УЧРЕЖДЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК КОМИ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР УРАЛЬСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РАН Лаборатория сравнительной кардиологии
реклама
УЧРЕЖДЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК КОМИ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР УРАЛЬСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РАН Лаборатория сравнительной кардиологии На правах рукописи ГУЛЯЕВА АННА СЕРГЕЕВНА СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ДЕПОЛЯРИЗАЦИИ ЖЕЛУДОЧКОВ СЕРДЦА СВИНЬИ 03.03.01 – физиология Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель: д.б.н., профессор И.М. Рощевская Сыктывкар – 2011 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………. 5 СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ…………………………..... 11 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………….... 12 1.1. Морфология желудочков сердца копытных животных……...….. 12 1.1.1. Строение желудочков…………………………………………… 12 1.1.2. Архитектоника мышечных волокон ………………………..….. 15 1.1.3. Структурно-пространственная организация терминалей проводящей системы……………………………… 1.2. 18 Последовательность деполяризации желудочков сердца копытных животных………………………………….….… 21 1.2.1. Внутрисердечная электрография ………….………...…….…… 21 1.2.2. Интрамуральная хронотопография…………………..………… 22 1.2.3. Сопоставление элементов комплекса QRS электрокардиограммы с последовательностью деполяризации желудочков…………………….……………… 25 1.2.4. Система фронтальных и сагиттальных отведений ЭКГ………. 26 1.3. Взаимосвязь распространения волны деполяризации с архитектоникой мышечных волокон и терминалей проводящей системы в миокарде желудочков…….…...…….…… 28 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИСЛЕДОВАНИЙ…………………………… 31 2.1. Объект и общая характеристика экспериментов……….………… 31 2.2. Электрофизиологические исследования…….…………...…….….. 32 2.2.1. Условия проведения экспериментов…………………………… 32 2.2.2. Регистрация электрических потенциалов в миокарде желудочков………………………………………………………. 33 2.2.3. Обработка электрокардиографических данных……………….. 36 2.3. Морфологические исследования………………….……………….. 38 2.3.1. Приготовление гистологических препаратов……………….…. 38 2 2.3.2. Расщепление мышечных волокон рабочего миокарда………... 41 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ……………………………………… 42 3.1. Последовательность деполяризации интрамуральных слоев желудочков сердца……………...…………………………..... 42 3.1.1. Распространение волны возбуждения в миокарде желудочков…………………………………………. 50 3.1.2. Униполярные электрограммы в миокарде желудочков………. 54 3.2. Морфология терминалей проводящей системы в желудочках….. 58 3.2.1. Свободная стенка левого желудочка…………………………… 58 3.2.1.1. Основание передней папиллярной мышцы……............... 58 3.2.1.2. Основание задней папиллярной мышцы………..………. 61 3.2.1.3. Основание дорсальной стороны……..…………………... 63 3.2.2. Свободная стенка правого желудочка…………………………. 64 3.2.2.1. Основание папиллярной мышцы …………………...…… 64 3.2.2.2. Основание вентральной стороны…………………….….. 65 3.2.3. Межжелудочковая перегородка………………………………... 67 3.3. Архитектоника волокон рабочего миокарда желудочков….……. 69 3.3.1. Поверхностный слой…………………………………………….. 69 3.3.2. Средний слой…………………………………………………….. 71 3.3.3. Глубокий слой…………………………………………………… 73 3.3.4. Строение полостей желудочков……………….……………….. 75 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ………………………………………… 77 4.1. Последовательность деполяризации желудочков сердца копытных животных…………………………...…………… 4.2. 77 Распределение волокон Пуркинье в желудочках сердца копытных животных……...…………………………..…………….. 81 4.3. Архитектоника мышечных волокон миокарда желудочков….….. 85 4.4. Сопоставление последовательности деполяризации желудочков с архитектоникой проводящих и мышечных волокон………….... 87 3 ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………... 92 ВЫВОДЫ……………………………………………………………………… 94 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………………. 96 ПРИЛОЖЕНИЕ………………………………………………………………... 114 4 ВВЕДЕНИЕ Актуальность темы. Хронотопография процесса распространения волны возбуждения в желудочках сердца млекопитающих была изучена у человека (Durrer D. et al., 1970) и хищных животных (Durrer D. et al., 1955; Arisi G. et al., 1983), было выявлено последовательное распространение волны деполяризации от эндокарда к эпикарду. Для копытных животных характерен «вспышечный» тип активации миокарда желудочков сердца: возбуждение обширных участков стенок желудочков происходит одновременно (Рощевский М.П., 1958; 1978). В ветеринарии важное диагностическое значение имеет простой, доступный неинвазивный метод исследования сердечной деятельности – электрокардиография. На основе изучения электрической активности сердца копытных животных была предложена и внедрена в ветеринарную практику система фронтальных и сагиттальных отведений ЭКГ (Рощевский М.П., 1958; 1964; 1965), широко используемая в настоящее время (Ипполитова Т.В. и др., 1988; Вербовик Е.В., 2006; Шестакова А.Н., 2009). Среди копытных животных наиболее полная картина хронотопографии деполяризации желудочков сердца реконструирована у северного оленя (Рощевский М.П., Шмаков Д.Н., 1977) и овцы (Roshchevsky M. et al., 1995; 5 Roshchevskaya I. et al., 1997; Рощевская И.М., 2003). В желудочках сердца свиней проведено изучение распространения волны возбуждения с применением только эндокардиального картирования (Gepstein L. et al., 1997а, b; Pullan A. et al., 2001). Для реконструкции реального процесса деполяризации миокарда у свиней необходимо использовать прямые интрамуральные методы исследования. Последовательность деполяризации миокарда связана с особенностями распределения, диаметром терминалей проводящей системы (Davies F., Francis E., 1952; Рощевский М.П., 1978) и архитектоникой мышечных волокон рабочего миокарда (Sano T. et al., 1959; Roberts D., 1979; Taccardi B. et al., 1997). Структурно-пространственными особенностями расположения волокон Пуркинье в желудочках сердца у копытных животных является их проникновение от субэндокарда до субэпикарда (Meyling H., Borgter H., 1957; Ваколюк В.Д., 1962, Клюшина И.В., 1981). Только для сердца северного оленя (Клюшина И.В., 1981) изучено распределение волокон Пуркинье в разных областях желудочков, у других видов копытных животных – в одной области (Ansari A. et al., 1999; Ryu S. et al., 2009; Ono N. et al., 2009). Для пространственного представления распространения волны возбуждения в желудочках сердца животных необходимо иметь данные о реальной архитектонике мышечных волокон. Нет единого представления об ориентации волокон рабочего миокарда в желудочках сердца животных (Navaratham V., 1980; Gilbert et al., 2007), в том числе свиньи (Anderson R. et al., 2005; Lunkenheimer P. et al., 2006; Hooks D. et al., 2007). Актуально и целесообразно исследовать последовательность распространения волны возбуждения, архитектонику волокон проводящей системы и формирования рабочего миокарда электрической для активности объяснения сердца закономерностей у животных со «вспышечным» типом деполяризации. 6 Цель работы – выявить закономерности последовательности деполяризации желудочков сердца на основе сопоставления распространения волны возбуждения с архитектоникой волокон рабочего миокарда и проводящей системы у копытных животных (на примере свиньи). Задачи: 1. Изучить последовательность деполяризации желудочков сердца; 2. Исследовать распределение волокон проводящей системы в миокарде желудочков; 3. Измерить диаметры проводящих волокон в миокарде желудочков; 4. Исследовать архитектонику волокон рабочего миокарда желудочков; 5. Провести сопоставление последовательности деполяризации желудочков сердца с архитектоникой проводящих и мышечных волокон. Научная новизна. Исследование архитектоники мышечных волокон, структурно-пространственной организации волокон Пуркинье и последовательности деполяризации желудочков сердца свиньи позволило оценить вклад волокон проводящей системы и рабочего миокарда в распространение волны возбуждения на разных этапах деполяризации. Впервые проведено исследование хронотопографии процесса возбуждения миокарда желудочков свиньи и обнаружено, что зоны ранней деполяризации формируются в миокарде межжелудочковой перегородки и свободной стенки левого желудочка, дорсолатеральной области стороны поздней левого активации желудочка. – в Впервые субэпикарде выявлена неоднородность диаметров проводящих волокон и неравномерность их распределения в желудочках сердца свиньи в поперечном направлении (от субэндокарда к субэпикарду) и в апико-базальном. Впервые показана сложная структура кольцевого слоя желудочков сердца свиньи, разделенного на выше- и нижележащие мышечные волокна. Научно-практическая фундаментальные основы значимость. формирования Раскрыты базовые, электрической активности 7 желудочков сердца копытных животных в период деполяризации. На основе полученных экспериментальных данных проведено сопоставление структуры и функции, позволившее выявить закономерности распространения волны возбуждения в неоднородной, сложноорганизованной структуре миокарда. Показана взаимосвязь неоднородности архитектоники мышечных волокон, терминалей проводящей системы с существованием разнонаправленных одновременных фронтов распространения волны возбуждения. Полученные результаты послужат физиологической основой для создания компьютерных моделей миокарда с учетом реальной архитектоники мышечных и проводящих волокон, последовательности деполяризации. Исследование морфофункциональных закономерностей активации миокарда желудочков позволит разработать новые методы диагностики в ветеринарной кардиологии. Результаты данных исследований внедрены в практику учебного процесса кафедры зоологии, анатомии и физиологии Коми государственного педагогического института, используются при проведении лекционных и практических занятий по курсу «Нормальная физиология», «Физиология человека и животных», «Гистология», а также могут быть использованы в программе обучения студентов ветеринарных и биологических ВУЗов. Основные положения, выносимые на защиту: 1. Области ранней деполяризации в миокарде желудочков свиньи формируются в субэндокарде медиальной части левого желудочка и межжелудочковой перегородки, области поздней деполяризации – в субэпикарде основания левого желудочка. 2. Терминали проводящей системы (волокна Пуркинье) имеют неоднородный диаметр и неравномерно расположены в миокарде желудочков сердца свиньи. 3. Средний слой в желудочках сердца свиньи имеет сложную пространственную организацию: состоит из вышележащих и нижележащих мышечных волокон. 8 4. Волокнам проводящей системы принадлежит основная роль в распространении волны возбуждения, формировании «вспышечного» типа деполяризации, архитектоника мышечных волокон рабочего миокарда имеет значение на конечных этапах деполяризации. Апробация работы. Результаты исследований доложены автором на III Молодежной научной конференции «Физиология человека и животных: от эксперимента к клинической практике», проходившей в рамках XV Коми республиканской молодежной научной конференции (Сыктывкар, 2004); V Общероссийском съезде анатомов, гистологов и эмбриологов (Казань, 2004); VI Симпозиуме по сравнительной электрокардиологии (Сыктывкар, 2004); Всероссийской конференции молодых исследователей (Санкт-Петербург, 2005); XXXII Международном конгрессе по электрокардиологии (Гданьск, Польша, 2005); I Съезде физиологов СНГ (Сочи, Дагомыс, 2005); XXXV Международном конгрессе по электрокардиологии (Санкт-Петербург, 2008); Международной научно-практической конференции «Адаптация и становление физиологических функций у животных» (Москва, 2010); XXXVII Международном конгрессе по электрокардиологии (Лунд, Швеция, 2010); XXI Съезде физиологического общества имени И.П. Павлова (Калуга, 2010), Всероссийской конференции с международным участием «Механизмы регуляции физиологических систем организма в процессе адаптации к условиям среды», посвященной 85-летию со дня основания Института физиологии им. И.П. Павлова РАН (Санкт-Петербург, 2010). Исследования проведены при поддержке грантов научной школы академика М.П. Рощевского НШ-759.2003.4 и НШ-2452.2008.4.; гранта научных проектов молодых ученых УрО РАН (2009); РФФИ 05-04-49296-а; РФФИ 09-04-92011-ННС_а; Программы Президиума РАН «Фундаментальные науки – медицине» (№ ГР 09-П-4-1012). Выступления на конференциях поддержаны грантом для молодых ученых УрО РАН (2010) и грантом РФФИ 10-04-09426 моб_з. 9 Результаты исследования включены в важнейшие достижения Отделения биологических наук РАН, Уральского отделения РАН, в основные итоги научно-исследовательской и научно-организационной деятельности Коми научного центра УрО РАН за 2009, 2010 гг. Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 16 публикациях, из них четыре статьи в изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ. 10 СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ ВП – волокно Пуркинье ЭГ – электрограмма ЭКГ – электрокардиограмма Мы применяли как синонимы термины: деполяризация, возбуждение, активация; субэпикардиальный слой – поверхностный слой; средний слой – кольцевой слой; субэндокардиальный средний – глубокий слой. 11 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1. Морфология желудочков сердца копытных животных 1.1.1. Строение желудочков Сердце свиньи большей частью (примерно 3/5) расположено в левой половине грудной полости, с большим наклоном по отношению к грудной кости. Краниально оно достигает середины третьего ребра, каудально – середины шестого. Верхушка сердца располагается в области соединения седьмого реберного хряща с грудной костью. Сердечная сорочка прикрепляется к грудной кости в области от третьего до седьмого реберного хряща (Климов А.Ф., Акаевский А.И., 2003; Kerut E. et al., 2004). По внешней форме сердце свиньи занимает промежуточное положение между сердцем лошади и рогатого скота. Сердце свиньи умеренно-расширенное, конусовидной формы, с хорошо выраженной верхушкой, почти округлое в поперечнике (Жеденов В.Н., 1958). Желудочки, располагаются на уровне венечной борозды и обрамлены фиброзными кольцами. Внешние границы между желудочками определяют по прохождению передней и задней продольных борозд (Акаевский А.И., 1975). У свиньи передняя межжелудочковая борозда расположена под наклоном к левой границе желудочковой массы, тогда как задняя межжелудочковая борозда проходит продольно по средней части дорсальной стороны. Борозды сходятся между собой с правой стороны, обозначая нижний конец более короткого правого желудочка. Левый желудочек составляет большую часть миокарда желудочков свиньи, вследствие этого, межжелудочковая перегородка расположена правее и верхушка сердца целиком образована мускулатурой левого желудочка. На поперечном срезе сердца полость правого желудочка имеет полулунную форму, а левого – овальную (Crick S. et al., 1998). 12 Желудочки сообщаются с предсердиями через атриовентрикулярные отверстия. У свиней левое предсердно-желудочковое отверстие может быть шире правого (Жеденов В.Н., 1958). Наблюдаются особенности и в строении клапанного аппарата сердца свиней. Трехстворчатый клапан, помимо трех больших створок, имеет слабо развитую четвертую. В двухстворчатом клапане находятся два маленьких добавочных клапана. Сухожильных струн в правом желудочке пять, и они более слабые, чем в левом, где их одиннадцать (Акаевский А.И., 1975). Однако по данным Дегандта (Degandt А. et al., 2007) в левом желудочке свиньи насчитывается около 24-х сухожильных нитей. Папиллярные мышцы, расположенные в полости желудочков, представляют собой выросты мускульных стенок. Форма папиллярных мышц у копытных животных (коз, овец) может быть цилиндрическая, коническая или в виде усеченной четырехгранной пирамиды (Ozbag D. et al., 2005). У свиньи в правом желудочке наблюдается дробление папиллярных мышц (более двух), расположенных на перегородке. Папиллярная мышца на свободной стенке правого желудочка развита сильнее, чем папиллярные мышцы на перегородке (Жеденов В.Н., 1954). В левом желудочке свиньи папиллярные мышцы крупнее по сравнению с правым (Crick S. et al., 1998). Внутренние стенки желудочков содержат трабекулярный аппарат, представленный в виде гребней. У свиньи трабекулы хорошо развиты, особенно в левом желудочке (Климов А.Ф., Акаевский А.И., 2003). Стенки желудочков неоднородны по толщине. У новорожденных свиней толщина свободной стенки правого желудочка незначительно отличается от левого, но с возрастом толщина стенки левого желудочка в несколько раз больше правого (Guerreiro D. et al., 1980). В полости желудочков расположены поперечные мускулы (ложные сухожилия). В отличие от сухожильных струн, являющихся функциональной единицей клапанного аппарата сердца, ложные сухожилия пересекают полость желудочка, не прикрепляясь к створкам клапана, а соединяя межжелудочковую перегородку с папиллярными мышцами и с париетальной 13 стенкой (Depreux R. et al., 1976; Cocchieri М., Bardelli G., 1992). В состав поперечных мускул обоих желудочков сердца копытных животных, как и всех млекопитающих, помимо коллагеновых, эластических и мышечных волокон входят проводящие волокна. Проводящие волокна в ложных сухожилиях являются продолжением ножек пучка Гиса, внутриполостным разветвлением проводящей системы сердца (Keith A., Flack M., 1906; Loukas M. et al., 2008). У лошадей в заднем углу правого желудочка иногда встречаются тонкие тяжи, не имеющие отношения к проводящей системе сердца (Жеденов В.Н., 1954). В правом желудочке копытных расположено одно крупное ложное сухожилие. У теленка диаметр тяжа составляет 3-4 мм, у вола от 15 до 20 мм (Jensen Н. et al., 1978). У свиньи также имеется один крупный правый поперечный мускул (Crick et al., 1998), а различные его морфологические изменения (разветвленность по направлению к париетальной стенке, увеличенные размеры) сопровождаются выявлением врожденных сердечнососудистых заболеваний (Hsu F.S., Du S.J, 1982). В левом желудочке сердца у разных видов копытных животных наблюдаются вариации в расположении ложных сухожилий: у вола ветвящиеся или единичные поперечные мускулы расположены ближе к верхушке левого желудочка, у лошади несколько отдельных тяжей локализованы преимущественно в центральной части (Gerlis L. et al., 1984), у овец ложные сухожилия представляют сетчатую структуру (Deniz M. et al., 2004). В левом желудочке свиней поперечные мускулы слабые, но имеются в большом количестве (Климов А.Ф., Акаевский А.И., 2003). Таким образом, по анатомическому строению сердце свиньи схоже с сердцами других видов копытных животных, однако, у свиньи имеются особенности, касающиеся внешней формы сердца, его расположения в грудной клетке, строению клапанного аппарата, а также отличия во внутренней организации полости правого и левого желудочков. 14 1.1.2. Архитектоника мышечных волокон Архитектоника мышечных волокон рабочего миокарда в желудочках сердца млекопитающих играет немаловажную роль в распространении волны деполяризации и обеспечивает механическое сокращение (Roberts D., 1979; Taccardi B. et al., 1997; Vetter F. et al., 2005). Сократительные мышечные волокна в желудочках сердца копытных животных цилиндрической формы с диаметром 10-20 мкм. Имеются видовые различия в диаметре волокон рабочего миокарда. Наиболее толстые волокна обнаружены у овец, наименее − у лошадей (Бердонгарова О.И., 1953). У свиней по данным Мичела (Michel G., 1966, цит. по Рощевский М.П., 1972) диаметр сократительных волокон в левом желудочке в среднем составляет 17,7 мкм, в межжелудочковой перегородке 18,8 мкм. Исследованием архитектоники мышечных волокон желудочков сердца занимаются более 400 лет, первые описания встречаются в работах Гарвея (Hurvey) 1628, Лоуэра (Lower) 1669, Сенака (Senac) 1749 (Anderson R. et al., 2009). Существуют различные методы исследования расположения мышечных волокон в желудочках сердца. Метод послойного расщепления (Robb J., Robb R., 1942; Sanchez-Quintana D. et al, 1994), гистологического анализа (Grimm A., 1976; Streeter D., 1979; Vetter F. et al., 2005), магнитнорезонансной томографии (Lunkenheimer P. et al., 1984; Schmid P. et al., 2005; Wu E. et al., 2007). Для исследования распространения волны возбуждения восстанавливают картину рабочего миокарда, путем создания трехмерных компьютерных моделей (Smaill B. et al., 2004; Niederer P., 2008). Несмотря на разнообразие методов и большое количество работ посвященных изучению архитектоники мышечных волокон желудочков сердца млекопитающих единого мнения об ориентации волокон рабочего миокарда среди ученых не достигнуто (Navaratham V., 1980; Anderson R. et al., 2005; Gilbert S. et al., 2007). 