Влияние бивентрикулярной и монофокальной стимуляции верхушек левого и правого желудочков собаки на параметры сердечной гемодинамики

В практической медицине используют бивен-трикулярную и монофокальную стимуляцию желудочков, чтобы улучшить сократимость ЛЖ [1]. Установлено [2-6], что бифокальная стимуляция в сравнении с монофокальной стимуляцией желудочков приводит к большей синхронизации возбуждения миокарда желудочков и, соответственно, к уменьшению длительности комплекса QRS и улучшению насосной функции. Бивентрикулярная стимуляция улучшает сердечную функцию у собак с блокадой левой ножки пучка Гиса, что проявляется в увеличении показателя сократимости dP/dt max и аортального давления в сравнении с суправентрикулярным ритмом [7].

В большинстве проведенных исследований [2, 8-12] при эктопическом возбуждении исследована в основном насосная функция ЛЖ. Показатели насосной функции ПЖ сердца у теплокровных животных при различной локализации эктопических очагов возбуждения в сравнении с насосной функцией ЛЖ изучены в меньшей степени [13]. Исследование закономерностей формирования сократительной функции ПЖ сердца является актуальным для поиска оптимальных областей электрокардиостимуляции, при которых нарушения гемодинамики были бы минимальными.

Цель настоящей работы – установление влияния бивентрикулярной и монофокальной стимуляции верхушек левого и правого желудочков на параметры сердечной гемодинамики собаки.

Материал и методы

Исследования проведены на 16 взрослых беспородных собаках обоего пола. Животных наркотизировали золетилом (15 мг/кг, внутримышечно). Для миорелаксации внутривенно вводили кси-лазин в дозе 3 мг/кг. В течение эксперимента проводили инфузию капельным путем 0,85% NaCL для поддержания перфузии тканей. Животных переводили на искусственную вентиляцию легких с помощью аппарата «РО-6-04». Грудную клетку вскрывали по среднегрудинной линии, обнажали сердце и разрезали перикард. Температуру тела собаки поддерживали на уровне 37-38°C, сердце смачивали теплым физиологическим раствором.

Методика регистрации внутрижелудочкового давления. С помощью гемодинамической установки Prucka Mac-Lab 2000 (GE Medical System, GmbH) у собак определяли давление в ЛЖ, ПЖ и в аорте. Для измерения давления в полости ПЖ сердца животных использовали заполненный гепаринизированным физиологическим раствором однопросветный катетер (внутренний диаметр 1 мм), который вводили через свободную стенку желудочка. Посредством катетеризации левой бедренной артерии у собаки катетером Свана-Ганца измеряли давление в ЛЖ и аорте, а также минутный объем крови. Определяли гемодинамические показатели: среднее давление в аорте, систолическое и конечно-диастолическое давление, максимальную скорость повышения давления ( dP/dt max ) и максимальную скорость падения давления ( dP/dt mix ) в ПЖ и ЛЖ. По полученным данным среднего аортального давления и сердечного выброса фиксировали общее периферическое сопротивление.

Методика электрической стимуляции сердца. Стимуляцию сердца проводили с помощью электрокардиостимулятора «ЭКСН-04». Ушко правого предсердия (суправентрикулярный ритм) и эпикардиальную поверхность желудочков собаки стимулировали импульсами прямоугольной формы (амплитуда 3,5 В, длительность 1 мс). Чтобы избежать высокой вариабельности частоты сердечных сокращений, которая наблюдается при синусовом ритме у каж- дартное отклонение (М±σ). Для статистической обработки использовали пакеты STATISTICA 6.0., BIOSTAT 4.03.

Результаты исследования

При бивентрикулярной стимуляции максимальное систолическое давление в ЛЖМСД собаки снижается ( p <0,05), тогда как в ПЖ значимого изменения ПМЖСД не происходит. При таком виде стимуляции не происходит изменения dP/dt max как в ЛЖ, так и в ПЖ. Скорость изоволюмического расслабления dP/dt mix миокарда ЛЖ уменьшается ( p <0,05), а в ПЖ остается неизменной. Среднее аортальное давление и общее периферическое сопротивление в сравнении с суправентрикулярным ритмом уменьшаются ( p <0,05), а величина сердечного выброса не изменяется (таблица).

