ISSN 2412-4036 (print)
ISSN 2713-1823 (online)

Мерцательная аритмия как следствие и причина структурных изменений предсердий

Апарина О.П., Чихирева Л.Н., Стукалова О.В., Миронова Н.А., Каштанова С.Ю., Терновой С.К., Голицын С.П.

«Институт клинической кардиологии им. А.Л. Мясникова» ФГБУ «Российский кардиологический научно-производственный комплекс» Минздрава РФ, 121552 Москва, ул. 3-я Черепковская, 15а
Изменения структуры и функции предсердий являются факторами, определяющими клиническое течение мерцательной аритмии, развитие ее осложнений и эффективность лечения. В статье рассмотрено значение воспаления и механического растяжения в развитии структурного изменения миокарда предсердий, а также современные инвазивные и неинвазивные методы оценки структурного ремоделирования предсердий при мерцательной аритмии (в т.ч. МРТ сердца с отсроченным контрастированием).

Ключевые слова

мерцательная аритмия
воспаление
механическое растяжение
МРТ с отсроченным контрастированием

Фибрилляция предсердий, или мерцательная аритмия (МА), выделена как отдельная форма нарушения ритма сердца в первой четверти ХХ века. В это время в ряде экспериментальных и клинических исследований было продемонстрировано наличие при МА хаотической электрической активности предсердий и нарушение их механической функции. Накопление клинического опыта и дальнейшее изучение МА привели к созданию различных направлений в лечении этого заболевания. К настоящему времени основным методом лечения МА является антиаритмическая фармакотерапия. Наряду с этим в последние годы широкое распространение приобретают интервенционные методы лечения. Несмотря на расширяющийся арсенал средств и методов борьбы с этой формой нарушения ритма сердца, проблема рецидивирования МА остается актуальной, что требует дальнейшего изучения патогенеза МА и выявления новых факторов, препятствующих удержанию синусового ритма. Одно из направлений этого поиска — изучение структурных изменений предсердий при МА.

Г.Ф. Ланг, П.Н. Николаев и другие клиницисты начала ХХ века при перкуторном определении границ сердца, а позже при рентгенографическом исследовании отмечали расширение предсердий у больных МА как при наличии, так и в отсутствие митрального порока сердца [1]. А. Mackenzie и G. Gerhardt еще в 1904 г. на основании анализа югулярных флебограмм предположили, что МА сопровождается нарушением насосной функции предсердий [2].

Введение в повседневную диагностику эхокардиографии (ЭхоКГ) с использованием М- и В-режимов, а также тканевого допплеровского исследования позволило не только подтвердить эти наблюдения, но и выявить ряд новых клинических закономерностей, связанных с расширением предсердий и нарушением их механической функции. Так, согласно данным проспективных наблюдений, расширение предсердий развивается у больных с любыми формами течения МА (пароксизмальной, персистирующей и постоянной) [3, 4] и имеет тенденцию к прогрессированию по мере увеличения частоты возникновения, продолжительности приступов и длительности анамнеза МА [5]. При МА дилатацию предсердий выявляют не только у пациентов пожилого возраста [6—8], чаще страдающих этой формой аритмии, или больных сердечно-сосудистыми заболеваниями (ССЗ), такими как артериальная гипертензия (АГ), ишемическая болезнь сердца (ИБС), хроническая сердечная недостаточность (ХСН) [9—11], но и у лиц, для которых МА служит единственным клиническим проявлением, что в англоязычной литературе обозначают термином «lone atrial fibrillation» — «одинокая МА» [12].

Рядом исследователей продемонстрирована связь переднезаднего размера (ПЗР) левого предсердия (ЛП) и индексированного объема ЛП (объем ЛП, отнесенный к площади поверхности тела) с вероятностью рецидивирования МА после кардиоверсии [13, 14]. Эти же показатели достоверно связаны с риском развития тромбоэмболий [15]. Этот риск также обусловлен нарушением сократительной функции предсердий при МА [16, 17]. Кроме того, нарушение механической функции предсердий может быть более чувствительным, чем объем ЛП, прогностическим фактором рецидивирования МА после абляции устьев легочных вен (ЛВ) [18, 19], а у пациентов без анамнеза нарушений ритма сердца данный феномен является независимым фактором развития первого пароксизма МА [20].

Таким образом, результаты современных исследований свидетельствуют о том, что расширение предсердий и нарушение их механической функции являются не только важными факторами, определяющими клиническое течение МА, в том числе вероятность развития ее осложнений, но и ее следствием.

