, обеспечивается прежде всего прису­щим ему более высоким уровнем ав­томатизма (скоростью спонтанной диастолической деполяризации), что приводит к опережающей разрядке латентных автоматических центров синусовыми импульсами. В этом про­является «иерархия» автоматизма. Другой фактор, способствующий ве­дущей роли СА узла, — сверхчастое подавление (overdrive suppression — OS) скрытых пейсмекеров, т. е. вре­менное подавление или угнетение их спонтанной активности после частой разрядки. В основе этого явления лр-

Рис. 7. Механизмы, изменяющие частоту синусового ритма.

Замедление синусового ритма при уменьшении скорости (крутизны) диастолической деполяри­зации (от а к б).

-20-

-GO-

100 мс

-80-

Рис. 8. Механизмы, изменяющие частоту синусового ритма. Замедление синусового ритма при смещении порогового потенциала (ПП) от ПП-1 до ПП-2 (от б к в); замедление синусового ритма при увеличении макси­мального диастолического потенциала от а до д (по В. Hoffman, P. Cranefield).

жат уменьшение скорости спонтан­ной диастолической деполяризации, гиперполяризация автоматических меток и смещение их порогового по­тенциала возбуждения к менее отри­цательным величинам за счет того, что эти клетки подвергаются актива­ции, более частой, чем их собствен­ная частота возбуждения. М. Vassalle (1977, 1985) показал, что торможе­ние автоматизма при OS связано с тем, что Na⁺-K⁺-Hacocy мембраны требуется сравнительно много време­ни для удаления накопившихся в клетках ионов Na⁺. Еще один меха­низм, ограничивающий функцию скрытых водителей ритма, — элек­тротоническое взаимодействие меж­ду сократительными и автоматиче­скими клетками. В гл. 1 были пред­ставлены соображения A. Wit и

P. Cranefield (1982) об электротони­ческом угнетении автоматизма кле­ток АВ узла предсердными клетка­ми.

Изменения нормального автома­тизма в СА узле или в скрытых авто­матических центрах являются при­чиной возникновения таких аритмий, как: синусовые тахикардия, бради-кардия, аритмия, медленные (заме­щающие) и ускоренные выскальзы­вающие комплексы и ритмы (пред-сердные, атриовентрикулярные и идиовентрикулярные), миграция наджелудочкового водителя ритма, А В диссоциация.

АНОРМАЛЬНЫЙ АВТОМАТИЗМ

Впервые этот вид автоматической активности был обнаружен S. Imani-shi (1971) на препаратах волокон Пуркинье. Напомним, что физиоло­гическая спонтанная диастолическая деполяризация в волокнах Пуркинт.р начинается от высокого уровня мак­симального диастолического потен­циала (80—90 мВ) ("high potential automacity"). Она обеспечивает вы­работку за 1 мин ^30—40 импуль­сов (при физиологической концентра­ции ионов К⁺) и возрастание импуль-сации до 100 в 1 мин под воздействи­ем адреналина. Другая форма спон­танной диастолической деполяриза­ции, названная анормальным автома­тизмом, начинается в тех же клетках при их частичной деполяризации, т. е. снижении их максимального ди­астолического потенциала до 60— 40 мВ ("low potential automacity") [Cranefield P., 1975].

Такого рода явление можно на­блюдать в препарате волокон Пур­кинье собаки, обработанном бария хлоридом, а также в сохранивших жизнеспособность субэндокардиаль-ных волокнах Пуркинье сердца жи­вотного через 24 ч после перевязки венечной артерии и развития острого инфаркта миокарда [Сосунов Е. А. и др., 1990; Dangman К., Hoffman В., 1980, 1985]. Спонтанно возникающим

ПД присущ медленный электричес­кий ответ, что связано с низким уров­нем мембранного потенциала покоя поврежденных клеток Пуркинье. Ча­стота же их автоматического ритма лыше физиологической, т. е. свойст­венной этим клеткам [Gilmonr R., 7л- pes D., 198-1].

