Аритмии сердца. Механизмы, диагностика, лечение

Рис. 3.20. Блокада левой ножки пучка Гиса с АВ-проведением 2:1.
В этом случае замедление синусового ритма (СР) до 70 уд/мин внезапно восстанавливает

проведение 1:1 с той же длительностью интервала P—R, что и при проведении 2:1. При

превалировании АВ-проведения 1:1 небольшое ускорение синусового ритма вследствие легкого
кашля вызывает переход от 1:1 к 2:1. Такое поведение, типичное для подузловой блокады,

указывает на локализацию блока в ножках пучка Гиса. Данная локализация была впоследствии
подтверждена при электрографии пучка Гиса (нижняя часть рисунка). СКС — стимуляция

каротидного синуса; ВОПП — верхняя область правого предсердия.

Блокада I степени, локализованная в АВ-узле, увеличивает интервал А—Н (в
норме 60—135 мс), хотя полностью блокированная Р-волна не сопровождается
дефлексией пучка Гиса. Неинвазивные методы позволяют легко провести
дифференциальный диагноз между узловой и подузловой блокадой. В
литературе есть несколько описаний случаев АВ-узловой блокады с
характеристиками, типичными для подузловой блокады (тип Мобитц II и
внезапные, неожиданные переходы между 1:1, 2:1 и полной блокадой) [17].
Вывод об узловой локализации блока в этих случаях базируется на
демонстрации Отсутствия Н-потенциалов после блокированных Р-волн.
Однако, как отмечалось выше, эти данные не противоречат существованию
блока в верхней части пучка Гиса, выше электрода, регистрирующего
активность пучка Гиса. Иногда изменение положения катетера позволяет
зарегистрировать небольшие Н-потенциалы самых верхних областей пучка
Гиса, расположенных выше места блока (рис. 3.18) [18]. Блокада на уровне
ножек пучка или трех его ветвей легко распознается на электрограмме пучка
Гиса, так как происходящая при этом задержка проведения между пучком Гиса
и желудочковым миокардом проявляется увеличением интервала Н—Q. В
случае заблокированной предсердной волны обнаруживается выраженный Н-
потенциал после зубца Р. При неинвазивном подходе повышение степени

блокады в таких случаях наблюдается при ускорении предсердного ритма, а
ослабление блокады — при замедлении предсердного ритма (рис. 3.19 и. 3.20).

Таблица 3.1. Основные анатомические и электрофизиологические различия

проводящих путей АВ-узла общего ствола пучка Гиса и желудочковой системы

Проводяща
я система

Структура

Потенциал
действия

Ионный ток

при
деполяризац

ии

Чувствитель

ность
проведения

к
ацетилхолин

у и
катехоламин

ам

Главная
роль

Реакция на учащение

предсердного ритма

Желудочков

ый ритм при
учащении

предсердног
о ритма

вызванная
стимуляцие

автономная

или
физиологич

еская

АВ-узел

Переплетен
ные

клеточные
пучки

Низкий:

порог,
медленное

нарастание
в фазу 0

Входящий
кальций,

медленный
процесс

Замедление
АВ-

проведения

Ухудшение

проведения

Ускорение

проведения

Ускоряется,
адекватный

ответ

Общий
ствол

пучка и
желудочко

вые пути

Линейно

организован
ные клетки

Высокий:
порог,

быстрое
нарастание

в фазу 0

Входящий

натрий,
быстрый

процесс

Быстрое
проведение

Ухудшение
проведения

Замедляется
,

неадекватн
ый ответ,

вызывающи
й симптомы

и даже
желудочков

ую аритмию

Таблица 3.2. Типы проведения в АВ-узле, общем стволе пучка Гиса и

желудочковых путях

Проводящая

система

QRS

Обычные
типы

неполной
блокады

Вагусная

стимуляция

Атропин и

физиологич
еская

симптоматич
еская

стимуляция

При
наличии АВ-

проведения
2: 1

Суточные

колебания

Блок в фазу

Двойные
пути

проведени
я

АВ-узел

Обычно

норма

Типичная

периодика
Венкебаха

Усиливает

блокаду

Снижает

степень
блокады

Блокада

усиливается
до полной

при
вагусной

стимуляции
и исчезает

при
введении

атропина

Блок
усиливается

во время
сна

Отсутствует Возможны

Общий ствол

пучка и
желудочков

ые пути

Обычно

норма, в 25
% случаев

блокада
правой

ножки или
левой

передневерх
ней ветви

Мобитц II,
переходы1:

1, 2: 1, 3: 1;
реже—

атипичная
периодика

Венкебаха

Снижает
степень

блокады

Повышает
степень

блокады

Блокада

уменьшаетс
я до 1:1 при

вагусной
стимуляции

и
увеличивает

ся до 3:1,
4:1 или до

полной при
введении

атропина

Блок
ослабляется

Присутствуе
т

Не
описаны

Рис. 3.21. Периодика Венкебаха 6:5 с признаками блокады правой ножки пучка Гиса и

отклонением оси сердца влево (левая часть рисунка). Интервал Р—R в начале периода

Венкебаха составляет 0,17 с, а в конце — 0,2 с, что весьма нетипично для АВ-узловой периодики
Венкебаха. На электрограмме пучка Гиса (правая часть рисунка) нормальные интервалы А—Н в

65 мс и интервалы Н—Q в 40, 45, 55 и 75 мс наблюдаются до возникновения блокированной Р-
волны. Лестничная диаграмма (под ЭГ пучка Гиса) показывает функцию каждой из ветвей пучка

и указывает на локализацию атипичной периодики в задненижней ветви (ЗНВ) левой ножки
пучка, П — предсердие; АВУ — АВ-узел: ПН — правая ножка (пучка Гиса); ПВВ —

передневерхняя ветвь (левой ножки).