Клинические наблюдения относительно значения структурных изменений предсердий в патогенезе МА находят подтверждение в экспериментальной работе C. Morillo и соавт. [21], где показан ряд электрофизиологических и морфологических изменений в предсердиях, способствующих индукции МА. В данном исследовании собакам проводили частую стимуляцию предсердий (400 импульсов в минуту) в течение 6 нед, что привело к индукции устойчивого (более 15 мин) пароксизма МА у 82% собак и неустойчивого у 9%. В работе продемонстрировано развитие ряда электрических изменений предсердного миокарда: укорочение эффективного рефрактерного периода (ЭРП) и появление дисперсии ЭРП различных его участков. Кроме того, доказано, что частая стимуляция предсердий приводит к их расширению, а увеличение площади предсердий не менее чем на 40% по сравнению с исходной наряду с электрическими изменениями являлось необходимым условием для индукции устойчивой МА. При морфологическом исследовании миокарда предсердий авторами зарегистрирован ряд гистологических и ультраструктурных изменений. Они были представлены фокальной гипертрофией кардиомиоцитов, что сопровождалось увеличением размера ядра, ростом числа и размеров митохондрий, расширением эндоплазматичексой сети. Обращало внимание, что в миокарде желудочков подобных изменений не зарегистрировано.

Данное исследование позволяет сделать вывод, что структурное ремоделирование предсердий, имея в своей основе морфологический субстрат, является важным звеном в патогенезе развития и поддержания МА наряду с электрическим ремоделированием [21—23].

К настоящему времени опубликован ряд работ, в которых у различных групп пациентов с МА описана структура миокарда предсердий при помощи морфометрического исследования, световой и электронной микроскопии. Так, в аутопсийном материале лиц с анамнезом МА регистрировали бóльшую массу предсердий и истончение их стенок [24] по сравнению с теми, кто не страдал данной формой нарушения ритма сердца [25].

A. Frustaci и соавт. исследовали биоптаты 12 пациентов с МА без клинических признаков ССЗ, полученные при эндомиокардиальной биопсии из области межпредсердной перегородки, а также верхушек правого (ПЖ) и левого (ЛЖ) желудочков. В биоптатах предсердий всех пациентов выявлены крупноочаговая лимфогистиоцитарная инфильтрация и фиброз интерстициального пространства, дистрофические изменения и гибель кардио-миоцитов. В образцах миокарда желудочков большинства этих пациентов не выявлено признаков структурных изменений [26]. D. Laki и соавт. при гистологическом исследовании материалов предсердий больных МА, перенесших операции на сердце, выявили атрофию кардиомиоцитов предсердий, а также отек и фиброз интерстициальной ткани. Изменения кардиомиоцитов предсердий были представлены повреждением митохондрий, нарушением структуры мембран, появлением вторичных лизосом, частичным разрушением саркомеров и их заменой гранулами гликогена [27].

С одной стороны, подобные гистологические изменения предсердий не имеют специфического характера и могут быть следствием имеющихся у больного ССЗ, с другой — они выявляются и у пациентов, для которых, как было представлено выше, МА была единственным клиническим проявлением. Признаки структурного ремоделирования предсердий регистрируют у больных МА вне зависимости от возраста [28] и наличия заболеваний сердечно-сосудистой системы, а их выраженность связана с длительностью анамнеза, частотой возникновения и продолжительностью приступов МА [3, 4].

Таким образом, морфологические изменения миокарда предсердий универсальны для всех пациентов с МА. Острые воспалительные изменения миокарда предсердий в виде крупноочаговой лимфогистиоцитарной инфильтрации и хронические поствоспалительные изменения в виде фиброза [25], нарушающие гомогенность миокарда предсердий. Последние чаще обнаруживаются и наиболее характерны для пациентов с длительным анамнезом МА [28, 29]. Благодаря использованию иммуногистохимических и молекулярно-генетических методов исследований стало известно, что развитию хронического воспалительного процесса в предсердиях с исходом в фиброз способствует активация ряда систем и медиаторов.

Влияние ангиотензина II (АТ II) на развитие структурного ремоделирования миокарда предсердий. В настоящее время известно, что АТ II является одним из основных биологически активных веществ, участвующих в ремоделировании сердечно-сосудистой системы при АГ, ИБС, ХСН [30]. Признаки повышенной активности АТ II в ткани миокарда предсердий при МА были выявлены C. Pan [31] и A. Goette [32]. Известно, что плотность и чувствительность рецепторов к AТ II в предсердиях человека выше, чем в желудочках [33], следовательно, являясь мощным профиброгенным медиатором, AТ II может быть значимым фактором развития структурного ремоделирования миокарда предсердий. AТ II через активацию рецепторов ангиотензина 1-го типа способен увеличивать концентрацию внутриклеточного кальция [34], что индуцирует активацию внутриклеточных протоонкогенов и развитие гипертрофии мышечных волокон, а в дальнейшем активацию апоптоза [35].

Таким образом, АТ II способен приводить к гипертрофии или апоптозу кардиомиоцитов предсердий, а также индуцирует процессы фиброза интерстициальной ткани предсердий через модуляцию функции фибробластов и протеаз внеклеточного пространства и путем индукции синтеза трансформирующего ростового β-фактора (TGF-β) и его ко-факторов (эндотелина-1 и фактора роста соединительной ткани) [36—38].

