Аритмии сердца. Механизмы, диагностика, лечение

спонтанную диастолическую деполяризацию большинства эктопических
клеток-пейсмекеров, позволяя мембранному потенциалу этих клеток достигнуть
порогового уровня, прежде чем они будут активированы импульсом,
проведенным из синусового узла [96]. Норадреналин может выделяться
локально в определенных очагах эктопической активности, вызывая тем самым
смещение водителя ритма [97, 98]. Такой эффект катехоламинов может быть
результатом его хорошо известного действия на нормальный пейсмекерный ток
в волокнах Пуркинье [99] или же действия на пейсмекерные токи, возникающие
при более низких мембранных потенциалах. Известно также, что норадреналин
увеличивает амплитуду задержанной постдеполяризации в клетках митрального
клапана и коронарного синуса [40, 41], и если постдеполяризация достигает
порогового уровня, то триггерная активность может быть инициирована при
частоте выше синусовой. Заболевания сердца также могут привести к
возникновению активности латентного водителя ритма; так, снижение
мембранного потенциала может обусловить появление автоматической
активности в клетках предсердий и желудочков, а также в волокнах Пуркинье,
как было описано ранее. Такой тип спонтанной активности часто наблюдается
при частоте выше синусовой, а значит, место инициации возбуждения может
при этом сместиться в пораженную область сердца. Как отмечалось выше,
автоматическая активность, вызванная снижением мембранного потенциала, по-
видимому, не угнетается усиленной стимуляцией, исходящей из синусового
узла.

ГЛАВА 4. Связь между аномалиями электролитного состава и аритмией

Б. Суравиц (В. Surawicz)

Электрическая активность в возбудимых тканях сопровождается изменениями
проницаемости клеточной мембраны и трансмембранных потоков ионов. Для
лучшего понимания изложенного в главе материала необходимо знание
некоторых электрофизиологических основ; читатель может найти это в
прекрасных учебниках [1, 2], обзорных статьях и в главе 3 данной книги.
Предлагаемое здесь обсуждение электрофизиологической теории охватывает
только те явления, которые непосредственно связаны с представленными в этой
главе клиническими наблюдениями. Поэтому приведенные экспериментальные
данные касаются почти исключительно концентраций электролитов,
встречающихся в повседневной клинической практике. Наибольшее внимание
уделено ионам калия, так как их роль в развитии аритмии представляется нам
более значимой и лучше изученной, чем роль других ионов.

Гиперкалиемия

Электрофизиологические механизмы

1. Мембранный потенциал покоя (МПП), или максимальный диастолический
потенциал

(

Относится к миокардиальным волокнам предсердий или желудочков, а также к волокнам Пуркинье).

(МДП), снижается (т. е. становится менее отрицательным) при повышении
внеклеточной концентрации калия. В диапазоне плазматических концентраций
калия, встречающихся in vivo, изменения внутриклеточной концентрации калия
весьма ограничены и, следовательно, не способны играть существенной роли в
изменении МПП или МДП. Это позволяет нам считать изменения внеклеточной
концентрации калия основным фактором, определяющим величину МПП или
МДП [3]. При деполяризации, обусловленной повышением внеклеточной
концентрации ионов калия, мембранный потенциал приближается к значению,
определяемому по уравнению Нернста для мембраны, свободно проницаемой
для K

. Это означает, что при плазматической концентрации калия,

превышающей норму, мембрана ведет себя как калиевый электрод. МПП в
миокарде желудочков составляет около—84 мВ при [К

]

= 5,4 мМ/л; примерно

—67 мВ при [К

]

=10,0 мМ/л; около —60 мВ при [К

]

=16,2 мМ/л. При менее

отрицательных величинах МПП клетки чаще всего недолго остаются
возбудимыми, по крайней мере в ответ на электрический стимул обычной силы.
2. Реполяризация ускоряется, так как возросший [К

]

повышает проницаемость

мембраны для ионов калия и сокращает длительность потенциала действия. В
миокардиальных волокнах желудочков такое сокращение обусловлено
преимущественно ускорением фазы 3.
3. Диастолическая деполяризация в волокнах Пуркинье связана с повышением
проницаемости мембраны для Na

и, возможно, с ее понижением для K

Гиперкалиемия, при которой проницаемость мембраны для калия возрастает,
уменьшает наклон в фазу 4 (диастолическая деполяризация), тем самым снижая
или подавляя автоматизм.
4. Пороговый уровень потенциала снижается (потенциал становится менее
отрицательным) при усилении деполяризации (менее отрицательный МПП или
МДП). Однако гиперкалиемия обычно вызывает большее изменение МПП в
сторону деполяризации, чем изменение порогового потенциала. Это может
привести к уменьшению «расстояния» (разности) между МПП и пороговым
потенциалом. Поэтому при увеличении [К

]

не всегда наблюдается снижение

скорости проведения или частоты возбуждения пейсмекерных волокон.
Напротив, как будет описано ниже, умеренное повышение [К

]

может ускорить

проведение без изменения частоты водителей ритма.
5. Двухфазное влияние повышенного [К

]

