В настоящее время накоплено достаточно большое количество научных данных об участии в аритмогенезе различных химических веществ, содержащихся в крови или образующихся в определенных условиях в миокарде. Наибольшее внимание исследователей привлечено к изучению роли аритмогенных веществ в возникновении желудочковых НРС при ишемии и реперфузии миокарда. М. Curtis и соавт. предложены критерии, соответствие которым позволяет отнести вещество к химическому медиатору аритмии [200]:

1) изменение содержания вещества в ишемизированной или реперфузируемой ткани;
2) определение потенциально аритмогенного электрофизиологического действия вещества в патофизиологических концентрациях;
3) определение антиаритмического эффекта препаратов, снижающих синтез или активность вещества;
4) определение проаритмического действия препаратов, повышающих синтез или активность вещества;
5) определение проаритмогенного эффекта препарата со сходным действием;
6) демонстрация в биологической пробе, что данное вещество в патофизиологических концентрациях способно вызвать НРС при отсутствиии ишемии или реперфузии.

   По мнению авторов, в настоящее время ни для одного вещества (за исключением калия) четко не доказана его роль в качестве химического медиатора аритмии. Нередко результаты экспериментов противоречат друг другу, обнадеживающие данные, полученные в условиях чистого опыта, бывают невоспроизводимы в условиях целостного организма из-за большого количества часто разнонаправленных физиологических эффектов, присущих тому или иному веществу, или взаимодействий между потенциально аритмогенными [54, 200] и «антиаритмическими» [256] эндогенными структурами. Можно отметить, что в связи с этими сложностями четкая «биохимическая парадигма» аритмогенеза [200], подобная существующей «электрофизиологической» (нашедшей воплощение в «Сицилианском гамбите» [134]), в настоящее время еще не сложилась. Ниже будут рассмотрены наиболее вероятные химические аритмогенные факторы и пути их метаболизма.

   Роль жирных кислот в метаболизме сердечной мышцы может быть рассмотрена с нескольких сторон.  В свободном (неэтерифицированном) виде они являются одним из важных энергетических субстратов миокарда [25, 253]. Следует отметить, что основным субстратом окисления являются неэтерифицированные жирные кислоты (НЭЖК), происходящие из комплекса альбумин/НЭЖК плазмы, поэтому процесс экстракции миокардом НЭЖК зависит не только от их концентрации в крови, но и от таких факторов, как молярное соотношение альбумина и НЭЖК, длины цепи и степени ненасыщенности жирных кислот, концентрации и активности ряда гормонов и медиаторов [25, 33, 260, 272]. При ишемии  потребление миокардом НЭЖК превышает возможности их b-окисления вследствие дефицита кислорода [213, 253]. Это приводит к внутриклеточному накоплению НЭЖК, ацилкарнитина, лизофосфоглицеридов [196, 252, 253, 264] в концентрациях, обладающих отчетливой аритмогенной активностью [195], за счет угнетения калий/натрий АТФ-азы и транспорта ионов кальция в саркоплазматическом ретикулуме [223, 253, 292], детергентоподобного действия на структуру митохондрий [188], что сопровождается разобщением биологического окисления и фосфорилирования [295], удлинения антеградного и укорочения ретроградного эффективного рефрактерного периода различных отделов проводящей системы [133].

