МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ’Я УКРАЇНИ

ТЕРНОПІЛЬСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

імені І. Я. Горбачевського

Фурдела Михайло Ярославович

УДК 616.12-008-02:616.379-008.64]-091

СТРУКТУРНО-ФУНКЦІОНАЛЬНІ ОСОБЛИВОСТІ СЕРЦЯ ТА ЙОГО ПРОВІДНОЇ СИСТЕМИ ПРИ РОЗЛАДАХ РИТМУ І ПРОВІДНОСТІ, ЗУМОВЛЕНИХ ЦУКРОВИМ ДІАБЕТОМ

14.03.01 — нормальна анатомія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата медичних наук

Тернопіль — 2007

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Тернопільському державному медичному університеті

імені І. Я. Горбачевського Міністерства охорони здоров’я України.

Науковий керівник — доктор медичних наук,

професор Боднар Ярослав Ярославович, Тернопільський державний медичний університет імені І. Я. Горбачевського МОЗ України, завідувач кафедри патологічної анатомії з секційним курсом та судової медицини.

Офіційні опоненти:

доктор медичних наук, професор Гунас Ігор Валерійович,

Вінницький національний медичний університет ім. М. І. Пирогова МОЗ України,

директор науково-дослідного центру;

доктор медичних наук, професор Левицький Володимир Андрійович,

Івано-Франківський державний медичний університет МОЗ України,

завідувач кафедри анатомії людини.

Захист відбудеться 29 листопада 2007 року о 1200 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 58.601.01 у Тернопільському державному медичному університеті імені І. Я. Горбачевського за адресою: 46001, м. Тернопіль, Майдан Волі, 1.

З дисертацією можна ознайомитися в науковій бібліотеці Терно-пільсь-кого державного медичного університету імені І. Я. Горбачевського за адресою: 46001, м. Тернопіль, вул. Січових Стрільців, 8.

Автореферат розісланий 23 жовтня 2007 р.

В.о. ученого секретаря

спеціалізованої вченої ради

д. біол. н., професор Волков К. С.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Серцево-судинна патологія є найчастішою причиною смерті хворих цукровим діабетом (Аракелянц А.А., Горо-хо-ва С.Г., 2004). Результа-ти, отримані в епідеміологічних дослідженнях, свід-чать, що цукровий діабет є незалежним чинником ризику порушення функції серця (Гончар І.В., 2005).

У 1972 році S. Rubler зі співавторами вперше описали діабетичну кардіо-міо-патію як патологію міокарда, що не обумовлена артеріальною гіпертензією, коро-нарною хворобою чи іншою відомою кардіальною патологією (Marwick T.H., 2006).

Як показав аналіз публікацій, і надалі проблема діабетичної кардіоміопатії залишається актуальним предметом дослідження науковців (Сергієнко О.О., Урбанович А.М., 1999; Кубышкин В.Ф. та ін., 2000; Маньковський Б.Н., 2002; Соколов Е.И., 2002; Аракелянц А.А., Горохова С.Г., 2004; Ткач С.М., 2004; Гончар І.В., 2005; Zhi You Fang та ін., 2004; Marwick T.H., 2006). За останні роки сформовано уявлення про основні патогенетичні механізми та морфологічні прояви ураження серця при цукровому діабеті. Із використанням сучасного діагностичного облад-нання вивчається клінічна картина діабетичної кардіоміопатії, впроваджуються нові заходи спрямовані на профілактику та лікування діабетичного ураження серця.

Характер кардіальної патології при цукровому діабеті різноманітний, доволі часто її проявом є розвиток аритмічного синдрому (Курданов М.А., Болатчиев Х.Л., 1999, 2001; Потолочна М.Д., 2000; Стронгин Л.Г. та ін., 2005; Панова Е.И., Корнева К.Г., 2006). Давно відомі випадки раптової смерті осіб з ЦД, що часто асоційовано з ургент-ними аритміями (Соколов Е.И. та ін., 1998; El-Menyar A.A., 2006; Schmid H., 2007).

Однак, морфологічні основи та багатофакторні патогенетичні механізми аритмічного синдрому при цукровому діабеті в даний час досліджені недостатньо. Дефіцит ґрунтовних теоретичних досліджень з цих питань зумовлює необхідність більш ширшого розгляду проблеми етіології аритмій і блокад при цукровому діабеті з встановленням їхнього морфологічного базису, визначенням ролі провідної системи серця у їх ґенезі з метою розробки ефективних профілактичних та лікувальних заходів. Використання експериментальної моделі захворювання значно розширює можливості вивчення окремих аспектів розвитку серцевих аритмій при цукровому діабеті.

Зв'язок роботи з науковими програмами, темами, планами. Дисертаційна робота виконана відповідно до Комплексної програми “Цукровий діабет” (Указ Президента України №545/99 від 21.05.99) та як фрагмент науково-дослідної міжкафедральної теми Тернопільського державного медичного університету імені І.Я. Горбачевського “Морфофункціональні основи адаптаційних процесів у серцево-судинній і травній системах при артеріальній гіпертензії у великому та малому колах кровообігу при різних коригуючих впливах” (№ державної реєстрації 0104U004522). Автор був співвиконавцем цієї теми, зокрема, дослідив ремоделю-вання серця при експериментальному цукровому діабеті у поєднанні з вторинною артеріальною гіпертензією.

Тема дисертації затверджена Вченою радою Тернопільського державного медичного університету імені І. Я. Горбачевського (протокол № 11 від 15 березня 2005 р.) та Проблемною комісією МОЗ і АМН України “Морфологія людини” (протокол № 75 від 30 жовтня 2006 р.).

Мета дослідження: встановити особливості морфо-функціональних змін серця та структурних компонентів провідної системи при цукровому діабеті та за наявності порушень серцевого ритму і провідності.

