Нейронные механизмы фибрилляции предсердий

1. Обзор иннервации сердца В настоящее время считается, что нервный центр, регулирующий функцию сердечно-сосудистой системы, расположен в продолговатом мозге и называется сердечно-сосудистым центром (ССЦ). Нервная регуляция сердечно-сосудистой системы осуществляется сердечно-сосудистым центром посредством различных сердечно-сосудистых рефлексов. Нервы, иннервирующие сердце, являются частью вегетативной нервной системы — висцеральной нервной системы, которая включает в себя сердечный симпатический и сердечный блуждающий нервы. При изучении механизма фибрилляции предсердий ученые применяют метод классификации иннервации сердца на внешние (extrinsic) и внутренние (intrinsic) нервы, что в большей степени способствует научным исследованиям и позволяет получить новые сведения о нейронном механизме фибрилляции предсердий. К экстернальным нервам сердца относятся ядра сердечно-сосудистого центра, симпатический ствол, вагальный ствол и ганглии, окружающие сердце; к иннервационным нервам сердца — ганглии и нервные волокна в эпикардиальной жировой подушке, которые образуют сеть нервов, регулирующих деятельность сердца. Юань Чжан и др. применяли стимуляцию вагального ствола, представляющую собой внешний раздражитель, и ганглионарную стимуляцию, представляющую собой внутренний раздражитель, к правой верхней легочной вене и правой ушной раковине и сравнивали уязвимость предсердий, измеренную в этих двух точках. Было обнаружено, что вагальная стимуляция оказывает более выраженное влияние (более широкий WOV) на окно уязвимости предсердий в правом ушке, чем ганглионарная стимуляция, в то время как в правой верхней легочной вене именно ганглионарная стимуляция может привести к более широкому WOV. Блуждающий нерв сердца и механизм фибрилляции предсердий Концепция, согласно которой вегетативная нервная система сердца играет важную роль в развитии и поддержании фибрилляции предсердий, была общепринята учеными в стране и за рубежом, и появилось большое количество исследований, посвященных роли вегетативной нервной системы, особенно блуждающего нерва сердца, в механизме фибрилляции. Тем не менее исследования роли блуждающего нерва в механизме фибрилляции предсердий до сих пор остаются «горячей точкой» в этиологии фибрилляции предсердий. В основном они посвящены следующим аспектам: распределению М-рецепторов в сердце, положению связки Маршалла в нейронном механизме эпизодов МА, а также различным эффектам вагальной стимуляции у пожилых и молодых людей. Распределение ацетилхолина и М-рецепторов и механизмы фибрилляции предсердий Многочисленные исследования показали, что вагальная стимуляция приводит к укорочению эффективного рефрактерного периода предсердий, сокращению длительности потенциала действия и увеличению дисперсии длительности потенциала действия, а также может повышать индуцируемость фибрилляции предсердий. Эта точка зрения была принята большинством ученых, и в исследованиях Berenfeld O et al. и Hirose M et al. было установлено, что быстрая стимуляция в присутствии ацетилхолина легко вызывает фибрилляцию предсердий. Qing-Yan Zhao et al. тщательно и систематически исследовали влияние вагальной стимуляции и плотности распределения М-рецепторов на индуцируемость МА. Они сравнили временные интервалы потенциалов действия в различных отделах предсердия (включая левое ушко, правое ушко, левое предсердие и правое предсердие) при различной интенсивности вагальной стимуляции, измерили плотность распределения М-рецепторов в различных отделах предсердия методом белкового блотинга и измерили опосредованный калиевыми каналами поток калия в различных отделах предсердия с помощью патч-клампинга. Было обнаружено, что вагальная стимуляция действительно может укорачивать временной ход потенциала действия и увеличивать дисперсию временного хода потенциала действия. Плотность М-рецепторов, а также входящий поток ионов калия были выше в левой и правой ушных раковинах, чем в левом и правом предсердиях. Сделан вывод о том, что левое и правое предсердия играют важную роль в вагально индуцированной фибрилляции предсердий. Вагальные волокна в связке Маршалла и механизм фибрилляции предсердий Связка Маршалла расположена над левой ушной раковиной, латеральнее левой верхней легочной вены, и впадает в коронарный синус (КС) через диагональную вену левого предсердия.Связка Маршалла — это культя левой верхней полой вены, которая в норме состоит из складчатого перикарда, содержащего кровеносные сосуды, мышечные волокна и нервные волокна.