   В клинических условиях была отмечена связь между летальным исходом при остром инфаркте миокарда от аритмии и концентрацией НЭЖК в плазме крови [251]. Появление высоких концентраций НЭЖК  в первые часы острого инфаркта миокарда связывают с высокой симпатической активностью. Катехоламины  усиливают эндогенный липолиз и сенсибилизируют миокард к действию высоких концентраций НЭЖК [168, 253]. Гиперлипидемия в свою очередь потенцирует аритмогенное действие адреналина [55]. В сыворотке крови больных ИБС и экстрасистолией было обнаружено статистически достоверное увеличение НЭЖК по сравнению с пациентами с той же патологией, но без НРС. Содержание же других классов липидов и липопротеидов было примерно одинаково [14]. Авторы приводят также данные об увеличении содержания НЭЖК в плазме периферической крови и камерах сердца  мужчин, внезапно умерших от ИБС. Аритмогенное действие НЭЖК было показано и при некоронарной патологии сердца. В частности, обнаружена корреляция между их содержанием в плазме крови и частотой аритмий у пациентов с алкогольным поражением сердца [144]. У пациентов с пароксизмальными тахикардиями различной этиологии обнаружены высокая концентрация НЭЖК в артериальной крови и в крови коронарного синуса, а также высокий коэффициент их экстракции миокардом как на фоне синусового ритма, так и в период пароксизмальной тахикардии [133]. Выявлена корреляция между концентрацией НЭЖК в крови пациентов с инсулиннезависимым сахарным диабетом (без ИБС) и количеством ЖЭ. В проспективном исследовании отмечено, что повышение концентрации НЭЖК в крови таких пациентов предшествовало появлению  экстрасистолии [255].

   Второй аспект, в котором следует рассматривать участие жирных кислот  в метаболизме сердечной мышце и аритмогенезе –«структурный». Жирные кислоты входят в состав фосфолипидов –основного структурного компонента биологических мембран, определяющего их жидкокристаллические свойства и проницаемость [153, 213]. Установлено, что жирнокислотный состав фосфолипидов кардиомиоцитов может меняться в зависимости от характера питания и возраста [167, 188, 248], наличия патологических состояний, в частности, ИБС [153]. В эксперименте показаны различные кардиотропные эффекты насыщенных и ненасыщенных жирных кислот. Установлено, что насыщенные и мононенасыщенные жирные кислоты обладают аритмогенным действием [188], либо не изменяют частоту и выраженность аритмии [293], тогда как полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК) обеспечивают антиаритмическую защиту при ишемии и реперфузии [96, 188, 293]. Но если для проявления антиаритмической активности ω-6 ПНЖК (линолевая, линоленовая, арахидоновая) необходимо их преобладание в рационе питания, то ω-3 ПНЖК (эйкозапентаеновая и докозагексаеновая жирные кислоты, содержащиеся в рыбе) оказывают антиаритмическое действие даже в присутствии достаточно большого количества насыщенных кислот [188]. Необходимо отметить, что данные ряда экспериментов свидетельствуют об антиаритмическом эффекте ПНЖК только в форме НЭЖК, а не в качестве компонента фосфолипидов мембран [222, 232, 291]. В связи с полученными экспериментальными данными является оправданной попытка применения ПНЖК в клинической практике. В плацебоконтролируемых исследованиях у пациентов, получавших рыбий жир с первых суток развития инфаркта миокарда, отмечено достоверное снижение числа НРС по сравнению с группой контроля [257, 275], увеличение вариабельности сердечного ритма [189]. В популяционном исследовании, проведенном в США, показано, что риск первичной остановки сердца снижается при увеличении относительного содержания ω-3 ПНЖК в мембранах эритроцитов [276]. В эксперименте и клинических исследованиях показана также способность ω-3 ПНЖК потенцировать действие ААП [119, 122]. Предполагаются следующие механизмы антиаритмического действия ПНЖК:

1) изменение жидкостных свойств («текучести») биомембран, которая влияет на функционирование ферментов, участвующих в энергообразовании, и деятельность липопротеиновых рецепторов [188, 248];

2) влияние на ионные каналы, в частности, угнетение натриевого (I_Na) и кальциевого (I_Ca,L) токов [222, 248,  293];

3) влияние на синтез простагландинов. Наибольшее значение в их образовании имеет арахидоновая кислота [16]. Об участии простагландинов E₁, E₂, F_2α в аритмогенезе данные литературы противоречивы: имеются сведения как об аритмогенном, так и об антиаритмическом эффектах [16, 22, 91, 233, 221]. В отношении простациклина и тромбоксана мнения исследователей более единодушны. Считается, что тромбоксан обладает аритмогенным [22, 87, 200, 237, 238], а простациклин –антиаритмическим действием [233, 243, 256], причем максимальное значение отводится соотношению их концентраций [16, 87, 188]. Показано, что при увеличении содержания ПНЖК в пищевом рационе коэффициент тромбоксан/простациклин значительно ниже, чем при преобладании насыщенных жирных кислот [188].