Завдання дослідження:

1. Проаналізувати частоту розвитку, структуру і особливості порушень серцевого ритму і провідності у хворих на цукровий діабет 1 типу та при експериментальному цукровому діабеті.

2. Дослідити особливості гістологічних змін у провідній системі серця при серцевих аритміях, зумовлених цукровим діабетом.

3. Оцінити стан адренергічної інервації серця за вмістом біогенних амінів у міокарді та встановити особливості вегетативної регуляції серцевої діяльності щурів при експериментальному цукровому діабеті і вияснити вклад виявлених змін у розвиток серцевих аритмій і блокад.

4. З’ясувати закономірності ремоделювання камер серця при цукровому діабеті залежно від рівня глікемії та за наявності порушень серцевого ритму і провідності.

5. Гістохімічно дослідити метаболізм глікогену й активність сукцинатде-гідрогенази у пейсмекерних клітинах при експериментальному цукровому діабеті і встановити вклад виявлених змін у розвиток серцевих аритмій і блокад.

6. З’ясувати ультраструктурні зміни у спеціалізованих кардіоміоцитах за умов змодельованої патології та їх значення у розвитку порушень серцевого ритму і провідності.

Об’єкт дослідження — серце при цукровому діабеті 1 типу.

Предмет дослідження — особливості адаптаційних процесів у серці та структурах провідної системи при цукровому діабеті, а також за наявності розладів ритму і провідності.

Методи дослідження. Морфометричний аналіз масометричних, планіметрич-них та стереометричних характеристик серця; морфологічне дослідження міокарда і структурної перебудови компонентів провідної системи серця на світлооптичному рівні; гістохімічне дослідження особливостей метаболізму пейсмекерних клітин та стану адренергічної інервації міокарда; електронномікроскопічний – для вивчення ультраструктурної організації спеціалізованих кардіоміоцитів; біохімічний – для визначення рівня глікемії та наявності кетонових тіл у сечі; електрофізіологічний – реєстрація електрокардіограми та визначення прихованої електричної нестабіль-ності міокарда; математичний – математичний аналіз серцевого ритму, кореляційний аналіз та обробка цифрових даних методами варіаційної статистики.

Наукова новизна отриманих результатів. Вперше досліджено клініко-морфологічні паралелі між серцевими аритміями при цукровому діабеті та гістологічними змінами у відповідних структурах провідної системи серця і в оточуючих їх тканинах. Встановлено, відсутність залежності виникнення передсердних розладів ритму від конкретних морфологічних змін з боку синусно-передсердного вузла та оточуючих його тканин. У 81,8 % померлих з цукровим діабетом 1 типу та шлуночковими розладами ритму і провідності встановлені чіткі морфологічні зміни з боку периферичних відділів провідної системи серця та оточуючих тканин.

З’ясовано роль змін регуляції діяльності серця щурів автономною нервовою системою в ґенезі серцевих аритмій при цукровому діабеті. У тварин з розладами серцевого ритму і провідності при алоксановому діабеті має місце зменшення парасимпатичних та посилення симпатичних впливів на серце, що може бути одним із патогенетичних механізмів розвитку порушень серцевого ритму і провідності.

Встановлено, що при цукровому діабеті 1 типу у хворих з аритміями спостерігається наростання тиску наповнення лівого шлуночка та дилатація лівих відділів серця. На підставі морфометричного дослідження окремих частин серця експериментальних тварин виявлено, що при алоксановому діабеті розвивається ексцентрична гіпертрофія міокарда та зниження адаптаційних резервів гемодинаміки, при цьому вказані патологічні прояви поглиблюються з нарос-тан-ням гіперглікемії та більш виражені у групі тварин з наявністю серцевих аритмій.

Дістало подальшого розвитку дослідження метаболічного профілю пейсмейкерних клітин. За умов змодельованої патології та наявності розладів серцевого ритму і провідності у спеціалізованих кардіоміоцитах синусно-передсердного вузла та клітинах Пуркіньє лівого шлуночка зменшена активність сукцинатдегідрогенази та збільшена кількість глікогену.

Вперше досліджено стан адренергічної інервації міокарда при експериментальному цукровому діабеті за наявності розладів ритму та провідності. Встановлено, що у тварин з експериментальним цукровим діабетом та серцевими аритміями в клітинах синусно-передсердного вузла і в спеціалізованих кардіо-міоцитах лівого шлуночка зниження щільності розміщення адренергічних структур в міокарді поєднується з осередковим накопиченням кількості катехоламінів.

Електронномікроскопічно відмічено мозаїчність дистрофічних змін з боку ультраструктур в окремих пейсмекерних клітинах лівого шлуночка, а саме: чергування інтактних та деструктивно змінених волокон, що також є однією із причин виникнення активних вогнищ ектопічного аритмогенезу.

Практичне значення отриманих результатів. Отримані дані поглиблюють та розширюють трактування патогенетичних механізмів ремоделювання серця та його провідної системи при кардіоміопатіях. Вони дозволяють з’ясувати морфологічні еквіваленти серцевих аритмій при цій патології та уточнити патогенетичні ланки розвитку порушень серцевого ритму і провідності при цукровому діабеті. Результати роботи можливо враховувати при розробці заходів, спрямованих на корекцію та попередження розвитку аритмій та блокад при цукровому діабеті. Отримані дані представляють можливість обгрунтувати нові засоби профілактики та лікування серцево-судинних ускладнень цукрового діабету.

