а) Механизмы желудочковых аритмий, связанных с острой ишемией. Острая ишемия миокарда приводит к местной гипоксии тканей, истощению аденозинтрифосфата (АТФ) и анаэробному гликолизу, вызывая внутриклеточный ацидоз. Истощение запасов АТФ нарушает функцию АТФ-зависимого Na+/K+-Hacoca, вызывая выход К+ из миоцитов и повышение внеклеточной концентрации К+.
Это приводит к деполяризации мембранного потенциала покоя уцелевших волокон Пуркинье и, как следствие, к патологическому автоматизму.
Увеличение кислотности внутри клетки и накопление Н+ активирует Na+/Н+-обменник, который вытесняет Н+ в обмен на вход Na+, вызывая увеличение внутриклеточной концентрации Na+. Последний активирует Na+/Са2+-обменник в обратном режиме, который вытесняет Na+ в обмен на вход Са2+, вызывая внутриклеточную перегрузку Са2+ в ишемизированном миокарде, что, в свою очередь, приводит к отсроченной постдеполяризации (DAD) и запускает аритмию.
Кроме того, деполяризация мембраны вызывает инактивацию Na+-каналов и, как следствие, уменьшает быстрый ток Na+ и снижает восходящий ход потенциала действия, что приводит к замедлению проводимости и изменению рефрактерности.
Хотя может наблюдаться начальное увеличение продолжительности потенциала действия (вероятно, вызванное увеличением позднего тока Na+), уменьшение продолжительности потенциала действия развивается вскоре после этого вторично по отношению к уменьшению поступления Na+ (из-за инактивации Na+-канала) и Са2+ (из-за ингибирования Са2+-каналов вследствие ацидоза) и усиленного оттока К+ (из-за активации АТФ-чувствительного калиевого тока, IK-ATP, вызванного снижением внутриклеточного АТФ).
Важно отметить, что влияние ишемии наэлектрофизиологические (ЭФ) свойства миокардиальных клеток неоднородно. Укорочение продолжительности потенциала действия и уменьшение скорости и амплитуды восходящей части более выражено в центральной зоне ишемии и субэпикарде, чем в пограничной зоне и субэндокарде. С другой стороны, у окружающего нормального миокарда могут наблюдаться увеличение скорости проведения импульса (вторичное по отношению к увеличению уровня катехоламинов) и снижение рефрактерности.
Эта неоднородность продолжительности потенциала действия и дисперсия рефрактерности обеспечивают основу для возникновения тока повреждения, протекающего между ишемизированными и неишемизированными клетками, расположенными в пограничной зоне. Кроме того, ишемия миокарда вызывает разрушение щелевых соединений, что приводит к разъединению клеток с последующим медленным и анизотропным проведением и однонаправленной блокаде проведения, обеспечивая основу для реализации механизма реентри.
Высокий уровень катехоламинов, активация эндотелина-1, увеличение уровня лизофосфатидилхолина (фосфолипида, который накапливается в ишемизированном миокарде), механическое растяжение (вызванное жизнеспособным миокардом, окружающим зону инфаркта), электролитные нарушения (особенно гипокалиемия и гипомагниемия), имеющееся заболевание миокарда (например, перенесенный инфаркт миокарда [ИМ], гипертрофия, уменьшение фракция выброса) и генетическая предрасположенность (вероятно, опосредованная мутациями или полиморфизмом генов, кодирующих ионные каналы), все они могут значительно изменить ЭФ свойства субстрата и способствовать аритмогенезу.
Длительная и тяжелая острая ишемия, а также отсроченная или безуспешная реваскуляризация приводят к увеличению риска развития желудочковых аритмий во время острого ишемического события.
Экспериментальные исследования показали, что механизмы аритмии претерпевают динамические изменения в первые минуты и часы после начала ишемии миокарда. В ответ на ишемическое повреждение развиваются две различных во времени фазы желудочковой аритмии: фаза 1 — обратимый период острого ИМ, а фаза 2 — фаза развития инфаркта миокарда.
