Автореферат и диссертация по медицине (14.00.23) на тему:Морфофункциональные изменения проводящего и сократительного миокарда при воздействии тока высокой частоты

На правах рукописи

РГБ ОД

3 1 АВГ 199У

МЕЛЬЧИКОВА НАТАЛЬЯ МИХАЙЛОВНА

МОРФОФУНКЩЮНАЛЬНКЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПРОВОДЯЩЕГО И СОКРАТИТЕЛЬНОГО МИОКАРДА ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ТОКА ЕЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ

14.00.23 - гистология, цитология, -эмбриология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

ТОМСК-1999

Работа Еыполнена на кафедре анатомии человека Сибирского медицинского университета и в НИИ кардиологии Томского научного центра Сибирского Отделения Российской Академии Медицинских Наук на Саге отделения нарушений ритма сердца

Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор

А.Ф. Усынин

Научный консультант: доктор медицински?; наук

C.B. Попов

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор

И.В. Суходола

кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник Т.И. Фомина

Еедущее учреждение: Новосибирский медицинский институт

Защита диссертации состоится "Jt& " ijL*OMAl999 г. в ¿/¿час на заседании диссертационного совета К 084.28.01 при Сибирском медицинском университете по адресу: 634050, г. Томск, ул. Московский тракт, 2.

С диссертацией можно ознакомиться в Научно-ыеднцинсксй библиотеке Сибирского медицинского университета.

Автореферат разослан: "_"_1999 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат медицинских наук, доцент A.B. Герасимов

рЧю. 1С<? -5V1, о

I 1 ' /

ВЕЕДЕНИЕ

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Лечение пароксизмальных нарушений ритма сердца является серьезной проблемой в кардиологии. Многообразие форм нарушений ритма сердца, отсутствие в ряде случаев высокоэффективных схем медикаментозного и немедикаментозного лечения требует разработки новых нетрадиционных методов воздействия на очаг возбуждения в сердце для проведения лечения. Если учесть, что нарушение сердечного ритма приводит к недостаточности кровообращения, потери трудоспособности, а зачастую к инвали-дизации и, в ряде случаег, к внезапной смерти, то проблема эффективной профилактики и лечения данной патологии сердца приобретает огромную значимость.

Одним из методоЕ лечения наджелудочкокых тахикардий в последние годы считается создание полной атриовентрикулярной (AB) блокады с последующей имплантацией искусственного водителя ритма (РеЕшгашш А.Ш., 1985; Резапов Б.Р., 1988; Gallagher J., 1982; Hitney М., 1991 et al.). В 1971 году S.Huang первый успешно применил для создания полной АВ-блокады в эксперименте токи высокой частоты (ВЧ). А в 1988 году М. Davis, S. Huang и другими эта методика была применена в клинике. Создание полной АВ-блокады методом применения токов ВЧ позволяет избежать нежелательного баротравматического повреждения окружающего сократительного миокарда, которые характерны при использовании постоянного тока. Еедущий механизм коагуляции тканей под воздействием ВЧ-тока -это превращение электрической энергии в тепловую, а результат достигается за счет теплового эффекта, обусловленного еыходом экстра- и интрацеллюлярной жидкости из клетки (Бредикио Ю.Ю. и созвт., 1989; Pfeiffer D. et al., 1994; Math 5. et al., 1995).

Применение tokoe ВЧ получает в настоящее время широкое распространение во всех сферах деятельности, одной из которых является медицина. Создание полной АВ-блокады при помощи токов ВЧ обусловлено высокой эффективностью и безопасностью проведения данной процедуры (Григоров С.С. и соавт., 1985; Davis I. et al.,1986; Blouin L. et al.,1991). Опыт создания полной АВ-блока-кады при помощи токов ВЧ постоянно накапливается, но имеется ряд

нерешенных вопросов относительно' методики процедуры воздействия, требуемой энергии, количества наносимых разрядов, возможных путей повышения ее эффективности. Поэтому актуальными являются вопросы усовершенствования метода, разработка новых эффективных приборов, которые способствовали бы достижению полной АЕ-блокады.

В НИИ кардиологии Томского Научного Центра СО РАМН соииесх-но с ТОО "Электропульс" создан генератор токов ВЧ "Электре,гтулъо RF 100-TZ" , который позволяет широко варьировать параметры действия тока ВЧ (частота тока, продолжительность к ыэщно;.:1!'ь воздействия). В ТОО "Электропульс" был разработан спецлаяъъ^й электрод, который позволяет контролировать температуру ц -.p,;ni;"T-дано в месте воздействия, что очень важно, так как это максимально стандартизирует процедуру коагуляции.

Нельзя не обратить внимание на скудность числа морфологических работ, посвященных изучению проводящей системы серйДс. \>;trs-воздействии токами ВЧ. Данные ограничиваются макросксиич;ок;«/ описанием области воздействия. Повреждение миокарда зи^иппе^я виде коагулящюнного некроза, окруженного геморрагические глечиком, тлеющего сферическую или овальную форму. Однако и wv ные нередко противоречивы и трудносопоставш,1ы из-за рассмотрев.^? исследователями различных параметров воздействующего В-i- о-"-: (Юдакова Т.М. и соавт., 1931; Григоров С.С. исоазт.. 1.9-S ..; Янушкевичус З.И. и соавт., 1984; Бредикис Ю.Ю. и соавт., Avette A.S. etal., 1987; Таласа М. et al., 1991; Feld ß. 1995). В доступной нам литературе мы не встретили работ, послащенных микроскопическому изучен™ проводящего и сократительного миокарда после воздействия токами ВЧ. Е гистологических исол-до-ваниях нередко выявляют несоответствие между степенью nopsssewu проводящей системы и тяжестью нарушений проводимости (Загадан A.M., 1978). Даже в случаях полной АЕ-блокады при обычной световой микроскопии часто не удается обнаружить каких-либо патологических изменений в специфической мускулатуре сердцз. Возможно, изучение кардиомиоцитов на субклеточном уровне позволит выявить морфологический субстрат нарушения проводимости и создания АВ-блокады при деструкции проводящих путей с помощью токой ¡jt-. Остается также ряд нерешенных вопросов соответствия морфологических изменений проводящего миокарда в зависимости от частоты генерируемого тока, продолжительности воздействия и количеств-, наносимых аппликаций. Все изложенное и обусловило ььйоо го./-.:.