Основні положення й наукові розробки дисертаційної роботи впроваджено в навчальний процес на кафедрах анатомії людини Тернопільського державного медич-но-го університету імені І.Я. Горбачевського; нормальної анатомії людини Кримського державного медичного університету імені С.І. Георгієвського; анатомії людини Дніпропетровської державної медичної академії; анатомії людини Івано-Франківського державного медичного університету; анатомії людини та гістології медичного факультету Ужгородського національного університету; анатомії людини і фізіології Прикарпатського національного університету імені В.Стефаника.

Особистий внесок здобувача. Автор самостійно проаналізував й узагальнив основні результати наукових досліджень, які виконані вітчизняними та зарубіж-ними фахівцями з даної тематики, обґрунтував актуальність та обсяг досліджень. Дисертантом проведена експериментальна частина, узагальнення результатів дослідження, їх статистичний аналіз. Основні положення та висновки дисер-та-ційної роботи сформульовані за участю наукового керівника. Самостійно прове-дено електрокардіографічне дослідження експериментальних тварин, забір матеріалу для гістологічних, гістохімічних та електронномікроскопічних дослід-жень. Некропсійний матеріал та супровідна медична документація померлих, які страждали цукровим діабетом 1 типу, проаналізовані на базі Тернопільського обласного патологоанатомічного бюро. Експериментальна частина роботи вико-нана на базі центральної науково-дослідної лабораторії Тернопільського держав-ного медичного університету імені І. Я. Горбачевського (атестат акредитації – серія КДЛ №001488 від 3.10.2003 р.). Електронномікроскопічне дослідження та мікрофотозйомка здійснено на кафедрі гістології, ембріології та цитології Тернопільського державного медичного університету імені І.Я. Горбачевського.

У наукових працях, опублікованих у співавторстві, здобувачу належать: збір і систематизація матеріалу, проведення досліджень, статистична обробка й аналіз результатів, підготовка публікації до друку.

Апробація результатів дисертації. Основні результати дисертаційної роботи оприлюднені на: Х, ХІ Міжнародних медичних конгресах студентів і моло-дих учених (Тернопіль, 2006, 2007); Всеукраїнській науково-практичній конференції “Здобутки та перспективи внутрішньої медицини” (Тернопіль, 2006); IV Міжнародній науковій конференції студентів та молодих вчених “Молодь та перспективи сучасної медичної науки” (Вінниця, 2007); 76 міжвузівській науковій конференції студентів та молодих вчених з міжнародною участю “Працюємо, творимо, презентуємо” (Івано-Франківськ, 2007).

Публікації. За темою дисертації опубліко-вано 9 наукових праць, з них 4 – у наукових журналах, включених ВАК України до переліку фахових видань, 5 – у матеріалах конференцій та конгресів.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота викладена на 172 сторінках і складається зі вступу, 4 розділів, висновків, списку використаних джерел (усього 205 найменувань) і додатків. Робота містить 28 рисунків і 26 таблиць. Бібліографічний опис літературних джерел, ілюстрації та додатки розміщені на 47 сторінках.

Основний зміст роботи

Матеріали та методи дослідження. Для вивчення розповсюдженості й особливостей порушень серцевого ритму та провідності серед хворих на ЦД 1 типу було проаналізовано 126 медичних карт стаціонарних хворих, які знаходились на лікуванні в ендокринологічному відділенні Тернопільської обласної комунальної клінічної лікарні протягом 2004 року. При вивченні медичної документації кожного із пацієнтів обов’зково було враховано дані анамнезу, клініки, діагнозу, результати електро- та ехокардіографії (за її наявності).

Для виявлення морфологічних змін у структурних компонентах ПСС при ЦД 1 типу досліджено 36 сердець, отриманих під час автопсій у Тернопільському обласному патологоанатомічному бюро та відповідні медичні карти стаціонарного хворого. Виділення компонентів ПСС проводилось згідно їх топографії (Ю.Г. Пархоменко та ін., 2003). Оскільки структурні елементи ПСС макроскопічно невидимі, вони видалялися окремими блоками разом з оточуючими тканинами. Кожен такий блок підлягав фіксації в 10 % нейтральному розчині формаліну. Тканинні блоки, що містили СПВ, АВВ, ПГ та його гілки, після зневоднення в спиртах зростаючої концентрації і ксилолі заключались у парафін. Із кожного тканинного блоку зроблено декілька серійних зрізів, у які майже повністю потрапляли необхідні елементи ПСС. Товщина зрізів сягала 6-8 мкм. Усі зрізи фарбувалися гематоксиліном та еозином.

Отримані результати дослідження ПСС співставляли з даними контрольної групи, яку склали серця 20 померлих молодих осіб без серцевої патології та із збереженим синусовим ритмом.

Експериментальну частину роботи проведено на 160 білих лабораторних щурах-самцях масою 160 – 190 г., серед яких 30 тварин склали контрольну групу. Експериментальну модель ЦД відтворювали шляхом інтраперитонеальної одноразової ін’єкції 5 % водного розчину алоксану у дозі 150 мг/кг маси тіла тваринам у 3 місячному віці.

Концентрацію глюкози в крові визначали глюкозооксидазним методом із використанням набору ТОВ НВП “Філісіт-Діагностика”. Вміст кетонових тіл у сечі тварин визначався за допомогою індикаторних полосок АЦЕТОНТЕСТ ПВП “Норма” м. Київ.

Усі тварини з експериментальним ЦД у залежності від рівня глікемії розподілені на три групи за описаним у літературі принципом (Нещерет О.П. та ін., 1997). Першу групу склали 49 тварин з легким ЦД, рівень глікемії, в яких коливався від 7 до 12 ммоль/л (більше за норму, але менше від подвійної). У другу групу відібрано 36 тварин з рівнем глікемії від 12 до 18 ммоль/л (більше від подвійної, але менше потрійної; У третю групу ввійшло 45 тварин з важким перебігом ЦД та рівнем глікемії більше 18 ммоль/л (більше від потрійної норми). Окремо виділено четверту групу тварин з наявністю кетоацидозу, в яку відібрано 46 щурів з позитивною реакцією на наявність кетонових тіл у сечі.

