УСПЕХИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ НАУК, 2010, том 41, № 4, с. 3-26
УДК 612.172.2
СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О МЕХАНИЗМАХ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ФИБРИЛЛЯЦИИ ПРЕДСЕРДИЙ. РОЛЬ МИОКАРДИАЛЬНЫХ РУКАВОВ В ЛЕГОЧНЫХ ВЕНАХ
© 2010 г. В. С. Кузьмин, Л. В. Розенштраух
Лаборатория электрофизиологии сердца Института экспериментальной кардиологии ФГУ "РКНПК Росмедтехнологий", Москва
В обзоре рассматриваются современные представления о механизмах возникновения предсердных аритмий. Согласно распространенной в настоящее время концепции, наиболее частой причиной предсердной тахикардии и фибрилляции является эктопическая активность в области устьев и миокардиальных рукавов легочных вен. К настоящему времени показано, что миокардиальная ткань в этой области отличается от предсердной, обладает целым рядом морфологических и электрофизиологических особенностей. Миокард рукавов легочных вен является благоприятным субстратом для возникновения аритмий. Миокардиальные рукава легочных вен, как в экспериментальных условиях, так и in vivo, являются местом локализации эктопических фокусов, re-entry. В основе эктопической активности могут лежать постдеполяриации, приводящие к триггерной активности, аномальная автоматия. Указывается, что особую роль в инициации триггерной активности в легочных венах играет активность парасимпатических и симпатических нервов. Обсуждается возможность фармакологического воздействия на эктопическую активность в легочных венах в аспекте подавления и предотвращения фибрилляции предсердий.
Ключевые слова: мерцательная аритмия, легочные вены, суправентикулярная аритмия, эктопическая активность, автономные нервы.
1. ВВЕДЕНИЕ
Фибрилляция предсердий (ФП) является одной из самых распространенных форм нарушения ритма сердца. ФП характеризуется быстрой, нерегулярной электрической и механической активностью в предсердной ткани и приводит к потере насосной функции предсердий. У человека при ФП ритм достигает 400-600 импульсов в минуту.
Вероятность возникновения ФП увеличивается с возрастом. В возрасте 50 лет ФП наблюдается у 0,5%, в возрасте 80 лет - у 10% представителей популяции. ФП опасна тем, что способствует осложнению имеющихся заболеваний сердечнососудистой системы. Во время ФП желудочки не могут возбуждаться в ритме, генерируемом синусным узлом. Частота возбуждений желудочков определяется фибрилляторным ритмом предсердий и пропускной способностью атрио-вентрику-лярного узла. У человека при ФП нерегулярном ритме желудочков колеблется в области 150 уд/ мин. Желудочковая тахикардия при ФП может усугубить сердечную недостаточность, стать причиной её декомпенсации. ФП приводит к снижению наполнения желудочков, застою крови в предсердиях, что увеличивает риск образования тромбов и тромбоэмболии (тромбы могут попа-
дать в коронарные сосуды и вызывать инфаркт миокарда). Показано, что ФП может быть причиной стенокардии [24, 62].
Такие заболевания сердечно-сосудистой системы, как застойная сердечная недостаточность, ишемическая болезнь сердца, перикардиты, гипертония и др., способствуют возникновению ФП. Предполагается, что рост давления в предсердиях или их растяжение увеличивают вероятность развития ФП [93].
Для ФП характерно следующее: инициация аритмии может быть обусловлена одним механизмом, для её поддержания существенен другой, а для прекращения - третий механизм. В настоящее время наименее изученными остаются механизмы возникновения ФП.
2. РАЗВИТИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ВОЗНИКНОВЕНИИ, ПОДДЕРЖАНИИ ФП
На протяжении всего XX в. представление о возникновении и поддержании ФП менялось. Исторически наиболее ранние концепции ФП были предложены Винтербергом в 1906 г. [89]. Согласно данной концепции в предсердиях должен
существовать один или несколько "эктопических фокусов" ("фокальных центров", "фокальных триггеров", "фокусов", "гетерогенных центров", "гетеротопических центров"), активность которых приводит к возникновению внеочередных экстрасистол предсердий, трепетанию предсердий и ФП. В последующем концепция "эктопических фокусов" неоднократно подвергались сомнению.
В 1913 г. было показано, что возбуждение может циркулировать в препаратах ткани сердца вокруг анатомического препятствия [5]. На смену теории "эктопических фокусов" пришли концепции "круговой циркуляции возбуждения" (1914— 1920-e, Mines, Garrey, Lewis) [28, 42, 43, 44, 52], согласно которым ФП обусловлена образованием в предсердиях одного или нескольких контуров циркуляции возбуждения. Впоследствии разнообразные типы циркуляции возбуждения стали обозначать термином - re-entry. Концепция циркуляции возбуждения потребовала введения таких параметров, как "длина волны возбуждения" (произведение скорости распространения возбуждения и рефрактерного периода), "критическая масса ткани" (минимальное количество ткани, в которой способна возникнуть циркуляция) и "блок проведения" - прекращение распространения вожбуждения в ткани [28].
