Хронотропное (частота сокращений), инотропное (сила сокращений) и дромотропное (проведение импульсов) влияение парасимпатических и симпатических волокон на сердце.
Эфференты . Парасимпатическая иннервация : волокна блуждающего нерва (n.vagi);
Локализация влияний:
Парасимпатическое влияние слабо (в основном - за счет торможения симпатики).
Симпатическая иннервация : от боковых рогов грудных сегментов спинного мозга, переключаются в звездчататом и других ганглиях на постганглионарные =>сердечные нервы =>равномерно распред-ся в сердце.
Эффекты :
Хронотропия . Парасимп.: замедл-ся диастол.деполяризация => «−» эффект; Симп.: наоборот – «+»-эффект. Кроме того, усиливают автоматизм всех проводящих отделов (важно при выключении основного водителя ритма). Инотропия. В предсердиях: парасимп.: укорачивают ПД кардиомиоцитов => «−»-эффект; на желудочки пр.не действует. симп.: крутизны фазы 0 ПД кардиомиоцитов, скорость расслабления. «+»-эффект и в предсердиях, и в желудочках.
Дромотропия . парасимп.: ↓крутизны нарастания ПД в клетках AV-узла =>торможение проведения (иногда – атриовентрикул.блокада). симп.: «+»-эффект. Механизм действия. Парасимп.: прониц-ти возбуд.мембран для К+ (=>мембр.потенциал стремится к Eравн.К+ =>задержка ПД), ↓Са2+-проницаемости в клетках предсердий, блокада симп.влияния – в желудочках. Симп.: Са2+-проницаемость, стимулирует поступление Са2+ во внутриклет.депо (=>ускорение расслабления мышцы), медл.Са-тока (=>хронотропн.эффект)
Афференты – в составе n.vagi от механорецепторов (В-рецепторы – ответ на пасс.растяжение, А-рецепторы – на активное) +афференты от субэндокардиального сплетения безмякотных волокон (в составе симп.нервов).
Ацетилхолин , который выделяется из окончаний блуждающего нерва, увеличивает проницаемость клеточных мембран для ионов калия. Ионы калия диффундируют из проводящих волокон во внеклеточную жидкость, что приводит к увеличению отрицательного заряда на внутренней поверхности клеточных мембран, т.е. к гиперполяризации . В этих условиях возбудимость проводящих волокон понижается .
В клетках синусного узла гиперполяризация приводит к изменению мембранного потенциала покоя с -55-60 мВ до более отрицательной величины, а именно до -65-75 мВ. Следовательно, требуется гораздо больше времени, чтобы мембранный потенциал от этого нового исходного уровня достиг пороговой величины за счет входа в клетку ионов натрия и кальция. Это резко уменьшает частоту генерации импульсов в клетках синусного узла. При достаточно сильной стимуляции блуждающих нервов автоматия синусного узла полностью подавляется.
В атрио-вентрикулярной проводящей системе гиперполяризация затрудняет генерацию потенциалов действия в мелких клетках предсердной переходной зоны, а также замедляет их передачу на узловые волокна. Следовательно, фактор надежности проведения импульсов от клеток переходной зоны непосредственно к А-В узлу уменьшается. Это приводит к задержке проведения возбуждения от предсердий к желудочкам , а при значительном снижении фактора надежности развивается полная А-В блокада.
Симпатическая стимуляция вызывает противоположное влияние на сердце по сравнению с влиянием блуждающих нервов:
(1) происходит увеличение частоты генерации импульсов в клетках синусного узла;
(2) увеличивается скорость проведения импульсов во всех отделах сердца, что связано с общим увеличением возбудимости клеток;
(3) значительно увеличивается сила сокращения миокарда предсердий и желудочков. Таким образом симпатические нервы стимулируют сердечную деятельность. Максимальная их стимуляция приводит к увеличению частоты сердечных сокращений в 3 раза и увеличению силы сердечных сокращений более чем в 2 раза.
Механизм влияния симпатических нервов на сердце. Из симпатических нервных окончаний при их стимуляции выделяется медиатор норадреналин . Механизм действия этого медиатора на сердечную мышцу в настоящее время не совсем ясен, однако полагают, что он увеличивает проницаемость клеточных мембран для ионов натрия и кальция. В синусном узле увеличение натрий-кальциевой проницаемости приводит к сдвигу потенциала покоя к менее отрицательным значениям. В связи с этим скорость диастолической деполяризации, необходимой для достижения порогового уровня, увеличивается; способность клеток синусного узла к автоматии возрастает, что и приводит к увеличению частоты сердечных сокращений.
В А-В проводящей системе увеличение натрий-кальциевой проницаемости облегчает генерацию потенциала действия
и последовательное проведение импульса по проводящим волокнам. Это приводит к уменьшению времени проведения возбуждения от предсердий к желудочкам.
Увеличение проницаемости клеточных мембран для кальция и увеличение притока ионов кальция в кардиомиоциты способствует усилению сердечных сокращений
, т.к. ионы кальция играют важнейшую роль в развитии сократительного процесса
.
Оказалось, что изменение силы сердечного сокращения зависит не только от исходной длины кардиомиоцитов в конце диастолы. В ряде исследований показано увеличение силы сокращения при увеличении ЧСС на фоне изометрического состояния волокон. Это вызвано тем, что возрастание частоты сокращения кардиомиоцитов приводит к увеличению содержания Са2 в саркоплазме мышечных волокон. Все это улучшает электромеханическое сопряжение и приводит к возрастанию силы сокращения.
Модуляция инотропного, хроно- тропного и дромотропного эффектов вызывается симпатическим и парасимпатическим отделами вегетативной нервной системы. Кардиальные нервы ВНС состоят из двух видов нейронов. Тела первых нейронов расположены в ЦНС, а тела вторых нейронов образуют ганглии за пределами ЦНС. Преганглионарные волокна симпатических нейронов короче постганглионарных, тогда как у парасимпатических наоборот.
