Ключевые слова фибрилляция предсердий, электрокардиостимуляция, антиаритмические препараты III класса, кардиоциклид, блуждающий нерв, парасимпатическая нервная система | Key words atrial fibrillation, cardiac pacing, III-class antiarrhythmic drugs, cardiocyclide, vagus nerve, parasympathetic nervous system |
Аннотация С целью исследования эффектов кардиоциклида при фибрилляции предсердий, вызванной стимуляцией блуждающего нерва проведена серия экспериментов на беспородных собаках, наркотизированных этаминалом натрия. | Annotation To study the effects of Cardiocyclid in atrial fibrillation induced by vagus nerve stimulation, the series of experiments was performed on mongrel dogs anesthetized by ethaminal of sodium. |
Автор Каверина, Н. В., Лысковцев, В. В., Попова, Е. П., Турилова, А. И. | Номера и рубрики ВА-N31 от 15/04/2003, стр. 47-51 /.. Экспериментальные исследования |
Фибрилляция предсердий (ФП) является наиболее часто встречающимся нарушением сердечного ритма. Вместе с тем проблема эффективной и безопасной медикаментозной терапии ФП до сих пор остается нерешенной. В настоящее время наиболее успешно для лечения ФП применяют антиаритмики III класса, действие которых связано с удлинением потенциала действия, вызванным блокадой калиевых каналов. При этом особенно активными являются препараты III класса, обладающие частотно-независимым действием, так как их эффекты не ослабевают при увеличении частоты сердечного ритма [1, 2, 6, 7].
В течение последних лет в эксперименте и клинике установлено, что активация блуждающего нерва может играть существенную роль в развитии ФП [3, 5, 8]. Появились также исследования, результаты которых свидетельствуют о высокой эффективности препаратов III класса в условиях ваготонической ФП.
В НИИ фармакологии РАМН синтезирован и исследован оригинальный антиаритмический препарат, получивший называние кардиоциклид (производное дициклогексиламидов аминокарбоновых кислот). Целью настоящего исследования явилось изучение эффектов кардиоциклида при ФП, вызванной электрической стимуляцией блуждающего нерва.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Хирургические процедуры
Опыты проводили на беспородных собаках массой 14-19 кг (n=5), наркотизированных этаминалом натрия (30 мг/кг, в/в) до стадии IIIа. Дополнительное количество этаминала натрия вводили по мере необходимости. Животных интубировали и переводили на искусственное дыхание с помощью аппарата «Фаза» (Россия). Правую бедренную вену катетеризировали для введения препаратов. Правый блуждающий нерв выделяли и перерезали. Ниже места разреза в периферическую часть отрезка блуждающего нерва вводили игольчатый биполярный стимулирующий электрод с межэлектродным расстоянием 0,5 см. Стимуляцию блуждающего нерва проводили с помощью стимулятора ЭСЛ (Россия).
Протокол опыта
Все эксперименты начинали с определения зависимости замедления синусового ритма от частоты стимуляции вагуса. Стимуляцию проводили прямоугольными импульсами длительностью 2 мс, амплитуду подбирали от 1,0 до 2,0 В. Использовали частоты от 2 до 12 Гц. Строили зависимость изменения длины сердечного цикла от частоты стимуляции вагуса. Далее проводили стимуляцию предсердий прямоугольными импульсами длительностью 0,2 мс; амплитуду повышали до устойчивого ответа и увеличивали в 2 раза.
ФП вызывали короткой стимуляцией (10 имп) правого ушка (10 Гц; 4 порога). В отсутствии стимуляции вагуса ФП не запускалась или продолжалась менее 30 сек. Во время стимуляции блуждающего нерва продолжительность ФП увеличивалась с увеличением частоты стимуляции вагуса. Частоту при которой ФП поддерживалась более 30 сек называли поддерживающей ФП частотой и использовали в дальнейшем для определения противофибрилляторного действия изучаемого соединения.
Средняя пороговая частота, при которой поддерживалась ФП, составляла 7 Гц. ФП считали быстрый (500 уд/мин) нерегулярный предсердный ритм с различной морфологией предсердных электрограмм. Перед определением пороговой частоты поддерживающей ФП проводили определение электрофизиологических параметров миокарда с помощью программной электрической стимуляцией (ПЭС).
Протокол стимуляции
1. Частая стимуляция предсердий сериями из 10 имп с постепенно возрастающей частотой (метод S1S1).
2. Стимуляция предсердий одиночными преждевременными импульсами с постоянной частотой базового ритма (метод S1S2). В качестве базового ритма использовали частоты соответствующие длительности интервалов между стимулами 450; 350 и 300 мс.
