Старение увеличивает риск сердечно–сосудистых заболеваний. Наиболее распространенными заболеваниями у людей в пожилом возрасте является артериальная гипертензия (АГ). В России распространенность АГ после 60 лет превышает 60 %, после 80 лет достигает 80 % [5]. Старение и АГ являются важными факторами в формировании гипертрофии миокарда. Данные по структурному и электрическому ремоделированию желудочков сердца при старении и гипертензии на животных и человеке сопоставимы [10]. Удобной моделью для изучения закономерностей ремоделирования миокарда являются линии крыс с генетически детерминированной АГ. Крысы линии НИСАГ являются адекватной экспериментальной моделью наследственно обусловленной стресс чувствительной АГ, позволяющей воспроизвести признаки и симптомы, свойственные гипертонической болезни у человека [1]. Показано раннее структурное ремоделирование миокарда у крыс линии НИСАГ [6], заключающиеся в гипертрофии левого желудочка. К годовалому возрасту, крысы линии НИСАГ имеют физиологические признаки глубокой старости [2].
Перспективным методом для изучения динамики развития патологических процессов сердечно-сосудистой системы, в том числе и при формировании АГ является синхронное многоканальное картографирование кардиоэлектрического поля [3, 4, 7].
Цель исследования – анализ электрического поля сердца на поверхности тела крыс с стресс-индуцированной артериальной гипертензией в период начальной и конечной желудочковой активности на фоне старения.
Материалы и методы исследования
Методом синхронной кардиоэлектротопографии исследовано кардиоэлектрическое поле на поверхности тела 12-ти месячных самцов нормотензивных крыс линии Вистар (n = 10) и гипертензивных линии НИСАГ (n = 10) в периоды начальной и конечной желудочковой активности. Наркотизированные золетилом (3,5 мг/100 г веса в/м) животные находились в положении лежа на спине. Массу тела измеряли при помощи весов лабораторных (ACOM JW-1, точность 0,05 г, Южная Корея).
Систолическое артериальное давление измеряли непрямым методом в хвостовой артерии устройством для неинвазивной оценки (СДК-1, Санкт-Петербург). Регистрацию кардиопотенциалов осуществляли при помощи 64 подкожных игольчатых электродов, равномерно распределенных вокруг туловища животного от уровня основания ушей до последнего ребра. Синхронно с униполярными электрограммами от поверхностных электродов регистрировали электрокардиограмму в отведениях от конечностей. Анализ амплитудно-временных параметров электрического поля сердца производили по эквипотенциальным моментным картам. Отсчет времени в (мс) осуществляли относительно RII-пика на ЭКГ во втором отведении от конечностей, до RII-пика время указывали со знаком минус.
Статистическую обработку вариационных рядов и проверку их на нормальность распределения проводили пакетом Statistica 10.0. Данные представлены в виде среднее ± стандартное отклонение. Достоверность оценивали критерием Стъюдента для двух независимых выборок. Значения считали значимыми при р < 0,05.
Результаты исследования и их обсуждение
Масса тела 12-месячных животных разных линий достоверно не отличалась: составляла 285,27 ± 27,64 г. у крыс линии Вистар и 310,21 ± 15,95 г. у крыс линии НИСАГ. Показано достоверно большее систолическое давление у крыс линии НИСАГ – 189 ± 19 мм рт. ст. по сравнению с крысами линии Вистар – 148 ± 20 мм рт. ст.
Электрическое поле сердца на поверхности тела 12-ти месячных крыс линии Вистар в период деполяризации желудочков формируется за 10-11 мс до пика зубца RII, при этом зона положительных кардиопотенциалов располагается краниально, отрицательных – каудально (табл. 1).
Таблица 1
Амплитудно-временные параметры кардиоэлектрического поля на поверхности тела крыс линий Вистар и НИСАГ в возрасте 12-ти месяцев в период начальной желудочковой активности
|
Показатель |
Вистар |
НИСАГ |
|
Начало формирования поля, мс |
– 10,9 ± 0,3 |
– 13,5 ± 0,7* |
|
Завершение первой инверсии, мс |
– 6,2 ± 0,6 |
– 4,9 ± 0,7* |
|
Завершение второй инверсии, мс |
5,5 ± 0,5 |
5,9 ± 0,8 |
|
Максимальное значение положительного экстремума в период комплекса QRS, мВ |
0,81 ± 0,24 |
0,81 ± 0,25 |
|
Максимальное значение отрицательного экстремума в период комплекса QRS, мВ |
– 0,97 ± 0,23 |
– 0,69 ± 0,15* |
|
Момент достижения положительным экстремумом своего максимального значения, мс |
0,41 ± 0,77 |
1,18 ± 0,93 |
|
Момент достижения отрицательным экстремумом своего максимального значения, мс |
0,06 ± 0,39 |
3,19 ± 0,96* |
|
Длительность деполяризации желудочков, мс |
16 ± 2 |
20 ± 3* |
Примечание: * – р 0,05.