1. Фаза 1: острая фаза ишемии миокарда. Фаза 1, развивающаяся в течение первых 2-30 мин, является обратимой, если перфузия восстанавливается в течение 15 мин после коронарной окклюзии. Установлено, что 30-50% внезапных сердечных смертей (ВСС) во время острого инфаркта миокарда происходят во время фазы 1 ишемического повреждения, при этом развивающаяся фибрилляция предсердий (ФП) может быть с симптомами или без них.
Фаза 1 делится на 2 подфазы: фаза 1А (2-10 мин) и фаза 1В (10-30 мин). Желудочковые аритмии, возникающие в течение первых 10 мин после начала ишемии миокарда (фаза 1А), в основном связаны с механизмом реентри в ишемизированном миокарде, вызванным неоднородностью проведения и рефрактерности в нормальной и ишемизированной ткани. Аритмии фазы 1А обычно проявляются в виде пароксизмов ЖТ, которые редко переходят в ФЖ.
С другой стороны, желудочковые аритмии, возникающие между 10 мин и 30 мин после начала ишемии (фаза 1В), по-видимому, опосредованы патологическим автоматизмом и, возможно, механизмом реентри, хотя точный механизм остается неясным. Фаза 1В представляется более аритмогенной, чем фаза 1А, и аритмии в этой фазе чаще переходят в ФЖ.
2. Фаза 2: подострая фаза ишемии миокарда. Стойкая ишемия миокарда после первых 30 мин приводит к необратимому некрозу миокарда (фаза 2, фаза развития инфаркта), который продолжается 1,5-48 час после начала ишемии. Тем не менее волокна Пуркинье, расположенные субэндокардиально, более устойчивы к ишемии и могут выжить, но их ЭФ свойства меняются, предрасполагая к развитию аритмии. Уменьшение мембранного потенциала покоя, перегрузка Са2+ и неоднородность проводимости и рефрактерности в пограничной зоне инфаркта — все это может привести к фокальным (патологический автоматизм и триггерная активность) и реципрокным аритмиям.
Следует отметить, что между 1-й и 2-й фазами существует период низкого аритмогенеза продолжительностью 30-60 мин. Этому феномену пока нет объяснения.
б) Механизмы желудочковых аритмий, связанных с инфарктом миокарда. Большинство устойчивых мономорфных желудочковых тахикардий (УМЖТ), возникающих после развития инфаркта миокарда вызваны механизмом макрореентри, затрагивающей область рубца. Ремоделирование левого желудочка (ЛЖ) начинается практически сразу после острого ИМ. Экспериментальные исследования показывают, что ЭФ субстрат для мономорфной ЖТ постепенно формируется в подострой стадии (в первую неделю) после острого ИМ и, будучи сформированным, остается стабильным в хроническом периоде.
ЭФ и электроанатомические характеристики продемонстрировали отсутствие разницы между индуцированной ЖТ, развивающимися в подострый и хронический периоды со сравнимыми участками ранней пре-систолической активации. Эти участки расположены преимущественно в пограничной зоне, рядом с плотными участками повреждения в обоих периодах.
Стойкая коронарная окклюзия обычно приводит к образованию центрального ядра плотного трансмурального рубца в области, снабжаемой окклюзированной артерией, окруженной тонким ободком (пограничной зоной), где тесно сплетены фиброзная ткань и жизнеспособные миокардиальные волокна. И наоборот, ранняя реперфузия (достигнутая применением тромболитиков или коронарным вмешательством) может привести к формированию более сложного субстрата с нетрансмуральным некрозом миокарда (первичный субэндокардиальный некроз и разная степень сохранение эпикарда в зависимости от длительности коронарной окклюзии), гетерогенным (и даже очаговым) рубцеванием с множественными каналами жизнеспособного миокарда, расположенными в области рубца, и сложных пограничных зон.
