CC BY
16Экспериментальные исследования
Н.В.Каверина, В.В.Лысковцев, Е.П.Попова, А.И.Турилова
ЭФФЕКТЫ НОВОГО АНТИАРИТМИЧЕСКОГО ПРЕПАРАТА III КЛАССА КАРДИОЦИКЛИДА ПРИ ФИБРИЛЛЯЦИИ ПРЕДСЕРДИЙ, ВЫЗВАННОЙ СТИМУЛЯЦИЕЙ БЛУЖДАЮЩЕГО НЕРВА.
ГУ НИИ фармакологии РАМН им. В.В.Закусова, Москва
С целью исследования эффектов кардиоциклида при фибрилляции предсердий, вызванной стимуляцией блуждающего нерва проведена серия экспериментов на беспородных собаках, наркотизированных этаминалом натрия.
Ключевые слова: фибрилляция предсердий, блуждающий нерв, антиаритмический препарат III класса, кардиоциклид, парасимпатическая нервная система, электрокардиостимуляция
С целью исследования эффектов кардиоциклида при фибрилляции предсердий, вызванной стимуляцией блуждающего нерва проведена серия экспериментов на беспородных собаках, наркотизированных этаминалом натрия.
Ключевые слова: фибрилляция предсердий, блуждающий нерв, антиаритмический препарат III класса, кардиоциклид, парасимпатическая нервная система, электрокардиостимуляция
Фибрилляция предсердий (ФП) является наиболее часто встречающимся нарушением сердечного ритма. Вместе с тем проблема эффективной и безопасной медикаментозной терапии ФП до сих пор остается нерешенной. В настоящее время наиболее успешно для лечения ФП применяют антиаритмики III класса, действие которых связано с удлинением потенциала действия, вызванным блокадой калиевых каналов. При этом особенно активными являются препараты III класса, обладающие частотно-независимым действием, так как их эффекты не ослабевают при увеличении частоты сердечного ритма [1, 2, 6, 7].
В течение последних лет в эксперименте и клинике установлено, что активация блуждающего нерва может играть существенную роль в развитии ФП [3, 5, 8]. Появились также исследования, результаты которых свидетельствуют о высокой эффективности препаратов III класса в условиях ваготонической ФП.
В НИИ фармакологии РАМН синтезирован и исследован оригинальный антиаритмический препарат, получивший называние кардиоциклид (производное дицик-логексиламидов аминокарбоновых кислот). Целью настоящего исследования явилось изучение эффектов карди-оциклида при ФП, вызванной электрической стимуляцией блуждающего нерва.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Хирургические процедуры
Опыты проводили на беспородных собаках массой 14-19 кг (n=5), наркотизированных этаминалом натрия (30 мг/кг, в/в) до стадии IIP. Дополнительное количество эта-минала натрия вводили по мере необходимости. Животных интубировали и переводили на искусственное дыхание с помощью аппарата «Фаза» (Россия). Правую бедренную вену катетеризировали для введения препаратов. Правый блуждающий нерв выделяли и перерезали. Ниже места разреза в периферическую часть отрезка блуждающего нерва вводили игольчатый биполярный стимулирующий электрод с межэлектродным расстоя-
нием 0,5 см. Стимуляцию блуждающего нерва проводили с помощью стимулятора ЭСЛ (Россия).
Протокол опыта
Все эксперименты начинали с определения зависимости замедления синусового ритма от частоты стимуляции вагуса. Стимуляцию проводили прямоугольными импульсами длительностью 2 мс, амплитуду подбирали от 1,0 до 2,0У. Использовали частоты от 2 до 12 Гц. Строили зависимость изменения длины сердечного цикла от частоты стимуляции вагуса. Далее проводили стимуляцию предсердий прямоугольными импульсами длительностью 0,2 мс; амплитуду повышали до устойчивого ответа и увеличивали в 2 раза.
ФП вызывали короткой стимуляцией (10 имп) правого ушка (10 Гц; 4 порога). В отсутствии стимуляции вагуса ФП не запускалась или продолжалась менее 30 сек. Во время стимуляции блуждающего нерва продолжительность ФП увеличивалась с увеличением частоты стимуляции вагуса. Частоту при которой ФП поддерживалась более 30 сек называли поддерживающей ФП частотой и использовали в дальнейшем для определения противофибрилляторного действия изучаемого соединения.
