Аритмии. Нарушения сердечного ритма и проводимости
 Скачать 5.1 Mb.
|
|
1 Глава 3. Нарушения сердечного ритма и проводимости Нарушениями сердечного ритма, или аритмиями, называют: ЧСС > 100 или < 60 ударов в мин; неправильный ритм любого происхождения; любой несинусовый ритм ; нарушение проводимости импульса по различным участкам проводящей системы сердца. Таким образом, термин “нарушения сердечного ритма” (“аритмии”) объединяет различные по механизму, клиническим проявлениям и прогностическому значению нарушения образования и проведения электрического импульса. Следует помнить, что аритмии не всегда сопровождаются нарушением регулярности ритма сердца; они могут протекать и с правильным (регулярным) ритмом, но при этом отражать изменение частоты образования импульса, локализации источника возбуждения или нарушение его проведения. Этиология Нарушения ритма сердца — один из наиболее распространенных клинических синдромов, который выявляется не только при органических заболеваниях сердечной мышцы ( ИБС , ИМ , приобретенные и врожденные пороки сердца, кардиомиопатии и др.), но и при нарушениях нейрогуморальной регуляции, электролитных сдвигах, токсических воздействиях на сердце и даже у здоровых лиц. Определенное значение имеют нейрогенные влияния, в частности, действие на кардиомиоциты и клетки проводящей системы сердца катехоламинов в условиях эмоционального или физического стресса. “Вагусные” рефлексы при заболеваниях внутренних органов, при кашле, глотании, натуживании и даже перемене положения тела также могут вызывать некоторые аритмии. Ясно, что прогностическое значение многих нарушений ритма и проводимости (например, синусовой тахикардии, наджелудочковой и желудочковой экстрасистолии) различно в зависимости от причин, вызвавших аритмию. Тем не менее существует группа нарушений сердечного ритма, прогноз которых всегда достаточно серьезен, независимо от того, выявляются или нет значительные органические изменения в сердце (желудочковая тахикардия, фибрилляция желудочков, АВ-блокада III степени и т.д.). В табл. 3.1. перечислены наиболее частые причины возникновения нарушений ритма и проводимости. Таблица 3.1 Наиболее частые причины нарушений сердечного ритма Токсические воздействия ИБС (хронические формы) Инфаркт миокарда Нестабильная стенокардия Курение Алкоголь Тиреотоксикоз Сердечная недостаточность Лекарственные воздействия Кардиомиопатии (ГКМП, ДКМП, РКМП) Приобретенные пороки сердца Врожденные пороки сердца Миокардиты Пролапс митрального клапана и др. Сердечные гликозиды Антиаритмические средства (проаритмическое действие) Диуретики Симпатомиметики и др Электролитные нарушения Идиопатические аритмии Гипокалиемия Гиперкалиемия Гипомагниемия Гиперкальциемия и др. 2 3.2. Электрофизиологические механизмы аритмий Возникновение нарушений ритма сердца всегда обусловлено изменениями электрофизиологических свойств сердечной мышцы, в частности, нарушениями формирования или/и проведения трансмембранного потенциала действия (ТМ ПД ) в специализированных и сократительных клетках. По современным представлениям основными электрофизиологическими механизмами возникновения аритмий являются (М.С. Кушаковский, 1992): 1. Нарушения образования импульса: Изменение нормального автоматизма СА -узла. Возникновение патологического автоматизма специализированных клеток проводящей системы и кардиомиоцитов (эктопическая активность). Триггерная (наведенная) активность специализированных и сократительных клеток (возникновение ранних и поздних деполяризаций). 2. Нарушения проведения импульса: Простая физиологическая рефрактерность или ее патологическое удлинение. Уменьшение максимального диастолического потенциала покоя (трансформация быстрого электрического ответа в медленный). Декрементное (затухающее) проведение импульса, в том числе неравномерное. Нарушение межклеточного электротонического взаимодействия. Повторный вход волны возбуждения (re-entry). Другие механизмы. 3. Комбинированные нарушения образования и проведения импульса: Парасистолическая активность. Гипополяризация мембраны + ускорение диастолической деполяризации. Гипополяризация мембраны + смещение порогового потенциала в сторону положительных значений. Другие механизмы. 