Парасимпатическая регуляция сердца осуществляется сердечными ветвями правого и левого блуждающих нервов (X парой черепных нервов). Тела первых нейронов локализованы в дорзальном ядре блуждающего нерва продолговатого мозга. Аксоны этих нейронов в составе блуждающего нерва выходят из полости черепа и направляются к интрамуральным ганглиям сердца, где располагаются тела вторых нейронов. Постганглионарные волокна блуждающего нерва в большинстве случаев оканчиваются на кардиомиоцитах СА и АВ узлов, предсердий и внутрипредсердной проводящей системы. У правого и левого блуждающих нервов разное функциональное влияние на сердце. Область распределения правого и левого блуждающих нервов не симметрична и взаимно перекрывается. Правый блуждающий нерв оказывает влияние преимущественно на СА узел. Его стимуляция вызывает снижение частоты возбуждения СА узла. Тогда как левый блуждающий нерв оказывает преимущественное влияние на АВ узел. Возбуждение этого нерва приводит к атриовентрикулярным блокадам разной степени. Действие блуждающего нерва на сердце характеризуется очень быстрой как ответной реакцией, так и ее прекращением. Это вызвано тем, что медиатор блуждающего нерва аце- тилхолин быстро разрушается ацетилхолинэктеразой, которой много в СА и АВ узлах. Более того, ацетилхолин действует через специфические ацетил- холинрегулирующие К" каналы, у которых очень короткий латентный период (50-100 мс).
Оглавление темы "Механизмы регуляции деятельности сердца. Венозный возврат крови к сердцу. Центральное венозное давление (ЦВД). Параметры гемодинамики.":Влияние симпатических нервов на сердце проявлется в виде положительного хронотропного и положительного инотропного эффекта. Сведения о наличии тонических влияний симпатической нервной системы на миокард основываются в основном на хронотропных эффектах.
Электрическая стимуляция волокон, отходящих от звездчатого ганглия, вызывает увеличение ритма сердца и силы сокращений миокарда (см. рис. 9.17). Под влиянием возбуждения симпатических нервов скорость медленной диастолической деполяризации повышается, снижается критический уровень деполяризации клеток водителей ритма синоатриального узла, уменьшается величина мембранного потенциала покоя. Подобные изменения увеличивают скорость возникновения потенциала действия в клетках водителей ритма сердца, повышают его возбудимость и проводимость. Эти изменения электрической активности связаны с тем, что выделяющийся из окончаний симпатических волокон медиатор норадреналин взаимодействует с B1-адренорецепторами поверхностной мембраны клеток, что приводит к повышению проницаемости мембран для ионов натрия и кальция, а также уменьшению проницаемости для ионов калия.
Рис. 9.17. Электрическое раздражение эфферентных нервов сердца
Ускорение медленной спонтанной диастолической деполяризации клеток водителей ритма, увеличение скорости проведения в предсердиях, атриовентрикулярном узле и желудочках приводит к улучшению синхронности возбуждения и сокращения мышечных волокон и к увеличению силы сокращения миокарда желудочков. Положительный инотропный эффект связан также с повышением проницаемости мембраны для ионов кальция. При увеличении входящего тока кальция возрастает степень электромеханического сопряжения, в результате чего увеличивается сократимость миокарда.
Менее изучено участие в регуляции сердечной деятельности интракардиальных ганглиозных нервных элементов. Известно, что они обеспечивают передачу возбуждения с волокон блуждающего нерва на клетки синоат-риального и атриовентрикулярного узлов, выполняя функцию парасимпатических ганглиев. Описаны инотропные, хронотропные и дромотропные эффекты, полученные при стимуляции этих образований в условиях эксперимента на изолированном сердце. Значение этих эффектов в естественных условиях остается неясным.
Согласованная деятельность различных органов и тканей обеспечивает организму устойчивость и жизнеспособность. Высшим регулятором деятельности всех органов нашего тела и в первую очередь сердца и сосудов является кора головного мозга. Ей подчинены расположенные ниже участки головного мозга, которые принято называть подкоркой. В ней сосредоточена рефлекторная, в известной мере независимая от воли человека деятельность.
Она обеспечивает осуществление так называемых безусловных рефлексов - инстинктов (пищевого, оборонительного и др.), играет большую роль в проявлении эмоций - страха, гнева, радости и пр. Не менее важна для деятельности подкорки регуляция важнейших жизненных функций организма - кровообращения, дыхания, пищеварения, обмена веществ и пр.
Соответствующие центры, находящиеся в подкорке, связаны с различными внутренними органами и тканями, в частности с сердечно-сосудистой системой, через так называемую вегетативную, или автономную, нервную систему. Под влиянием возбуждения одного из двух ее отделов - симпатического или парасимпатического (блуждающего) изменяется в разных направлениях работа сердца и кровеносных сосудов.
От различных органов, нуждающихся в усиленном притоке крови, к центральной нервной системе идут «сигналы», а от нее направляются соответствующие импульсы к сердцу и кровеносным сосудам. В результате снабжение органов кровью то усиливается, то ослабляется в зависимости от их потребности.
Вегетативная нервная система оказывает большое влияние на деятельность сердечно-сосудистой системы. Конечные разветвления симпатического и блуждающего нервов непосредственно связаны с описанными выше узлами в мышце сердца и через них воздействуют на частоту, ритм и силу сердечных сокращений.
Возбуждение симпатических нервов вызывает учащение сокращений сердца. При этом проведение импульса по мышце сердца также ускоряется, кровеносные сосуды (кроме сердечных) суживаются, артериальное давление повышается.
Раздражение блуждающего нерва понижает возбудимость синусового узла, поэтому сердце бьется реже. Кроме того, замедляется (иногда значительно) проведение импульса по предсердно-желудочковому пучку, а при очень резком раздражении блуждающего нерва импульс иногда совсем не проводится, и потому возникает разобщение между предсердиями и желудочками (так называемая блокада).