Средняя пороговая частота, при которой поддерживалась ФП, составляла 7 Гц. ФП считали быстрый (500 уд/мин) нерегулярный предсердный ритм с различной морфологией предсердных электрограмм. Перед определением пороговой частоты поддерживающей ФП проводили определение электрофизиологических параметров миокарда с помощью программной электрической стимуляцией (ПЭС).
Протокол стимуляции
1. Частая стимуляция предсердий сериями из 10 имп с постепенно возрастающей частотой (метод 8181).
2. Стимуляция предсердий одиночными преждевременными импульсами с постоянной частотой базового ритма (метод 8182). В качестве базового ритма использовали частоты соответствующие длительности интервалов между стимулами 450; 350 и 300 мс.
3. Стимуляция желудочков одиночными преждевременными стимулами (метод 8182) на фоне навязанного базового ритма.
Электрофизиологическое исследование проводили на фоне пороговой частоты стимуляции вагуса и без нее. Определяли эффективные рефрактерные периоды предсердий и желудочков, интервал СЬ1; 1, характеризующую точку Венкебаха и отражающий пред-сердно-желудочковое проведение. Определяли также длину сердечного цикла (интервал РР), интервалы ЭКГ; РО, ОТ и ОТс (корригированный по частоте сокращений сердца), а также интервалы гисограммы РА, АН и НУ. Вводили кардиоциклид в дозах 2,5 мг/кг и 5,0 мг/кг и повторяли весь протокол исследования. Результаты вычисляли в % от фона и сравнивали с контрольными значениями с помощью парного критерия Стьюдента. Статистически значимыми различия принимали при р<0.05. Результаты параметрических показателей представляли в виде М±Б.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
На фоне стимуляции блуждающего нерва наблюдается замедление частоты сердечных сокращений на 20%, а также угнетение функции синусового узла. Время восстановления функции синусового узла (ВВФСУ) возрастает на 24,6%, а его корригированное по частоте сердечных сокращений значение (ВВФСУкор) - на 43%. Замедляется проведение по АУ-узлу. Интервал СЬ1; 1, ха-
-I-1-1-г
а
4,4
-I-1-1-1-1-1-г
в
2,7
О
Рис. 1. Изменение электрофизиологических параметров сердца наркотизированной собаки на фоне стимуляции блуждающего нерва (n=-5). Здесь и далее РР - длина сердечного цикла, мс; SNRT- время восстановления функции синусового узла, мс; CSNRT- корригированное время восстановления функции синусового узла, мс; CL1:1 -минимальная длительность цикла стимуляции предсердий, при которой сохраняется проведение импульсов на желудочки с кратностью 1:1; QTc - интервал QT, корригированный по частоте сердечных сокращений; ERPA - эффективный рефрактерный период предсердий; ERPAV- эффективный рефрактерный период AV-узла; ERPV- эффективный рефрактерный период желудочков.
рактеризующие точку Венкебаха, увеличивается на 9,7%, возрастают интервалы PQ и АН. На фоне активации ва-гуса не отмечается значительных изменений реполяри-зации и рефрактерности желудочков. Эффективные рефрактерные периоды предсердий (ЭРПп) укорачиваются, а также возрастает скорость проведения по предсердиям. Интервал PA уменьшается (рис. 1).
Кардиоциклид в дозе 2,5 мг/кг замедляет частоту сердечных сокращений на 20%, а дозе 5,0 мг/кг - на 31% (табл. 1). Интервал PQ возрастает на 8-10%, комплекс QRS
Таблица 1.
Влияние кардиоциклида (2,5-5,0 мг/кг, в/в) на интервалы ЭКГ и электрограммы пучка Гиса на фоне стимуляции блуждающего нерва в опытах на собаках (n=5 для каждой серии).