С клинической точки зрения дифференциальный диагноз между АВ-узловой
блокадой и блокадой на уровне общего ствола пучка Гиса является особенно
целесообразным и, вероятно, наиболее сложным. В табл. 3.1 и 3.2 показаны
основные электрофизиологические и электрокардиографические различия АВ-
узловых и подузловых проводящих трактов. Как указывалось ранее, типичные
циклы Венкебаха редко возникают в подузловых проводящих трактах.
Спорадические случаи периодики Венкебаха в одной из ножек или ветвей пучка
Гиса часто обнаруживают атипичные признаки (рис. 3.21). Полезная диаграмма
для анализа функции каждой из трех ветвей пучка Гиса представлена на рис.
3.22.

Рис. 3.22. ЭКГ в отведениях I, II, III и V1 (полученные отдельно) и ЭГ пучка Гиса у

больного 52 лет с подтвержденным выраженным поражением трех коронарных артерий.

Наблюдается попеременная блокада ножек пучка Гиса с изменением оси QRS. Анализ

большого числа кривых показал, что блокада правой ножки (ПН) с отклонением оси влево в
сочетании с АВ-блокадой I степени имеет место при частоте сердечного ритма более 56 уд/мин, а

блокада левой ножки (ЛН) в сочетании с нормальным положением оси и нормальными
интервалами Р—R присутствует при частоте ритма менее 56 уд/мин. Для воспроизведения этого

частотнозависимого явления в середине каждой из представленных в левой части рисунка
записей осуществлялась стимуляция каротидного синуса (СКС). Диаграмма блока в трех ветвях

пучка Гиса относится к отведению V1. Замедление ритма сопровождается резкими изменениями
как морфологии комплекса QRS, так и интервала Р—R. Так, в исходном состоянии при частоте

сердечного ритма 57 уд/мин интервал Р—R составляет 0,22 с, а форма комплекса QRS
соответствует блокаде ПН с отклонением оси влево. Вследствие вагусного воздействия частота

ритма падает ниже 50 уд/мин. Интервал Р—R нормализуется, а блокада ПН с отклонением оси
влево сменяется блокадой ЛН с нормальным положением оси. Диаграмма блока трех ветвей

пучка, показывающая функцию каждой ветви, демонстрирует частотнозависимый блок правой
ножки во время фазы 3, который исчезает при вагусном замедлении ритма. В задненижней ветви

(ЗНВ) левой ножки развивается блок в ходе фазы 4 после вагусного замедления ритма, тогда как
передневерхняя ветвь (ПВВ) левой ножки постоянно остается заблокированной. ЭГ пучка Гиса

(правая часть рисунка) показывает детали обоих типов проведения. При наличии блокады ПН с
отклонением оси влево проведение по левой ЗНВ весьма продолжительно (125 мс). На фоне

вагусной стимуляции проведение осуществляется только по ПН с интервалом Н—Q в 78 мс.

Неинвазивные процедуры оказались чрезвычайно полезными в расшифровке
наиболее сложных форм АВ-блокады, связанной с изменением
внутрижелудочкового проведения. Наиболее интересным вкладом является
обнаружение блока в ходе фазы 4 в одной из ножек или ветвей пучка Гиса при
вагусном замедлении сердечного ритма (см. рис. 3.22).

Блокада в фазу 3 и фазу 4

Если деполяризующий импульс приходит в ножку или ветвь пучка
преждевременно (т. е. раньше полного исчезновения ее рефрактерности), он
может проводиться медленно или полностью блокироваться. Термин «блокада в
фазу 3», используемый для обозначения этого явления, просто отражает приход
импульса во время фазы 3 потенциала действия. Импульсы, прибывающие по
окончании фазы 3, проводятся нормально. Однако если проводящая структура
обладает повышенной спонтанной деполяризацией в фазу 4 (обычно вследствие
заболевания), она не может удерживать высокий потенциал покоя, позволяя ему
смещаться все ближе и ближе к нулевому уровню, в результате чего
проводимость этой структуры постепенно снижается. Чем длительнее период
диастолы, тем более степень снижения потенциала покоя и выше вероятность
нарушения проведения. Блокаду, развивающуюся по такому механизму в конце
длительной диастолы, обычно называют «блокадой в фазе 4» [1]. По опыту
автора, блок в фазе 4 характерен для внутрижелудочковой проводящей системы
и очень редко встречается в АВ-узле. Его возникновение в 13 исследованных
случаях обязательно сопровождалось другими признаками поражения системы
ножек и ветвей пучка Гиса и не наблюдалось у здоровых лиц. В связи с этим
наличие деполяризации в фазу 4 в системе разветвлений пучка Гиса может
использоваться как четкое свидетельство патологического процесса в этих
структурах. Существование блоков в фазу 3 или фазу 4 в различных частях
системы разветвлений пучка Гиса может обусловить появление некоторых из
наиболее сложных и необычных форм нарушения проведения. Возможность
возникновения блока в фазу 4 при постэкстрасистолических вариантах блокады
обсуждалась выше (см. рис. 3.14 и 3.15).

ГЛАВА 4
Аберрантность: электрофизиологические механизмы

и электрокардиографические проявления

Д. .Y. Сингер и X. К. Коэн (D. H. Singer и Н. С. Cohen)

Форма комплекса QRS зависит от последовательности активации желудочков,
причем изменения формы отражают отклонения от нормы при распространении
возбуждения. Это может происходить по одной из двух основных причин: 1)
смещение места возникновения импульса к желудочковому эктопическому фо-
кусу или к АВ-узловым двойным путям определенного типа; 2) изменение же-
лудочкового распространения наджелудочковых импульсов. Последнее в свою
очередь может быть результатом врожденного или приобретенного нарушения
проводящей системы. С другой стороны, данное явление может быть функцио-
нальным, обусловленным проведением импульса во время рефрактерного пе-
риода.
Термины «аберрантность», «аберрация» и «аберрантное желудочковое проведе-
ние» с момента их внедрения сэром Томасом Льюисом в- начале нашего столе-
тия [1, 2] применяются в основном при описании функциональных нарушений
внутрижелудочкового проведения, особенно тех, которые наблюдаются в соче-
тании с изменениями длительности сердечного цикла [3—7]. Однако они в рав-
ной мере используются и для определения других типов нарушений внутриже-
лудочкового проведения. В этой главе и в главе 5 термин «аберрантность» будет
рассматриваться в широком контексте. Будет также сделан обзор электрофизио-
логических механизмов, клинических аспектов и роли различных типов нару-
шений проведения.