В нормальных условиях, т. е. при умеренном влиянии на сердце, блуждающий нерв обеспечивает ему покой. Поэтому И. П. Павлов говорил о блуждающем нерве, что «его можно назвать до известной степени нервом отдыха, нервом, регулирующим отдых сердца».
Вегетативная нервная система постоянно оказывает воздействие на сердце и кровеносные сосуды, влияя на частоту и силу сокращений сердца, а также на размеры просвета кровеносных сосудов. Сердце и кровеносные сосуды участвуют также в многочисленных рефлексах, которые возникают под влиянием раздражений, идущих из внешней среды или из самого организма. Так, например, тепло учащает ритм сердечных сокращений и расширяет кровеносные сосуды, холод заставляет биться сердце медленнее, суживает сосуды кожи и потому вызывает бледность.
Когда мы двигаемся или выполняем трудную физическую работу, сердце бьется быстрее и с большей силой, а когда находимся в покое, оно бьется реже и слабее. Сердце может остановиться вследствие рефлекторного раздражения блуждающего нерва при сильном ударе в живот. Очень сильная боль, испытываемая при различных повреждениях тела, также в порядке рефлекса может привести к возбуждению блуждающего нерва и, следовательно, к тому, что сердце станет сокращаться реже.
При возбуждении (словесными и иными раздражителями) коры больших полушарий головного мозга и подкорковых областей, например при сильном страхе, радости и других эмоциях, вовлекается в возбуждение тот или другой отдел вегетативной нервной системы - симпатический или парасимпатический (блуждающий) нерв. В связи с этим сердце бьется то чаще, то реже, то сильнее, то слабее, кровеносные сосуды то суживаются, то расширяются, человек то краснеет, то бледнеет.
В этом обычно принимают участие железы внутренней секреции, которые сами находятся под влиянием симпатического и блуждающего нервов и в свою очередь гормонами воздействуют на эти нервы.
Из всего сказанного видно, насколько многогранной, многосторонней является связь сердечно-сосудистой системы с нервными и химическими регуляторами, как велика власть нервов над сердечно-сосудистой системой.
Вегетативная нервная система находится под непосредственным воздействием головного мозга, от которого постоянно идут к ней потоки различных импульсов, возбуждающих то симпатический, то блуждающий нерв. «Руководящая» роль коры головного мозга в регуляции работы всех органов сказывается и в том, что деятельность сердца изменяется в зависимости от потребности организма в снабжении кровью. Здоровое сердце взрослого человека в покое сокращается 60-80 раз в минуту. Оно принимает во время диастолы (расслабления) и выбрасывает в сосуды во время систолы (сокращения) около 60-80 миллилитров (кубических сантиметров) крови. А при большом физическом напряжении, когда усиленно работающие мышцы нуждаются в усиленном снабжении кровью, количество крови, выбрасываемой при каждом сокращении, может значительно увеличиваться (у хорошо тренированного спортсмена до 2000 миллилитров и даже больше).
Мы рассказали, как работает сердце, как изменяется частота и сила сердечных сокращений. Но как происходит кровообращение во всем теле, как передвигается кровь по сосудам всего организма, какие силы заставляют ее все время двигаться в определенном направлении, с определенной скоростью, что поддерживает внутри кровеносных сосудов давление, необходимое для постоянного передвижения крови?
|
РЕФЕРАТ. Увеличение тонуса парасимпатической нервной системы, вызванное либо стимуляцией вагуса, либо прямым воздействием на мускариновые рецепторы, значительно уменьшает склонность миокарда нормальных и ишемизированных желудочков к развитию фибрилляций. Этот защитный эффект является результатом антагонистического взаимодействия реакций миокарда на повышение нервной и гуморальной активности, влияющих на порог возникновения фибрилляций желудочков: Эти механизмы функционируют как у бодрствующего, так и у анестезированного животного. Полученные результаты, несомненно, имеют большое значение для клинической практики.
ВВЕДЕНИЕ
Вопрос о влиянии парасимпатической нервной системы на возбудимость клеток миокарда желудочков постоянно подвергается переоценке. В настоящее время общепринято, что вагусная иннервация не распространяется на миокард желудочков. С точки зрения клинициста, очевидно, что хотя холинергическое воздействие может оказать влияние на тахикардию, тем не менее место приложения ацетилхолина расположено вне желудочков. С другой стороны, проведенные в последнее время исследования позволяют утверждать, что воздействие со стороны парасимпатической нервной системы может изменять электрические свойства миокарда желудочков . Как было показано несколькими группами исследователей, стимуляция вагуса существенно влияет на возбудимость клеток желудочка и их склонность к фибрилляции . Эти эффекты могут быть опосредованы наличием богатой холинергической иннервации специализированной проводящей системы сердца, которая была обнаружена как в сердце собаки, так и в сердце человека .
Нами было показано, что влияние вагуса на вероятность возникновения фибрилляций желудочков (ФЖ) зависит от фонового уровня тонуса симпатических нервов сердца . Это положение вытекает из ряда экспериментальных наблюдений. Например, влияние вагуса возрастает у торакотомированных животных, у которых проявляется повышенный симпатический тонус, а также во время стимуляции симпатических нервов и инъекции катехоламинов. Такое действие вагуса на склонность желудочков к фибрилляции устраняется при блокаде |3-ре^ цепторов.
До сих пор точно не установлено, способна ли парасимпатическая нервная система изменять склонность желудочков к фибрилляции, развивающейся во время острой ишемии миокарда. Kent и Epstein с.соавт показали, что стимуляция вагуса значительно увеличивает порог ФЖ и уменьшает склонность ишемизированного сердца собаки к фибрилляции. Согг в. Gillis с соавт. обнаружили, что наличие интактных вагусных нервов предупреждает развитие ФЖ во время перевязки левой передней нисходящей артерии сердца наркотизированной хлоралозой кошки, но не дает никаких преимуществ при перевязке правой коронарной артерии. Yoon с соавт. и James с соавт. не смогли выявить какое-либо влияние стимуляции вагуса на порог ФЖ во время окклюзии левой передней нисходящей коронарной артерии собаки. Согг с соавт. даже обнаружили, что стимуляция парасимпатической нервной системы скорее усиливает, чем ослабляет, аритмии, которые возникают при снятии лигатуры с артерии, сопровождаемой реперфузией ишемизироваиного миокарда.