объекта и материала для проведения настоящего исследования.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ:

Изучить морфофункциональные изменения проводящего и сократительного миокарда при создании полной атриовентрикулярной блокады с помощью токов высокой частоты, используя программируемый отечественный генератор токов БЧ "Электропульс ВГ 100-Т1".

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Изучить степень повреждающего действия на проводящий и сократительный миокард тока высокой частоты и постоянного тока е зависимости от количества наносимых-аппликаций.

2. Выявить особенности морфологических изменений проводящего и сократительного миокарда при воздействии током высокой частоты е зависимости от частоты и продолжительности генерируемого тока.

3. Изучить морфологические изменения проводящего и сократительного миокарда в отдаленные сроки (20-е сутки) после создания атриовентрикулярной блокады током высокой частоты и имплантации злектрокардиостпмулятора.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

Впервые с использованием световой, поляризационной и электронной микроскопии проведено комплексное морфологическое исследование проводящего и сократительного миокарда при воздействии током высокой частоты различных параметров с целью создания полной АЕ-блокады у животных. После воздействия током ВЧ в специализированное и рабочих кардиомиоцитах выявляются контрактурные изменения миофибрилл, явления фуксинсррагии саркоплазмы клеток, нарушение целостности сарколеммы проводящих миоцитов АВ-узла. Обнаруженные нами изменения, по-видимому, могут являться морфологическими признаками, которые обуславливают нарушение проводимости е специализированных кардиомиоцитах вплоть до возникновения полной АВ-блокады. Показано более избирательное воздействие на проводящий миокард с минимальным повреждением приузлоеого сократительного миокарда тока ВЧ , нежели при применении постоянного тока. Выявлена степень морфологических изменений в кардиомиоцитах в зависимости от параметров ВЧ-токз.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ

Результаты морфологических исследований позволяют оценить структурные изменения проводящего и сократительного миокарда после воздействии тока ВЧ, используемого для создания АВ-блокады. Материалы работы помогают установить определенные закономерности изменений изучаемых клеток проводящего и сократительного миокарда в зависимости от длительности воздействия и частоты генерируемого тока. Выявленные в эксперименте оптимальные для создания полной АВ-блокады параметры тока ВЧ могут служить морфологическим обоснованием для их клинического применения при лечении больных с нарушениями ритма сердца.

ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ ' '

1. Показано более избирательное воздействие тока ВЧ на проводящий миокард с минимальным повреждением приузлового сократительного миокарда по сравнению с применением постоянного тока. Более эффективным для создания полной АВ-блокады является многократное (4-6 апликаций по 10 сек) воздействие током ВЧ 330 кГц или однократное воздействие ВЧ-тока 520 кГц продолжительностью 60 сек на область АВ-соединения.

2. После воздействия токов ВЧ в специализированых и рабочих кардиомноцитах выявляются контрактурные изменения миофибрилл, явления фуксиноррагии саркоплазмы клеток, нарушение целостности сарколеммы проводящих миоцитов АВ-узла. Обнаруженные изменения, по-видимому, могут являться морфологическими признаками, которые обуславливают нарушение проводимости в специализированных кардиомноцитах вплоть до возникновения полной АВ-блокады.

3. На 20-е сутки после воздействия ВЧ-тока в АВ-узле наблюдается замещение погибших специализированных кардиомиоцитов соединительной тканью. В сохранившихся преимущественно по периферии узла проводящих кардиомиоцитах наблюдаются необратимые контрактурные изменения миофибрилл, нарушения целостности сарколеммы, деформация митохондрий, -разрушение их крист и просветление мат-рикса. Деструктивные изменения АВ-узла коррелируют с данными ЭКГ, на которой выявлялась полная АЕ-блокада.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

Материалы диссертации доложены на 3-ем съезде -анатомов,

гистологов и эмбриологов Российской Федерации (Тюмень, 1994); 2-ом Международном Славянском конгрессе по электростимуляции и электрофизиологии (Санкт-Петербург, 1935); 3-ем Конгрессе Международной ассоциации морфологов (Тверь, 1996); Сибирской кардиологической конференции (Новосибирск, 1996).

ПУБЛИКАЦИИ

По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ.

ОЕЪШ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ

Диссертация изложена на 145 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, собственных исследований, заключения, выводов и практических рекомендаций. Указатель литературы включает 102 отечественных и 165 иностранных источников. Диссертация иллюстрирована 30 рисунками.

Работа выполнена е СГМУ и в Научно-исследовательском Институте кардиологии (директор - академик Российской Академии Медицинских Наук Р.С.Карпов) Томского научного центра Сибирского Отделения Российской Академии Медицинских Наук на базе отделения нарушений ритма сердца (руководитель - доктор медицинских наук С. Е. Попов).

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование проведено на 40 беспородных собаках, массой 8-12 кг, содержащихся в идентичных условиях на стандартном рационе виЕарня.