Специализированная проводящая система сердца

При рассмотрении проводящей системы ткани сердца удобнее разделить на два
основных типа (рис. 4.1, А): 1) рабочий миокард предсердий и желудочков, от-
ветственный за сократимость сердца и появление зубцов Р и комплексов QRS на
стандартной ЭКГ; 2) сеть специализированных тканей [8—10] (см. главу 2, том
1), включающую синоатриальный (СА) и атриовентрикулярный (АВ) узлы и
разветвления в системе Гис—Пуркинье [10—13]. Описаны также двойные пути
в АВ-узле и специализированные предсердные межузловые тракты [9, 14, 15].

Специализированные ткани несут ответственность за нормальное генерирова-

ние импульсов и за их быстрое и упорядоченное проведение от места возникновения в
другие отделы сердца. Изменения в процессе образования импульсов и (или) в их про-
ведении предшествуют изменениям частоты сердечных сокращений в ответ на меняю-
щиеся физиологические условия, а также многим нарушениям ритма и проводимости.
Электрофизиологические характеристики специализированных тканей являются основ-
ными детерминантами аберрантности. Активность специализированных тканей не про-
является на стандартной поверхностной ЭКГ из-за их небольшой (относительно рабоче-
го миокарда) массы, что затрудняет электрокардиографическую оценку предшествую-
щих механизмов.

Рис. 4.1. Схематическое изображение специализированной проводящей системы сердца

(А) и трансмембранных потенциалов в обычных и специализированных тканях сердца собаки (Б).
Отмечаются различия характеристик потенциалов действия на разных участках сердца. Взаимо-
расположение зарегистрированных потенциалов отражает последовательность активации. Внизу

показана также стандартная поверхностная ЭКГ. Буквами а—и обозначены следующие структу-
ры: а — синусовый узел; б — пучок Брахмана и другие специализированные предсердные ме-

жузловые тракты (отмечены пунктирными линиями, соединяющими синусовый и атриовентрику-
лярный узлы); в — рабочий миокард предсердий; г — атриовентрикулярный узел; д — пучок Ги-

са; е — ножки пучка; (e

) — правая ножка; (е

) — левая ножка; 1 и 2 — передняя и задняя ветви

левой ножки пучка; ж — волокна Пуркинье; з — терминальные волокна Пуркинье в месте их

контакта с рабочим миокардом; и — рабочий миокард желудочков. Фазы потенциала действия
рабочего миокарда желудочков обозначены арабскими цифрами от 0 до 4, а зубцы на поверхно-

стной ЭКГ — латинскими буквами Р, R, S и Т. Обсуждение в тексте.

Электрофизиологические аспекты

Как отмечалось ранее, аномалии формы комплекса QRS могут возникать по
очень многим причинам. В этой главе основное внимание направлено на ряд на-
рушений, впервые описанных сэром Томасом Льюисом [1, 2], для которых был
предложен термин «аберрантность», а именно: аномалии формы комплекса QRS
при наджелудочковом возбуждении, наблюдаемые в сочетании с зависимыми от
длительности цикла изменениями проводимости и рефрактерности. Аберрант-
ность — это одно из проявлений большой группы зависимых от длительности
сердечного цикла нарушений проведения, которая включает в себя такие разно-
видности, как скрытое проведение [16—18], сверхнормальное проведение
[19,20] и связанный с частотой ритма АВ-блок [3—5]. Однонаправленный блок
и циркуляция возбуждения [3—7] в некотором смысле также являются проявле-
ниями этого феномена.
Мы рассмотрим аберрантность с точки зрения зависимости изменений комплек-
са QRS от длительности сердечного цикла, как это предложено Singer и Ten Eick
[21]. При ее обсуждении мы будем основываться на корреляции электрокардио-
графических данных и результатах микроэлектродных исследований трансмем-
бранного потенциала в сердечных тканях животных, а также у больных, под-
вергшихся операции на открытом сердце.

Электрическая активность сердечных клеток

Понимание механизмов аберрантности зависит от понимания электрофизиоло-
гических основ формирования и проведения возбуждения в сердце, а также от
знания тех изменений, которые предшествуют развитию нарушений проводимо-
сти. Краткий обзор современных концепций будет дан ниже. Для более обстоя-
тельного изучения этого вопроса читателю следует обратиться к главе 3 первого
тома данной книги, а также к многочисленным учебникам по физиологии [22—
24], обзорам и монографиям по электрофизиологии сердца [25—36].

Нормальный трансмембранный потенциал

Введение стеклянного микроэлектрода [37] в возбудимую клетку позволяет за-
регистрировать разность потенциалов между внутренней средой клетки и ин-
дифферентным электродом, расположенным снаружи от нее. На рис. 4.1, Б по-
казан идеализированный трансмембранный потенциал, зарегистрированный в
разных отделах сердца, вместе с одновременно полученной поверхностной
ЭКГ. Фазы потенциала обозначены арабскими цифрами от 0 до 4. Во время
электрической диастолы (фаза 4) внутренняя среда клетки отрицательна по от-
ношению к внеклеточной жидкости. В большинстве нормальных сердечных во-
локон, включая рабочие миокардиальные клетки предсердий и желудочков, раз-
ность потенциалов в фазу 4 остается постоянной до момента возникновения
возбуждения («потенциал покоя») и в норме составляет в среднем от — 85 до —
95 мВ. При возбуждении в клетке происходит быстрая деполяризация (фаза 0) с
кратковременным изменением полярности, после чего начинается процесс по-
степенной реполяризации (фазы 1, 2 и 3), во время которого мембранный потен-
циал возвращается к уровню покоя. Сопоставление со стандартной ЭКГ показы-
вает, что фазы 0 и 1 желудочковых потенциалов действия совпадают с зубцами
R и S, а фазы 2 и 3 — с сегментом ST и волной Г соответственно (см. рис. 4.1, Б).
Трансмембранные потенциалы, зарегистрированные в рабочих и специализиро-
ванных волокнах различных частей сердца,- могут отличаться друг от друга в
некоторых отношениях [25], включая уровень диастолического потенциала, ам-
плитуду потенциала действия, максимальную скорость деполяризации в фазу 0
(Vmax), продолжительность периода реполяризации и длительность потенциала
действия (см. рис. 4.1, Б). Отмечаются также различия в возбудимости, проводи-
мости и пейсмекерной способности. Локальные различия электрофизиологиче-
ских свойств в системе Гис—Пуркинье [25, 31—33] могут иметь важное значе-
ние для аберрантности, поскольку они обусловливают локальную вариабель-
ность ответов на различные физиологические и фармакологические факторы
[25, 38—47], включающие температуру, рН, частоту, pCO

, гипоксию, ишемию,

неорганические катионы и ряд антиаритмических препаратов.