на проведение и возбудимость

обусловлено зависимостью последних как от абсолютной величины МПП, так и
от разности между МПП и пороговым потенциалом. Если [К

]

повышается

постепенно, проведение сначала ускоряется, а порог возбудимости снижается в
связи с уменьшением разности между МПП и пороговым потенциалом. Затем
проведение замедляется, а порог возбудимости повышается вследствие
снижения абсолютного уровня МПП [4]. Повышение [К

]

может оказывать

такое же двухфазное влияние на частоту спонтанного возбуждения волокон
Пуркинье (сначала повышение активности, а затем ее снижение и
прекращение).
6. Разные типы сердечных волокон весьма различаются по своей
чувствительности к калию [5]. Так, угнетение возбудимости и проведения в
миокарде предсердий отмечается при более низком [К

]

по сравнению с

другими миокардиальными волокнами. Изолированные ткани синусового узла и
пучка Гиса более «резистентны» к повышению [К

]

, чем рабочий миокард

желудочков, который в свою очередь более «резистентен» к высокой
концентрации калия, чем миокард предсердий.
7. При неодинаковой внеклеточной концентрации калия в различных частях
миокарда могут возникать «токи повреждения».
8. При повышенной концентрации калия отмечается тенденция к снижению
дисперсии рефрактерности, так как длительность потенциала действия в этих
условиях уменьшается независимо от частоты сердечного ритма, а
частотозависимые различия в дли тельности потенциалов действия волокон
Пуркинье и волокон рабочего миокарда желудочков сокращаются. При этом
уменьшаются также различия между потенциалом действия волокон Пуркинье
и клеток желудочков при любой частоте сердечного ритма [6]. Уменьшение
различий в рефрактерности миокарда, обусловленное указанными факторами,
отражается главным образом на нормальных циклах возбуждения. Однако
существенное уменьшение длительности потенциала действия при, ранних
экстравозбуждениях может способствовать повышению дисперсии
рефрактерности.
9. Умеренная гиперкалиемия устраняет аномалии проведения и возбудимости.
Этот эффект наблюдался в волокнах Пуркинье и ветвях пучка Гиса как in vitro,
так и in vivo [7]. При аналогичном явлении в миокарде желудочков может
отмечаться уменьшение или исчезновение наклона кривой возбудимости [8].
10. Отрицательный инотропный эффект гиперкалиемии, который может иметь
косвенное влияние на развитие аритмии, по-видимому, сильнее выражен при
сердечной недостаточности, чем в здоровом сердце [9]. В экспериментах на
животных было показано, что угнетение сократимости миокарда под действием
калия связано с поглощением К

клетками сердца и определяется скорее

скоростью повышения [К

]

, нежели абсолютной величиной [К

]

[10].

Электрокардиографические проявления

Когда концентрация калия в плазме крови превышает 5,5 мэкв/л, Т-волны
заостряются и их амплитуда увеличивается, а при уровне калия выше 6,5 мэкв/л
обычно отмечаются изменения комплексов QRS. Диагноз гиперкалиемии нельзя
с уверенностью поставить только на основании изменений Т-волны. В одном из
исследований характерные Т-волны (высокие, с наклоном, узкие и заостренные)
наблюдались лишь у 22 % больных с гиперкалиемией, тогда как у остальных —
высокоамплитудные Т-волны не отличались от аналогичных волн другой
этиологии. При дифференциальной диагностике целесообразно измерение
интервала Q—Т. Если высокая, заостренная Т-волна является единственной
электрокардиографической аномалией, вызванной гиперкалиемией, а
длительность комплекса QRS и сегмент ST остаются в норме, то интервал Q—Т
не изменен или укорочен; при других же состояниях, сопровождающихся
появлением высокоамплитудных Т-волн, интервал Q—Т почти всегда увеличен
[11]. U-волны у больных с гиперкалиемией обычно снижены или отсутствуют
[11].
Точный ЭКГ-диагноз гиперкалиемии обычно можно поставить, если
концентрация калия в плазме крови превышает 6,7 мэкв/л. Равномерно
расширенный комплекс QRS при гиперкалиемии отличается от его ЭКГ-
характеристик при блоке ножки пучка Гиса или экстравозбуждения, когда
расширение наблюдается как в начальной, так и в терминальной части