Связка Маршалла — это культя левой верхней полой вены, которая в норме состоит из складчатого перикарда, содержащего кровеносные сосуды, мышечные волокна и нервные волокна. Основными нервными волокнами в связке Маршалла являются холинергические нервные волокна, которые находятся в тесном контакте с сердечными ганглиями. В то же время в связке Маршалла имеется некоторое количество адренергических нервных волокон. XINGPENG LIU и др. изучали индуцируемость фибрилляции предсердий и электрофизиологические показатели предсердий до и после абляции ligamentum maritimum и обнаружили, что после абляции ligamentum maritimum эффективный рефрактерный период предсердий, связанных со связкой maritimum, значительно удлиняется (снижается уязвимость) и индуцируемость фибрилляции предсердий значительно снижается. Сравнивая потенциалы фрагментации предсердий в области связки Маршалла с потенциалами в легочных венах во время эпизодов фибрилляции предсердий, они обнаружили, что потенциалы фрагментации в области связки Маршалла встречаются чаще, чем в легочных венах, и выдвинули предположение о том, что связка Маршалла играет важную роль в поддержании фибрилляции предсердий. Возраст влияет на вагальное влияние на МА Преклонный возраст, являющийся фактором риска развития МА, признан отечественными и зарубежными учеными. Однако большое количество исследований показало, что существует разница в механизме возникновения МА у людей пожилого и молодого возраста, и эта разница в механизме на сегодняшний день неизвестна. Поиск различий в механизмах фибрилляции предсердий в разном возрасте с точки зрения иннервации сердца является важной зацепкой в современных научных исследованиях. Yu Hui Yang et al., используя кроликов в возрасте 36-48 месяцев (группа senescent), представляющих преклонный возраст, изучали распределение М-подобных рецепторов в сердце в разном возрасте и влияние парасимпатических нервов на восприимчивость к фибрилляции предсердий и обнаружили, что распределение М-подобных рецепторов варьирует в разных отделах сердца и наиболее высоко в свободной стенке левого предсердия. Экспрессия М-рецепторов в старческой группе значительно увеличилась по сравнению со зрелой группой, а индуцируемость МА в старческой группе была выше, чем в других группах. На основании этого был сделан вывод, что изменение распределения М-подобных рецепторов, тесно связанное с возрастом, может быть причиной высокой распространенности МА в группе старения. MÁRIO MARTINS OLIVEIRA и др. провели тест с наклоном в вертикальном положении и сравнили его результаты у пациентов с пароксизмальной фибрилляцией предсердий пожилого возраста и пациентов с вазовагальными синкопе того же возраста. Они обнаружили, что у пожилых пациентов с пароксизмальной фибрилляцией предсердий и пожилых пациентов с вазовагальным обмороком пассивный тест с наклоном в вертикальном положении может быть положительным, и даже в процессе эксперимента можно увидеть индуцированную пароксизмальную фибрилляцию предсердий, а пассивный тест с наклоном при фибрилляции предсердий в пожилом возрасте они назвали «ложноположительным». Это свидетельствует о том, что возникновение фибрилляции предсердий у пожилых людей тесно связано с вагальной гиперактивностью, и использование дисбаланса вегетативной нервной системы в качестве отправной точки для выяснения различий между механизмами возникновения фибрилляции предсердий у пожилых и старых людей может стать направлением будущих научных исследований. 3. Сердечные симпатические нервы и механизм возникновения фибрилляции предсердий Как уже упоминалось, сердечный блуждающий нерв может изменять электрофизиологические показатели, представленные эффективным рефрактерным периодом предсердий, что, в свою очередь, повышает индуцируемость фибрилляции предсердий. В отличие от блуждающего нерва симпатический нерв сердца также увеличивает индуцируемость МА, а МА индуцируется триггерной активностью при наличии повышенной симпатической активности. Однако влияние симпатического нерва сердца на электрофизиологические показатели предсердий в отечественных и зарубежных исследованиях неоднозначно. По сравнению с исследованиями влияния блуждающего нерва сердца на возникновение фибрилляции предсердий, отечественные и зарубежные исследования симпатических нервов сердца и механизма фибрилляции предсердий были менее интенсивными. Rahul N. Doshi et al. исследовали взаимосвязь между хронической фибрилляцией предсердий, вызванной длительной быстрой стимуляцией предсердий, и симпатическими нервами, используя изопротеренол в качестве стимула симпатического нерва. Было обнаружено, что фибрилляция предсердий может быть индуцирована вмешательством изопротеренола в присутствии длительной быстрой стимуляции предсердий, но не в отсутствие быстрой стимуляции, и что изопротеренол индуцирует вегетативную электрическую активность, исходящую из связки Маршалла, которая исчезает после абляции связки Маршалла. Клеточная иммунология показала, что связка Маршалла содержит комплексную гидроксилазу (+) нервных волокон, т.