При стимуляции верхушки ЛЖ, в сравнении с суправентрикулярным ритмом, максимальное его систолическое давление не изменяется, тогда как в ПЖ при данном виде стимуляции максимальное систолическое давление уменьшается значимо ( p <0,05). В ПЖ максимальная скорость прироста и падения давления ( p <0,05) в сравнении с суправентрикулярным ритмом снижается, а среднее аортальное давление, минутный объем крови и общее периферическое сопротивление не изменяются. Суще-

Гемодинамические показатели сердца собаки при суправентрикулярном ритме, бивентрикулярной и монофокальной стимуляциях верхушек желудочков

контроля ипользовали Гемодинамические Суправентри- Бивентрику- Стимуляция Стимуляция суправентрикулярный ритм. Проводили эпи- показатели сердца кулярный ритм лярная стимуляция верхушки ПЖ верхушки ЛЖ ЛЖМСД, мм рт.ст. 119±18 105±17*‡ 100±15*‡ 114±17 кардиальную электри- ческую монофокаль- ЛЖКДД, мм рт.ст. 10±4 9±4 9±4 10±4 ную стимуляцию верхушки ЛЖ и ПЖ и би- dP/dtmax ЛЖ, мм рт.ст./с 1421±400 1291±389 1206±367*‡ 1437±403 вентрикулярную сти- dP/dtmin ЛЖ, мм рт.ст./с -1306±401 -953±289**‡ -902±305**‡ 1282±403 муляцию (стимуляция основания ЛЖ и вер- ПЖМСД, мм рт.ст. 20±3 18±4 17±4* 17±4* хушки ПЖ). ПЖКДД, мм рт.ст. 1±2 2±2 2±2 3±2 При сравнении dP/dtmax ПЖ, количественных показателей использовали мм рт.ст./с 282±64 287±66 213±62*† 250±62* однофакторный дис- dP/dtmin ПЖ, персионный анализ. мм рт.ст./с -250±69 -200±65 -159±61** 205±61* Для оценки различий параметров до и пос- Рср, мм рт.ст. МОК, л/мин 85,6±19,0 74,7±18,4* 76,7±17,2** 80,6±16,2 ле воздействия при- 1,8±0,4 1,9±0,3 1,8±0,2 1,8±0,2 меняли критерий Стью- ОПС, мм рт.ст.• мин/л 47,7±15,9 37,2±12,4** 40,9±12,2** 44,3±13,2 поправкой Бонферро-ни, а также критерий Уилкоксона. Связь показателей изучали методом корреляционного анализа. Данные в работе представлены в виде: среднее арифметическое ± стан-

Примечание: ЛЖМСД и ПЖМСД – максимальное систолическое давление левого и правого желудочков; ЛЖКДД и ПЖКДД – конечно-диастолическое давление левого и правого желудочков; dP/dt max ЛЖ и dP/dt max ПЖ – максимальная скорость прироста давления в левом и правом желудочках; dP/dt min ЛЖ и dP/dt min ПЖ – максимальная скорость падения давления в левом и правом желудочках; Рср – среднее аортальное давление, МОК – минутный объем крови (сердечный выброс), ОПС – общее периферическое сопротивление. * p <0,05, ** p <0,01 – по сравнению с суправентрикулярным ритмом; † p <0,05 – по сравнению с бивентрикулярной стимуляцией; ‡ p <0,05 – по сравнению со стимуляцией верхушки ЛЖ.

ствует прямая зависимость максимальной скорости падения давления от максимальной скорости прироста давления ЛЖ ( r =0,70; p <0,05) (таблица).

При стимуляции верхушки ПЖ максимальное систолическое давление как в ЛЖ, так и в ПЖ значительно уменьшается ( p <0,01) в сравнении с суправентрикулярным ритмом. Максимальная скорость нарастания падения давления в обоих желудочках снижается в большей степени ( p <0,01) как по сравнению с суправентрикулярным ритмом, так и по отношению к бивентрикулярной стимуляции и стимуляции верхушки ЛЖ ( p <0,05). В ЛЖ существует прямая зависимость между максимальной скоростью прироста и падения давления ( r =0,79; p <0,01). При стимуляции верхушки ПЖ значительно уменьшаются ( p <0,01) среднее аортальное давление и общее периферическое сопротивление, по сравнению с суправентрикулярным ритмом, тогда как минутный объем крови в условиях данной стимуляции по сравнению c исходным не изменяется (таблица).

Обсуждение результатов

При эктопическом возбуждении желудочков сердца собаки показатели их насосной функции снижаются. Более выраженное инотропное влияние на насосную функцию ЛЖ оказывает стимуляция ПЖ, по сравнению с левожелудочковой и бивентри-кулярной стимуляцией. При этом показатели насосной функции ЛЖ значительно ниже при стимуляции верхушки ПЖ, что согласуется с данными литературы [1, 12, 14-17].