   Высшие жирные кислоты являются также основным субстратом свободнорадикального перекисного окисления липидов (ПОЛ), причем подвержены ему как в неэтерифицированном виде, так и в составе фосфолипидов биомембран [77, 82]. В норме процессы ПОЛ в организме необходимы для синтеза эйкозаноидов, регуляции липидного состава мембран, метаболизма катехоламинов, дифференцировки клеток и фагоцитоза [152, 169]. Свободные радикалы, инициирующие ПОЛ, представляют собой молекулы с одним или более неспаренными электронами, которые обуславливают их высокую реакционоспособность и участие в цепных превращениях [77, 141]. В сердце свободные радикалы кислорода могут образовываться на мембранах и в митохондриях кардиомиоцитов, эндотелии капилляров, нейтрофилах [207]. Скорость окисления ими липидов возрастает при увеличении ненасыщенности эфира, следовательно максимально подверженными перекисному окислению являются ПНЖК [82, 141, 153]. В связи с активацией ПОЛ сами НРС могут приводить к изменению состава жирных кислот фосфолипидов сердца: увеличению доли насыщенных и снижению полиеновых кислот [128]. Таким образом, можно предположить наличие своеобразного порочного круга, возникающего при аритмии: снижение содержания в биомембранах ПНЖК облегчает возникновение НРС, которые за счет активации процессов ПОЛ еще более уменьшают долю ПНЖК в мембранах кардиомиоцитов.

            Способность свободных радикалов вызывать НРС показана в эксперименте [94, 95, 174]. Отмечается, что максимальное повреждающее  воздействие  в миокарде они оказывают именно на проводящую систему [95]. Механизмами аритмогенного эффекта ПОЛ могут быть:

1) образование конъюгированных шиффовых оснований фосфолипидов и малоноальдегидоподобных продуктов, что приводит к повышению вязкости, изменению электрического сопротивления мембраны. При накоплении продуктов ПОЛ в большом количестве возможно образование мицелл и разрыв биомембран [33, 82, 153];

2) повышенное образование лизофосфолипидов [82, 145], обладающих аритмогенными свойствами [196, 197];

3) удлинение потенциала действия, появление постдеполяризаций, нарушение автоматизма [186, 230, 274]. Эти электрофизиологические изменения, по мнению авторов, опосредуются кальциевой перегрузкой, связанной с колебаниями высвобождения кальция из саркоплазматического ретикулума, которые возникают в условиях «окислительного стресса»;

4) ряд авторов отмечает также ингибирующее влияние продуктов ПОЛ на простациклинсинтетазу, что с учетом антиаритмической активности простациклина может способствовать возникновению НРС [76, 245].
 
   Повышение активности ПОЛ и снижение антирадикальной активности сыворотки отмечается у пациентов в острую фазу инфаркта миокарда [38, 77, 101] и при хронической ИБС [46, 153, 164], причем при наличии НРС эти изменения выражены сильнее [45, 100]. Усиление процессов ПОЛ при ишемии миокарда связано, с одной стороны, с избытком катехоламинов, продуктов гидролиза АТФ, активацией фосфолипаз с другой стороны, снижанием активности антирадикальных систем за счет альтерации ферментов и их липидного окружения свободными радикалами, протонами, а также снижения содержания АТФ [82]. При реперфузии миокарда к вышеизложенным факторам добавляется  гипероксия и механическое «вымывание» антиоксидантов, а также увеличение повреждающего действия катехоламинов и кальция, поступающих с кровью. Это способствует усилению процессов ПОЛ и развитию реперфузионного повреждения миокарда [82, 207]. В настоящее время клеточные  механизмы ранних реперфузионных аритмий нельзя считать точно установленными. Большинство авторов признают ведущую роль накопления избытка кальция в цитоплазме кардиомиоцитов. Но если в одних экспериментах убедительно доказывается роль активации ПОЛ как фактора, нарушающего кальциевый гомеостаз кардиомиоцита и, следовательно,  лежащего в основе реперфузионных аритмий [176, 178, 280, 290, 294], то в других опытах этот факт не подтверждается [192, 206, 236].