15 К настоящему времени существуют различные представления о структурной организации мышечных волокон миокарда. Теория, что миокард представляет собой разветвленную, неоднородную, трехмерную структуру была предложена Рашмером (Rushmer R. et al., 1953), а в последствии поддержана другими исследователями (Anderson R., Becker A., 1980; Greenbaum R. et al., 1981; Sanchez-Quintana D. et al., 1995). Показано, что миокард желудочков состоит из трех слоев мышечных волокон: поверхностного, среднего и глубокого. Волокна поверхностного слоя берут начало от фиброзного скелета и проходят наклонно от основания к верхушке сердца. В области верхушки волокна инвагинируют вглубь и становятся волокнами глубокого слоя. Волокна глубокого слоя продольно поднимаются от верхушки к основанию, формируя трабекулы и тело папиллярных мышц. Волокна среднего слоя не связаны с фиброзным скелетом, Рашмер (Rushmer R. et al., 1953) назвал этот слой сжимающимся, так как он образован кольцевыми волокнами. Четких морфологических признаков, позволяющих выделить отдельные слои, обнаружить не удалось. Существующее разделение миокарда на слои является условным, на основе постепенного изменения направления мышечных пучков через стенки желудочков (Маковецкий В.Д. и др., 1979). У копытных животных мышечная архитектоника желудочков сердца в целом такая же, как и у хищных (Rushmer R. et al., 1953; Thomas C., 1957). Изучая ориентацию мышечных волокон свободных стенок правого и левого желудочков сердца копытных (Smaill B. et al., 2004; Hooks D. et al., 2007) и хищных (LeGrice I. et al., 1995) животных ряд исследователей представили иной взгляд на структуру сократительного миокарда. Авторы утверждают, что мышечная стенка желудочков имеет пластинчатую структуру. Проведя количественный анализ пластинчатых слоев Легрис с соавторами (LeGrice I. et al., 1995) установили, что каждый слой пластинки состоит из трех-четырех миоцитов, между соседними пластинками расположена соединительная ткань. Пластинчатые слои имеют радиальную 16 ориентацию от эпикарда до эндокарда. На основе полученных данных построены математические модели (LeGrice I. et al., 1997, 2001) и проводятся исследования по распространению волны возбуждения при эктопических очагах. Однако, возникает вопрос, как происходит распространение волны возбуждения в желудочках, если мышечные волокна соединены между собой только с помощью коллагена. Существует еще одно мнение относительно архитектоники волокон рабочего миокарда, которое представили Торрент-Гуасп и его коллеги, изучая желудочки сердца быка (Torrent-Guasp F. et al., 2001; Buckberg G., 2002; Kocica M. et al., 2006; Ballester M. et al., 2008). Согласно представленной концепции, миокард устроен в виде спиральной миокардиальной полосы (или единого мышечного пучка), идущей от корня легочной артерии к аорте. Единый мышечный пучок разделен на две петли, каждая из которых включает два сегмента. Базальная петля состоит из правого и левого сегментов, образующих свободную стенку правого и левого желудочка, соответственно. Апикальная петля состоит из волокон нисходящего сегмента, идущих от основания желудочка к верхушке и участвующих в образовании папиллярных мышц. Вокруг верхушки они делают поворот в 90°С и становятся волокнами восходящего сегмента, которые поднимаются к основанию сердца. Концепция единого мышечного пучка не нашла поддержки и вызвала много вопросов у сторонников разветвленной, трехмерной организации мышечных волокон желудочков сердца. Были отмечены анатомические ошибки этой гипотезы (Anderson R., 2004; Schmid P., 2005; Lunkenheimer P., 2005). Замечания касались взглядов на фиброзный скелет, который не рассматривается как место прикрепления мышечных волокон, не описано наличие кольцевых подтверждений волокон. представленной Кроме того, структуры нет миокарда. гистологических Ланкенхеймер (Lunkenheimer P. et al., 2004) обращает внимание на то, что Торрент-Гуасп (Torrent-Guasp F. et al., 2001) и его сторонники не обсуждают большое 17 количество противоречат ранее их собранных гипотезе, и анатомических при этом не доказательств, которые рассматривают новых доказательств, поддерживающих более ранние анатомические исследования. Однако Фатенков (Фатенков В.Н., Фатенков О.В., 2003) считает весьма интересной и убедительно доказанной теорию строения желудочков выдвинутую Торрентом-Гуаспом (Torrent-Guasp F. et al., 2001), в связи с тем, что в его работе показывается взаимосвязь формы и функции в миокарде желудочков, объясняется, за счет каких сегментов единого мышечного пучка происходит пространственное изменение структуры миокарда в систолу и диастолу. Таким образом, нет единого представления о структурной организации мышечных волокон желудочков сердца животных, в том числе и копытных. При изучении архитектоники мышечных волокон среди исследователей не выработано единой классификации сложной структуры сердца. Одни используют термин мышечное волокно, другие – мышечная пластина или миокардиальная полоса. До сих пор не решена проблема создания такой единой модели строения желудочков сердца, которая объясняла бы не только как ориентированы или взаимосвязаны волокна между собой, но и какую роль они играют в распространении волны возбуждения, в обеспечении гемодинамики. К настоящему времени ни одна из представленных теорий всецело не объясняет и структуру и функцию. 1.1.3. Структурно-пространственная организация терминалей проводящей системы Архитектоника терминалей проводящей системы играет существенную роль в деполяризации желудочков сердца млекопитающих. Особое значение имеет пространственная организация проводящих волокон в желудочках сердца копытных животных, обеспечивающая им отличный от других 18 млекопитающих, «вспышечный» тип активации миокарда (Рощевский М.П., 1978). Волокна Пуркинье (ВП) впервые были описаны Пуркинье (Purkinje) в 1845 году у овец (Davies M., Hollman A., 1988). Труекс и Смит (Truex R., Smythe M., 1965) предложили классификацию специфических волокон проводящей системы у разных видов животных, основанную на четкой дифференциации ВП от волокон рабочего миокарда. К первой группе относятся птицы и копытные животные, имеющие хорошую, четко выраженную дифференциацию ВП; вторая группа − промежуточная, ее составляют человек, приматы и хищные животные; третья группа включает зайцеобразных и грызунов, чьи клетки Пуркинье внешне схожи с клетками рабочего миокарда и трудно идентифицируемы. В настоящее время к первой группе хорошо дифференцируемых волокон проводящей системы дополнительно относят млекопитающих семейства китообразных (китов, дельфинов) (Ono N. et al., 2009). Концевые элементы проводящей системы в желудочках сердца копытных животных являются многочисленными и образуют сетчатую структуру, расположенную в толще мышечного слоя почти до эпикарда (Meyling H., Borgter H., 1957). У свиней проводящие миоциты выявлены под эндокардом, в межжелудочковой перегородке, в толще стенок желудочков, где они проходят по соединительно-тканным прослойкам сердца в различных направлениях и доходят до эпикарда (Ваколюк В.Д., 1962). В интрамуральных слоях миокарда свиней волокна проводящей системы расположены неравномерно, большей частью под эндокардом (Харченко Е.Д., Межевский Ю.С., 1964). У северных оленей ВП преимущественно концентрируются в центральных слоях миокарда и несколько ближе к эпикарду (Клюшина И.В., 1981). В желудочках сердца копытных животных ВП очень крупные со средним диаметром у овец 40 мкм (Muir А., 1957), у коров 57 мкм, 88 мкм у северных оленей (по данным И.В. Клюшиной; Прошева В.И. и др., 1977), по 19 сравнению с приматами и хищными животными, у которых ВП в диаметре 10-15 мкм (Shimada T., 2004). В желудочках сердца свиней диаметр ВП составляет в среднем 60 мкм (Michel G., 1962 цит. по Рощевский, 1972). Форма проводящих клеток у разных видов копытных отличается: у овец клетки Пуркинье имеют цилиндрическую форму (Muir A., 1957; Ваколюк В.Д., 1962), у коров − кубовидную (Kawamura K., 1966), у северных оленей они могут быть неправильной, округлой или вытянутой формы (Клюшина И.В., 1981). У свиней клетки Пуркинье имеют удлиненную форму, однако после изолирования постепенно становятся округлыми (Stankovicova T. et al., 2003). В сердце копытных животных Соммером и Джонсоном (Sommer J., Johnson E., 1968) были выявлены не только морфологические особенности проводящих клеток от рабочих кардиомиоцитов, но и ультраструктурные. Отсутствие Т-трубочек в саркоплазматической сети клеток Пуркинье способствует более высокой скорости проведения возбуждения, чем наличие Т-трубочек в сократительных кардиомиоцитах. Было предложено относить к ВП только те клетки, которые не содержат поперечных трубочек (Sommer J., Johnson E., 1968). Однако, существуют специальные транзитные клетки, по структуре представляющие промежуточное положение между клетками Пуркинье и обычными кардиомиоцитами и содержащие Т-систему. С помощью клеток промежуточного типа происходит передача электрического сигнала от ВП волокнам сократительного миокарда (Via M., Ferrans V., 1970). Соединительнотканная проведения оболочка, электрического обеспечивающая импульса по высокую проводящим скорость волокнам, предотвращает его угасание на большие расстояния. Она изолирует проводящие клетки от рабочего миокарда и исчезает в месте контакта ВП с сердечными миоцитами (Morita T. et al., 1991). В желудочках сердца свиньи транзитные клетки имеют размер 3-5 мкм и своим строением напоминают ветвящееся дерево. Пучки транзитных клеток проходят вдоль проводящих волокон, а также разветвляются и 20 пронизывают мышечные волокна рабочего миокарда. Промежуточные клетки обнаружены в желудочках сердца кролика, у которого представляют собой широкий пласт тонких клеток, которые одной стороной соединяются с ВП, а другой – с мышечными волокнами. Различие в структуре транзитных клеток между сердцем свиньи и кролика как считают, связано с тем, что ВП у свиньи полностью пронизывают мышечную стенку желудочков, а у кролика проводящие волокна расположены только субэндокардиально (Tranum-Jensen J. et al., 1991). Однако, в желудочках сердца некоторых видов копытных животных (овцы, быка), у которых ВП расположены от субэндокарда до субэпикарда (Ваколюк И.Д., 1962), дискретная зона транзитных клеток не была идентифицирована. У овцы (Ansari А. et al., 1999), в области контакта проводящих и сократительных волокон, контур клеток становится расплывчатым, листки соединительной ткани исчезают. У быка (Oosthoek P. et al., 1993) диаметр ВП уменьшается, они становятся похожими на волокна рабочего миокарда, без посредничества фиброзных листков. Таким образом, в желудочках сердца копытных, в отличие от других видов животных, волокна проводящей системы очень крупного диаметра, многочисленные и расположены от субэндокарда до субэпикарда. У свиньи выявлены транзитные клетки, напоминающие своим строением ветвящееся дерево и обеспечивающие быструю передачу электрического сигнала. 1.2. Последовательность деполяризации желудочков сердца копытных животных 1.2.1. Внутрисердечная электрография Первые попытки зондирования полостей сердца и магистральных сосудов у крупного рогатого скота были проведены Кишем с соавторами (Kisch B. et al., 1948). Однако при недостаточно глубоком введении зонда в 21 полости желудочков были зарегистрированы положительные начальные желудочковые комплексы. Зондированием сердечно-сосудистой системы крупного рогатого скота, М.П. Рощевским (Рощевский М.П., 1958) было установлено, что форма начального желудочкового комплекса в униполярных отведениях зависит от расположения активного электрода в полостях желудочков. При расположении его в верхушечной области правого и левого желудочка регистрируется электрограмма (ЭГ) с глубоким отрицательным комплексом QS без зазубрин на восходящих и нисходящих участках. По мере выведения зонда из области верхушки желудочков к основанию, величина комплекса QS на ЭГ уменьшается, образуется высокий зубец R, зубец S практически исчезает (Рощевский М.П., 1958). Позже, при зондировании полостей желудочков сердца поросят было показано, что вблизи верхушки желудочков регистрируются отрицательные комплексы QRS, при выведении зонда комплекс QS инвертируется и превращается в положительный (Рощевский М.П., 1965). Внутрисердечная электрография свиней и крупного рогатого скота позволила М.П. Рощевскому (Рощевский М.П., 1958) сделать предположение о специфической активации миокарда желудочков сердца копытных животных: возбуждение обширных участков стенки желудочков происходит одновременно, которое позже было подтверждено прямыми экспериментальными исследованиями. 1.2.2. Интрамуральная хронотопография С развитием прямых экспериментальных методов исследования (появлением интрамуральных электродов и многоканальных методов регистрации электрограмм) началось изучение распространения волны возбуждения по всей миокардиальной стенке желудочков. 22 Первое исследование интрамуральных униполярных ЭГ было проведено Дюрером (Durrer D., Tweel L., 1957) у коз. Более подробно интрамуральные ЭГ у коз были изучены Хамлиным и Шером (Hamlin R., Scher A., 1961). Установлено, что от электродов, расположенных внутри миокарда часто записываются электрические потенциалы ВП, которые на 3-5 мс предшествуют активации собственно миокарда. По данным этих авторов ранняя область деполяризации расположена в чашеобразной зоне, окружающей верхушку левого желудочка (первые 5 мс комплекса QRS), включающей в себя субэндокардиальные участки левой стороны перегородки в свободной стенке. В течение следующих 10 мс верхушечная треть межжелудочковой перегородки возбуждается одновременно от обеих эндокардиальных поверхностей. Области свободных стенок обоих желудочков, за исключением основания и небольшой субэпикардиальной области верхушки левого желудочка возбуждаются менее чем за 10 мс, одной вспышкой. В последний период (15 мс) комплекса QRS деполяризуется базальная треть межжелудочковой перегородки. Хамлиным (Hamlin R. et al., 1975) также были проведены исследования по изучению активации желудочков миниатюрных свиней, которая в общих чертах напоминает возбуждение миокарда у коз. Области ранней деполяризации у миниатюрных свиней регистрируются в области верхушки левого желудочка, а заканчивается возбуждение в основании перегородки и в области выводного конуса легочной артерии. Однако, по мнению Рощевского (Рощевский М.П., 1978), использование Хамлиным и его соавторами ограниченного количества исследованных точек не позволило им полностью картировать процесс деполяризации в желудочках сердца копытных животных. Детальные хронотопографические исследования активации миокарда желудочков с помощью интрамуральных ЭГ были проведены у северных оленей (Рощевский М.П., Шмаков Д.Н., 1977). Было использовано до 130 введений мультиполярных игл в каждом сердце, электрическая активность от одного сердца регистрировалась от 1500-1700 интрамуральных точек миокарда. 23 Полученные данные пространственную распространения позволили построить хронотопографическую волны деполяризации в первую карту стенках подробную последовательности желудочков и в межжелудочковой перегородки у северных оленей. Позднее подобные исследования были проведены на овцах (Roshchevsky M. et al., 1995; Roshchevskaya I. et al., 1997; Yevstifeeva N. et al., 1998). По характеру распространения волны деполяризации в миокарде желудочков не существует значительных различий между северными оленями и овцами. Начальный период деполяризации у северных оленей и овец характеризуется формированием многочисленных очагов возбуждения, которые наблюдаются в субэндокарде обеих сторон перегородки, в субэндокарде свободных стенок. Многофокусное возбуждение желудочков приводит к деполяризации миокарда в короткий период, основная масса желудочков деполяризуется за 25-30 мс. Возбуждение свободных стенок и верхушечной области перегородки идет как от эндокарда к эпикарду, так и от интрамуральных слоев к внутренней и наружной поверхностям и даже от эпикарда в глубь миокарда. Эта особенность деполяризации желудочков сердца обусловлена спецификой распределения ВП. Рощевским М.П. было выдвинуто предположение, что особенность проводящей системы сердца у копытных животных появилась в филогенезе в связи с увеличением его массы. Если бы волна активации распространялась последовательно, то время охвата возбуждением желудочков сердца составило более 100 мс. Вследствие этого субэндокардиальные слои миокарда сокращались бы значительно раньше субэпикардиальных. Это создало бы затруднения в изгнании крови из сердца (Рощевский М.П., 1978; Roshchevsky M., Shmakov D., 2003). Исследование интрамуральных ЭГ у северного оленя позволило сделать окончательный вывод о том, что специфика поверхностных ЭКГ у копытных животных в первую очередь определяется распространением волны возбуждения в самом сердце, и уже второстепенное значение 24 оказывают особенности строения туловища, расположение сердца в грудной клетке, проводимость тканей (Рощевский М.П., 1978). Подтверждено ранее высказанное предположение (Рощевский М.П., 1958; 1968) о специфике распространения волны возбуждения в желудочках сердца копытных животных, по сравнению с тем, что было известно о хищных животных. Для копытных характерен «вспышечный» тип деполяризации основной массы миокарда (Рощевский М.П., 1972). 1.2.3. Сопоставление элементов комплекса QRS электрокардиограммы с последовательностью деполяризации желудочков Сопоставление элементов комплекса QRS электрокардиограммы с последовательностью деполяризации желудочков позволяет ответить на вопрос о том, отражаются ли электрические потенциалы слоев, расположенных глубоко под эпикардом, на поверхностных ЭКГ. Существовала точка зрения, что вклад в образование ЭКГ кривых вносит лишь электрическая активность эпикардиальных слоев (Prinzmetal M. et al., 1956). Киш с соавторами (Kisch B.et al., 1940) выдвинули предположение, что повреждение внутренних слоев свободной стенки не обнаруживается в эпикардиальных ЭГ и ЭКГ. Впервые методика оценки временной корреляции между ЭКГ и последовательными фазами деполяризации миокарда копытных животных была применена Рощевским (Рощевский М.П., 1965). В качестве контрольного использовали отведение ЭКГ по продольной оси сердца, которое сопоставимо для животных разных систематических групп (Рощевский М.П., 1978). Установлено, что у северных оленей электрическая активность первичных очагов возбуждения не отражается на ЭКГ при обычном усилении электрокардиографа (участок до восходящей части зубца R). На восходящем участке зубца R начинают деполяризоваться субэндокард правого и левого желудочков (за исключением области основания сердца). 25 Одновременно интрамурально в стенке обоих желудочков возникают дополнительные очаги электронегативности. В период нисходящей части зубцов R и S возбуждается основная масса миокарда желудочков и нижние две трети перегородки. Волна деполяризации от многочисленных очагов активации распространяется по всем направлениям. Во время быстрой восходящей части зубца S происходит деполяризация небольших участков субэпикардиальных слоев основания дорсальной стенки правого желудочка, небольших интрамуральных зон расположенных в основании левого желудочка и перегородки. Медленной восходящей части S-зубца в отведении ЭКГ по оси сердца соответствует деполяризация выводного конуса легочной артерии и участков межжелудочковой перегородки, непосредственно прилегающих к основанию сердца (Рощевский М.П., 1978). Проведенное сопоставление во времени процессов деполяризации различных слоев желудочкового желудочков комплекса у сердца копытных с интервалами животных начального показало, что электрическая активность не только эпикардиальных, но и интрамуральных и эндокардиальных слоев вносит вклад в образование комплекса QRS. Электрокардиографически немыми являются только очаги ранней активации (Шмаков Д.