Ряду авторов удавалось вызвать анормальную автоматическую актив­ность в частично деполяризованных сократительных клетках предсердий и желудочков [Surawitz В., Imani-shi S., 1976; Katzung B. et al., 1977, 1985]. D. Singer и соавт. (1981) нахо­дили аналогичную по характеру ак­тивность в ткани предсердий, резеци­рованной у больных, страдавших приступами очаговой (фокусной) ггредсердной тахикардии.

Рассматривая механизмы анор­мального автоматизма, В. Katzung и соавт. (1985), указывают на то, что его главным компонентом является зависящий от времени выходящий К⁺ ток ik. Однако имеются данные об участии в этом процессе и входя­щих в клетку Na⁺ и Са⁺⁺ токов. В ча­стности, R. Gilmour и D. Zipes (1984) подчеркивают сходство между ПД, генерируемыми частично деполяри­зованной клеточной мембраной, и ПД автоматических клеток СА п АВ узлов. Амплитуда тех и других, а также скорость диастолической депо­ляризации возрастают под влиянием катехоламинов и повышенной кон­центрации ионои Са⁺⁺ в среде. Вера-памил, дилтиазем и резкое снижение внеклеточной концентрации ионов Са⁺⁺ могут полностью подавить анормальную автоматическую актив­ность.

В отличие от физиологического ав­томатизма, анормальный автоматизм в гипополяризованных волокнах Пуркинье устойчив к сверхчастому подавлению, т. е. после его оконча­ния патологические а втоматические импульсы появляются с прежней или даже с большей частотой. Возможно, что эти различия в быстроте вы-скальзывания нормальных и анор­мальных автоматических импульсов

следует учитывать в клинике при дифференциальной диагностике двух типов автоматизма. Правда, если сверхчастая стимуляция длится больше 15 с, то автоматизм гиполя-ризованных волокон Пуркиньо тоже оказывается несколько подавленным IDangman К., Hoi'fman В., 198,4; Ro-son M., 1986, 1988].

Реакция неизмененных и гипополя­ризованных волокон Пуркинье в от­вет на одиночный преждевременный экстрастимул имеет общую направ­ленность, однако в количественном отношении она неодинакова. В нор­мальных волокнах Пуркинье автома­тизм временно прерывается с удли­нением первого, возвратного, цикла на 30% по отношению к исходной длине цикла. В гипополяризованных волокнах возвратный цикл равен ис­ходному циклу либо лишь слегка длиннее его. В части случаев преж­девременные экстрастимулы, попа­дающие в определенную фазу авто­матического цикла, могут вызвать аннигиляцию анормального водителя ритма, т. е. его устранение с внезап­ным прекращением выработки им­пульсов. В последующем функция анормального автоматического цент­ра восстанавливается медленно и по­степенно. «Аннигиляции» придается, с современной точки зрения, боль­шое значение при объяснении интер-миттирования парасистолии [Jalife J., Anl/elevitchC., 1980].

Допускается, что анормальный ав­томатизм может быть причиной воз­никновения не только парасистолип, но и некоторых форм очаговых пред-сердньтх тахикардии, ускоренных ритмов. Возможно, что такой же ме­ханизм лежит в основе одной из раз­новидностей желудочковой тахикар­дии (ЖТ) в остром тгериоде инфарк­та миокарда.

Это относится к очаговой автома­тической ЖТ с частотой ритма ^200 в 1 мин, поскольку физиологический автоматизм волокон Пуркинье не мо­жет, как уже упоминалось, дости­гать столь высокого уровня [Crane-field Р., 1975].

ПОСТДЕПОЛЯРИЗАЦИИ И ТРИГГЕРНАЯ (НАВЕДЕННАЯ, ПУСКОВАЯ) АКТИВНОСТЬ

Двумя процессами, названными ностдеполяризациями (afterdepolari-/ations), представлены формы нару­шенного образования импульса, но связанные с автоматическими, т. е. самогенерирующими механизмами. Постдеполяризации — это вторичные подпороговые деполяризации (осцил­ляции мембранного потенциала), ко­торые могут появляться: а) во время 2 и 3 фаз реполяризации ПД — их называют ранними постдеполяриза­циями; б) непосредственно после окончания ПД — их называют задер­жанными, или замедленными, пост­деполяризациями [Cranefield P., 1975, 1977].