К этому также относится нерешенная проблема, модулирует ли тоническая активность парасимпатической нервной системы электрическую устойчивость клеток желудо"чка животного, находящегося в ненаркотизированном состоянии. Данные, полученные на наркотизированных животных при стимуляции нервов или введения лекарств, представляют собой ценную информацию, однако такие подходы в какой-то мере артефактны, и результаты требуют подтверждения на ненаркотизированном интактном организме. До последнего времени исследования животных в бодрствующем состоянии с такой целью не проводились в связи с отсутствием подходящих биологических моделий для оценки склонности миокарда к ФЖ. Однако эта трудность была преодолена, когда в "качестве надежного показателя склонности сердца к ФЖ использовали порог повторных экстравозбуждений, что позволило в результате отказаться от необходимости вызывать ФЖ и проводить сопутствующие реанимационные процедуры .
Задачи настоящего исследования заключались в следующем: 1) изучить влияние стимуляции вагуса и прямой активации метахолииом мускариновых рецепторов на склонность сердца к ФЖ во время острой ишемии миокарда и при репер-фузии, 2) определить, изменяет ли тоническая активность парасимпатической нервной системы склонность желудочков к фибрилляции при ненаркотизированном состоянии животного, и 3) оценить, имеют ли полученные на животных данные-какое-либо отношение к клиническим задачам.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Исследования на наркотизированных животных
Общие процедуры
Исследования были выполнены на 54 здоровых беспородных собаках массой от 9 до 25 кг. Не менее чем за 5 дней до-исследования под общим пентобарбитуратным наркозом проводили вскрытие грудной клетки с левой стороны в четвертом" межреберном пространстве. После обнажения сердца вокруг левой передней нисходящей артерии на уровне ушка левого" предсердия помещали баллончик, связанный с катетером и предназначенный для окклюзии. Катетер выводили под кожей наружу на затылке.
В день исследования собак наркотизировали с помощью а-хлорало"зы 100 мг/кг внутривенно. Искусственное дыхание поддерживали через эндотрахеальную трубку, соединенную с насосом Harvard, подающим смесь комнатного воздуха со 100% кислородом.Подачу кислорода в смеси осуществляли таким образом, чтобы артериальное рО2, находилось между 125 и 225 мм рт. ст. рН артериальной крови поддерживали в диапазоне от 7,30 до 7,55. Артериальное давление в брюшной аорте изменяли с помощью катетера, введенного через бедренную артерию и присоединенного к датчику давления Statham P23Db. Электрограмму (ЭГ) правого желудочка регистрировали с помощью монополярного внутриполостного отведения.
Исследование сердца
В течение всего эксперимента при помощи стимуляции правого желудочка поддерживали постоянный ритм сердца. Для поддержания искусственного ритма и нанесения тестирующих стимулов использовали биполярный катетер (Medtronic №5819), введенный через правую яремную вену и помещенный под флюороскопическим контролем в районе верхушки правого желудочка. Поддержание искусственного ритма достигалось "стимулами, амплитуда которых на 50-100% была выше порога, межстимуляциотаный интервал составлял от 333 до 300 мс, что соответствует частотам возбуждения желудочка от 180 до 200 в минуту.
Порог фибрилляции желудочков определяли с помощью одиночного стимула длительностью 10 мс. Это определение состояло в следующем: электрическую диастолу исследовали с помощью импульса 4 мА с интервалом 10 мс, начиная от конца эффективного рефрактерного периода до завершения Г-волны. Затем величину тока увеличивали с шагом 2 мА и при такой величине стимула продолжали исследование диастолы в течение 3 с. Наименьшую интенсивность стимула, вызывающую ФЖ, принимали в качестве порога ФЖ.
Использовали следующий протокол эксперимента: полная окклюзия левой передней нисходящей коронарной артерии достигалась надуванием заранее имплантированного катетера с баллоном и продолжалась в течение 10 мин. Во время окклюзии порог ФЖ оценивали с минутным интервалом. Через 10 мин после начала окклюзии резко уменьшали давление в баллоне и снова определяли порог ФЖ. Осуществляли две окклюзии с экспериментальным исследованием и без него, разделенных интервалом по крайней мере 20 мин .
Дефибрилляцию производили обычно за 3 с с помощью импульса постоянного тока, получаемого при разряде конденштора с энергоемкостью 50-100 Вт"С от дефибриллятора.11 лупа. Эта реанимационная процедура существенно не влияет на стабильность порога ФЖ.
Стимуляция вагуса
Шейный вагосимпатический ствол перерезали с двух сторон на 2 см ниже места бифуркации сонной артерии. К дисталь-иым концам перерезанного нерва прикрепляли изолированные биполярные электроды. Раздражение нерва производили с помощью прямоугольных импульсов длительностью 5 мс и напряжением 3-15 В при частоте стимуляции 20 Гц. Амплитуду раздражающих импульсов подбирали таким образом, чтобы при независимом раздражении либо правого, либо левого ство-дов вагуса достигалась остановка сердца. Порог фибрилляции желудочков определяли до, во время и после двусторонней стимуляции вагуса. Частоту сердечного ритма во время определения порога ФЖ постоянно искусственно поддерживали на уровне 200 ударов в минуту.
Введение метахолина
Внутривенное введение мускаринового агониста - хлорида ацетил-(Б,Ь)-бета-метилхолина (J. Т. Baker Company) в физиологическом растворе осуществляли со скоростью 5 мкг/ (кг-мин), используя инфузионный насос «Harvard». Максимальный эффект на порог ФЖ достигался через 30 мин после начала введения; в этот момент начинали проведение всей последовательности тестирований с окклюзией коронарной артерии и реперфузией. Введение вещества продолжалось в течение всего исследования.