Н., Рощевский М.П., 1997), однако, при дальнейшем исследовании электрического поля сердца было доказано отображение на поверхность тела деполяризации всех без исключения слоев миокарда (Roshchevskaya I. et al., 1997; Рощевская И.М., 2008). 1.2.4. Система фронтальных и сагиттальных отведений ЭКГ Анализируя различные варианты отведений по системе треугольника Эйнтговена, Рощевским (Рощевский М.П., 1958) для копытных животных была обоснована, предложена и внедрена в ветеринарную практику система фронтальных и сагиттальных отведений ЭКГ, широко используемая в настоящее время. Предложенная система с максимальной точностью 26 воспроизводит то биоэлектрическое поле сердца, которое возникает на поверхности тела в различные фазы сердечного цикла. Впервые у сельскохозяйственных животных М.П. Рощевским была изучена проекция электрических потенциалов сердца на поверхности тела. У телят, коров (Рощевский М.П., 1958), овец (Рощевский М.П., 1964) и поросят (Рощевский М.П., 1965а) в области головы и кранио-дорсальной части туловища, где проецируются потенциалы основания сердца, выявляются положительные начальные желудочковые комплексы QRS, а в области проекции потенциалов верхушки сердца на поверхности тела регистрируются отрицательные комплексы QRS. Анализ поверхностных униполярных ЭКГ показал, что основной вектор комплекса QRS у копытных животных направлен от верхушки к основанию по анатомической оси сердца (от грудной кости к голове). Именно этот фактор был положен в основу развития ЭКГ сельскохозяйственных животных. Система фронтальных и сагиттальных отведений позволила выявить возрастные особенности ЭКГ характеристики крупного рогатого скота (Рощевский М.П., Копецкая-Тимухина Я.Р., 1965), провести исследования ЭКГ овец (Рощевский М.П., 1969), лосей (Рощевский М.П., 1967). Фронтальные отведения ЭКГ были использованы Валиевым (Валиев М.В., 1967) у поросят для оценки онтогенетических изменений сердечной деятельности. В настоящее время система фронтальных и саггитальных отведений ЭКГ широко применяется в ветеринарии у копытных животных (Ипполитова Т.В. и др., 1988; Вербовик Е.В., 2006; Шестакова А.Н., 2009). Таким образом, разработанные методики регистрации фронтальных и сагиттальных отведений ЭКГ более полно отражают особенности электрической активности сердца копытных по сравнению с ЭКГ от конечностей. Установлено, что «вспышечный» тип активации миокарда желудочков копытных животных обеспечивает одновременное возбуждение и быстрое распространение волны деполяризации миокарда по всей толщине стенки. 27 1.3. Взаимосвязь распространения волны деполяризации с архитектоникой мышечных волокон и терминалей проводящей системы в миокарде желудочков Распространение волны возбуждения по желудочкам сердца зависит от распределения ВП и ориентации мышечных волокон (Sano T. et al., 1959). Сопоставление пространственной организации волокон проводящей системы с последовательностью охвата возбуждением миокарда желудочков сердца выявило, что особенности архитектоники сердечных проводящих миоцитов в толще стенок желудочков у копытных обеспечивают быстрый и согласованный по времени охват возбуждением желудочков сердца и являются структурной основой полифокальной деполяризации миокарда желудочков (Рощевский М.П. и др., 1979). Скорость проведения электрического импульса по ВП в несколько раз быстрее, чем по волокнам рабочего миокарда (Davies F., Francis E., 1952). Это связано с ультраструктурными особенностями проводящих волокон (Simpson F., Oertelis S., 1962; Sommer J., Johnson E., 1968; Shimada T. et al., 2004). В желудочках сердца козленка скорость проведения возбуждения по ВП составляет 2,5 м/с, а по мышечным волокнам – 0,4 м/с (Draper M., Mya-Tu M., 1959). Скорость проведения импульса по ВП зависит от возраста животного. Были проведены исследования на взрослых собаках и в возрасте двух месяцев. Установлено, что у взрослых собак распространение волны возбуждения по проводящим волокнам быстрее и составляет 2,32±0,45 м/с, а у молодых собак – 1,56±0,59 м/с (Rosen M. et al., 1981). Обычно вклад архитектоники волокон рабочего миокарда в процесс распространения волны возбуждения исследуют при электрической стимуляции. От области стимула волна возбуждения распространяется миогенно. Изучение проводили на поверхности эпикарда (Roberts D., et al., 1979; Taccaddi B. et al., 1994) на эндокарде (Myeburg et al., 1972), в интрамуральных слоях (Frazier D. et al., 1988) ограниченного участка 28 сердечной мышцы. Исследования по стимуляции сердечной мышцы показали эффект анизотропии структур миокарда на распространение волны возбуждения в его различных слоях. В работе Фразиера (Frazier D. et al., 1988) по стимуляции изолированной сердечной мышцы собак было выявлено, что скорость проведения в субэндокардиальных слоях составила 0,7-1,2 м/с во всех направлениях, хотя несколько быстрее в продольном направлении эндокардиальных мышечных волокон. При эпикардиальной стимуляции в локальной области стимула скорость проведения в продольном направлении составила 0,65±1,10 м/с, в поперечном 0,30±0,08 м/с. При стимуляции средней части стенки скорость проведения в продольном и поперечном направлениях составила 0,63±0,08 м/с и 0,32±0,05 м/с соответственно. Из результатов исследования следует, что скорость распространения электрического импульса не только больше вдоль волокна, чем поперек, но и что центральные и субэпикардиальные части стенки желудочка активируются с замедлением по сравнению с субэндокардиальными слоями. Таким архитектоники образом, дискуссионным проводящей системы является и вопрос рабочего о вкладе миокарда в последовательность деполяризации миокарда желудочков у животных с разными типами активации. *** Общая морфология сердца животных, его отделов, структура рабочего миокарда, особенности строения проводящей системы определяют процесс охвата возбуждением различных участков сердца, его последовательность во времени и в отношении конкретных морфологических структур. Зондирование сердечно-сосудистой системы проведенное М.П. Рощевским в 1958г. (Рощевский М.П., 1958; 1968) у крупного рогатого скота выявило специфическую активацию миокарда желудочков сердца копытных животных, что возбуждение обширных участков стенки желудочков 29 происходит одновременно. Впоследствии прямыми экспериментальными исследованиями на северных оленях, овцах (Рощевский М.П., Шмаков Д.Н., 1977; Roshchevsky M. et al., 1995; Roshchevskaya I. et al., 1997) был сделан окончательный вывод о том, что для копытных животных характерен «вспышечный» тип деполяризации основной массы миокарда. Картографирование электрического поля на поверхности тела коров показало, что направление основного вектора начального желудочкового комплекса в период максимальной желудочковой активности у крупного рогатого скота направлено от верхушки к основанию по анатомической оси сердца. В результате были предложены и внедрены в ветеринарную практику системы сагиттальных и фронтальных отведений ЭКГ, широко используемые в настоящее время. Специфика активации миокарда у копытных животных объясняется структурно-пространственными особенностями волокон проводящей системы. Установлено, что ВП у копытных животных, в отличие от других видов, очень крупного диаметра, многочисленные и расположены от субэндокарда до субэпикарда. К настоящему времени более подробная реконструкция сети проводящих волокон в различных областях желудочков сердца проведена у северного оленя, у других видов животных сведения фрагментарны. В распространении волны возбуждения в сердечной мышце имеет значение архитектоника волокон рабочего миокарда. Однако, до настоящего момента нет единого представления о структурной организации мышечных волокон желудочков сердца животных, в том числе и копытных. Не создана единая модель строения желудочков сердца, которая бы всецело объясняла и структуру и функцию. Выявление закономерностей распространения волны деполяризации в миокарде желудочков сердца копытных животных, в том числе и свиньи, возможно при дополнительном морфологическом исследовании структуры проводящей системы и рабочего миокарда. 30 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Работа выполнена в соответствии с планами НИР Лаборатории сравнительной кардиологии Коми НЦ УрО РАН «Исследования в области эволюционной электрокардиологии, экологической физиологии и социальной физиологии человека на Севере» (№ Гос. регистрации 02.445.11. 7376), «Формирование кардиологического поля на поверхности тела в зависимости от структурно-функциональной организации» (№ Гос. регистрации 01.2.00 107402), «Сравнительно-физиологические исследования формирования пространственного кардиоэлектрического поля» (№ Гос. регистрации 01.2.00 951195). Научные исследования выполнялись в течение 2002-2010 гг. на базе лаборатории сравнительной кардиологии Коми НЦ УрО РАН. 2.1. Объект и общая характеристика экспериментов Исследования последовательности деполяризации миокарда желудочков сердца, архитектоники проводящих и мышечных волокон, проводили на свиньях породы Ландрас, выращенных на свиноводческом комплексе «Зеленец» (г. Сыктывкар). Кардиоэлектрические потенциалы регистрировали в интрамуральных слоях желудочков сердца свиней (n=30), в возрасте трех месяцев, весом 25-30 кг, под уретановым наркозом (1,5 г/кг, внутримышечно). Полная картина хронотопографии деполяризации желудочков сердца по пяти плоскостным срезам восстановлена у 10 животных. Архитектонику волокон рабочего миокарда (n=14), характер распределения терминалей проводящей системы (n=5) изучили в желудочках сердца молодых свиней. Для гистологических исследований сердца после вырезания промывали в физиологическом растворе (9% раствор NaCl). 31 2.2. Электрофизиологические исследования 2.2.1. Условия проведения экспериментов Регистрацию кардиоэлектрических потенциалов проводили в сердце животных, находившихся под наркозом в положении лежа на спине. Во избежание западения языка и последующего удушья, его фиксировали языкодержателем. Перед вскрытием грудной клетки наркотизированных животных переводили на искусственное дыхание. Для этого проводили интубирование путем введения в трахею трахеотомической трубки размером 5.5-6 мм. Частоту дыхания подбирали индивидуально для каждого животного. Торакотомию проводили в пятом межреберье с левой стороны. Края раны раздвигали и фиксировали при помощи ранорасширителя. Перикард вскрывали вдоль продольной оси тела, края разреза подшивали к межреберным мышцам. Во время эксперимента сердце постоянно смачивали теплым физиологическим раствором (36C). Температуру тела поддерживали на уровне 36-37C. В свободные стенки обоих желудочков и в межжелудочковую перегородку вводили интрамуральные игольчатые электроды. Синхронно с кардиоэлектрическими потенциалами в миокарде желудочков регистрировали ЭКГ в сагиттальных биполярных туловищных отведениях ЭКГ по М.П. Рощевскому. Первое отведение: предгрудинная область, краниальная часть грудной кости – средняя точка линии, соединяющей каудальные углы правой и левой лопаток; второе отведение: предгрудинная область, краниальная часть грудной кости – точка пересечения перпендикуляра, опущенного от 13-го грудного позвонка, с белой линией живота; третье отведение: средняя точка линии, соединяющей каудальные углы правой и левой лопаток – точка пересечения перпендикуляра, опущенного от 13-го грудного позвонка, с белой линией живота (Рощевский М.П., 1958). 32 В качестве контрольного использовали ЭКГ во втором сагиттальном отведении (ЭКГSII). Отчет моментов времени проводили относительно пика зубца S, затем производили перерасчет времени относительно момента наиболее раннего возбуждения в желудочках. 2.2.2. Регистрация электрических потенциалов в миокарде желудочков Регистрацию кардиоэлектрических потенциалов в интрамуральных слоях желудочков сердца свиньи при синусно-предсердном ритме изучали методом синхронной многоканальной кардиоэлектротопографии при помощи автоматизированной установки (Рощевский М.П. и др., 2001). Технические характеристики «Автоматизированной системы регистрации и анализа кардиоэллектрического поля»: количество каналов регистрации − 128 и дополнительный блок для регистрации стандартных электрокардиографических отведений; полоса пропускания − 0,05-1000 Гц; частота дискретизации сигнала 4000 Гц (0,25 мс); динамический диапазон входных сигналов − от ±10 мВ до ±100 мВ; разрешающая способность − от 10 до 100 мкВ на один разряд аналого-цифрового преобразования; длина максимальной реализации − 16 секунд; шумовые характеристики − не более ±10 мкВ; входное сопротивление усилителей − 10 Мом; количество разрядов преобразования − 16; условия применения − от +10°С до +35°С при влажности − 80%. Аппаратная часть системы включает в себя персональный компьютер, блоки биоусилителей и аналого-цифрового преобразования, контроллер. Все измерения кардиоэлектрических потенциалов проводили в экранированной заземленной камере. 33 Для регистрации интрамуральных униполярных ЭГ использовали мультиполярные изготавливали игольчатые электроды. соответственно толщине Игольчатые стенок электроды желудочков и межжелудочковой перегородке. Для правого желудочка использовали иглы длиной 6 мм, левого – 14 мм, для межжелудочковой перегородки – 20 мм. На каждой игле было расположено по восемь регистрирующих отведений, с расстоянием 0,8 мм, 1,9 мм и 2,8 мм соответственно для игл правого, левого желудочков и межжелудочковой перегородки. Интрамуральные иглы вводили в миокард желудочков в пяти условных плоскостях, перпендикулярных продольной оси сердца. Плоскости сечения желудочков обозначали как первый, второй, третий, четвертый и пятый срезы (Рис. 1). Первый срез располагали на 5 мм ниже атриовентрикулярной границы, четвертый – на уровне верхушки правого желудочка, между первым и четвертым находились второй и третий срезы (примерно на расстоянии 15 мм друг от друга), пятый срез – на высоте 10 мм от верхушки сердца. В каждую плоскость среза вводили от 8 до 16 игольчатых электродов. В толщу межжелудочковой перегородки вводили 16 интрамуральных игл. Проводники от интрамуральных игл выводили на разъем, который присоединяли к регистрирующей системе. Общее количество мультиполярных игл в миокарде желудочков сердца было 56-72. Таким образом, электрическая активность в одном сердце регистрировалась от 448576 интрамуральных точек миокарда. Регистрацию кардиоэлектрических потенциалов проводили синхронно от 64 и 128 отводящих электродов, расположенных в плоскости выбранного среза. После завершения острого эксперимента сердце вырезали из грудной клетки, не извлекая электроды. Далее электроды вынимали, а на их место вставляли носители, соответствующие длине интрамуральных игл. Для хранения сердца фиксировали в 4% растворе формалина. 34 Рис. 1. Схема расположения интрамуральных многоканальных игольчатых электродов в стенках желудочков сердца свиней. Условные обозначения: I-V – плоскости сечения желудочков; 1-56 − номера игл в стенке желудочков. На каждой игле точками обозначены отводящие электроды. 35 2.2.3. Обработка электрокардиографических данных Хранившиеся в 4% растворе формалина желудочки сердца разрезали по ранее условно выделенным плоскостям для уточнения расположения интрамуральных игл и фотографировали цифровой камерой. По сфотографированным срезам восстанавливали наружные и внутренние контуры желудочков сердца с размещением электродов. Срезы оцифровывали, вводили расположение каждой точки отведения. На контурах поперечных срезов желудочков сердца свиньи строили хронотопографические карты распространения волны возбуждения (Рис. 2). Хронотопографические карты возбуждения показывают положение фронта волны деполяризации в различные моменты времени. Карты строили по минимуму первой производной по времени, рассчитанной для каждой ЭГ. Момент наибольшего значения первой производной ЭГ по времени соответствует наиболее быстрому положительно-отрицательному колебанию кардиоэлектрического потенциала, которое происходит одновременно с деполяризацией лежащих непосредственно под электродом волокон (Гоффман Б., Крейнфильд П., 1962). Верхняя часть каждой карты соответствует вентральной стороне желудочков, нижняя − дорсальной стороне. Левая половина каждой карты соответствует правому желудочку, правая − левому желудочку. Рядом с картой представлена шкала времени прихода волны возбуждения (мс) относительно момента наиболее раннего возбуждения. Темным цветом на карте обозначена зона ранней миокарда желудочков свиньи программ «КАРДИОИНФОРМ» деполяризации желудочков, светлым − поздняя зона. Хронотопографию визуализировали с возбуждения помощью пакета (Рощевский М.П. и др., 2005). Данные в работе представлены в виде среднего арифметического ± среднеквадратичная ошибка средней. 36 Рис. 2. Хронотопографическая карта распространения волны возбуждения в миокарде желудочков свиньи. Шкала времени дана в мс, относительно момента наиболее раннего возбуждения. Условные обозначения: вентральной стороне желудочков соответствует верхняя часть каждого среза, дорсальной стороне − нижняя. ПЖ − правый желудочек, ЛЖ − левый желудочек. Плоскости сечения (I-V срезы) соответствуют схеме на Рис. 1. 37 2.3. Морфологические исследования 2.3.1. Приготовление гистологических препаратов Распределение, диаметр ВП исследовали в свободных стенках желудочков и в межжелудочковой перегородке сердца свиньи. На основе полученных экспериментальных данных о расположении ранних и поздних зон деполяризации в миокарде желудочков были выбраны шесть областей для детального гистологического исследования (Рис. 3). Рис. 3. Исследуемые области в миокарде желудочков свиньи. 1 – основание свободной стенки правого желудочка с вентральной стороны, 2 – основание папиллярной мышцы свободной стенки правого желудочка, 3 – основание передней папиллярной мышцы свободной стенки левого желудочка, 4 – основание задней папиллярной мышцы свободной стенки левого желудочка, 5 – основание свободной стенки левого желудочка с дорсальной стороны, 6 – межжелудочковая перегородка со стороны левого желудочка. ПЖ – правый желудочек, ЛЖ – левый желудочек, МЖП – межжелудочковая перегородка. 38 Исследование проводящей системы желудочков сердца проводили путем приготовления гистологических препаратов, окрашенных по общепринятой методике (Саркисова Д.С., Перова Ю.Л., 1996). Для работы вырезали участки размером примерно 1,5см×1,5см на всю толщину стенок и замораживали в криостате СМ 1510 (Leica, Германия) при температуре -23C. После замораживания пробы приступали к изготовлению срезов, которые резали в плоскости, перпендикулярно продольной оси сердца (Рис. 4). Толщина срезов 5-7 мкм, для анализа брали каждый 10-20-й срез. Число срезов сделанных из областей свободных стенок правого желудочка составляет 40-80 срезов; из областей свободных стенок левого желудочка – 40-100; с межжелудочковой перегородки – 40-60. Рис. 4. Схема расположения образца выбранного для гистологического исследования (область основания передней папиллярной мышцы свободной стенки левого желудочка сердца свиньи). 39 Полученные срезы окрашивали гематоксилин-эозином в следующей последовательности: 1. споласкивание в дистиллированной воде; 2. окрашивание гематоксилином 4 мин; 3. промывание в дистиллированной воде (1-2 порции); 4. окрашивание эозином 10 мин; 5. промывание в дистиллированной воде (1-2 порции); Промывание препаратов после красителей проводили до тех пор, пока краска не переставала переходить из среза в отмывающую жидкость. Препараты обезвоживали путем споласкивания в 80 и 96 спирте. Для просветления срезы споласкивали в двух порциях ксилола. Затем препараты в горизонтальном положении раскладывали на планшете и сушили под вытяжным шкафом. Для заключения гистологических препаратов под покровные стекла использовали синтетическую монтирующую среду. Готовые препараты оставляли на планшете в горизонтальном положении до полного высыхания. Гистологические срезы рассматривали под микроскопом и фотографировали цифровой камерой-окуляром (DCM500, Бельгия). С помощью программы "ScopePhoto", предназначенной для визуализации изображений, проведения математических измерений, измеряли диаметр проводящих волокон во всех слоях выбранных областей. Достоверность различий диаметров ВП между разными слоями одной области и между одинаковыми слоями разных областей оценивали по ранговому критерию Манна-Уитни для независимых выборок. Различия считали достоверными при уровне значимости p<0.05. Данные в работе представлены в виде среднего арифметического ± среднеквадратичная ошибка средней. 