3.2.1. Нарушение образования импульса Изменения нормального автоматизма СА -узла В специализированных и сократительных клетках сердца формируются, как известно, два основных типа ПД (рис. 3.1). Миокард предсердий и желудочков, а также специализированные волокна системы Гиса–Пуркинье, относятся к тканям с так называемым “ быстрым ответом ”. Для них характерна очень высокая скорость начальной деполяризации (фазы 0 ПД ), которая обусловлена резко увеличивающейся в это время проницаемостью мембраны для ионов Nа + , которые по быстрым натриевым каналам устремляются внутрь клетки. При этом меняется заряд мембраны: внутренняя ее поверхность становится положительной, а наружная — отрицательной. Продолжительность процесса деполяризации клетки (фазы 0 ПД ), обусловленной быстрым натриевым током, не превышает нескольких миллисекунд (рис. 3.1, а). Во время последующей длительной реполяризации клеточной мембраны (фазы 1, 2, 3 ПД ) существуют два разнонаправленных ионных тока: внутрь клетки через медленные кальциевые каналы поступают ионы Са 2+ , а из клетки по калиевым каналам выходят ионы К + В фазу 2 ПД интенсивность этих разнонаправленных токов почти одинакова и трансмембранный потенциал клетки изменяется мало (фаза “плато” ПД ). Во время фазы конечной быстрой реполяризации (фазы 3 ПД ) интенсивность кальциевого тока значительно падает, а выходящий калиевый ток становится максимальным. В результате потери клеткой ионов К + полностью восстанавливается исходная поляризация клеточной мембраны: ее наружная поверхность становится заряженной положительно, а внутренняя поверхность — отрицательно. Во время диастолической фазы 4 ПД такая поляризация клетки поддерживается действием К + -Nа + -насоса (подробнее см. главы 1 и 2). В клетках СА -узла и АВ-соединения быстрые натриевые каналы отсутствуют. Поэтому деполяризация мембран этих клеток почти полностью определяется медленным входящим током Са 2+ . Поскольку интенсивность этого тока невелика, а его продолжительность достигает 5–10 мс, фаза 0 ПД узловых клеток имеет относительно малую крутизну (клетки “ медленного ответа ”) (рис. 3.1, б). 3 Рис. 3.1. Потенциал действия клеток с «быстрым» (а) и «медленным» (б) ответом. Объяснение в тексте Другой особенностью клеток с “медленным ответом” является их способность к самопроизвольному (спонтанному) медленному увеличению ПП во время фазы 4 ПД . Процесс спонтанной диастолической деполяризации продолжается вплоть до достижения уровня порогового потенциала, после чего инициируется фаза 0 ПД , т.е. завершается полная спонтанная деполяризация клетки. Это свойство клеток с “медленным ответом” лежит в основе функции автоматизма. Спонтанная диастолическая деполяризация обусловлена медленными ионными токами: выходящим калиевым и входящими натриевым и кальциевым токами (рис. 3.2). Свойством автоматизма обладают не только клетки СА -узла и АВ-соединения, но и специализированные волокна системы Гиса–Пуркинье и некоторые специализированные волокна предсердий. Однако в обычных условиях скорость спонтанной диастолической деполяризации СА -узла существенно выше, чем центров автоматизма II и III порядка. Поэтому в норме доминирующим является автоматизм СА -узла, который как бы “подавляет” автоматизм всех нижележащих центров. Запомните 1. Для клеток миокарда и проводящей системы сердца (кроме СА -узла и АВ-соединения) характерна высокая скорость деполяризации во время фазы 0 ПД (“быстрый ответ”), обусловленная быстрым натриевым током, входящим в клетку. 2. Клетки СA-узла и АВ-соединения отличаются низкой скоростью деполяризации во время фазы 0 ПД (“медленный ответ”), что связано с отсутствием в этих клетках быстрых натриевых каналов, функцию которых в данном случае выполняют медленные кальциевые каналы. 3. Свойство автоматизма — это способность к спонтанной диастолической деполяризации мембраны клетки во время фазы 4 ПД , обусловленная выходящим калиевым и входящими натриевым и кальциевым медленными токами, уменьшающими отрицательный трансмембранный потенциал клетки. 4. Свойством автоматизма обладают клетки СА -узла (доминирующий водитель ритма ) и в меньшей степени — клетки АВ-соединения, а также специализированные волокна системы Гиса–Пуркинье и предсердий. Частота спонтанного возникновения ПД в клетках СА -узла, которая при сохранении синусового ритма определяет ЧСС , зависит от действия трех механизмов: 4 скорости спонтанной диастолической деполяризации (крутизны подъема фазы 4 ПД ); уровня мембранного ПП клеток СА -узла; величины порогового потенциала возбуждения. На рис. 3.3. показано влияние этих трех факторов на время между двумя ПД клеток СА -узла, т.