   У пациентов с НРС без атеросклероза и ИБС также выявляются повышенные показатели ПОЛ. Так у детей со стойкими аритмиями уровень продуктов ПОЛ в крови достоверно выше, чем у здоровых [49]. Выявлена корреляция активации ПОЛ и снижения уровня ферментов антиоксидантной защиты с наличием НРС у пациентов как с острым [144], так и с хроническим [150] алкогольным поражением сердца. Доказана тесная связь активации ПОЛ и стресса, что, очевидно, связано с симпатической стимуляцией и гиперкатехоламинемией [12, 82, 94]. Таким образом, можно выявить определенный «порочный круг»: активация процессов ПОЛ способствует возникновению аритмии, которая, являясь сильным стрессом для пациента, сама стимулирует перекисное окисление [101]. Обращает на себя внимание и следующая парадоксальная ситуация: с одной стороны, ПНЖК являются антиаритмическим фактором, с другой стороны, увеличение их содержания должно способствовать усилению ПОЛ, что может сопровождаться возникновением НРС [96]. 

   Среди гуморальных факторов, которые могут иметь значение в аритмогенезе, большая роль отводится нарушениям гемореологии. Из показателей, определяющих микроциркуляцию, важнейшими являются вязкость крови, гематокрит, концентрация высокомолекулярных белков, адгезия и агрегация эритроцитов и тромбоцитов [87]. В эксперименте было показано, что ухудшение реологических свойств крови или избыточная активация тромбоцитов приводит к уменьшению длительности потенциала действия, снижению порога фибрилляции, возникновению НРС [85, 210, 211, 269], а дипиридамол, реополиглюкин, аспирин и его аналоги устраняют или уменьшают этот эффект [85, 88, 246]. Участие форменных элементов крови в аритмогенезе возможно, благодаря  сочетанию двух механизмов [87]:

1. Образование микроагрегатов в просвете сосудов. Возникновние НРС при этом связано с ухудшением перфузии миокарда и гипоксией [288]. В ходе реперфузии вследствие неравномерности микроциркуляции в различных участках, а, следовательно, неравномерного течения метаболических процессов, усиливается физико-химическая гетерогенность миокарда, что коррелирует с частотой развития аритмий [82].

2. Высвобождение из тромбоцитов биологически активных веществ, которые не только усиливают агрегацию, но и обладают проаритмическим действием. Имеются экспериментальные подтверждения того, что этими веществами могут быть тромбоксан [211], тромбоцит-активирующий фактор [209, 288], серотонин [86], циклические нуклеотиды [86, 87].

   В клинических условиях связь нарушений реологических свойств крови и аритмий изучена преимущественно у больных с ИБС. Возникающие при этом заболевании изменения в составе биомембран (увеличение содержания холестерина и насыщенных жирных кислот, уменьшение ПНЖК и фосфолипидов) [35, 153], гиперлипидемия, гиперфибриногенемия приводят к снижению деформируемости форменных элементов, повышению способности к адгезии и агрегации, увеличению вязкости крови [35, 87, 109, 153]. Установлено, что у пациентов с инфарктом миокарда или хронической ИБС и аритмиями изменения гемореологических показателей достоверно выше, чем у аналогичных больных без НРС [1, 21, 86, 87]. Одни авторы отмечают большую выраженность изменений гемореологии при ЖЭ высоких градаций [71, 86], другие –при МА [21]. Необходимо отметить, что и сама аритмия приводит к активации гемостаза и ухудшению реологии крови [29, 277], возможно, за счет гиперкатехоламинемии [29, 87] и усиления ПОЛ [155].

