Том 27 № 4 (2023)
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИ

Влияние стимуляции спинного мозга на хроническую модель фибрилляции предсердий в эксперименте на мини-свиньях

В.В. Шабанов
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр имени академика Е.Н. Мешалкина» Министерства здравоохранения Российской Федерации, Новосибирск
А.Г. Филиппенко
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр имени академика Е.Н. Мешалкина» Министерства здравоохранения Российской Федерации, Новосибирск
Bio
В.В. Белобородов
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр имени академика Е.Н. Мешалкина» Министерства здравоохранения Российской Федерации, Новосибирск
Т.У. Халхожаев
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр имени академика Е.Н. Мешалкина» Министерства здравоохранения Российской Федерации, Новосибирск
В.И. Муртазин
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр имени академика Е.Н. Мешалкина» Министерства здравоохранения Российской Федерации, Новосибирск
Дизайн исследования

Опубликован 26.12.2023

Ключевые слова

  • модель хронической фибрилляции предсердий у животных,
  • нарушение ритма сердца,
  • спинальная стимуляция,
  • эксперимент на животных

Как цитировать

Шабанов, В., Филиппенко, А., Белобородов, В., Халхожаев, Т., & Муртазин, В. (2023). Влияние стимуляции спинного мозга на хроническую модель фибрилляции предсердий в эксперименте на мини-свиньях. Патология кровообращения и кардиохирургия, 27(4), 43–51. https://doi.org/10.21688/1681-3472-2023-4-43-51

Аннотация

Актуальность. Несмотря на стремительное развитие интервенционных методов лечения фибрилляции предсердий, эффективность катетерных технологий остается невысокой, особенно у пациентов с персистирующей и длительно персистирующей формами. Это заставляет ученых продолжать поиски новых методов лечения. Проблема экспериментальных исследований влияния спинальной стимуляции на фибрилляцию предсердий главным образом обусловлена отсутствием оптимальных алгоритмов стимуляции спинного мозга в эксперименте у животных с хронической моделью патологии. Это определяет актуальность разработки таких алгоритмов в эксперименте.
Цель. Оценить влияние спинальной стимуляции на хроническую модель фибрилляции предсердий у мини-свиней породы минисибс.
Методы. Выполнили 6 (100 %) имплантаций электродов и электрокардиостимуляторов для создания модели хронической фибрилляции предсердий, а также электродов для стимуляции спинного мозга. С помощью электродов осуществляли стимуляцию предсердий, создавая хроническую модель фибрилляции предсердий. Параллельно выполняли стимуляцию спинного мозга через имплантированный в спинномозговой канал электрод. В ходе эксперимента проводили электрофизиологическое исследование при помощи имплантированного электрокардиостимулятора и оценивали индуцируемость фибрилляции предсердий до и после спинальной стимуляции при различных ее алгоритмах.
Результаты. Осложнений, связанных с оперативным вмешательством или стимуляцией предсердий и спинного мозга, не выявили. Стимуляция спинного мозга продемонстрировала значимые изменения средней частоты сердечных сокращений, точки Венкебаха и эффективного рефрактерного периода. При сравнении алгоритмов спинальной стимуляции между собой алгоритм 1 значимо снижал индуцибельность фибрилляции предсердий.
Заключение. Стимуляция спинного мозга оказывает моделирующее влияние на автономную нервную систему, значимо меняя базовую частоту сердечных сокращений, точку Венкебаха и эффективный рефрактерный период. Индуцибельность фибрилляции предсердий снижается при изменении алгоритма спинальной стимуляции.

Поступила в редакцию 15 сентября 2023 г. Исправлена 30 октября 2023 г. Принята к печати 31 октября 2023 г.

Финансирование
Исследование выполнено при финансовой поддержке гранта Российского научного фонда, проект № 22-25-00672.

Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Вклад авторов
Концепция и дизайн работы: А.Г. Филиппенко, В.В. Шабанов, В.И. Муртазин
Сбор и анализ данных: А.Г. Филиппенко, Т.У. Халхожаев, В.В. Белобородов
Статистическая обработка данных: А.Г. Филиппенко, В.В. Шабанов
Написание статьи: А.Г. Филиппенко, В.В. Белобородов
Исправление статьи: В.В. Шабанов
Утверждение окончательного варианта статьи: все авторы

