Влияние блуждающего нерва и производного индола SS-68 на процессы возбуждения в синоатриальном узле

Авторы

  • Анатолий А. Нечепуренко Федеральный центр сердечно-сосудистой хирургии ORCID logo https://orcid.org/0000-0001-5722-9883
  • Павел А. Галенко-Ярошевский Кубанский государственный медицинский университет ORCID logo https://orcid.org/0000-0001-6856-1777
  • Владимир М. Покровский Кубанский государственный медицинский университет ORCID logo https://orcid.org/0000-0003-3138-2075
  • Анаит В. Зеленская Кубанский государственный медицинский университет ORCID logo https://orcid.org/0000-0001-9512-2526
  • Константин Ф. Суздалев Южный федеральный университет ORCID logo https://orcid.org/0000-0003-4879-0577
  • Светлана А. Лебедева Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова ORCID logo https://orcid.org/0000-0001-8769-1040
  • Наталья М. Махнова Кубанский государственный медицинский университет
  • Александр В. Максемюк Кубанский государственный медицинский университет
  • Иван А. Миненко Кубанский государственный медицинский университет
  • Роман В. Никитин Кубанский государственный медицинский университет
  • Валерий Г. Абушкевич† Кубанский государственный медицинский университет ORCID logo https://orcid.org/0000-0002-1483-0131

DOI:

https://doi.org/10.18413/rrpharmacology.9.10054

Аннотация

Введение. Фибрилляция предсердий (ФП) – наиболее часто встречающаяся форма сердечных аритмий. Изучение механизмов развития этого патологического процесса позволит более целенаправленно изыскивать новые методы лечения ФП и прогнозировать её возникновение. Цель работы: выявить звенья процесса усвоения синоатриальным узлом центрального ритмогенеза в условиях фибрилляции предсердий при стимуляции блуждающего нерва и применении вещества SS-68.

Материал и методы. Опыты проведены на 30 лягушках и 90 кошках. У лягушек в высокочастотном электромагнитном поле определяли активность участков продолговатого мозга, синхронную ритму сердца. У кошек визуализировали проксимальный и дистальный очаги свечения в блуждающем нерве (БН) и пулы пейсмекерных клеток (ПК) в синоатриальном узле в условиях поверхностного и глубокого наркоза при помощи сканера КЕЛСИ под микроскопом телекамерой при стимуляции БН и применении SS-68.

Результаты и их обсуждение.

Стимуляция БН залпами электрических импульсов и введение SS-68 увеличивают очаги свечения в нерве и объединяют пулы ПК. Так, при глубоком наркозе по сравнению с поверхностным площадь проксимального очага свечения БН уменьшалась на 83.8%, а дистального – на 44.9%. На фоне углубленного наркоза площадь проксимального очага свечения при раздражении БН залпами электрических импульсов была больше, чем до раздражения на 76.0%, а дистального – на 72.5%. После введения SS-68 происходило увеличения очагов свечения: в условиях глубокого наркоза по сравнению с поверхностным площадь проксимального очага свечения уменьшалась на 86.8%, а дистального – на 67.1%. При углубленном наркозе площадь проксимального очага свечения в условиях раздражения БН залпами электрических импульсов была больше, чем до раздражения на 82.2%, а дистального – на 78.2%. При одновременном поступлении сигналов из мозга через БН к пулам ПК последние усваивается ими, очаг ранней деполяризации становится широким, что предотвращает развитие ФП. Повышение синхронизирующего влияния БН, может явиться одним из способов лечения ФП вегетативного генеза, а в случае уменьшения его влияния – прогностическим фактором возникновения рецидива ФП.

Заключение. Тоническое влияние БН на ритм сердца при электростимуляции первого и применении SS-68 проявляется урежением сердечных сокращений: разницей между исходным ритмом сердца и минимальной границей диапазона синхронизации, имеющей корреляционную связь. Урежение сердечного ритма под влиянием БН предотвращает пароксизмы ФП, но полностью не устраняет влияние на неё эктопических очагов.

