CC BY
3УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЦЕССОВ В СИНОАТРИАЛЬНОМ УЗЛЕ СЕРДЦА КОШКИ ПРИ РАЗДРАЖЕНИИ БЛУЖДАЮЩЕГО НЕРВА
Сомов И.М.
Психоневрологический диспансер № 2 Министерства здравоохранения
Краснодарского края, г. Армавир Научный руководитель профессор Покровский В.М.
Аннотация. В экспериментах, проведенных на сердцах 14 кошек, помещённых в высокочастотное электромагнитное поле, вызванное особым устройством, наблюдали свечение пейсмейкера в фазу деполяризации. При залповой стимуляции электрическими импульсами вагосимпатического ствола отмечали развитие вагусно - сердечной синхронизации. Очаг свечения в зоне пейсмейкера при этом значительно увеличивался, а томографическая регистрация этого очага свечения показала значительное увеличение диаметров и площадей его томографических срезов по сравнению с исходным состоянием, что при вагусно - сердечной синхронизации может служить маркером её развития.
Ключевые слова: устройство для изучения очага возбуждения в САУ кошки.
Актуальность: факты управления ритмом сердца посредством залпового раздражения блуждающего нерва, полученные в ряде отечественных и зарубежных лабораторий, в определённых диапазонах частот не могут быть объяснены традиционным теориями генерации сердечного ритма в синоатриальном узле (А.А. Зубков, 1936; Н. Suga, М. Oshima, 1968; J.V. Reid, 1969; M.N. Levy с соавт., 1969; В.М. Покровский, 2007). Результаты многолетних изучений феномена управляемой брадикардии в лаборатории В.М. Покровского позволили ему сформулировать концепцию иерархической системы ритмогенеза сердца. Согласно этой концепции, в естественных условиях ритм сердца зарождается в головном мозге в форме залпов нервных импульсов, которые по блуждающим нервам поступают к синоатриальному узлу (САУ) сердца, и при взаимодействии с ним формируется сердечный ритм. При этом в целостном организме внутрисердечный генератор является жизнеобеспечивающим фактором, поддерживающим насосную функцию сердца, когда центральная нервная система не обеспечивает задание сердечного ритма. Центральный генератор играет существенную роль при осуществлении адаптивных реакций сердца в естественных условиях. Возможность сердца воспроизводить ритм, заданный ЦНС, основывается на специфичности электрофизиологических процессов во
внутрисердечном пейсмейкере. Интеграция двух иерархических уровней ритмогенеза обеспечивает надёжность и функциональное совершенство системы генерации ритма сердца в целостном организме (В.М. Покровский, 2005, 2007, 2010, 2016, 2017, 2021).
Периферическим звеном этой системы является усвоение сино-атриальным узлом сердца ритма блуждающего нерва.
Моделью этого процесса является вагусно-сердечная синхронизация.
Существующие в настоящее время методы изучения очага первоначального возбуждения не отражают процессы, происходящие в глубине ткани сердца, а лишь регистрируют сигналы, проецирующиеся на поверхность сердца, хотя источник возбуждения - пейсмейкер лежит в глубине ткани.
Поэтому представляет интерес метод визуализации очага свечения в области синоатриального узла теплокровного животного под действием высокочастотного электрического поля, являющегося маркером очага первоначального возбуждения.
Цель исследования: выявить особенности возбуждения в синоатриальной области сердца кошки с помощью устройства для получения высокочастотного электрического поля с целью углубления представлений о ритмогенезе сердца.
Материалы и методы исследования: были проведены эксперименты на 14 кошках в состоянии тиопенталового наркоза. После вскрытия грудной клетки на синоатриальную область работающего сердца помещали устройство для визуализации (сканер КЭЛСИ фирмы Elsys,, Санкт-Петербург, Россия), позволявшее создать высокочастотное электромагнитное поле высокой напряженности (1024 Гц). В фазу деполяризации визуально определялось свечение пейсмейкера венозного синуса сердца кошки в глубине ткани. Свечение регистрировалось специальной высокочувствительной телекамерой (1000 снимков в секунду). Проводили запись электрокардиограммы в первом стандартном отведении, регистрировали очаг свечения в синоатриальной области, раздражали периферический конец перерезанного блуждающего нерва залпами электрических импульсов из 3, 5, 7 импульсов в залпах. При раздражении получали вагусно-сердечную синхронизацию.
Регистрацию очага свечения осуществляли до раздражения нерва, при раздражении периферического конца блуждающего нерва до получения вагусно-сердечной синхронизации и при развитии вагусно-сердечной синхронизации путем стимуляции нерва залпами, состоящими из 3, 5, 7 электрических импульсов.
Статистический анализ результатов исследования был проведен с использованием программ: «Statistika 6,0 for Windows». Вычислялись величины: М - средняя арифметическая, m - стандартная ошибка средней арифметической, P - показатель достоверности различий. За достоверные
различия в сравнении средних величин в парных сравнениях брали ^ критерий Стьюдента при р<0,05.