Библиографические ссылки

  1. Chugh S.S., Havmoeller R., Narayanan K., Singh D., Rienstra M., Benjamin E.J., Gillum R.F., Kim Y.-H., McAnulty J.H. Jr, Zheng Zh.-J., Forouzanfar M.H., Naghavi M., Mensah G.A., Ezzati M., Murray C.J.L. Worldwide epidemiology of atrial fibrillation: a Global Burden of Disease 2010 Study. Circulation. 2014;129(8):837-847. PMID: 24345399; PMCID: PMC4151302. https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.113.005119
  2. Madhavan M., Hu T.Y., Gersh B.J., Roger V.L., Killian J., Weston S.A., Graff-Radford J., Asirvatham S.J., Chamberlain A.M. Efficacy of warfarin anticoagulation and incident dementia in a community-based cohort of atrial fibrillation. Mayo Clin Proc. 2018;93(2):145-154. PMID: 29329798; PMCID: PMC5814135. https://doi.org/10.1016/j.mayocp.2017.09.021
  3. Staerk L., Sherer J.A., Ko D., Benjamin E.J., Helm R.H. Atrial fibrillation: epidemiology, pathophysiology, and clinical outcomes. Circ Res. 2017;120(9):1501-1517. PMID: 28450367; PMCID: PMC5500874. https://doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.117.309732
  4. Krijthe B.P., Kunst A., Benjamin E.J., Lip G.Y.H., Franco O.H., Hofman A., Witteman J.C.M., Stricker B.H., Heeringa J. Projections on the number of individuals with atrial fibrillation in the European Union, from 2000 to 2060. Eur Heart J. 2013;34(35):2746-2751. PMID: 23900699; PMCID: PMC3858024. https://doi.org/10.1093/eurheartj/eht280
  5. Patel N.J., Deshmukh A., Pant S., Singh V., Patel N., Arora Sh., Shah N., Chothani A., Savani G.T., Mehta K., Parikh V., Rathod A., Badheka A.O., Lafferty J., Kowalski M., Mehta J.L., Mitrani R.D., Viles-Gonzalez J.F., Paydak H. Contemporary trends of hospitalization for atrial fibrillation in the United States, 2000 through 2010: implications for healthcare planning. Circulation. 2014;129(23):2371-2379. PMID: 24842943. https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.114.008201
  6. Serdechnaya E., Tatarsky B., Urieva S. Epidemiology. Atrial fibrillation in the Russian north. 25 years follow up. Europace Supplements. 2007;9(Suppl 3):iii22.
  7. Филатов А.Г., Тарашвили Э.Г. Эпидемиология и социальная значимость фибрилляции предсердий. Анналы аритмологии. 2012;9(2):5-13. Filatov A.G., Tarashvili E.G. Epidemiology and social significance of atrial fibrillation. Annaly arrhythmologii = Annals of Arrhythmology. 2012;9(2):5-13. (In Russ.)
  8. Olshansky B., Rosenfeld L.E., Warner A.L., Solomon A.J., O'Neill G., Sharma A., Platia E., Feld G.K., Akiyama T., Brodsky M.A., Greene H.L. The Atrial Fibrillation Follow-up Investigation of Rhythm Management (AFFIRM) study: approaches to control rate in atrial fibrillation. J Am Coll Cardiol. 2004;43(7):1201-1208. PMID: 15063430. https://doi.org/10.1016/j.jacc.2003.11.032
  9. Ganesan A.N., Shipp N.J., Brooks A.G., Kuklik P., Lau D.H., Lim H.S., Sullivan T., Roberts-Thomson K.C., Sanders P. Long‐term outcomes of catheter ablation of atrial fibrillation: a systematic review and meta‐analysis. J Am Heart Assoc. 2013;2(2):e004549. PMID: 23537812; PMCID: PMC3647286. https://doi.org/10.1161/JAHA.112.004549
  10. Packer D.L., Mark D.B., Robb R.A., Monahan K.H., Bahnson T.D., Moretz K., Poole J.E., Mascette A., Rosenberg Y., Jeffries N., Al-Khalidi H.R., Lee K.L.; CABANA Investigators. Catheter Ablation versus Antiarrhythmic Drug Therapy for Atrial Fibrillation (CABANA) trial: study rationale and design. Am Heart J. 2018;199:192-199. PMID: 29754661; PMCID: PMC6517320. https://doi.org/10.1016/j.ahj.2018.02.015