Основной этап операции заключался в следующем: под зндотра-хеальным наркозом проводили эндокардиальное воздействие; через наружную яремную и бедренную вены в полость сердца вводили электроды, один из которых устанавливался в области верхушки правого желудочка и служил для временной стимуляции, а второй под контролем электрограммы пучка Гиса устанавливался в области атриовентрикулярного соединения. Последний электрод служил как для регистрации потенциала пучка Гиса, так и для нанесения разрядов электрического тока. Воздействие током ВЧ осуществлялось с помощью генератора ЕЧ токов "Электропульс НЕ 100-Т2" , постоянным током - от дефибриллятора (ДИ-03) напряжением 5-6 кВ. Животные были распределены по следующим экспериментальным группа],! (таблица 1):

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ НИЕОТНЫХ ПО ГРУППАМ ТАБЛИЦА 1

1 1 | N группы| 1 1 i i 1 способ нанесения анергии | 1 i i количество | животных | i

i i I ОСТРЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ | i i

i i 1 1 1 i постоянный ток однократная аппликация i 4 I i

1 2 | постоянный ток многократные аппликации ( 4-6 ) 1 4 I 1

1 з | ЕЧ-ток однократная аппликация 380 кГц 10 сек 1 1 4 I 1

1 4 | ЕЧ-ток многократные аппликации 330 кГц ( 4-6 ) по 10 сек 1 4 I 1 i

1 5 1 ВЧ-ток 520 кГц 20 сек 1 4 I i

1 6 1 ВЧ-ток 520 кГц 60 сек 1 4 I 1

I ^ 1 1 ' ! ВЧ-ток 820 кГц 20 сек 1 4 I 1

1 8 | i i ВЧ-ток 820 кГц 60 сек 1 4 I I

| ХРОНИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕН 1 T | 1

i i 1 1 1 9 | i i ВЧ-ток 520 кГц 60 сек 1 1 5 1 i

| КОНТРОЛЬ 3

I итого 1 40 1

В 1-ую группу вошли животные (п=4), которым наносилась однократная аппликация постоянным током.

2-ей группе животных (п=4) наносили многократные аппликации постоянным током (от 4 до 6), при этом энергия разрядов составила как и в 1-ой группе 5 кВ.

В 3-ю группу вошли животные (п=4), которым проводили воздействие ВЧ-током путем нанесения однократной аппликации.

Е 4-ую группу еошли животные (п=4), которым наносили многократный аппликации ВЧ-током (от 4 до 6). ВЧ-ток в 3-ей и 4-ой группах имел следующие характеристики: мощность - 45 Вт, продол-;;;нт*льнссть одной аппликации - 10 сек, температура воздействия -52° С, частота генерируемого тока - 390 кГц, площадь контактного электрода - 44 мм2.

Следующие серии эксперимента проводились на собаках, которым наносили однократную аппликацию ВЧ-током с параметрами мощности, температуры воздействия, площади контактного электрода, аналогичными применяемым в 3-ей, и 4-ой группах, при этом изменялись лишь параметры частоты и продолжительности воздействия: 5-ит группа (п=4) - частота генерируемого тока 520 кГц, продолжительность воздействия - 20 сек; 6-ая группа (п=4) - частота -520 кГц, продолжительность воздействия - 60 сек; 7-ая группа -частота - 820 кГц, продолжительность - 20 сек; 8-ая группа -частота 820 кГц, продолжительность - 60 сек. После проведения острого эксперимента животных еыводили из опыта через 1 час внутривенным введением тиопентала натрия (в дозе 1-2 г на животное) .

При выполнении хронического исследования основной этап проведения операции не отличался от острого эксперимента. Воздействие проводили жиеотным (п=5) при помощи БЧ-тскз со следующими характеристиками: мощность - 45 Ет, температура воздействия -52° С, продолжительность воздействия - 60 сек, частота генерируемого тока - 520 кГц, площадь контактного электрода - 44 мм~.

После 2-х часового наблюдения при стойкой АЕ-блокаде (факт создания документирован по ЭКГ) производилась имплантация постоянного кардиостимулятора ЭКС-500. Ложе для стимулятора формировалось на холке животного со стороны выделенной яремной вены, затем стимулятор соединялся с эндокардиальным электродом. Последний фиксировался к вене и ближайшим тканям. Ранз послойно ушоталась наглухо. После имплантации ЭКС-500 воздействующий эл>?':трод и? бедренной вены удалялся, и вена перевязывалась. Пе-

риод наблюдения за животными с хронической АВ-блокадой составил 20 дней. Эвтаназию животных осуществляли путем внутривенного введения тиопентала натрия в дозе 1-2 г на мтотное.

Животные, которые служили контролем, не подвергались воздействию токов ВЧ и постоянного тока. Им проводились контрольные измерения ЭКГ и электрограммы пучка Гиса в течение 20 дней. Затем животные выводились из опыта по описанной Еыше методике.

При макроскопическом исследовании изучали область приложения деструкционного электрода (АВ-соединение). Затем образца тканей вырезали из области повреждения и помещали в 0,1% раствор нитросинего тегразолия на фосфатном буфере (рН - 7,4) при температуре 37° С . Через 30 минут исследуемые объекты извлекали из раствора и с помощью бритвы отделяли сгетлые неокрашенные участки (поврежденный миокард) от окрашенных (неповрежденный миокард) . Взвешивание на торсионных весах (ВТ-500) неокрашенных образцов позволило количественно определить массу поврежденного миокарда ( Коган А.Х. с соавт., 1984).

Для гистологических исследований забирали область синусового узла (Павлович Е.Р. и соавт., 1981), область АВ-узла, пучка Гиса и его ножек; образца рабочего миокарда вырезали из правого желудочка (около области воздействия). Затем материал фиксировали в 12% растворе формалина. Депарафинированные срезы окрашивали гематоксилином и эозином, по Ван-Гизону, ГОФП (гематоксилин-основной фуксин-пикриновая кислота) ( Lie et al., 1971). Микропрепараты исследовали в обычном и поляризованном свете.