Всім тваринам, перед виведенням із експерименту, проводили електрокардіо-гра-фічне дослідження на електрокардіографі ЭК1Т-03М2 при швидкості руху стрічки 100 мм/с в ІІ-му стандартному відведенні. Для оцінки функціонального стану парасимпатичного і симпатичного відділів АНС нами була використана варіаційна кардіоінтервалометрія. Аналізували 100 послідовно розташованих інтервалів R-R. Після реєстрації 100 послідовних інтервалів R-R, усім тваринам проводили визначення прихованої аритмогенної активності міокарда, з викорис-тан-ням 0,1 % офіцінального розчину АТФ у дозі 1 мг/кг при постійній реєстрації ЕКГ.

Обчислення біометричних показників сердець проведено за методом Г.Г.Автанділова (2002).

Для гістохімічних досліджень, після вскриття грудної порожнини, у тварин забиралося серце. При цьому пересікання головних судин проводилося поза органом. Для виявлення глікогену парафінові зрізи фарбували шифф-реактивом, активність СДГ досліджували за Нахласом та співавторами (Пирс Э., 1962).

Біогенні аміни в ділянці СПВ та в субендокардіальних відділах ЛШ виявляли параформальдегід-флюоресцентним методом (Цыганков В.И. та ін., 1989).

Для фотографування мікропрепаратів використовували систему аналізу гістологічних препаратів. Зображення на монітор комп’ютера виводили з мікроскопів ЛОМО Биолам Р11 та МБИ-15 за допомогою відеокамери VISION Color CCD Camera і програми InterVideoWinDVR. Морфометричні дослідження проведені за допомогою програми UTHSCSA Image Tool.

Електронномікроскопічне дослідження субендокардіальних відділів ЛШ та СПВ проведено на мікроскопі УЕМВ-100 ЛМ (фіксація 2,5 % розчином глютаральдегіду і 1 % розчином осмієвої кислоти за Мілонігом, зневоднення і заливка в ЕПОН). Після прицільної ідентифікації клітин СПВ і пейсмейкерних клітин ЛШ на напівтонких зрізах, пофарбованих толуїдиновим синім, отримували ультратонкі зрізи на ультрамікротомі УМТП-2М У41 та контрастували їх розчином ураніл-ацетату й азотнокислим свинцем за Рейнольдсом.

Аналіз отриманих даних проводили за допомогою методів варіаційної статистики шляхом обчислення середнього арифметичного значення та його похибки (М±m), критерію Стьюдента (t), коефіцієнта лінійної кореляції (r) за допомогою програми електронних таблиць Excel версії 2003 року корпорації Microsoft на комп’ютері AMD Sempron 2500+.

Комісією з питань біоетики Тернопільського державного медичного універси-тету імені І. Я. Горбачевського (протокол № 13 від 18.04.2007 р.) засвідчено, що проведені наукові дослідження відповідають етичним вимогам відповідно до наказу № 281 МОЗ України від 01.11.2000 р.

Результати дослідження та їх обговорення. Клініко-морфологічні особливості порушень серцевого ритму і провідності при цукровому діабеті 1 типу. На підставі аналізу 126 електрокардіограм хворих на ЦД 1 типу різноманітні порушення серцевого ритму і провідності виявлено у 96 хворих, що становить 76,0 %. Доволі високий відсоток порушень ритму та провідності серця у хворих на ЦД 1 типу, дозволяє запідозрити, що ці розлади є проявом діабетичного ураження серця. Зокрема, виявлено прямий кореляційний зв’язок між серцевими аритміями та наявністю у хворого ДКМП (r=+0,19, р<0,05).

Найчастішими розладами ритму і провідності, які зустрічалися у обстежуваних хворих були синусова тахікардія та блокади ніжок пучка Гіса, частота яких склала по 33,3 % випадків. Однією із причин синусової тахікардії, на нашу думку, і за даними літератури (Большова-Зубковская Е.В., 2003), може бути переважання тонусу симпатичного відділу АНС, що частково обумовлено недостатністю парасимпатичної ланки. Це підтверджується існуванням кореляційних зв’язків між вегетативним індексом Кердо та порушенням серцевого ритму. Спотерігається пряма кореляційна залежність між симпатикотонією та наявністю синусової тахікардії (r=+0,19, р<0,05).

Методом кореляційного аналізу також виявлено пряму кореляційну залежність розвитку серцевих аритмій від ступеня декомпенсації метаболічних порушень (r=+0,17, р<0,05). Аналіз частоти виникнення серцевих аритмій залежно від віку хворих показав, що у віковій групі до 30 років порушення ритму і провідності серця спостерігається у 57,0 % пацієнтів, у віці від 30 до 40 років – 62,0 %, у віковій групі від 40 до 50 років – 84,0 %, у віці понад 50 років частота розладів ритму і провідності склала 96,0 %. Вірогідно, із збільшенням віку хворого до діабетичного ураження серця приєднується атеросклеротичний кардіо-склероз, який поглиблює дистрофічні та склеротичні зміни в міокарді, що й зумовлює більшу частоту виникнення серцевих аритмій.