Влияние TGF-β на развитие структурного ремоделирования миокарда предсердий. TGF-β — это семейство белков, состоящее из 3 гомологичных изоформ (TGF-β1, 2 и 3), принимающих участие в развитии и дифференцировке клеток, заживлении повреждений, развитии опухолей, иммунном ответе, некоторых эндокринных функциях, а также процессах гемостаза, функционирования эндотелия, атеросклероза [39] и ремоделирования сердечно-сосудистой системы [40].

Повышение синтеза мРНК TGF-β и собственно медиатора, а также его вторичных посредников в клетках, увеличение плотности рецепторов и, как следствие, интенсивный синтез волокон внеклеточного пространства зарегистрированы в образцах ткани предсердий пациентов с МА, перенесших операции на сердце [41, 42]. Обращает внимание, что интенсивность синтеза TGF-β пропорциональна степени фиброза интерстициальной ткани.

В работах H. Verhuele [43] и E. Choi [44] на трансгенных мышах показано, что в условиях повышенного уровня TGF-β в плазме крови формируется селективный фиброз предсердий. При проведении электрофизиологического исследования (ЭФИ) таким животным была индуцирована МА при помощи залповой стимуляции предсердий, при этом у группы контроля МА не была индуцирована подобным методом. Авторы предположили важную роль TGF-β в развитии не только структурного ремоделирования предсердий, но и в формировании электрофизиологических изменений, способствующих формированию МА.

S. Kim показал, что повышенный уровень TGF-β1 (≥10,0 нг/мл) в плазме крови пациентов с МА имел связь не только с морфофункциональными изменениями предсердий по данным компьютерной томографии сердца (увеличением объема ЛП), но и с электрическими изменениями свойств предсердного миокарда по данным ЭФИ (появление зон замедленного проведения импульса и зон снижения электрического потенциала) [45]. В работе C. Wu продемонстрировано, что повышенный уровень в плазме крови TGF-β1 наряду с увеличением диаметра ЛП у пациентов с непароксизмальной формой МА были факторами риска рецидивирования МА после абляции ЛВ [46]. Приведенные факты свидетельствуют, что TGF-β1 является значимым звеном в патогенезе морфофункциональных изменений предсердий при МА.

Особенности функционирования системы матриксных металлопротеиназ (ММП) и их ингибиторов при развитии структурного ремоделирования миокарда предсердий. ММП — ферменты, которые осуществляют расщепление белков внеклеточного пространства. Всего открыто 23 типа подобных ферментов. Одним из основных регуляторов активности ММП являются их тканевые ингибиторы (ТИМП) 4 типов. Соотношение ММП и ТИМП обусловливает преобладание процессов накопления или деградации волокон соединительнотканного остова органов [47, 48].

В образцах миокарда предсердий пациентов с постоянной формой МА, перенесших операции на сердце, по сравнению с образцами от пациентов с синусовым ритмом, найдены признаки более выраженной активации ММП 2-го и 9-го типов и ТИМП-1 [49]. В работе Y. Nakano биоптаты предсердий от пациентов с пароксизмальной и постоянной формами МА отличались от биоптатов пациентов с синусовым ритмом повышенным уровнем ММП-1, 2-го и 9-го типов и повышением экспрессии гена ММП-9 [50]. Кроме того, существует гипотеза о специфичной для камер сердца степени экспрессии генов ММП и ТИМП при МА (ММП-9 для ЛП, ММП-1 для правого предсердия, ТИМП-1 для желудочков) [51]. Вместе с тем окончательная роль различных типов ММП и ТИМП и их взаимодействие при МА не определены.

К настоящему моменту опубликованы данные относительно возможности определения ММП и ТИМП в плазме крови для косвенной оценки степени структурного ремоделирования предсердий при МА (ММП-2, ТИМП-1) [45, 52]. По данным A. Kalogeropoulos, повышенный уровень в плазме крови ММП-2 ассоциирован с пароксизмальной формой МА, а ММП-9 — с постоянной формой МА, в то время как снижение ТИМП-1 ассоциировано с наличием МА в анамнезе у пациентов с АГ [53]. Однако эти данные нуждаются в дальнейшем изучении у более широкого круга пациентов с МА.

Влияние клеток лейкоцитарного ряда на развитие структурного ремоделирования предсердий. Рядом исследователей выявлена не только воспалительная инфильтрация периваскулярных пространств миокарда предсердий при МА [26], но и субэндокардиальная инфильтрация активированными макрофагами, способными синтезировать провоспалительные цитокины, в частности TGF-β1 [54]. Кроме того, H. Moriwaki продемонстрировал, что макрофаги способны избирательно инфильтрировать миокард и секретировать урокиназный активатор плазминогена [55], что в условиях дефицита ингибиторов активаторов плазминогена-1 может способствовать развитию фиброза миокарда [56]. При МА резидентные тучные клетки принимают участие в формировании хронического воспалительного процесса в миокарде предсердий путем синтеза тромбоцитарного фактора роста и ряда других цитокинов [57]. Таким образом, активация резидентных и мигрировавших в предсердия клеток лейкоцитарного звена может способствовать формированию фиброза миокарда предсердий.