  11. Hindricks G., Potpara T., Dagres N., Arbelo E., Bax J.J., Blomström-Lundqvist C., Boriani G., Castella M., Dan G.-A., Dilaveris P.E., Fauchier L., Filippatos G., Kalman J.M., La Meir M., Lane D.A., Lebeau J.-P., Lettino M., Lip G.Y.H., Pinto F.J., Thomas G.N., Valgimigli M., Van Gelder I.C., Van Putte B.P., Watkins C.L., ESC Scientific Document Group. 2020 ESC Guidelines for the diagnosis and management of atrial fibrillation developed in collaboration with the European Association for Cardio-Thoracic Surgery (EACTS): The Task Force for the diagnosis and management of atrial fibrillation of the European Society of Cardiology (ESC) Developed with the special contribution of the European Heart Rhythm Association (EHRA) of the ESC. Eur Heart J. 2021;42(5):373-498. Erratum in: Eur Heart J. 2021;42(5):507; Eur Heart J. 2021;42(40):4194. PMID: 32860505. https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehaa612
  12. Аракелян М.Г., Бокерия Л.А., Васильева Е.Ю., Голицын С.П., Голухова Е.З., Горев М.В., Давтян К.В., Драпкина О.М., Кропачева Е.С., Кучинская Е.А., Лайович Л.Ю., Миронов Н.Ю., Мишина И.Е., Панченко Е.П., Ревишвили А.Ш., Рзаев Ф.Г., Татарский Б.А., Уцумуева М.Д., Шахматова О.О., Шлевков Н.Б., Шпектор А.В., Андреев Д.А., Артюхина Е.А., Барбараш О.Л., Галявич А.С., Дупляков Д.В., Зенин С.А., Лебедев Д.С., Михайлов Е.Н., Новикова Н.А., Попов С.В., Филатов А.Г., Шляхто Е.В., Шубик Ю.В. Фибрилляция и трепетание предсердий. Клинические рекомендации 2020. Российский кардиологический журнал. 2021;26(7):4594. https://doi.org/10.15829/1560-4071-2021-4594 Arakelyan M.G., Bockeria L.A., Vasilyeva E.Yu., Golitsyn S.P., Golukhova E.Z., Gorev M.V., Davtyan K.V., Drapkina O.M., Kropacheva E.S., Kuchinskaya E.A., Layovich L.Yu., Miro­nov N.Yu., Mishina I.E., Panchenko E.P., Revishvili A.Sh., Rzaev F.G., Tatarsky B.A., Utsumueva M.D., Shakhmatova O.O., Shlevkov N.B., Shpektor A.V., Andreev D.A., Artyukhina E.A., Barbarash O.L., Galyavich A.S., Duplyakov D.V., Zenin S.A., Lebedev D.S., Mikhailov E.N., Novikova N.A., Popov S.V., Filatov A.G., Shlyakhto E.V., Shubik Yu.V. 2020 Clinical guidelines for Atrial fibrillation and atrial flutter. Rossiiskii kardiologicheskiyj jurnal = Russian Journal of Cardiology. 2021;26(7):4594. (In Russ.) https://doi.org/10.15829/1560-4071-2021-4594
  13. Hanna P., Buch E., Stavrakis S., Meyer C., Tompkins J.D., Ardell J.L., Shivkumar K. Neuroscientific therapies for atrial fibrillation. Cardiovasc Res. 2021;117(7):1732-1745. PMID: 33989382; PMCID: PMC8208752. https://doi.org/10.1093/cvr/cvab172
  14. Katritsis D.G., Pokushalov E., Romanov A., Giazitzoglou E., Siontis G.C.M., Po S.S., Camm A.J., Ioannidis J.P.A. Autonomic denervation added to pulmonary vein isolation for paroxysmal atrial fibrillation: a randomized clinical trial. J Am Coll Cardiol. 2013;62(24):2318-2325. PMID: 23973694. https://doi.org/10.1016/j.jacc.2013.06.053
  15. Driessen A.H.G., Berger W.R., Krul S.P.J., van den Berg N.W.E., Neefs J., Piersma F.R., Chan Pin Yin D.R.P.P., de Jong J.S.S.G., van Boven W.P., de Groot J.R. Ganglion Plexus Ablation in Advanced Atrial Fibrillation: The AFACT Study. J Am Coll Cardiol. 2016;68(11):1155-1165. PMID: 27609676. https://doi.org/10.1016/j.jacc.2016.06.036
  16. Yu L., Huang B., He W., Wang S., Liao K., Zhou X., He B., Lu Z., Jiang H. Spinal cord stimulation suppresses focal rapid firing-induced atrial fibrillation by inhibiting atrial ganglionated plexus activity. J Cardiovasc Pharmacol. 2014;64(6):554-559. PMID: 25165998. https://doi.org/10.1097/FJC.0000000000000154