Мембранные механизмы

Электрическая активность сердца является следствием движения ионов через
клеточную мембрану [22—36, 48]. Эффект физиологических воздействий и хи-
мических веществ, влияющих на образование и проведение импульсов в сердце,
обусловлен в основном их способностью изменять ионные токи [24, 30, 37, 47].
На рис. 4.2 показаны основные ионные токи, способствующие развитию потен-

циала действия в волокнах Пуркинье. Далее мы упрощенно опишем некоторые
специфические явления, имеющие отношение к аберрантности.
Мембранный потенциал покоя. Разность потенциала относительно мембраны
сердечной клетки обусловлена различием в ионном составе внутриклеточной
среды и внеклеточной жидкости [32, 33]. Во внутриклеточной жидкости важ-
нейшим катионом является К

, а доминирующими анионами — фосфаты и ра-

дикалы органических кислот. Последние представляют собой в основном поли-
валентные ионы, часто связанные с белками, для которых клеточная мембрана
непроницаема. Во внеклеточной жидкости преобладают Na

и С1

–

. Перемеще-

ние этих ионов через мембрану по специальным порам или каналам [50] в ответ
на изменение электрохимического градиента создает трансмембранные токи
[27, 32—35], способствующие возникновению потенциала действия. В состоя-
нии покоя клеточная мембрана в принципе проницаема для К

и относительно

непроницаема для других внутри- и внеклеточных ионов [32]. Следовательно,
разность потенциалов по обе стороны мембраны в покое определяется главным
образом градиентом концентрации K

[29, 31, 32, 48, 49]. Поддержание разли-

чий ионного состава и электрического заряда относительно мембраны в покое
становится возможным благодаря двум факторам [31, 32, 49]: 1) свойствам про-
ницаемости, или проводимости (g), клеточной мембраны для этих ионов, кото-
рые в свою очередь отражают способность мембранных каналов к их использо-
ванию теми или иными ионами; 2) функционированию различных ионных насо-
сов и обменных механизмов [51—53], включая энергозависимый Na

-обмен-

ный насос, перемещающий Na

наружу, а К

— внутрь клетки вопреки их гради-

ентам концентрации [51, 53].

Рис. 4.2. Схематическое изображение потенциала действия в нормальном миокарде же-

лудочков.

Показаны направление, величина и время протекания ионных токов, приводящих к раз-

витию потенциала действия данной формы. Направление стрелки и ее размер указывают направ-
ленность и относительную величину тока (т. е. входящий или выходящий ток), а также соотно-

шение амплитуд различных ионных токов. Горизонтальное положение стрелки соответствует мо-
менту протекания токов по отношению к потенциалу действия. Обсуждение в тексте [36].

Потенциал действия: деполяризация. При стимуляции клетки и снижении
мембранного потенциала до критического уровня (пороговый потенциал, при
котором начинает генерироваться чисто входящий ток), происходит ряд после-

довательных изменений ионной проводимости мембраны и ионных токов, что
обусловливает проявление потенциала действия [27, 31, 33, 36] (см. рис. 15.2). В
норме деполяризация (фаза 0) полностью поляризованных сердечных волокон,
за исключением клеток синусового и атриовентрикулярного узлов, обусловлена
прежде всего резким увеличением мембранной проницаемости для Na

(gNa) и

быстрого входящего тока, переносимого ионами Na

[24, 27, 29, 31, 33, 35, 48]

(быстрый, направленный внутрь ток Na

, или быстрый входящий ток), в сочета-

нии с открытием быстрых Nа

каналов.

Способность мембраны к повышению gNa (т. е. к открытию закрытых Na

-кана-

лов) зависит от уровня мембранного потенциала при возбуждении. Пропускная
способность каналов для Nа

, как правило, максимальна, поэтому быстрый вхо-

дящий ток Nа

может иметь наибольшую величину, когда мембранный потенци-

ал находится в пределах от — 85 до — 95 мВ. Если мембранный потенциал ме-
нее отрицателен, чем в норме, повышение проницаемости для Na

и величина

быстрого тока Na

меньше максимально возможных из-за снижения пропускной

способности каналов. При уменьшении мембранного потенциала ниже опреде-
ленного уровня увеличения быстрого входящего тока Na

может оказаться не-

достаточным для возникновения регенеративного или даже подпорогового отве-
та, что означает невозбудимость волокна.
Амплитуда и максимальная скорость деполяризации (Vmax) в нулевую фазу
(нарастание) зависят от быстрого входящего тока Na

. Следовательно, они зави-

сят и от уровня мембранного потенциала. Амплитуда сильно поляризованных
волокон Пуркинье может достигать 130 мВ, a Vmax высока и, по некоторым
данным, составляет от 500 до 1000 В/с. Обе величины уменьшаются при сниже-
нии уровня потенциала. На рис. 4.3, А показано постепенное уменьшение ам-
плитуды и скорости нарастания потенциала действия волокна Пуркинье при
снижении уровня мембранного потенциала. Кривые на рис. 4.3, Б показывают
связь мембранного потенциала в момент возбуждения и Vmax ответа для двух
клеток миокарда желудочков. Эту связь, впервые описанную для сердечных во-
локон Weidmann в 1951 г. [54] и позднее подтвержденную Hoffman и соавт. [55],
часто называют «отношением реактивности», а кривую — «кривой реактивно-
сти». Такие кривые иногда используются для приблизительной оценки пропуск-
ной способности Na

-каналов.