На основании современных литературных данных можно заключить, что воспаление в миокарде предсердий при МА сопровождается синтезом и секрецией АТ II, TGF-β1, активным функционированием резидентного и мигрировавшего клеточного звена, а также дисбалансом в системе ММП—ТИМП. Примечательно, что при МА этот процесс разворачивается в предсердиях изолированно, не затрагивая миокард желудочков [26]. Несмотря на то что подобные наблюдения опубликованы еще в конце прошлого века [26, 58, 59], именно в последние годы некоторые авторы определяют данный феномен при МА как фиброзную кардиомиопатию предсердий [60]. В связи с этим актуально рассмотреть возможные причины развития изолированного воспалительного процесса в миокарде предсердий при МА.

Известно, что миокард предсердий характеризуется меньшим размером и вытянутой формой кардиомиоцитов, а также бóльшим содержанием соединительной ткани, фибробластов и жировых клеток по сравнению с миокардом желудочков [61]. В работе B. Burstein показано, что фибробласты миокарда предсердий обладают большей пролифераторной и синтетической активностью по сравнению с фибробластами желудочков [62] вследствие различий в рецепторном аппарате [63]. Исходя из этих фактов, можно предположить, что миокард предсердий имеет бóльшую предрасположенность к фиброзу, чем миокард желудочков, а воздействие ряда факторов может приводить к развитию воспаления и фиброза преимущественно в предсердиях.

В многочисленных исследованиях продемонстрировано, что при избыточном растяжении кардиомиоциты и фибробласты способны синтезировать и секретировать провоспалительные и профиброгенные гормоны и медиаторы, среди которых АТ II, α-фактор некроза опухоли (α-ФНО), TGF-β, эндотелин-1, интерлейкин-13 и ряд других [64, 65]. Одновременное повышение плотности провоспалительных рецепторов на мембранах самих клеток позволяет медиаторам действовать ауто- и паракринно и способствует усилению действия описанных выше биологически активных молекул. Данные процессы приводят к гипертрофии или апоптозу кардиомиоцитов, а также дополнительной активации фибробластов. Активированные клетки вступают в процессы пролиферации, а также синтеза белков внеклеточного матрикса и множества сигнальных молекул, которые приводят к миграции клеток лейкоцитарного ряда [66, 67]. Имеются предположения, что данный процесс имеет избыточный и дезадаптивный [27] характер вследствие генетических изменений [68, 69].

Таким образом, пусковым фактором для развития локального воспалительного процесса в предсердиях при МА может являться непосредственно хаотичная активация предсердий, которая приводит к нарушению их механической функции [70] и, как следствие, растяжению и активации предсердных кардиомиоцитов и фибробластов.

Необходимость инвазивного вмешательства для получения ткани предсердий привела к тому, что большинство исследований по данной проблеме до настоящего времени было ограничено изучением интраоперационных биоптатов и материалов аутопсий, что не позволяло охватить большинство пациентов, страдающих МА. Это, в свою очередь, активизировало поиск новых методических подходов для продолжения исследований в этом направлении. Одним из результатов этого поиска явилось применение магнитно-резонансной томографии (МРТ) сердца с отсроченным контрастированием гадолиний-содержащим препаратом, что в клинической практике используется для диагностики структурных изменений миокарда ЛЖ [71, 72]. Благодаря применению новых технологий стала возможна адаптация данного метода для исследования структурных изменений предсердий, что позволило неинвазивно обследовать больных МА.

Значение МРТ в изучении структурного ремоделирования предсердий. Создание новых МР-импульсных последовательностей с высокой разрешающей способностью (размер воксела 0,625×0,625×2,5 мм) и ускоренным сбором данных позволило получать изображения миокарда предсердий высокого качества, минимизируя артефакты от движения тонких стенок предсердий в сердечном и дыхательном цикле, а также от тока крови в ЛВ [73]. Различными группами исследователей продолжается совершенствование МР-импульсных последовательностей для оптимизации характеристик сигнала от миокарда предсердий [74—76].

Возникающие перед исследователями трудности при оценке МР-изображений – тонкие стенки предсердий (2—3 мм), низкая контрастность между миокардом и кровью, а также мелкоочаговые регионы структурных изменений — создали необходимость разработки автоматизированных алгоритмов детекции зон отсроченного контрастирования в миокарде предсердий. Подходы к автоматизированному выявлению данных зон основаны на анализе гистограммы интенсивности пикселей МР-изображений и определении порогов интенсивности патологической ткани методом стандартных отклонений [77, 78]. Независимыми группами ученых продемонстрировано, что выделенные подобным образом очаги задержки контрастного препарата коррелируют с зонами нарушения проведения электрического импульса по данным электро-анатомического картирования [78—81], а гистологически соответствуют зонам фиброза [82], т.е. зонам структурных изменений. В основу автоматизированного алгоритма для детекции постабляционных повреждений легло визуальное определение этих очагов на МР-изображениях несколькими независимыми экспертами [83].

