Влияние различных видов анестезии на параметры электрокардиограммы у крыс
Н.А. Лычева(1), канд. биол.наук, с.н.с., руководитель группы токсикологии, М.Н. Макарова(2), директор, В.Г. Макаров(1), доктор медицинских наук, профессор, зам. директора по науке, А.В. Рыбакова(2), канд. вет. наук, зам. директора по ветеринарии 1-Санкт-Петербургский институт фармации, 188663, Россия, Ленинградская обл., Всеволожский район, г.п. Кузьмоловский, ул. Заводская, дом 3, корп. 245; 2-НПО «Дом Фармации» 188663, Россия, Ленинградская обл., Всеволожский район, г.п. Кузьмоловский, ул. Заводская, дом 3, корп. 245 Е-mail: Natalia.lycheva@yandex.ru
Резюме
Электрокардиография (ЭКГ) – один из самых распространенных диагностических методов в медицине. Запись ЭКГ отражает электрическую активность сердца и позволяет получить важную информацию о функциональных и структурных характеристиках миокарда. ЭКГ у крыс используется в исследованиях состояния сердечно-сосудистой системы как в физиологических условиях, так и при моделировании различных патологических процессов. Техника записи ЭКГ проста, однако интерпретация параметров ЭКГ является сложной задачей. Это связано с относительно небольшим количеством экспериментальных исследований, а также значительной вариацией параметров ЭКГ между исследованиями. Необходимость подобных исследований обусловлена не только все большим ростом интереса к данным ЭКГ в экспериментальной физиологии, патофизиологии, доклинических исследованиях, но и быстрым развитием трансляционных исследований. Рассмотрены параметры ЭКГ у крыс, их нормальный диапазон, а также влияние типа анестезии на изменение параметров ЭКГ. Обзор ограничивается аутбредными крысами (крысы с непрослеживаемой родословной) и крысами линий Sprague Dawley и Wistar, так как эти животные чаще всего служат экспериментальными моделями для научных исследований. Исследование выполнено на 250 аутбредных крысах обоего пола. ЭКГ записывали на фоне наркотизации смесью тилетамина и золозепама. Проведенный анализ литературы демонстрирует отсутствие конкретных рекомендации по оценке ЭКГ у крыс и интерпретации полученных данных. Установлено отсутствие половых различий в параметрах ЭКГ у крыс. Определено влияние указанной анестетической смеси на вариабельность частоты сердечных сокращений. Длительность интервала PQ была сопоставима со значениями, полученными на фоне уретанового наркоза. В то же время отмечено значительное увеличение комплекса QRS. Также обращает на себя внимание увеличение значения интервала QTс, показанное нами впервые при использовании указанной смеси анестетиков.
Введение
Анализ электрокардиограммы (ЭКГ) у крыс используется в исследованиях состояния сердечно-сосудистой системы, в том числе при оценке кардиотоксичности, не только в физиологических условиях, но и при введении различных лекарственных средств, а также при моделировании различных заболеваний у животных. Техника записи ЭКГ проста, однако интерпретация параметров ЭКГ является сложной задачей. Как показал анализ литературных данных, существует множество дискуссионных аспектов в изучении ЭКГ крыс, так, например, нет информации о нормальной продолжительности зубца Р на ЭКГ. Спорным остается вопрос о частоте сердечных сокращений (ЧСС) [18, 19, 22] и критериях контрольных значений ЭКГ у крыс. Кроме того, отмечаются значительные межгрупповые различия в параметрах ЭКГ, что, по-видимому, обусловлено условиями эксперимента, возрастом, линией животных, типом используемой анестезии [16, 18, 19]. На базе АО «Дом Фармации» проведено сравнительное исследование по изучению параметров ЭКГ у аутбредных крыс. Нами рассмотрены параметры ЭКГ у крыс, их нормальный диапазон, а также влияние анестезии на изменение параметров ЭКГ. Обзор ограничивается аутбредными крысами, крысами линий Sprague Dawley и Wistar, так как эти животные чаще всего используются в доклинических исследованиях.