Второй входящий ток в сердечной ткани [27, 29, 30, 33—35, 57, 58] активирует-
ся только при «низком» уровне мембранного потенциала — от — 35 до — 45
мВ. Этот ток переносится в основном ионами Са

и имеет гораздо меньшую

плотность (приблизительно 10%), чем быстрый ток Na

. Каналы, ответственные

за его прохождение, активируются (открываются) и инактивируются (закрыва-
ются) медленнее, чем быстрые Na

-каналы, так что этот второй ток развивается

медленнее и протекает дольше, чем быстрый ток Na

. Восстановление после

инактивации также требует большего времени. Этот ток соответственно полу-
чил название «медленного входящего тока». Каналы, пропускающие быстрый и
медленный входящий ток, являются фармакологически различными [58, 59].
Тетродотоксин избирательно блокирует быстрые каналы входящего Na

, тогда

как медленные каналы блокируются такими агентами, как марганец (Mn

), D-

600 и верапамил. В норме в сильно поляризованных клетках медленный ток
оказывает лишь минимальное влияние на нарастание, внося основной вклад в
фазу 2 (плато) реполяризации. С другой стороны, деполяризация узловых кле-
ток с низким потенциалом [60—64], а также мышечных волокон створок атрио-
вентрикулярных клапанов [66] и коронарного синуса [67], по-видимому, в боль-

шой степени определяется медленным током. Однако его вклад в деполяриза-
цию неузловых волокон возрастает при снижении в них мембранного потенциа-
ла [30, 33—35, 66—69]. Этот последний факт приобретает особое значение, ес-
ли учесть, что миокардиальные препараты, полученные у собаки после экспери-
ментального инфаркта [70—74, 138, 184], а также у больных с органическим по-
ражением сердца [21, 36, 76—90], содержат большое число частично деполяри-
зованных волокон.

Рис. 4.3. Влияние потенциала покоя на потенциал действия.
А — изменения характеристик потенциала действия по мере его распространения из

нормально поляризованной области в зону, где мембранный потенциал (МП) постепенно снижа-

ется. Величина МП (в милливольтах) указана для отдельных участков волокна; потенциалы дей-
ствия, возникающие в этих точках, показаны выше. Следует, в частности, отметить постепенное

уменьшение амплитуды и I^max, которое должно сопровождаться постепенным замедлением
проведения. Обратите также внимание на временные изменения в ходе реполяризации и измене-

ния длительности потенциала действия. Б — кривые, отражающие связь между уровнем мем-
бранного потенциала возбуждения (в милливольтах по оси абсцисс) и (?щв« (в В/с по оси орди-

нат) потенциала действия хорошо поляризованных клеток «а» (Еm = —90 мВ) и клеток «б» (Еm
= —79 мВ) в волокнах желудочкового миокарда человека; образцы миокарда получены у боль-

ного с ишемической болезнью сердца и аневризмой желудочков. Измерения осуществлялись для
потенциалов действия, возникающих при различных уровнях мембранного потенциала вследст-

вие стимуляции препарата с определенными интервалами, во время реполяризации и фазы 4.
Кривые, отражающие Эти переменные, называют «кривыми реактивности». Обратите внимание,

что при средних значениях потенциала кривая для клетки «б» смещена вниз и вправо, а при бо-
лее низких значениях — вверх и влево. Обсуждение в тексте.

Электрофизиологические свойства волокон, зависящих от медленного входяще-
го тока (волокна с медленным ответом), отличаются во многих отношениях от
свойств волокон, активность которых зависит от быстрого тока (волокна с быст-
рым ответом) [30, 33, 34, 58, 59]. Как правило, волокна с медленным ответом ха-
рактеризуются низким диастолическим потенциалом, невысокой амплитудой и
медленным нарастанием потенциалов действия, а также пониженной возбуди-
мостью, измененной реактивностью, более продолжительной рефрактерностью
и замедленным проведением. Кроме того, даже волокна, в норме не обладаю-

щие автоматизмом, могут приобрести способность к спонтанному генерирова-
нию импульсов при снижении мембранного потенциала до уровня, при котором
начинает функционировать медленный ток (рис. 4.4, А). Большинство специфи-
ческих черт активности синусового и атриовентрикулярного узлов удается объ-
яснить, исходя из особенностей поведения медленного входящего тока [25, 30,
61—65]. То же справедливо для аномальных электрофизиологических характе-
ристик многих частично деполяризованных клеток в ишемизированных и пора-
женных тканях сердца [31, 34, 36, 75, 78, 85, 86, 91—93].
Потенциал действия: реполяризация. Увеличение быстрого входящего тока
Na

, которое предшествует деполяризации, является самоограниченным и не-

продолжительным (приблизительно несколько миллисекунд). Инактивация Na

каналов с последующим уменьшением тока Nа

дает начало реполяризации,

процессу более длительному (до нескольких сотен миллисекунд) и сложному, в
котором принимают участие ионы Na

, К

, Са

и Cl

–

(см. рис. 4.2) [27, 29, 31, 33,

94]. Его специфические механизмы пока полностью не установлены. Ясно, од-
нако, что для возникновения реполяризации необходимо уменьшение положи-
тельного заряда внутри клетки. В процессе реполяризации волокон Пуркинье
можно выделить 3 четкие фазы. Начальная стадия (фаза 1) является быстрой;
она обусловлена инактивацией тока Na

" и развитием выходящего тока, перено-

симого ионами К

и, возможно, Сl– [27, 95]. После фазы 1 реполяризация суще-

ственно замедляется (плато, или фаза 2). В фазу плато происходит снижение
суммарной проводимости мембраны и возникающие при этом токи небольшой
величины более или менее уравновешивают друг друга [27, 33, 94, 95] (т. е. ре-
поляризующие влияния инактивации тока Na

и активации выходящего тока K

уравновешиваются деполяризующим действием остаточного медленного входя-
щего тока). Ток К

со временем возрастает. Таким образом, вместе с уменьше-

нием входящих токов это приводит к увеличению чистых потерь положительно-
го заряда и, наконец, к быстрой реполяризации (фаза 3). По мере реполяризации
калиевая проводимость (gK) все более повышается, способствуя дополнитель-
ному выходу К

из клетки и дальнейшему ускорению реполяризации. Кроме то-

го, процессу реполяризации способствует накопление вышедшего из клетки K

в ограниченном внеклеточном пространстве [96]. Недавно была высказана гипо-
теза о том, что определенный вклад в реполяризацию может вносить электро-
генный натриево-калиевый насос [97, 98]. Как только мембранный потенциал
доходит до уровня примерно —40 или —45 мВ, начинается его быстрое сниже-
ние до значений потенциала покоя.