Для оценки сократительного аппарата мышечных клеток сердца и характера изменений мпофибрилл в проводящих кардиомиоци-тах АВ-узла применяли морфометрический анализ, У каждого животного на срезах сердца определяли число контрактур мышечных волокон е 20 полях зрения при об. 16 и ок. 7 с последующей статистической обработкой результатов по всем подопытным животным в каждой серии на 1 поле зрения. При этом учитывали степень конт-рактурных изменений (Малышев В.В. с соавт., 1986). Окраску ГОШ использовали для выявления поврежденных кардиомиоцитов сократительного и проводящего миокарда (Lie et al., 1971; Сергеенко О.В., 1985). При этом выявляли: 1) кардиомиоциты с так называемой "бусовидной" фуксиноррагией саркоплазмы, характеризующиеся фуксинофилией только анизотропных дисков; 2) клетки сократительного и проводящего миокарда, саркоплазма которых характеризуется сближением между собой фуксинофильных гранул до соприкосновения

их- "зернистая" фуксиноррагия саркоплазмы; 3) клетки со сплошной "гомогенной" фуксиноррагией саркоплазмы (Сергеенко О.В., 1985).

Для морфометрического анализа у каждого животного на срезах сердца определяли общее количество поврежденных проводящих кар-диомиоцитов АВ-узла, среди которых определяли количество клеток с "бусовидной", "зернистой" и "гомогенной" фуксиноррагией саркоплазмы е SO полях зрения с последующей статистической обработкой результатов по Есем подопытным животным в кажой серии на 1 поле зрения.

Для проведения электронно-микроскопического исследования экспериментальный материал фиксировали в 2,5 % растворе глютаро-вого альдегида на 0,1 М фосфатном буфере (рН - 7,4) с добавлением в фиксатор коллоидного лантана, приготовленного на 0,1 М ка-кодилатном буфере (рН - 7,8) по методу Revel J.P., Karnovsky M.J (1967) в модификации В.Г.Шарова (1981). Постфиксацию осуществляли в 1% растворе четырехокиси осмия на том же буфере в течение 2-х часов. После обезвоживания в спиртах возрастающей концентрации образцы ткани заливали в смесь эпона и аралдита. Ультратонкие срезы получали на "Ultrotom-5", контрастировали в "Ultroste-iner" и просматривали под электронным микроскопом "УЭМЕ-100 К" при ускоряющем напряжении 75 кВ и увеличении от 5000 до 50000.

Статистическую обработку полученного материала производили методом вариационной статистики с использованием параметрического крит^р^я Стьюдента.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

В результате проведенного исследования установлено, что воздействие как постоянного тока, так и ВЧ-тока на сердце проявляется следующими морфологическими изменениями е миокарде: отмечается картина застойных явлений в сосудах микроциркуляторного русла, наблюдаются явления фуксиноррагии саркоплазмы и контрактуры миофкбрилл сократительных и проводящих кардиомиоцитов, нарушение целостности сарколеммы специфических миоцитов АВ-узла.

Дисциркуляторные нарушения в приузловом миокарде и АВ-узле представлены венозным полнокровием, капилляре- и венулостазом, периваскулярным отеком стромы, кровоизлияниями.

В условиях моделирования АВ-блокады у животных 1-ой группы (постоянный тек, однократная аппликация) е строме АВ-узла наблюдаются явления межклеточного отека, умеренное полнокровие каши-

ляров, в просвете большей части кровеносных сосудов выявляется стаз форменных элементов крови. С увеличением количества аппликаций (2-ая группа) в приувловом сократительном миокарде выявляются множественные мелкие кровоизлияния, часть артериол спазми-роЕана, что сочетается с полнокровием венул "и явлениями перивас-кулярного отека. В области АВ-узла наблюдаются выраженные явления перицеллклярного отека проводящих кардиомиоцитов и отека прослоек рыхлой неоформленной соединительной ткани, обширные участки периваскулярных кровоизлияний.

У собак, которым производили воздействие ВЧ-током однократной и многократными аппликациями (3-я и 4-ая группы) е сосудах микроциркуляторного русла приузлового миокарда выявляется расширение их просвета, прикраевое стояние форменных элементов крови. В AB-узле наблюдается наличие диапедезных кровоизлияний, явления интерстициального отека. Следует заметить, что дисциркуляторные расстройства были более выраженными при действии постоянного тока по сравнению с воздействием ВЧ-тока.

С увеличением частоты генерируемого ВЧ-тока и продолжительности воздействия нарастают сосудистые изменения. Нарушение микроциркуляции приузлового миокарда и АВ-узла при воздействии однократной аппликацией ЕЧ-током 520 кГц продолжительностью 20 и 60 сек (5-ая и 6-ая группы) были схожи с изменениями, наблюдаемыми при действии ВЧ-тока 330 кГц многократными аппликациями (4-ая группа). При увеличении частоты генерируемого тока до 820 кГц продолжительностью 20 и 60 сек (7-ая и 8-ая группы) отмечены более выраженные дисциркуляторные расстройства кар; в проводящем, так и в сократительном приузловом миокарде по сравнению с описанными в 5-ой и 6-ой группах. Так, в приузловом сократительном миокарде и в АВ-узле наблюдаются явления межклеточного отека, крупноочаговые кровоизлияния.

На 20-е сутки после воздействия ВЧ-тока е сосудах микроциркуляторного русла АВ-узла наблюдалось лишь умеренное полнокровие.