ИССЛЕДОВАНИЯ НА БОДРСТВУЮЩИХ ЖИВОТНЫХ
Исследования проводили на 18 взрослых беспородных собаках массой от 10 до 15 кг.
Для проведения обратимой холодовой блокады парасимпатической активности нервов сердца был разработан специальный метод. Для этого выделяли часть вагосимпатического ствола длиной 3-4 см и помещали его на шее в кожную трубку. Таким образом, по обе стороны шеи были созданы «вагусные петли», которые отделяли изолированные сегменты нервов от других шейных структур. Это позволяло поместить вокруг вагусных петель охлаждающие наконечники для того, чтобы произвести обратимую блокаду нервной активности.
Относительный вклад активности вагусных афферентов и эфферентов в эффект, производимый охлаждением, определяли путем сравнения результатов, полученных при охлаждении вагуса с селективной блокадой вагусных эфферентов при внут-ривенно-м введении атропина.
Исследование сердца:
Для изучения склонности сердца к ФЖ использовали метод определения порога повторных экстравозбуждений (ПЭ) как описано ранее . Вкратце, порог склонности к ФЖ оценивался следующим образом: при поддержании постоянной частоты сердечного ритма 220 ударов в минуту сканирование повторным стимулом для определения порога ПЭ осуществляли при интенсивности стимула, равной двойному значению порога в середине диастолы, начиная с 30 мс после окончания рефрактерного периода. Тестирующий стимул подавали с каждым разом все раньше с шагом 5 мс, пока не подходили к концу рефрактерного периода. Если при этом не возникали ПЭ, амплитуду стимула увеличивали на 2 мА и повторяли процесс сканирования. Порог ПЭ считали равным минимальному значению тока, при котором ПЭ возникали в двух из каждых трех попыток. Порог ПЭ принимали в качестве порога уязвимости OK ФЖ.
Психологические условия
Для изучения влияния симпатических - парасимпатических взаимодействий в состоянии бодрствования собак помещали в стрессогенные условия, которые увеличивают поступление в сердце адренергических агониетов .
Стрессогенные условия заключались в закреплении собаки в станке Павлова, что вызывало ограничение двигательных возможностей. К сердечным катетерам подключали кабели для непрерывного наблюдения за ЭГ, подачи стимулов от искусственного водителя ритма и тестирующих стимулов. Отдельный удар электрическим током длительностью 5 мс осуществляли от дефибриллятора через медные пластины (80 см2), прикрепленные к грудной клетке. Собак оставляли в ремнях на 10 мин до нанесения электрического удара и еще на 10 мин после подачи тока. Процедуру повторяли 3 дня подряд. На 4-й день нанесения электрического удара исследовали влияние стрессогенных условий содержания на пороговый период уязвимости сердца к ФЖ до и во время блокады вагусных эфферентов атропином (0,05 мг/кг).
РЕЗУЛЬТАТЫ
15л и ниие стимуляции холинергических нервов на склонность сердца к ФЖ во время ишемии 1миокарда и при реперфузии
Изучение влияния стимуляции вагуса на порог ФЖ до и и<> время 10-минутного периода окклюзии передней левой нисходящей коронарной артерии с последующим внезапным иоостановлением кровотока было проведено на 24 собаках, наркотизированных хлоралозой. В отсутствие стимуляции вагуса окклюзия коронарной артерии и реперфузия приводили к значительному снижению порога фибрилляции (рис. 1), Снижение порога происходило в первые 2 мин после окклюзии и продолжалось от 5 до 7 мин. Затем порог быстро возвращался к значению, наблюдаемому в контроле до окклюзии. После восстановления проводимости коронарной артерии падение порога происходило почти мгновенно - за 20-30 с, но продолжалось недолго - менее 1 мин. Стимуляция вагуса значительно повышала порог ФЖ до окклюзии коронарной артерии (от 17±2 мА до З3.±4 мА, р<0,05) и уменьшала снижение порога, связанное с ишемией миокарда (18±4 мА по сравнению с 6±1 мА без стимуляции, р<С0,05). Во время реперфузии никакого защитного действия стимуляции вагуса не обнаружено (3±1 мА по сравнению с 5±1 мА без стимуляции).
Влияние селективной "Стимуляции мускариновых рецепторов с помощью метахолина на уязвимость сердца к ФЖ исследовали на 10 собаках. Введение метахолина приводило к результатам, качественно аналогичным тем, которые были получены при стимуляции вагуса. Так, метахолин повышал порог ФЖ до и во время окклюзии коронарной артерии, но был неэффективен при падении порога, связанном с реперфузи-ivii (рис. 2).
Влияние активности вагуса на склонность сердца
и спонтанным ФЖ при ишемии миокарда и реперфузии
Исследование влияния стимуляции вагуса на появление спонтанной ФЖ при окклюзии левой передней нисходящей коронарной артерии и артерии межжелудочковой перегородки было проведено дополнительно на 16 собаках. С помощью искусственной стимуляции желудочка поддерживали постоянную частоту сердечного ритма, равную 180 уд/мин. В отсутствие стимуляции вагуса окклюзия коронарной артерии вы-нвала ФЖ у 7 из 10 собак (70%), в то время как при одновременной стимуляции вагуса спонтанная ФЖ при окклюзии
Этот вопрос был изучен на 10 бодрствующих собаках, у которых оба вагуса были хронически выделены на шее в кожные трубки. Импульсацию в вагосимпатическом стволе обратимо блокировали при помощи охлаждающих наконечников, помещенных вокруг кожных вагусных петель. Холодовая блокада левой и правой вагусных петель увеличивала частоту сердечного ритма с 95+5 ударов в минуту до 115±7 и 172+ + 16 ударов в минуту соответственно. Когда обе вагусные петли были охлаждены одновременно, частота сердечного ритма увеличилась до 208+20 ударов в минуту. Все изменения частоты сердечного ритма были статистически достоверны с р< 0,01 (рис. 4).