Применение данных технологий не только ускоряет процесс обработки изображений и дает точные количественные характеристики изменений структуры миокарда предсердий, но и повышает воспроизводимость исследования [77]. Важным звеном процесса анализа является пространственная оценка данных зон на трехмерных реконструкциях предсердий [84].

Данные клинических и морфологических работ подтверждают наличие структурного ремоделирования предсердий у пациентов с систолической или диастолической дисфункцией ЛЖ и без МА, которое регистрируют при ЭхоКГ, а также при гистологическом исследовании [9, 10, 25, 85, 86]. Актуально проведение МРТ предсердий с отсроченным контрастированием и этим группам пациентов. Это позволит понять, насколько специфическими для больных МА являются структурные изменения, обнаруживаемые при МРТ предсердий. К настоящему времени опубликована единственная работа, продемонстрировавшая обширные очаги отсроченного контрастирования на МР-изображениях правого предсердия при легочной гипертензии [87].

Наибольшее количество работ по изучению структурного ремоделирования предсердий при МА выполнено группой исследователей под руководством N. Marrouche. При МР-исследовании предсердий 81 больного с пароксизмальной и персистирующей формами МА (без ССЗ), которым планировалось интервенционное лечение МА, продемонстрировано наличие зон структурных изменений, которые занимали от 3,8 до 65,5% объема миокарда предсердий. При этом у пациентов группы контроля подобные зоны составляли не более 2% объема миокарда предсердий [78].

Обращает внимание эволюция представлений о факторах, влияющих на степень структурного ремоделирования предсердий, по мере получения данных от большего числа пациентов с МА. По данным исследования с участием 81 пациента с МА отмечено, что при обширных (50% объема миокарда предсердий) зонах структурных изменений имелась персистирующая форма МА [78]. На основании наблюдений 333 пациентов с МА с ССЗ и без них не выявлено зависимости выраженности структурных изменений предсердий ни от формы течения МА, ни от наличия ССЗ [84]. В дальнейшем были сделаны уточнения, что структурное ремоделирование ЛП более выражено при гипертрофии ЛЖ [88] или систолической дисфункции ЛЖ [89, 90].

C. Mahnkopf предложена шкала (Utah), определяющая степень структурного ремоделирования предсердий и включающая 4 степени. Степень структурного ремоделирования ЛП определена авторами как отношение объема миокарда, задержавшего контрастный препарат, к общему объему предсердий (I — менее 5%, II — 5—20%, III — 20—35%, IV — более 35%). Продемонстрировано, что более высокая степень по шкале Utah ассоциирована с более частым рецидивированием МА после абляции [84].

По результатам многоцентрового исследования DECAAF, эффективность абляции ЛВ обусловлена в том числе деструкцией именно данных зон структурных изменений в предсердиях [91].

Приоритет описания постабляционных повреждений миокарда предсердий пациентов, перенесших радиочастотную абляцию ЛВ, на МР-изображениях принадлежит D. Peters [92]. Позже N. Marrouche и соавт. анализировали трехмерные реконструкции предсердий с постабляционными рубцами устьев ЛВ. МР-критерием полной изоляции ЛВ считали наличие вокруг нее зоны циркулярной задержки контрастного препарата через 3 мес после абляции. По данным проведенного исследования, лишь у 7% пациентов удается достичь полной изоляции 4 ЛВ при первом вмешательстве, что ассоциировано c отсутствием рецидивов аритмии и согласуется c результатами более ранней работы D. Peters [93], выполненной на меньшей группе пациентов. В большинстве случаев при первом вмешательстве удается изолировать лишь одну ЛВ, что приводит к рецидивам МА в 12% случаев, либо не удается достигнуть полной изоляции ни одной ЛВ, в таком случае рецидивирование МА регистрируется в 24% случаев. Продемонстрировано, что повторная абляция позволяет изолировать большее число ЛВ; отчасти этим может объясняться большая эффективность повторных вмешательств [94].

Применение МРТ предсердий с отсроченным контрастированием и последующей трехмерной реконструкцией предсердий и определением пространственной локализации рубцов позволяет определять неизолированные ЛВ, что может повысить эффективность и безопасность повторных вмешательств [94].

Таким образом, при помощи МРТ предсердий с отсроченным контрастированием можно изучать структурное ремоделирования предсердий до и после абляции. Данный метод диагностики в перспективе может быть использован для решения вопроса о целесообразности интервенционного лечения МА и выбора техники его выполнения [80, 94].

Однако взгляды исследователей на возможность МРТ с отсроченным контрастированием для точной оценки постабляционных повреждений противоречивы. Ряд исследователей считают, что анализ изображений предсердий, полученных данным методом, приводит к недооценке объема постабляционных повреждений, а зоны накопления контрастного препарата не полностью соответствуют зонам отсутствия проведения возбуждения по данным электроанатомического картирования [79, 95]. В единственном исследовании продемонстрировано, что сразу после абляции зоны отека ткани предсердий в режиме Т2 коррелировали с зонами отсутствия потенциала при картировании предсердий. Области отсроченного контрастирования слабее коррелировали с зонами отсутствия электрического потенциала, однако впоследствии именно они замещались рубцовой тканью, что определяло эффективность операции [96].