Графическая аннотация

Ключевые слова:

вещество SS-68, пейсмекерные клетки, синоатриальный узел, ритм мозга, пейсмекерные клетки, синоатриальный узел, ритм мозга

Библиографические ссылки

Abramochkin DV, Sukhova GS, Rozenshtraukh LV (2009) Mechanisms of functioning and regulation of the sinoatrial node in mammals. Advances in Physiological Sciences [Uspekhi Fiziologicheskikh Nauk] 40(4): 21–41. [in Russian]

Ardell JL (2011) The cardiac neuronal hierarchy and susceptibility to arrhythmias. Heart Rhythm 8: 590–591. http://doi.org/10.1016/j.hrthm.2010.12.019 [PubMed] [PMC]

Baruscotti M, Robinson RB (2007) Electrophysiology and pacemaker function of the developing sinoatrial node. The American Journal of Physiology: Heart and Circulatory Physiology 293(5): 2613–2623. https://doi.org/10.1152/ajpheart.00750.2007. [PubMed]

Bradd AD, Al Abed A, Guo T, Lovell NH, Dokos S (2012) Study of cardiac pacemaker excitation using generic ionic models and realistic cell distribution. Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society 2012: 195–198. https://doi.org/10.1109/EMBC.2012.6345904 [PubMed]

Brotman DJ, Golden SH, Wittstein IS (2007) The cardiovascular toll of stress. Lancet 370(9592): 1089–1100. http://doi.org/10.1016/S0140-6736(07)61305-1 [PubMed]

Chen PS, Chen LS, Fishbein MC, Lin SF, Nattel S (2014) Role of the autonomic nervous system in atrial fibrillation: pathophysiology and therapy. Circulation Research 114(9): 1500–1515. http://doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.114.303772 [PubMed] [PMС]

Chen PS, Tan AY (2007) Autonomic nerve activity and atrial fibrillation. Heart Rhythm 4: S61–S64. http://doi.org/10.1016/j.hrthm.2006.12.006 [PubMed] [PMC]

Chernyavsky AM, Rakhmonov SS, Pak IA, Kareva YuE (2013) The role of the autonomic nervous system in the development of atrial fibrillation. Clinical Medicine [Klinicheskaya Meditsina] 91(1): 16–20. [in Russian]

Filatov AG, Tarashvili EG (2012) Epidemiology and social significance of atrial fibrillation. Annals of Arrhythmology [Annaly Aritmologii] 2: 5–14. [in Russian]

Filyukova MV (2018) Sinus node dysfunction. Journal of Basic Medicine and Biology [Zhurnal Fundamental’nou Meditsiny i Biologii] 1: 11–19. [in Russian]

Galenko-Yaroshevsky PA, Alekseenko SN, Kanorsky SG, Bogus S, Dukhanin AS, Vasiliev PM, Galenko-Yaroshevsky AP, Pavlyuchenko II, Lebedeva SA, Nadein KA, Nechepurenko AA, Suzdalev KF, Zelenskaya AV, Uvarov AV (2023) Atrial fibrillation. Status of the problem and prospects for creating a new antifibrillator agent based on indole amino derivatives. Prosveshchenie-Yug, Krasnodar, 747 pp. [in Russian]

Garg PK, O'Neal WT, Diez‐Roux AV, Alonso A, Soliman EZ, Heckbert S (2019) Negative affect and risk of atrial fibrillation. MESA. Journal of American Heart Association 8(1): e01060. http://doi.org/10.1161/JAHA.118.010603[PubMed] [PMC]

Grigoriev MG, Babich LN (2015) Model of excitation of pacemaker cardiomyocytes of the cardiac conduction system. Young Scientist [Molodoi Ucheny] 10(90): 178–184. [in Russian]

Karemaker JM (2015) How the vagus nerve produces beat-to-beat heart rate variability; experiments in rabbits to mimic in vivo vagal patterns. Journal Clinical of Translational Research 1(3): 190–204. [PubMed] [PMC]

Legallois D, Gomes S, Pellissier A, Milliez P (2013) Medical emotional stress-induced atrial fibrillation: My own personal experience. International Journal of Cardiology 167(6): 182–183. http://doi.org/10.1016/j.ijcard.2013.04.074[PubMed]

Linz D, Ukena C, Mahfoud F, Neuberger HR, Böhm M (2014) Atrial autonomic innervation: a target for interventional antiarrhythmic therapy. Journal of the American College Cardiology 63(3): 215–224. http://doi.org/10.1016/j.jacc.2013.09.020 [PubMed]

Lorincz I, Szabó Z, Simkó J, Szánthó E, Barta K, Füzi M, Szigeti G. (2008) Atrial fibrillation and the autonomous nervous system. Orvosi Hetilap 149(43): 2019–2028. http://doi.org/10.1556/OH.2008.28466 [PubMed] [in Hungarian]