Материал и методы
В исследовании использовались 250 аутбредных крыс собственного разведения с подтвержденным статусом здоровья. Животные содержались в стандартных условиях вивария. Исследование выполнено в соответствии с принципами GLP и Европейской конвенцией по защите позвоночных животных (одобрено на заседании биоэтического комитета, заключения №БЭК 3.27/17).
В исследовании использовались самцы (n=125) и самки (n=125) аутбредных крыс, наркотизированные смесью тилетамина, золозепама и клисазина. Животных наркотизировали путем внутримышечного введения ксилазина в дозе 10–15 мг/кг для общего анальгетического эффекта, через 15 мин вводили смесь тилетамина и золозепама в дозе 50–80 мг/кг для развития общей анестезии. Запись параметров ЭКГ у животных проводили на ветеринарном электрокардиографе «Поли-Спектр 8В» в течение 10±3 мин.
Животное укладывали на столик и закрепляли на конечностях электроды (верхние конечности – на предплечьях, нижние конечности – на внутренней стороне бедра) согласно инструкции к прибору; при этом место крепления электродов смачивали солевым раствором.
По окончании исследования животные подвергались клиническому осмотру и возвращались в стоковую популяцию.
Результаты и обсуждение
В ходе исследования установлено, что параметры ЭКГ не зависели от пола животного (см. таблицу). Использование указанной анестетической смеси снижает вариабельность ЧСС по сравнению с данными телеметрии и другими средствами для наркоза. Длительность интервала PQ (PR) укладывается в описанные диапазоны значений и наиболее сопоставима со значениями, полученными на фоне уретанового наркоза [9, 14]. В то же время отмечено значительное увеличение комплекса QRS на фоне анестезии смесью тилетамина и золозепама. Также обращает на себя внимание увеличение значения интервала QTс, показанное нами впервые при введении указанной смеси анестетиков. Согласно анализу литературы, выявлено выраженное влияние анестезии на длительность интервалов и зубцов на ЭКГ. Данные литературы систематизированы (см. таблицу). Установлено, что ингаляционные анестетики могут иметь аритмогенный потенциал. Галотан, изофлуран и энфлуран блокируют Ca 2+ -каналы и обмен Na + / Ca 2+ в кардиомиоцитах [15]. Крысы, анестезированные уретаном, демонстрируют значительное увеличение ЧСС, в отличие от крыс, получавших пентобарбитал и тиопентал.
Было обнаружено, что пентобарбитал вызывает желудочковые аритмии [24]. Также установлено, что тиопентал обладает антиаритмической активностью [24]. Другой широко используемый анестетик кетамин, помимо его анти-NMDA-активности, взаимодействует с потенциал-зависимыми Са 2+ -каналами в кардиомиоцитах, существенно изменяя их электрическую активность [3]. В литературе не найдено данных об особенностях влияния эфира (он не рекомендован для анестезии).
Патофизиологические изменения, связанные с токсическим воздействием или болезнью, у грызунов и людей проявляются на ЭКГ аналогично.
Млекопитающие имеют широкий диапазон интервала RR в покое. Для взрослого человека период покоя RR колеблется от 0,6–1,0 с (ЧСС≈60–100 в минуту), тогда как для зрелых крыс RR-интервал составляет 0,118–0,251 с (ЧСС≈239–508) в зависимости от типа использованного анестетика [9]. Изменения ЭКГ (включая увеличение зубца P, увеличение интервала PR, удлинение или отклонение оси комплекса QRS, и изменения зубца T) с сопутствующей оценкой гистопатологии, имеют высокую прогностическую ценность для многих форм заболеваний сердца у крысы [4].