3. Стимуляция желудочков одиночными преждевременными стимулами (метод S1S2) на фоне навязанного базового ритма.
Электрофизиологическое исследование проводили на фоне пороговой частоты стимуляции вагуса и без нее. Определяли эффективные рефрактерные периоды предсердий и желудочков, интервал CL1:1, характеризующую точку Венкебаха и отражающий предсердно-желудочковое проведение. Определяли также длину сердечного цикла (интервал РР), интервалы ЭКГ: PQ, QT и QTc (корригированный по частоте сокращений сердца), а также интервалы гисограммы PA, AH и HV. Вводили кардиоциклид в дозах 2,5 мг/кг и 5,0 мг/кг и повторяли весь протокол исследования. Результаты вычисляли в % от фона и сравнивали с контрольными значениями с помощью парного критерия Стьюдента. Статистически значимыми различия принимали при р<0,05. Результаты параметрических показателей представляли в виде М±s.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
На фоне стимуляции блуждающего нерва наблюдается замедление частоты сердечных сокращений на 20%, а также угнетение функции синусового узла. Время восстановления функции синусового узла (ВВФСУ) возрастает на 24,6%, а его корригированное по частоте сердечных сокращений значение (ВВФСУкор) – на 43%. Замедляется проведение по AV-узлу. Интервал CL1:1, характеризующие точку Венкебаха, увеличивается на 9,7%, возрастают интервалы PQ и АН. На фоне активации вагуса не отмечается значительных изменений реполяризации и рефрактерности желудочков. Эффективные рефрактерные периоды предсердий (ЭРПп) укорачиваются, а также возрастает скорость проведения по предсердиям. Интервал PA уменьшается (рис. 1).
Рис. 1. Изменение электрофизиологических параметров сердца наркотизированной собаки на фоне стимуляции блуждающего нерва (n=-5). Здесь и далее РР - длина сердечного цикла, мс; SNRT - время восстановления функции синусового узла, мс; CSNRT - корригированное время восстановления функции синусового узла, мс; CL1:1 - минимальная длительность цикла стимуляции предсердий, при которой сохраняется проведение импульсов на желудочки с кратностью 1:1; QTc - интервал QT, корригированный по частоте сердечных сокращений; ERPA - эффективный рефрактерный период предсердий; ERPAV - эффективный рефрактерный период AV-узла; ERPV - эффективный рефрактерный период желудочков.
Кардиоциклид в дозе 2,5 мг/кг замедляет частоту сердечных сокращений на 20%, а дозе 5,0 мг/кг – на 31% (табл. 1). Интервал PQ возрастает на 8-10%, комплекс QRS не изменяется. Интервалы гисограммы AH и PA увеличиваются. ВВФСУ и ВВФСУкор возрастают на 30% и 22% соответственно. Интервал CL1:1, отражающий предсердно-желудочковое проведение, увеличивается. Наиболее значимым в действии кардиоциклида является удлинение интервалов QT и QTc (рис. 2).
Таблица 1. Влияние кардиоциклида (2,5-5,0 мг/кг, в/в) на интервалы ЭКГ и электрограммы пучка Гиса на фоне стимуляции блуждающего нерва в опытах на собаках (n=5 для каждой серии).
|
SNRT |
CSNRT |
PP |
PQ |
QRS |
PA |
AH |
HV |
CL1:1 |
Контроль |
718±153 |
131±59.5 |
587±97,2 |
125±8,2 |
62,8±13,3 |
26,4±8,8 |
92±16,4 |
32,4±10,6 |
262±44,5 |
Кардиоциклид 2,5 мг/кг |
877±210 |
169±84 |
708±131 |
135±10,9 |
66±10,9 |
30±10 |
105±20,7 |
35±11,8 |
346±48,5 |
P |
0,004 |
0,027 |
0,002 |
0,001 |
0,183 |
0,012 |
0,002 |
0,130 |
0,0001 |
Δ, % |
21.6±3,5 |
27,3±4,9 |
20,3±3,1 |
8,4±1,8 |
6,3±7,5 |
12,2±3,9 |
13,8±2,5 |
7,2±8,9 |
33±6,4 |
Кардиоциклид 2,5 мг/кг + СВ |
910±212 |
188±81,4 |
722±135 |
137±9,9 |
65±12,1 |
28±9 |
106±20,6 |
35.8±11,8 |
369±59,7 |
P |