Наряду с нарушениями гемодинамики выявляются морфологические изменения сократительного и проводящего миокарда при действии токами ВЧ и постоянным током. Одними из основных морфологических признаков повреждений как сократительных, так и проЕодя-щих кардиомиоцитов являются контрактурные изменения миофибрилл.

Миофибриллы являются ультраструктурами, наиболее рано реагирующими на повреждающее воздействие. Сегментарные контрактуры 1 и 2 степени обратимы, контрактуры 3 степени характеризуют тл-

желое, необратимое повреждение мышечной клетки сердца. По степени контрактур миофибрил можно судить о тяжести повреждения кар-диомиоцитов (Непомнящих Л.М., 1981). С помощью поляризационной микроскопии установлено, что при воздействии постоянным током на сердце однократной аппликацией (1-ая группа) в кардиомиоцитах проводящего миокарда АВ-узла возникают контрактурные изменения миофибрилл преимущественно 2 степени (65,6% от общего количества контрактур). При нанесении многократных аппликаций (2-ая группа) преобладают контрактуры 3 степени (69,4% от общего числа контрактур). Наряду с этим в клетках приузлового сократительного миокарда в обеих группах выявляются контрактурные повреждения миофибрилл 3 степени, что свидетельствует о необратимости данных изменений. Вместе с тем, с увеличением количества аппликаций происходит увеличение и массы поврежденного миокарда, которая составляет 53 № и 95 мг (табл. 2), соответственно для 1-ой и 2-ой групп.

При воздействии ВЧ-тока однократной аппликацией (3-я группа) по сравнению с 1-ой группой, в проводящих кардиомиоцитах АЕ-увла выявляются контрактуры 1-ой степени (74,2% от общего числа контрактур) . При воздействии ВЧ-тока многократными аппликациями (4-ая группа) наблюдаются контрактуры 3 степени (62,7% от общего числа контрактур). Однако следует заметить, что в 3-ей и 4-ой группах в сократительном миокарде преобладают контрактурные изменения миофибрилл преимущественно 1 и 2 степеней, при этом масса поврежденного миокарда достоверно меньше при сравнении с 1-ой и 2-ой гуппами. (табл.2 ).

В следующих группах экспериментальных животных, которым производили воздействие ВЧ-тока однократной аппликацией, изменяя при этом параметры частоты генерируемого тока и продолжительность воздействия, отмечается, что с увеличением этих параметров нарастает масса поврежденного миокарда и количество контрактур 3 степени в проводящих кардиомиоцитах АВ-узла (табл. 2). Та}-:, при действии ВЧ-тока 520 кГц продолжительностью 20 и 60 сек ( 5-ая и 6-ая группы) среди сократительных кардиомиоцитов приузлового миокарда преобладают клетки с контрактурными изменениями миофибрилл преимущественно 2 степени, а при действии ВЧ-тока 820 кГц при той же продолжительности преобладают контрактуры 3 степени как в клетках приузлового сократительного миокарда, так и в проводящих кардиомиоцитах АВ-узла. Наряду с этим, с увеличением частоты генерируемого тока и продолжительности воздействия на-

ТАБЛИЦА 2

Масса поврежденного миокарда (мг) при действии постоянного и ВЧ-тока в эксперименте

1 |N группы 1 способ ЕОЗДеЙСТЕИЯ I 1 масса поврежденного миокарда |

1 1 постоянный ток одно- 1 кратная аппликация | 53,0+4,7 Р(1-2)=0,01 | Р(1-3) =0,05 |

1 2 постоянный ток мно- 1 гократные аппликации | 95,0+22,0 Р(2-4)>0,05 |

1 з ВЧ-ток однократная | аппликация 380 кГЦ | 35,0+2,7 Р(3-4)=0,01 |

1 4 ВЧ-ток многократные | аппликации 380 кГц | 54,0+12,5

1 5 БЧ-ток 520 кГц 20 сек| 45,0+0,9 Р(5-б)=0,01 |

1 в ВЧ-ток 520 кГц 60 сек| 68,0+2,1 Р(6-8)=0,01 |

1 7 ВЧ-ток 820 кГц 20 сек| 82,0+2,9 Р(7-8)>0,05 |

1 8 1 ВЧ-ток 820 кГц 60 сек| | 89,0±3,2 1

Р<0,05 - значения достоверны групп при сравнении соответствующих

растает масса поврежденного миокарда (табл. 2).

На 20-е сутки после воздействия ЕЧ-тока в АВ-узле наблюдается замещение погибших специализированных кардиомиоцитов соединительной тканью. В сохранившихся, преимущественно по периферии узла, проводящих кардиомиоцитах наблюдаются необратимые контрак-турные изменения миофибрнлл 3 степени.

В настоящее время для количественной оценки ранних повреждений миокардпоцитов наряду с поляризационной микроскопией используют окраску ГОТ>П (Lie et al., 1971). Ряд авторов (Данилова К.М., 1961; Рукосуев B.C., 1968 и др.) связывают феномен фукси-норрагии саркоплазмы с проникновением плазменных белков в мышечную клетку. В тоже время, по мнению Л.А. Семеновой (1971), фуксиноррагия не является особым типом повреждения, а возникает в результате избирательного окрашивания патологически сокращенных миофибрилл. Вместе с тем имеется соответствие между отдельными видами изменений саркоплазмы при окраске ГОШ и поляривационно-микроскопшески выявляемыми степенями контрактурных повреждений миокарда (Целлариус Ю.Г. и соаЕТ., 1980).