Рубцы и фиброз, возникающие в результате ИМ, существенно отличаются от таковых неишемической этиологии. По сравнению с ЖТ после перенесенного ИМ, рубец при дилатационной кардиомиопатии (ДКМП), обычно, меньше и менее сплошной, с меньшим вовлечением эндокарда и меныпей степенью трансмуральности. В то время как ишемия предсказуемо вызывает образование клиновидного фронта некроза, распространяющегося от субэндокарда к эпикарду (и области рубцов, эндокардиально больший, чем эпикардиальный) и обычно ограничен территорией, кровоснабжаемой определенной коронарной артерией, при неишемической ДКМП было показано, что рубцы имеют склонность к средней части миокарда и эпикарду.
В отличие от плотного рубца после инфаркта миокарда с изолированными сохранившимися пучками миокарда, рубцевание при неишемической ДКМП неоднородно, с меньшим количеством фиксированных границ и защищенных каналов или перешейков, что может изменить степень замедления локального проведения.
Как правило, цепь реентри возникает в области плотного фиброзного рубца, перемежаемого пучками жизнеспособных миоцитов с плохой межклеточной связью (из-за измененных щелевых контактов), вызывая зигзагообразный курс активации вдоль пути, удлиненного ветвлением и слиянием пучков выживших миоцитов, приводящая к неоднородной анизотропной проводимости. Неоднородность состава тканей и разная вегетативная иннервация в этих областях могут создавать области медленного проведения и блокады, которые способствуют возникновению реентри.
В аритмогенном субстрате скрывается общий центральный путь (критический перешеек), который представляет собой узкий путь ткани с патологической проводимостью, вызывающей замедление распространения импульса и позволяющей образованию реентри. Сам перешеек может иметь как тупиковые ответвления, так и ответвления, которые не участвуют в общем пути основной цепи реентри (т.е. каналы, не вовлеченные в процесс). Критический перешеек обычно защищен границами, образованными как стабильной, так и функциональной блокадой проведения. Стабильная блокада проведения анатомически определяется неоднородной геометрией рубца или клапанного кольца.
Развитие функциональной блокады проведения в большинстве случаев является предпосылкой для инициирования ЖТ, формируя хотя бы одну границу диастолического пути. Факты указывают на то, что формирование функциональной блокады, ведущей к возникновения цепи реентри, связано с большим разбросом значений рефрактерных периодов на коротких анатомических расстояниях.
Деполяризация небольшой массы ткани внутри перешейка обычно не обнаруживается на поверхностной ЭКГ и составляет электрическую диастолу между комплексами QRS во время ЖТ. Фронт покидает перешеек в месте выхода и распространяется наружу, деполяризуя оставшуюся часть желудочков, образуя комплекс QRS. Покинув выход из перешейка, фронт реентри может вернуться к входу в перешеек через внешнюю или внутреннюю петлю (см. рис. ниже). Внешняя петля — это широкий пласт миокарда вдоль внешней границы инфаркта.
Схематичное изображение цепи реентри желудочковой тахикардии (ЖТ). На схеме изображен истмус, области входа и выхода, внутренняя и внешняя петли, прилежащие слепые участки петли и удаленные пассивные части цепи. В таблице приведены показатели, характерные для различных участков цепи во время ЖТ, стимуляции на фоне ЖТ и при синусовом ритме. PPI — постстимуляционный интервал; TCL — продолжительность цикла тахикардии; Ст — стимул; ЭГ — электрограмма
Фронт реентри распространяется через внешнюю петлю, в то же время активируя остальную часть миокарда, что соответствует электрической систоле (комплекс QRS) на поверхностной ЭКГ. Цепи реентри могут иметь одну или несколько внешних петель. Внутренняя петля — это проводящий путь внутри рубцов, сообщающийся с общим центральным проводящим путем (критическим истмусом), образующим цепь. Внутренняя петля может служить неотъемлемой частью цепи реентри или функционировать в качестве стороннего пути. Доминирующая петля — это петля цепи вне общего центрального пути с самым коротким временем проведения.