В экспериментальной работе E. Schmidt представлена возможность использования новой техники МРТ для оценки постабляционных повреждений без использования контрастного препарата [97].

Таким образом, применение МРТ с отсроченным контрастированием позволило выявить новые клинические закономерности, связанные со структурным ремоделированием предсердий. Однако для введения данного метода в повседневную клиническую практику необходимо дальнейшее совершенствование процессов получения и обработки МР-изображений и обследование большего числа пациентов.

Заключение

Несмотря на то что структурные изменения предсердий у больных с мерцательной аритмией описывали с начала ХХ века, исследования последних десятилетий показали, что структурное ремоделирование предсердий является не только пассивным следствием мерцательной аритмии, но и фактором, определяющим ее клиническое течение и эффективность терапии. Применение современных методов диагностики позволяет узнавать новые факты о структурном ремоделировании предсердий.

К настоящему времени известно, что морфологический субстрат структурного ремоделирования миокарда предсердий при мерцательной аритмии представлен острыми и хроническими воспалительными изменениями миокарда предсердий на фоне активации провоспалительных гормонов и медиаторов (ангиотензина II, трансформирующего β-фактора роста 1-го типа) и дисбаланса обмена белков межклеточного матрикса, что может быть спровоцировано избыточным растяжением стенок предсердий при мерцательной аритмии. Однако условия регуляции и дезактивации данных систем до конца не изучены, а представления о нормальной и патологической их активности в миокарде предсердий окончательно не сформулированы.

Использование неинвазивных методов количественной оценки степени структурного ремоделирования предсердий (магнитно-резонансная томография предсердий, лабораторные маркеры) создает перспективы для включения диагностики структурных изменений предсердий в стратегию ведения пациента с мерцательной аритмией. Вместе с тем требуются дальнейшее уточнение и стандартизация этих методов в исследованиях с участием большего числа пациентов.

Продолжение изучения структурного ремоделирования предсердий при мерцательной аритмии является одним из важных путей к пониманию ее патогенеза, что создает предпосылки для новых подходов к лечению данного заболевания.