Ранние постдеполяризации..Можно указать два важнейших условия их возникновения и связанных с ними трштерных ритмов. Первое условие: остановка или замедление реполяри-аации ПД, который начинается от до­статочно большого потенциала покоя (между 75 и 90 мВ). Как показали В. Damiano и М. Rosen (1984), изу­чавшие влияние цезия хлорида на ПД волокон Пуркинье собаки, существу­ют два подвида ранних постдеполяри­заций. Одни из них формируются при задержке реполяризации в фазе 2 ПД, т. е. на уровне мембранных потенци­алов от —3 до —ЗОмВ. Другие появ­ляются при задержке реполяризации в фазе 3 ПД, т. е. на уровне мембран­ных потенциалов от —50 до —70 мВ (рис. 9, 10). Напомним, что при та­ком же уровне потенциала мембраны может возникнуть анормальная спон­танная диастолическая деполяриза­ция. Однако анормальный автома­тизм—следствие частичной деполя­ризации мембраны, тогда как ранние иостдеполяризации — результат ее неполной реполяризации.

Второе условие возникновения ранних постдеполяризаций и трштер­ных ритмов — урежепие основного ритма или частоты искусственной

Рис. 10. Ранние постдеиоляризации. Вли­яние длины цикла стимуляции (CL) на вон иикшшоние ранних ностдшюляризаций и трштерного ритма: но море, удлинения ци­кла возрастает число ранних лостденоля-риуаций (но В. Damiano, M. Rosen).

стимуляции. В эксперименте можно видеть, как при остановке реполяри­зации в фазе 2 или 3 ПД сначала ре­гистрируются низкоамплитудные под-пороговые колебания мембранного потенциала, направленные кверху, т. е. в сторону более положительных потенциалов. Если частота основного ритма понижается, то происходит по­степенное возрастание амплитуды ранних постдеполяризаций (в основ­ном второго подвида). Достигнув по­рога возбуждения, одна из них вызы­вает образование нового ПД еще до окончания исходного ПД. Этот преж­девременный ПД рассматривается

как триггерный, наведенный, ш>~ скольку он обязан своим возникнове­нием ранней постдеполяризации, ис­ходящей от основного ПД. В свою очередь, второй (наведенный) ПД может за счет своей ранней постдепо­ляризации вызвать третий, тоже триггерный ПД, а третий ПД стиму­лирует четвертый триггерный ПД и т. д. Следовательно, закрепляется пусковая ритмическая активность клеточной мембраны с различным числом импульсов. Надо учитывать, что при чрезмерном урежении основ­ного ритма (или частоты стимуля­ции) амплитуда ранних постдеполя­ризаций начинает понижаться, и ве­роятность появления триггерного рит­ма уменьшается [Rosen M., 1986].

Триггерный ритм, вызванный ран­ними постдеполяризациями, не под­вергается сверхчастому подавлению при коротком периоде стимуляции, но он может быть подавлен при более продолжительном периоде сверх час­той стимуляция. Преждевременным экстрастимулом удается устранить такой триггерный ритм, если проис­ходит гиперполяризация мембраны. В общем, триггерные ритмы этого ти­па исчезают в тот момент, когда по какой-либо причине полностью завер­шается процесс реполяризации, т. е. мембранный потенциал возвращает­ся к своей максимальной физиологи­ческой величине (75—90 мВ).

Естественно, возникает вопрос о причинах, ведущих к задержке репо­ляризации, образованию ранних пост­деполяризаций и триггерных ПД. От­вет мы находим в исследованиях D. Gadsby и P. Granefield (1977), об­наруживших два уровня мембранного потенциала, при которых волокнам Пуркинье свойственна устойчивая электрическая активность. Первый уровень равен —90 мВ, т. е. нормаль­ному потенциалу покоя. Второй уро­вень соответствует —60 мВ, т. е. зоне триггерной активности. Остановка ре-поляризации на последнем уровне и образование ранних постдеполяриза­ций являются, согласно эксперимен­тальным данным В. Damiano, M. Ro-

sen (1984), характерным ответом кле­ток на различные факторы: гиперка-техолемию, гипокалиемию, ацидоз, гипокальциемию, ишемию, воздейст­вие аконитина, N-ацетилновокаина-мида, соталола, цезия хлорида и др. Перерастяжение волокон Пуркинье при большом расширении или анев­ризме левого желудочка тоже создает условия для триггерных возбужде­ний.

