The electrical activity of the human heart during ventricular repolarization under acute normobaric hypoxia before and a.pdf Введение Влияние гипоксического стимула на организм человека и животных является предметом многочисленных исследований по формированию адаптации к стрессорным воздействиям, выявленные пре- и посткондиционирую-щие эффекты прерывистой гипоксии лежат в основе профилактики, лечения и реабилитации сердечно-сосудистых заболеваний [1-4], повышения работоспособности человека [5, 6]. При острой и интервальной гипоксии кислородтранспортная функциональная система играет ведущую роль, многие характеристики кровотока определяются функциональными возможностями сердца. Кардиомиоциты, наряду с нейронами, потребляют значительную часть кислорода, поступающего в организм, 116 Е.В. Заменина, Н.И. Пантелеева, И.М. Рощевская при этом 80-90% его расходуется на образование АТФ, благодаря которому возможно активное функционирование миокарда и обеспечение электрогенеза клеток сердца [7]. Изменение энергетического обмена в клетках сердца в условиях острого дефицита кислорода отражается на электрической активности кардиомиоцитов, выраженность изменений зависит от длительности воздействия гипоксического стимула - при хронической форме гипоксии сдвиги клеточного метаболизма запускают морфологические изменения ткани [8]. Прерывистое воздействие гипоксического фактора приводит к структурным изменениям в миокарде, снижающим признаки повреждения от острой гипоксии (просветление кардиомиоцитов и их ядер, расширение интерстиция) [9]. Функциональные изменения в миокарде отражаются на формировании электрической активности сердца. Высокая чувствительность процесса реполяризации сопровождается низкой специфичностью изменений на электрокардиограмме, что создает сложность в анализе и интерпретации ЭКГ в стандартных отведениях, в связи с этим использование более информативных методов изучения электрофизиологии сердца приобретает все большую значимость. Регистрация униполярных электрокардиограмм сердца от множества отведений на поверхности грудной клетки, ЭКГ-картирование, обладает высокой чувствительностью; диагностическая и прогностическая ценность этого метода подтверждена многими клиническими исследованиями [10-13]. Благодаря подробной электрокардиографической информации, включающей в себя амплитудный, временной и пространственный компоненты сигнала, многоканальная кардиоэлектротопография позволяет локализовать и оценить зону ишемических повреждений сердечной мышцы, развитие электрической негомогенности миокарда, изучать его гипертрофическое ремоделирование [14-16]. Показана высокая эффективность кардиоэлектротопографии в диагностике нарушений ритма сердца, кардиомиопатий, гипертрофии миокарда [17, 18]. Прогностическая ценность метода позволяет использовать его для изучения гипоксического прекондиционирования у человека в наиболее чувствительный период сердечного цикла - реполяризацию, исследовать формирование электрического поля сердца в период воздействия острой нормобарической гипоксии до и после адаптивных изменений к недостатку кислорода. Цель работы - исследовать электрическую активность сердца человека методом кардиоэлектротопографии в период реполяризации желудочков при острой нормобарической гипоксии до и после курса интервальных гипоксических тренировок. Материалы и методики исследования В иеследовании приняли добровольное участие 14 практически здоровых мужчин (19,7 ± 1,0 года, масса тела 74,4 ± 9,8 кг, длина тела 177,2 ± 6,4 см). Всех исследуемых предварительно ознакомили с протоколом исследования, предупредили о возможных неблагоприятных последствиях гипоксического Электрическое поле сердца человека в период реполяризации желудочков 117 воздействия, после чего они дали свое письменное согласие на участие в исследовании, которое одобрено комиссией по биоэтике Выльгортской научно-экспериментальной биологической станции - филиала Федерального исследовательского центра «Коми научн^ій центр УрО РАН» (г. Сыктывкар, Россия). Исследование проводили по следующей схеме. В исходном состоянии у каждого испытуемого измеряли массу и длину тела с помощью электронных весов и ростомера, сатурацию кислорода гемоглобином крови (SpO2) и частоту сердечных сокращений (ЧСС) - пульсоксиметром «Nonin 8500» (США), систолическое (САД) и диастолическое (ДАД) артериальное давление - тонометром «OMRON I-Q 142» (Япония). На торс обследуемого накладывали систему униполярных электродов для регистрации электрического поля сердца (ЭПС), на конечности - электроды для снятия ЭКГ в стандартных биполярных отведениях. Исследуемого усаживали в кресло, в котором он сидел в покое для адаптации к лабораторным условиям в течение 15 мин. Затем у исследуемого проводили оценку на