Список литературы

1. Шестаков С.В. Мерцательная аритмия. М: Медгиз 1951;75.
2. Николаев П.Н. О порхании и мерцании предсердий. Каз: Государственное издательство Т.С.С.Р.; 1923;98.
3. Fuchs T., Baron E.L., Leitman M. et al. Does Chronic Atrial Fibrillation Induce Cardiac Remodeling? Echocardiography 2013;30:140—146.
4. Imada M., Funabashi N., Asano M. et al. Anatomical remodeling of left atria in subjects with chronic and paroxysmal atrial fibrillation evaluated by multislice computed tomography. Int J Cardiol 2007;119:384—388.
5. Wozakowska-Kapłon B. Changes in left atrial size in patients with persistent atrial fibrillation: a prospective echocardiographic study with a 5-year follow-up period. Int J Cardiol 2005;101:47—52.
6. Leibowitz D., Stessman-Lande I., Jacobs J. et al. Cardiac structure and function in persons 85 years of age. Am J Cardiol 2011;108:465—470.
7. Nikitin N.P., Witte K.K., Thackray S.D. et al. Effect of age and sex on left atrial morphology and function. Eur J Echocardiogr 2003;4:36—42.
8. Triposkiadis F., Tentolouris K., Androulakis A. et al. Left atrial mechanical function in the healthy elderly: new insights from a combined assessment of changes in atrial volume and transmitral flow velocity. J Am Soc Echocardiogr 1995;8:801—809.
9. Ball J., Carrington M.J., McMurray J.J. et al. Atrial fibrillation: Profile and burden of an evolving epidemic in the 21st century. Int J Cardiol. 2013 Sep 1;167(5):1807-24.
10. Дедов Д.В., Иванов А.П., Эльгардт И.А. Влияние электромеханического ремоделирования сердца на развитие фибрилляции предсердий у больных ИБС и артериальной гипертензией. Рос кардиол журн 2011;4:1—13.
11. Stewart S., Hart C.L., Hole D.J. et al. Population prevalence, incidence, and predictors of atrial fibrillation in the Renfrew/Paisley study. Heart 2001;86:516—521.
12. Sitges M., Teijeira V.A., Scalise A. et al. Is there an anatomical substrate for idiopathic paroxysmal atrial fibrillation? A case-control echocardiographic study. Europace 2007;9:294—298.
13. Arriagada G., Berruezo A., Mont L. et al. Predictors of arrhythmia recurrence in patients with lone atrial fibrillation. Europace 2008;10:9—14.
14. Marchese P., Malavasi V., Rossi L. et al. Indexed left atrial volume is superior to left atrial diameter in predicting nonvalvular atrial fibrillation recurrence after successful cardioversion: a prospective study. Echocardiography 2012;29:276—284.
15. Park J.H., Joung B., Son N.H. et al. The electroanatomical remodelling of the left atrium is related to CHADS2/CHA2DS2VASc score and events of stroke in patients with atrial fibrillation. Europace 2011;13:1541—1549.
16. Shin S.Y., Lim H.E., Choi U.J. et al. Impaired transport function of the left atrium in patients with lone paroxysmal atrial fibrillation. Echocardiography 2011;28:44—51.
17. Manning W.J., Silverman D.I., Katz S.E. et al. Impaired left atrial mechanical function after cardioversion: relation to the duration of atrial fibrillation. J Am Coll Cardiol 1994;23:1535—1540.
18. Hong J., Gu X., An P. et al. Left Atrial Functional Remodeling in Lone Atrial Fibrillation: A Two-Dimensional Speckle Tracking Echocardiographic Study. Echocardiography. 2013 Oct;30(9):1051—1560.
19. Yoon J.H., Moon J., Chung Hm. et al. Left atrial function assessed by Doppler echocardiography rather than left atrial volume predicts recurrence in patients with paroxysmal atrial fibrillation. Clin Cardiol 2013;36:235—240.
20. Hirose T., Kawasaki M., Tanaka R. et al. Left atrial function assessed by speckle tracking echocardiography as a predictor of new-onset non-valvular atrial fibrillation: results from a prospective study in 580 adults. Eur Heart J Cardiovasc Imaging 2012;13:243—250.
21. Morillo C.A., Klein G.J., Jones D.L. et al. Chronic Rapid Atrial Pacing. Structural, Functional, and Electrophysiological Characteristics of a New Model of Sustained Atrial Fibrillation. Circulation 1995;91:1588—1595.
22. Wijffels M., Kirchhof C., Dorland R. et al. Atrial Fibrillation Begets Atrial Fibrillation. Circulation 1995;92:1954—1968.
23. Pfeffer J.M., Pfeffer M.A., Braunwald E. Influence of chronic captopril therapy on the infarcted left ventricle of the rat. Circ Res 1985;57:84—95.
24. Platonov P.G., Ivanov V., Ho S.Y. et al. Left atrial posterior wall thickness in patients with and without atrial fibrillation: data from 298 consecutive autopsies. J Cardiovasc Electrophysiol 2008;19:689—692.
25. Митрофанова Л.Б., Платонов П.Г. Морфология межпредсердной перегородки и межпредсердных соединений у больных с фибрилляцией предсердий. Вестн аритмол 2002;30:43—49.
26. Frustaci A., Chimenti C., Bellocci F. et al. Histological substrate of atrial biopsies in patients with lone atrial fibrillation. Circulation 1997;96:1180—1184.
27. Laki D., Parascan L., Candea V. Atrial structural remodeling in patients with atrial chronic fibrillation and in animal models. Rom J Morphol Embryol 2011;52:95—98.
28. Platonov P.G., Mitrofanova L.B., Orshanskaya V. et al. Structural abnormalities in atrial walls are associated with presence and persistency of atrial fibrillation but not with age. J Am Coll Cardiol 2011;58:2225—2232.
29. Qian Y., Meng J., Tang H. et al. Different structural remodelling in atrial fibrillation with different types of mitral valvular diseases. Europace 2010;12:371—377.
30. Werner C., Pöss J., Böhm M. Optimal antagonism of the Renin-Angiotensin-aldosterone system: do we need dual or triple therapy? Drugs 2010;70:1215—1230.
31. Pan C.H., Lin J.L., Lai L.P. et al. Downregulation of angiotensin converting enzyme II is associated with pacing-induced sustained atrial fibrillation. FEBS Lett 2007;581:526—534.