SNRT CSNRT PP PQ QRS PA AH HV CL1:1
Контроль 718±153 131±59.5 587±97,2 125±8,2 62,8±13,3 26,4±8,8 92±16,4 32,4±10,6 262±44,5
Кардиоциклид 2,5 мг/кг 877±210 169±84 708±131 135±10,9 66±10,9 30±10 105±20,7 35±11,8 346±48,5
P 0,004 0,027 0,002 0,001 0,183 0,012 0,002 0,130 0,0001
D, % 21.6±3,5 27,3±4,9 20,3±3,1 8,4±1,8 6,3±7,5 12,2±3,9 13,8±2,5 7,2±8,9 33±6,4
Кардиоциклид 2,5 мг/кг + СВ 910±212 188±81,4 722±135 137±9,9 65±12,1 28±9 106±20,6 35.8±11,8 369±59,7
P 0,002 0,004 0,002 0,001 0,086 0,16 0,003 0,018 0,000
D, % 26,3±3 44,6±3,5 22,5±3,1 9,8±2,6 4±4,7 7±10 14,5±2,8 10,8±6,1 41,5±4,5
Кардиоциклид 5,0 мг/кг 931±188 161±67 770±132 13 8±11 65±12,2 29±10,2 104±20,8 36±11,9 386±51,5
P 0,0001 0,012 0,0001 0,001 0,208 0,130 0,004 0,048 0,0001
D, % 21,6±4,1 27,3±13,5 20,3±6,4 8,4±2,5 6,3±5,2 12,2±7,4 13,8±2,7 7,2±8,3 33±9,9
Кардиоциклид 5,0 мг/кг + СВ 938±202 159±72,3 778±144 137±9,6 66±11,5 26,8±8,9 104±19,2 34,8±12,7 392±55,7
P 0,0001 0,027 0,002 0,005 0,015 0,587 0,002 0,080 0,0001
D, % 30,4±4,6 21,9±14 32,1±7,4 10±3,1 6,4±4 1,9*7,1 13±3,1 6,6±4,6 50,6±9
Рис. 2. Влияние кардиоциклида (5,0 мг/кг, в/в) на реполяризацию и эффективные рефрактерные периоды на фоне стимуляции блуждающего нерва в опытах на собаках (n=5).
не изменяется. Интервалы гисограммы AH и PA увеличиваются. ВВФСУ и ВВФСУ возрастают на 30% и 22%
кор Г
соответственно. Интервал CL1:1, отражающий предсердно-желудочковое проведение, увеличивается. Наиболее значимым в действии кардиоциклида является удлинение интервалов QT и QTc (рис. 2).
Эти величины возрастают на 27% и 15,7% в дозе 2,5 мг/кг; на 43% и 25%, соответственно, при дозе 5 мг/кг. ЭРП предсердий и желудочков возрастают на 38% и 23% соответственно. Особенностью действия кардиоциклида является его способность увеличивать ЭРП независимо от частоты навязанного ритма, то есть он обладает частотно-независимым действием (рис. 3).
На фоне стимуляции правого блуждающего нерва с частотой 2 Гц под влиянием кардиоциклида наблюдается замедление частоты сердечных сокращений на 32%, увеличивается ВВФСУ на 30% (табл.1), замедляется проведение по AV-узлу: интервал ^1:1возрастает на 50%. Не наблюдается достоверных изменений ин-
тервалов гисограммы PA и HV, интервал AH увеличивается. Наиболее важными результатами данной серии экспериментов является сохранение влияния кар-диоциклида на реполяризацию и рефрактерность. Интервалы QT и QTc возрастают на 44,7% и 25,8% соответственно (рис. 2). Следует отметить, что ЭРПп возрастают в большей степени на фоне стимуляции вагуса, чем в нормальных условиях. ЭРП желудочков увеличиваются на 36%. В данных условиях кардиоцик-лид проявляет частотно-независимое действие (рис. 3). Таким образом, при активации парасимпатического отдела нервной системы кардиоциклид сохраняет свои основные электрофизиологические эффекты.
В ходе эксперимента был проведен анализ зависимости изменений частоты сердечных сокращений, рассчитанных в % по сравнению с фоном, от интенсивности стимуляции блуждающего нерва. В контроле стимуляция вагуса приводит к достоверному снижению частоты
□ кардиоциклид 5,0 мг/кг
25,6 25,4 □ кардиоциклид +ВС
4 6 8 10
частота стимуляции блуждающего нерва, Гц
Рис. 4. Влияние кардициклида (2,5-5,0мг/кг, в/в) на брадикардию, вызванную стимуляцией блуждающего нерва с различной частотой (п=5).