В период восходящей фазы зубца RII происходит смещение положительной и отрицательной зон кардиопотенциалов, что приводит к изменению их взаимного расположения – первой инверсии, в результате отрицательная зона располагается краниально, положительная – каудально. В период максимальной желудочковой активности, соответствующей RII пику, зона положительных кардиопотенциалов занимает каудальную часть вентральной поверхности грудной клетки, отрицательная – краниальную часть вентральной и всю дорсальную поверхности. Второе смещение кардиопотенциалов завершается на восходящей фазе зубца SII. В результате второй инверсии зона положительных потенциалов располагается в краниальной, отрицательных – в каудальной части грудной клетки. В период конечной желудочковой активности, в начале ST-T комплекса на 8,1 ± 1,9 мс относительно RII-пика (табл. 2) происходит дальнейшее смещение положительной и отрицательной зон, что приводит к третьей инверсии кардиопотенциалов, в результате которой положительная зона располагается на вентральной поверхности грудной клетки каудально, отрицательная занимает краниальную часть вентральной и всю дорсальную поверхности.
Таблица 2
Амплитудно-временные параметры кардиоэлектрического поля на поверхности тела крыс линий Вистар и НИСАГ в возрасте 12-ти месяцев в период конечной желудочковой активности
|
Показатель |
Вистар |
НИСАГ |
|
Начало третьей инверсии, мс |
8,1 ± 1,9 |
11,8 ± 1,3* |
|
Завершение третьей инверсии, мс |
11,6 ± 1,2 |
15,3 ± 0,5* |
|
Максимальное значение положительного экстремума в период комплекса ST-T, мВ |
0,24 ± 0,09 |
0,29 ± 0,05 |
|
Максимальное значение отрицательного экстремума в период комплекса ST-T, мВ |
– 0,22 ± 0,02 |
– 0,18 ± 0,02* |
|
Момент достижения положительным экстремумом своего максимального значения, мс |
29,48 ± 1,58 |
35,33 ± 0,54* |
|
Момент достижения отрицательным экстремумом своего максимального значения, мс |
22,18 ± 1,48 |
32,03 ± 0,92* |
|
Длительность реполяризации желудочков, мс |
53,6 ± 3,8 |
61,9 ± 5,1* |
Примечание: * – р 0,05.
Далее в период конечной желудочковой активности (в течение комплекса ST-T), установившееся после третьей инверсии взаимное расположение зон кардиопотенциалов на поверхности грудной клетки, не изменяется.
Анализ кардиоэлектрического поля на поверхности тела 12-ти месячных крыс линии НИСАГ показал сходную динамику распределения зон положительных и отрицательных кардиопотенциалов в периоды начальной и конечной желудочковой активности по сравнению с крысами линии Вистар той же возрастной группы. Были выявлены достоверные различия амплитудно-временных параметров кардиоэлектрического поля у 12-ти месячных крыс линии НИСАГ по сравнению с крысами линии Вистар (табл. 1, 2).
Анализ кардиоэлектрического поля на поверхности тела 12-ти месячных крыс линии НИСАГ показал, что траектории смещения зон положительных и отрицательных кардиопотенциалов и экстремумов кардиоэлектрического поля на поверхности тела в период деполяризации и реполяризации желудочков близки к выявленным нами ранее и характерны для гипертензивных крыс с уже сформировавшейся гипертрофией левого желудочка при экспериментально вызванной реноваскулярной гипертензии [3] и молодых крыс линии НИСАГ [7].
Выявлены достоверные изменения амплитудно-временных параметров кардиоэлектрического поля у 12-ти месячных крыс линии НИСАГ по сравнению с крысами линии Вистар той же возрастной группы. У 12-ти месячных крыс линии НИСАГ электрическое поле сердца на поверхности тела в период деполяризации желудочков формируется достоверно раньше, чем у крыс линии Вистар. Показано достоверное большее время достижения отрицательным экстремумом своего максимального значения и меньшая его амплитуда у 12-ти месячных крыс линии НИСАГ по сравнению с крысами линии Вистар. Нами выявлена большая длительность деполяризации у 12-ти месячных крыс линии НИСАГ по сравнению с нормотензивными животными. По-видимому, это вызвано задержкой проведения возбуждения, связанной с увеличением внутриклеточного сопротивления, вследствие изменения электрического соединения между кардиомиоцитами и снижения анизотропии в гипертрофированном миокарде левого желудочка [11].
В период реполяризации желудочков нами показано, что у 12-ти месячных крыс линии НИСАГ наблюдается достоверно более низкая амплитуда максимального отрицательного экстремума по сравнению с крысами линии Вистар того же возраста. В период ST-T комплекса у крыс линии НИСАГ выявлено большее время достижения положительным и отрицательным экстремумами своего максимального значения; большая длительность реполяризации желудочков у 12-ти месячных крыс линии НИСАГ по сравнению с крысами линии Вистар той же возрастной группы. Эти изменения вызваны нарушением процесса восстановления возбудимости в гипертрофированном миокарде: удлинением потенциала действия кардиомиоцитов [8] и снижением скорости проведения в гипертрофированном левом желудочке [9]. Возраст и повышенное артериальное давление независимо влияют на мембранную емкость и длительность потенциала действия кардиомиоцитов [8] и гипертензию можно рассматривать как ускоритель процесса старения [10].
Заключение
У гипертензивных крыс линии НИСАГ при старении структурное и электрофизиологическое ремоделирование миокарда приводит к существенным изменениям амплитудно-временных характеристик кардиоэлектрического поля на поверхности тела в период деполяризации и реполяризации желудочков сердца.
Работа выполнена при финансовой поддержке комплексной программы развития УрО РАН «Формирование электрической активности сердца при артериальной гипертензии в процессе старения № 15-5-4-9.