комплекса QRS. Широкая S-волна в левых грудных отведениях помогает
отличить электрокардиографические проявления гиперкалиемии от ЭКГ-
признаков типичного блока левой ножки пучка Гиса, а широкая начальная часть
комплекса QRS — от блока правой ножки пучка Гиса. Однако широкий
комплекс QRS у больных с гиперкалиемией может напоминать его типичную
форму при блоке левой ножки пучка Гиса. Нередко ось QRS смещается вверх, а
иногда и вниз. Это предполагает неоднородную задержку проведения на
основных участках левой ножки. Как и следовало ожидать, медленное
внутрижелудочковое проведение сопровождается удлинением интервала Н—V,
которое развивается параллельно увеличению длительности комплекса QRS
[12]. Длительность QRS постепенно возрастает с повышением плазматической
концентрации калия; между этими двумя параметрами отмечается достаточно
тесная корреляция.
При высокой степени гиперкалиемии ЭКГ-изменения почти идентичны
регистрируемым в умирающем сердце. Иногда у больных с далеко зашедшей
гиперкалиемией сегмент ST имеет заметные отклонения и симулирует форму
сегмента при остром повреждении, напоминающую острую ишемию миокарда.
Такое отклонение сегмента ST быстро исчезает, когда ЭКГ-признаки
гиперкалиемии регрессируют в результате лечения гемодиализом. «Токи
повреждения», ответственные за отклонение сегмента ST, вероятно, вызваны
неоднородной деполяризацией в различных частях миокарда. Подъем сегмента
ST или монофазный ЭКГ-признак легко воспроизводится при нанесении калия
на поверхность желудочков или при внутрикоронарном введении КС1 [10].
Если концентрация калия в плазме крови превышает 7 мэкв/л, амплитуда Р-
волны обычно снижается, а ее длительность увеличивается в связи с
замедлением проведения в предсердиях. Интервал Р—R часто увеличен, однако
появление большинства таких интервалов обусловлено увеличением
длительности Р-волны. Когда концентрация калия в плазме превышает 8,8 мэкв/
л, Р-волна на электрокардиограмме обычно исчезает. При наличии широкого
комплекса QRS низкая амплитуда Р-волны или отсутствие Р-волны позволяет
дифференцировать ЭКГ-признаки гиперкалиемии и нарушений
внутрижелудочкового проведения иного происхождения. Наличие регулярного
сердечного ритма в отсутствие Р-волн связывается с проведением возбуждения
из синусового узла в желудочки при синусно-предсердном блоке [14]. Эта
концепция получила подтверждение в недавних экспериментах на собаках [15],
где было показано, что даже при исчезновении Р-волны во время
гиперкалиемии электрическая активность в области синусового узла и
пограничного гребня сохраняется и каждому комплексу QRS предшествуют ЭГ-
признаки возбуждения пучка Гиса (рис. 4.1). Правильный сердечный ритм в
отсутствие Р-волн может быть обусловлен перемещением водителя ритма в АВ-
соединение или в волокна Пуркинье, однако установить его точную
локализацию у больных с отсутствием Р-волн обычно невозможно. Когда
концентрация калия в плазме крови превышает 10 мэкв/л, желудочковый ритм
может стать нерегулярным вследствие одновременной активности нескольких
ускользающих пейсмекеров в угнетенном миокарде. Сочетание нерегулярного
ритма и отсутствия Р-волны может симулировать фибрилляцию предсердий.

Рис. 4.1. Проведение возбуждения от синусового узла в желудочки при гиперкалиемии

(А и Б).

Представлены электрокардиограмма во II отведении и электрограммы синусового узла

(ЭГСУ 4 и 8), полученные в двух различных точках. Обсуждение в тексте. Гис — электрограмма

пучка Гиса; Н — потенциал пучка Гиса; ППГ — потенциал пограничного гребня; ЭГУПП —
электрограмма ушка правого предсердия [15].

Повышение концентрации калия в плазме крови до 12— 14 мэкв/л вызывает
асистолию желудочков или их фибрилляцию. Развитию фибрилляции может
предшествовать учащение желудочкового ритма [16]. Фибрилляция
желудочков, вероятно, обусловлена циркуляцией, которая облегчается
замедлением внутрижелудочкового проведения и уменьшением длительности
потенциала действия желудочков. Эксперименты на собаках показали, что
выраженные нарушения внутрижелудочкового проведения могут
сопровождаться изменением последовательности активации или даже ее
реверсией (т. е. возбуждение эпикарда возникает раньше, чем возбуждение
эндокарда) [12].
Электрокардиографические проявления гиперкалиемии могут до некоторой
степени нормализоваться при повышении содержания кальция и натрия в
плазме крови [17]; они становятся более выраженными при уменьшении
плазматической концентрации калия, а возможно, и натрия.

Рис. 4.2. Изменения потенциала действия предсердий (П) и желудочков (Ж), а также

ЭКГ при повышении внеклеточной концентрации калия (Ка).

Числа слева — мембранный потенциал (в мВ), а числа внизу — концентрация калия (в

мэкв/л) [11}.