40 2.3.2. Расщепление мышечных волокон рабочего миокарда Для изучения архитектоники волокон рабочего миокарда использовали метод послойного расщепления мышечных пучков (Puff А., 1960). Сердца предварительно варили в воде в течение часа. В качестве критерия выделения слоев использовали разное направление мышечных волокон. Область прикрепления мышечных пучков к фиброзному скелету сердца описывали на уровне клапанов после удаления предсердий. Для описания ориентации субэпикардиальных волокон удаляли эпикард. Далее послойно расщепляли мышечные волокна субэпикардиального, среднего и субэндокардиального слоев миокарда. Для описания строения полостей желудочков правый желудочек вскрывали двумя разрезами: по вентральной стороне на 0,5 см левее передней межжелудочковой борозды от основания до верхушки и по венечной борозде. Левый желудочек разрезали между передней и задней стенками от основания до верхушки. Ориентацию волокон рабочего миокарда описывали относительно продольной (апико-базальной) оси сердца. Направление мышечных волокон, строение полостей желудочков фотографировали цифровой камерой (Canon EOS 400D, Япония). В настоящее время вся первичная документация: протоколы экспериментов, данные регистрации ЭГ в интрамуральных слоях желудочков сердца, гистологические срезы, изображения в цифровом формате (плоскостных сечений желудочков сердца, ориентации мышечных волокон) хранятся в архиве лаборатории сравнительной кардиологии Коми НЦ УрО РАН. Для облегчения поиска необходимой информации создан каталог архива базы данных. 41 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 3.1. Последовательность деполяризации интрамуральных слоев желудочков сердца Проведен анализ распространения волны возбуждения в интрамуральных слоях желудочков сердца свиньи по хронотопографическим картам. Области ранней деполяризации (0-2 мс) обнаружены в миокарде межжелудочковой перегородки и свободной стенки левого желудочка. В межжелудочковой перегородке первичные очаги возбуждения возникают в медиальной части субэндокардиальной левожелудочковой области. В свободной стенке левого желудочка зоны первичной деполяризации возникают в субэндокардиальных слоях основания передней и задней папиллярных мышц (Рис. 5, III-IV). От области ранней деполяризации, расположенной в основании передней папиллярной мышцы левого желудочка (Рис. 5, IV), волна возбуждения распространяется по субэндокарду по направлению к межжелудочковой перегородке и леволатеральной свободной стенке. В течение 1-2 мс вентральные субэндокардиальные области начальной деполяризации образуют единый фронт возбуждения, распространяющийся (на 4-6 мс) по направлению к средним и субэпикардиальным слоям вентролатеральной стороны свободной стенки левого желудочка. Область деполяризации вытянута по направлению к основанию левого желудочка и к эпикарду его свободной стенки. Прорыв волны возбуждения на субэпикард левого желудочка наблюдается на вентральной стороне свободной стенки через 5,5-9,0 мс после формирования зон начальной деполяризации (Табл. 1). 42 Рис. 5. Хронотопографическая карта распространения волны возбуждения в миокарде желудочков свиньи. Шкала времени дана в мс, относительно момента наиболее раннего возбуждения. Условные обозначения: вентральной стороне желудочков соответствует верхняя часть каждого среза, дорсальной стороне − нижняя. ПЖ − правый желудочек, ЛЖ − левый желудочек. I-V – плоскости сечения. 43 Таблица 1. Время деполяризации миокарда желудочков сердца свиньи (M±m). Период Время (мс) от момента наиболее раннего возбуждения Прорыв волны возбуждения на субэпикард левого желудочка сердца Прорыв волны возбуждения на субэпикард правого желудочка сердца Деполяризация верхушки сердца Формирование зон позднего возбуждения в правом желудочке Формирование зон позднего возбуждения в правом желудочке Длительность деполяризации миокарда обоих желудочков 7,04±1,55 8,08±2,46 22,05±2,81 28,45±4,05 34,62±3,55 37±2 От субэндокардиальной области основания передней папиллярной мышцы левого желудочка (Рис. 6, точка 1 иглы IV-2, время 0 мс) волна возбуждения распространяется неоднородно по направлению к субэпикарду, достигая его через 6,25 мс (точка 8 иглы IV-2). Область эндокарда в зоне регистрации ЭГ от иглы III-1 точки 1 деполяризуется чуть позже (1 мс), однако достигает субэпикарда раньше на 1,25 мс. От субэндокардиального слоя области основания задней папиллярной мышцы левого желудочка (зоны ранней деполяризации) волна возбуждения движется к дорсальной стороне межжелудочковой перегородки и далее в интрамуральные слои межжелудочковой перегородки по направлению к субэндокардиальному слою правого желудочка (Рис. 5, IV). На 4-6 мс от момента формирования начальной зоны возбуждения деполяризована вентральная сторона субэндокардиального слоя межжелудочковой перегородки со стороны правого желудочка, вентральная сторона кольцевого слоя межжелудочковой перегородки и ее субэндокардиальная левожелудочковая область. На 10 мс медиальная часть межжелудочковой перегородки практически полностью деполяризована (Рис. 5, III, IV), за исключением небольшой субэндокардиальной области со стороны правого 44 желудочка и вентральной стороны в области перехода волокон свободных стенок желудочков в межжелудочковую перегородку. Рис. 6. Хронотопография распространения волны возбуждения от областей начальной активации в левом желудочке сердца свиньи. III-1, IV-2 – обозначение интрамуральных игл, введенных в плоскость III и IV срезов. Условные обозначения: верхняя часть каждого среза соответствует вентральной стороне желудочков, нижняя – дорсальной. ПЖ – правый желудочек, ЛЖ – левый желудочек. Слева на рисунке приведена схема расположения игл-электродов в плоскости срезов. Справа от игл приведено время (мс) прихода волны возбуждения в каждую точку отведения интрамуральной иглы относительно момента наиболее раннего возбуждения, стрелками показано направление распространения волны возбуждения. 1-8 – точки регистрации. 45 В миокарде правого желудочка области начальной деполяризации расположены субэндокардиально на вентральной стороне (Рис. 5, III), формируются спустя 4-5 мс после образования областей раннего возбуждения в левом желудочке. От области начальной активации волна возбуждения распространяется вдоль папиллярной мышцы свободной стенки правого желудочка по направлению к верхушке желудочка и одновременно по направлению к интрамуральным слоям и к субэпикарду (Рис 5, III-IV). Прорыв волны возбуждения на субэпикард правого желудочка наблюдается через 5,75-10,75 мс после формирования субэндокардиальных зон начальной деполяризации в левом желудочке (Табл. 1). От субэндокардиальной области ранней активации (Рис. 7), расположенной на вентральной стороне свободной стенки правого желудочка (точка 1 иглы III1, время 5,5 мс), волна возбуждения, имея сложный характер деполяризации, распространяется к субэпикарду, достигая его на 8,5 мс (точка 8 иглы III-1). Область эндокарда в зоне регистрации ЭГ от иглы IV-2 точки 1 деполяризуется чуть позже (на 6,0 мс), однако мгновенно достигает субэпикарда (точка 4 иглы IV-2). У большинства животных прорыв волны возбуждения наблюдается на вентральной стороне свободной стенки, у трех свиней области прорыва были выявлены на латеральной стороне. Одновременно с прорывом волны деполяризации на субэпикард обоих желудочков (на 6-8 мс) появляются множественные очаги возбуждения. Наибольшее их количество образуется в миокарде левого желудочка: в субэндокардиальных и субэпикардиальных слоях области верхушки (Рис. 5, V), в субэндокардиальных и интрамуральных слоях свободной стенки с вентральной, дорсальной и латеральной сторон (Рис. 5, II-IV; Рис. 6, точка 5 иглы III-1 время 3,75 мс; точка 6 иглы IV-2 время 4,0 мс). В правом желудочке множественные области деполяризации формируются в субэндокарде дорсальной и латеральной сторон медиальной части (Рис. 5, III, IV; Рис. 6, точка 3 иглы III-1 время 5,25). В межжелудочковой перегородке дополнительные очаги возбуждения в основном появляются на дорсальной 46 стороне в области перехода волокон свободных стенок желудочков в межжелудочковую перегородку. От множественных очагов интрамуральной деполяризации, волна возбуждения распространяется радиально по направлению к субэндокарду и к субэпикарду. Рис. 7. Хронотопография распространения волны возбуждения от областей начальной активации в правом желудочке сердца свиньи. III-1, IV-2 – обозначение интрамуральных игл, введенных в плоскость III и IV срезов. Условные обозначения те же, что и на Рис. 6. 47 На 10 мс волна возбуждения от вентральной стороны в стенке левого желудочка распространяется по направлению к латеральной и дорсальной стороне (Рис. 5, III, IV). Фронт по всему желудочку однороден, наблюдается практически одновременная деполяризация интрамуральных слоев. Одновременно волна возбуждения распространяется от деполяризованных дорсальных областей (области перехода свободной стенки левого желудочка в межжелудочковую перегородку) по направлению к латеральной области свободной стенки левого желудочка. Фронты деполяризации, двигаясь навстречу друг другу, объединяются на 12-14 мс. На верхушке левого желудочка (Рис. 5, V), интрамурально формируется несколько областей деполяризации, от которых волна возбуждения радиально распространяется по направлению к субэндокарду и субэпикарду. Волна возбуждения, к латеральной стороне свободной стенки правого желудочка (Рис. 5, IV), приходит от деполяризованных областей вентральной и дорсальной латеральной стороны стороны миокарда правого правого желудочка желудочка. Субэндокард деполяризуется раньше субэпикарда. В плоскости III среза (Рис. 5) основное направление волны деполяризации в свободной стенке правого желудочка от вентральной стороны по направлению к латеральной и дорсальной. Субэндокард также возбуждается раньше. В плоскости II среза (Рис. 5), на свободной стенке правого желудочка, волна возбуждения распространяется от латеральной стороны к дорсальной. Через 8-12 мс после формирования начальных зон деполяризации практически полностью возбуждена медиальная часть желудочков сердца (Рис. 5, IV), за исключением небольшой субэпикардиальной области свободной стенки правого желудочка. В это же время, через 8-12 мс после появления начальных зон активации, основное направление волны возбуждения – к верхушке и основанию сердца. 48 В области верхушки сердца (Рис. 5, V) на 14-16 мс волна деполяризации охватывает большую часть субэпикардиального слоя, возбуждаются субэндокардиальные и средние слои дорсальной стороны свободной стенки правого и левого желудочков (Рис. 5, III). Ближе к основанию сердца (Рис. 5, II) на 14-16 мс деполяризуется дорсальная сторона межжелудочковой перегородки и в латеральной области свободной стенки левого желудочка волна возбуждения от интрамуральных слоев продолжает двигаться в направлении субэпикарда. В плоскости I среза (Рис. 5) на 14-16 мс деполяризуется большая часть свободной стенки правого желудочка, дорсальная и вентральная стороны межжелудочковой перегородки, интрамуральные слои левого желудочка. Основная масса миокарда желудочков сердца свиньи деполяризуется к 20-22 мс после появления ранних зон возбуждения. Верхушка сердца полностью возбуждена через 19,25-25,0 мс от момента наиболее раннего возбуждения (Табл. 1). К 22-й мс невозбужденными остаются небольшие отдельные зоны поздней деполяризации. Они расположены в субэпикарде дорсальной стороны правого желудочка (Рис. 5, IV), в интрамуральных и субэпикардиальных слоях области основания обоих желудочков и в субэндокарде межжелудочковой перегородки (Рис. 5, I). В основании желудочков сердца формируется несколько фронтов волны возбуждения направленных к межжелудочковой перегородке: с вентральной и дорсальной стороны свободной стенки левого желудочка; с дорсальной стороны свободной стенки правого желудочка. Заканчивается возбуждение межжелудочковой перегородки к 22-24 мс в субэндокардиальном слое левожелудочковой области, у четырех животных – в субэндокардиальном слое со стороны правого желудочка. К 26 мс невозбужденными остаются области основания сердца (Рис. 5, I). Распространение волны возбуждения по направлению к субэпикардиальным слоям свободных стенок желудочков наблюдается за 49 большее время (15-20 мс), по сравнению с медиальной частью. У большинства исследуемых животных деполяризация правого желудочка происходит за меньшее время, чем левого. У двух животных практически одновременно заканчивается возбуждение обоих желудочков. Области наиболее поздней деполяризации в правом желудочке расположены на вентральной стороне в области выводного конуса легочной артерии и формируются от 23,75 до 32,5 мс. В левом желудочке в последнюю очередь деполяризуется субэпикард дорсальной и латеральной стороны от 30,25 до 37,5 мс (Табл. 1). Длительность деполяризации всего миокарда желудочков сердца свиньи (Табл. 1) составляет 34,75-39,0 мс. 3.1.1. Распространение волны возбуждения в миокарде желудочков При возбуждении межжелудочковой миокарда перегородки свободных стенок наблюдается желудочков и неравномерное распространение волны деполяризации. В свободных стенках левого и правого желудочка волна возбуждения может последовательно двигаться как от эндокарда к эпикарду (Рис. 8, игла II-1; Рис. 9, игла IV-3), так и в противоположном направлении от субэпикарда к субэндокарду (Рис. 8, игла IV-3; Рис. 9, игла I-1). Распространение волны деполяризации может идти от интрамуральных слоев к субэндокардиальным и субэпикардиальным слоям. В левом желудочке (Рис. 8) вдоль интрамуральной иглы III-2 от точки 6 (8,25 мс) волна возбуждения идет одновременно к поверхности (точка 8 иглы III-2, время 12,5 мс), и по направлению к глубоким слоям, где сталкивается с волной возбуждения, начинающей распространятся от субэндокарда (игла III-2, точка 1, время 10,75 мс). 50 Рис. 8. Последовательность деполяризации свободной стенки левого желудочка сердца свиньи. II-1, III-2, IV-3 – обозначение интрамуральных игл, введенных в плоскость II, III и IV срезов. Условные обозначения те же, что и на Рис. 6. В правом желудочке наблюдается распространение волны возбуждения от нескольких очагов множественной деполяризации (Рис. 9). От интрамурально расположенного очага раннего возбуждения (игла II-2 точки 3-4, время 8,75 мс) волна активации направляется к субэндокарду и одновременно к субэпикарду и сталкивается с волной возбуждения идущей от субэпикардиально расположенного очага ранней деполяризации (игла II-2 точка 7, время 11,25 мс). 51 Рис. 9. Последовательность деполяризации свободной стенки правого желудочка сердца свиньи. I-1, II-2, IV-3 – обозначение интрамуральных игл, введенных в плоскость I, II и IV срезов. Условные обозначения те же, что и на Рис. 6. В толще наблюдается межжелудочковой движение волны перегородки возбуждения (Рис. от 10, II) нескольких также очагов множественной деполяризации навстречу друг к другу. Очаги расположены субэндокардиально (точка 1 иглы II-2, время 14,0 мс), интрамурально (точка 4 иглы II-2, время 10 мс), субэпикардиально (точка 7 иглы II-2, время 10,25 мс). Кроме того, в области проникновения мышечных волокон свободных 52 стенок желудочков с дорсальной стороны в межжелудочковую перегородку (область примерно соответствует точкам 4-5 иглы II-2, время 10,0 и 14,75 мс) наблюдается задержка в проведении волны деполяризации в 4,75 мс. Рис. 10. Последовательность деполяризации межжелудочковой перегородки сердца свиньи. I-1, II-2 – обозначение интрамуральных игл, введенных в плоскость I и II срезов. Условные обозначения те же, что и на Рис. 6. В плоскости I среза (Рис. 10) от интрамурального очага деполяризации (точка 6 иглы I-1, время 14,0 мс) волна возбуждения распространяется к субэндокарду и к субэпикарду, с задержкой в 2,75 мс в проведении волны возбуждения в области перехода мышечных волокон свободных стенок в межжелудочковую перегородку (между точками 4-5 иглы I-1). 53 3.1.2. Униполярные электрограммы в миокарде желудочков При возбуждении миокарда свободных стенок желудочков и межжелудочковой перегородки характер униполярных ЭГ отличается в зависимости от места регистрации. В левом желудочке (Рис. 11) в субэндокардиальных слоях в прилегающих к ней зонах, областях ранней деполяризации, и в в дополнительных очагах возбуждения регистрируются глубокие отрицательные комплексы типа QS вплоть до субэпикардиальных слоев (точки 1-8 иглы IV-3). Могут регистрироваться ЭГ с маленьким зубцом r, с зазубринами на верхушке и на восходящем участке зубца S, например, в субэндокардиальных слоях области верхушки сердца (точки 1-5 иглы V-4). В правом желудочке (Рис. 12) комплексы QS регистрируются в основном в субэндокардиальных слоях (точки 1-5 иглы III-5,), ЭГ типа rS (точки 1-8 иглы II-3), например, в свободной стенке правого желудочка с вентральной стороны, от эндокарда до эпикарда. В межжелудочковой перегородке (Рис. 13) отрицательный характер униполярных ЭГ наблюдается вблизи очагов ранней деполяризации, в дополнительных зонах возбуждения, например, в интрамуральных слоях перегородки (точки 1-5 иглы IV-3). Точки 6-8 иглы IV-3 в области перехода волокон свободной стенки в межжелудочковую перегородку. В областях поздней деполяризации левого желудочка (Рис. 11), от интрамуральных к субэпикардиальным слоям основания дорсолатеральной стороны, на ЭГ зубец R увеличивается, может быть широким с зазубриной, величина зубца S уменьшается, исчезают зазубрины (точки 1-8 иглы I-1). В зонах поздней деполяризации правого желудочка (Рис. 12), в основании дорсальной стороны от субэндокарда до субэпикарда, регистрируются комплексы типа RS (точки 1-8 иглы I-2), зубец R широкий, пологий, с зазубриной на нисходящем участке. ЭГ типа Rs с высоким зубцом 54 R (игла I-1), регистрируются в области поздней деполяризации правого желудочка, в основании вентральной стороны. Рис. 11. Униполярные электрограммы от интрамуральных игл, введенных в свободную стенку левого желудочка сердца свиньи. I-1, III-2, IV-3, V-4 – обозначение интрамуральных игл, расположенных в плоскости I, III, IV и V срезов. Условные обозначения: верхняя часть каждого среза соответствует вентральной стороне желудочков, нижняя – дорсальной. ПЖ – правый желудочек, ЛЖ – левый желудочек. Слева на рисунке приведена схема расположения игл-электродов в плоскости срезов. Справа от игл– ЭГ в соответствующих точках отведения интрамуральных игл. 1-8 – точки регистрации. 55 Рис. 12. Униполярные электрограммы от интрамуральных игл, введенных в свободную стенку правого желудочка сердца свиньи. I-1, I-2, II-3, III-4, III-5 – обозначение интрамуральных игл, расположенных в плоскости I, II и III срезов. Условные обозначения те же, что и на Рис. 11. В основании межжелудочковой перегородки (Рис. 13), в области поздней деполяризации, комплексы начальной желудочковой активности имеют вид qRs, зубец R может быть широким, с зазубриной (точки 1-4 иглы I-1). Точки 5-8 иглы I-1 в области перехода волокон свободных стенок в межжелудочковую перегородку регистрируются ЭГ типа Rs, эта область деполяризуется поздно. 56 Рис. 13. Униполярные электрограммы от интрамуральных игл, введенных в толщу межжелудочковой перегородки сердца свиньи. I-1, II-2, IV-3 – обозначение интрамуральных игл, расположенных в плоскости I, II и IV срезов. Условные обозначения те же, что и на Рис. 11. В миокарде желудочков сердца имеются области, где волна возбуждения является проходной, то есть волна возбуждения прибывает в исследуемые точки из других областей миокарда и уходит дальше (Гоффман Б., Крейнфильд П., 1962). В этих областях регистрируются униполярные ЭГ типа RS, qRS, qrs. 57 В левом желудочке (Рис. 11) одна из переходных областей расположена в медиальной части с дорсальной стороны (игла III-2). В правом желудочке (Рис. 12) также выявляются в медиальной части с дорсальной стороны (игла III-4). В толще межжелудочковой перегородки (Рис. 13) области, где волна возбуждения является проходной, выявляются, например, в субэндокардиальном слое перегородки со стороны правого желудочка (игла II-2, точки 3-6). 