ERPV400 ERPV350 ERPV300
Рис. 3. Частотно-независимое действие кардиоциклида (5,0мг/кг, в/в) на эффективные рефрактерные периоды желудочков на фоне стимуляции блуждающего нерва в опытах на наркотизированных собаках (n=5), где ERPV - эффективные рефрактерные периоды желудочков, измеренные при частотах навязанного ритма, равных 400 мс, 350 мс и 300 мс; ВС - вагусная стимуляция
сердечных сокращений. Кардиоциклид в дозах 2,5-5,0 мг/ кг предотвращает развитие брадикардии, вызванной стимуляцией блуждающего нерва (рис. 4). Следует отметить, что значения, полученные при использовании дозы 2,5 мг/кг достоверно отличаются от значений, полученных на дозе 5,0 мг/кг, то есть кадиоциклид проявляет дозо-зависимое действие. В отдельной серии опытов исследовали способность кардиоциклида предотвращать ваго-тоническую ФП. Установлено, что кардиоциклид в дозах 2,5-5,0 мг/кг предупреждает ФП, вызванную стимуляцией блуждающего нерва в 80% случаев.
Полученные данные позволяют сделать следующее заключение. Кардиоциклид - новый оригинальный антиаритмический препарат III класса в условиях стимуляции блуждающего нерва полностью сохраняет свои основные электрофизиологические свойства. Он вызывает замедление реполяризации и увеличение ЭРП предсердий и желудочков. Следует отметить, что на фоне стимуляции блуждающего нерва кардиоциклид увеличивает ЭРПп в большей степени, чем в нормальных условиях. При стимуляции блуждающего нерва сохраняется час-
■ • "контроль
■ Л "кардиоциклид 2,5 мг/кг ^^кардиоциклид 5,0 мг/кг
. 4 .
тотно-независимое действие кардиоциклида. Кардиоцик-лид предотвращает развитие брадикардии, вызванной стимуляцией блуждающего нерва, при этом проявляет дозо-зависимое действие, а также оказывает антиаритмическое действие при ваготоничекой ФП.
Исследования роли вегетативной нервной системы в развитии опасных для жизни аритмий относятся главным образом к симпатическому компоненту. Вопрос об антиаритмическом и противофибрилляторном действии парасимпатического отдела вегетативной нервной системы все еще остается мало изученным. Например, установлено, что стимуляторы мускариновых рецепторов, такие как метахолин и окстренеорин, могут ослаблять и иногда предупреждать фибрилляцию желудочков у собак [4]. Вместе с тем в последние годы появились исследования, результаты которых свидетельствуют о высокой эффективности антиаритмиков ИГ класса в условиях ва-готонической ФП [3,8]. В этих исследованиях установлено. что препараты III класса, такие как Е-4031, MS-551, амбосилид, нибентан и др. угнетают ваготоническую ФП. Для большинства из упомянутых веществ установлено, что их способность предупреждать или устранять ваготоническую ФП связана с блокадой калиевого тока IKAch, активируемого ацетилхолином через мускариновые рецепторы [5].
Механизм действия кардиоциклида связан с блокадой как быстро активируемого 1К.так и медленно акти-
вируемого IKs компонентов калиевого тока задержанного выпрямления. Эти свойства обусловливают независимость его действия от частоты сердечных сокращений и способствуют его эффективности при опасных для жизни тахиаритмиях. Кроме того, с помощью радиолиганд-ного метода установлено его высокое сродство к муска-риновым М,, М, и М3 рецепторам. Возможно, поэтому его антифибрилляторное действие при ваготонической ФП связано с влиянием на IKA u ток.
Ach
ВЫВОДЫ
1. Новый антиаритмический препарат III класса кардио-циклид предупреждает фибрилляцию предсердий, вызванную стимуляцией блуждающего нерва.
2. По данным электрофизиологического исследования, выполненного с помощью программной электрической стимуляции, кардиоциклид сохраняет присущие ему электрофизиологические свойства на фоне длительной стимуляции блуждающего нерва.