е. на частоту синусового ритма . Ясно, что чем выше скорость (крутизна) спонтанной диастолической деполяризации, тем быстрее мембранный ПП достигнет уровня порогового потенциала и инициирует очередной ПД , и тем выше будет частота синусового ритма Наоборот, замедление спонтанной диастолической деполяризации (уменьшение крутизны подъема) ведет к урежению синусового ритма (рис. 3.3, а). Рис. 3.2. Ионные токи кальция и натрия, обусловливающие спонтанную диастолическую деполяризацию клеток с «медленным» ответом При увеличении максимальных отрицательных значений мембранного ПП ( гиперполяризация мембраны ), происходящего, например, под действием медиатора парасимпатической нервной системы — ацетилхолина, для достижения порогового потенциала необходимо большее время, и ЧСС уменьшается (рис. 3.3, б). Наоборот, при меньших отрицательных значениях ПП ( гипополяризация мембраны ) частота синусового ритма увеличивается при той же скорости спонтанной диастолической деполяризации (действие катехоламинов). Наконец, при менее отрицательных значениях порогового потенциала в клетках СА -узла ПД инициируется позже, и синусовый ритм замедляется. Более высокие отрицательные значения порогового потенциала сопровождаются учащением сердечной деятельности (рис. 3.3, в). Запомните 1. Учащение синусового ритма может быть обусловлено: ускорением спонтанной диастолической деполяризации клеток СА -узла (активация СА С, высокая концентрация катехоламинов), уменьшением отрицательных значений ПП (гипополяризация мембраны клеток) или смещением порогового потенциала в сторону отрицательных значений (ишемия, гипоксия, ацидоз). 2. Замедление синусового ритма может быть обусловлено: уменьшением скорости спонтанной диастолической деполяризации клеток СА -узла (активация парасимпатической нервной системы, снижение активности СА С), увеличением отрицательных значений ПП (гиперполяризация мембран клеток) или смещением порогового потенциала в сторону положительных значений. 5 Рис. 3.3. Время достижения фазы 1 и 2 ПДклеток с «медленным» ответом в зависимости от скорости спонтанной диастолической деполяризации (а); величины потенциала покоя (б) и порогового потенциала (в). Черным цветом обозначены ПД с нормальными параметрами. ПП — потенциал покоя Аномальный (патологический) автоматизм Патологическое повышение автоматизма клеток АВ-соединения и волокон Пуркинье чаще всего выявляется при повреждении и ишемии миокарда, значительной активации СА С, действии катехоламинов на сердце, а также при повышении концентрации ионов Са 2+ в среде. Повышение автоматизма центров II и III порядка, которые на время становятся водителями ритма , возможно при возрастании скорости спонтанной диастолической деполяризации (действие катехоламинов) и уменьшении отрицательных значений мембранного потенциала покоя (при гипополяризации клеток). Например, если в норме отрицательный диастолический ПП клеток Пуркинье достигает — 80–90 мВ, то при их повреждении (длительная ишемия, инфаркт миокарда) ПП снижается до — 40–60 мВ (гипополяризация клеток). Понятно, что даже при неизменной скорости спонтанной диастолической деполяризации клеток Пуркинье пороговый потенциал достигается значительно быстрее, чем в норме. Соответственно, число импульсов, вырабатываемых волокнами Пуркинье, может оказаться больше, чем в клетках СА -узла. В результате водителем ритма на время становятся волокна Пуркинье. Аномальный (патологический) автоматизм лежит в основе возникновения некоторых типов предсердной тахикардии, ускоренных ритмов желудочков и АВ-соединения, а также одного из вариантов желудочковой тахикардии. 6 Запомните Повышение автоматизма СА -узла или эктопических центров II и III порядка наиболее часто вызывается следующими причинами: высокой концентрацией катехоламинов (активацией СА С); электролитными нарушениями (гипокалиемией, гиперкальциемией); гипоксией и ишемией миокарда; механическим растяжением волокон миокарда (например, при дилатации камер сердца); интоксикацией сердечными гликозидами. Триггерная активность Этот вид нарушения образования импульса связан с появлением дополнительных осцилляций мембранного потенциала, возникающих либо во время фазы реполяризации (фазы 2 и 3) основного ПД ( “ранние” постдеполяризации ), либо сразу после завершения ПД , т.