Описанные выше ЭКГ-изменения, вызываемые гиперкалиемией, легче понять,
если соотнести их с соответствующими изменениями потенциала действия
предсердий и желудочков, как это показано на рис. 4.2 (сравнение на основании
экспериментальных данных, полученных на изолированных перфузируемых
сердцах кроликов). За исключением длительности комплекса QRS и интервала
Q—T, нормальные ЭКГ-характеристики и признаки изменений электролитного
состава у кроликов практически идентичны таковым у человека [18]. На рис. 4.2
видно, что длительность потенциала действия в предсердных волокнах меньше,
чем в волокнах желудочков. Мы полагаем, что характеристики Р-волны и Та-
волны отражают суммарную величину всех деполяризации и реполяризаций
предсердных волокон, а характеристики комплекса QRS, сегмента ST и Т-волны
— активность волокон желудочков. Продолжительность фазы 0 составляет
всего лишь несколько миллисекунд, но время, необходимое для деполяризации
всех волокон, соответствует длительности комплекса QRS. Продолжительность
фазы 2 приблизительно соответствует длительности сегмента ST, а
продолжительность фазы 3 соответствует длительности Т-волны. Окончание Т-
волны приблизительно соответствует окончанию потенциалов действия на
поверхности желудочков. Наклон кривой в фазу 3 обычно аналогичен наклону
терминальной части Т-волны. Окончание Т-волны почти совпадает с
окончанием желудочковой фазы изгнания, а U-волна обычно появляется при
расслаблении. На рис. 4.2, Б показано влияние повышения концентрации калия
до 6 мэкв/л на реполяризацию, ответственную за сужение и заострение Т-волны.
При этой концентрации эффект некоторого понижения МПП еще не очевиден.
Как показывает рис. 4.2, В—Д, постепенное повышение концентрации калия
сопровождается постепенным снижением МПП, в результате чего скорость
нарастания потенциала действия уменьшается. Это в свою очередь замедляет
внутрипредсердное и внутрижелудочковое проведение, увеличивая, таким
образом, длительность Р-волны и комплекса QRS соответственно [19]. При
концентрации калия 12 мэкв/л деполяризация желудочков происходит очень
медленно, участки желудочкового миокарда подвергаются реполяризации еще
до завершения деполяризации, поэтому определение конца комплекса QRS
часто затруднено или даже невозможно (рис. 4.2, Д). На рис. 4.2, В и 4.2, Г
деполяризация предсердных волокон выражена в большей степени, чем в
волокнах желудочков. На рис. 4.2, В Р-волна широкая, с низкой амплитудой; на
рис. 4.2, Г Р-волна уже едва различима, а на рис. 4.2, Д она отсутствует, так как
низкоамплитудный импульс не позволяет достигнуть порогового уровня и
обеспечить распространяющийся ответ [20]. Исчезновение Р-волны в тот
момент, когда желудочковый комплекс еще хорошо различим, свидетельствует
о том, что возбудимость предсердных волокон подавляется при более низкой
концентрации калия, чем возбудимость волокон желудочков.

Антиаритмические эффекты калия

У больных с умеренной гиперкалиемией (концентрация калия от 5,5 до 7,5
мэкв/л) эктопические возбуждения возникают очень редко. Нарушения

предсердно-желудочкового проведения также нехарактерны для этой стадии
гиперкалиемии. Антиаритмические эффекты повышения концентрации калия
могут быть обусловлены одним из следующих механизмов: 1) угнетение
автоматической активности эктопических водителей ритма, вызываемое
замедлением диастолической деполяризации; 2) прекращение циркуляции
возбуждения вследствие улучшения проведения (т. е. устранение
однонаправленного блока); 3) прекращение циркуляции вследствие ухудшения
проведения (т. е. превращение однонаправленного блока в двунаправленный);
4) снижение неоднородности рефрактерности в пределах миокарда, а также
между волокнами Пуркинье и миокардом желудочков; 5) устранение
ускоренного про- . ведения и повышенной возбудимости. Из всех
перечисленных выше эффектов первый, вероятно, представляет наибольший
клинический интерес, по крайней мере при небольшом или умеренном
повышении концентрации калия в плазме крови.
Влияние введения калия на ритм сердца и проведение импульсов зависят от
электрической целостности миокарда, начальной концентрации калия в плазме
крови, количества введенного калия и изменений (или скорости изменений) его
концентрации. В нашем исследовании внутривенное введение калия подавляло
наджелудочковые и. желудочковые эктопические возбуждения (за исключением
фибрилляции и трепетания предсердий) примерно у 80 % больных [21]; на
частоту подавления не влияет наличие заболевания сердца и лечение
препаратами наперстянки [21]. Различие между терапевтической и токсической
дозой калия невелико [21], и антиаритмический эффект обычно наблюдается
при повышении концентрации калия в плазме крови от 0,5—1 мэкв/л до —6,5
мэкв/л. Такое повышение концентрации калия обычно не влияет на синусовый
ритм.
Терапевтический эффект введения калия чаще всего бывает кратковременным,
поэтому лечение должно проводиться под контролем врача, достаточно хорошо
знакомого с ЭКГ-проявлениями влияния калия. Особенно целесообразно
наблюдение за Т- и Р-волнами, так как заострение Т-волны или значительное
снижение амплитуды Р-волны обычно предшествует проявлению
существенного влияния повышенной концентрации калия — изменениям
длительности комплекса QRS и предсердно-желудочкового проведения. Однако
у некоторых больных с нарушениями предсердно-желудочкового проведения
введение калия с безопасной скоростью вызывает выраженный АВ-блок еще до
появления заметных изменений конфигурации Т-волны [21]. Его возникновение
наиболее вероятно у больных, получающих дигиталис, ввиду синергического
действия калия и дигиталиса на АВ-проведение [22].
Следует также помнить, что медленное введение солей калия одновременно с
глюкозой может вызвать серьезные нарушения ритма у больных с
гипогликемией, выраженным дефицитом калия или интоксикацией препаратами
наперстянки [23]. У таких больных калий, по-видимому, очень быстро
захватывается клетками, и при медленном введении его плазматическая
концентрация уменьшается, что может вызвать появление эктопических
возбуждений и тахикардию желудочков или фибрилляцию [23].
Предварительно рассчитать терапевтическую антиаритмическую дозу калия
нелегко. Часто для подавления эктопических возбуждений бывает достаточно
лишь нескольких миллиэквивалентов калия. В случае повторного появления
нежелательной аритмии калий вводится вновь до устранения нарушений ритма.
Иногда неудачи калиевой терапии нарушений ритма бывают обусловлены