0,002 |
0,004 |
0,002 |
0,001 |
0,086 |
0,16 |
0,003 |
0,018 |
0,000 |
Δ, % |
26,3±3 |
44,6±3,5 |
22,5±3,1 |
9,8±2,6 |
4±4,7 |
7±10 |
14,5±2,8 |
10,8±6,1 |
41,5±4,5 |
Кардиоциклид 5,0 мг/кг |
931±188 |
161±67 |
770±132 |
138±11 |
65±12,2 |
29±10,2 |
104±20,8 |
36±11,9 |
386±51,5 |
P |
0,0001 |
0,012 |
0,0001 |
0,001 |
0,208 |
0,130 |
0,004 |
0,048 |
0,0001 |
Δ, % |
21,6±4,1 |
27,3±13,5 |
20,3±6,4 |
8,4±2,5 |
6,3±5,2 |
12,2±7,4 |
13,8±2,7 |
7,2±8,3 |
33±9,9 |
Кардиоциклид 5,0 мг/кг + СВ |
938±202 |
159±72,3 |
778±144 |
137±9,6 |
66±11,5 |
26,8±8,9 |
104±19,2 |
34,8±12,7 |
392±55,7 |
P |
0,0001 |
0,027 |
0,002 |
0,005 |
0,015 |
0,587 |
0,002 |
0,080 |
0,0001 |
Δ, % |
30,4±4,6 |
21,9±14 |
32,1±7,4 |
10±3,1 |
6,4±4 |
1,9±7,1 |
13±3,1 |
6,6±4,6 |
50,6±9 |
Рис. 2. Влияние кардиоциклида (5,0 мг/кг, в/в) на реполяризацию и эффективные рефрактерные периоды на фоне стимуляции блуждающего нерва в опытах на собаках (n=5).
Эти величины возрастают на 27% и 15,7% в дозе 2,5 мг/кг; на 43% и 25%, соответственно, при дозе 5 мг/кг. ЭРП предсердий и желудочков возрастают на 38% и 23% соответственно. Особенностью действия кардиоциклида является его способность увеличивать ЭРП независимо от частоты навязанного ритма, то есть он обладает частотно-независимым действием (рис. 3).
Рис. 3. Частотно-независимое действие кардиоциклида (5,0 мг/кг, в/в) на эффективные рефрактерные периоды желудочков на фоне стимуляции блуждающего нерва в опытах на наркотизированных собаках (n=5), где ERPV - эффективные рефрактерные периоды желудочков, измеренные при частотах навязанного ритма, равных 400 мс, 350 мс и 300 мс; ВС – вагусная стимуляция
На фоне стимуляции правого блуждающего нерва с частотой 2 Гц под влиянием кардиоциклида наблюдается замедление частоты сердечных сокращений на 32%, увеличивается ВВФСУ на 30% (табл.1), замедляется проведение по AV-узлу: интервал CL1:1возрастает на 50%. Не наблюдается достоверных изменений интервалов гисограммы PA и HV, интервал AH увеличивается. Наиболее важными результатами данной серии экспериментов является сохранение влияния кардиоциклида на реполяризацию и рефрактерность. Интервалы QT и QTc возрастают на 44,7% и 25,8% соответственно (рис. 2). Следует отметить, что ЭРПп возрастают в большей степени на фоне стимуляции вагуса, чем в нормальных условиях. ЭРП желудочков увеличиваются на 36%. В данных условиях кардиоциклид проявляет частотно-независимое действие (рис. 3). Таким образом, при активации парасимпатического отдела нервной системы кардиоциклид сохраняет свои основные электрофизиологические эффекты.
В ходе эксперимента был проведен анализ зависимости изменений частоты сердечных сокращений, рассчитанных в % по сравнению с фоном, от интенсивности стимуляции блуждающего нерва. В контроле стимуляция вагуса приводит к достоверному снижению частоты сердечных сокращений. Кардиоциклид в дозах 2,5-5,0 мг/кг предотвращает развитие брадикардии, вызванной стимуляцией блуждающего нерва (рис. 4). Следует отметить, что значения, полученные при использовании дозы 2,5 мг/кг достоверно отличаются от значений, полученных на дозе 5,0 мг/кг, то есть кадиоциклид проявляет дозо-зависимое действие. В отдельной серии опытов исследовали способность кардиоциклида предотвращать ваготоническую ФП. Установлено, что кардиоциклид в дозах 2,5-5,0 мг/кг предупреждает ФП, вызванную стимуляцией блуждающего нерва в 80% случаев.
Рис. 4. Влияние кардициклида (2,5-5,0мг/кг, в/в) на брадикардию, вызванную стимуляцией блуждающего нерва с различной частотой (n=5).