3. Особенностью действия кардиоциклида при стимуляции блуждающего нерва является большее увеличение эффективного рефрактерного периода предсердий, чем в нормальных условиях.
4. Обнаруженные свойства кардиоциклида могут иметь большое значение при его применении для лечения пред-сердных аритмий.
Поддержано РФФИ
ЛИТЕРАТУРА
1. Каверина Н.В., Лысковцев В.В., Соколов С.Ф., Кищук Е.П. Новый антиаритмический препарат III класса. Фармакологические свойства и электрофизиологические механизмы // Вестник Аритмологии, 1998, №9, с.39-42.
2. Федоров В.В., Шарифов О.Ф., Розенштраух Л.В., и др. Механизм антиаритмического действия нибентана на экспериментальной модели ваготонической фибрилляции предсердий у собак // Кардиология, 1999, №3, с.45-56.
3. Fedorov VV., Sharifov OG., Beloshapko GG., Rozen-schtraukh LV. Effects of a New Class III Antiarrhythmic drug Nibentan in a canine model of Vagaly Mediated Atrial Fibrillation.'/. J.of Cardiovascular Pharmacology, 2000,36,77-89.
4. Ferrary GU., Salvaty P., Grossoni M., Uktar G. Pharmacological modulation of the autonomic nervous system in the prevention of sudden cardiac death. A study with propra-
nolol, metacholine and oxtrenlorine in conscious dogs with a healed myocardiam//J.Am. Cell. Cardiol. 1993,21,233-90.
5. Mori K., Hara J., Siato T. et al. Antiholinergic effects of class III Antiarrhythmic drugs in guinea pig atrial cells. Different Molecular mechanisms // Circulation, 1995,91,2834-43.
6. Nattel S., Lee L., St-Georges D. Effects of novel antiarrhythmic agent azimilide on experimental atrial fibrillation // Cardiovascular Res., 1998,37,627-35.
7. Singh B., Mody FV., Lopes B., Sarmay J. Antiarrhythmic agents for atrial fibrillation: focus on prolonginy atrial repo-larisation//Am. J.Cardiol., 1999,84,161R-73R.
8. Wang J., Bourne G W., Wang Z. et al. Comparative mechanisms of antiarrhythmic drug action in experimental atrial fibrillation//Circulation, 1993,88,1030-40.
ЭФФЕКТЫ НОВОГО АНТИАРИТМИЧЕСКОГО ПРЕПАРАТА III КЛАССА КАРДИОЦИКЛИДА ПРИ ФИБРИЛЛЯЦИИ ПРЕДСЕРДИЙ, ВЫЗВАННОЙ СТИМУЛЯЦИЕЙ БЛУЖДАЮЩЕГО НЕРВА Н.В.Каверина, В.В.Лысковцев, Е.П.Попова, А.И. Турилова
В НИИ фармакологии РАМН синтезирован оригинальный антиаритмический препарат III класса - кардиоцик-л::л производное дициклогексиламидов аминокарбоновых кислот). Изучались электрофизиологические эффекты кггдиоциклида при стимуляции периферического отрезка правого блуждающего нерва, атакже его антиаритмичес-ЕС2 действие при ваготонической фибрилляции предсердий (ФП).
Опыты проводили на беспородных собаках массой 14-19 кг(п=5), наркотизированных этаминалом натрия (30 мг кг. в. в) до стадии III3. Правый блуждающий нерв выделяли и перерезали. Стимуляцию блуждающего нерва проводили прямоугольными импульсами длительностью 2 мс, амплитуду подбирали от 1,0 до 2,0V, стимуляцию предсер-длЛ - прямоугольными импульсами длительностью 0,2 мс; амплитуду повышали до устойчивого ответа и увеличивали б 2 раза. ФП вызывали короткой стимуляцией (10 имп) правого ушка (10 Гц; 4 порога). В отсутствии стимуляции ::г. са ФП не запускалась или продолжалась менее 30 сек. Во время стимуляции блуждающего нерва продолжительность ФП увеличивалась с увеличением частоты стимуляции вагуса. Частоту при которой ФП поддерживалась более
30 сек называли поддерживающей ФП частотой и использовали в дальнейшем для определения противофибрилля-торного действия изучаемого соединения.