  17. Лосик Д.В., Белобородов В.В., Фишер Е.В., Муртазин В.И., Филиппенко А.Г., Михеенко И.Л., Шабанов В.В., Романов А.Б. Новая эндокардиальная би-электродная стимуляция правого предсердия у мини-свиней для создания модели фибрилляции предсердий. Патология кровообращения и кардиохирургия. 2023;27(1):47-53. https://dx.doi.org/10.21688/1681-3472-2023-1-47-53 Losik D.V., Beloborodov V.V., Fisher E.V., Murtazin V.I., Filippenko A.G., Mikheenko I.L., Shabanov V.V., Romanov A.B. New atrial fibrillation model with endocardial approach by CRT bi-electrode atrial pacing in mini-pigs. Patologiya krovo­obrashcheniya i kardiokhirurgiya = Circulation Pathology and Cardiac Surgery. 2023;27(1):47-53. (In Russ.) https://dx.doi.org/10.21688/1681-3472-2023-1-47-53
  18. Chen J., Wasmund S.L., Hamdan M.H. Back to the future: the role of the autonomic nervous system in atrial fibrillation. Pacing Clin Electrophysiol. 2006;29(4):413-421. PMID: 16650271. https://doi.org/10.1111/j.1540-8159.2006.00362.x
  19. Augustinsson L.E., Carlsson C.A., Holm J., Jivegård L. Epidural electrical stimulation in severe limb ischemia. Pain relief, increased blood flow, and a possible limb-saving effect. Ann Surg. 1985;202(1):104-110. PMID: 3874610; PMCID: PMC1250845. https://doi.org/10.1097/00000658-198507000-00017
  20. Jacobs M.J., Jörning P.J., Beckers R.C., Ubbink D.T., van Kleef M., Slaaf D.W., Reneman R.S. Foot salvage and improvement of microvascular blood flow as a result of epidural spinal cord electrical stimulation. J Vasc Surg. 1990;12(3):354-360. PMID: 2398593.
  21. DeJongste M.J. Spinal cord stimulation for ischemic heart disease. Neurol Res. 2000;22(3):293-298. PMID: 10769823. https://doi.org/10.1080/01616412.2000.11740673
  22. Fanciullo G.J., Robb J.F., Rose R.J., Sanders J.H. Jr. Spinal cord stimulation for intractable angina pectoris. Anesth Analg. 1999;89(2):305-306. PMID: 10439736. https://doi.org/10.1097/00000539-199908000-00009
  23. Jessurun G.A., DeJongste M.J., Hautvast R.W., Tio R.A., Brouwer J., van Lelieveld S., Crijns H.J. Clinical follow-up after cessation of chronic electrical neuromodulation in patients with severe coronary artery disease: a prospective randomized controlled study on putative involvement of sympathetic activity. Pacing Clin Electrophysiol. 1999;22(10):1432-1439. PMID: 10588144. https://doi.org/10.1111/j.1540-8159.1999.tb00346.x
  24. Bernstein S.A., Wong B., Vasquez C., Rosenberg S.P., Rooke R., Kuznekoff L.M., Lader J.M., Mahoney V.M., Budylin T., Älvstrand M., Rakowski-Anderson T., Bharmi R., Shah R., Fow­ler S., Holmes D., Farazi T.G., Chinitz L.A., Morley G.E. Spinal cord stimulation protects against atrial fibrillation induced by tachypacing. Heart Rhythm. 2012;9(9):1426-1433.e3. PMID: 22554859; PMCID: PMC3634125. https://doi.org/10.1016/j.hrthm.2012.04.038
  25. Olgin J.E., Takahashi T., Wilson E., Vereckei A., Steinberg H., Zipes D.P. Effects of thoracic spinal cord stimulation on cardiac autonomic regulation of the sinus and atrioventricular nodes. J Cardiovasc Electrophysiol. 2002;13(5):475-481. PMID: 12030530. https://doi.org/10.1046/j.1540-8167.2002.00475.x
  26. Cardinal R., Pagé P., Vermeulen M., Bouchard C., Ardell J.L., Foreman R.D., Armour J.A. Spinal cord stimulation suppresses bradycardias and atrial tachyarrhythmias induced by mediastinal nerve stimulation in dogs. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2006;291(5):R1369-R1375. PMID: 16778070. https://doi.org/10.1152/ajpregu.00056.2006