Гипокалиемия - аритмии сердца (1)
Значение повышенной концентрации калия при ишемии миокарда
Результаты экспериментов на животных позволяют предположить, что внезапная смерть после инфаркта миокарда может быть связана с фибрилляцией желудочков, вызванной освобождением калия из ишемического миокарда [34]. Harris показал, что начало аритмии у собак с окклюзией коронарной артерии совпадает с повышением концентрации калия в коронарной вене, отводящей кровь из зоны инфаркта [34]. У человека потеря калия при ишемии миокарда может быть вызвана учащением сердечного ритма. Механизм такой потери остается не до конца ясным. При исследовании сердца кролика Shine и соавт, показали, что потерю калия в первые 30—40 мин тотальной ишемии нельзя объяснить ослаблением натриево-калиевой АТФазной активности («насос») [35]. Следовательно, наиболее вероятной причиной транзиторного ишемического повреждения и потери калия является повышенная проницаемость клеточной мембраны [36].
Рис. 4.6. Изменения внеклеточной активности К+ в субэндокарде (Эндо) и субэпикарде (Эпи), зарегистрированные в центре ишемической зоны с помощью двух калиевых электродов, соединенных вместе таким образом, что расстояние между их кончиками составляет 8 мм. НЗ — нормальная зона- ФЖ — фибрилляция желудочков [37].
Использование недавно разработанного К+-чувствительного электрода позволило нескольким группам исследователей в США [37] и других странах [38] прямо зарегистрировать изменения концентрации калия в интерстициальной жидкости в зоне острой ишемии миокарда. Эти исследования продемонстрировали тесную корреляцию между повышением внеклеточной концентрации калия и развитием тока повреждения, уменьшением рефрактерного периода, замедлением проведения, фибрилляцией желудочков (рис. 4.6) и угнетением сократимости сразу после коронарной окклюзии у собак и свиней [37, 38]. Эти наблюдения определенно подтверждают «калиевую теорию» аритмии при. острой ишемии миокарда, однако- они не исключают возможной роли дополнительных факторов.
Эффекты, обусловленные нестабильностью состояния при быстрых изменениях концентрации калия
Быстрое изменение внеклеточной концентрации калия может вызвать электрофизиологические эффекты, отличающиеся от наблюдаемых при соответствующей [K^^lo в стабильных условиях. Примером такого феномена может служить «парадоксальный» эффект Zwaardemaker-Libbrecht, который состоит в транзиторной остановке пейсмекерных волокон, сокращении длительности потенциала действия и гиперполяризации после изменения внеклеточной концентрации калия от низкой до нормальной или высокой. Это явление, изучавшееся на перфузируемом сердце кролика [18, 20], изолированных волокнах Пуркинье [6, 39] и наркотизированных собаках с дефицитом калия, связывают с резким повышением проницаемости мембраны для калия и ростом активности Na+-насоса [6, 39]. Клиническое значение данного эффекта, по-видимому, ограничивается случайными эпизодами брадикардии или АВ-блока, наблюдаемыми при быстром введении калия больным с тяжелой гипокалиемией и дефицитом калия [11].
Другим примером «парадоксального» эффекта калия в нестабильных условиях является уменьшение длительности комплекса QRS, наблюдаемое при быстром введении калия собакам [31], а также отрицательное инотропное действие калия, зависящее в большей степени от скорости его введения, чем от абсолютной величины его внеклеточной концентрации [10].
Гипокалиемия
Электрофизиологические механизмы
Мембранный потенциал покоя, или максимальный диастолический потенциал` сердечных волокон, возрастает (т. е. становится более отрицательным) при снижении внеклеточной концентрации калия. Однако рост потенциалов (т. е. гиперполяризация) можно было бы ожидать на основании расчетов с использованием уравнения Нернста для мембраны, свободно проницаемой для ионов калия. Гиперполяризация обнаруживается в сердечных волокнах всех типов, но ее длительность в клетках рабочего миокарда и пейсмекерных волокнах (например, в волокнах Пуркинье) различна [6, 40]. В непейсмекерных волокнах перфузия раствором с низким содержанием калия (0,54 мМ/л) вызывает продолжительную гиперполяризацию- в волокнах же Пуркинье гиперполяризация кратковременна, транзиторна и быстро сменяется нарастающей деполяризацией, обусловленной значительным ускорением диастолической деполяризации. Затем появляется спонтанная автоматическая активность, при которой МДП становится все менее отрицательным, пока, наконец, волокно не утратит свою возбудимость.
Реполяризация. С понижением [К+]0 реполяризация замедляется и длительность потенциала действия (ПД) возрастает [18]. Последний эффект сопровождается постепенным увеличением наклона фазы 2 и уменьшением наклона фазы 3, что приводит к появлению длинного «хвоста» потенциала действия. Наблюдается не только замедление наклона фазы реполяризации, но и изменение его формы — от выпуклой к вогнутой. При более продолжительной реполяризации увеличивается интервал времени, в течение которого разница между диастолическим и пороговым потенциалами уменьшается. Это означает, что период повышенной возбудимости увеличивается и возникновение эктопических возбуждений облегчается [18, 19]. При гипокалиемии «хвост» ПД в проводящей системе удлиняется больше, чем в желудочках, так что период неполной реполяризации в волокнах Пуркинье продолжительнее, чем в волокнах желудочков.