В 1946 г. Винером и Розенблютом была предложена математическая модель, описывающая условия возникновения и существования циркуляции возбуждения в двумерной возбудимой среде с аксиоматически заданными параметрами (т.е. в среде, имитирующей ткань сердца) [88]. Модель Винера - Розенблюта была подробно исследована и развита в работах участников семинара, организованного в 60-х гг. советским математиком Гельфандом. Эти работы дали мощный толчок теоретическим и практическим исследованиям механизмов ФП.
В 1960-х гг. Гордоном Моу и коллегами [55] была высказана идея, согласно которой в пределах предсердий при ФП существует множество мелких взаимопереходящих, распространяющихся случайным образом волн. В его работах впервые было использовано компьютерное моделирование распространения возбуждения в возбудимой среде (подробнее о моделировании распространения возбуждения в сердце см. [1]).
Согласно другим представлениям, в предсердиях возможно одновременное существование нескольких стабильных контуров циркуляции возбуждении - концепция "ведущего контура re-enrty" (leading circle re-entry), предложенная Allessie в 1970-х гг. [3, 24]. В одной из модифи-
каций данной гипотезы предполагается существование в предсердиях исходного "материнского" контура циркуляции возбуждения (или "ротора"), который служит источником дочерних "роторов" или, в определенных условиях, способен распадаться на множество волн re-entry [36].
Перечисленные выше концепции объясняют поддержание ФП, но не объясняют её возникновение. Согласно представлениям Allessie, re-entry может возникать при прохождении возбуждения через область соприкосновения участков ткани с разной рефрактерностью (за счет образования блока проведения) [2, 3]. Для данной концепции особо важным является тот факт, что активация парасимпатических нервов и выброс ацетилхоли-на (АЦХ) приводит к неравномерному снижению рефрактерности в разных участках предсердий. Таким образом, повышенный парасимпатический тонус может служить причиной возникновения ФП [5, 73]. Предполагается также, что в качестве инициатора ФП могут служить "эхо"-возбуж-дения - импульсы, поступающие из АВ-узла в предсердия, циркуляция возбуждения с участием добавочных проводящих путей, или анатомических препятствий [24].
Несмотря на преобладание концепций "re-entry", на протяжении всего ХХ в. представление об "эктопическом фокусе" как инициаторе ФП продолжало оставаться актуальным [78]. В настоящее время данное представление получило убедительное подтверждение. В целом ряде экспериментальных работ показано существование эктопических фокусов. В одних работах указывается, что наиболее часто эктопический фокус обнаруживается в межвенной области в правом предсердии [80]. В других работах сообщается, что наиболее часто источником ФП является эктопическая активность в устье верхней полой вены. Существуют также работы, где утверждается, что основным источником фокальной активности является область пограничного гребешка в правом предсердии [34]. В последнее время представление о том, что основным источником активности, приводящей с ФП, являются устья легочных вен в левом предсердии, получило наибольшее распространение [30].
В 1960-х гг. было показано наличие поперечнополосатых мышечных волокон в стенке легочных вен в области их впадения в левое предсердие [59]. В 1980-х гг. обнаружено, что в миокарди-альных обкладках - "миокардиальных рукавах" легочных вен (далее - "рукава ЛВ") регистрируются потенциалы действия (ПД), сходные с таковыми у кардиомиоцитов предсердий [16].
В 1990-х гг. появляется ряд работ, в которых указывается, что источником ФП может быть "эктопический фокус", располагающийся в области впадения вен в левое предсердие. Возможно, что работа M. Haissaguerre, вышедшая в 1998 г. [30], была первой, где показано, что в преобладающем количестве случаев (от 50% до 95% по разным источникам) причиной ФП у человека является "эктопический фокус", расположенный в области устьев легочных вен. На рис. 1 приведена схема из работы Arentz и Haissaguerre 1998 г. [30]. Она отражает пространственное распределение эктопической активности в предсердиях.
За последние 10-15 лет, благодаря совершенствованию систем эндокардиальной катетерной кардиографии, созданию систем электроанатомического картирования, внутривенного картирования наблюдается значительный прогресс в изучении и диагностике предсердных аритмий [9, 26, 68].
В настоящее время возможно получить подробную карту распространения возбуждения в миокардиальном рукаве легочной вены человека и определить точную локализацию эктопического фокуса [6]. Однако, несмотря на возможность точной анатомической локализации "источника" ФП, мало что можно узнать о механизме возникновения ФП. Как показали экспериментальные исследования, ткань и миокардиальные клетки в области устьев легочных вен обладают рядом уникальных особенностей, делающих возможным появление аномальной автоматии, триггер-ной активности и re-entry в этой области. Ниже рассматриваются эти особенности в аспекте инициации ФП.
3. МОРФОЛОГИЯ И ГИСТОЛОГИЯ МИОКАРДИАЛЬНЫХ РУКАВОВ ЛЕГОЧНЫХ ВЕН
В настоящее время показано наличие миокар-диальных рукавов ЛВ более чем у 50
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.