Член-корреспондент РАН И.М. РОЩЕВСКАЯ: «В ПРИРОДЕ ОГРОМНОЕ РАЗНООБРАЗИЕ СЕРДЕЦ»

— В природе существует огромное разнообразие сердец. У лягушек, например, только один желудочек без перегородки, у других животных — лишь зачаток перегородки. У рептилий перегородка неполная; при необходимости она перекрывает разные кровотоки, но в таком сердце может смешиваться артериальная и венозная кровь. У теплокровных животных и человека сердце четырехкамерное, разобщены два круга кровообращения.

Если говорить профессиональным языком, мы изучаем закономерности эволюции структурно-функциональной организации миокарда. А если сказать проще, смотрим, как формировались структура сердца, его электрическая активность и сократительная функция в эволюции, т.е. от хладнокровных позвоночных к приматам и человеку. В нашей лаборатории выполнена серия исследований электрической активности сердца незрелорождающих животных — тех, чьи детеныши появляются на свет не готовыми к самостоятельной жизни. Это многие хищные, грызуны, птицы. В частности, мы изучали становление электрической активности сердца крыс в раннем возрасте — от одного дня до месяца после рождения. Крысы интересны тем, что их электрокардиограмма в течение первых четырнадцати дней жизни очень похожа на ЭКГ человека, затем начинает отличаться, а к месячному возрасту становится характерной для взрослых крыс. Еще одна интересная работа последнего времени посвящена изучению электрической активности предсердий у разных видов животных в норме и при гипертензии (повышении артериального давления). Оказывается, что гипертензия и следующая за этим гипертрофия миокарда (увеличение его массы, утолщение стенок) у крыс могут приводить к высокому риску возникновения предсердных аритмий в области лакун легочных вен. 

— Приведу конкретный пример. Речь идет о соотношении структуры и функции желудочков сердца, электрической активности. В сердечной мышце — от внутренних слоев к наружным и от верхушки к основанию — проводящие клетки располагаются неравномерно. В зависимости от их распределения в желудочках сердца в процессе эволюции сформировались разные типы активации миокарда: последовательный (рыбы, земноводные), вспышечный (копытные, птицы), вспышечно-последовательный (хищные, грызуны, приматы). У последних проводящие клетки находятся только на внутренних слоях желудочков сердца, поэтому сначала возбуждаются эти внутренние слои, а потом уже возбуждение идет по рабочему миокарду. Примерно то же самое происходит в сердце человека. Наши исследования показали, что у свиньи процесс возбуждения предсердий близок к хищным животным, а в желудочках — вспышечный тип активации. Специалисты полагают, что сердце свиньи лучше всего подходит для ксенотрансплантации человеку. Сейчас во всем мире успешно используются сердечные клапаны этого животного для пересадки людям. Однако для дальнейшего продвижения в этом направлении надо знать, как именно работает сердце животного, в частности, какова архитектоника мышечных волокон и проводящей системы, как распространяется волна возбуждения в предсердиях и желудочках, происходит процесс восстановления возбудимости. В этом направлении в нашем коллективе получены уникальные данные.

Исследования на животных позволяют создавать экспериментальные модели сердечно-сосудистых заболеваний, характерных для человека: ишемии, инфаркта миокарда, гипертензий и т.д. Мы изучаем изменения электрической активности сердца экспериментальных животных при гипоксических воздействиях, гипертрофии миокарда, окклюзии и реперфузии коронарных сосудов, под действием фармакологических препаратов. 

Если у человека возникает инфаркт на фоне гипертрофии желудочков сердца, вызванной гипертонией, то на стандартной электрокардиограмме он выявляется плохо. На основе сочетанной модели возможно вычленить признаки гипертрофии и признаки инфаркта миокарда. В этом нам помогают исследования электрической активности сердца особой линии крыс НИСАГ, у которых склонность к повышенному давлению передается по наследству. Это совместная работа с сибирскими учеными во главе с академиком Л.Н. Ивановой и профессором А.Л. Маркелем (Институт цитологии и генетики Сибирского отделения РАН), который и вывел крыс НИСАГ как модельный объект для исследования гипертонической болезни человека и поиска новых средств ее лечения и профилактики. Мы анализируем, как параллельно развиваются гипертензия и электрическая активность сердца у крыс-гипертоников от рождения до 3–4 месячного возраста. Оказывается, что разные виды гипертензии приводят к разным видам гипертрофии миокарда. Важно видеть сравнительную динамику этих процессов, поскольку механизмы развития гипертонии у крыс НИСАГ подобны формированию гипертонической болезни у людей.

— Обширные органические поражения миокарда видны и на обычной электрокардиограмме. Необходимость в более информативных исследованиях электрического поля сердца возникает в спорных или неясных случаях, когда при различных патологиях на электрокардиограмме фиксируются однонаправленные изменения, в превентивной кардиологии, если нужно выявить предрасположенность к тем или иным заболеваниям. Совместно со специалистами кардиологического диспансера Республики Коми мы обследовали пациентов с начальной стадией гипертрофии сердечной мышцы, с инфарктами миокарда различной локализации, до и после операций по аорто-коронарному шунтированию, стентированию коронарных сосудов. Были обнаружены специфические изменения электрического поля сердца на поверхности тела пациентов и экспериментальных животных в зависимости от расположения инфарктной зоны в желудочках, в процессе восстановления кровотока. Известно, что заднестеночный инфаркт практически не отражается на электрокардиограмме, а кардиоэлектротопографический метод позволяет более точно определить расположение и размеры инфарктной зоны. 

Совместно с сотрудниками Коми республиканского перинатального центра мы выполнили прорывную работу по неинвазивному исследованию электрической активности сердца плода по измерениям на поверхности тела матери. Как известно, для будущего ребенка очень опасна гипоксия, которая обычно выявляется стандартным методом кардиотокографии — по частоте сердечных сокращений плода. Но чувствительность этого метода — 70–85%. Этого недостаточно в экстремальных ситуациях, когда нужно в течение нескольких минут принять решение  — делать ли кесарево сечение, помещать ли в барокамеру, чтобы прекратить гипоксию. 

— Конечно. В последние годы в нашей лаборатории появилось новое направление исследований — кардиофизиология спорта, мы обследуем сердечно-сосудистую систему лыжников, пловцов, пауэрлифтеров. Известно, что у тренированных людей развивается физиологическая гипертрофия сердечной мышцы. Причем ее начальная стадия на ЭКГ в стандартных отведениях не видна, зато она выявляется в ходе исследования электрического поля сердца. При гипертрофии увеличивается риск возникновения аритмий миокарда и как следствие наступления внезапной смерти, поэтому столь важно следить за физиологическим состоянием спортсменов в разные периоды их жизненного цикла — во время тренировок, соревнований, отдыха.

— В какой-то степени, да. Родители брали меня с собой в экспедиции, в том числе на побережье Ледовитого океана, где приходилось на равных со взрослыми выполнять черновую работу, работать в качестве лаборанта. Все живое меня всегда очень интересовало. Но на самом деле главных интересов было два — биология и история. Мой дед Павел Иванович Рощевский был известным специалистом по истории декабристского движения и гражданской войны, заведовал кафедрой Тюменского госуниверситета, его именем названа улица в Тюмени. Но все-таки пересилила биология. Во многом произошло это благодаря моей школьной учительнице Галине Николаевне Бобиной, которая привила любовь к биологии многим моим одноклассникам. Думаю, мой выбор был правильным.

 

Беседу вела 

Елена ПОНИЗОВКИНА

Фото С. НОВИКОВА