В изученном нами материале повреждений сократительного и проводящего миокарда при воздействии постоянным током и током ВЧ при окраске ГОШ не было расхождений с результатами исследований в поляризованном свете: во всех кардиомиоцитах с контрактурными повреждениями выявляются соответствующие виды фуксиноррагии ("бусовидная","зернистая", "гомогенная") саркоплазмы. При воздействии постоянным током однократной аппликацией (1-ая группа) в проводящем миокарде АВ-узла среди поврежденных проводящих кардиомиоцитов (64,5% от общего числа клеток) преобладают клетки с зернистой фуксиноррагией саркоплазмы (62% от числа поврежденных клеток), соответствующей контрактурам 2 степени, среди которых определяются единичные клетки с бусоЕИДной и гомогенной фуксиноррагией саркоплазмы (соответственно 24,2% и 13,7% от числа повреждении клеток) (табл.3) и поляризационномикроскопическими признаками контрактур 1 и 3 степени. При действии постоянным током многократными аппликациями (2-ая группа) на фоне снижения числа клеток с бусоЕидной и зернистой фуксиноррагией саркоплазмы (соответственно 7% и 20,7% от числа поврежденных клеток) увеличивается количество клеток с гомогенной фуксиноррагией саркоплазмы (66% от числа поврежденных клеток) по сравнению с 1-ой группой, что соответствует в поляризованном сгете контрактурам 3 степени. При этом повышается и общее количество поврежденных

ТАБЛИЦА 3

Количество поврежденных проводящих кардиомиоцитов АВ-узла при действии постоянного и ВЧ-тока в эксперименте

1 ■ "Т |номер | |группы| % поврежд. кардиомиоцитов виды фуксиноррагии 1 1

бусовид-ная % "1 •1 Р 1 1 |зернис-| тая % Р гомогенная % I 1 1 " ! 1 1 ( {

1 1 1 64,5 24,5 1(1-2) 1=0,01 1 (1-з) 1=0,01 1 | 64 (1-2) =0,01 (1-3) =0,01 13,7 I 1 1(1-2)1 1=0,01! 1 (1-3) | 1=0,01!

1 2 | 68,1 7 1 (2-4) 1=0,01 1 1 20,7 (2-4) =0,01 66 1 | 1(2-4)| 1=0,01| > |

1 1 54,2 81 1 1(3-4) 1=0,01 1 | 14 (3-4) =0,01 5 1 1 1 (3-4)! 1=0,011 1 1

1 4 | 66 10 1 1 1 | 30 59 1 > 1 I 1 1

1 5 | 56,8 27 1 1(5-6) 1=0,01 1 | 19 (5-6) =0,01 53 1 1 1(5-6)1 1=0,011 1 1

1 6 | 66,7 18 1 1(6-8) 1=0,01 1 | 19 (6-8) =0,01 60 1 1 1(6-8)| 1=0,01| 1 |

1 V 1 64,3 16 1 1 (7-8) 1=0,01 1 | 21 (7-8) =0,01 59 1 1 I(7-8)| 1=0,01| 1 |

1 з | | ' 65,1 12 1 1 | | 26 | 1 66 1 ! 1 1 1 1

Р<0,05 - значения достоверны при сравнении соответствующих групп

проводящих кардиомиоцитов АЕ-угла до 63% (от общего числа клеток) (табл.3).

При действии ВЧ-токз однократной аппликацией (3-я группа) происходит снижение количества поврежденных проводящих кардиомиоцитов АЕ-узла по сравнению с 1-ой группой до 54,2% (от общего числа клеток) (табл.3 ). При этом среди поврежденных клеток преобладают проводящие кардиомиоциты с бусовидной фуксиноррагией саркоплазмы - 81% от числа поврежденных клеток. При поляризационной микроскопии им соответствуют контрактурные изменения мио-фибрилл 1 степени. Клетки с зернистой фуксиноррагией саркоплазмы, в отличии от 1-ой группы, встречаются в единичных количествах (14% от числа поврежденных клеток). С увеличением количества аппликаций при воздействии ЕЧ-тока (4-ая группа) нарастает количество поврежденных проводящих кардиомиоцитов АВ-узла по сравнению с 3-ей группой до 66% от общего количества клеток, среди которых преобладают кардиомиоциты с гомогенной фуксиноррагией саркоплазмы - 59% от числа поврежденных клеток (табл.3 ) и поляри-зационномикроскопическими признаками контрактур 3 степени. При сравнении действия постоянного тока многократными аппликациями (2-ая группа) и ВЧ-тока многократными аппликациями (4-ая группа) было установлено, что в обеих группах наблюдается преобладание в АВ-узле клеток с гомогенной фуксиноррагией саркоплазмы и поляри-зационномикроскопическими признаками контрактур 3 степени.

С увеличением частоты генерируемого тока (520 - 820 кГц) и продолжительности воздействия (20 и 60 сек) (однократная аппликация) происходит увеличение количества поврежденных проводящих кардиомиоцитов АВ-узла, при этом преобладают клетки с гомогенной фуксиноррагией саркоплазмы и поляригационномикроскопическими признаками контрактур 3 степени. При воздействии ЕЧ-тока 520 кГц продолжительностью 20 сек (5-ая группа) количество поврежденных проводящих кардиомиоцитов АВ-узла составляет 56,8% от общего числа клеток, среди которых преобладают клетки с гомогенной фуксиноррагией саркоплазмы - 53% от числа поврежденных клеток (табл.3 ) и поляризационномикроскопическими признаками контрактур 3 степени. С увеличением продолжительности воздействия ВЧ-тока 520 кГц до 60 сек (6-ая группа) возрастает количество поврежденных проводящих кардиомиоцитов по сравнению с предыдущей группой до 66,7% от общего числа клеток с преобладанием кардиомиоцитов с гомогенной фуксиноррагией саркоплазмы до 60% от числа поврежденных клеток ( табл.3 ) и поляризационномнкроскопнческими

признаками контрактур 3 степени. При воздействии ВЧ-током 820 кГц продолжительностью 20 и 60 сек (7-ая и 8-ая группы) общее количество поврежденных проводящих кардиомиоцитов АВ-узла составляет соответственно 64,3% и 65,1% от общего числа клеток (табл. 3). С увеличением продолжительности воздействия увеличивается количество клеток с гомогенной фуксиноррагией саркоплазмы: при продолжительности воздействия 20 сек - 59% и при продолжительности 60 сек - 66% от количества поврежденных клеток (табл.3) и поляризационномикроскопическши признаками контрактур 3 степени. При сравнении 6-ой и 8-ой групп, с увеличением частоты ВЧ-тока выявляется увеличение общего количества поврежденных проводящих кардиомиоцитоЕ АВ-узла и клеток с гомогенной фуксиноррагией саркоплазмы.