   Среди других гуморальных факторов, можно отметить потенциально аритмогенную роль циклических нуклеотидов [86, 136], циркулирующих иммунных комплексов [239], эндогенных опиоидных пептидов [200, 296], гистамина [184], серотонина [200]. Часть этих соединений входят в группу так называемых «средних молекул» (СМ), объединяющую разнородные вещества по признаку молекулярной массы (500-5000 дальтон). Состав ее весьма разнороден: различные пептиды и гликопептиды, кинины, продукты деградации фибриногена, альбумина, тромбина, фрагменты коллагена, некоторые гормоны и др. [127, 151]. Повышение уровня СМ крови наблюдается при различных патологических состояниях, в том числе при ИБС [101, 132]. Существенной особенностью этих веществ являтся их высокая биологическая активность. В эксперименте показана способность СМ вызывать НРС. Среди возможных механизмов описывается как прямое кардиодепрессивное действие, основанное на блокаде кальциевых каналов, так и нарушение вегетативной регуляции сердечной деятельности [23].

    На рисунке 1 мы попытались представить взамосвязь основных гуморальных аритмогенных факторов. Как видно из схемы, при возникновении НРС запускается ряд «порочных кругов», способствующих закреплению аритмии.

   

Материал и методы:

Д)  Спектр НЭЖК плазмы до и после плазмафереза определялся у 25 больных с помощью газожидкостной хроматографии [98]. Липиды выделялись из сыворотки по Фолчу [70], после чего экстракт  выпаривался досуха, к осадку добавлялся метилирующий реагент и смесь в герметично закрытых сосудах помещалась в сухожаровой шкаф при температуре 60⁰С на 1 час. По окончании экспозиции смесь охлаждалась, выпаривалась досуха, растворялась в 20 мкл гексана и помещалась в инжектор для дальнейшего исследования. Использовался газовый хроматограф GC-14В Shimadzu (Япония) и кварцевые капиллярные колонки с иммобилизированной неподвижной жидкой фазой SЕ-30 (ЗАО «Предприятие Химресурс», РФ), толщина слоя 0,3 мкм, длина колонки 25м, внутренний диаметр 0,24мм. Время проведения анализа 25 минут, температура инжектора 250⁰, температура детектора 300⁰. Определялись концентрация в плазме (путем сравнения со стандартом) и процент в спектре НЭЖК следующих кислот: миристиновая (14:0), пальмитиновая (16:0), пальмитоолеиновая (16:1), стеариновая (18:0), олеиновая (18:1), линолевая (в сумме с линоленовой) (18:2), арахидоновая (20:4), эйкозатриеновая (20:3). Обработка хроматограмм проводилась с помощью компьютерной программы МультиХром для Windоws. Рассчитывалась сумма НЭЖК, абсолютное (мкг/мл)  и относительное (%) содержание насыщенных, ненасыщенных, мононенасыщенных, полиненасыщенных НЭЖК, отношения насыщенные/ненасыщенные НЭЖК, мононенасыщенные/ полиненасыщенные НЭЖК.

 Таким образом, исследовались практически все физиологически важные НЭЖК, содержание которых можно определить в плазме крови [141].

 

Результаты:

3.2.2. Динамика спектра НЭЖК плазмы у больных с НРС на фоне плазмафереза.

            Динамика спектра НЭЖК на фоне лечения плазмаферезом была оценена у 25 пациентов (табл. 20). Статистически значимого изменения абсолютного содержания суммы НЭЖК в плазме не отмечено. При корреляционном анализе выявлена прямая связь между исходной  концентрацией НЭЖК и ее изменением на фоне плазмафереза (r_s=0,616; p=0,001 –для абсолютного уровня изменения,  r_s=0,608; p=0,002 –для изменения, выраженного в процентах от начальной величины). При концентрации суммы НЭЖК более 500 мкг/мл отмечено достоверное ее снижение в ходе плазмафереза (р<0,022, n=13), при исходном уровне менее 400 мкг/мл –достоверное повышение (p<0,024, n=8). При этом уровень НЭЖК после курса плазмафереза в обоих случаях достоверно не отличался, то есть и в данной ситуации отмечается «нормализующее» влияние процедуры на содержание вещества в крови: при высокой концентрации вещества происходит ее снижение, при низкой –повышение, причем степень и абсолютная величина изменения коррелируют с исходной концентрацией.