Зубец P. При записи ЭКГ зубец P отражает деполяризацию предсердий. Как у человека, так и у крыс физиологический синусовый ритм характеризуется положительным зубцом Р во II отведении, отрицательным зубцом Р в отведении aVR и наличием комплекса QRS после каждого зубца Р. Отсутствие зубца Р или его измененная форма регистрируется при аритмиях различного генеза, наиболее распространенными из которых являются фибрилляция предсердий. Как и у людей, фибрилляция предсердий у крыс характеризуется отсутствием зубца Р [17].
Интервал PQ (PR). Ввиду отсутствия зубца Q интервал PQ также называется интервалом PR и отражает распространение деполяризации от предсердий к желудочкам [18]. Анализ длины интервала PR имеет решающее значение для диагностики атриовентрикулярных блокад. Длительные интервалы PR могут свидетельствовать об атриовентрикулярной блокаде или нарушении проводимости сердца [4]. Интервал PR у крыс SD колеблется от 38 до 70 мс, у крыс Wistar – от 39 до 78 мс, продолжительность интервала варьирует в зависимости от типа анестезии.
Комплекс QRS. Продолжительность комплекса QRS показывает время деполяризации желудочков. Сужение комплекса QRS наблюдается в суправентрикулярных аритмиях, тогда как увеличение комплекса QRS отмечается при желудочковом ритме, а также нарушениях внутрижелудочковой проводимости, которые бывают при блокадах ветвей пучка Гиса, сердечной недостаточности и ишемии миокарда. Изменения комплекса QRS (удлинение или фракционирование) также наблюдаются у лиц с повышенным риском аритмии, а при раздвоении свидетельствуют о частичной блокировке проведения возбуждения [4]. Широкие QRS-комплексы были обнаружены после лечения крыс несколькими препаратами, например доксорубицином [12], дизопирамидом [13] и азитромицином [2]. Кроме того, патологический зубец Q (отличительная черта некроза миокарда при инфаркте миокарда человека), был продемонстрирован в нескольких моделях инфаркта миокарда и кардиомиопатиях на крысах [5]. Поскольку Q-волна обычно не обнаруживается у крыс, то на ЭКГ крысы оцениваются комплексы RS.
Сегмент ST. Сегмент ST представляет собой время деполяризации желудочков и определяется как время от конца комплекса QRS до начала волны T. Сегмент ST является изоэлектрическим и у людей длится от 80 до 120 мс. Оценка параметра имеет значение для диагностики ишемии и инфаркта миокарда. Для людей критерии существенных изменений сегмента ST подробно описаны [24]. Изменение сегмента ST также наблюдается при каналопатиях, например, при синдроме Бругада, внутрижелудочковых блокадах, нарушениях водно-электролитного баланса и других патологиях. Исследования на крысах показали значительные изменения сегмента ST при инфаркте миокарда [6] и ишемии миокарда [22]. Однако четкие критерии значительных изменений сегмента ST не установлены. Сообщалось, что у крыс линии SD, находящихся под легкой эфирной анестезией, продолжительность сегмента ST составляла 12,3–18,1 мс [12], тогда как у крыс Wistar, анестезированных эфиром, – 9,58–14,8 мс [8]. Однако значение длины сегмента ST для анализа ЭКГ не так важно. Во-первых, трудно обнаружить сегмент ST на ЭКГ крыс [11]. Во-вторых, на фоне увеличения сегмента ST всегда увеличивается интервал QT (RT). Поэтому удобнее анализировать 2 последних параметра, а не сегмент ST. Депрессия сегмента ST характерна для ишемии и гипоксии миокарда желудочков [9].
Зубец T. Зубец T отражает процесс реполяризации желудочков, является положительным в большинстве отведений, включая II отведение. У людей высокую амплитуду зубца Т можно обнаружить при гиперкалиемии, на ранних стадиях острого инфаркта миокарда и у пациентов с синдромом удлиненного QT. Уменьшение амплитуды зубца Т может наблюдаться при гипокалиемии, тогда как отрицательный зубец Т может свидетельствовать о инфаркте миокарда и тромбоэмболии легочной артерии. Сообщалось об инверсии зубца Т на ЭКГ крысы после инъекции изопротеренола и при инфаркте миокарда [11]. Гипокалиемия у крыс сопровождается удлинением и уменьшением амплитуды зубца T [1].
