Содержание к диссертации
Введение 4
1. Обзор литературы 9
1.1 Морфология предсердий млекопитающих 9
1.1.1 Строение предсердий 9
1.1.2 Синусно-предсердный узел 11
1.1.3 Предсердные проводящие пучки 13
1.2 Кардиоэлектрическое поле на эпикарде предсердий 15
1.2.1 Распределение и форма внеклеточных кардиоэлектрических потенциалов 15
1.2.2 Последовательность деполяризации 17
1.3 Последовательность деполяризации миокарда предсердий 21
1.4 Кардиоэлектрическое поле на поверхности тела в период Р- волны. 23
2. Материалы и методы исследований 29
2.1 Условия проведения экспериментов 29
2.2 Общая схема эксперимента 30
2.3 Регистрации потенциалов кардиоэлектрического поля 31
2.3.1 На поверхности тела 31
2.3.2 На эпикарде предсердий 34
2.3.3 В стенках предсердий 41
2.4 Обработка полученных результатов 46
3. Результаты исследований 48
3.1 Кардиоэлектрическое поле на поверхности тела свиньи в период начальной предсердной активности 48
3.1.1 ЭКГ в сагиттальных биполярных туловищных отведениях 48
3.1.2 Динамика кардиоэлектрического поля 48 3.
1.3. Амплитудные характеристики 54
3.2 Возбуждение эпикардиальной поверхности предсердий 59
3.2.1 Распределение и форма внеклеточных кардиоэлектрических потенциалов 59
3.2.2 Последовательность деполяризации 62
3.3 Последовательность деполяризации миокарда предсердий 67
4. Обсуждение результатов 77
4.1 Последовательность деполяризации миокарда предсердий 77
4.2 Последовательность возбуждения эпикардиальной поверхности предсердий 81
4.3 Сопоставление по времени хронотопографии возбуждения предсердий с изменением распределения потенциалов кардиоэлектрического поля на поверхности тела 84
Выводы 92
Список литературы 95
Введение к работе
Актуальность темы.
Проблема формирования электрического поля сердца связана непосредственно с одной из важнейших сторон его жизнедеятельности - процессом распространения возбуждения по миокарду. К настоящему времени исследован ряд механизмов формирования кардиоэлектрического поля у позвоночных животных с разными способами охвата возбуждением миокарда желудочков в период начальной желудочковой активности (Шмаков, 1990; Рощевская, 2003). Одной из важных задач электрофизиологии сердца является исследование закономерностей возбуждения миокарда предсердий и выяснение на их основе механизма формирования кардиоэлектрического поля в период начальной предсердной активности.
Обзор работ по механизмам проведения возбуждения в предсердиях показал сложный характер их деполяризации (Розенштраух, 1980). Значительный вклад в разработку концепции о предпочтительных путях проведения возбуждения в предсердиях и ее экспериментальное подтверждение, был внесен Сано с соавторами (Sano et all., 1968). Рядом авторов (Boineau et. al., 1978; Schuessler et. al., 1996) установлено, что у собаки зоны начальной предсердной активности формируются
субэпикардиально в области верхней полой вены и от них распространяется несколько волн возбуждения. При картографировании эндокардиальной поверхности правого предсердия свиньи показано наличие двух областей начальной активации (Betts et. al., 2002). У человека от области ранней активации распространяются две волны возбуждения (Luo et. al., 2003). Интрамуральное картографирование выявило неравномерность движения фронта волны возбуждения в стенке предсердий овец и период электрокардиографического «молчания» на ЭКГ в поверхностных отведениях (Шмаков, Рощевский, 1997; Roshchevsky, Shmakov, 2003). Вместе с тем, до настоящего времени не изучена динамика распределения потенциалов кардиоэлектрического поля на поверхности туловища и вклад в ее формирование последовательности деполяризации предсердий у копытных животных. Для изучения механизма формирования электрического поля сердца в период начальной предсердной активности использовали метод многоканальной синхронной кардиоэлектротопографии, который позволяет детально изучить как характер распространения волны возбуждения в стенке предсердий, так и параметры кардиоэлектрического поля на поверхности тела.