На підставі проведеної ехокардіографії з доплерографією трансмітрального потоку крові 48 пацієнтів з ЦД 1 типу, які за результатами ЕКГ були розділені на дві групи: до І групи ввійшло 16 хворих на діабет без порушень серцевого ритму і провідності, а ІІ групу склали 32 хворих з серцевими аритміями, встановлено, що пацієнти І групи не мали ознак систолічної дисфункції ЛШ: у всiх обстежених осiб не було дилятацiї порожнин серця, а ФВ відповідала віковій нормі та складала 68,0±3,4 %. У пацієнтів ІІ групи середні значення розмірів лівих відділів серця також знаходились у межах фізіологічної норми, як і величина ФВ (63,3±9,8 %), однак у 4 осіб виявлено зниження ФВ менше 45 % та дилятація ЛШ. Аналіз результатів доплерехокардіографії трансмітрального діастолічного потоку крові показав достовірні відмінності показників між пацієнтами І та ІІ груп, особливо збільшення співідношення Ve/Va і вкорочення часу ізоволюметричного розслаб-лен-ня ЛШ. Ці зміни відображають високий тиск наповнення ЛШ і трактуються, як рестриктивний варіант діастолічного наповнення ЛШ (Мищук Н.Е., 1998). Зро-стан-ня тиску наповнення ЛШ, яке спостерігається в хворих ІІ групи, є відо-бра-женням сповільнення процесів активної клітинної релаксації та порушення пасивних діастолічних властивостей шлуночка і обумовлює збільшення жорсткості міокарда. У свою чергу жорсткість міокарда в основному залежить від стану інтерстицію, ступеня гіпертрофії та фіброзу міокарда, тобто провідних патоморфологічних ознак, які відображають прогресування ДКМП.

З метою з’ясування морфологічних еківалентів порушень серцевого ритму і провідності нами проведене гістоморфометричне дослідження елементів ПСС 36 померлих, які страждали на ЦД 1 типу. Аналіз медичних карт стаціонарного хворого даних осіб показав, що частота різних видів прижиттєво діагностованих серцевих аритмій у цих пацієнтів становить 91 %. Дещо більша частота розладів ритму і провідності, котрі виявлялись при стандартному ЕКГ дослідженні, обумов-лена важкістю ЦД, наявністю ускладнень та нашаруванням супутніх захворювань. Найчастішими видами порушень серцевого ритму і провідності, які діагностовані у цих хворих були – синусова тахікардія (55,5 %), блокади ніжок пучка Гіса (30,5 %) та шлуночкова екстрасистолія (19,4 %). Тобто, структура прижиттєво діагносто-ва-них серцевих аритмій у померлих осіб практично не відрізняється від наших по-пе-редніх даних та даних літератури (Чазов Е.И., Боголюбов В.М., 1972; Зверева К.В., Панова Е.И., 1988; Курданов М.А., Болатчиев Х.Л., 1999; Потолочна М.Д., 2000).

Гістологічне дослідження СПВ та перинодальної ділянки 26 померлих з ЦД 1 типу, у яких прижиттєво мали місце аритмії спричинені порушенням функції автоматизму СПВ, показало, що найчастішими патоморфологічними змінами були: дифузний стромогенний склероз СПВ, пери- та інтранодальний ліпоматоз – виявлені у 57,7 % випадків. Морфометричні показники спеціалізованих кардіо-міоцитів СПВ при передсердних розладах ритму і провідності достовірно не відрізнялись від контрольної групи.

Таким чином, у 42,3 % випадків морфологічний базис аритмії не було виявлено, так як виражених відмінностей у гістологічній будові СПВ та оточуючих його структур хворих на ЦД від осіб контрольної групи не було відмічено. Разом із тим, в науковій літературі є дані про те, що ліпоматоз і фіброз у СПВ може бути проявом вікової інволюції ПСС та з’являються після 44 років життя, збільшуючись вдвічі кожні 20 років (Song Y., Laakasonen H., Saukko P. et al., 2001).

На нашу думку, це явище свідчить про існування інших додаткових чинників, не пов’язаних з особливостями гістологічної будови СПВ та оточуючих його струк-тур, котрі зумовлюють розвиток передсердних аритмій у хворих на ЦД 1 типу.

Основою для передчасного, по відношенню до основного ритму, збудження міокарда з ектопічного вогнища розташованого в шлуночках є місцева односто-роння транзиторна блокада з розвитком reentry (Мурашко В.В., Струтынский А.В., 2005). В усіх семи спостереженнях прижиттєво діагностованої шлуночкової екстра-систолії нами виявлено зменшення кількості КП у межах однієї групи та роз-ме-жу-вання окремих груп-острівців фіброзними септами, які проникають у сторону міокарда зі сторони ендокарда, внаслідок фіброеластозу останнього, анізоцитоз та анізонуклеоз.

При морфометричному дослідженні компонентів КП померлих із прижиттєво діагностованими шлуночковими порушеннями ритму і провідності знайдено статистично достовірне збільшення площі їх ядер та ядерно-цитоплазматичного співвідношення.

За літературними свідченнями усі вищеперераховані зміни можуть бути морфологічним субстратом виникнення шлуночкових аритмій (Бескровнова Н.Н., 1992; Arnar D.O. et al., 1997).

Морфологічні зміни волокон ніжок ПГ та КП 18 хворих на ЦД 1 типу з при-жит-тєво діагностованими шлуночковими аритміями (субендокардіальний ліпо-ма-тозом вздовж волокон, стоншення та зменшення кількості волокон, порушення їх проходження) виявлено у 88,8 % спостережень. Таким чином, лише у 11,2 % спостережень не було знайдено певних морфологічних відмінностей, котрі б могли зумовити порушення проведення збудження. Однак, слід зазначити, що за даними літератури фіброз, який зумовлює порушення проходження волокон, їх стоншення та зменшення кількості, а також ліпоматоз ніжок пучка Гіса можуть бути проявами вікових змін у ПСС і не завжди результуються блокадою проведення збудження (Song Y., Laakasonen H., Saukko P. et al., 2001).