3.2. Морфология терминалей проводящей системы в желудочках Распределение и диаметр ВП исследовали в свободных стенках правого и левого желудочков и в межжелудочковой перегородке сердца свиньи. Исследуемые области были выбраны на основе полученных экспериментальных данных о расположении ранних и поздних зон деполяризации в миокарде желудочков. 3.2.1. Свободная стенка левого желудочка 3.2.1.1. Основание передней папиллярной мышцы В свободной стенке левого желудочка в субэндокардиальном слое основания передней папиллярной мышцы одновременно присутствуют многочисленные проводящие волокна (Табл. 2) большого диаметра от 45 до 66 мкм (Рис. 14А) и более мелкие от 23 до 43 мкм (Рис. 14Б). Проводящие волокна в субэндокардиальном слое длинные, разветвленные, с большим количеством проводящих клеток, под разным углом расположенные относительно волокон рабочего миокарда. Между ВП и сократительным 58 Рис. 14. Морфология проводящих волокон в субэндокардиальном (А, Б), среднем (В) и субэпикардиальном (Г, Д) слоях области свободной стенки левого желудочка свиньи на уровне основания передней папиллярной мышцы. РМ – рабочий миокард, стрелками обозначено волокно Пуркинье, звездочкой – скопление клеток Пуркинье. А, Б, В, Г – ×150; Д – ×375. 59 миокардом наблюдается значительное количество транзитных клеток, которые проходят вдоль проводящего волокна. В среднем слое (Рис. 14В) диаметр проводящих волокон от 23 до 46 мкм (Табл. 2). ВП обнаружены в виде тонких, длинных волокон, идущих параллельно или перпендикулярно волокнам рабочего миокарда, а также встречаются в виде небольших скоплений проводящих клеток. В субэпикардиальном слое отмечены небольшие ВП (Табл. 2) диаметром от 19 до 36 мкм (Рис. 14Г). В этом слое ВП слабо разветвленные, обнаружены в виде островков с небольшим количеством проводящих миоцитов (Рис. 14Д). ВП под разными углами расположены относительно волокон рабочего миокарда. Таблица 2. Диаметр волокон Пуркинье в миокарде желудочков сердца свиньи (М±m). Слои Средний (мкм) Субэпикард (мкм) 37±7б,и 30±6б,в,к Исследуемые области Субэндокард (мкм) Основание передней папиллярной мышцы левого желудочка Основание задней папиллярной мышцы левого желудочка Основание левого желудочка с дорсальной стороны Основание папиллярной мышцы свободной стенки правого желудочка Основание правого желудочка с вентральной стороны Медиальная часть межжелудочковой перегородки 55±6а,б,п 35±5а,в,п 54±7г,д,р 36±5г,е,р 24±2а,г,ж 34±5д,е,л 23±3д,е,м 20±2ж,и,л 18±2ж,к,м 44±3з,н 33±2з,о 24±2з 20±3н 20±3о отсутствуют 33±2п,р - - Примечание: а, б, в, г, д, е, ж, з, и, к, л, м, н, о, п, р – статистически значимые (p<0.05) отличия по критерию Манна-Уитни для независимых выборок между диаметрами ВП разных слоев одной области и одинаковыми слоями разных областей. 60 В среднем и поверхностном слоях транзитных клеток, сопровождающих ВП, встречается меньше, по сравнению с глубоким слоем. Выявлена достоверная разница (p<0.05) между диаметром волокон всех трех слоев, за исключением волокон меньшего диаметра субэндокардиального слоя с волокнами среднего слоя (p>0.05). 3.2.1.2. Основание задней папиллярной мышцы В субэндокардиальном слое области основания задней папиллярной мышцы диаметр многочисленных сердечных проводящих волокон (Табл. 2) составляет от 44 до 65 мкм. Помимо крупных (Рис. 15А), отмечены волокна среднего диаметра от 21 до 48 мкм (Рис. 15Б). Субэндокардиальные ВП длинные, разветвленные, со значительным количеством проводящих клеток, окруженные волокнами рабочего миокарда. Встречаются проводящие волокна, расположенные между крупными кровеносными сосудами. Транзитные клетки сопровождают большинство ВП. В среднем слое диаметр ВП (Табл. 2) от 23 до 48 мкм (Рис. 15В). Терминали проводящей системы проходят перпендикулярно или параллельно волокнам сократительного миокарда. Чаще определяются ВП небольшой длины. В субэпикарде ВП имеют диаметр от 17 до 30 мкм (Табл. 2). ВП обнаружены в виде тонких волокон (Рис. 15Г), под разными углами ориентированных относительно волокон рабочего миокарда, в большинстве случаев выявлены в виде небольших скоплений проводящих клеток (Рис. 15Д). Выявлена достоверная разница (p<0.05) между диаметром волокон всех трех слоев, за исключением волокон меньшего диаметра субэндокардиального слоя с волокнами среднего слоя (p>0.05). 61 А РМ Рис. 15. Морфология проводящих волокон в субэндокардиальном (А, Б), среднем (В) и субэпикардиальном (Г, Д) слоях области свободной стенки левого желудочка свиньи на уровне основания задней папиллярной мышцы. РМ – рабочий миокард, стрелками обозначено волокно Пуркинье, белой стрелкой – транзитные клетки вдоль проводящего волокна, звездочкой – скопление клеток Пуркинье. А, Б, В, Г – ×150; Д – ×375. 62 3.2.1.3. Основание дорсальной стороны В области основания сердца в дорсальном участке свободной стенки левого желудочка в субэндокарде (Рис. 16А) проводящие волокна имеют диаметр от 17 до 28 мкм, в толще стенки – 18-25 мкм (Рис. 16Б) и в субэпикардиальном слое (Рис. 16В) отмечены волокна от 15 до 23 мкм в диаметре (Табл. 2). Рис. 16. Морфология проводящих волокон в субэндокардиальном (А), среднем (Б) и субэпикардиальном (В) слоях области основания свободной стенки левого желудочка свиньи с дорсальной стороны. РМ – рабочий миокард, С – сосуд, стрелками обозначено волокно Пуркинье, звездочками – скопление клеток Пуркинье. А, Б, В – ×150. 63 ВП в области основания дорсальной стенки левого желудочка близки по размеру волокнам визуализируются. Во немногочисленные, рабочего всех короткие, миокарда, трех чаще поэтому слоях в виде иногда проводящие небольших трудно волокна скоплений проводящих клеток окружают кровеносные сосуды. Транзитные клетки не идентифицируются. В поверхностном и глубоком слоях ВП под разными углами ориентированы относительно сократительных кардиомиоцитов, в среднем слое проходят в основном перпендикулярно. Выявлена достоверная разница (p<0.05) между диаметром волокон всех трех слоев. В миокарде свободной стенки левого желудочка ВП распределены неравномерно. В области основания папиллярных мышц наибольшую концентрацию проводящих волокон наблюдали в субэндокардиальном слое. По направлению к эпикарду количество ВП уменьшалось. В области основания дорсальной стенки во всех трех слоях выявлено незначительное количество проводящих клеток. 3.2.2. Свободная стенка правого желудочка 3.2.2.1. Основание папиллярной мышцы В субэндокардиальном слое области основания папиллярной мышцы свободной стенки правого желудочка диаметр ВП составляет от 37 до 51 мкм (Табл. 2). Проводящие волокна в этом слое длинные, разветвленные, с большим количеством проводящих клеток (рис. 17А). Относительно волокон рабочего миокарда ВП расположены под разными углами. В толще мышечной стенки (рис. 17Б) диаметр проводящих волокон составляет от 26 до 37 мкм (Табл. 2). ВП ориентированы перпендикулярно или параллельно относительно волокон сократительного миокарда. 64 В субэпикардиальном слое (рис. 17В) отмечены небольшие ВП, с диаметром от 17 до 27 мкм (Табл. 2), которые под разным углом расположены относительно волокон рабочего миокарда. Проводящие волокна, проникающие в миокард, сопровождают кровеносные сосуды. Выявлена достоверная разница (p<0.05) между диаметрами волокон всех трех слоев. 3.2.2.2. Основание вентральной стороны В области основания сердца в вентральном участке свободной стенки правого желудочка терминали проводящей системы выявлены в субэндокардиальном и среднем слоях, в субэпикардиальном слое ВП не обнаружены. Из-за маленького диаметра ВП трудно визуализируются среди волокон рабочего миокарда. В субэндокардиальном и среднем слоях (Рис. 18А, В) проводящие волокна короткие, с диаметром от 14 до 27 мкм (Табл. 2), чаще встречаются в виде небольших скоплений проводящих клеток (Рис. 18Б, Г) расположенных среди волокон рабочего миокарда вокруг кровеносных сосудов. Не выявлена достоверная разница между диаметром ВП глубокого и среднего слоев (p>0.05). В толще свободной стенки правого желудочка, наблюдали неравномерное распределение проводящих волокон. В области основания папиллярной мышцы, ВП, в основном, расположены в субэндокардиальном слое. По направлению к эпикарду их количество уменьшалось. В основании вентральной стенки ВП в незначительном количестве выявлены в субэндокардиальном и среднем слоях, в субэпикарде обнаружены не были. 65 Рис. 17. Морфология волокон Пуркинье в субэндокардиальном (А), среднем (Б) и субэпикардиальном (В) слоях области свободной стенки правого желудочка свиньи на уровне основания папиллярной мышцы. РМ – рабочий миокард, С – сосуд, стрелками обозначено волокно Пуркинье. А, Б, В – ×150. 66 Рис. 18. Морфология волокон Пуркинье в субэндокардиальном (А, Б), среднем (В, Г) слоях области основания свободной стенки правого желудочка свиньи с вентральной стороны. РМ – рабочий миокард, С – сосуд, стрелками обозначено волокно Пуркинье, звездочкой – скопление клеток Пуркинье. А, Б, В, Г – ×150. 3.2.3. Межжелудочковая перегородка Межжелудочковая перегородка образована субэндокардиальными слоями правого и левого желудочков и кольцевым слоем левого желудочка. Морфологию проводящих волокон исследовали в субэндокардиальном слое медиальной части межжелудочковой перегородки со стороны левого желудочка. В этой области ВП имеют диаметр от 28 до 38 мкм (Табл. 2). 67 Субэндокардиальные ВП выявлены в виде длинных волокон (Рис. 19А) или в виде скопления большого количества проводящих клеток (Рис. 19Б), расположенных между волокнами сократительного миокарда, а также идущими между кровеносными сосудами. Рис. 19. Морфология волокон Пуркинье в субэндокардиальном слое медиальной части межжелудочковой перегородки со стороны левого желудочка. РМ – рабочий миокард, С – сосуд, стрелкой обозначено волокно Пуркинье, звездочкой – скопление клеток Пуркинье. А, Б – ×150. 68 3.3. Архитектоника волокон рабочего миокарда желудочков В желудочках сердца свиньи нами выделено три основных направления мышечных волокон рабочего миокарда, формирующих три мышечных слоя: поверхностный (субэпикардиальный), средний и глубокий обоих желудочков. (субэндокардиальный). 3.3.1. Поверхностный слой Поверхностный слой является общим для Субэпикардиальные мышечные волокна берут начало от фиброзного скелета в основании сердца, спирально закручиваются по часовой стрелке, пересекая переднюю и заднюю межжелудочковые борозды, направляются к верхушке левого желудочка. Достигая верхушки, волокна инвагинируют вглубь и дают начало субэндокардиальному слою левого желудочка (Рис. 20). По месту отхождения от фиброзного кольца мы выделили три группы субэпикардиальных волокон. К первой группе отнесли волокна, которые берут начало от переднего края фиброзного кольца трехстворчатого клапана, проходят почти параллельно основанию правого желудочка и образуют легочный конус. Вторую группу составили волокна, которые отходят от фиброзного кольца митрального клапана. Мышечные волокна, прикрепляющиеся к переднему краю фиброзного кольца митрального клапана, покрывают область основания и латеральную поверхность левого желудочка. Волокна, отходящие от заднего края фиброзного кольца митрального клапана, покрывают дорсальную поверхность левого желудочка и область верхушки правого. При пересечении задней межжелудочковой борозды (области ближе к верхушке правого желудочка) мышечные пучки разветвляются: одни дают 69 Рис. 20. Архитектоника субэпикардиальных мышечных волокон желудочков сердца свиньи. Условные обозначения: А − основание фиброзного скелета сердца, Б − верхушка сердца, целиком принадлежащая левому желудочку, В − вентральная сторона, Г − дорсальная сторона; ПЖ − правый желудочек, ЛЖ − левый желудочек, ЛА − легочная артерия, Ао − аорта, АВ – атриовентрикулярное отверстие, стрелкой показаны передняя и задняя межжелудочковые борозды. 70 начало волокнам глубокого слоя правого желудочка, другие – направляются к верхушке левого. Мышечные волокна третьей группы берут начало от центрального фиброзного тела и задней границы фиброзного кольца трехстворчатого клапана. Волокна покрывают две трети основания дорсальной стороны правого желудочка, а также его латеральную и вентральную стороны. Достигая передней межжелудочковой борозды (области ближе к верхушке правого желудочка) мышечные волокна разветвляются: одни дают начало субэндокардиальному слою правого желудочка, другие – проходят по медиальной и верхушечной области вентральной стороны левого желудочка, примыкая к группе волокон, отходящих от передней границы фиброзного кольца митрального клапана. 3.3.2. Средний слой Мышечные пучки поверхностного слоя, закручиваясь вовнутрь, меняют наклонный ход волокон на кольцевую ориентацию. Кольцевые волокна представляют собой средний мышечный слой, со сложной пространственной организацией. По результатам исследования в среднем слое нами были выделены выше- и нижележащие кольцевые волокна. Вышележащие кольцевые волокна окружают оба желудочка сердца свиньи. По дорсальной и латеральной стороне правого и левого желудочка кольцевые волокна проходят непрерывно, а с вентральной стороны левого желудочка проникают вглубь, участвуя в формировании межжелудочковой перегородки. На верхушке правого желудочка волокна среднего слоя отсутствуют, в этой области наблюдается сложное переплетение волокон поверхностного и глубокого слоев (Рис. 21). Нижележащие мышечные волокна среднего слоя окружают только левый желудочек (Рис. 22). В области верхушки левого желудочка кольцевой слой волокон отсутствует. 71 А Б ЛА ЛПУ ЛЖ ПЖ * В Г Ао ЛА ППУ ПЖ ЛЖ Рис. 21. Ориентация мышечных волокон среднего слоя желудочков сердца свиньи. Условные обозначения: А − латеральная сторона левого желудочка, Б − дорсальная сторона, В − латеральная сторона правого желудочка, Г − вентральная сторона; ПЖ − правый желудочек, ЛЖ − левый желудочек, Ао − аорта, ЛА − легочная артерия, ЛПУ – левое предсердное ушко, ППУ – правое предсердное ушко, звездочкой обозначена область верхушки правого желудочка, где отсутствуют волокна среднего слоя. 72 ЛА ЛПУ Рис. 22. Ориентация мышечных волокон нижележащего среднего слоя левого желудочка сердца свиньи (вид с латеральной стороны). Условные обозначения: ЛА – легочная артерия, ЛПУ – левое предсердное ушко, звездочкой обозначена область верхушки левого желудочка, где отсутствуют волокна среднего слоя. 3.3.3. Глубокий слой В формировании глубокого слоя правого желудочка участвуют инвагинирующие в области верхушки волокна поверхностного слоя и меняющие свою кольцевую ориентацию на наклонную вышележащие волокна среднего слоя. На межжелудочковой перегородке субэндокардиальные волокна ориентированы вдоль апико-базальной оси сердца, а на свободной стенке – наклонно (Рис. 23). В папиллярных мышцах волокна проходят продольно. Достигая основания желудочка, пучки мышечных волокон прикрепляются к фиброзному кольцу трехстворчатого клапана. 73 А Ао Б ЛА ПЖ стенка ПЖ ЛЖ МЖП Рис. 23. Ориентация субэндокардиальных мышечных волокон правого желудочка сердца свиньи. Условные обозначения: А – вентральная сторона желудочков, Б – вскрытая полость правого желудочка. Ао – аорта, ЛА – легочная артерия, МЖП – межжелудочковая перегородка, ПЖ – правый желудочек, ЛЖ – левый желудочек. Субэндокардиальный слой волокон левого желудочка имеет наклонную ориентацию (Рис. 24), в его образовании участвуют волокна поверхностного и нижележащего среднего слоев. Субэпикардиальные волокна закручиваются внутрь в области верхушки, объединяются с нижележащими волокнами среднего слоя, которые меняют свою кольцевую ориентацию на наклонную. Поднимаясь к основанию сердца в виде спирали субэндокардиальные волокна прикрепляются к фиброзному кольцу митрального клапана. В формировании межжелудочковой перегородки участвуют субэндокардиальные волокна правого и левого желудочков, выше- и нижележащие кольцевые волокна среднего слоя. 74 Рис. 24. Ориентация субэндокардиальных мышечных волокон левого желудочка сердца свиньи (вид со стороны свободной стенки). 3.3.4. Строение полостей желудочков В правом желудочке сердца свиньи (Рис. 25А) на свободной стенке расположена одна крупная папиллярная мышца, от ее верхушки отходят пять-семь сухожильных струн. На межжелудочковой перегородке расположено три папиллярные мышцы меньшего размера, от верхушек которых отходят три-пять сухожильных струн. Межжелудочковую перегородку и свободную стенку соединяет септомаргинальная трабекула, представляющая мощный поперечный тяж. Мускульные перекладины (трабекулы) находятся только на свободной стенке правого желудочка и ориентированы наклонно. В полости левого желудочка (Рис. 25Б) имеются две крупные папиллярные мышцы, расположенные на передней и задней свободных стенках. От верхушек папиллярных мышц отходят около 10 сухожильных струн. Септомаргинальные трабекулы, в виде тонких тяжей, пересекают полость левого желудочка. Тяжи расположены между папиллярными мышцами и межжелудочковой перегородкой, а также соединяют переднюю и заднюю папиллярные мышцы со свободной стенкой. Внутренняя поверхность левого желудочка содержит мощный трабекулярный аппарат. 75 Рис. 25. Строение внутренней полости правого (А) и левого (Б) желудочков сердца свиньи. Условные обозначения: МЖП – межжелудочковая перегородка, ППМ − передняя папиллярная мышца, ЗПМ − задняя папиллярная мышца, звездочками обозначены папиллярные мышцы правого желудочка, стрелками − септомаргинальные трабекулы. 76 4. ОБСУЖДЕНИЕ 4.1. Последовательность деполяризации желудочков сердца копытных животных В желудочках сердца свиней методом многоканальной синхронной кардиоэлектротопографии нами выявлен «вспышечный» характер распространения волны деполяризации. Полифокальность процесса возбуждения желудочков сердца ранее была описана у северных оленей (Рощевский М.П., Шмаков Д.Н., 1977) и овец (Рощевская И.М., 2008). Несмотря на схожий характер активации миокарда желудочков копытных животных, наблюдаются межвидовые различия в расположении областей ранней и поздней деполяризации. У свиньи первичные очаги электронегативности формируются в медиальной части левой стороны межжелудочковой перегородки и под основанием обеих папиллярных мышц левого желудочка (Гуляева А.С., Рощевская И.М, 2010а, б). У овец (Рощевская И.М., 2008) межжелудочковая перегородка активируется позже, чем у свиньи, у северных оленей (Рощевский М.П., Шмаков Д.Н., 1977) дополнительно регистрируются зоны ранней деполяризации в верхушечной части правой стороны перегородки и в основании папиллярной мышцы свободной стенки правого желудочка. В интрамуральных слоях миокарда желудочков сердца северного оленя, овцы (Roshchevsky M., Shmakov D., 2003; Рощевская И.М., 2003) на 510-ой мс после появления ранних очагов деполяризации, появляется большое число мелких очагов электронегативности, от которых волна деполяризации радиально распространяется по всем направлениям. В желудочках сердца свиньи на 6-8 мс после формирования ранних зон возбуждения появляются множественные очаги деполяризации. У овец (Рощевская И.М., 2003) показано, что первые деполяризованные области на субэпикардиальной поверхности желудочков возникают через 5 77 мс после начала интрамуральной активации. В правом желудочке прорыв волны возбуждения наблюдается на латеральной стороне медиальной части свободной стенки, в левом желудочке – на вентральной или латеральной стороне. Изучение последовательности возбуждения на эпикардиальной поверхности желудочков сердца ягнят (Mathewson J. et al., 1977) выявило, что ранняя зона активации расположена на субэпикарде дорсальной и/или латеральной стороны свободной стенки левого желудочка, на правом желудочке ранние области появляется на вентральной и/или латеральной стороне одновременно или через 2.5-3.5 мс по сравнению с левым желудочком. Согласно нашим данным, у свиней прорыв волны возбуждения на субэпикард наблюдается на вентральной стороне медиальной части свободных стенок правого и левого желудочков. Прорыв волны деполяризации на субэпикард правого желудочка происходит одновременно или позже на 2-4 мс по сравнению с левым. Зона позднего возбуждения желудочков у ягнят (Mathewson J. et al., 1977) была выявлена в области выводного тракта правого желудочка. В желудочках сердца овец было показано, что последними (на 30-35 мс) деполяризуются области основании дорсальной или латеральной части левого и правого желудочков. Помимо последних областей возбуждения в течение 5-10 мс в верхушечных областях левого желудочка и в основании межжелудочковой перегородки сохраняются множественные области наиболее поздней активации (Roshchevsky M. et al., 1995; Roshchevskaya I. et al., 1997). У свиней, области, возбуждающиеся последними в желудочках сердца, выявлены нами в субэпикардиальных слоях дорсальной и латеральной стороны левого желудочка. По сравнению с овцой, в желудочках сердца свиней дополнительных множественных зон наиболее поздней деполяризации не формируется (Gulyaeva A. et al., 2009; Гуляева А.