Исследование влияния селективной блокады вагусных эф-! ферентов с помощью атропина на порог ПЭ было проведено на 8 бодрствующих собаках, содержавшихся в стрессогенных условиях, создаваемых с помощью иммобилизации в станке Павлова с нанесением чрезкожного удара электрическим током средней тяжести. До выключения воздействия на сердце вагусной импульсации порог ПЭ составлял 15+1 мА. При введении атропина (0,05 мг/кг) порог значительно снизился и составил 8±1 мА (снижение на 47%, р<0,0001) (рис. 5).
Этот эффект развивался независимо от изменений сердечного ритма, так как частота сердечного ритма поддерживалась постоянной на уровне 200 ударов в минуту в течение всего времени проведения электрического тестирования. Блокада вагуса с помощью атропина несущественно влияла на порог ПЭ у собак, содержавшихся в клетках с нестреосогенными условиями (22+2 мА и 19+3 мА до и при действии вещества соответственно).
ОБСУЖДЕНИЕ
В настоящее время накоплено значительное количество данных, указывающих на наличие прямого влияния парасимпатической нервной системы на хронотропные и изотропные свойства и возбудимость миокарда желудочков. Значительно меньше доказано, является ли величина этого влияния достаточной, чтобы объяснить некоторое защитное действие от возникновения ФЖ активности холинергических нервов в ише-мизированном сердце. Кроме того, мало известно о значении активности парасимпатических нервов в склонности сердца к ФЖ в двух различных условиях, которые, возможно, играют важную роль в возникновении внезапной смерти у человека а именно при внезапной окклюзии коронарной артерии и восстановлении ее проходимости с реперфузией ишемизиро-ванной области. До сих пор не определено значение тонической активности вагуса для уменьшения склонности к ФЖ. Еще один нерешенный вопрос состоит в том, может ли такая тоническая активность парасимпатической нервной системы влиять на склонность желудочков к фибрилляции при слабых психофизиологических стрессах. Настоящее исследование проливает некоторый свет на эти вопросы.
Эффект стимуляции вагуса во время ишемии миокарда и при реперфузии
Мы установили, что интенсивная парасимпатическая активность, возникающая при электрическом раздражении децентрализованного вагуса, или прямая стимуляция мускарино-вых рецепторов с помощью метахолина уменьшает склонность сердца собаки к ФЖ во время острой ишемии миокарда. Это также подтверждается наблюдениями, показывающими, что увеличение холинертичеокой активности значительно уменьшает падение порога ФЖ и склонность к спонтанным ФЖ во время окклюзии коронарной артерии. Эти эффекты не связаны с изменением сердечного ритма, так как его частоту поддерживали на постоянном уровне с помощью искусственного водителя ритма. Ни стимуляция вагуса, ни активация мускари-новых рецепторов не оказывали никакого положительного действия во время реперфузии.
Что же обусловливает различное влияние парасимпатической нервной системы на порог ФЖ во время ишемии миокарда и во время реперфузии? Предполагают, что склонность сердца к ФЖ при окклюзии "коронарной артерии и при реперфузии обусловлена различными механизмами . Вероятно, основную роль в увеличении склонности сердца к ФЖ во время острой окклюзии коронарной артерии играет рефлекторная активация симпатической нервной системы в сердце . Эту гипотезу подтверждает то, что изменение в поступлении адренергических веществ в сердце хорошо коррелирует с развитием во времени снижения порога ФЖ и появлением спонтанных ФЖ при окклюзии коронарной артерии . Если воздействие симпатических аминов на миокард уменьшено хирургическими или фармакологически-iin методами , то при этом достигается значительный защитный эффект против вызванных ишемией ФЖ. Таким образом, активность парасимпатической нервной системы уменьшает склонность сердца к ФЖ во время окклюзии коронарной артерии "благодаря противодействию профибриллятор-ному влиянию увеличенной адренергилеской активности. Такой положительный эффект увеличения холинергической активности может быть следствием ингибирования освобождения норадреналипа из симпатических нервных окончаний либо следствием уменьшения реакции рецепторов на воздействие катехоламинов .
Однако увеличение склонности миокарда к фибрилляции во время реперфузии, по-видимому, обусловлено неадренер-гическими факторами. Имеющиеся в настоящее время данные указывают на то, что это явление может быть связано продуктами метаболизма, вымываемыми в кровь при клеточной ишемии и некрозе . Было показано, что если кровоток в ишемическом миокарде восстанавливается постепенно или если перфузия производится раствором, лишенным кислорода, частота случаев появления желудочковых аритмий при восстановлении кровотока существенно снижается . Наблюдения, показывающие, что ФЖ возникает в течение нескольких секунд после внезапного восстановления коронарного артериального кровотока, также указывают на участие в этом процессе вымываемых из поврежденной зоны продуктов метаболизма . Предотвращение воздействия симпатических веществ на сердце с помощью хирургического или фармакологического вмешательства оказывается неэффективным для предупреждения ФЖ при восстановлении кровотока. А так как холинергические агонисты проявляют свое защитное влияние лишь через антиадренергическое действие, это может частично объяснить их неспособность уменьшить склонность миокарда к ФЖ во время реперфузии.
Сильное влияние активности парасимпатической нервной системы на частоту сердечного ритма может существенно изменить действие стимуляции вагуса на склонность желудочка к аритмиям. Например, Kerzner с соавт. показали, что стимуляция вагуса не полностью подавляет аритмии, возникающие при инфаркте миокарда. Напротив, эти исследователи обнаружили, что увеличение активности парасимпатической нервной системы или введение ацетилхолина неизменно вызывает желудочковую тахикардию во время спокойной без аритмий фазы инфаркта миокарда у собак. Такое аритмоген-ное действие полностью зависит от частоты сердечного ритма и может быть предупреждено с помощью искусственного водителя ритма.