Интервал QT. У крыс этот параметр обычно измеряется от начала комплекса RS до конца зубца T из-за трудностей в обнаружении зубца Q. Интервал QT представляет собой время деполяризации и реполяризации кардиомиоцитов желудочков. Патологическая продолжительность этого параметра указывает на нарушения электрической активности сердца из-за кардиомиопатий различного происхождения или токсического воздействия экзогенных соединений. Так, интервал QT может быть удлинен при гипокалиемии, ишемии, инфаркте миокарда, каналопатии (синдром удлиненного QT). Наконец, несколько препаратов могут удлинять интервал QT приводя к желудочковой тахиаритмии, включая пируэтную тахиаритмию (torsades de pointes). Таким образом, удлинение интервала QT считается показателем кардиотоксичности лекарственного средства [20]. Интервал QT положительно коррелирует с массой левого желудочка у гипертензивных крыс, отражая фенотипические изменения сердца, связанные с механическим напряжением [3]. Показано, что у крыс, подвергавшихся воздействию различных концентраций известного кардиотоксического вещества доксорубицина учащается пульс, возникают аритмии и аномалии ЭКГ, включая удлинение QT и желудочковую тахикардию, с последующим развитием фибрилляции желудочков, что сопровождается развитием гемодинамических нарушений, формированием асцита, снижением температуры тела, снижением массы тела и, в конечном счете, смертью [11]. Интервал QT, когда он рассчитан с учетом ЧСС (скорректированный QT – QTc), позволяет оценивать аномалии в реполяризации желудочков, так как Q-волна зачастую отсутствует на ЭКГ крыс; зубец R используется как аналог для Q. Пространственно-временная неоднородность реполяризации применялась для выявления пациентов с риском сердечной смерти [13].
Заключение
Проведенный анализ литературы демонстрирует отсутствие конкретных рекомендации по оценке ЭКГ у крыс. Обращают на себя внимание существенные различия при оценке нормального диапазона значений ЭКГ крыс у разных исследователей. Изучение параметров ЭКГ у крыс остается актуальной и первостепенной задачей для исследователей различного уровня. Необходимость подобных исследований обусловлена ростом интереса к данным ЭКГ в экспериментальной физиологии, патофизиологии, доклинических исследованиях, в частности при оценке фармакологической безопасности. Ввиду сложности интерпретации параметров ЭКГ у экспериментальных животных проблематична и экстраполяция полученных результатов на человека. Это связано с относительно небольшим количеством экспериментальных исследований, а также значительной вариацией параметров ЭКГ у разных авторов, которые вероятно, использовали разные линии крыс и средства для наркоза.
Источник
Эффект Конкорда или синдром «невозвратных затрат»
Пример проявления эффекта Конкорда у легком варианте выглядит так:
Стелла пошла получать дополнительное образование. Дорого, конечно же. И не так уж чтобы в нем была сильная необходимость. Но, заветы Ильича «учиться, учиться и еще раз учиться» пришли на помощь драйверу «будь совершенной» и она выбрала программу и пошла.
Первый этап выглядел в целом неплохо, хотя несколько тревожных звонков случилась.
Ну там, корочки не легитимные, ездить не удобно, место организаторы сменили, еще что-то «по мелочи».
Преподаватели только что коньяк с бутербродами не потребляли вместо обучения. Опоздать на пару часов – пожалуйста, нарушить свои же требования – легче легкого. Наорать на взрослых людей – студентов, которые за свои же деньги и не малые пришли учиться – в порядке вещей. Знаний новых и полезных получить – вот с этим становилось все хуже и хуже.
Но Стелла продолжала платить деньги, тратить время и силы, чтобы «дотянуть» до финиша.
Через три года и несколько сотен тысяч рублей она получила «бумажку», сложила ее в шкафчик к еще десятку таких же и с облегчением выдохнула.