Результаты исследования: для проведения указанных выше экспериментов на теплокровном животном - кошке была использована специальная установка.
Блок-схема этой установки представлена на рисунке 1.
Компьютерная программа по интенсивности свечения делала томографические срезы светящегося очага в синоатриальной области сердца кошки. Определяли площади каждого из срезов, расстояние между срезами, расстояние, проходимое возбуждением (свечением) в каждом срезе (рис. 2). Программа строила гистограммы яркости свечения и гистограммы длин волн свечения.
Рис. 1. Блок-схема установки 1 - кошка, 2 - камера для визуализации очага свечения в высокочастотном электрическом поле и телекамера, 3 - блок управления высокочастотным электрическим полем, 4 - компьютер для получения изображения очага свечения в высокочастотном электрическом поле и регистрации электрокардиограммы, 5 -электроды на блуждающих нервах, 6 - электростимулятор с электродами для раздражения периферического конца перерезанного блуждающего нерва, 7 - штативы, 8 - провода от электрокардиографических электродов, 9 - аппарат искусственной
вентиляции легких «Вита»
Рис. 2. Срезы очага свечения в синоатриальном узле сердца кошки
Слева по вертикали цифрами указаны номера срезов: 1 - область наиболее интенсивного свечения, соответствующая очагу первоначального возбуждения (самый глубокий срез), номера срезов повышаются в сторону эпикарда (2 - 7); И - расстояние между срезами; ё - расстояние, проходимое возбуждением (свечением) в каждом срезе по
горизонтали.
Площадь среза свидетельствует о величине участка ткани, охваченного возбуждением. Площадь оценивалась по сканограмме и, исходя из величины увеличения, переводилась в истинное значение в мм2.
Расстояние между срезами светящегося очага отражает путь распространения возбуждения в вертикальной плоскости, чем больше расстояние между срезами (И), тем выше скорость распространения возбуждения по вертикали.
Расстояние, проходимое возбуждением (свечением) в каждом срезе в горизонтальной плоскости, зависит от расстояния, пройденного возбуждением из первоначального очага в единицу времени. Поскольку время фиксации одинаково для всех срезов, то по этому параметру можно судить о скорости проведения возбуждения: чем это расстояние (ё) больше, тем больше скорость.
Гистограмма яркости свечения отражает силу процесса возбуждения. Гистограмма длин волн отражает спектр свечения.
Раздражение периферического конца перерезанного блуждающего нерва осуществлялось с использованием электростимулятора ЭСУ - 1 электрическими импульсами длительностью 2 мс, частотой 20 Гц, амплитудой 1В.
Выводы: устройство для экспериментальных исследований в САУ сердца теплокровного животного - кошки (сканер КЭЛСИ фирмы Elsys„ Санкт-Петербург, Россия), создающее высокочастотное электромагнитное поле высокой напряженности (1024 Гц), позволяет выявлять очаг свечения в устье краниальной полой вены, связанный с ритмом сердца, внутри которого наблюдается область наибольшей интенсивности свечения, далее
следуют зоны менее интенсивного свечения. Цель проведенных экспериментальных исследований - углубление представлений о ритмогенезе сердца.
Литература
1. Сомов И. М. Роль высокочастотного электрического поля в экспериментальных исследованиях очагов возбуждения в пейсмейкере сердца кошки // Материалы междунар. науч.-практ. конф. «Современные тенденции в науке, технике, образовании». - Смоленск, 2016. С.18-20.
2. Сомов И. М. Современные тенденции в изучении свечения очага возбуждения в синоатриальной области сердца кошки // Международный журнал экспериментального образования, 2016. № 3 (ч. 1). С.79.
3. Сомов И. М. Визуализация процесса возбуждения в возбудимых тканях / Н. В. Махнова, В. А. Минкин, А. Н. Арделян, И. А. Головин, Е. И. Грицаев, А. В. Коданев, Н. В. Корнилова, Ю. Ю. Перова, В. В. Попков, А. С. Саркисян, ИМ. Сомов, Н. М. Шулая, Л. А. Скорикова // Материалы 5 Съезда физиологов СНГ, Сочи, 2016. С.161.
4. Сомов И.М. исследование визуализации очага первоначального возбуждения в синоатриальном узле сердца кошки при усвоении ритма блуждающего нерва // «XIV Международный постоянно дейсвующий конгресс «Экология и дети». Сборник материалов. I том. г. Анапа, 2017. С. 250-252.
5. Покровский В.М., Абушкевич В.Г., Сомов И.М. Визуализация очага первоначального возбуждения в синоатриальном узле сердца кошки при усвоении ритма блуждающего нерва // Здоровье нации в XXI веке. 23 сентября 2021 г. Материалы II Всероссийской научно - практической конференции, Краснодар, 2021. С.88-96.