продолжением введения калия после подавления аритмии. При лечении
аритмии калий должен вводиться с перерывами, особенно у больных с
вызванной дигиталисом эктопической тахикардией, у которых экскреция калия
может быть затруднена из-за снижения сердечного выброса или вследствие
гипотензии. У таких больных даже небольшие количества калия могут
устранять нарушения ритма, но этот эффект, по-видимому, в большей степени
зависит от изменений скорости повышения концентрации калия, чем от его
абсолютной концентрации в плазме крови. Следовательно, пока дигиталис
остается в организме в избыточном количестве, нарушения ритма могут
появиться вновь, даже если концентрация калия в плазме превышает норму.
Продолжение введения калия в «свободные от аритмии» интервалы времени
может привести к гиперкалиемии, что исключит дальнейшее использование
калия при возобновлении приступов аритмии.
Влияние калия на аритмию является неспецифическим. Калий одинаково
эффективен при устранении эктопических комплексов у больных с низкой и
нормальной концентрацией калия в плазме независимо от получения ими
препаратов наперстянки. Однако чаще всего калий используется для лечения
больных с эктопиче скими комплексами и нарушениями АВ-проведения,
обусловленными гипокалиемией, а также больных с эктопической
суправентрикулярной тахикардией и проведением 1:1 или 2:1 или с
желудочковой тахикардией, вызванной препаратами наперстянки. Последняя
часто усугубляется гипокалиемией, а возможно, и дефицитом калия без
гипокалиемии. Коррекция гипокалиемии и дефицита калия у таких больных
восстанавливает более или менее нормальную толерантность к препаратам
наперстянки и предотвращает повторное появление угрожающих нарушений
ритма. Если эктопические ритмы и комплексы не связаны с гипокалиемией или
интоксикацией дигиталисом, неспецифический антиаритмический эффект калия
может быть кратковременным и аритмия возобновится, как только лечение
будет прекращено и плазматическая концентрация калия вернется к исходному
уровню. Даже у больных без гипокалиемии или интоксикации препаратами
наперстянки использование калия иногда целесообразно и желательно, так как
калий не дает гипотензивного эффекта. Калий весьма эффективен при лечении
больных с эктопическими комплексами и быстрым эктопическим ритмом после
операций на открытом сердце. Содержание калия в организме таких больных
нередко понижено, даже если до операции гипокалиемия отсутствовала.
Возникновение гипокалиемии после операции может быть обусловлено
гемодилюцией, введением глюкозы или большими потерями калия с мочой.
Поскольку до операции на открытом сердце многие больные получают
препараты наперстянки, частота постоперационной аритмии велика. Такие
нарушения ритма обычно эффективно подавляются однократным или
повторным внутривенным введением 2—5 мэкв калия. Антиаритмическое
действие калия, как правило, не сопровождается значительным изменением
частоты синусового ритма, так как синусовый узел, по-видимому, менее
чувствителен к калию, чем волокна Пуркинье [24] (см. ниже).
Введение калия иногда сразу же останавливает эктопическую наджелудочковую
или желудочковую тахикардию [25], но гораздо чаще наблюдается постепенное
замедление эктопического ритма (рис. 4.3). При трепетании или мерцании
предсердий введение калия обычно не позволяет восстановить синусовый ритм,
возможно, из-за того, что используемые дозы недостаточны для повышения
концентрации калия в плазме крови до необходимого уровня. Как показывают

Влияние калия на синусовый и атриовентрикулярный узлы

Влияние калия на синусовый и атриовентрикулярный узлы требует отдельного
рассмотрения, так как автоматизм, проведение и рефрактерность в этих тканях в
значительной степени зависят от трансмембранного тока, проходящего
преимущественно через так называемый медленный канал (см. ниже).
Зависимость от кальциевого тока может быть (отчасти) ответственной за
снижение чувствительности клеток узлов к гиперкалиемии [26]. В эксперименте
с регионарной перфузией синусового узла у собаки электрическая активность
узла сохраняется при повышении концентрации [К

]

21,6 ммоль/л, но при

устранении симпатического влияния или снижении уровня кальция она
подавляется при более низкой концентрации [К

]

[26]. У кошки или кролика

высокая концентрация [К

]