Однако необходимо за),ютить, что согласно точке зрения A.M. Еатамана (1978), гистологические исследования не Есегда выявляют соответствие между степенью поражения проводящей системы и нарушением проводимости. Даже в случаях полной АВ-блокады при световой микроскопии часто не удается обнаружить какие-либо патологические изменения в специфической мускулатуре сердца. Исходя из этого и использован метод электронной микроскопии. Ультраструктурные исследования АВ-узла с коллоидным лантаном коррелируют с данными световой и поляризационной микроскопии. При электронно-микроскопическом исследовании в большинстве случаев происходит нарушение целостности мембраны сарколеммы проводящих кардиомиоцитов АВ-узла, о чем свидетельствует проникновение коллоидного лантана Еглубь клетки. Это соответствует выявленным необратимым повреждениям миофибрилл при световой и поляризационной микроскопии. При воздействии постоянного и ВЧ-тока однократной аппликацией (1-я и 3-я группы) коллоидный лантан обнаруживается по краю сарколеммы, Енутрь клетки не проникает. Это свидетельствует о целостности мембраны сарколеммы и коррелирует с данными световой и поляризационной микроскопии. С повышением проницаемости клеточной мембраны из клетки еыходят сначала низкомолекулярные, а затем и высокомолекулярные соединения. Происходит нарушение функционирования мембранных механизмов ионного транспорта сарколеммы, саркоплазматического ретикулума и митохондрий, нарушается баланс и концентрация ионов Енутри- и во внеклеточном пространстве (Бершова Т. В. и соэет. , 1994) и развиваются контрактурные-изменения миофибрилл.

В настоящее время при постановке патологоанатомического ди-

агноза руководствуются не морфологическими критериями поражения проводящей системы сердца, а диагноз ставится исключительно ретроспективно по данным ЭКГ. Поэтому для подтверждения полученных морфологических изменений, в процессе всех экспериментов проведено электрокардиографическое исследование, показатели которого документируют нарушение АВ-проЕодимости.

Основным патогенетическим механизмом, приводящим к АВ-бло-каде при действии тока ВЧ, является вовлечение в патологический процесс проводящих кардиомиоцитов (Gonsales R. et al., 1933; Scheinmari et al., 1935; Huang: S. et al., 1987; Heinz G. et al., 1992 ). Очевидно, что в механизме структурных нарушений проводящего миокарда при действии электрического тока играет комплекс факторов, среди которых будут гипоксия и сосудистые расстройства. По мнению Н.Н.Бескровновой и соавт. (1992), волокна Пуркине не столь устойчивы к гипоксии, как считалось ранее и реагируют довольно рано. Так, при фибрилляции желудочков обнаруживаются ультраструктурные изменения субэндокардиальных клеток Пуркине. В измененных клетках Пуркине наблюдаются участки сокращения и пересокращения миофибрилл, нарушение проницаемости сарколеммы, что подтверждается проникновением ионного лантана внутрь клетки. Механизм повреждения остается неясным. Однако определенное значение в развитии этого процесса может тлеть ряд факторов, среди которых следует отметить накопление продуктов нарушенного метаболизма, хотя сведения о метаболических изменениях клеток Пуркине практически отсутствуют из-за трудностей проведения такого рода экспериментов. Ультраструктурные исследования' АВ-узла экспериментальных животных показывают, что достижение АВ-блокады харктеризуется в первую очередь, повреждением сарколеммы проводящих клеток. В проведенных наш экспериментах проникновение коллодного лантана вглубь клетки указывает на повреждение проЕО-дящих кардиомиоцитов АВ-узла, которое было зарегистрировано на ЭКГ, как полная АВ-блокада. Поскольку жизнеспособность клеток проводящего миокарда практически полностью зависит от целостности сарколеммы, то механизм ее повреждения при воздействии постоянным и ВЧ-током на эндокардиальную поверхность атриовентрику-лярной области требует более детального изучения.

Таким образом, практически во всех экспериментальных группах животных (кроме 1-ой и 3-й групп) в проводящих кардиомиоцитах мы наблюдали преимущественно гомогенную фуксиноррагига саркоплазмы, кснтрактурные изменения миофибрилл 3 степени, нарушение целост-

нооти сарколеммы, что является показателем необратимых изменений указанных клеток, которые должны привести к формированию АВ-бло-кзды. При этом поражение сократительного миокарда зависит от вида тока, количества наносимых аппликаций, частоты и продолжительности воздействия и будет наименьшим при применении БЧ-тока 520 кГц (однократно) продолжительностью 60 сек, либо 380 кГц (многократно) при продолжительности одной аппликации 10 сек. Следовательно, для достижения АВ-блокады, вышеуказанные параметры будут являться оптимальными.