е. в фазу 4 исходного ПД ( “поздние” постдеполяризации ). Если амплитуда таких постдеполяризаций достигает порога возбуждения, происходит образование нового преждевременного ПД , который в свою очередь может инициировать следующие преждевременные ПД и т.д. (рис. 3.4). Такой механизм возникновения эктопического ритма получил название триггерного (наведенного) , поскольку он вызывается осцилляциями мембранного потенциала, так или иначе связанными с основным исходным ПД , т.е. “наведенными”. К основным причинам появления добавочных осцилляций мембранного потенциала относятся все факторы, ведущие к накоплению в сердечной клетке ионов Са 2+ Ранние постдеполяризации возникают во время фазы 2 и 3 основного ПД , т.е. еще до завершения процесса реполяризации исходного ПД (рис. 3.4, а). Они образуются обычно при выполнении двух условий: o при значительном замедлении процесса реполяризации (на ЭКГ при этом фиксируется удлиненный интервал Q–Т); o при урежении основного ритма. Токи ранней реполяризации чаще возникают при врожденном или приобретенном синдроме удлиненного интервала Q– Т или при снижении внутриклеточной концентрации ионов К + . Механизм ранней триггерной активности может быть причиной некоторых вариантов желудочковой тахикардии типа “пируэт” (см. ниже). Поздние (задержанные) постдеполяризации образуются после завершения реполяризации основного ПД , т.е. во время фазы 4 ПД (рис. 3.4, б). Они возникают, как правило, при избыточном влиянии на сердце катехоламинов, при ишемии миокарда и дигиталисной интоксикации. В отличие от ранних постдеполяризаций, возникающих, как правило, на фоне брадикардии, поздние деполяризации провоцируются учащением сердечных сокращений, например, у больных ИБС на фоне физической нагрузки. Рис. 3.4. Триггерная активность. Возникновение ранних (а) и поздних (б) постдеполяризаций 7 Запомните 1. Триггерный механизм эктопических аритмий (например, желудочковой тахикардии типа “пируэт”), обусловленный ранней постдеполяризацией мембранного потенциала, чаще возникает при удлиненном интервале Q–Т (замедлении реполяризации) или низкой внутриклеточной концентрации ионов К+, особенно на фоне урежения сердечных сокращений. 2. Триггерный механизм, связанный с поздней постдеполяризацией, возникает при избыточном влиянии катехоламинов на сердце, ишемии миокарда и дигиталисной интоксикации, и часто возникает на фоне учащения сердечных сокращений. 3.2.2. Нарушения проведения импульса Различные механизмы нарушения распространения электрического импульса по проводящей системе сердца и сократительному миокарду лежат в основе не только многочисленных блокад проведения, но и многих эктопических аритмий (экстрасистолии, пароксизмальных тахиаритмий и др.). Рассмотрим некоторые факторы, влияющие на процесс распространения волны возбуждения по сердцу. Изменение скорости деполяризации клеточной мембраны После того как ТМ ПД достиг своего пикового значения, становится возможной передача возбуждения на соседние клетки. Поскольку большинство из них, за исключением АВ-соединения, относятся к клеткам с “быстрым ответом” , в норме волна возбуждения очень быстро распространяется по всем специализированным волокнам проводящей системы, а затем выходит на сократительный миокард. Скорость распространения возбуждения в системе Гиса– Пуркинье составляет от 1 до 3 м/с, а по мышечным волокнам — около 0,9–1,0 м/с. В клетках АВ-соединения с “медленным ответом” по понятным причинам скорость проведения примерно в 20 раз ниже, чем в системе Гиса–Пуркинье (0,05 м/с), что определяет нормальную физиологическую задержку проведения импульса по АВ-соединению. Важно подчеркнуть, что в патологических условиях клетки “быстрого ответа” иногда могут трансформироваться в клетки “медленного ответа” , что приводит к замедлению проведения электрического импульса. Такая ситуация может возникать, например, при острой и хронической ишемии миокарда, остром ИМ и т.