вызывает смещение водителя ритма внутри

перфузируемого синусового узла обычно сверху вниз, но иногда и в
противоположном направлении. Такое смещение в пределах синусового узла
распознается на ЭКГ только при регистрации электрической активности
непосредственно от узла и окружающих тканей.
При высокой концентрации калия проведение в АВ-узле подавляется меньше,
чем в волокнах Пуркинье и желудочках. Умеренная гиперкалиемия (т. е.
повышение плазматической концентрации калия до 5—6,5 мэкв) может
уменьшить интервал Р—R или даже устранить АВ-блок второй или третьей
степени [21], вероятно, потому, что оптимальное предсердно-желудочковое
проведение возникает при концентрации калия, близкой к верхней границе
нормы (или несколько превышающей ее). Однако существуют значительные
индивидуальные вариации чувствительности, зависящие как от структурной
целостности АВ-узла, так и от ряда физиологических факторов, таких как
взаимодействие эффектов калия и ацетилхолина [27]. Так, у некоторых больных
степень АВ-блока возрастает уже после небольшого повышения концентрации
калия [21]. Следует отметить, что большинство клинических исследований
влияния калия на предсердно-желудочковое проведение осуществлялось еще до
широкого использования регистрации электрической активности пучка Гиса;
поэтому невозможно установить, чем обусловлено наблюдавшееся ухудшение
АВ-проведения после введения калия — его влиянием на АВ-узел как таковой
или же на участки предсердно-желудочковой проводящей системы ниже узла
[28].

Двухфазное влияние калия на возбудимость и внутрижелудочковое проведение

В эксперименте на собаках порог возбудимости снижается при умеренном
повышении концентрации калия в плазме [8], но если концентрация превышает
7—9 мэкв/л, он резко возрастает. У человека при постепенном повышении
плазменной концентрации калия не удается воспроизвести ожидаемое
начальное снижение порога возбудимости, который начинает расти лишь при
концентрации свыше 7 мэкв/л [29] (рис. 4.4). Однако, как свидетельствуют
некоторые клинические наблюдения, небольшое увеличение концентрации
калия может повысить порог возбудимости. Таким образом, иногда при
введении калия нормальная реакция пейсмекера восстанавливается, возможно,
вследствие снижения порога возбудимости [30]. Следует также отметить, что

определение порога возбудимости у больных с имплантированным водителем
ритма не позволяет дифференцировать отсутствие реакции на стимуляцию и
блокирование распространения локального ответа. Однако это, вероятно, не
имеет существенного практического значения, так как калий аналогичным
образом влияет на порог возбудимости и на скорость проведения. У человека
минимальный порог возбудимости и максимальная скорость
внутрижелудочкового проведения отмечаются при плазматической
концентрации калия около 6 мэкв/л. При более низкой или более высокой
концентрации калия проведение скорее всего замедлится, а порог возбудимости
возрастет. Следовательно, если [К'

"],, находится в нормальных пределах,

введение калия может повысить скорость внутрижелудочкового проведения [20,
31]. Было показано, что при быстром внутривенном введении калия
длительность комплекса QRS сначала уменьшается, а-затем увеличивается [31].
Первоначальное уменьшение длительности QRS наблюдается также при
внутрикоронарной инфузии солей калия [10].

Рис. 4.4. Изменения диастолического порога и концентрации калия в плазме крови

(Кплазм) во время инфузии КС1. Объяснение в тексте [29].

Аритмогенные эффекты высокой концентрации ионов калия

Постепенное замедление проведения и снижение возбудимости вследствие
повышения концентрации калия заканчиваются остановкой сердца, когда калий
деполяризует желудочковые волокна до критического уровня, при котором эти
волокна становятся невозбудимыми, но чаще гиперкалиемия завершается

фибрилляцией желудочков. Наблюдаемая при гиперкалиемии фибрилляция
желудочков обусловлена, скорее всего, циркуляцией импульсов вследствие
одновременного замедления проведения и уменьшения рефрактерного периода.
Наибольшего сокращения длительности потенциала действия (т. е.
рефрактерного периода) можно ожидать при появлении ранних
преждевременных комплексов — эффект, связанный с реполяризующим
влиянием мембранных токов, переносимых ионами калия [32, 33].
Летальная гиперкалиемия у людей чаще всего связана с уремией, но иногда она
является результатом случайной ошибки в определении количества
внутривенно вводимого калия (например, при назначении больших доз
калиевых солей пенициллина). Пероральное введение больших доз калия также
может быть причиной летального исхода у некоторых больных с низким
сердечным выбросом или с нарушением функции почек.
Эффекты внутривенного назначения калия зависят в большей степени от
скорости введения, чем от абсолютного количества введенного калия. Большие
количества калия могут вводиться очень медленно, что обеспечит достаточное
время для экскреции калия почками или его захвата клетками. При высокой же
скорости введения даже небольшие количества калия могут оказаться
летальными. Так, быстрое внутривенное введение 2—4 мэкв КС1 собаке
вызывает фибрилляцию желудочков [16]. На рис. 4.5 видно, что такая
фибрилляция желудочков может возникнуть после единственного эк-
топического возбуждения, которому необязательно предшествуют какие-либо
обычные ЭКГ-проявления калиевой интоксикации, например расширение
комплекса QRS, удлинение интервала P—R или брадикардия. Аналогичные
эффекты (но после более низких доз калия) наблюдаются при введении солей
калия непосредственно в коронарные артерии. У собак фибрилляция
желудочков развивалась при введении калия со скоростью 1,6 мэкв/кг/с в левую
переднюю нисходящую артерию или со скоростью 0,8 мэкв/кг/с — в правую
коронарную артерию [10]. Общее количество калия, вызывавшего
фибрилляцию желудочков в этом эксперименте, оставалось в диапазоне от 0,25
до 0,5 мэкв. Электрофизиологические исследования у собак показывают, что
фибрилляции желудочков, вызванной регионарной гиперкалиемией,
предшествуют появление повреждающих токов [10], увеличение
продолжительности периода уязвимости и реверсия нормальной
последовательности возбуждения (от эндокарда к эпикарду) [12]. Последнее
наблюдение позволяет предположить, что источник эктопической активности
желудочков находится скорее в пределах миокарда, нежели в проводящей
системе [12].