Думать о том, что три года времени, море сил и килотонны денег потрачены зря ей очень не хотелось.
Пример проявления эффекта Конкорда в среднем (по интенсивности) варианте выглядит так:
Глаша познакомилась с прекрасным мужчиной.
Через пару месяцев она поняла, что Петр женат.
Через 3 года начала подозревать, что разведется он не скоро.
Через 8 лет осознала, что у него в семье уже три сына растут, а она или срочно начнет что-то менять, или будет доживать свой век одна.
Через двенадцать лет жена выгнала Петра « в чем был» и он пришел жить к Глаше.
Еще несколько лет она помогала ему вставать на ноги, воспитывала его детей, а потом он женился на молоденькой соседке, как раз и алименты платить закончил, и квартирку в ипотеку взял…
Больше всего на свете Глаша боялась реально оценить на что она потратила свою жизнь и не понимала, что ей делать теперь.
Пример проявления эффекта Конкорда в тяжелом (по интенсивности) варианте выглядит так:
Светлана вышла замуж за Кирилла. Правда, он был известным хулиганом и гуленой. Но красавец, спортсмен, а уж как пел под гитару…
Не приходить пару раз в неделю домой ночевать – такие «мелкие» звоночки Света игнорировала.
Он был Красавец! Мечта! Оживший Принц!
Какие цветы дарил!
Как умел о любви сказать!
Поэтому, все нудные «учителя жизни» были исключены из Светкиной реальности. Зачем слушать их «наговоры»?
Несколько кредитов на любимую. Первая беременность. Загулы и запои…
Что нужно бежать от «красавца» понятно было всем, но Светлана решила, что ребенок поможет ему образумиться.
Ах, как он мог проникновенно сказать « я хочу от тебя дочь! Красивую как ты…»
Рождение дочки. Вранье родне. Кредиты, долги и три работы.
Ревность. Первые побои…
Второй ребенок и материнский капитал показались Свете правильным решением.
Куда же она делась бы от него, с ребенком и кредитами? Правда? А так – глядишь, и остепенится.
Дети прячутся по соседям от пьяного «отца». Она лежит на сохранении с третьей беременностью. Заодно и сломанные ребра залечивает. Да и кормят в больничке хорошо. Опять же, безопасно…
А он уезжает в другой город, женится второй раз, кодируется и становится «другим человеком».
Ей остаются – огромные долги, трое детей, страх и искалеченное и иссушенное тело.
И необходимость как-то со всем этим жить дальше.
Эффект Конкорда или синдром «невозвратных затрат» — это про тягу нашей психики «завершать гештальты», «сохранять ценное» (вплоть до отрицания реальности) и желание верить в сказку, надеяться, что Добро побеждает Зло – само собой и нахаляву, а не через работу ума и сердца.
Чтобы признать, что проект убыточен, нужно:
А. списать огромные ресурсы в невосполнимые, невозвратные расходы.
Признать, что несколько миллиардов (как в случае с Конкордом) или несколько лет жизни, как в примерах, потрачены ЗРЯ.
Да, из этого можно извлекать опыт, находить какие-то ценности и смыслы, но в целом – это чистые убытки.
Б. нужно признать, что Я – Вася, ошибся. То есть, получается, что – чайник или там дурак. Глупый человек.
Хороший такой удар по самооценке.
В. Отказаться от иллюзий и надежды на чудо
Алкоголик, который берет кредиты на беременную жену, бьет ребенка и теряет очередную работу из-за драки с начальником вот никак завтра не превратится в ответственного, заботливого и адекватного главу семьи.
Даже если ему родить ЕЩЕ детей и взять ЕЩЕ кредитов.
Если мужчина действительно хочет новую семью, он СНАЧАЛА завершит прежние отношения, а затем уже будет создавать новые.