чувствительность к гипоксическому воздействию (ГВ). Испытуемому, сидящему в кресле, накладывали лицевую маску, присоединенную к мешку емкостью 250 л, в котором находилась гипоксическая газовая смесь с 12% содержанием кислорода, которую получали при помощи кислородного концентратора «Krober O2» (Германия), модифицированного согласно свидетельству на полезную модель № 24098 от 27 июля 2002 г. Данный режим ГВ не оказывает неблагоприятного воздействия на организм при кратковременной экспозиции и позволяет оценить чувствительность к гипоксии [1], поэтому он выбран в качестве гипоксического теста для определения резистентности организма испытуемых к гипоксии. Исследуемый дышал газовой смесью 15 мин, в течение которых у него регистрировали SpO2, ЧСС, АД, ЭКГ и ЭПС. Анализ результатов гипоксического теста проводили, сравнивая данные, полученные в исходном состоянии, в течение 15 мин воздействия гипоксией и 5 мин восстановления после снятия лицевой маски и дыхания атмосферным воздухом. Начиная со следующего дня в течение 19 дней каждый исследуемый проходил ежедневную интервальную гипоксическую тренировку (ИГТ), которая состояла из интервального ГВ из мешка с дыхательной смесью с 10% содержанием кислорода. Непрерывная экспозиция гипоксической газовой смесью с 10% содержанием кислорода в течение 20 мин приводит к значительным сдвигам в гомеостазе и существенному напряжению регуляторных механизмов организма, однако при интервальном воздействии оказывает более быстрое тренирующее действие [1], поэтому в нашем исследовании этот режим применялся интер-вально в виде циклов. Первый день включал в себя 6 дыхательных циклов (один цикл - 5 мин дыхания гипоксической смесью и 2 мин дыхания атмосферным воздухом (нормоксия)), второй день - 8 циклов, с третьего по десятый день - 10 циклов. С 11-го по 19-й день тренировка состояла из 10 дыхательных циклов, в 118 Е.В. Заменина, Н.И. Пантелеева, И.М. Рощевская одном цикле гипоксия - 5 мин, нормоксия - 1 мин. На 20-й день исследования снова проводили тест на чувствительность к гипоксии. Исследование электрической активности сердца. Регистрацию потенциалов ЭПС методом синхронной многоканальной кардиоэлектротопографии при помощи автоматизированной установки проводили при гипоксическом тестировании - в покое, на каждой минуте ГВ и 5 мин восстановления после него. Система отведений состояла из 64 электродов, скрепленных по восемь электродов в восемь эластичных лент. На вентральной поверхности грудной клетки электроды располагали по левой и правой парастернальным и переднеподмышечным линиям (1-4-й ряды), на дорсальной - по паравертебральным и заднеподмышечным линиям (5-8-й ряды). Синхронно с 64 униполярными ЭКГ регистрировали биполярные ЭКГ в отведениях от конечностей. Анализ полученных данных проводили программой «Карди-оинформ» [19]. При анализе электрической активности желудочков сердца на ЭКГ во втором отведении от конечностей по трем сердечным кардиоциклам определяли средние длительности интервалов J-TpeakII и Tpeak-TendII, R-RII, QTII, по формуле Базетта вычисляли длительность корригированного интервала QT (QTс). Амплитудно-временные характеристики электрического поля сердца на поверхности тела в период реполяризации желудочков анализировали по эквипотенциальным моментным картам, отражающим электрическую активность сердца в каждый момент времени на развертке поверхности тела на плоскости прямоугольника, левая сторона которого соответствует вентральной, а правая - дорсальной поверхности тела (рис. 1). ЭПС анализировали по наибольшим значениям положительного (максимума) и отрицательного (минимума) экстремумов кардиопотенциалов, времени достижения положительным и отрицательным экстремумами максимальной амплитуды относительно пика RII. Построение эквипотенциальных карт производилось автоматической системой через каждые 0,25 мс. При анализе ЭПС мы определяли максимальные значения экстремумов за весь период, соответствующий на ЭКГ интервалу ST-T. В результатах представлены средние по группе исследуемых значения максимальных экстремумов, которые предварительно рассчитаны индивидуально в исходном состоянии, при гипоксическом тестировании (1, 3, 5, 7, 10, 12 и 15-я мин), и в период 5-минутного восстановления (1, 3 и 5-я мин). Статистическую обработку данных и проверку их на нормальность распределения проводили с помощью StatSoft STATISTICA. Поскольку использование критерия Шапиро-Уилка показало, что полученные результаты подчиняются закону нормального распределения, то статистическую значимость различий оценивали ^-критерием для двух зависимых выборок «до-после». Данные представлены в виде средней арифметической ± ошибка средней (M±m). Различия считали статистически значимыми при p

Скачать электронную версию публикации