Диастолическая деполяризация. Гипокалиемия ускоряет диастолическую деполяризацию в волокнах Пуркинье [6, 24, 40] и, следовательно, способствует проявлению автоматической активности в молчащих волокнах (Пуркинье). Если такие волокна деполяризуются при величине мембранного потенциала, менее отрицательной, чем максимальный диастолический потенциал, скорость нарастания потенциала действия и скорость проведения снижаются. Повышенный автоматизм волокон Пуркинье может обусловить возникновение эктопических желудочковых комплексов и ритмов. Автоматическая активность может появиться даже в миокардиальных (непейсмекерных) волокнах, если реполяризация в них замедляется и пороговый потенциал достигается прежде, чем завершается реполяризация [19]. Такой тип автоматизма может запускаться повторяющейся стимуляцией [41].
Другие эффекты. Gettes и Surawicz показали, что гипокалиемия увеличивает разницу в длительности ПД волокон Пуркинье и волокон желудочков [6]. Сначала увеличение длительности ПД сопровождается более продолжительной рефрактерностью [6], однако последующее сокращение фазы 2 и замедление фазы 3 реполяризации позволяют волокну достигнуть порогового потенциала раньше, чем при нормальной концентрации калия, в результате чего рефрактерный период уменьшается. Клинические наблюдения также свидетельствуют о том, что гипокалиемия сокращает эффективный рефрактерный период, так как предсердные и желудочковые преждевременные комплексы у больных с гипокалиемией часто появляются после короткого интервала сцепления (рис. 4.7).
Проведение при гипокалиемии нередко замедляется вследствие того, что деполяризация начинается в не полностью реполяризованных волокнах, а также, вероятно, в результате увеличения разности между мембранным потенциалом покоя и пороговым потенциалом [19].
ЭКГ-изменения
Понимание электрокардиографических изменений, обусловленных гипокалиемией, облегчается при их сравнении с соответствующими изменениями потенциала действия кардиомиоцитов желудочков, как показано на рис. 4.8. Видно, что постепенное изменение реполяризации отражается на ЭКГ в виде прогрессирующего угнетения сегмента ST, уменьшения амплитуды T-волны и увеличения амплитуды U-волны в стандартном грудном отведении и отведениях от конечностей. До тех пор пока T-волна и U-волна разделены впадиной, длительность интервала Q—Т не меняется. На более поздней стадии гипокалиемии Г-волна и U-волна сливаются, поэтому точное измерение интервала Q—Т невозможно [11]. Поскольку гипокалиемия не влияет на продолжительность механической систолы, ее ЭКГ-проявления удобнее всего описать как постепенное смещение основной волны реполяризации от систолы к диастоле. На рис. 4.8, А амплитуда волны реполяризации, наблюдаемой во время систолы (T-волна), заметно выше аналогичной амплитуды во время диастолы (U-волна). На рис. 4,8, Б обе волны имеют одинаковую амплитуду, тогда как на фрагментах В и T амплитуда волны реполяризации, регистрируемой во время диастолы, превышает таковую во время систолы. Последние два типа ЭКГ-признаков гипокалиемии наиболее часто наблюдаются при плазматической концентрации калия ниже 2,7 мэкв/л [11, 42].
Рис. 4.7. Электрокардиограммы больной 65 лет, страдающей хроническим пиелонефритом и рвотой, до и после лечения солями калия. На ЭКГ от 13.07.66 типичные признаки гипокалиемии и короткий интервал сцепления эктопического экстравозбуждения в отведениях aVF и V1. Концентрация калия в плазме крови (К) указана в мэкв/л [II].
Видео: Я - интернет задрот / Мерцательная аритмия сердца
При значительной гипокалиемии амплитуда и длительность комплекса QRS увеличиваются. Комплекс QRS однородно расширяется, однако у взрослых это расширение редко превышает 0,02 с. У детей расширение QRS может быть более выраженным. Большая длительность QRS является результатом его расширения без изменения формы- это свидетельствует о том, что его появление вызвано замедлением внутрижелудочкового проведения без изменения последовательности деполяризации. Как отмечалось ранее, замедление внутрижелудочкового проведения при гипокалиемии может быть обусловлено гиперполяризацией миокарда желудочков или замедленным распространением импульсов в не полностью реполяризованных волокнах Пуркинье или миокардиальных волокнах желудочков.
Амплитуда и длительность Р-волны при гипокалиемии обычно повышены, а интервал Р—R часто слегка или умеренно увеличен.
Рис. 4.8. Изменения потенциала действия желудочков и ЭКГ при снижении внеклеточной концентрации калия (K0) от 4 до 1 мэкв/л. Числа слева —мембранный потенциал (в мВ). Объяснение в тексте [11].