е. адренергические нервные волокна. Они пришли к выводу, что адреналин вызывает фибрилляцию предсердий путем вызывания эктопического агонизма и что симпатическая иннервация связки Маршалла играет важную роль в этом процессе. J. Vijay Jayachandran et al. применили ПЭТ-визуализацию (гидроксиэфедрин в качестве контрастного вещества) для изучения электрофизиологического ремоделирования предсердий при длительной быстрой стимуляции предсердий. Было обнаружено, что длительная быстрая стимуляция предсердий приводит к увеличению плотности распределения адренергических нервных волокон в предсердиях. Концентрация норадреналина в изолированной ткани предсердий увеличивается. При этом окружность клеток предсердий (длина цикла) была больше в правом предсердии, чем в левом, а плотность распределения адренергических нервных волокон была выше в правом предсердии, чем в левом. Они пришли к выводу, что быстрая стимуляция предсердий может вызывать симпатическое ремоделирование сердца, т.е. увеличение плотности распределения симпатических нервных волокон, и что симпатические нервные волокна оказывают влияние на электрофизиологические показатели предсердий (в отличие от отечественных и зарубежных исследований). Некоторые ученые классифицируют фибрилляцию предсердий на «вагальную фибрилляцию предсердий» и «симпатическую фибрилляцию предсердий» в соответствии с различной вагальной и симпатической чувствительностью фибрилляции предсердий. Первая возникает преимущественно ночью, во время сна и приема пищи, и чувствительна к вагальной стимуляции, вторая — днем, во время физической нагрузки, и чувствительна к симпатической стимуляции. Классификация фибрилляции предсердий на «вагальную фибрилляцию предсердий» и «симпатическую фибрилляцию предсердий» позволяет лучше ориентироваться в изучении нейронного механизма фибрилляции предсердий. Влияние вентральной денервации на частоту возникновения фибрилляции предсердий после коронарного шунтирования Частота возникновения фибрилляции предсердий после коронарного шунтирования колеблется от 19 до 27% и является основной причиной послеоперационной смерти. Послеоперационная фибрилляция предсердий возникает в основном на второй и третий послеоперационные дни. В литературе можно встретить большое количество сообщений о применении денервации сердца для профилактики фибрилляции предсердий после коронарного шунтирования, которые носят несколько противоречивый характер. Melo J et al. провели клиническое рандомизированное контролируемое исследование вентральной денервации сердца перед коронарным шунтированием с целью профилактики фибрилляции предсердий после шунтирования. Число случаев составило 207 в группе «случай» и 219 в контрольной группе. Было установлено, что вентральная денервация сердца перед коронарным шунтированием занимает всего на 5 ± 2 минуты больше времени, чем в контрольной группе, и не сопровождается значительными осложнениями. Вентральная денервация привела к значительному уменьшению частоты фибрилляции предсердий после шунтирования и продолжительности эпизодов фибрилляции предсердий по сравнению с контрольной группой. Профилактический эффект вентральной денервации сердца в отношении фибрилляции предсердий был выше в младшей возрастной группе, чем в старшей. Авторы пришли к выводу, что вентральная денервация сердца является безопасной и эффективной мерой профилактики развития фибрилляции предсердий после шунтирования. Иной вывод был сделан в исследовании Omran AS et al. Они включили 220 пациентов, перенесших операцию шунтирования коронарных артерий, и разделили их на пациентов и контрольную группу в зависимости от того, проводилась ли им вентральная денервация предсердий, и обнаружили, что вместо снижения частоты возникновения послеоперационной фибрилляции предсердий вентральная денервация сердца, как правило, увеличивала частоту возникновения послеоперационной фибрилляции предсердий по сравнению с контрольной группой. Множественный регрессионный анализ показал, что возраст и вентральная денервация сердца являются факторами риска развития послеоперационной фибрилляции предсердий после шунтирования. Авторы пришли к выводу, что вентральная денервация сердца при шунтировании не должна выполняться в качестве профилактической меры против послеоперационной фибрилляции предсердий и что вентральная денервация сердца является фактором риска развития послеоперационной фибрилляции предсердий. Заключение: Сердце подвергается двойной вегетативной иннервации сердечным блуждающим и сердечным симпатическим нервами, причем сердечный блуждающий и сердечный симпатический нервы играют различную роль в возникновении и развитии фибрилляции предсердий. Блуждающий нерв сердца может повышать уязвимость предсердий к МА за счет влияния на электрофизиологические показатели предсердий, тем самым способствуя развитию МА; симпатический нерв сердца также способствует развитию МА, но его влияние на электрофизиологию предсердий меньше. Роль симпатических нервов сердца в механизме возникновения МА изучена не столь полно как у нас, так и за рубежом. Поиск причины фибрилляции предсердий в иннервации сердца и вегетативной нервной системе сердца в последние годы является актуальным направлением в этиологических исследованиях фибрилляции предсердий.