Mazurov ME (2006) Rhythmogenesis in the sinoatrial unit of the heart. Biofizika 51(6): 1092–1099. [PubMed]

Mazurov ME (2009) Control of the unified heart rhythm. Biofizika 54(1): 89-96. [PubMed]

Mironova TF, Mironov VA, Obukhova TYu, Shmonina OG, Mordas EYu, Kudrina KS, Milovankina NO, Milashchenko AI (2018) Autonomic regulation of heart rate (review). Ural Medical Journal [Ural’sky Meditsinsky Zhurnal] 10(165): 90–105. [in Russian]

Murphy C, Lazzara R (2016) Current concepts of anatomy and electrophysiology of the sinus node. Journal of Interventional Cardiac Electrophysiology 46(1): 9–18. https://doi.org/10.1007/s10840-016-0137-2. [PubMed]

Nechepurenko AA, Romantsov EI (2020) The influence of the vagus nerve on the duration of paroxysmal atrial fibrillation and the zone of early depolarization in the sinoatrial region of the heart. In: Higher School: Scientific Research. Proceedings of the Interuniversity Scientific Congress, Moscow, Russia, February 19, 2020. Infinity Publishing House, Ufa, p. 136–143. [in Russian]

Pokrovsky VM (2007) Formation of heart rhythm in humans and animals. Kuban-kniga Publishing House, Krasnodar, 143 pp. [in Russian]

Pokrovsky VM, Nechepurenko AA, Tarasov DG, Korotkov KG, Abushkevich VG (2019) Sinoatrial node pacemaker cells pool Dynamics upon synchronization with vagus nerve rhythm. Journal of Applied Biotechnology and Bioengineering 6(3): 114–116. https://doi.org/10.15406/jabb.2019.06.00182

Pokrovsky VM, Tarasov DG, Nechepurenko AA, Korotkov KG, Abushkevich VG (2018) The focus of early depolarization of the sinoatrial region of the right atrium in humans before anesthesia and during anesthesia. Clinical and Experimental Surgery [Klinicheskaya n Eksperimental’naya Khirurgiya]. Journal named after academician BV Petrovsky 6(4 (22)): 49–54. https://doi.org/10.24411/2308-1198-2018-14007 [in Russian]

Svensson T, Kitlinski M, Engström G, Melander O (2017) Psychological stress and risk of incident atrial fibrillation in men and women with known atrial fibrillation genetic risk scores. Scientific Reports 7: 42613. http://doi.org/10.1038/srep42613 [PubMed] [PMC]

Van Weerd JH, Christoffels VM (2016) The formation and function of the cardiac conduction system. Development 143: 197210. https://doi.org/10.1242/dev.124883 [PubMed]

Vislobokov AI, Bogus SK, Ignatov YuD, Galenko-Yaroshevsky PA, Melnikov KN (2012) Comparative membranotropic activity of indole derivative SS-68 and amiodarone on mollusk neurons. New Technologies [Novye Tekhnologii] 4: 283–290. [in Russian]

Yaniv Y, Ahmet I, Liu J, Lyashkov AE, Guiriba T, Okamoto Y, Ziman BD, Lakatta EG (2014) Synchronization of sinoatrial node pacemaker cell clocks and its autonomic modulation impart complexity to heart beating intervals. Heart Rhythm 11(7): 1210–1219. http://doi.org/10.1016/j.hrthm.2014.03.049 [PubMed] [PMC]

Yaniv Y, Lyashkov AE, Lakatta EG (2014a) Impaired signaling intrinsic to sinoatrial node pacemaker cells affects heart rate variability during cardiac disease. Journal Clinical of Trials 4(1): 152. http://doi.org/10.4172/2167-0870.1000152. [PubMed] [PMC]

Вклад авторов

Анатолий А. Нечепуренко, Федеральный центр сердечно-сосудистой хирургии

Candidate of Medical Sciences, Head of the Department of Surgical Arrhythmology, Federal Center for Cardiovascular Surgery, Astrakhan, Russia; e-mail: vestik@mail.ru; ORCID ID https://orsid.org/0000-0001-5722-9883. The author made a significant contribution to the concept of mechanisms for preventing atrial fibrillation by simultaneously exciting pools of cells in the sinoatrial region.