Полагают, что следствием этих влияний бывает усиление входящего устойчивого деполяризующего тока, чувствительного к ТТХ (так называе­мого «тока Na+ окна») в фазе плато с удлинением ПД, вместе с торможени­ем фазы 3 реполяризации, что, по-ви­димому, зависит от изменений тока ik, [Coulombe A. et al., 1985]. Еще раньше P. Cranefield (1977) показал, что колебания потенциала в фазах 2 и 3 реноляризации удается подавить верапамилом; в этом факте проявля­ется связь ранних постдеполяризаций с электрогенным Na—Са-обменным механизмом [Fischmeister R., Vas-sort G., 1981] и, возможно, с усилени­ем входящего Са⁺⁺-тока [January С. et al., 1988]. По последним данным, ранние постдеполяризации на уров­не потенциалов от 0 до —30 мВ свя­заны с входящим Са⁺⁺ током, пере­носимым через мембранные каналы L-типа [January С., Riddle J., 1989].

Что касается клинического значе­ния ранних постдеполяризаций, то о нем можно судить по результатам ис­следований J. Brachmann и соавт. (1983). С помощью цезия хлорида они вызывали у собак синусовую бра-дикардию, удлинение интервала Q— Т и плеоморфную ЖТ. Авторы пред­полагают, что некоторые формы тахи-аритмий у больных с удлинением ин­тервала Q—Т имеют триггерную при­роду. С. Mendez, M. Delmar (1985) подчеркивают роль этого механизма и формировании парасистолических очагов.

Задержанные постдеполяризации. Это электрические осцилляции в фазе 4 ПД, которым, как правило, пред­шествует гиперполяризация клеточ-

 

ной мембраны [Cranefield P., 1977]. Они изучены лучше, чем ранние пост­деполяризации. Последовательность событий здесь такая же, как и при ранних постдеполяризациях. Подпо-роговое, демпфированное колебание мембранного потенциала себя не про­являет. Если же его амплитуда воз­растает, достигая порога возбужде­ния, то возникает наведенный им­пульс—новый, преждевременный ПД (рис. 11). Этот ПД может, в свою оче­редь, быть источником другой порого­вой осцилляции — ПД и т. п. В конеч­ном счете формируется цепь триггер-ных возбуждений.

В эксперименте отмечено, что уве­личение амплитуды задержанных ностдеполяризаций происходит тогда, когда в клетках повышается концент­рация ионов Ca^f+. Медленный входя­щий Са⁺⁺-ток не втянут непосредст­венно в этот процесс. Задержанные постдеполяризации генерируются «транзиторным входящим током», (iti), переносимым ионами Na⁺ и ча­стично К+, но регулируемым внут­риклеточной концентрацией ионов Са⁺⁺, на которую влияет вхождение ионов Са⁺⁺ в клетку [Marban E., Tsi-en R., 1982; Marban E., Smith Т., 1986; Gintant G., 1988].

Триггерную активность, вызывае­мую задержанными постдеполяриза­циями, изучали в волокнах Пуркинье, на которые воздействовали токсиче­скими дозами сердечных гликозидов [Verrier G., 1977; Moak J., Rosen M., 1984], в предсердных клетках коро-

нарного синуса, обработанных кате-холаминами [Wit A., Cranefield P., 1977; Wit A. et al., 1981], при экспе­риментальном инфаркте миокарда [Le Marek H. et al., 1985; Kimura S. et al., 1987], в предсердных и желу­дочковых волокнах человека in vitro [Dangman К. et al., 1982]. В 1988 г. S. Priori и соавт. впервые продемон­стрировали in vivo (у кошек), что за­держанные постдеполяризации мож­но вызвать путем раздражения лево­го звездчатого ганглия.