Рис. 4.5. ЭКГ в отведении II (Отв. II) и давление в правом желудочке (ПЖ) и бедренной

артерии (БА) у собаки после введения 2,5 мэкв/л КС1 в легочную артерию в течение 9 с. Стрелка

указывает окончание инфузии. Объяснения в тексте [16}.

Значение повышенной концентрации калия при ишемии миокарда

Результаты экспериментов на животных позволяют предположить, что
внезапная смерть после инфаркта миокарда может быть связана с фибрилляцией
желудочков, вызванной освобождением калия из ишемического миокарда [34].
Harris показал, что начало аритмии у собак с окклюзией коронарной артерии
совпадает с повышением концентрации калия в коронарной вене, отводящей
кровь из зоны инфаркта [34]. У человека потеря калия при ишемии миокарда
может быть вызвана учащением сердечного ритма. Механизм такой потери
остается не до конца ясным. При исследовании сердца кролика Shine и соавт,
показали, что потерю калия в первые 30—40 мин тотальной ишемии нельзя
объяснить ослаблением натриево-калиевой АТФазной активности («насос»)
[35]. Следовательно, наиболее вероятной причиной транзиторного
ишемического повреждения и потери калия является повышенная
проницаемость клеточной мембраны [36].

Рис. 4.6. Изменения внеклеточной активности К

в субэндокарде (Эндо) и субэпикарде

(Эпи), зарегистрированные в центре ишемической зоны с помощью двух калиевых электродов,

соединенных вместе таким образом, что расстояние между их кончиками составляет 8 мм. НЗ —
нормальная зона; ФЖ — фибрилляция желудочков [37].

Использование недавно разработанного К

-чувствительного электрода

позволило нескольким группам исследователей в США [37] и других странах
[38] прямо зарегистрировать изменения концентрации калия в
интерстициальной жидкости в зоне острой ишемии миокарда. Эти исследования
продемонстрировали тесную корреляцию между повышением внеклеточной
концентрации калия и развитием тока повреждения, уменьшением
рефрактерного периода, замедлением проведения, фибрилляцией желудочков
(рис. 4.6) и угнетением сократимости сразу после коронарной окклюзии у собак
и свиней [37, 38]. Эти наблюдения определенно подтверждают «калиевую
теорию» аритмии при. острой ишемии миокарда, однако- они не исключают
возможной роли дополнительных факторов.

Эффекты, обусловленные нестабильностью состояния при быстрых изменениях
концентрации калия

Быстрое изменение внеклеточной концентрации калия может вызвать
электрофизиологические эффекты, отличающиеся от наблюдаемых при
соответствующей [K^^lo в стабильных условиях. Примером такого феномена
может служить «парадоксальный» эффект Zwaardemaker-Libbrecht, который
состоит в транзиторной остановке пейсмекерных волокон, сокращении
длительности потенциала действия и гиперполяризации после изменения
внеклеточной концентрации калия от низкой до нормальной или высокой. Это
явление, изучавшееся на перфузируемом сердце кролика [18, 20],

изолированных волокнах Пуркинье [6, 39] и наркотизированных собаках с
дефицитом калия, связывают с резким повышением проницаемости мембраны
для калия и ростом активности Na

-насоса [6, 39]. Клиническое значение

данного эффекта, по-видимому, ограничивается случайными эпизодами
брадикардии или АВ-блока, наблюдаемыми при быстром введении калия
больным с тяжелой гипокалиемией и дефицитом калия [11].
Другим примером «парадоксального» эффекта калия в нестабильных условиях
является уменьшение длительности комплекса QRS, наблюдаемое при быстром
введении калия собакам [31], а также отрицательное инотропное действие
калия, зависящее в большей степени от скорости его введения, чем от
абсолютной величины его внеклеточной концентрации [10].