Павел А. Галенко-Ярошевский, Кубанский государственный медицинский университет

Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences, Doctor Habil. of Medical Sciences, Professor, Head of the Department of Pharmacology, Kuban State Medical University, Krasnodar, Russia; e-mail: Galenko.Yaroshevsky.@gmail.com; ORCID ID http://orsid.org/0000-0001-6856-1777. The author made a significant contribution to the concept of the effect of substance SS-68 on cardiac rhythmogenesis.

Владимир М. Покровский, Кубанский государственный медицинский университет

Doctor Habil. of Medical Sciences, Professor, Professor of the Department of Normal Physiology, Kuban State Medical University, Krasnodar, Russia; e-mail: PokrovskyVM@ksma.ru; ORCID ID https://orcid.org/0000-0003-3138-2075. The author made a significant contribution to the concept of assimilation of the rhythm coming from the brain via the vagus nerves by autogenous structures of the sinoatrial node.

Анаит В. Зеленская, Кубанский государственный медицинский университет

Candidate of Medical Sciences, Associate Professor of the Department of Pharmacology, Kuban State Medical University, Krasnodar, Russia; e-mail: anait_06@mail.ru; ORCID ID https://orcid.org/0000-0001-9512-2526. The author participated in the processing of the obtained data.

Константин Ф. Суздалев, Южный федеральный университет

Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor of the Department of Chemistry of Natural and Macromolecular Compounds of Southern Federal University, Rostov-on-Don, Russia; e-mail: konsuz@gmail.com; ORCID ID https://orcid.org/0000-0002-6818-084. The author made a significant contribution to the concept of the effect of substance SS-68 on cardiac rhythmogenesis.

Светлана А. Лебедева, Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова

Doctor of Biological Sciences, Associate Professor, Professor of the Department of Pharmacology of A.P. Nelyubin Institute of Pharmacy, I.M.Sechenov First Moscow State Medical University, Moscow, Russia; e-mail: Lebedeva502@yandex.ru; ORCID ID https://orcid.org/0000-0001-8769-1040. The author analyzed, processed and interpreted the data.

Наталья М. Махнова, Кубанский государственный медицинский университет

Graduate student, Department of Normal Physiology, Kuban State Medical University, Krasnodar, Russia; e-mail: agapinata6a1@mail.ru. The author participated in the collection of material on the visualization of luminescence (excitation) in the areas of the medulla oblongata.

Александр В. Максемюк, Кубанский государственный медицинский университет

Graduate student, Department of Normal Physiology, Kuban State Medical University, Krasnodar, Russia; e-mail: Maks23rus@mail.ru. The author participated in the collection of material on visualization of the luminescence of pacemaker cell pools of the sinoatrial node.

Иван А. Миненко, Кубанский государственный медицинский университет

Graduate student, Department of Normal Physiology, Kuban State Medical University, Krasnodar, Russia; e-mail: Dr-evan@mail.ru. The author participated in the collection of material on the visualization of luminescence (excitation) in the cardiac fibers of the vagus nerve.

Роман В. Никитин, Кубанский государственный медицинский университет

Postgraduate student, Department of Normal Physiology, Kuban State Medical University, Krasnodar, Russia; e-mail: nikitinrv@mail.ru. The author participated in the collection of material on the visualization of luminescence (excitation) in the areas of the medulla oblongata.

Валерий Г. Абушкевич†, Кубанский государственный медицинский университет

Valeriy G. Abushkevich, Doctor Habil. of Medical Sciences, Professor, Professor of the Department of Normal Physiology, Kuban State Medical University, Krasnodar, Russia; e-mail: Abushkevich_v@mail.ru; ORCID ID https://orcid.org/0000-0002-1483-0131. The author analyzed and interpreted the data.

Опубликован

11.11.2023

Как цитировать

Nechepurenko AA, Galenko-Yaroshevsky PA, Pokrovskiy VM, Zelenskaya AV, Suzdalev KF, Lebedeva SA, Makhnova NM, Maksemyuk AV, Minenko IA, Nikitin RV, Abushkevich† VG (2023) The influence of the vagus nerve and indole derivative SS-68 on excitation processes in the SA node. Research Results in Pharmacology 9(4): 31–41. https://doi.org/10.18413/rrpharmacology.9.10054

Выпуск

Раздел

Экспериментальная фармакология

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)