Рис. 4.4. Трансмембранные потенциалы в образцах миокарда предсердия (фрагменты I

и III) и желудочка (фрагмент II) человека, позволяющие продемонстрировать различные типы
аномального автоматизма в сердечной ткани при заболевании сердца.

Фрагмент I: трансмембранные потенциалы в хорошо поляризованном волокне с быстрым

ответом (А) и низкоамплитудные медленные ответы частично деполяризованного волокна (Б) в

придатке правого предсердия человека. Максимальный диастолический потенциал (и амплиту-
да), зарегистрированный в клетках А и Б, составили —72 мВ (—80 мВ) и —55 мВ (—55 мВ) соот-

ветственно. Высокоамплитудные, быстро нарастающие потенциалы, развивающиеся в сильно по-
ляризованном волокне, существенно отличаются от низкоамплитудных, медленно нарастающих

потенциалов в частично деполяризованном волокне. Следует также отметить, что клетка с мед-
ленным ответом начинает спонтанно деполяризоваться сразу после окончания реполяризации, т.

е. она становится автоматически активной (автоматизм, вызванный деполяризацией).

Фрагмент II: трансмембранные потенциалы в частично деполяризованной, спонтанно ак-

тивной клетке папиллярной мышцы больного с ревматическим заболеванием сердца, осложнен-
ным мерцанием предсердий, желудочковой эктопией высокой степени и вариабельными наруше-

ниями желудочкового проведения, зависящими от частоты сердечного ритма. А — реполяризация
после основного автоматического возбуждения прерывается однократной ранней постдеполяри-

зацией, приводящей к развитию бигеминии. Б — каждое основное возбуждение прерывается
низкоамплитудной осцилляцией, за которой следуют 5 повторяющихся высокоамплитудных отве-

тов с результирующим выраженным увеличением длительности реполяризации. Каждая серия за-
канчивается колебанием мембранного потенциала очень низкой амплитуды, что еще больше за-

тягивает окончание реполяризации при основном возбуждении. Фрагмент III: индукция колеба-
ний мембранного потенциала по типу задержанной постдеполяризации и развитие триггерной ак-

тивности в препарате предсердия человека, исходно не обладавшем спонтанной активностью.
Первая осцилляция на каждой записи указана стрелкой. Записи А и Б, а также начало записи В

демонстрируют развитие постдеполяризации при стимуляции с возрастающей частотой. Отмеча-
ется постепенное увеличение амплитуды осцилляций при повышении частоты стимуляции. В кон-

це концов, колебания мембранного потенциала достигают порогового уровня и возникает ритми-
ческая триггерная активность (в середине записи В двойная стрелка), которая сохраняется даже

после прекращения стимуляции. Хотя каждый из приведенных примеров получен на частично
деполяризованном препарате, аналогичные явления наблюдаются и в сильно поляризованных

тканях. Обсуждение в тексте [87}.

Генерирование импульсов

Возбуждение и проявление потенциала действия обусловлены протеканием че-
рез клеточную мембрану достаточно деполяризующего тока, который быстро
снижает (т. е. делает менее отрицательным) трансмембранный потенциал до по-
рогового уровня. Для разных типов клеток пороговый потенциал различен и
связан с максимальным диастолическим потенциалом [33, 56, 87, 99]. Возбуж-
дающие (деполяризующие) токи могут поступать из внешнего источника или
же развиваются спонтанно. В норме они являются следствием локальной разно-

сти потенциалов, возникающей при распространении потенциала действия. Оп-
ределенные клетки, называемые автоматическими, способны генерировать та-
кие токи спонтанно; следовательно, они могут испытывать самовозбуждение и
спонтанно (автоматически) инициировать импульсы [25].
В норме автоматизм обусловлен периодическим возникновением в специализи-
рованных тканях сердца спонтанный деполяризации в фазу 4 [25] (см. рис. 4.1,
Б). Клетки с наибольшей частотой спонтанной диастолической (фаза 4) деполя-
ризации (в норме эти клетки синусового узла) служат первичными пейсмекера-
ми, остальные же — представляют собой латентные пейсмекеры. В действи-
тельности деполяризация в фазу 4 развивается, скорее всего, только в клетках
синусового узла (см. рис. 4.1, Б), в латентных же («ускользающих») водителях
ритма необходимые изменения возникают лишь в ответ на такие факторы, как
замедление синусового ритма или АВ-блокада.
Спонтанное генерирование импульсов может быть обусловлено не только мед-
ленной диастолической деполяризацией специализированных автоматических
клеток, но и другими механизмами. Поскольку такие альтернативные механиз-
мы являются недостаточными для работы в нормальных физиологических усло-
виях, их рассматривают как аномальные факторы автоматизма, а возникающую
в результате спонтанную активность — как аномальный автоматизм [100]. Этот
термин объединяет целую группу различных явлений. Спонтанные циклические
пейсмекероподобные осцилляции диастолического потенциала, не связанные с
основным инициирующим событием, представляют один из важнейших типов
активности. Такого рода активность проявляется преимущественно в угнетен-
ных, частично деполяризованных волокнах, где мембранный потенциал снижен
до уровня, при котором начинает функционировать медленный входящий ток;
отсюда название «автоматизм», вызванный деполяризацией». По-видимому, по-
добная активность может возникать при снижении диастолического потенциала
в большинстве клеток (если не во всех), включая рабочий миокард предсердий и
желудочков [101—103]. Такое явление часто наблюдается в ишемизированных
и пораженных тканях сердца [36, 74, 75, 87, 91—93]. Вполне репрезентативна в
этом отношении запись на рис. 4.4 (фрагмент 1), полученная в частично деполя-
ризованных автоматических клетках миокарда предсердий человека.
Существуют и другие типы осцилляций, которые зависят от предшествующего
инициирующего потенциала действия (т. е. триггерная активность). Такие ос-
цилляции могут возникать во время (или после завершения) реполяризации
инициирующего потенциала действия (см. рис. 4.4, фрагменты II и III). Для их
обозначения был предложен целый ряд определений, из которых наиболее ши-
роко используются термины, предложенные Cranefield: соответственно «ран-
няя» и «задержанная» постдеполяризация [30]. Ранняя постдеполяризация чаще
всего прерывает реполяризацию в фазу 2 на плато при уровне потенциала от —
20 до —25 мВ, но она может возникнуть и во время фазы 3. Она увеличивает
длительность реполяризации и рефрактерности иногда на многие секунды (см.
рис. 4.4,11). Задержанная же деполяризация (см. рис. 4.4, III) наблюдается во
время фазы 4 при более или менее нормальном уровне диастолического потен-
циала (от —70 до —185 мВ), а также при его сниженном уровне. Постдеполяри-
зация, достигающая порогового уровня, приводит к возникновению триггерных
ритмов (см. рис. 4.4,III) [104], из которых лучше всего известен ритм, обуслов-
ленный интоксикацией сердечными гликозидами.
Мембранные механизмы, лежащие в основе возникновения пейсмекерных по-
тенциалов, до конца не выяснены [29, 30, 33]. Согласно последним, работам,