Настоящая работа выполнена в соответствии с планами НИР Института физиологии УрО РАН «Формирование кардиоэлектрического поля на поверхности тела в зависимости от структурно — функциональной организации сердца» (№ ГР 01.2.00 107402). Работа поддержана грантом научной школы академика М.П. Рощевского НШ-759.2003.4, грантом для молодых учёных и аспирантов УрО РАН (2004), грантом РФФИ 05-04-49296.
Целью работы является изучение закономерностей возбуждения предсердий и выяснение на их основе механизма формирования кардиоэлектрического поля в период начальной предсердной активности у копытных животных (на примере свиньи).
Задачи:
1. Изучение последовательности деполяризации интрамуральных слоев предсердий с использованием мультиполярных игольчатых электродов;
2. Исследование последовательности возбуждения эпикарда предсердий;
3. Изучение распределения потенциалов кардиоэлектрического поля на поверхности тела свиньи в период начальной предсердной активности;
4. Проведение сопоставления по времени между последовательностью возбуждения предсердий и распределением потенциалов кардиоэлектрического поля на поверхности тела в период деполяризации предсердий.
Научная новизна. Впервые проведено сопоставление по времени последовательности возбуждения предсердий с распределением кардиоэлектрических потенциалов на поверхности тела свиньи. Впервые показано, что кардиоэлектрическое поле на поверхности тела свиньи формируется в период начального этапа деполяризации предсердий до образования Р-волны на ЭКГ. Впервые в начальный период деполяризации предсердий выявлена инверсия взаимного расположения положительной и отрицательной зон кардиоэлектрического поля на поверхности тела свиньи. Показано, что волна возбуждения по свободным стенкам предсердий распространяется с угловом фронтом, что приводит к разному соотношению во времени деполяризации эндокардиальной и эпикардиальной поверхностей предсердий.
Научно-практическая значимость. Выявленная множественность очагов прорыва волны возбуждения на эпикард и формирование нескольких фронтов деполяризации в предсердиях при разной частоте сердечных сокращений позволит подойти к пониманию механизма развития предсердных аритмий. Проведенное исследование распределения потенциалов кардиоэлектрического поля на поверхности тела, параметров эпикардиальнои, эндокардиальнои и интрамуральнои начальной предсердной электрической активности послужит основой для разработки теории генезиса кардиоэлектрического поля и решения прямой и обратной задач электрокардиологии.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Кардиоэлектрическое поле на поверхности тела свиньи на начальных этапах деполяризации предсердий формируется в период, предшествующий образованию Р-волны на ЭКГ Ц.
2. Возбуждение эпикарда предсердий начинается в области верхней полой вены. На эпикарде предсердий формируется от одного до трех фронтов деполяризации одновременно. В первую очередь деполяризуется правое предсердие. С задержкой относительно начала активации на 25±5 мс волна возбуждения переходит на эпикард левого предсердия. В последнюю очередь деполяризуется дорсальная сторона левого предсердия.
3. При низкой частоте сердечных сокращений (111±17 уд/мин) формируется один, а у особей с высокой ЧСС (163±17 уд/мин) - два очага прорыва волны возбуждения на эпикард.
4. Волна возбуждения, имея угловой фронт, распространяется по свободным стенкам предсердий с захватом всей их толщи. Угол фронта волны возбуждения меняется по отношению к эпи- и эндокарду по мере продвижения вдоль стенок предсердий.
Апробация работы. Результаты исследований были доложены автором на III Всероссийской конференции с международным участием «Механизмы функционирования висцеральных систем», посвященной 175-летию со дня рождения Ф.В.Овсянникова (Санкт-Петербург, 2003); III Молодежной научной конференции «Физиология человека и животных: от эксперимента к клинической практике», проходящей в рамках XV Коми Республиканской молодежной научной конференции (Сыктывкар, 2004); VI симпозиуме по сравнительной электрокардиологии (Сыктывкар, 2004); XIX Съезде физиологического общества имени И.П. Павлова (Екатеринбург, 2004). Работа была представлена на конференции «Фундаментальные науки — медицине» (Москва, 2004).
Публикации. По теме диссертации опубликовано шесть печатных работ, в том числе две статьи в рецензируемых журналах.