Влияние тонической активности парасимпатической нервной системы на склонность желудочков к фибрилляции у животных, находящихся в бодрствующем состоянии
Результаты настоящего исследования указывают на то, ч:то в покое в состоянии бодрствования собаки ее сердце испытывает значительное тоническое влияние парасимпатической нервной системы. Холодовая блокада либо правого, либо левого вагуса приводит к существенным изменениям частоты сердечного ритма; однако эффект более выражен при блокаде правого вагуса (см. рис. 4). Это соответствует тому, что правый вагус оказывает преобладающее воздействие на синоат-риальный узел с некоторым наложением влияния от левого «агуса . Таким образом, максимальное увеличение частоты сердечного ритма возникает при одновременном охлаждении правого и левого вагусных нервов.
Установив, что тоническая активность парасимпатической нервной системы оказывает значительное влияние на пей-смекерную ткань, имеет смысл исследовать, можно ли выявить какое-либо влияние активности вагуса на электрические свойства желудочка. В этих экспериментах для селективной блокады активности вагусных эфферентов использовали атропин. Собак помещали в станок Павлова для иммобилизации с целью повышения симпатического влияния на сердце . Такая планировка эксперимента позволяла изучать влияние взаимодействия симпатических и парасимпатических реакций на склонность миокарда к ФЖ у бодрствующих животных. Нами установлено, что введение относительно низких доз атропина (0,05 мг/кг) приводит почти к 50% снижению порога фибрилляции желудочков. Это позволяет сделать вывод, что значительная тоническая активность вагуса у бодрствующего животного, содержащегося в стрессогенных условиях, ча-стично ослабляет профибрилляторное влияние эверсивных психофизиологических стимулов.
Кроме того, при использовании такой экспериментальной схемы защитное действие вагуса скорее всего обусловлено антагонистическим к адренергическому механизму действием. Это предположение подтверждается двумя типами наблюдений. Во-первых, наши предыдущие исследования показали, что склонность миокарда к фибрилляции в такой модели стрессогенных услоиий тесно коррелирует с уровнем циркулирующих в крови катехоламинов и что предупреждение симпатического влияния на сердце либо с помощью бета-блокады, либо при симпатэктомии существенно снижает вызванное стрессогенными условиями увеличение склонности к фибрилляции . Во-вторых, наблюдения De Silva с соавт. показывают, что увеличение тонического воздействия парасимпатической нервной системы при введении морфина собакам, находящимся в стрессогенных условиях иммобилизации, по-... вышает порог ФЖ до величины, наблюдаемой при отсутствии стрессорных воздействий. Когда активность вагусных эфферентов блокируется атропином, основная часть защитного действия морфина исчезает. Введение морфина в нестрессо-генных условиях не способно изменить порог ФЖ, видимо, потому, что в этих условиях адренергичеокое влияние на сердце слабое.
Эти данные указывают, что активация блуждающих нервов независимо от того, возникает ли она спонтанно или вызвана фармакологическим агентом, имеет защитное действие на миокард, снижая его склонность к ФЖ при стрессе. Это благотворное влияние скорее всего обусловлено антагонистическим влиянием повышенной активности парасимпатической нервной системы на эффект увеличения адренергической активности в сердце.
КЛИНИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ
Более 40 лет назад было показано, что введение холинергического вещества - хлорида ацетил-бета-метилхолина, предупреждает желудочковые аритмии, вызванные у человека введением адреналина . В последнее время в ряде исследований сообщалось, что воздействия, аналогичные активации парасимпатической нервной системы, как, например, стимуляция каротидного синуса или введение ваготониче-ских агентов , снижают частоту желудочковых экстрасистол и предупреждают желудочковую тахикардию. Так как сердечные гликозиды увеличивают тоническое влияние блуждающего нерва на сердце, мы использовали это действие дигиталиса для подавления желудочковых аритмий . Однако в этой клинической области требуются дальнейшие исследования.
Это исследование было проведено Научно-исследовательской лабораторией сердечно-сосудистых заболеваний Гарвардской школы здравоохранения, Бостон, штат Массачусетс. Оно было также поддержано субсидией МН-21384 Национального института психического здоровья и субсидией HL-07776 Национального института сердца, легких и крови Национальных институтов здоровья, Бетезда, штат Мэриленд.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Kent К . М ., Smith Е . R., Redwood D. R. et al. Electrical stability of acu-
tely ischemic myocardium: influences of heart rate and vagal stimulation.-Circulation, 1973, 47: 291-298.
2. Kent K. M., Epstein S. E., Cooper T. et al. Cholinergic innervation of the
canine and human ventricula conducting system: anatomic and elec-trophysiologic correlation.-Circulation, 1974, 50: 948-955.
3. Kolman B. S-, Verrier R. L., Lown B. The effect of vagus nerve stimula-
tion upon vulnerability of the canine ventricular. Role of cympathetic-parasympathetic interactions.-Circulation, 1975, 52: 578-585.
4. Weiss Т ., Lattin G. M., Engelman K. Vagally mediated supression of pre-
mature ventricular contractions in man.-Am. Heart J., 1977, 89: 700- 707.
5. Waxman M. В ., Wald R. W. Termination of ventricular tacycardia by an
increase in cardiac vagal drive.-Criculation, 1977, 56: 385-391.
6. Kolman B. S., Verrier R. L., Lown B. Effect of vagus nerve stimulation
upon excitability of the canine ventricle: role of sympathetic-parasympa-thetic interactions.-Am. J. Cardiol., 1976, 37: 1041-1045.
7. loon M. S., Han J., Tse W. W. et al Effects of vagal stimulation, atropine,
and propranolol on fibrillation threshold of normal and ischemic ventricles.-Am. Heart J., 1977, 93: 60-65.
8. Lown В ., Verrier R. L. Neural activity and ventricular fibrillation.-New
Engl. J. Med., 1976, 294: 1165-1170.