С., Рощевская И.М., 2010а). У северных оленей в последнюю очередь (на 40-45 мс) деполяризуются выводной конус легочной артерии и основание перегородки (Рощевский М.П., Шмаков Д.Н., 1977), тогда как у свиней 78 (Гуляева А.С., Рощевская И.М., 2010б), возбуждение межжелудочковой перегородки заканчивается раньше свободных стенок желудочков, и зона позднего возбуждения выявлена нами в субэндокардиальном слое перегородки со стороны левого желудочка. Область выводного конуса легочной артерии только у двух свиней заканчивает деполяризоваться одновременно с субэпикардом дорсо-латеральной стороны левого желудочка, но у большинства животных раньше. Деполяризация свободных стенок желудочков сердца северного оленя, овцы идет не только от эндокарда к эпикарду, но и в противоположном направлении – от субэпикардиальных и интрамуральных зон возбуждения к эндокарду (Шмаков Д.Н., 1990; Рощевская И.М., 2003). В интрамуральных слоях свободных стенок желудочков сердца свиньи, аналогично миокарду желудочков сердца северного оленя и овцы, нами выявлена высокая неоднородность распространения волны возбуждения. В центральной и верхушечной зонах перегородки волна возбуждения распространяется по разным направлениям у северного оленя и овцы (Шмаков Д.Н., 1990; Рощевская И.М., 2003). В сердце свиньи в межжелудочковой перегородке выявлено одновременное существование разнонаправленных фронтов волны возбуждения. При исследовании левого желудочка сердца свиньи методом эндокардиального картирования (Gepstein L. et al., 1997а, b) показано, что зона ранней деполяризации расположена в субэндокарде передней части межжелудочковой перегородки. У некоторых животных дополнительно регистрируется вторая ранняя область возбуждения в задней части перегородки. Заканчивается деполяризация субэндокарда левого желудочка в области основания дорсальной стенки. На основании полученных эндокардиальных ЭГ авторы моделируют процесс деполяризации левого желудочка свиньи и утверждают, что она полностью соответствует возбуждению левого желудочка человека. У человека (Durrer D. et al., 1970) наблюдается последовательное распространение волны возбуждения в 79 желудочках сердца от эндокарда к эпикарду. Таким образом, у свиней в миокарде желудочков вообще не были обнаружены (Gepstein L. et al., 1997а, b) области множественной деполяризации, характерные для животных со «вспышечным» типом активации желудочков. При изучении процесса деполяризации желудочков сердца свиней только методом эндокардиального (электроанатомического) картирования к аналогичным выводам, о последовательном характере деполяризации желудочков сердца приходят Пуллан с соавторами (Pullan A. et al., 2001), хотя при анализе электрического поля сердца на поверхности тела свиньи ими было показано распределение кардиоэлектрических потенциалов, характерное для животных со вспышечным типом активации. Согласно их исследованиям характер возбуждения миокарда желудочков сердца свиньи и собаки не отличается, то есть волна деполяризации последовательно распространяется от эндокарда к эпикарду. Нами при последовательности прямых деполяризации экспериментальных желудочков сердца исследованиях свиньи было показано формирование на вентральной и дорсальной сторонах эндокарда левого желудочка вытянутых в апико-базальном направлении областей начальной активации. Несмотря на образование множественных областей деполяризации в толще стенок миокарда, на субэндокарде формируется две области начальной активации. Следовательно, опираясь только на данные по субэндокардиальной активации, без учета сложнораспределенных фронтов в желудочках сердца, восстановить истинную картину последовательности деполяризации желудочков сердца у животных со «вспышечным» типом активации проблематично. При моделировании процесса активации желудочков необходимо учитывать внутреннее строение стенок желудочков, распределение терминалей проводящей системы, которые главным образом и определяют характер распространения волны возбуждения. Таким образом, показано, что у свиньи «вспышечный» тип деполяризации миокарда желудочков сердца. Ранние области деполяризации 80 формируются в медиальной части левой стороны межжелудочковой перегородки и под основанием обеих папиллярных мышц левого желудочка. Одновременно с прорывом волны возбуждения на субэпикард обоих желудочков появляются множественные зоны деполяризации. Области позднего возбуждения выявлены в субэндокарде дорсолатеральной стороны свободной стенки левого желудочка. 4.2. Распределение волокон Пуркинье в желудочках сердца копытных животных Характер распределения терминалей проводящей системы в желудочках сердца млекопитающих играет важную роль в распространении волны возбуждения (Рощевский М.П., 1978). Для человека (Durrer D. et al., 1970), хищных животных (Durrer D. et al., 1955; Arisi G. et al., 1983), грызунов (Roshchevskaya I., 1989; Roshchevskaya I. et al., 1998) характерен «последовательны» тип активации миокарда желудочков, вследствие только субэндокардиального расположения ВП (Truex R., Smythe M., 1965). У копытных животных наблюдается деполяризация типа «вспышки» (Рощевский М.П., 1968; 1972) благодаря расположению проводящих волокон от эндокарда до эпикарда (Meyling H., Borgter H., 1957; Ruy S. et al., 2009). Распределение проводящих волокон по всей толще миокарда желудочков сердца копытных животных ставит перед исследователем трудную задачу восстановления архитектоники проводящей системы в желудочках. Реконструкция сети проводящих волокон в отдельных участках желудочков сердца была проведена у северных оленей (Рощевский М.П., 1978; Клюшина И.В., 1981). Показано, например, что в области верхушки сердца ВП достигают диаметра 100 мкм. В свободной стенке левого желудочка, в субэндокардиальных слоях основания папиллярных мышц диаметр проводящих волокон в среднем 96 мкм, а в толще стенки – в 81 среднем 43 мкм. В межжелудочковой перегородке быка (Oosthoek P. et al., 1993) вместе с большим скоплением крупных (80 мкм) проводящих волокон располагаются менее крупные и менее разветвленные ВП. Согласно нашим исследованиям у свиньи в глубоких слоях области основания папиллярных мышц левого желудочка обнаружены ВП разных диаметров: очень крупные и средние. В медиальной части свободных стенок, как правого, так и левого желудочков, размеры проводящих волокон уменьшаются от субэндокарда до субэпикарда. В основании межжелудочковой перегородки у северного оленя выявлены ВП небольших размеров 58 мкм, которые постепенно сужаются до размеров волокон сократительного миокарда (Клюшина И.В., 1981). В основании желудочков сердца свиньи в области свободных стенок диаметр проводящих волокон намного меньше чем в медиальной части желудочков. В желудочках сердца овец (Ansari A. et al., 1999; Ruy S. et al., 2009) терминали проводящей системы представлены в виде длинных волокон и скопления проводящих клеток, но, к сожалению, неясно, какие именно области свободных стенок желудочков сердца были выбраны для исследования и не указан диаметр проводящих клеток. В желудочках сердца северных оленей исследован не только диаметр ВП в разных областях, но и их распределение. В свободных стенках желудочков на уровне основания папиллярных мышц наибольшее количество проводящих волокон расположено в основном в центральной и в субэпикардиальной частях. На всем протяжении межжелудочковой перегородки, большинство ВП сосредоточено в центральных частях (Рощевский М.П. и др., 1976; Рощевский М.П., 1978). В желудочках сердца быка наиболее хорошо развитая сеть проводящих волокон расположена в области основания папиллярных мышц правого и левого желудочков (Truex R. et al., 1954). Согласно нашим исследованиям у свиньи в свободных стенках желудочков на уровне основания папиллярных мышц, проводящие волокна 82 концентрируются в субэндокардиальных слоях. Ближе к эпикарду ВП встречаются менее многочисленные, чаще встречаются в виде островков с небольшим количеством проводящих миоцитов (Рис. 26). В исследуемых областях основания желудочков сердца свиньи по всей толще миокардиальной стенки ВП немногочисленные, в субэпикардиальном слое основания вентральной стороны правого желудочка, проводящие волокна не обнаружены (Рис. 27). А ЭНДОКАРД ….. Б ….. ЭПИКАРД Рис. 26. Схема распределения волокон Пуркинье в толще свободной стенки левого (А) и правого (Б) желудочков свиньи на уровне основания папиллярных мышц. Толстыми линиями обозначены крупные ВП, тонкими – проводящие волокна меньшего диаметра. 83 А Б ЭНДОКАРД . . . ЭПИКАРД Рис. 27. Схема распределения волокон Пуркинье в основании свободной стенки левого желудочка с дорсальной стороны (А) и в основании свободной стенки правого желудочка с вентральной стороны (Б). Таким образом, в миокарде желудочков сердца свиньи выявлена неоднородность диаметров ВП и неравномерность их распределения. Крупные, многочисленные субэндокардиальных слоях проводящие области волокна основания обнаружены папиллярных в мышц желудочков. Размеры ВП, их количество уменьшаются в поперечном направлении (от эндокарда к эпикарду) и по направлению к основанию желудочков. 84 4.3. Архитектоника мышечных волокон миокарда желудочков Миокард желудочков млекопитающих представляет собой трехслойную, разветвленную структуру, со спиралевидным закручиванием волокон (Fernandez-Teran M., Hurle J., 1982; Anderson R. et al., 2005; Lunkenheimer P. et al., 2006; Anderson R. et al., 2009). Три слоя мышечных волокон в левом желудочке присутствуют у всех млекопитающих, независимо от типа деполяризации: последовательного у человека (Greenbaum R. et al., 1981) хищных животных (Streeter D. et al., 1969) грызунов (Суслонова О.В., Рощевская И.М., 2005) и вспышечного у копытных животных (Гуляева А.С., Рощевская И.М., 2005; Sanchez-Quintana D. et al., 1994). В правом желудочке у человека (Sanchez-Quintana D. et al., 1999), приматов (Robb J., 1965), грызунов (Суслонова О.В., Рощевская И.М., 2005), с «последовательным» типом деполяризации, выявлено только два слоя мышечных волокон, тогда как у копытных животных, со «вспышечным» типом деполяризации – три (Sanchez-Quintana D. et al., 1994, Гуляева А.С., Рощевская И.М., 2005). У человека в правом желудочке сердца тонкий кольцевой слой появляется только при гипертрофии миокарда (SanchezQuintana D. et al., 1990). Проведя сравнительный анализ наших результатов по архитектоники волокон рабочего миокарда свиньи с известными данными по быку (SanchezQuintana D. et al., 1994), мы выявили межвидовые отличия в ориентации мышечных волокон. В поверхностном слое желудочков сердца быка на дорсальной стороне мышечные волокна, направляясь от основания к верхушке, сближаются в области задней межжелудочковой борозды, на вентральной стороне проходят практически вертикально (Sanchez-Quintana D. et al., 1994). У свиньи волокна поверхностного слоя ориентированы наклонно (Shaner R., 1929; Schmid P. et 85 al., 2005), за исключением основания правого желудочка, где они идут почти параллельно, образуя легочный конус (Гуляева А.С., Рощевская И.М., 2005). В сердце копытных животных многими авторами установлено наличие среднего слоя в обоих желудочках (Shaner R., 1929; Sanchez-Quintana D. et al., 1994; Schmid P. et al., 2005; Gulyaeva A., et al., 2005; Anderson R. et al., 2006). Однако Торрент-Гуаспес (Torrent-Guasp F., 1980), придерживающийся теории единого мышечного пучка, не выделяет средний слой в правом желудочке быка. Волокна среднего слоя, в отличие от поверхностного, не являются общими для обоих желудочков сердца быка (Sanchez-Quintana D. et al., 1994) и напоминают два мышечных кольца, соединенных в области межжелудочковой перегородки. У свиньи нами выявлена более сложная пространственная ориентация кольцевых волокон в миокарде желудочков. Вышележащий кольцевой слой, непрерывно окружает оба желудочка, на вентральной стороне проникает вглубь, участвуя в образовании межжелудочковой перегородки. Закручиваясь по спирали, мышечные волокна образуют нижележащий слой, принадлежащий только левому желудочку. Сложная пространственная организация кольцевого слоя левого желудочка сердца свиньи ранее не была описана. Субэндокардиальные волокна желудочков сердца свиньи и быка отличаются своей ориентацией относительно апико-базальной оси сердца. В обоих желудочках сердца быка (Sanchez-Quintana D. et al., 1994) глубокие волокна ориентированы, главным образом, вдоль апико-базальной оси сердца. У свиньи субэндокардиальные волокна ориентированы наклонно от верхушки к основанию, за исключением межжелудочковой перегородки правого желудочка, где идут продольно. Таким образом, несмотря на то, что бык и свинья относится к копытным животным со «вспышечным» типом деполяризации, отличия в ориентации мышечных субэпикардиальном и волокон имеются субэндокардиальном во всех слоях трех отличия слоях. В касаются 86 направления мышечных волокон относительно продольной оси сердца. В среднем слое отличие выявлено в пространственной организации кольцевых волокон. 4.4. Сопоставление последовательности деполяризации желудочков с архитектоникой проводящих и мышечных волокон Для понимания закономерностей распространения волны возбуждения по неоднородной, сложноорганизованной структуре миокарда необходимо сопоставление последовательности деполяризации желудочков с архитектоникой проводящих и мышечных волокон. Относительно большие размеры проводящих миоцитов по сравнению с мышечными клетками у копытных животных обеспечивают быстрое распространение волны возбуждения (Davies F., Francis E., 1952), по сравнению с небольшими ВП у хищных животных и грызунов (Ono N. et al., 2009). В миокарде желудочков сердца северных оленей выявлена не только последовательность деполяризации, но и реконструирована сеть ВП в стенках желудочков сердца на трех уровнях. Однако не было проведено сопоставления характера распределения проводящих волокон с последовательностью распространения волны возбуждения. До настоящего времени данный вопрос является актуальным для копытных животных со «вспышечным» типом деполяризации желудочков. У животных с «последовательным» характером возбуждения миокарда желудочков (собак) (Rawling D. et al., 1985; Frazier D. et al., 1988) показано, что расположение крупных ВП соответствует локализации ранней области активации, формирующейся в средней части межжелудочковой перегородки слева. Нашими исследованиями выявлено, что у свиньи в субэндокардиальных слоях основания передней и задней папиллярных мышц левого желудочка, 87 областях ранней деполяризации, проводящие волокна многочисленные и имеют наибольшие диаметры. Зона ранней субэндокардиальной деполяризации у левожелудочковой свиньи выявлена области нами медиальной в части межжелудочковой перегородки. Однако, диаметр ВП в этой области не крупного диаметра, чаще встречаются в виде скоплений большого количества проводящих клеток, что, вероятно, и способствует быстрому прохождению волны возбуждения. Многочисленные ВП, распределенные в субэндокардиальных, интрамуральных, субэпикардиальных слоях, являются структурной основой для формирующихся в свободных стенках желудочков и межжелудочковой перегородки множественных очагов деполяризации. В основании желудочков сердца свиньи (области, где заканчивается возбуждение) выявлены проводящие волокна небольших диаметров. Трудно различимые ВП с диаметрами, приближающимися по размерам к мышечным волокнам, обнаружены в субэпикардиальном слое дорсальной стороны левого желудочка – области конечной деполяризации. На скорость распространения волны возбуждения и её последовательность влияет пространственно неоднородное расположение электрических контактов между проводящими и мышечными волокнами (Mendez C. et al., 1970; Martinez-Palomo A. et al., 1970). У собак в правом желудочке области передачи импульса от терминалей проводящей системы к волокнам рабочего миокарда располагаются почти по всему эндокарду свободной стенки, в основании папиллярной мышцы и нижней части межжелудочковой перегородки. В левом желудочке область электрического контакта между проводящими и мышечными волокнами ограничена верхушечной частью полости, нижней частью перегородки и основанием папиллярных мышц. В связи с этим большая часть эндокарда свободной стенки правого желудочка деполяризуется почти одновременно, тогда как возбуждение эндокарда левого желудочка происходит более 88 последовательно в направлении от верхушки к основанию (Myerburg R. et al., 1972; Rawling D. et al., 1985). В желудочках сердца быка (Oosthoek P. et al., 1993) наблюдаются многочисленные области контакта между проводящими и мышечными волокнами, практически по всей интрамуральной стенке, что обеспечивает эффективное возбуждение всего миокарда желудочков. У свиньи наибольшее количество транзитных клеток выявлено нами в субэндокардиальных слоях области основания папиллярных мышц левого желудочка, в зонах раннего возбуждения. В средних и субэпикардиальных слоях на уровне основания папиллярных мышц левого желудочка транзитных клеток встречается меньше, эти области деполяризуются волной возбуждения, распространяющейся от субэндокарда. Транзитные клетки в областях основания дорсальной стороны левого желудочка и вентральной стороны правого желудочка, деполяризующихся в желудочках сердца свиньи последними, отсутствуют. Быстрое распространение волны возбуждения в поперечном направлении от субэндокарда к субэпикарду в медиальной части желудочков обеспечивается благодаря наличию транзитных клеток и крупных, многочисленных ВП в этой области. Медленное распространение волны возбуждения в поперечном направлении от субэндокарда к субэпикарду в области основания желудочков связано с отсутствием в этой области транзитных клеток и наличию ВП небольших диаметров. Густое распределение ВП в миокарде желудочков сердца свиньи, приводит к тому, что на начальных и средних этапах деполяризации главная роль в проведении волны возбуждения принадлежит волокнам проводящей системы. Скорость проведения электрического импульса по ВП в несколько раз быстрее, чем по волокнам рабочего миокарда (Davies F., Francis E., 1952), деполяризация основной массы желудочков происходит быстро – за 20-22мс. У грызунов, с «последовательным» типом активации миокарда желудочков, основное распространение волны возбуждения зависит от 89 ориентации мышечных волокон, а терминали проводящей системы только на начальных этапах деполяризации выполняют главную роль. У крыс отсутствие среднего слоя в правом желудочке, обеспечивает быстрый прорыв волны возбуждения на субэпикард свободной стенки и небольшое время охвата возбуждением всего правого желудочка. В апикальной и базальной части левого желудочка наблюдается более быстрый охват возбуждением, чем в медиальной части, где имеется толстый кольцевой слой мышечных волокон (Suslonova O., Roshchevskaya I., 2005). У свиньи кольцевой слой мышечных волокон есть в обоих желудочках и в левом он толще, чем в правом, причем наибольшая толщина стенки левого желудочка свиньи выявлена в средней части, на уровне папиллярных мышц (Рощевский М.П. и др., 2011). Несмотря на разницу в толщине стенок правого и левого желудочков сердца свиньи волна возбуждения практически одновременно достигает субэпикарда желудочков за счет распределения ВП от субэндокарда до субэпикарда и формирования множественных очагов деполяризации. Сложная архитектоника мышечных волокон в межжелудочковой перегородке влияет на время возбуждения. В исследованиях на крысах было установлено, что в области перехода свободных стенок в межжелудочковую перегородку резко изменяется угол наклона мышечных волокон (Суслонова О.