            Статистически значимой динамики абсолютного уровня отдельных кислот не наблюдалось (p>0,1), однако после плазмафереза отмечены изменения в соотношении НЭЖК внутри спектра. Так выявлено достоверное снижение процента арахидоновой кислоты (p=0,009), повышение процента олеиновой (p=0,038), тенденция к снижению линолевой (р=0,094), повышению пальмитиновой (p=0,068) кислот, что нашло отражение в достоверном уменьшении суммы ПНЖК (р=0,016) и четкой тенденции к повышению суммы мононенасыщенных НЭЖК (p=0,055). Отношение концентрации мононенасыщенных кислот к полиненасыщенным (Σ_моно/Σ_поли) достоверно увеличилось (р=0,005). Статистически значимой динамики отношения насыщенных кислот к ненасыщенным (Σ_нас/Σ_ненас) в целом не выявлено. Для этого показателя также отмечалось «нормализующее» действие плазмафереза: достоверная корреляция изменения с исходным уровнем Σ_нас/ Σ_ненас (r_s=0,592; р=0,002),



Таблица 20.

Динамика спектра НЭЖК плазмы у пациентов с НРС на фоне лечения плазмаферезом (n=25).

достоверное повышение при начальном отношении менее 0,8 (p<0,022, n=13)  и значимое снижение при исходных его цифрах, превышающих 0,9 (p<0,05, n=5).

      Известно, что НЭЖК в плазме крови находятся в виде комплекса с альбумином [62]. В связи с этим логично предположить, что обнаруженные изменения в спектре НЭЖК на фоне плазмафереза связаны со снижением уровня альбумина. Однако проведенный корреляционный анализ не выявил достоверной связи между исходными и конечными уровнями альбумина и НЭЖК (суммы НЭЖК, суммы ПНЖК, отдельных кислот), а также их изменениями как в абсолютных значениях, так и в процентном выражении по отношению к исходной величине. Также не было выявлено корреляции между исходным уровнем НЭЖК и концентрациями холестерина и триглицеридов. Лишь у пациентов с повышенным уровнем триглицеридов крови (более 1,7 ммоль/л)  отмечена тенденция к более высокому исходному значению суммы НЭЖК до плазмафереза (p=0,061), после завершения курса –различия статистически недостоверны.

     При анализе динамики содержания НЭЖК в плазме в группах эффективного (n=11) и неэффективного (n=14) плазмафереза получены следующие результаты (табл.21):

-не выявлено достоверных различий между группами в исходном, конечном содержании и динамике уровня НЭЖК как в абсолютных, так и в относительных цифрах для миристиновой, пальмитиновой, пальмитоолеиновой, стеариновой, эйкозатриеновой кислот,  суммы НЭЖК, суммы насыщенных НЭЖК, суммы ненасыщенных НЭЖК, отношения Σ_нас/ Σ_ненас;

- в исходном и конечном уровне арахидоновой и линолевой кислот между группами статистически значимой разницы не выявлено (p>0,1). Однако если у больных с эффективным плазмаферезом в спектре НЭЖК после курса отмечено достоверное снижение процента линолевой кислоты, то при неэффективности плазмафереза значимо снижался процент арахидоновой кислоты (табл. 21). В связи с тем, что концентрация линолевой кислоты в плазме выше, чем арахидоновой, суммарная доля ПНЖК достоверно снизилась у больных с эффективным плазмаферезом, тогда как при неэффективности лечения она значимо не изменилась; 

Таблица 21.

Динамика спектра НЭЖК у пациентов с НРС на фоне плазмаферезом в зависимости от эффективности лечения.