Морфо-функціональний стан міокарда щурів з експериментальним цукровим діабетом та за наявності серцевих аритмій. Не всі діагностовані серцеві аритмії при ЦД 1 типу знайшли своє патогістологічне підтвердження. Це спонукало нас до пошуку інших можливих змін з боку скоротливого міокарда та структур ПСС при ЦД, котрі могли б бути причиною виникнення порушень серцевого ритму та про-ві-д----ності. Відтворення експериментальної моделі ЦД 1 типу у білих лаборатор-них щурів та використання комплексу електрофізіологічних, біохімічних, органо-мет-рич--них, гістохімічних та електронномікроскопічних досліджень дозволило нам отри-ма--ти нові дані щодо можливого морфологічного субстрату серцевих аритмій.

Реєстрація ЕКГ з використанням методу визначення прихованої електричної нестабільності міокарда усім тваринам з експериментальним ЦД дала нам змогу встановити частоту виникнення розладів серцевого ритму і провідності. Виявлено, що у 49 (37,7 %) тварин з діабетом мають місце розлади серцевого ритму і провідності.

Структура серцевих аритмій при експериментальному ЦД в основному пред-ставлена передсердними (синусова тахікардія, суправентрикулярна екстрасис-то-лія) та шлуночковими (екстрасистолія) порушеннями серцевої діяльності, що співвід-носиться із структурою розладів ритму та провідності при ЦД 1 типу у людей.

Враховуючи те, що найчастіші серцеві аритмії при експериментальному ЦД пов’зані з СПВ та КП, наші подальші морфологічні дослідження були спрямовані на вивчення прицільно цих структурних компонентів ПСС.

Проведення ЕКГ-дослідження тваринам з експериментальним ЦД виявило достовірне (p<0,05) зниження амплітуди зубців R і T. Зменшення амплітуди зубців R можна розцінювати як зниження скоротливої здатності міокарда, а зниження амплітуди зубця Т свідчить про порушення процесів реполяризації. Нами також виявлено достовірне (p<0,05) вкорочення тривалості комплексу QRS та подовження інтервалу Q-T за рахунок подовження сегменту S-T. Подовження інтервалу Q-T вказує на нерівномірний розподіл вегетативної інервації в серці та може перед-умовлювати порушення серцевого ритму і раптову смерть (Мельник М.В. та ін., 1996), а також є проявом порушення Са2+-току в пейсмейкерних клітинах, обумов-леного метаболічними змінами при ДКМП (Аракелянц А.А., Горохова С.Г., 2004).

Застосування методу варіаційної кардіоінтервалометрії дозволило нам дослі-ди-ти зміни функціонального стану парасимпатичного і симпатичного відділів АНС при експериментальному ЦД залежно від ступеня важкості останнього, а також оцінити вклад виявлених змін у розвиток серцевих аритмій.

На підставі комплексного аналізу показників КІМ встановлено, що у щурів з алоксановим ЦД порівняно з інтактними виникає вегетативний дисбаланс у бік симпатикотонії. З поглибленням ступеня важкості експериментального ЦД прог-ре-сивно слабнуть вагусні впливи на серце (про що свідчить достовірне (p<0,05) зменшення ДX та збільшення ВПР) та наростають симпатоадреналові впливи (поступово збільшуються АМо, ПАПР, ПВБ та зменшується Мо) і посилюється напру-ження регуляторних механізмів (достовірно прогресивно (p<0,05) збільшується ІН).

Аналіз змін вегетативної регуляції серцевого ритму у групі контролю та у групах тварин без розладів ритму та провідності і з їх наявністю показав, що серцеві аритмії при алоксановому ЦД у щурів супроводжуються порушенням співвідношення між тонусом симпатичного та парасимпатичного відділів АНС з ослабленням парасимпатичних та посиленням симпатичних впливів на серце. Спостерігається кореляційна залежність наявності серцевих аритмій від ВПР (r=+0,37, р<0,001) та показника ДX (r=–0,28, р<0,001), зміни яких відображають ослаблення вагусних впливів на серце. Виявлено також достовірний кореляційний зв’язок між наявністю серцевих аритмій та показниками Мо (r=–0,37, р<0,001), АМо (r=–0,32, р<0,001), та ІН (r=+0,25, р<0,001), динаміка яких свідчить про посилення симпатичних впливів на серце.

Відомо, що одним із патофізіологічних механізмів розвитку порушень серцевого ритму може бути дисбаланс АНС. Посилення впливів симпатичної нервової системи на серце внаслідок активації повільних кальцієвих каналів веде до збільшення концентрації внутрішньоклітинного кальцію, в результаті чого можуть виникати розлади серцевого ритму через механізми тригерної активності (Лоладзе Н.В., та ін., 2006).

Однією з причин виникнення порушень серцевого ритму та провідності, незалежно від основного захворювання, є також зміна просторових характеристик камер серця (Бакшеев В.И., 2005; Миллер О.Н. та ін., 2006).

Комплексний аналіз масометричних, планіметричних та об’ємних показників частин серця виявив, що при експериментальному ЦД розвивається гіпертрофія серця (достовірне (p<0,05) збільшення ЧМС за рахунок практично рівномірного та пропорційного збільшення мас окремих камер), розширення усіх його камер (збільшення ППЛШ, ПППШ, ППЛП, ПППП) та зниження адаптаційних можли-востей серцевого м’яза (суттєве зменшення РОЛШ та РОПШ), при чому дилятація у лівих відділах серця дещо переважає над розширенням правих камер. Ці процеси достовірно (p<0,05) прогресують при наростанні ступеня важкості захворювання.