В., Рощевская И.М., 2005), вследствие чего наблюдается задержка в прохождении волны деполяризации (Suslonova O., Roshchevskaya I., 2005). У свиньи наблюдается резкое изменение направления мышечных волокон среднего слоя (волокна прерываются и проникают вглубь) при образовании межжелудочковой перегородки на вентральной и дорсальной стороне (Гуляева А.С., Рощевская И.М., 2005). Поэтому области перехода межжелудочковой перегородки в свободные стенки желудочков являются областями медленного распространения волны возбуждения. Субэпикард в области межжелудочковых борозд деполяризуется позже, чем свободные 90 стенки желудочков (Gulyaeva А. et al., 2009; Гуляева А.С., Рощевская И.М., 2010б). Медленное распространение волны деполяризации в основании желудочков связано и с ориентацией мышечных волокон рабочего миокарда. У северного оленя показано, что деполяризация области основания межжелудочковой перегородки, завершается миогенным путем за счет движения волны возбуждения от ранее возбужденных областей перегородки снизу вверх (Roshchevsky M., Shmakov D., 2003). У свиньи деполяризация поздних областей желудочков сердца происходит медленно и, главным образом, по мышечным волокнам (Gulyaeva A. et al., 2010) идущим наклонно в субэпикардиальном слое. Скорость распространения электрического импульса поперек мышечного волокна существенно медленнее, чем вдоль (Frazier D. et al., 1988), поэтому субэпикардиальный слой основания желудочков сердца свиньи деполяризуется за большое время 8-10 мс. Таким образом, благодаря расположению крупных ВП и наличию многочисленных транзитных клеток между проводящими и мышечными волокнами, область ранней деполяризации формируется в субэндокарде левого желудочка и межжелудочковой перегородки на уровне основания папиллярных мышц и происходит быстрое распространение волны возбуждения в поперечном направлении от субэндокарда до субэпикарда. Возникновение множественных интрамуральных очагов деполяризации, обеспечивается распределением ВП по всей толще миокардиальной стенки, что приводит к возбуждению миокарда обоих желудочков в короткий период времени. У свиньи, копытного животного со «вспышечным» типом активации, основная роль в распространении волны деполяризации по желудочкам сердца принадлежит архитектонике волокон проводящей системы, а на завершающих этапах деполяризации наибольшее значение в распространении волны возбуждения приобретает архитектоника волокон рабочего миокарда. 91 ЗАКЛЮЧЕНИЕ Проведено изучение структурно-функциональных закономерностей деполяризации желудочков сердца свиньи. Исследование желудочков последовательности показало, что очаги деполяризации первичной миокарда электронегативности формируются в медиальной части левой стороны межжелудочковой перегородки и под основанием передней и задней папиллярных мышц левого желудочка. Прорыв волны возбуждения на субэпикард наблюдается на вентральной стороне средней части свободных стенок желудочков. На субэпикард правого желудочка волна деполяризации прорывается одновременно или позже на 2-4 мс по сравнению с левым. Множественные очаги деполяризации возникают на среднем этапе возбуждения и обеспечивают деполяризацию миокарда желудочков в короткий период времени. В последнюю очередь деполяризуется субэпикардиальный слой дорсолатеральной стороны основания левого желудочка. Выявлена неоднородность диаметров волокон проводящей системы в миокарде желудочков свиньи в поперечном направлении, от субэндокарда до субэпикарда. На уровне основания папиллярных мышц желудочков в субэндокардиальных слоях выявлены крупные ВП, по направлению к субэпикардиальным слоям их диаметр уменьшается. В области основания сердца диаметр незначительно проводящих или волокон практически не очень изменяется маленький, от меняется субэндокарда к субэпикарду. В апико-базальном направлении неоднородность ВП хорошо выражена: в субэндокардиальном, среднем и субэпикардиальном слоях на уровне основания папиллярных мышц желудочков размеры проводящих волокон больше, чем в соответствующих слоях основания желудочков. Показана неравномерность распределения ВП не только в разных слоях, но и в разных областях желудочков сердца свиньи. На уровне основания папиллярных мышц в субэндокардиальных слоях ВП длинные, 92 разветвленные, с большим количеством проводящих клеток. Ближе к эпикарду ВП обнаружены в виде островков с небольшим количеством проводящих миоцитов. В основании желудочков неравномерность распределения ВП менее выражена. От субэндокарда до субэпикарда выявлены редко расположенные скопления проводящих клеток. Исследование архитектоники мышечных волокон рабочего миокарда показало, что желудочки сердца представляют трехслойную, разветвленную структуру, со спиралевидным закручиванием волокон. У свиней, по сравнению с другими видами копытных животных (быком) отличия в ориентации сократительных волокон выявлены во всех трех слоях. Наиболее выраженные отличия касаются пространственной организации кольцевых волокон среднего слоя. В среднем слое желудочков сердца свиньи выделены выше- и нижележащие кольцевые волокна. Вышележащие мышечные волокна окружают оба желудочка, нижележащие – только левый. В области верхушек правого и левого желудочков кольцевой слой волокон отсутствует. Впервые проведено сопоставление последовательности деполяризации желудочков с архитектоникой проводящих и мышечных волокон. Установлено, что в области ранней деполяризации расположены крупные, многочисленные проводящие волокна. Многофокусное возбуждение объясняется соответствующим характером распределения ВП в миокарде желудочков. В поздних зонах деполяризации незначительное количество проводящих волокон с маленьким диаметром. Определенно, основная роль в распространении волны деполяризации по желудочкам сердца принадлежит волокнам проводящей системы, а на завершающих этапах деполяризации наибольшее значение в распространении электрического импульса имеет архитектоника волокон рабочего миокарда. 93 ВЫВОДЫ 1. Области ранней деполяризации в желудочках сердца свиньи формируются в медиальной части левой стороны межжелудочковой перегородки и под основанием обеих папиллярных мышц левого желудочка. Поздние субэпикардиальных области слоях деполяризации дорсолатеральной выявлены стороны в левого желудочка. 2. Возникновение множественных очагов деполяризации обеспечивает возбуждение миокарда желудочков в короткий период времени. 3. Выявлена неравномерность распределения волокон Пуркинье в миокарде желудочков сердца свиньи: на уровне основания папиллярных мышц в направлении от субэндокарда к субэпикарду количество желудочков проводящих – волокна волокон по уменьшается, всей в основании миокардиальной стенке немногочисленны и редко расположены. От области основания папиллярных мышц к основанию желудочков количество проводящих волокон в субэндокардиальных, интрамуральных и субэпикардиальных слоях уменьшается. 4. Выявлена неоднородность диаметров волокон Пуркинье в миокарде желудочков сердца свиньи: на уровне основания папиллярных мышц в направлении от субэндокарда к субэпикарду диаметры проводящих волокон уменьшаются, в основании желудочков размеры волокон Пуркинье близки по размерам мышечным волокнам рабочего миокарда. 5. В среднем слое выделены вышележащие кольцевые волокна, окружающие оба желудочка, с вентральной стороны проникающие вглубь для образования межжелудочковой перегородки, и нижележащие – закручивающиеся по спирали только вокруг левого желудочка. 94 6. Выявлены закономерности последовательности деполяризации желудочков сердца свиньи: основная роль в распространении волны возбуждения на начальных и средних этапах деполяризации принадлежит волокнам проводящей системы, на завершающем этапе – волокнам рабочего миокарда. 95 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Акаевский А.И. Анатомия домашних животных [Текст] / А.И. Акаевский. – М.: Колос, 1975. – 592 с. 2. Бердонгарова О.И. К сравнительной гистологии сердечной мускулатуры млекопитающих [Текст] / О.И. Бердонгарова // Труды Алма-Атинского зооветеринарного института. – 1953. – №7. – С. 190196. 3. Ваколюк В.Д. Сравнительная морфология волокон Пуркинье проводящей системы сердца человека и животных: Автореф. дис. … канд. биол. наук [Текст] / В.Д. Ваколюк: Харьков. мед. ин-т. – Харьков, 1962. – 35 с. 4. Валиев М.В. Электрокардиографические показатели здоровых поросят раннего возраста [Текст] / М.В. Валиев // Материалы докл. науч. конф. Казанского вет. ин-та. – Казань, 1967. – С. 124-125. 5. Вербовик Е.В. Особенности вегетативной регуляции сердечной деятельности у лошадей: Дис. … канд. биол. наук [Текст] / Е.В. Вербовик: – Москва, 2006. – 18 с. 6. Гофман Б., Крейнфилд П. Электрофизиология сердца [Текст] / Б. Гофман, П. Крейнфилд: Пер. с англ. – М.: Иностранная литература, 1962. – 390 с. 7. Гуляева А.С., Рощевская И.М. Архитектоника волокон рабочего миокарда желудочков сердца свиньи [Текст] / А.С Гуляева, И.М. Рощевская // Морфология. – 2005. – Т. 127, – № 2. – С. 52-55. 8. Гуляева А.С., Рощевская И.М. Формирование областей начальной деполяризации в левом желудочке сердца свиньи [Текст] / А.С Гуляева, И.М. Рощевская // Ветеринарная медицина. – 2010а. – № 3-4. – С. 77-79. 9. Гуляева А.С., Рощевская И.М. Последовательность деполяризации межжелудочковой перегородки сердца свиньи [Текст] / А.С Гуляева, 96 И.М. Рощевская // XXI Съезд физиологического общества им. И.П. Павлова. – Москва-Калуга, 2010б. – С. 171. 10. Жеденов В.Н. Легкие и сердце животных и человека [Текст] / В.Н. Жеденов. – М.: Сов. наука, 1954. – 204 с. 11. Жеденов В.Н. Общая анатомия домашних животных [Текст] / В.Н Жеденов. – М.: Сов. наука, 1958. – 562 с. 12. Ипполитова Т.В. и др. Электрофизиология сердца и нормативы электрофизиологических показателей у коров [Текст] / Т.В. Ипполитова, А.Н. Голиков, Л.Ю. Петрова, В.Д. Фомина. – М.: МВА. – 1988. – 41 с. 13. Климов А.Ф., Акаевский А.И. Анатомия домашних животных: Учебное пособие [Текст] / А.Ф. Климов, А.И. Акаевский. 7-е изд., стер. – СПб.: Лань, 2003. – 1040 с. 14. Клюшина И.В. Распределение сердечных проводящих миоцитов и электрофизиологические особенности миокарда птиц и копытных животных [Текст] / И.В. Клюшина // Сравнительная электрокардиология. – Л.: Наука, 1981. – С. 128-131. 15. Маковецкий В.Д., Коваленко В.Н., Тимошенко А.О. Количественный анализ структурной организации миокарда желудочков сердца [Текст] / В.Д. Маковецкий, В.Н. Коваленко, А.О. Тимошенко // Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. – 1979. – Т. 27, № 11. – С. 75-80. 16. Прошева В.И., Клюшина И.В., Рощевский М.П. Морфофизиологическая характеристика миокардиальных волокон в желудочках сердца северных оленей и коров [Текст] / В.И. Прошева, И.В. Клюшина, М.П. Рощевский // Эколого-физиологические исследования в природе и эксперименте: Тез. докл. V Всесоюз. конф. по экологической физиологии и морфологии. – Фрунзе, 1977. – С. 369370. 17. Рощевская И.М. Физиологические механизмы формирования электрического поля сердца у теплокровных животных и человека: 97 Дис. … докт. биол. наук [Текст] / И.М. Рощевская: Ин-т физиологии им. И.П. Павлова РАН. – СПб., 2003. – 331с. 18. Рощевская И.М. Кардиоэлектрическое поле теплокровных животных и человека [Текст] / И.М. Рощевская. – СПб.: Наука, 2008. – 250 с. 19. Рощевский М.П. Электрическая активность сердца и методы съемки электрокардиограмм у крупного рогатого скота. – Свердловск: Изд-во УралНИИСХ и УрГУ, 1958. – 78 с. 20. Рощевский М.П. Особенность начальной фазы деполяризации сердца (комплекс QRS) у овец по вектор- и электрокардиографическим данным [Текст] / М.П., Рощевский // Х съезд Всесоюз. физиол. общ. им. И.П. Павлова. – М.-Л., 1964. – Вып. 2. – С. 231. 21. Рощевский М.П. Униполярные электрограммы миокарда из полостей сердца, магистральных сосудов и от поверхности тела у собак, кошек и поросят [Текст] / М.П., Рощевский // Физиологические основы электрокардиографии животных. – М.- Л.: Наука, 1965. – С. 5-18. 22. Рощевский М.П., Копецкая-Тимухина Я.Р. Возрастные изменения сердечной деятельности крупного рогатого скота по электрокардиограммам в трех системах отведений // Физиологические основы электрокардиографии животных [Текст] / М.П., Рощевский, Я.Р. Копецкая-Тимухина. – М.-Л.: Наука, 1965. – С. 85-114. 23. Рощевский М.П. Электрокардиографическое исследование сердечной деятельности лосей [Текст] / М.П. Рощевский // Труды ПечороИлычского гос. заповедника. – 1967. Вып. XII. – С. 35-48. 24. Рощевский М.П. биоэлектрической Сравнительно-физиологический активности сердца анализ млекопитающих (парнокопытных и хищных) [Текст] / М.П. Рощевский: Автореф. Дисс…докт. биол. наук. – Л., 1968. – 35 с. 25. Рощевский М.П. Вектор- и электрокардиографические исследования сердечной деятельности овец [Текст] / М.П. Рощевский // Сельскохозяйственная биология. – 1969. – Т. 4, № 4. – С. 594-600. 98 26. Рощевский М.П. Эволюционная электрокардиология [Текст] / М.П. Рощевский. – Л.: Наука, 1972. – 252 с. 27. Рощевский М.П. и др. Комплексный анализ биоэлектрической активности сердца северных оленей по трансмембранным, интрамуральным внутриполостным и поверхностным электрограммам [Текст] / М.П. Рощевский, А.В. Крафт, Д.Н Шмаков, И.В. Клюшина, В.И. Прошева // Теория и практика автоматизации электрокардиологических исследований: Тез. докл. III Всесоюз. совещ., Пущино, 1976. – С. 4-6. 28. Рощевский М.П., Шмаков Д.Н. Хронотопография деполяризации желудочков сердца северных оленей [Текст] / М.П. Рощевский, Д.Н. Шмаков // Физиологический журнал СССР. – 1977. – Т. 63, № 8. – С. 1144-1152. 29. Рощевский М.П. Электрокардиология копытных животных [Текст] / М.П. Рощевский. – Л.: Наука, 1978. – 168 с. 30. Рощевский М.П. и др. Генерация и проведение возбуждения в сердце рыб, птиц и млекопитающих [Текст] / М.П. Рощевский, Д.Н. Шмаков, В.А. Головко, В.И. Прошева, И.В. Клюшина // XIII съезд Всесоюз. физиол. об-ва им. И.П.Павлова, посвящ. 150-летию со дня рождения И.М.Сеченова: Тез. науч. сообщ. – Алма-Ата. – Л.: Наука. 1979. – Т. 2. – С. 110. 31. Рощевский М.П. и др. Многоканальная система для синхронной регистрации электрического поля сердца [Текст] / М.П. Рощевский, Д.Н. Шмаков, И.М. Рощевская, А.В. Плосков, М.Ю. Камбалов, В.А. Витязев, Н.В. Артеева, В.А. Карпенко // XVIII съезд физиологического общества им. И.П. Павлова: Тез. докл. – Казань, 2001. – С. 418. 32. Рощевский М.П. и др. Система «КАРДИОИНФОРМ» для визуализации и анализа кардиоэлектрического поля [Текст] / М.П. Рощевский, Н.В. Артеева, Н.Л. Коломеец, Н.А. Антонова, М.Ю. Камбалов, Д.Н. 99 Шмаков, И.М. Рощевская // Медицинский академический журнал. – 2005. – Т. 5, № 3. – С. 74–79. 33. Рощевский М.П. и др. Левый желудочек сердца копытных животных: морфофункциональные характеристики и ориентация мышечных волокон [Текст] / М.П. Рощевский, Е.В. Бартусевич, А.С. Гуляева, И.М. Рощевская // Докл. АН. – 2011. – Т. 437, №3. – С. 416-418. 34. Саркисова Д.С., Перова Ю.Л. Микроскопическая техника: Руководство [Текст] / Д.С. Саркисова, Ю.Л. Перова. – М.: Медицина, 1996. – 544 с. 35. Суслонова О.В., Рощевская И.М. Архитектоника миокарда желудочков крысы [Текст] / О.В. Суслонова, И.М. Рощевская // Морфология. – 2005. – Т.128, № 5. – С. 45-47. 36. Фатенков В.Н., Фатенков О.В. Новое в биомеханике сердца [Текст] / В.Н. Фатенков, О.В. Фатенков // Казанский медицинский журнал. – 2003. – Т. 84, № 5. – С. 330-336. 37. Харченко Е.Д., Межевский Ю.С. Синовентрикулярная система сердца свиньи [Текст] / Е.Д. Харченко, Ю.С. Межевский // Научные труды Курского сельскохозяйственного института. – 1964. – Т. 2. – С. 272275. 38. Шестакова А.Н. Сердечная деятельность спортивных лошадей под влиянием тренинга: Дис. … канд. биол. наук [Текст] / А.Н. Шестакова. – Москва, 2009. – 20 с. 39. Шмаков Д.Н. Хронотопография интрамурального распространения возбуждения в сердце позвоночных животных: Дис. … докт. биол. наук [Текст] / Д.Н. Шмаков. – Сыктывкар, 1990. – 331 с. 40. Шмаков Д.Н., Рощевский М.П. Активация миокарда [Текст] / Д.Н. Шмаков, М.П. Рощевский / Ин-т физиологии Коми НЦ УрО РАН. – Сыктывкар, 1997. – 166 с. 41. Anderson RH, Becker AE. The orientation of fibres within the ventricular mass [Text] / R.H. Anderson, A.E. Becker // Cardiac anatomy. – London: Churchill Livingstone, 1980. – P. 514-526. 100 42. Anderson R.H. Systolic ventricular filling [Text] / R.H. Anderson // Eur. J. Cardiothoracic Surg. – 2004. – Vol. 26. – P. 461-462. 43. Anderson R.H. et al. The anatomical arrangement of the myocardial cell making up the ventricular mass [Text] / R.H. Anderson, S.Y. Ho, K. Redmann, D. Sanchez-Quintana, P.P. Lunkenheimer // Eur. J. Cardiothoracic Surg. – 2005. – Vol. 28. – P. 517-525. 44. Anderson R.H. et al. Heuristic problems in defining the three-dimensional arrangement of the ventricular myocytes [Text] / R.H. Anderson, S.Y. Ho, D. Sanchez-Quintana, K. Redmann, P.P. Lunkenheimer // Anat. Rec. – 2006. – Vol. 288. – P. 579-586. 45. Anderson R.H. et al. The three-dimensional arrangement of the myocytes in the ventricular walls [Text] / R.H. Anderson, M. Smerup, D. SanchezQuintana, M. Loucas, P.P. Lunkenheimer // Clinical Anatomy. – 2009. – Vol. 22. – P. 64-76. 46. Ansari A., Ho SY., Anderson RH. Distribution of the Purkinje fibres in the sheep heart [Text] / A. Ansari, S.Y. Ho, R.H. Anderson // Anat. Rec. – 1999. – Vol. 254. – P. 92-97. 47. Arisi G. et al. Potential fields on the exposed dog heart during normal excitation [Text] / G. Arisi, E. Macchi, S. Baruffi, B. Taccardi // Circ. Res. – 1983. – Vol. 52. – P. 706-715. 48. Ballester M., Ferreira A., Carreras F. The myocardial band [Text] / M. Ballester, A. Ferreira, F. Carreras // Heart Fail. Clin. – 2008. – Jul. 4(3). – P. 261-272. 49. Buckberg G.D. Basic science review: the helix and the heart [Text] / G.D. Buckberg // J. Thorac. Cardiovasc. Surg. – 2002. – Vol. 124. – P. 863-883. 50. Cocchieri M., Bardelli G. False chordae tendineae [Text] / M. Cocchieri, G. Bardelli // Minerva Cardioangiol. – 1992. – Vol. 40. – P. 353-358. 51. Crick S.J. et al. Anatomy of the pig heart: comparisons with normal human cardiac structure [Text] / S.J. Crick, M.N. Sheppard, S.Y. Ho, L. Gebstein, R.H. Anderson // J. Anat. – 1998. – Vol. 193. – P. 105-119. 101 52. Davies F., Francis E.T.B. The conduction of the impulse for cardiac contraction [Text] / F. Davies, E.T.B. Francis // J. Anat. – 1952. – Vol. 86, № 3. – P. 302-309. 53. Davies M.K., Hollman A. The importance of Jan Evangelista Purkinje (1787-1869) for research in cerebellar structure and function [Text] / M.K. Davies, A. Hollman // Cesk. Neurol. Neurochir. – 1988. – Vol. 51, № 1. – P. 6-8. 54. Degandt A.A. et al. Mitral valve basal chordae: comparative anatomy and terminology [Text] / A.A. Degandt, P.A. Weber, H.A. Saber, C.M. Duran // Ann. Thorac. Surg. – 2007. – Oct. 84(4). – P. 250-255. 55. Deniz M., Kilinc M., Hatipoglu E.S. Morphologic study of left ventricular bands [Text] / M. Deniz, M. Kilinc, E.S. Hatipoglu // Surg. Radiol. Anat. – 2004. – Vol. 26. – P. 230-234. 56. Depreux R., Mestdagh H., Houcke M. Comparative morphology of the trabecula septomarginalis in terrestrial mammals [Text] / R. Depreux, H. Mestdagh, M. Houcke // Anat. Anz. – 1976. – Vol. 139, № 1-2. – P. 24-35. 57. Draper M.H., Mya-Tu M. A comparison of the conduction velocity in cardiac tissues of various mammals [Text] / M.H. Draper, M. Mya-Tu // Quart. J. Exp. Physiol. – 1959. – Vol. 44, № 1. – P. 91-109. 58. Durrer D. et al. Spread of activation in the left ventricular wall of the dog [Text] / D. Durrer, L.H. van der Tweel, S. Berreklouw, L.P. van der Wey // Amer. Heart J. – 1955. – Vol. 50. – P. 860-882. 59. Durrer D., van der Tweel L.H. Excitation of the left ventricular wall of the dog and goat [Text] / D. Durrer, L.H. van der Tweel // Ann. N. Y. Acad. Sci. – 1957. – Vol. 65(6). – P. 779-803. 60. Durrer D. et al. Total excitation of the isolated human heart [Text] / D. Durrer, R. Van Dam, G. Freud, F. Meijler, R. Arzbaecher // Circulation. – 1970. – Vol. 41, № 6. – P. 899-912. 102 61. Fernandez-Teran M.A., Hurle J.M. Myocardial fiber architecture of the human heart ventricles [Text] / M.A. Fernandez-Teran, J.M. Hurle // Anat. Rec. – 1982. – Vol. 204. – P. 137-147. 