Полученные данные позволяют сделать следующее заключение. Кардиоциклид - новый оригинальный антиаритмический препарат III класса в условиях стимуляции блуждающего нерва полностью сохраняет свои основные электрофизиологические свойства. Он вызывает замедление реполяризации и увеличение ЭРП предсердий и желудочков. Следует отметить, что на фоне стимуляции блуждающего нерва кардиоциклид увеличивает ЭРПп в большей степени, чем в нормальных условиях. При стимуляции блуждающего нерва сохраняется частотно-независимое действие кардиоциклида. Кардиоциклид предотвращает развитие брадикардии, вызванной стимуляцией блуждающего нерва, при этом проявляет дозо-зависимое действие, а также оказывает антиаритмическое действие при ваготоничекой ФП.
Исследования роли вегетативной нервной системы в развитии опасных для жизни аритмий относятся главным образом к симпатическому компоненту. Вопрос об антиаритмическом и противофибрилляторном действии парасимпатического отдела вегетативной нервной системы все еще остается мало изученным. Например, установлено, что стимуляторы мускариновых рецепторов, такие как метахолин и окстренеорин, могут ослаблять и иногда предупреждать фибрилляцию желудочков у собак [4]. Вместе с тем в последние годы появились исследования, результаты которых свидетельствуют о высокой эффективности антиаритмиков III класса в условиях ваготонической ФП [3, 8]. В этих исследованиях установлено, что препараты III класса, такие как E-4031, MS-551, амбосилид, нибентан и др. угнетают ваготоническую ФП. Для большинства из упомянутых веществ установлено, что их способность предупреждать или устранять ваготоническую ФП связана с блокадой калиевого тока IKAch, активируемого ацетилхолином через мускариновые рецепторы [5].
Механизм действия кардиоциклида связан с блокадой как быстро активируемого IKr так и медленно активируемого IKs компонентов калиевого тока задержанного выпрямления. Эти свойства обусловливают независимость его действия от частоты сердечных сокращений и способствуют его эффективности при опасных для жизни тахиаритмиях. Кроме того, с помощью радиолигандного метода установлено его высокое сродство к мускариновым М1, М2 и М3 рецепторам. Возможно, поэтому его антифибрилляторное действие при ваготонической ФП связано с влиянием на IKAch ток.
ВЫВОДЫ
1. Новый антиаритмический препарат III класса кардиоциклид предупреждает фибрилляцию предсердий, вызванную стимуляцией блуждающего нерва.
2. По данным электрофизиологического исследования, выполненного с помощью программной электрической стимуляции, кардиоциклид сохраняет присущие ему электрофизиологические свойства на фоне длительной стимуляции блуждающего нерва.
3. Особенностью действия кардиоциклида при стимуляции блуждающего нерва является большее увеличение эффективного рефрактерного периода предсердий, чем в нормальных условиях.
4. Обнаруженные свойства кардиоциклида могут иметь большое значение при его применении для лечения предсердных аритмий.
Поддержано РФФИ
ЛИТЕРАТУРА
1. Каверина Н.В., Лысковцев В.В., Соколов С.Ф., Кищук Е.П. Новый антиаритмический препарат III класса. Фармакологические свойства и электрофизиологические механизмы // Вестник Аритмологии, 1998, №9, с.39-42.
2. Федоров В.В., Шарифов О.Ф., Розенштраух Л.В., и др. Механизм антиаритмического действия нибентана на экспериментальной модели ваготонической фибрилляции предсердий у собак // Кардиология, 1999, №3, с.45-56.
3. Fedorov VV., Sharifov OG., Beloshapko GG., Rozenschtraukh LV. Effects of a New Class III Antiarrhythmic drug Nibentan in a canine model of Vagaly Mediated Atrial Fibrillation //. J.of Cardiovascular Pharmacology, 2000, 36, 77-89.
4. Ferrary GU., Salvaty P., Grossoni M., Uktar G. Pharmacological modulation of the autonomic nervous system in the prevention of sudden cardiac death. A study with propranolol, metacholine and oxtrenĺorine in conscious dogs with a healed myocardiam // J.Am. Cell. Cardiol. 1993, 21, 233-90.
5. Mori K., Hara J., Siato T. et al. Antiholinergic effects of class III Antiarrhythmic drugs in guinea pig atrial cells. Different Molecular mechanisms // Circulation, 1995, 91, 2834-43.
6. Nattel S., Lee L., St-Georges D. Effects of novel antiarrhythmic agent azimilide on experimental atrial fibrillation // Cardiovascular Res., 1998, 37, 627-35.
7. Singh B., Mody FV., Lopes B., Sarmay J. Antiarrhythmic agents for atrial fibrillation: focus on prolonginy atrial repolarisation // Am.J.Cardiol., 1999, 84, 161R-73R.
8. Wang J., Bourne GW., Wang Z. et al. Comparative mechanisms of antiarrhythmic drug action in experimental atrial fibrillation // Circulation, 1993, 88, 1030-40.