пейсмекерная активность волокон Пуркинье является следствием активации
входящего тока, переносимого как Na

так и K

[105, 106]. По некоторым дан-

ным, в синусовом узле определенный вклад в пейсмекерную активность вносит
и медленный входящий ток [107—НО]. Ионные механизмы, определяющие ав-
томатическую активность частично деполяризованных миокардиальных клеток
и осцилляции постдеполяризационного типа, еще менее изучены [29, 30, 33, 34,
36, 102, 103].

Проведение

Проведение импульса (потенциала действия) в сердце является в высшей степе-
ни сложным и не до конца изученным явлением. Последние монографии и обзо-
ры Jack и соавт. [Ill], Fozzard [112], Spach и Kootsey [И3], а также Cranefield [30],
[114] показали еще большую сложность этого феномена. Проведение считается
результатом последовательной деполяризации смежных участков клеточной
мембраны за счет локальных токов, которые возникают вследствие разности по-
тенциалов между соседними сегментами покоящейся (поляризованной) и актив-
ной (деполяризованной) мембраны и текут от клетки к клетке через контакты,
обладающие низким электрическим сопротивлением. Частота, с которой осуще-
ствляется этот процесс (т. е. скорость проведения), зависит от ряда взаимосвя-
занных переменных, включая входящий ток и его детерминанты, возбудимость,
пассивные кабельные свойства сердечных волокон, их диаметр и геометрию.
В х о д я щ и й т о к. В нормальных сердечных клетках, расположенных вне
синусового узла и АВ-узла, способность распространяющегося потенциала дей-
ствия к возбуждению прилегающих участков покоящейся мембраны и, следова-
тельно, к проведению, а также скорость проведения, зависят от величины быст-
рого входящего тока Nа

, а затем — и от Vmax, которая является косвенной ме-

рой входящего тока. Входящий ток и Ушах в свою очередь связаны с мембран-
ным потенциалом клеток при возбуждении. Следовательно, скорость проведе-
ния также зависит от мембранного потенциала клеток, лежащих на пути распро-
странения импульсов (54—56, 112, 115]. Быстрый натриевый ток, Ушах и ско-
рость проведения, а также другие равнозначные факторы оптимальны в доста-
точно поляризованных волокнах, где мембранный потенциал составляет от —
85 до — 95 мВ. Снижение мембранного потенциала сопровождается уменьше-
нием быстрого входящего тока Na

, Vmax и скорости проведения [30]. Ухудше-

ние проведения связано с величиной потенциала [55, 56, 115], причем первое су-
щественное замедление обычно отмечается при значениях выше — 70 мВ, а на-
рушение проведения — при —50 мВ или ниже. При столь низких уровнях по-
тенциала быстрый натриевый ток в основном инактивируется и деполяризация
становится все более зависимой от медленного тока. На рис. 4.3, А схематиче-
ски показано изменение потенциала действия при его распространении от нор-
мально поляризованных участков к областям с постепенно уменьшающейся по-
ляризацией. Продвижение к частично деполяризованной зоне характеризуется
прогрессивным снижением амплитуды и повышением скорости деполяризации,
т. е. теми изменениями, которые должны сопровождаться все более возрастаю-
щим выраженным замедленным проведением.
Проведение зависит также от соотношения мембранного потенциала в момент
возбуждения и Vmax ответа (реактивность). Изменения этого соотношения обу-
словливают смещение нормальной кривой (клетка а) на рис. 4.3, Б вниз и вправо
(кривая для клетки б), что отражает подавление реактивности и замедление про-