З метою виявлення взаємозв’язків між змінами морфометричних характер-ис-тик камер серця та наявністю розладів ритму і провідності при експери-ме-н-таль-ному ЦД проаналізовано масометричні, планіметричні та об’ємні показники відділів серця тварин з серцевими аритміями, без них, а також аналогічні показники групи інтактних тварин. Виявлено більшу ЧМС у щурів з серцевими аритміями (674,0 ± 2,9) мг порівняно з інтактними тваринами (657,7 ± 2,9) мг та групою без серцевих аритмій (665,7 ± 2,4) мг, різниця між показниками достовірна (р<0,05). Незмінність показників відсоткового вмісту мас камер серця від ЧМС свідчить про рівномірну та пропорційну гіпертрофію окремих відділів.

Методом непрямої планіметрії встановлено, що у тварин контрольної групи середні значення ППЛШ – (149,8 ± 1,0) мм2, ППЛП – (44,5 ± 0,3) мм2, ПППП – (52,5 ± 0,3) мм2. У групі щурів з алоксановим ЦД без розладів ритму та провідності ці показники склали відповідно: (155,0 ± 1,0) мм2, (46,8 ± 0,7) мм2, (53,7 ± 0,8) мм2. Аналіз планіметричних характеристик камер серця тварин з експериментальним ЦД за наявності порушень ритму та провідності показав, що ППЛШ становить (159,2 ± 1,8) мм2, ППЛП – (50,5 ± 1,0) мм2 та ПППП – (57,9 ± 1,2) мм2. Тобто, на фоні збільшення цих показників, спостерігається достовірна (р<0,05) їх різниця між групами з аритміями та без розладів ритму і провідності, що розцінено нами як дилатацію відповідних відділів серця.

За результатами аналізу об’ємних характеристик порожнин серця встановлено достовірне збільшення ОВЛШ та ОВПШ, а також зменшення РОЛШ та РОПШ у тварин з експериментальним ЦД за наявності серцевих аритмій (р<0,05). Отримані дані вказують на істотне зниження адаптаційних резервів гемодинаміки при ЦД за наявності порушень ритму та провідності. На нашу думку, гіпертрофія міокарда із супутньою дилятацією передсердь та лівого шлуночка може відігравати певну роль у виникненні серцевих аритмій при ЦД. Це підтверджується низкою досліджень, у яких встановлено взаємозв’язок між розширенням камер серця, гіпертрофією міокарда та виникненням розладів ритму і провідності (Панова Е.И., Корнева К.Г., 2006; Mc Lenachan J.M., Dargie H.J., 1991). Зменшення резервних об’ємів шлу-ноч-ків серця слід розцінювати, як прояв прихованої серцевої недостатності, яка спос-те-рі-гається при ЦД. Це підтверджено неінвазивним ехокардіографічним дослід-женням щурів із стрептозотоциновим ЦД, де було виявлено порушення систолічної та діастолічної функції серця (Mihm M.J. et al., 2001; Zhi You Fang et al., 2004).

Нами проведено гістохімічне дослідження активності СДГ пейсмейкерних клітин СПВ та спеціалізованих кардіоміоцитів ЛШ при експериментальному ЦД порівняно з контролем. Встановлено, що у тварин контрольної групи активність СДГ у спеціалізованих клітинах СПВ була більшою порівняно з КП ЛШ. Це пояснюється переважанням у останніх анаеробного типу мета-болізму, а також їх субендокардіальним розміщенням, що дозволяє їм отримувати всі необхідні речовини безпосередньо з крові ЛШ (Непомнящих Л.М. та ін., 1972).

За умов алоксанового ЦД, по мірі наростання ступеня важкості останнього, спостерігається прогресуюче пригнічення активності СДГ, як у пейсмейкерних клітинах СПВ, так і в спеціалізованих кардіоцитах ЛШ. Зниження активності СДГ при ЦД 1 типу відмічено також і в інших дослідженнях (Алимова И.Л. та ін., 2004). Напівкількісний аналіз активності СДГ у клітинах СПВ та в спеціалізованих клітинах ЛШ показав, що найнижчим є гістохімічний показник активності СДГ у тварин з експериментальним ЦД в стані кетоацидозу. Різке пригнічення активності СДГ відображає крайній ступінь метаболічних порушень та вказує на неоднорідність енергетичного забезпечення функціональної активності пейсмейкерних клітин.

Гістохімічні показники активності СДГ у клітинах СПВ та в спеціалізованих клітинах ЛШ тварин з експериментальним ЦД та розладами серцевого ритму і провідності становили (1,74 ± 0,04) ум.од. та (1,60 ± 0,04) ум.од. відповідно, та були достовірно нижчими (р<0,05) порівняно із аналогічними значеннями (1,92 ± 0,03) ум.од. та (1,81 ± 0,03) ум.од. у групі тварин з ЦД без серцевих аритмій. Зниження процесів енергоутворення, відображенням чого є пригнічення активності СДГ, зумовлює порушення електролітного балансу в специфічних кардіоміоцитах та зміну мембранних потенціалів, що може відігравати вагому роль у виникненні розладів ритму і провідності. Таке судження опосередковано підтверджується дослідженням (Ватаман В.М.,1978) у якому показано, що виникнення розладів серцевого ритму і провідності при гострому інфаркті міокарда, за умови відсутності некрозу волокон Пуркіньє, може бути обумовлене метаболічними порушеннями в елементах ПСС.

Гістохімічним дослідженням глікогену в пейсмейкерних клітинах СПВ та спеціалізованих кардіоцитах ЛШ у тварин з експериментальним ЦД найбільшу його кількість виявлено у тварин із важким експериментальним ЦД та за умов кетоацидозу. Збільшення кількості глікогену в скоротливих кардіоміоцитах при ЦД, по мірі збільшення тривалості захворювання, відзначено також і в інших дослідженнях (Богданова Т.І., Воскобойник Л.Г., 1997; Гончар І.В., 2005).