62. Frazier DW et al. Transmural activations and stimulus potentials in threedimensional anisotropic canine myocardium [Text] / D.W. Frazier, W. Krassowska, P.S. Chen, P.D. Wolf, N.D. Danieley, W.M. Smith, R.E. Ideker // Circ. Res. – 1988. – Vol. 63. – P. 135-146. 63. Gilbert S.H. et al. Regional localisation of left ventricular sheet structure: integration with current models of cardiac fiber, sheet and band structure [Text] / S.H. Gilbert, A.P. Benson, P. Li, A.V. Holden // Eur. J. Cardiothorac. Surg. – 2007. – Vol. 32. – P. 231-249. 64. Gepstein L., Hayam G., Ben-Haim S.A. A Novel Method for Nonfluoroscopic Catheter-Based Electroanatomical Mapping of the Heart. In Vitro and In Vivo Accuracy Results [Text] / L. Gepstein, G. Hayam, S.A. Ben-Haim // Circulation – 1997а. – Vol. 95. – P. 1611-1622. 65. Gepstein L., Hayam G., Ben-Haim S.A. Activation-repolarization coupling in the normal swine endocardium [Text] / L. Gepstein, G. Hayam, S.A. Ben-Haim // Circulation. – 1997б. – Vol. 96. – P. 4036-4043. 66. Gerlis L.M. et al. Left ventricular bands: a normal anatomical feature [Text] / L.M. Gerlis, H.M. Wright, N. Wilson, F. Erzengin, D.F. Dickinson // Br. Heart J. – 1984. – Vol. 52. – P. 641-647. 67. Greenbaum R.A. et al. Left ventricular fiber architecture in man [Text] / R.A. Greenbaum, S.Y. Ho, D.G. Gibson, A.E. Becker, R.H. Anderson // Br. Heart J. – 1981. – Vol. 45. – P. 248-263. 68. Grimm A.F., Katele K.V., Lin H. Fiber bundle direction in the mammalian heart: an extension of the "nested shells" model [Text] / A.F. Grimm, K.V. Katele, H. Lin // Basic Res. Cardiol. – 1976. – Vol. 71. – P. 381-388. 69. Guerreiro D., Lennox S.C., Anderson R. Postnatal development of the pig heart [Text] / D. Guerreiro, S.C. Lennox, R. Anderson // Cardiovasc. Res. – 1980. – Vol. 14. – P. 675-679. 103 70. Gulyaeva A.S., Roshchevskaya I.M., Roshchevsky M.P. Architecture of fibers of the working myocardium and the sequence of excitation of heart ventricles of a pig [Text] / A.S. Gulyaeva, I.M. Roshchevskaya, M.P. Roshchevsky // Folia Cardiologia – 2005. – Vol. 12. – Suppl. D. – Р. 601603. 71. Gulyaeva A.S., Roshchevskaya I.M., Roshchevsky M.P. Electric activity of heart ventricles of a pig. [Text] / A.S. Gulyaeva, I.M. Roshchevskaya, M.P. Roshchevsky // XXXVI Inter. Congr. on Electrocardiology, 50th Inter. Sympos. on Vectorcardiography: Abst. (Wroclaw, Poland, 24-27.07.2009) – Wroclaw, 2009. – P. 37. 72. Gulyaeva A.S., Roshchevskaya I.M., Roshchevsky M.P. Comparison of sequence of depolarization with terminals distribution of the conducting system in the left ventricle of the pig’s heart [Text] / A.S. Gulyaeva, I.M. Roshchevskaya, M.P. Roshchevsky // XXXVII Intern. Congr. on Electrocardiology: Abst. (June 3-5, Lund, Sweden). – Lund, 2010. – P.10. 73. Hamlin R.L., Scher A.M. Ventricular activation process and genesis of QRS complex in the goat [Text] / R.L. Hamlin, A.M. Scher // Am. J. Physiol. – 1961. – Vol. 200. – P. 223-228. 74. Hamlin R.L. et al. Ventricular activation process in minipigs [Text] / R.L. Hamlin, R.R. Burton, S.D. Leverett, J.W. Burns // J. Electrocardiol. – 1975. – Vol. 8(2). – P. 113-116. 75. Hooks D.A. et al. Laminar arrangement of ventricular myocytes influences electrical behavior of the heart [Text] / D.A. Hooks, M.L. Trew, B.J. Caldwell, G.B. Sands, I.J. LeGrice, B.H. Smaill // Circ. Res. – 2007. – Vol. 101. – P. 103-112. 76. Hsu F.S., Du S.J. Congenital heart diseases in swine [Text] / F.S. Hsu, S.J. Du // Vet. Pathol. – 1982. – Vol. 19. – P. 676-686. 77. Jensen H., Holtet L., Hoen R. Nerve-Purkinje Fiber Relationship in the Moderator Band of Bovine and Caprine Heart [Text] / H. Jensen, L. Holtet, R. Hoen / Cell Tiss. Res. – 1978. – Vol. 188. – P. 11-18. 104 78. Kawamura K. Electron microscope study of the cardiac conduction system [Text] / K. Kawamura // Japan. Circulat. J. – 1966. – Vol. 30, № 2. – P. 149-151. 79. Keith A., Flack M.W. The auriculo-ventricular bundle of the human heart [Text] / A. Keith, M.W. Flack // The Annals of Noninvasive Electrocardiology. – 1906. – Vol. 9, Issue 4. – P. 400-409. 80. Kerut E. et al. Technique and imaging for transtoracic echocardiography of the laboratory pig [Text] / E. Kerut, C.M. Kalina, T. Luca, K. Pincernell, P. Delafontaine, E.U. Alt // J. Echocardiography. – 2004. – Vol. 21, № 5. – P. 439-442. 81. Kisch B., Naum L.H., Hoff H.E. The predominance of surface over deer cardiac injury in producting changes in the electrocardiogram [Text] / B. Kisch, L.H. Naum, H.E. Hoff // Amer. Heart. J. – 1940. – Vol. 20. – P. 174-185. 82. Kisch B., Groedel FM., Borchardt PR. Exocardial and endocardial electrograms and direct phonocardiograms in the calf [Text] / B. Kisch, F M. Groedel, P. R. Borchardt // Exp. Med and Surg. – 1948. – Vol. 6, №2/3. – P. 125-144. 83. Kocica M.J. et al. The helical ventricular myocardial band: global, threedimensional, functional architecture of the ventricular myocardium [Text] / M.J. Kocica, A.F. Corno, F. Carreras-Costa, M. Ballester-Rodes, M.C. Moghbel, C.N.C. Cueva, V. Lackovic, V.I. Kanyuh, F. Torrent-Guasp // Eur. J. of Cardio-thoracic Surgery. – 2006. – Vol. 29. – P. 21-40. 84. LeGrice I.J. et al. Laminar structure of the heart: ventricular myocite arrangement and connective tissue architecture in the dog [Text] / I.J. LeGrice, B.H. Smaill, L.Z. Chai, S.G. Edgar, J.B. Gavin, P.J. Hunter // Am. J. Physiol. – 1995. – Vol. 269. – P. 571-582. 85. LeGrice IJ, Hunter PJ, Smaill BH. Laminar structure of the heart: a mathematical model [Text] / I.J. LeGrice, P.J. Hunter, B.H. Smaill // Am J Physiol. – 1997. – Vol. 272. – P. 2466-2476. 105 86. LeGrice I. et al. The architecture of the heart: a data-based model [Text] / I. LeGrice, P. Hunter, A. Young, B. Smaill // Philos. T. Roy Soc. A. – 2001. – P. 1217-1232. 87. Loukas M. et al. Right ventricular false tendons, a cadaveric approach [Text] / M. Loukas, C.T. Wartmann, R.S. Tubbs, N. Apaydin, R.G. Louis, B. Black, R. Jordan // Surg. Radiol. Anat. – 2008. – Vol. 30. – P. 317-322. 88. Lunkenheimer P.P. et al. Architecture of the myocardium in computed tomography [Text] / P.P. Lunkenheimer, R.P. Muller, Chr. Konermann, A. Lunkenheimer, F. Konler // Invest. Radiol. – 1984. – Vol. 19. – P. 273-278. 89. Lunkenheimer P.P.et al. The forces generated within the musculature of the left ventricular wall [Text] / P.P. Lunkenheimer, K. Redmann, J. Florek, U. Fassnacht, C.W. Cryer, F. Wubbeling, P. Niederer, R.H. Anderson // J. Heart. – 2004. – Vol. 90. – P. 200-207. 90. Lunkenheimer P.P., Redmann K., Anderson R.H. The architecture of the ventricular mass and its functional implications for organ-preserving surgery [Text] / P.P. Lunkenheimer, K. Redmann, R.H. Anderson // Eur. J. Cardio-thoracic. Surgery. – 2005. – Vol. 27. – P. 183-190. 91. Lunkenheimer P.P. et al. Three-dimensional architecture of the left ventricular myocardium [Text] / P.P Lunkenheimer, K. Redmann, N. Kling, X. Jiang, K. Rothaus, C.W. Cpyer, F. W. Bbeling, P. Niederer, P.U. Heitz, S.Y. Ho, R.H. Anderson // Anat. Rec. – 2006. – Part. A 288. – P. 565-578. 92. Martinez-Palomo A., Alanis J., Benitez D. Transitional cardiac cells of the conductive system of the dog heart: Distinguishing morphological and electrophysiological features [Text] / A. Martinez-Palomo, J. Alanis, D. Benitez // J. Cell. Biol. – 1970. – Vol. 47. – P. 1-17. 93. Mathewson J.W., Riemenschneider T.A., Ruttenberg H.D. Ventricular epicardial activation sequence in the lamb [Text] / J.W. Mathewson, T.A. Riemenschneider, H.D. Ruttenberg // Pediatr Res. – 1977. – Vol. 11. – P. 48-51. 106 94. Michel G. Zur mikroskopischen Anatomie der Purkinjefasern im Herzen des Schweines und des Hundes [Text] / G. Michel // Monatch. Veterinnarmed. 1692. – Bd 17. – № 21. – P. 848-850. (Цит. по Рощевский М.П. Электрокардиология копытных животных [Текст] / М.П. Рощевский. – Л.: Наука, 1972. – 168 с.) 95. Michel G. Zum Bau der Herzmuskulatur bei Haus- und Wildschweinen sowie beim Rinde [Text] / G. Michel // Arch. exp. Veterinarmed. – 1966. – Bd 20. – № 5. P. 1071-1076. (Цит. по Рощевский М.П. Электрокардиология копытных животных [Текст] / М.П. Рощевский. – Л.: Наука, 1972. – 168 с.) 96. Mendez C. et al. Propagation of impulses across the Purkinje fiber-muscle junctions in the dog heart [Text] / C. Mendez, W.J. Mueller, X. Urguiaga // Circ. Res. – 1970. – Vol. 26. – P. 135-143. 97. Meyling H.A., Borgter H. The conducting system of the heart in hoofed animals [Text] / H.A. Meyling, H. Borgter // Cornell Veterinarian. – 1957. – Vol. 47, № 3. – P. 419-455. 98. Morita T. et al. Demonstration of connective tissue sheaths surrounding working myocardial cells and Purkinje cells of the sheep moderator band [Text] / T. Morita, T. Shimada, H. Kitamura, M. Nakamura // Arch. Histol. Cytol. – 1991. – Vol. 54, № 5. – P. 539-550. 99. Muir A.R. Observations on the fine structure of the Purkinje fibers in the ventricles of the sheep’s heart [Text] / A.R. Muir // J. Anat. 1957. – Vol. 91, № 2. – P. 251-258. 100. Myerburg R.J., Nilsson K., Gelband H. Physiology of canine intraventricular conduction and endocardial excitation [Text] / R.J. Myerburg, K. Nilsson, H. Gelband // Circ. Res. – 1972. – Vol. 26. – P. 135150. 101. Navaratham V. Anatomy of the mammalian heart [Text] / V. Navaratham // Heart and Heart-like Organs. – 1980. – Vol. 1. – P. 349-374. 107 102. Niederer P.F. Imaging of tissue structures and mechanical analysis / P.F. Niederer // Stud. Health. Technol. Inform. – 2008. – Vol. 133. – P. 183195. 103. Ono N. et al. Morphological varieties of the Purkinje fiber network in mammalian hearts, as revealed by light and electron microscopy [Text] / N. Ono, T. Yamaguchi, H. Ishikama, M. Arakawa, N. Takahachi, T. Saikawa, T. Shimada // Arch. Histol. Cytol. – 2009. – Vol. 72 (3). – P. 130-149. 104. Oosthoek P.W. et al. Immunohistochemical Delineation of the Conduction System II: the atrioventricular node and Purkinje fibers [Text] / P.W. Oosthoek, S. Viragh, W.H. Lamers, A.F.M. Moorman // Circ. Res. – 1993. – Vol. 73. – P. 482–491. 105. Ozbag D., Gumusalan Y., Demirant A. The comparative investigation of morphology of papillary muscles of left ventricle in different species [Text] / D. Ozbag, Y. Gumusalan, A. Demirant // Intern. J. of Clinical Practice. – 2005. – Vol. 59. – P. 529-536. 106. Prinzmetal M. et al. Intramural electrocardiography [Text] / M. Prinzmetal, A. Goldman, R. Massumi, L. Schwartz, R. Kennamer, L. Rakita, J.L. Borduas // Arch. Intern. Med. – 1956. – Vol. 97, № 1. – P. 115-134. 107. Puff A. Der funktionelle Bau der Herzkammern. [Text] / A. Puff // Stuttgart: Georg Thieme Verlag, 1960. – 88 p. 108. Pullan A.J. et al. Noninvasive electrical imaging of the heart: theory and model development [Text] / A.J. Pullan, L.K. Cheng, M.P. Nash, C.P. Bradley, D.J. Paterson // Ann. of Biomed. Engineering. – 2001. – Vol. 29, – P. 817-836. 109. Rawling D.A., Joyner R.W., Overholt E.D. Variations in the functional electrical coupling between the subendocardial Purkinje and ventricular layers of the canine left ventricle [Text] / D.A. Rawling, R.W. Joyner, E.D. Overholt // Circ. Res. – 1985. – Vol. 57. – P. 252-261. 108 110. Robb J.S, Robb R.C. The normal heart, anatomy and physiology of the structural units [Text] / J.S. Robb, R.C. Robb // Am. Heart J. – 1942. – Vol. 23. – P. 455-467. 111. Robb J.S. Comparative basis cardiology [Text] / J.S. Robb // N. Y. London: Grune and Stratton, 1965. – 602 p. 112. Roberts D.E., Hersh L.T., Scher AM. Influence of cardiac fiber orientation on wavefront voltage, conduction velocity, and tissue resistivity in the dog [Text] / D.E. Roberts, L.T. Hersh, A.M. Scher. // Circ. Res. – 1979. – Vol. 44. – P. 701-712. 113. Roshchevskaya I.M. Representation of subepicardial heart ventricle depolarization sequence on the body surface [Text] / I.M. Roshchevskaya // J. Electrocardiology. – 1989. – Vol. 22. – P. 274. 114. Roshchevskaya I.M. et al. Dynamics of Cardioelectric fields on the epicard and body surfaces generated by hearts with «successive» and «flash» types of their ventricular activation [Text] / I.M. Roshchevskaya, M.P. Roshchevsky, D.N. Shmakov, V.A. Vityasev // Electrocardiology,96. London: World Sci. – 1997. – P. 77-80. 115. Roshchevskaya I.M. Experimental and model investigation of cardioelectric field formation in Wistar rat at the period of ventricular depolarization [Text] / I.M. Roshchevskaya, M.P. Roshchevsky, D.N. Shmakov, N.V. Arteyeva, N.A. Antonova // J. Electrocardiology. – 1998. – Vol. 31. – P. 330-331. 116. Roshchevsky M.P. et al. Formation of extracellular potentials on the epicardial and body surfaces in vertebrates [Text] / M.P. Roshchevsky, D.N. Shmakov, I.M. Roshchevskaya, N.V. Yevstifeeva, N.A. Antonova // Building Bridges in Electrocardiology. Nijmegen: University Press Nijmegen – 1995. – P. 106-107. 117. Roshchevsky M.P., Shmakov D.N. Excitation of the heart [Text] / M.P Roshchevsky, D.N. Shmakov. – Moscow: Nauka, 2003. – 144 p. 109 118. Rosen M.R., Legato M.J., Weiss R.M. Developmental changes in impulse conduction in the canine heart [Text] / M.R. Rosen, M.J. Legato, R.M. Weiss // Am J Physiol. – 1981. – Vol. 240, № 4. – P. 546 -554. 119. Rushmer R.F., Crystal D.K., Wagner C. The functional anatomy of ventricular contraction [Text] / R.F. Rushmer, D.K. Crystal, C. Wagner // Circ. Res. – 1953. – Vol. 1. – P. 162-170. 120. Ryu S. et al. Intramural Purkinje Cell Network of Sheep Ventricles as the Terminal Pathway of Conduction System [Text] / S. Ryu, S. Yamamoto, C.R. Andersen, K. Nakazawa, F. Miyake, T.N. James // Anat. Rec. – 2009. – Vol. 292. – P. 12-22. 121. Sanchez-Quintana D., Garcia-Martinez V., Hurle J.M. Myocardial fibre architecture in human heart. Anatomical demonstration of modification in the normal pattern on ventricular fibre architecture in a malformed adult specimen [Text] / D. Sanchez-Quintana, V. Garcia-Martinez, J.M. Hurle // Acta. Anatomica. – 1990. – Vol. 138. – P. 352-358. 122. Sanchez-Quintana D. et al. Spatial arrangement of the heart muscle fascicles and intramyocardial connective tissue in the Spanish fighting bull (Bos taurus) [Text] / D. Sanchez-Quintana, V. Climent, V. GarciaMartinez, M. Rolo, J.M. Hurle // Anat. Rec. – 1994. – Vol. 184. – P. 273283. 123. Sanchez-Quintana D. et al. Morphological changes in the normal pattern of ventricular myoarchitecture in the developing human heart [Text] / D. Sanchez-Quintana, V. Garcia-Martinez, V. Climent, J.M. Hurle // Anat. Rec. – 1995. – Vol. 243, № 4. – P. 483-495. 124. Sanchez-Quintana D. et al. Myoarchitecture and connective tissue in heart with tricuspid atresia [Text] / D. Sanchez-Quintana, V. Climent, S.Y. Ho, R.H. Anderson // Heart. – 1999. –Vol. 81. – P. 182-191. 125. Sano T., Takayama N., Shimamoto T.A. Directional difference of conduction velocity in the cardiac ventricular syncytium studied by 110 microelectrodes [Text] / T. Sano, N. Takayama, T.A. Shimamoto // Circ. Res. – 1959. – Vol. 7. – P. 262-267. 126. Schmid P. et al. Ventricular myocardial architecture as visualized in postmortem swine hearts using magnetic resonance diffusion tensor imaging [Text] / P. Schmid, T. Jaermann, P. Boesiger, P.F. Niederer, P.P. Lunkenheimer, C.W. Cryer, R.H. Anderson // Eur. J. Cardio-Thoracic. Surgery. – 2005. – Vol. 27. – P. 468-474. 127. Shaner R.F. The development of the muscular arrangement in the ventricles of the heart [Text] / R.F. Shaner // The Canadian Medical Association Journal. – 1929. – Vol. 20, № 4. – P. 386-390. 128. Shimada T. et al. Cytoarchitecture and intercalated disks of the working myocardium and the conduction system in the mammalian heart [Text] / T. Shimada, H. Kawazato, A. Yasuda, N. Ono, K. Sueda // Anat Rec A Discov Mol Cell Evol Biol. – 2004. – Vol. 280, № 2. – P. 940-951. 129. Simpson F.O., Oertelis S.J. Fine structure of sheep myocardial cells; sarcolemmal invaginations and the transverse tubular system [Text] / F.O. Simpson, S.J. Oertelis // J. Cell. Biol. – 1962. – Vol. 12, № 1. – P. 91-100. 130. Smaill B.H. et al. Cardiac structure and electrical activation: models and measurement [Text] / B.H Smaill., I.J. Le Grice, D.A. Hooks, A.J. Pullan, B.J. Caldwell P.J. Hunter // Clinical and Experimental Pharmacology and Physiology. – 2004. – Vol. 31. – P. 913-919. 131. Sommer J.R., Johnson E.A. Cardiac muscle. A comparative study of Purkinje fibers and ventricular fibers [Text] / J.R. Sommer, E.A. Johnson // J. Cell. Biol. – 1968. – Vol. 36, № 3. – P. 497-526. 132. Stankovicova T. et al. Isolate and morphology of single Purkinje cells from the porcine heart [Text] / T. Stankovicova, V. Bito, F. Heinzel, K. Mubagwa, K.R. Sipido // Gen. Physiol. Biophys. – 2003. – Vol. 22(3). – P. 329-340. 111 133. Streeter D.D., Spotnitz H.M., Patel D.P. Fiber orientation in the canine left ventricle during diastole and systole [Text] / D.D. Streeter, H.M. Spotnitz, D.P. Patel // Circ. Res. – 1969. – Vol. 24. – P. 339-347. 134. Streeter DD. Gross morphology and fiber geometry of the heart [Text] / D.D. Streeter. // Section 2: The Cardiovascular System / Ed. Robert M. Berne: Handbook of Physiology. – Bethesda: Amer. Physiol. Soc., 1979. – P. 61-112. 135. Suslonova O.V., Roshchevskaya I.M. Comparison of the working myocardium fibers architecture with the sequence of depolarization of heart ventricles in rat [Text] / O.V. Suslonova, I.M. Roshchevskaya // Folia Cardiologica. – 2005. – Vol. 12, – Suppl. D. – P. 598-600. 136. Taccardi B, et al. Effect of myocardial fiber direction on epicardial potentials [Text] / B. Taccardi, E Macchi, RL Lux, PR Ershler, S Spaggiari, S Baruffi and Y // Circulation. – 1994. – Vol. 90. – P. 3076-3090. 137. Taccardi B. et al. Anatomical architecture and electrical activity of the heart [Text] / B. Taccardi, R.L. Lux, P.R. Ershler, R. MacLeod, T.J. Dustman, N. Ingebrigtsen // Acta Cardiol. –1997. – Vol. 52(2). – P. 91-105. 138. Thomas C.E. The muscular architecture of the ventricles of hog and dog hearts [Text] / Thomas C.E. // Amer J. Anat. – 1957. – Vol. 101, № 1. – P. 17-57. 139. Torrent-Guasp F. Macroscopic structure of the ventricular myocardium [Text] / F. Torrent-Guasp // Rev. Esp. Cardiol. – 1980. – Vol. 33(3). – P. 265-87. 140. Torrent-Guasp F. et al. The structure and function of the helical heart and its buttress wrapping. I. The normal macroscopic structure of the heart [Text] / F. Torrent-Guasp, G.D. Buckberg, C. Clemente, J.L. Cox, H.C. Coghlan, M. Gharib // J. Thorac. Cardiovasc. Surg. – 2001. – Vol. 13. – P. 301-319. 141. Tranum-Jensen J. et al. Morphology of electrophysiologically identified junctions between Purkinje fibers and ventricular muscle in rabbit and pig 112 hearts [Text] / J. Tranum-Jensen, A.A.M. Wilde, J.T. Vermeulen, M.J. Janse // Circ. Res. – 1991. – Vol. 69. – P. 429-437. 142. Truex R.C, Curry J.L, Smythe M.Q. Visualization of the Purkinje network of the beef heart [Text] / R.C. Truex, J.L. Curry, M.Q. Smythe // Anat. Rec. – 1954. – Vol. 118. – P. 723-735. 143. Truex R.C., Smythe M.G. Comparative morphology of the cardiac conduction tissue in animals [Text] / R.C. Truex, M.G. Smythe // Ann. N. Y. Acad. Sci. – 1965. – Vol. 127, № 1. – P. 19-33. 144. Vetter F.J. et al. Epicardial fiber organization in swine right ventricle and its impact on propagation [Text] / F.J. Vetter, S.B. Simons, S. Mironov, C.J. Hyatt, A.M Pertsov // Circ. Res. – 2005. – Vol. 96. – P. 244-251. 145. Via M.W., Ferrans V.J. Ultrastructure of connections between Purkinje cells and ventricular myocardium in bovine hearts [Text] / M.W. Via., V.J. Ferrans // Amer. J. Cardiol. – 1970. – Vol. 26, № 6. – P. 664-683. 146. Wu E.X. et al. Study of myocardial fiber pathway using magnetic resonance diffusion tensor imaging [Text] / E.X. Wu , Y. Wu, H. Tang, J. Wang, J. Yang , M.C. Ng, E.S. Yang, C.W. Chan, S. Zhu, C.P. Lau, H.F. Tse // Magn. Reson. Imaging. – 2007. – Vol. 25. – P. 1048-1057. 147. Yevstifeeva N.V. et al. Forward solution based on experimental data measured in animals with different myocardial activation patterns [Text] / N.V. Yevstifeeva, I.M. Roshchevskaya, V.A. Vityazev, N.A. Antonova, D.N. Shmakov, M.P. Roshchevsky // Electrocardiology,97. London: World Sci. – 1998. – P. 71-74. 113 ПРИЛОЖЕНИЕ 114