ведения, поскольку Vmax ответов при любом данном потенциале уменьшается
относительно нормы. Поскольку при таком смещении проведение замедляется
при всех уровнях потенциала, это должно, во-первых, усилить нарушения про-
водимости, связанные с уменьшением мембранного потенциала, и, во-вторых,
облегчить развитие нарушений проводимости при более нормальных (т. е. более
отрицательных) уровнях потенциала. Изменения соотношения реактивности,
при которых кривая смещается вверх и влево в диапазоне высоких (отрицатель-
ных) и средних уровней потенциала, приводят к противоположным эффектам.
Парадоксально, но при смещении кривой влево в диапазоне низких потенциалов
(рис. 4.3, Б, кривая для клетки б) может возникнуть предрасположенность к раз-
витию нарушений проводимости, так как при этом облегчается генерирование
медленно нарастающих и медленно распространяющихся ответов при тех уров-
нях потенциалов, которые в других условиях оказались бы слишком положи-
тельными для поддержания какой бы то ни было активности.
Многочисленные кардиоактивные препараты, в том числе многие стандартные
антиаритмические средства, влияют на проводимость посредством изменения
реактивности миокарда [25, 30, 38—44]. Угнетающее влияние хинидина и ново-
каинамида отражается главным образом в смещении кривой реактивности вниз
и вправо [116, 117]. Ишемия и повреждение миокарда, по-видимому, оказывают
аналогичное действие. Исследования инфарцированного желудочка собаки [70,
71, 74, 75] и пораженного миокарда у человека [36, 87] показывают, что кривая
реактивности (по крайней мере для некоторых клеток) смещается вниз и вправо
в диапазоне высоких и средних уровней потенциала, но вверх и влево—при низ-
ких уровнях (рис. 4.3, Б, клетка б). Последнее, вероятнее всего, отражает акти-
вацию медленного входящего тока при низких потенциалах. В любом случае
оба типа смещения предрасполагают к усилению нарушений проведения и абер-
рантности.
Возбудимость и проведение. Проведение зависит также от возбудимости мем-
браны [118—120]. Понятие «возбудимость» связано с величиной тока, необхо-
димого для снижения мембранного потенциала от уровня, существовавшего при
стимуляции, до порога с последующей инициацией потенциала действия. Этот
показатель является сложной функцией, зависящей от ряда факторов, включая
уровень мембранного потенциала и пороговый потенциал. Снижение возбуди-
мости синонимично увеличению амплитуды тока, необходимого для возбужде-
ния; при неизменности других факторов оно сопровождается замедлением про-
ведения. Повышение возбудимости имеет противоположный эффект. На этом
основании объясняется ускорение проведения в ответ на умеренную деполяри-
зацию [118—120]. Действительно, зависимые от длительности сердечного цик-
ла изменения возбудимости угнетенных клеток системы Гис—Пуркинье пред-
положительно служат причиной интермиттирующей блокады ножки пучка
[150]. Некоторые физиологические и фармакологические факторы, влияющие
на проводимость, способны оказывать равноценное (или по крайней мере час-
тичное) влияние и на возбудимость. То же представляется справедливым для ка-
лия: увеличение его внеклеточной концентрации с 2,7 до 4 мМ сопровождается
повышением возбудимости и скорости проведения. Дальнейшее повышение
концентрации более 7 мМ подавляет возбудимость и проведение [119]. Депрес-
сивное влияние лидокаина и новокаинамида на проведение может быть связано
с их действием, снижающим возбудимость [121, 122]. Ишемия и заболевание
миокарда также могут угнетать возбудимость и тем самым влиять на проведе-
ние.

К а б е л ь н ы е с в о й с т в а и п р о в е д е н и е . Считается, что сердечные
волокна по своим электрическим свойствам во многом напоминают одномер-
ный коаксиальный кабель [23, 31, 111, 112]. Отдельные клетки миокарда элек-
трически связаны между собой посредством специализированных низкоомных
[123] мембранных структур [124, 125] — нексусов, или вставочных дисков
[126], которые облегчают протекание тока между клетками, так что цепочки
клеток можно в функциональном смысле рассматривать как длинные кабели.
Электрические свойства таких структур, получившие название «пассивных»
или «кабельных» свойств, включают в себя сопротивление (величину, обратную
проводимости) и емкость мембраны, а также внутреннее продольное сопротив-
ление (суммарное сопротивление цитоплазмы и нексусов). Эти факторы опреде-
ляют протекание тока от клетки к клетке и, следовательно, являются основными
детерминантами проводимости [23, 30, 36, 111, 112, 114]. Изменение этих пара-
метров оказывает глубокое влияние на проведение [127].
Есть основания полагать, что изменения кабельных свойств под действием пре-
паратов или при патологических состояниях могут способствовать развитию на-
рушений проведения в клинических условиях. Например, имеются данные о
том, что токсические дозы оуабаина [128], ацидоз [129], гипоксия и ишемия
[130], сопровождающиеся аномалиями проведения in vivo, видимо, повышают
сопротивление нексусов. Результаты математического моделирования показы-
вают, что определенное повышение внутреннего сопротивления приводит к
полной блокаде проведения вследствие электрического разобщения клеток
[131]. Есть также основания полагать, что электрическое разобщение происхо-
дит в пораженном миокарде желудочков человека [87]. Таким образом, выдви-
нуто предположение о возможной роли изменений кабельных свойств в разви-
тии медленного проведения и нарушений ритма у больных с заболеванием серд-
ца. Точный механизм, лежащий в основе электрического разобщения, неясен, но
определенное участие здесь, по-видимому, принимают ионы Са

, на что указы-

вают результаты исследований, в которых внутриклеточная инъекция кальция
вызывала повышение внутреннего сопротивления [132].
Ряд воздействий, усиливающих вызванное ишемией или гипоксией повышение
внутриклеточного сопротивления, включая повышение частоты стимуляции,
также увеличивают внутриклеточную концентрацию Са

[133].

Нарушения проводимости

Нарушения проведения возбуждения в сердце могут быть обусловлены множе-
ством различных факторов. Хорошо известны врожденные и приобретенные
аномалии специализированных тканей, а также их разрушение вследствие забо-
левания [8]. В нормальном сердце, вероятно, наиболее частой причиной анома-
лий является распространение импульсов в волокнах с низким мембранным по-
тенциалом. Повышение степени аберрации проведения, по-видимому, связано
здесь с электрофизиологическими свойствами частично деполяризованных во-
локон с медленным ответом [30, 34], а также изменениями, возникающими при
ишемии [74, 75] и повреждении сердца [36, 87]. Важную роль играют также из-
менения возбудимости и кабельных свойств сердечных волокон, которые обу-
словлены действием препаратов и патологическими процессами [31, 111, 112],
особенностями строения волокон, а также временной и пространственной кон-
вергенцией импульсов [134, 135]. При обсуждении этих вопросов основное вни-

Аритмии сердца. Механизмы, диагностика, лечение - часть 30