Аналіз результатів гістохімічного дослідження глікогену в пейсмейкерних клітинах СПВ та спеціалізованих кардіоцитах ЛШ у тварин з експериментальним ЦД за наявності серцевих аритмій показав збільшення вмісту цієї трофічної сполуки порівняно з контролем. Напівкількісні показники вмісту глікогену в спеціалізованих клітинах СПВ та клітинах Пуркіньє ЛШ у групі тварин з експери-ментальним ЦД та розладами серцевого ритму і провідності склали (2,67 ± 0,03) ум.од. та (2,78 ± 0,02) ум.од., відповідно. Ці значення були статистично достовірно вищими від аналогічних показників (2,46 ± 0,02) ум.од. та (2,54 ± 0,02) ум.од. у групі тварин з експериментальним ЦД, де не спостерігались розлади ритму і провідності. Нагромадження глікогену в клітинах ПСС при експериментальному ЦД свідчить про зниження його використання в процесах глікогенолізу і подаль-шого включення в гліколіз. Відомо, що енергетична ефективність гліколізу у вісімнадцять разів менша, ніж ефективність окислювального фосфорилювання (Александров А.А., 2003). Але АТФ, котра виробляється в процесі гліколізу є незамінимим джерелом енергії для мембранного транспорту кальцію. Відмічено, що зниження гліколізу веде до постійного вираженого надлишку кальцію всередині клітини. У свою чергу надлишок кальцію в клітині сприяє виникненню аритмій, а безпосереднє нагромадження глікогену може бути однією із причин порушення провідності (Гончар І.В., 2005).

Гістохімічне виявлення біогенних амінів у правому передсерді, в зоні локалізації СПВ, та у субендокардіальних відділах ЛШ тварин з експери-мен-тальним ЦД показало прогресивне зменшення щільності розміщення адренергічних волокон із наростанням ступеня важкості експериментального ЦД. Плані-мет-ричним дослідженням встановлено, що щільність адренергічних нервових волокон, у тварин з експериментальним ЦД за наявності серцевих аритмій, в зоні локалізації СПВ склала (4,75±0,22) ум.од., а в субендокардіальних відділах ЛШ (3,67±0,21) ум.од. Ці значення були достовірно (р<0,05) нижчими аналогічних показників (6,54±0,16) ум.од. та (5,32±0,17) ум.од. щурів з ЦД, але без розладів серцевого ритму і провідності. Разом із тим, у групі тварин з експериментальним ЦД та наявністю порушень серцевого ритму і провідності, як у правому передсерді так і у ЛШ, спостерігаються окремі ділянки більш інтенсивної специфічної люмінісценції катехоламінів. Тобто, зниження щільності розміщення адренергічних структур у міокарді поєднується із вогнищевим збільшенням кількості біогенних амінів. Це свідчить про неоднорідність адренергічної іннервації міокарда, веде до негомогенного викиду норадреналіну і є сприятливим фактором виникнення серцевих аритмій. Неоднорідність адренергічної іннервації міокарда, як причина розвитку серцевих аритмій, знайшла своє підтвердження у наукових літературних джерелах (Лоладзе Н.В. та ін., 2006).

При електронномікроскопічному дослідженні пейсмейкерних клітин СПВ та клітин Пуркіньє ЛШ тварин з експериментальним ЦД виявлено прогресування деструктивних змін у досліджуваних елементах ПСС із наростанням ступеня важ-кості захворювання. Крайній ступінь вираженості дистрофічних та деструк-тив-них змін з боку ультраструктур спеціалізованих кардіоміоцитів СПВ і волокон Пуркіньє відзначено при важкому алоксановому ЦД та за умов кетоацидозу.

Електронномікроскопічне дослідження спеціалізованих кардіоміоцитів СПВ тварин з експериментальним ЦД, у котрих мали місце передсердні аритмії виявило, що найбільш виражені зміни ультраструктурних компонентів спостерігались з боку апарату енергетичного забезпечення діяльності клітини. Основна маса мітохондрій у стані вираженого набряку, кількість крист у них зменшена, матрикс, як правило, вимитий, також спостерігається руйнування зовнішньої мембрани органел. Від-зна-чено значне розширення цистерн ендоплазматичної сітки, що зумовлює порушення функціонування іонних насосів та накопичення в цитозолі надлишку кальцію.

Зміни в роботі іонних насосів та внутрішньоклітинний надлишок кальцію у науковій літературі розцінюється як фактор ризику виникнення аритмій (Александров А.А., 2003; Аракелянц А.А., Горохова С.Г., 2004). В оточенні мітохон-д-рій спостерігаються значні скупчення гранул глікогену та ліпідних вклю-чень, що є відображенням порушення вуглеводного та ліпідного обміну. За даними літератури саме недоокислені жирні кислоти та продукти їх обміну є основними біохімічними медіаторами, які викликають злоякісні порушення ритму і розвиток раптової серцевої смерті (Korantzopoulos P. et al., 2007). Ядра пейсмейкерних клітин мали неправильну форму зі звивистою нуклеолемою та маргінацією хроматину. Містили доволі крупні ядерця, що свідчить про їх активне функціонування. З боку міофібрилярного апарату поблизу сарколеми відмічався вогнищевий лізис. Мали місце ознаки внутрішньоклітинного набряку, збільшення кількості секреторних гранул, а у частині спеціалізованих кардіоміоцитів виявлялись ліпофусцинові гранули. Саме наявність ліпофусцин-вмісних вакуолей дослідники вважають мор-фологічним маркером синдрому синусової тахікардії (Anderson R.H. et al., 2004).

При ультраструктурному дослідженні волокон Пуркіньє тварин з експери-ментальним ЦД за наявності шлуночкових розладів ритму та провідності звертає на себе увагу мозаїчність змін в окремих волокнах. Частина волокон практично