Электрофизиологическое исследование проводили на фоне пороговой частоты стимуляции вагуса и без нее. Определяли эффективные рефрактерные периоды предсердий и желудочков, точку Венкебаха. Определяли также длину сердечного цикла (интервал РР), интервалы ЭКГ: PQ, QT и QTc (корригированный по частоте сокращений сердца), а также интервалы гисограммы РА, АН и Н V. Вводили кардиоциклид в дозах 2,5 мг/кг и 5,0 мг/кг и повторяли весь протокол исследования. Результаты вычисляли в % от фона и сравнивали с контрольными значениями с помощью парного критерия Стьюдента.
Было установлено, что уовый антиаритмический препарат III класса кардиоциклид предупреждает фибрилляцию предсердий, вызванную стимуляцией блуждающего нерва. По данным электрофизиологического исследования, выполненного с помощью программной электрической стимуляции, кардиоциклид сохраняет присущие ему электрофизиологические свойства на фоне длительной стимуляции блуждающего нерва. Особенностью действия кардиоциклида при стимуляции блуждающего нерва является большее увеличение эффективного рефрактерного периода предсердий, чем в нормальных условиях. Обнаруженные свойства кардиоциклида могут иметь большое значение при его применении для лечения предсердных аритмий.
EFFECTS OF A NEW III-CLASS ANTIARRHYTHMIC, CARDIOCYCLID, IN ATRIAL FIBRILLATION DUE TO VAGUS
NERVE STIMULATION N. V.Kaverina, V. V.Lyskovtsev, E.P.Popova, A.N.Turilova
At the Research Institute of Pharmacology of Russian Academy ofMcdical Scicnccs, an original Ill-class antiarrhythmic, Cardiocyclid (a derivative of dicyclohexylamines of aminocarbonic acids) was synthesized. Electrophysiological effects of Cardiocyclid in stimulation of the peripheral part of the right vagus nerve as well as its antiarrhythmic effect in vagotonic atrial fibrillation were studied.
The experiments were carried out on mongrel dogs with the weight 14-19 kg (n=5) anesthetized by ethaminal of potassium (30 mg/kg, intravenously) up to the stage IIIA. The'right vagus nerve was isolated and cut. The vagus nerve stimulation was performed by 2-msec rectangular impulses, their amplitude was selected between 1.0 and 2.0 mV; the atrial stimulation was carried out by 0.2-msec rectangular impulses, the amplitude was increased up to a stable response and then it was enhanced twofold. The atrial fibrillation was induced by the short-term (10 impulses) stimulation of the right auricle (10 Hz, 4 thresholds). Without vagus nerve stimulation, the atrial fibrillation did not start or lasted less than 30 sec. During the stimulation of vagus nerve, the duration of atrial fibrillation augmented as the frequency of the vagus nerve stimulation increased. The frequency when the atrial fibrillation was retained for more than 30 sec was called the atrial fibrillation supporting frequency and used subsequently for determination of the antifibrillatory activity of studied compound.
The electrophysiological study was performed at the background of the threshold frequency of vagus nerve stimulation and without the latter. The effective refractory periods of atria and ventricles, and the Wenckebach point were determined. The cardiac cycle duration (PP interval), PQ, QT, and QTC (corrected by the heart rate) intervals, as well as the hisogram PA, AH, and HV intervals were also calculated. Cardiocyclid was administered in doses of 2.5 and 5.0 mg/kg, and all study protocol was repeated again. The data were calculated as percent of baseline and compared with control values using paired Student's criterion.
It was established that a new Ill-class antiarrhythmic, Cardiocyclid, prevents the atrial fibrillation induced by the vagus nerve stimulation. According to the data of programmed pacing during the electrophysiological study, Cardiocyclid retains its specific electrophysiological properties at the background of a long-term stimulation of vagus nerve. The peculiarity of Cardiocyclid effect in the vagus nerve stimulation is a more pronounced prolongation of effective refractory period of atria than in normal conditions. The revealed properties of Cardiocyclid can be probably of great value in their use for treatment of atrial arrhythmias.