Если проведение через внутреннюю петлю проходит медленнее, чем от выхода к местам входа (через внешнюю петлю), внутренняя петля будет служить «свидетелем», а внешняя петля будет доминирующей петлей. Если проводение через внутреннюю петлю быстрее, чем через внешнюю, она будет являться неотъемлемой частью цепи реентри и обозначаться как доминирующая внутренняя петля. При аблации доминирующей петли, петли-свидетели могут служить потенциальным компонентом новой цепи реентри, если доминантная петля удалена. При проведении аблации доминирующей петли, проходящей не через истмус, это может проявляться как внезапное замедление частоты ЖТ без изменения морфологии комплексов QRS.
Исследования с использованием электроанатомического картирования субстрата показали, что у пациентов с ишемической кардиомиопатией без УМЖТ с клиническими проявлениями наблюдалось заметно меньшие эндокардиальных областей с низким вольтажем, меньше электрограмм, связанных с рубцом (т.е. фракционированные, изолированные и очень поздние потенциалы, которые являются электрически жизнеспособными участками внутри рубца), и меньше предполагаемых проводящих каналов по сравнению с пациентами со спонтанной УМЖТ, несмотря на столь же тяжелую дисфункцию ЛЖ, а также аналогичный возраст и расположение инфаркта. Эти различия в ЭФ субстрате миокарда могут играть важную роль в аритмогенезе ЖТ при перенесенном инфаркте миокарда.
Решающее значение для развития ЖТ имеют как протяженность участков рубца (вольтаж электрограмме "0,5 мВ), так и наличие большого количества каналов в этой зоне. Хотя область пограничной зоны рубца (вольтаж электрограммы —0,5-1,5 мВ) не различалась по площади между двумя группами, в этой зоне также наблюдалась значительно более высокая распространенность предполагаемых проводящих каналов у пациентов с УМЖТ. Это говорит о принципиально другом составе рубца (более «аритмогенном») у пациентов с УМЖТ.
Как уже отмечалось, негомогенное рубцевание с различной степенью сохранения субэндокардиальных волокон миокарда в плотных зонах фиброза приводит к замедленной проводимости, неоднородной анизотропии и возможности образования каналов в зоне рубца — условиям, необходимым для развития реентри.
Пациенты с ЖТ после перенесенного ИМ часто имеют несколько морфологий ЖТ. Даже у пациентов с одной морфологией УМЖТ, в ЭФ лаборатории можно вызвать несколько различных однородных ЖТ, особенно у пациентов, получающих антиаритмическую терапию. Индукция ЖТ с разной морфологией во время процедуры аблации предполагает, что аритмогенный субстрат может приводить к образованию большое количества цепей реентри или разные места выхода из одной цепи. ЖТ с разной морфологией (определение по ЭКГ в 12 отведениях и длине цикла тахикардии [TCL]) часто имеют общий истмус, но различаются по направлению распространения или местоположению по периметру истмуса во время реентри, но также монут возникать из разных, обычно смежных, цепей.
В процесс острой ишемии вовлекается фокальный механизм ЖТ (патологический автоматизм или триггерная активность). Фокальная ЖТ может также возникать при отсутствии острого ишемического события у пациентов с хронической ишемической болезнью сердца. В одном из исследований фокальный механизм наблюдался в 9% случаев ЖТ, которые были вызваны у пациентов с ишемической болезнью сердца во время ЭФИ перед проведением радиочастотной (РЧ) аблации.
В редких случаях развитие УМЖТ при хронической ишемической болезни сердца (ИБС) связано с неишемическим аритмогенным субстратом, а не с перенесенным инфарктом миокарда. ИБС может сосуществовать с неишемической кардиомиопатией, при которой расположение аритмогенного субстрата не соответствует зоне ИБС, при этом ЖТ возникает в перианнулярных базальных сегментах желудочков и часто имеет эпикардиальные выходы.