ВЫВОДЫ

1. При создании АВ-блокады с помощью ВЧ тока возникают еы-раженные морфологические изменения сократительного и проводящего миокарда, и сосудов микроциркуляторного русла сердца:

а) морфологические изменения клеток сократительного миокарда в области воздействия представлены фуксиноррагией саркоплазмы, преимущественно гомогенного типа, контрактурными изменениями миофибрилл 2 и 3 степени;

б) морфологические изменения в области АВ-узла характеризуются гомогенной фуксиноррагией саркоплазмы проводящих кардиомиоцитов, контрактурными изменениями миофибрилл 3 степени. Электронно-микроскопическое исследование проводящих кардиомиоцитов с применением коллоидного лантана свидетельствует о нарушении целостности клеточных мембран;

в) сосудистые изменения в области воздействия ВЧ-тока проявляются спазмом сосудов микроциркуляторного русла.

2. При воздействии током высокой частоты масса поврежденного миокарда достоверно меньше, чем при воздействии постоянным током. При этом морфологические изменения как проводящего, та?: и сократительного миокарда зависят от количества наносимых аппликаций при обоих способах воздействия.

3. Наименьшие повреждения сократительного миокарда выявляются на фоне необратимого повреждения проводящих кардиомиоцитов АВ-узла при однократном воздействии ВЧ-тока частотой 520 кГц продолжительностью 60 сек, либо на фоне применения тока ВЧ многократно (4-6) частотой 380 кГц и продолжительностью 10 сек.

4. На 20-е сутки после воздействия тока ВЧ (520 кГц 60 сек) морфологические изменения в области АВ-узла характеризуются развитием соединительной ткани на месте гибели проводящего миокарда. Е сохранившихся специализированных кардиомноцитах преоблада-

ют контрактурные изменения миофибрилл 3 степени, выявляется нарушение целостности клеточной мембраны.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Представленные данные о морфофункциональном состоянии проводящего и сократительного миокарда при воздействии ВЧ-тока позволяют проанализировать морфологические изменения указанных структур в месте воздействия при моделировании АВ-блокады с помощью генератора "Электропульс КР 100 -11", а также сравнить действие ВЧ-тока и постоянного тока. Полученные новые сведения о влиянии токов высокой частоты различных параметров на миокард и проводящую систему сердца имеют существенное значение для безопасного л эффективного использования генератора тока высокой '¡а/.то'гы "Электропульс РР 100-тг" при лечении больных с тахиарит-;'.г:.1ми. Результаты исследования представляют интерес для морфология и кардиологов, применяющих ВЧ-ток при лечении больных с та-хмомугокш. Выявленные особенности морфофункциональных измене-проводящей системы сердца при действии ВЧ-тока могут быть ^н-дг: :;ны в учебный процесс на кафедрах гистологии, патологичес-■гл'- анатомии, патологической физиологии.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Гистохимические изменения ферментативной активности про-годккеи системы сердца в эксперименте // Материалы З-его съезда Зпеисмов и эмбриологов Российской Федерации,- Тюмень, 1994.0.203 /Соавт. А.Ф.Усынин, Р.В.Данильчук.

2. Экспериментальное изучение действия электрического тока радиочастотного диапозона на миокард // Медико-биологические аспекты нейро-гуморальной регуляции.- Томск, 1994.- Вып.З.-0,154-155 /Соавт. А.Ф.Усынин, Р.В.Данильчук.

3. Влияние электрических разрядов и радиочастотной энергии :-:а морфологию атриовентрикулярного узла // Там же,- С. 153 /Соавт. А.Ф.Усынин, С.В.Малиновский, Р.В.Данильчук.

4. Влияние адаптации к стрессорным воздействиям на морфологию кардиоцитов и проводящей системы при ишемических и реперфу-зионкых повреждениях в эксперименте //Актуальные вопросы кардиологии,- Томск, 1994,- Вып.8,- С. 153-155 /Соавт. И.¡0.Малышев, А.С.Ускнин, Р.В.Данильчук.

5. Экспериментальное изучение действия радиочастотной энер-

гии на миокард //Сборник трудов аспирантов и соискателей Сибирского медицинского университета.- Томск, 1994.- С.9.

6. Морфологические изменения миокарда и проводящей системы сердца при воздействии токов высокой частоты // Тезисы доклада 2-го Международного славянского конгресса по электростимуляции и клинической электрофизиологии.- С-Петербург, 1995.- Вестник аритмологии.- N4.- С.998-999 /Соавт. А.Ф.Усынин, И.В.Антонченко, И.О.Курлов.

7. Морфологические изменения проводящей системы сердца при воздействии токами высокой частоты в эксперименте // Сибирская кардиологическая конференция.- Новосибирск, 1996.- Тез. докл.-С.216-217 /Соавт. А.Ф.Усынин, А.А.Косович, И.В.Антонченко.

8. Применение радиочастотной энергии как способа создания искуственной атриовентрикулярной блокады в эксперименте // 3-ий Конгресс Международной ассоциации морфологов.- Тез. докл.-Тверь, 1996. - Морфология.- N2.- 1996.- С.72 /Соавт. А.Ф.Усынин, C.B.Малиновский, В.В.Столяров.

9. Сравнительное изучение воздействия электрических разрядов и радиочастотной энергии на миокард // Медико-биологические аспекты нейро-гуморальной регуляции ( Материалы юбилейной конференции, посвященной 35-летию ЦНИЛ).- Томск, 1997.-С.75-77 /Соавт. И.В. Антонченко, А.Ф.Усынин, В.В.СтоляроЕ.

10. Морфологическое исследование проводящей системы сердца при воздействии ВЧ-энергии различной частоты // Там же.- С.88-89 /Соавт. А.Ф.Усынин, В.В.Столяров.

11. К вопросу о механизме повреждения миокарда и проводящей системы при воздействии токов высокой частоты и электрических разрядов //Там же.- С.231-232 /Соавт. А.Ф.Усынин, С.В.Попое, И.О.Курлов.