п. Таким образом, первым фактором, определяющим распространение волны возбуждения по специализированным волокнам проводящей системы и сократительному миокарду, является скорость деполяризации клеточной мембраны (крутизна наклона фазы 0 ПД ). Она зависит в первую очередь от количества открытых (функционирующих) быстрых натриевых каналов клеточной мембраны во время формирования фазы 0 ПД . Чем больше быстрых натриевых каналов мембраны открыто в этот период, тем больше крутизна фазы 0 ПД и, соответственно, выше скорость проведения электрического импульса. Важнейшим фактором, определяющим процент открытых (активированных) быстрых натриевых каналов, является максимальная отрицательная величина диастолического ПП . В норме в клетках “быстрого ответа” системы Гиса– Пуркинье и кардиомиоцитах потенциал покоя составляет от –80 мВ до –90 мВ (рис. 3.5). Если в патологических условиях (повышенная концентрация ионов К + вне клетки, инфаркт или ишемия миокарда и др.) ПП снижается (уменьшается его отрицательная величина), часть быстрых натриевых каналов инактивируется, и крутизна формирования фазы 0 ПД падает. Тогда клетка “быстрого ответа” трансформируется в клетку “медленного ответа”. Понятно, что проведение электрического импульса по участку сердечной мышцы с такими характеристиками ПД резко замедляется. При уменьшении ПП до –50 мВ инактивируется около 50% быстрых Nа + -каналов, и распространение возбуждения прекращается. 8 Рис. 3.5. Влияние величины потенциала покоя (ПП) на форму и амплитуду ПД. При уменьшении абсолютной величины ПП, обозначенной красными стрелками, происходит трансформация клеток «быстрого» ответа в клетки «медленного» ответа и уменьшается скорость распространения возбуждения Декрементное (затухающее) проведение Декрементное (затухающее) проведение — это второй механизм замедления проведения возбуждения. Декрементное проведение заключается в постепенном уменьшении амплитуды ПД по мере проведения возбуждения по поврежденному, но еще жизнеспособному, сердечному волокну (рис. 3.6). Декрементное проведение возникает, как правило, при значительном повреждении сердечной мышцы, например, при остром ИМ в области, непосредственно примыкающей к зоне некроза (в периинфарктной зоне). Если в участке повреждения находятся несколько параллельно расположенных сердечных волокон, то степень замедления декрементного проведения в каждом из них нередко оказывается неодинаковой. Деполяризация соседних волокон происходит не одновременно, что еще больше снижает эффективность электрического стимула и может также явиться причиной возникновения блокады проведения. Кроме того, при таком неравномерном декрементном проведении электрического импульса происходит расщепление единого фронта волны возбуждения на несколько более мелких волн, что создает картину электрически негомогенной среды и может способствовать возникновению разнообразных желудочковых и суправентрикулярных аритмий. 9 Рис. 3.6. Декрементное (затухающее) проведение волны возбуждения в области ишемического повреждения (красные точки) Нарушение электротонического взаимодействия Нарушение электротонического взаимодействия между двумя возбудимыми участками, разделенными небольшой зоной высокого сопротивления — третий важнейший механизм замедления проведения возбуждения. Такая ситуация может возникнуть при локальной ишемии миокарда, ограниченном очаговом повреждении или некрозе сердечной мышцы, которые сопровождаются местным повышением внеклеточной концентрации ионов К + , или при развитии очагового фиброза сердечной мышцы. Появление даже небольшого ограниченного невозбудимого участка сократительного или специализированного волокна может сопровождаться ступенеобразным резким замедлением проведения возбуждения в дистальном участке этого волокна (рис. 3.7). Рис. 3.7. Нарушение электротонического взаимодействия в области локального повреждения. ПД — потенциал действия Такое же значение для замедления проведения может иметь значительное увеличение электрического сопротивления межклеточных вставочных дисков — нексусов , которые в нормальных условиях обладают очень низким электрическим сопротивлением, что облегчает протекание тока между клетками (см. главу 1). Известно, что ацидоз, гипоксия, ишемия и токсическое воздействие сердечных гликозидов существенно повышают сопротивление нексусов. Нарушение электротонического взаимодействия между возбудимыми участками и повышение электрического сопротивления вставочных дисков, по-видимому, является основным механизмом возникновения частичных или полных блокад ножек и ветвей пучка Гиса. |