Величина dP/dt max зависит от преднагрузки, однако в силу стабильности последней при кардиостимуляции служит надежным маркером изменения сократимости ЛЖ [2, 11, 12, 15, 18-22]. Ранее показано, что уменьшение систолического давления и dP/dt max , по сравнению с суправентрикулярным ритмом, происходит при эпикардиальной стимуляции средней части ЛЖ [22] и стимуляции ПЖ [15, 19, 23, 24;], тогда как при эктопическом возбуждении верхушки ЛЖ [2] и средней части передней стороны ЛЖ [22] максимальная скорость прироста давления ЛЖ увеличивается более значительно в сравнении со стимуляцией основания ЛЖ. Hаши данные показывают, что уровень преднагрузки ЛЖ и ПЖ при эктопическом возбуждении желудочков у собаки не изменяется, а уменьшение максимального систолического давления и dP/dt max в ЛЖ и ПЖ свидетельствует об ухудшении сократимости их миокарда. В обоих желудочках dP/dt max при стимуляции верхушки ПЖ уменьшается в большей степени.

Известно, что снижение систолической функции желудочков при их стимуляции приводит к существенным изменениям диастолической функции. Поскольку расслабление желудочков зависит от преднагрузки, постнагрузки и однородности процессов сокращения, при измении степени неоднородности сокращения миокарда эктопическое возбуждение желудочков нарушает и процесс расслабления миокарда [2]. Максимальная скорость падения давления ЛЖ значительно меняется при стимуляции желудочков [2, 12, 24-26]. Стимуляция только ЛЖ увеличивает время сокращения, что приводит к увеличению длительности периода систолы и уменьшению скорости расслабления желудочка [1, 27]. При одном и том же конечно-систолическом давлении у собак расслабление ЛЖ происходит медленнее при стимуляции ПЖ, чем при суправентрикулярном ритме [15, 19, 28]. По нашим данным, максимальная скорость падения давления ЛЖ уменьшается при бивентрикулярной стимуляции, по отношению к суправентрикулярному ритму.

Стимуляция верхушек желудочков вызывает сходные изменения dP/dt max и dP/dt min ЛЖ, о чем свидетельствуют ранее полученные данные [25; 2; 12; 26; 22]. Это подтверждается выявленной нами положительной корреляционной связью между dP/dt max и dP/dt min ЛЖ при монофокальной стимуляции. Объяснить взаимосвязь между параметрами сокращения и расслабления миокарда можно тем, что при увеличении сократимости больший ударный объем приводит к уменьшению конечносистолического объема (КСО). При сниженном КСО с увеличением скорости диссоциации кальцийтропонинового (Са²⁺-TnC) комплекса [29] возрастает максимальная скорость падения давления в желудочках и, соответственно, улучшается процесс расслабления [30].

Помимо изменений изоволюмических показателей желудочка, чувствительными к электрокардиостимуляции являются также ударный объем и сердечный выброс. При эпикардиальной стимуляции верхушки ПЖ, по сравнению с суправентрикулярным ритмом, происходит незначительное снижение ударного объема [19, 23, 24]. В результате стимуляции разных участков желудочка сопряжение между активацией предсердий и желудочков изменяется, что приводит к меньшему участию предсердия в наполнении желудочка, а это в свою очередь влияет на сердечный выброс [2, 20]. Последний в небольшой степени уменьшается как при стимуляции эпикарда [19], так и эндокарда [15] верхушки ПЖ, по сравнению со стимуляцией других областей желудочков.

В ходе наших экспериментов эктопическое возбуждение сердца у собаки не изменяло сердечный выброс, однако стимуляция верхушки ПЖ и бивентрикулярная стимуляция сопровождались значительным снижением Рср и ОПС, что является по-видимому, компенсаторным механизмом для поддержания фиксированного сердечного выброса при сниженной сократимости миокарда желудочка.

Следовательно, по нашим данным при стимуляции желудочков снижение насосной функции левого и правого желудочков имеет сходную направленность. А именно, максимальное систолическое давление, максимальная скорость прироста и падения давления в желудочках в большей мере снижаются при стимуляции верхушки ПЖ. Однако области желудочков, при стимуляции которых параметры насосной функции у ЛЖ и ПЖ являются оптимальными, имеют различное анатомическое расположение. Насосная функция ЛЖ оптимальна при нанесении стимула в область его верхушки, а насосная функция ПЖ – при бивентрикулярной стимуляции.

Таким образом, подытоживая вышесказанное можно сделать следующие выводы: 1) стимуляция желудочков у собаки ухудшает как процесс сокращения, так и расслабления миокарда левого и правого желудочков; 2) насосная функция ЛЖ и ПЖ у собаки существенно снижается при стимуляции верхушки ПЖ; 3) насосная функция ЛЖ собаки сохраняется в большей степени при стимуляции верхушки ЛЖ, тогда как насосная функция ПЖ значительно сохраняется при бивентрикулярной стимуляции.