В отличие от ранних постдеполяри­заций, возникновению (усилению) которых способствует брадикардия, задержанные постдеполяризации сти­мулируются учащением сердечного ритма. Это, по-видимому, происходит при синусовой тахикардии у больных с гипертрофией левого желудочка, кардиомиопатиями, ишемией миокар­да. Вероятно, такой же характер носит «триггерный взрыв» — возникнове­ние осцилляторной активности у не­которых больных вслед за периодом сверхчастой или программированной электрической стимуляции сердца [Wit A., Rosen M., 1983]. Весьма веро­ятно, что триггерную природу имеют ЖТ, вызываемые физической нагруз­кой у больных без ИБС и других ор­ганических заболеваний сердца (см. стр. 309).

Триггерные ритмы, связанные с ин­токсикацией дигиталисом (волокна Пуркинье) и зависящие от воздейст­вия адреналина на предсердные клет­ки коронарного синуса, имеют как

сходство, так и различия [Johnson N. el a)., 1986]. В лервом случае, по-ви­димому, сразу же устанавливается постоянная частота эктопического ритма; во-втором — отмечается посте­пенное укорочение длины циклов, т. е. «разогрев» ритма с последующей его стабилизацией. Дигиталисно-токсиче-ские триггерные ритмы могут преры­ваться остро. Триггерный ритм, ис­ходящий из коронарного синуса, за­медляется постепенно («охлажде­ние») до момента исчезновения. Прав­да, эти факты еще нуждаются в даль­нейшем клиническом подтверждении.

Имеет смысл рассмотреть некото­рые вопросы дифференци­альной диагностики триггер-ных, анормальных автоматических и реципрокных (re-entry) ритмов в экс­периментальной работе и в процессе клинических электрофизиологиче­ских исследований. Пока эта пробле­ма не может считаться решенной, но мы усматриваем определенную поль­зу в систематизации имеющихся в литературе электрофизиологических данных, что должно приблизить нас к распознаванию механизмов аритмий у больных. Что касается задержан­ных постдеполяризаций и триггер-ных ритмов, то мы использовали в основном результаты, получаемые при дигиталисной интоксикации [Johnson N. et al., 1986; Rosen M., 1986, 1988]:

а) задержанные постдеполяриза­ции (триггерные ритмы) могут быть вызваны одним-двумя преждевремен­ными экстрастимулами, т. е. тем же приемом, что и re-enlry. Однако вос­производимость тригтерных ритмов при достижении критического интер­вала экстрастимула обычно ниже 30% (в волокнах Пуркинье), тогда как воспроизводимость re-entry вы­сока [Moak J., Roscn M., 1984]. Кроме того, длина возвратного цикла вслед за преждевременным экстрастиму­лом, вызвавшим задержанные пост­деполяризации, укорачивается по ме­ре уменьшения интервала сцепления экстрастимула (прямая зависи­мость). При re-entry зависимость об-

ратная: интервал между экстрасти­мулом и первым тахикардическим комплексом удлиняется при укороче­нии интервала сцепления преждевре­менного экстрастимула. Это — важ­ный признак re-entry [Rosen M., 1986, 1988]. С помощью преждевременных экстрастимулов не удается генериро­вать анормальную автоматическую активность;

б) задержанные постдеполяриза­ции (триггерные ритмы) значитель­но легче прерываются под воздей­ствием одиночных преждевременных экстрастимулов, чем анормальные ав­томатические ритмы. Подавление триггерных ритмов, формирующихся в волокнах Пуркинье периинфаркт-ной зоны, достигается более легко с помощью ранних экстрастимулов, чем поздних [El-Sherif N. et al., 1983; Dangman K., Hoffman В., 1985]. Триг-герная активность в мышечных во­локнах митрального клапана в рав­ной степени устраняется как ранни­ми, так и поздними экстрастимулами [Wit A., Cranefield P., 1976];

в) электрическая стимуляция дли­тельностью 15 с и длиной цикла око­ло 300 мс быстро прерывает триггер­ные ритмы, в основе которых лежат задержанные постдеполяризации, на­пример дигиталисно-токсические, но она слабее влияет на анормальные автоматические ритмы, как, впрочем, и на триггерные ритмы, зависящие от ранних постдеполяризаций [Rosen M., 1986].

Еще одно замечание имеет отно­шение к терминологии. В литерату­ре нередко можно встретить термин «триггерный автоматизм», что, по су­ти дела, неверно, так как триггерные (наведенные) ритмы не связаны со спонтанной диастолической деполя­ризацией — автоматизмом.