«ты только потерпи, сейчас Максимку в первый класс отправим, понимаешь же какое это важное для ребенка время, ты же знаешь, мы с ней давно не спим.» и «ой, тут такое дело.. моя снова забеременела, а доктора говорят, что ей по здоровью рожать нужно, ты подожди еще немного…» — это точно про то, что любовница – НЕ любимая женщина.
С теми, кого любят и уважают – так не обращаются.
Для кого-то труднее признать «я ошибся, я балбес». Кому-то Жадность не позволяет списать на «убытки» затраченные ресурсы. А кто-то настолько сильно мечтает о Сказке, о Чуде и волшебстве, что напрочь отрицает реальность.
В психологическом эффекте Конкорда проявляются все три компонента:
— жалко потраченные безвозвратно ресурсы,
— страшно и стыдно признать свою наивность, признать ошибку,
— очень хочется верить в Чудо, в Сбычу Мечт, ведь Надежда говорит «есть же ВЕРОЯТНОСТЬ, что все получится! Все будет замечательно!»
И тогда человек тратит еще и еще ресурсов, до тех пор, пока не случится катастрофа.
Немножко про Конкорд (очень-очень кратенько).
Франция и Англия начали разрабатывать сверхзвуковой пассажирский самолет. Конкорд.
Потратили несколько миллиардов на проект.
И вот в этой точке поняли, что он будет УБЫТОЧЕН.
Дорогое топливо, громкий звук, очень сложное обслуживание и обучение персонала. Срок окупаемости самолета в половину дольше, чем срок его эксплуатации.
И тогда они добавили ЕЩЕ денег и продолжили разработки.
В СССР ТУ144 разрабатывали, скорость была сопоставима, а дальность полета для начала в два раза меньше чем у Конкорда.
На выставке советский самолет разбился, несколько человек погибли.
Конкорд доделали, запустили в эксплуатацию.
С коммерческой точки зрения он был убыточен. Авиакомпании не стали покупать, и государства дали дотации. Часть Конкордов была продана за 1 у.е. с условием – чтобы эксплуатировали.
ТУ144 тоже доделали, и он немного даже полетал.
Затем, его собрат – для более дальних перелетов загорелся при испытаниях. Несколько человек погибли.
Пассажирское использование остановили.
Конкорд летал некоторое время. А потом погиб целый самолет, больше сотни людей.
И остальные машины сняли с эксплуатации.
Потому что это был УБЫТОЧНЫЙ проект, очень дорогой в обслуживании, со множеством нюансов.
С одной стороны – он мог лететь в 2-3 раза быстрее обычного самолета.
С другой стороны – в разы дороже, в разы сложнее в обслуживании, выше гораздо требования к технической части, и к аэропортам и персоналу, гораздо громче звук…
И катастрофа была достаточным поводом, чтобы закрыть убыточный проект.
Те, кто испытывал психологический «эффект Конкорда» на себе, знают эту особенность:
Когда невозможно прекратить те отношения, что явно прекратить нужно, они провоцируют катастрофу (ссору, скандал), ищут что-то, что можно расценить как неприемлемое, и под это дело завершить отношения.
Катастрофа, как бы ужасно это не звучало, позволяет «сохранить лицо», становится «дороже» чем затраченные ресурсы.
То есть, «а вот когда он поднял руку на ребенка, вот тогда я уже точно поняла, надо уходить» или «когда я узнала, что кроме меня и жены, у него еще одна любимая девушка появилась, я решила – хватит».
Для мужчины эффект Конкорда работает аналогично. Он тянет две семьи, не получая счастья и любви ни в одной из них.
До тех пор, пока не случается что-то вроде инсульта, после чего его оставляют и жена, и любовница.
Или работает и работает и работает на фирму, в которой ему не принадлежит ничего.
Затем, когда его ресурсы полностью исчерпаны, его выкидывают и он с шоком, болью и гневом узнает, что результаты его трудов присвоены другими людьми.
Осознавая проявления эффекта Конкорда, каждый из его компонентов, можно дать себе возможность пойти другим путем.
Хотя признавать свои ошибки очень трудно и неприятно.
Источник