Гипокалиемия

Электрофизиологические механизмы

Мембранный потенциал покоя, или максимальный диастолический потенциал'
сердечных волокон, возрастает (т. е. становится более отрицательным) при
снижении внеклеточной концентрации калия. Однако рост потенциалов (т. е.
гиперполяризация) можно было бы ожидать на основании расчетов с
использованием уравнения Нернста для мембраны, свободно проницаемой для
ионов калия. Гиперполяризация обнаруживается в сердечных волокнах всех
типов, но ее длительность в клетках рабочего миокарда и пейсмекерных
волокнах (например, в волокнах Пуркинье) различна [6, 40]. В непейсмекерных
волокнах перфузия раствором с низким содержанием калия (0,54 мМ/л)
вызывает продолжительную гиперполяризацию; в волокнах же Пуркинье
гиперполяризация кратковременна, транзиторна и быстро сменяется
нарастающей деполяризацией, обусловленной значительным ускорением
диастолической деполяризации. Затем появляется спонтанная автоматическая
активность, при которой МДП становится все менее отрицательным, пока,
наконец, волокно не утратит свою возбудимость.
Реполяризация. С понижением [К

]

реполяризация замедляется и

длительность потенциала действия (ПД) возрастает [18]. Последний эффект
сопровождается постепенным увеличением наклона фазы 2 и уменьшением
наклона фазы 3, что приводит к появлению длинного «хвоста» потенциала
действия. Наблюдается не только замедление наклона фазы реполяризации, но и
изменение его формы — от выпуклой к вогнутой. При более продолжительной
реполяризации увеличивается интервал времени, в течение которого разница
между диастолическим и пороговым потенциалами уменьшается. Это означает,
что период повышенной возбудимости увеличивается и возникновение
эктопических возбуждений облегчается [18, 19]. При гипокалиемии «хвост» ПД
в проводящей системе удлиняется больше, чем в желудочках, так что период
неполной реполяризации в волокнах Пуркинье продолжительнее, чем в
волокнах желудочков.
Диастолическая деполяризация. Гипокалиемия ускоряет диастолическую
деполяризацию в волокнах Пуркинье [6, 24, 40] и, следовательно, способствует
проявлению автоматической активности в молчащих волокнах (Пуркинье). Если
такие волокна деполяризуются при величине мембранного потенциала, менее
отрицательной, чем максимальный диастолический потенциал, скорость

нарастания потенциала действия и скорость проведения снижаются.
Повышенный автоматизм волокон Пуркинье может обусловить возникновение
эктопических желудочковых комплексов и ритмов. Автоматическая активность
может появиться даже в миокардиальных (непейсмекерных) волокнах, если
реполяризация в них замедляется и пороговый потенциал достигается прежде,
чем завершается реполяризация [19]. Такой тип автоматизма может запускаться
повторяющейся стимуляцией [41].
Другие эффекты. Gettes и Surawicz показали, что гипокалиемия увеличивает
разницу в длительности ПД волокон Пуркинье и волокон желудочков [6].
Сначала увеличение длительности ПД сопровождается более продолжительной
рефрактерностью [6], однако последующее сокращение фазы 2 и замедление
фазы 3 реполяризации позволяют волокну достигнуть порогового потенциала
раньше, чем при нормальной концентрации калия, в результате чего
рефрактерный период уменьшается. Клинические наблюдения также
свидетельствуют о том, что гипокалиемия сокращает эффективный
рефрактерный период, так как предсердные и желудочковые преждевременные
комплексы у больных с гипокалиемией часто появляются после короткого
интервала сцепления (рис. 4.7).
Проведение при гипокалиемии нередко замедляется вследствие того, что
деполяризация начинается в не полностью реполяризованных волокнах, а
также, вероятно, в результате увеличения разности между мембранным
потенциалом покоя и пороговым потенциалом [19].

ЭКГ-изменения

Понимание электрокардиографических изменений, обусловленных

гипокалиемией,   облегчается   при   их   сравнении   с   соответствующими   изменениями
потенциала действия кардиомиоцитов желудочков, как показано на рис. 4.8. Видно, что
постепенное изменение реполяризации отражается на ЭКГ в виде прогрессирующего
угнетения сегмента  ST,  уменьшения амплитуды  T-волны и увеличения амплитуды  U-
волны в стандартном грудном отведении и отведениях от конечностей. До тех пор пока
T-волна и U-волна разделены впадиной, длительность интервала Q—Т не меняется. На
более   поздней   стадии   гипокалиемии   Г-волна   и  U-волна   сливаются,   поэтому   точное
измерение   интервала  Q—Т  невозможно   [11].   Поскольку   гипокалиемия   не   влияет   на
продолжительность механической систолы, ее ЭКГ-проявления удобнее всего описать
как постепенное смещение основной волны реполяризации от систолы к диастоле. На
рис. 4.8, А амплитуда волны реполяризации, наблюдаемой во время систолы (T-волна),
заметно выше аналогичной амплитуды во время диастолы (U-волна). На рис. 4,8, Б обе
волны имеют одинаковую амплитуду, тогда как на фрагментах В и T амплитуда волны
реполяризации,   регистрируемой   во   время   диастолы,   превышает   таковую   во   время
систолы.   Последние   два   типа   ЭКГ-признаков   гипокалиемии   наиболее   часто
наблюдаются при плазматической концентрации калия ниже 2,7 мэкв/л [11, 42].

Аритмии сердца. Механизмы, диагностика, лечение - часть 7