9. Coor P. В ., Gillis R. A. Role of the vagus in the cardiovascular chenges
induced by coronary occlusion.- Circulation 1974, 49: 86-87.
10. Coor P. В ., Pearle D. L., Gillis R. A. Coronary occlusion site as a determi
nant of the cardiac rhythm effects of atropine and vagotomy.-Am. He
art J., 1976, 92: 741-749.
11. James R. G. G., Arnold J. M. O., Allen 1. D. et al. The effects of heart
rate, myocardial ischemia and vagal stimulation on the threshold for ventricular fibrillation.-Circulation, 1977, 55: 311-317.
12. Corr P. В ., Penkoske P. A., Sobel В . Е . Adrenergic influences on arrhyrh-
mias due to coronary occlusion and reperfusion.-Br. Heart J., 1978, 40 (suppl.), 62-70.
13. Matta R. J., Verrier R. L., Lown B. The repetitive extrasystole as an in
dex of vulberability to ventricular fibrillation.-Am. J. Physiol., 1976,
230: 1469-1473.
14. Lown В ., Verrier R. L., Corbalan R. Psychologic stress and threshold
for repetitive ventricular response.-Science, 1973, 182: 834-836.
15. Axelrod P. J., Verrier R. L., Lown B. Vulnerability to ventricular fibril-
lation during acute coronary arterial occlusion and release.-Am. J. Car-diol, 1976, 36: 776-782.
16. Corbalan R., Verrier R. L., Lown B. Differing mechanisms for ventricular
vulnerability during coronary artery occlusion and release.-Am. Heart
Т ., 1976, 92: 223-230.
17. DeSilva R. A., Verrier R. L., Lown B. Effect of psycholofic stress and
sedation with morphine sulfate on ventricular vulnerability.-Am. Heart J., 1978, 95: 197-203.
18. Liang В ., Verrier R. L, Lown B. et al. Correlation between circulation
catecholamme levels and ventricular vulnerability during psychologic stress in conscius dogs.-Proc. Soc. Exp. Biol. Med., 1979, 161:266- 269.
19. Malliani A., Schwartz P. L, Zanchetti A. A sympathetic reflex elicited by
experimental coronary occlusion.-Am. J. Physiol., 1969, 217: 703-709.
20. Kelliher G. ]., Widmer C, Roberts J. Influence of the adrenal medulla
on cardiac rhythm disturbances following acute coronary artery occlu
sion.-Recent. Adv. Stud. Cardiac. Struct. Metab.; 1975, 10: 387-400.
21. Harris A. S., Otero H., Bocage A. The induction of arrhythmias by sym
pathetic activity before and after occlusion of a coronary artery in the
canine heart.-J. Electrocardiol., 1971, 4: 34 -43.
22. Khan M. L, Hamilton J. Т ., Manning G. W. Protective effects of beta-
adrenoceptor blockade in experimental occlusion in conscious dogs.- Am. J. Cardiol., 1972, 30: 832-837.
23. Levy M. N., Blattberg B. Effect of vagal stimulation on the overflow of
norepinephrine into the coronary sinus during cardiac sympathetic ner
ve stimulation in the dog.-Circ. Res.. 1976, 38: 81-85.
24. Watanabe A. M., Besch H. R. Interaction between cyclic adenosine mo-
nophosphate and cyclic guanosine monophosphate in guinea pig ventri
cular myocardium.-Circ. Res., 1975, 37: 309-317.
25. Surawicz B. Ventricular fibrillation.-Am. J. Cardiol., 1971
26. Petropoulos P. C, Jaijne N. G. Cardiac function during perfusion of the
circumflex coronary artery with venous blood, low molecular weignt
dextran in Tyrode solution.-Am. Heart J., 1964, 68: 370-382.
27. Sewell W. M., Koth D. R., Huggins С . Е . Ventricular fibrillation in dogs
after sudden return of flow to the coronary artery.-Surgery, 1955, 38
1050-1053.
28. Bagdonas A. A., Stuckey J. H., Piera J. Effects of ischemia and hypoxia
on the specialized conducting system of the canine heart.-Am. Heart
J., 1961, 61: 206-218.
29. Danese С Pathogenesis of ventricular fibrillation in coronary occlusion.-
JAMA, 1962, 179: 52-53.
30. Kerzner J., Wolf U., Kosowsky B. D. et al. Ventricular ectopic rhythms
following vagal stimulation in dogs with acute myocardial infarction.-
Circulation, 1973, 47:44-50.
31. Haggins С . В ., Vainer S. F., Braunwald E. Parasympathetic control of
the heart.-Pharmacol. Rev., 1973, 25: 119-155.
32. Verrier R. L., Lown B. Effect of left stellectomy on enhanced cardiac
vulnerability induced by psychologic stress (abstr.).-Circulation, 1977,
56:111-80.
33. Nathanson M. H. Action of acetyl beta methyolcholin on ventricular
hrythm induced by adrenalin.-Proc. Soc. Exp. Biol. Med., 1935, 32: 1297-1299.
34. Cope R. L. Suppressive effect of carotid sinus on premature ventricular
beats in certain instances.-Am. J. Cardiol., 1959, 4: 314-320.
35. Lown В ., Levine S. A. The carotid sinus: clinical value of its stimulati
on.-Circulation, 1961, 23: 776-789.
36. Lorentzen D. Pacemaker-induced ventricular tacycardia: reversion to
normal sinus rhythm by carotid sinus massage.-JAMA, 1976, 235: 282-283.
37. Waxman M. В ., Downar E., Berman D. et al. Phenylephrine (Neosyne-
phrine R) terminated ventricular tachycardia.-Circulation, 1974, 50:
38. Weiss Т ., Lattin G. M., Engelman K. Vagally mediated suppression of
premature ventricular contractions in man.-Am. Heart J., 1975, 89: 700-707.
39. Lown В ., Graboys Т . В ., Podrid P. J. et al. Effect of a digitalis drug on
ventricular premature beats (VPBs).-N. Engl. J. Med., 1977, 296: 301-306.