32. Goette A., Arndt M., Röcken C. et al. Regulation of angiotensin II receptor subtypes during atrial fibrillation in humans. Circulation 2000;101:2678—2681.
33. Urata H., Healy B., Stewart R.W. et al. Angiotesin II receptors in normal and failing human hearts. J Clin Endocrinol Metab 1989;69:54—66.
34. Touyz R.M., Sventec P., Lariviere R. et al. Cytosolic calcium changes induced by angiotesin II in neonatal rat atrial and ventricular cardiomyocytes are mediated via angiotesin II subtype 1 receptors. Hypertension 1996;27:1090—1096.
35. Opie Lionel H. Angiotensin-Converting Enzyme Inhibitors, Third Edition, University of Cape Town Press 1999:2—18, 118—123.
36. Yang F., Chung A.C., Huang X.R. et al. Angiotensin II induces connective tissue growth factor and collagen I expression via transforming growth factor-beta-dependent and -independent Smad pathways: the role of Smad3. Hypertension 2009;54:877—884.
37. Kawano H., Do Y.S., Kawano Y. et al. Angiotensin II has multiple profibrotic effects in human cardiac fibroblasts. Circulation 2004;101:1130—1137.
38. Kupfahl C., Pink D., Friedrich K. et al. Angiotensin II directly increases transforming growth factor beta 1 and osteopontin and indirectly affects collagen mRNA expression in the human heart. Cardiovasc Res 2000;46:463—475.
39. Leask A., Abraham D.J. TGF-beta signaling and the fibrotic response. FASEB J 2004;18:816—827.
40. Redondo S., Navarro-Dorado J., Ramajo M. et al. The complex regulation of TGF-β in cardiovascular disease. Vasc Health Risk Manag 2012;8:533—539.
41. Xiao H., Lei H., Qin S. et al. TGF-beta1 expression and atrial myocardium fibrosis increase in atrial fibrillation secondary to rheumatic heart disease. Clin Cardiol 2010;33:149—156.
42. Yong L.I., Rui-yan M.A., Chen L. Expression and significance of TGF-β1 signal pathway in atrium of patients with valvular heart diseases complicated by atrial fibrillation. PLAMJ 2011;11:1159—1162.
43. Verheule S., Sato T., Everett T. et al. Increased vulnerability to atrial fibrillation in transgenic mice with selective atrial fibrosis caused by overexpression of TGF-beta1. Circ Res 2004;94:1458—1465.
44. Choi E.K., Chang P.C., Lee Y.S. et al. Triggered firing and atrial fibrillation in transgenic mice with selective atrial fibrosis induced by overexpression of TGF-β1. Circ J 2012;76:1354—1362.
45. Kim S.K., Park J.H., Kim J.Y. et al. High plasma concentrations of transforming growth factor-β and tissue inhibitor of metalloproteinase-1: potential non-invasive predictors for electroanatomical remodeling of atrium in patients with non-valvular atrial fibrillation. Circ J 2011;75:557—564.
46. Wu C.H., Hu Y.F., Chou C.Y. et al. Transforming Growth Factor-β1 Level and Outcome After Catheter Ablation for Nonparoxysmal Atrial Fibrillation. Heart Rhythm 2013;10:10—15.
47. Page-McCaw А., Andrew J., Ewald А.J. et al. Matrix metalloproteinases and the regulation of tissue remodeling. Nat Rev Mol Cell Biol 2007;8:221—233.
48. Nagase Н., Visse R., Murphy G. Structure and function of matrix metalloproteinases and TIMPs. Cardiovasc Res 2006;69:562—573.
49. Polyakova V., Miyagawa S., Szalay Z. et al. Atrial extracellular matrix remodelling in patients with atrial fibrillation. J Cell Mol Med 2008;12:189—208.
50. Nakano Y., Niida S., Dote K. et al. Matrix metalloproteinase-9 contributes to human atrial remodeling during atrial fibrillation. J Am Coll Cardiol 2004;43:818—825.
51. Mukherjee R., Herron A.R., Lowry A.S. et al. Selective induction of matrix metalloproteinases and tissue inhibitor of metalloproteinases in atrial and ventricular myocardium in patients with atrial fibrillation. Am J Cardiol 2006;97:532—537.
52. Okumura Y., Watanabe I., Nakai T. et al. Impact of biomarkers of inflammation and extracellular matrix turnover on the outcome of atrial fibrillation ablation: importance of matrix metalloproteinase-2 as a predictor of atrial fibrillation recurrence. J Cardiovasc Electrophysiol 2011;22:987—993.
53. Kalogeropoulos A.S., Tsiodras S., Rigopoulos A.G. et al. Novel association patterns of cardiac remodeling markers in patients with essential hypertension and atrial fibrillation. BMC Cardiovasc Disord 2011;11:77.
54. Yamashita T., Sekiguchi A., Iwasaki Y.K. et al. Recruitment of immune cells across atrial endocardium in human atrial fibrillation. Circ J 2010;74:262—270.
55. Moriwaki H., Stempien-Otero A., Kremen M. et al. Overexpression of urokinase by macrophages or deficiency of plasminogen activator inhibitor type 1 causes cardiac fibrosis in mice. Circ Res 2004;95:637—644.
56. Caglayan E., Stauber B., Collins A.R. et al. Differential Roles of Cardiomyocyte and Macrophage Peroxisome Proliferator—Activated Receptor γ in Cardiac Fibrosis. Diabetes 2008;57:2470—2479.
57. Liao C.H., Akazawa H., Tamagawa M. et al. Cardiac mast cells cause atrial fibrillation through PDGF-A-mediated fibrosis in pressure-overloaded mouse hearts. J Clin Invest 2010;120:242—253.
58. Fromer M., Genton C., Schlaepfer J. et al. Is there an isolated arrhythmogenic right atrial myocarditis? Eur Heart J 1990;11:566—571.
59. Frustaci A., Cameli S., Zeppilli P. Biopsy evidence of atrial myocarditis in an athlete developing transient sinoatrial disease. Chest 1995;108:1460—1462.
60. Kottkamp H. Human atrial fibrillation substrate: towards a specific fibrotic atrial cardiomyopathy. Eur Heart J 2013; Sep;34(35):2731-8.
61. Kim Suvarna S. General Considerations and Anatomy. In: S. Kim Suvarna. Cardiac Pathology. A guide to current practice. Springer 2013:1—17.
62. Burstein B., Libby E., Calderone A. et al. Differential behaviors of atrial versus ventricular fibroblasts: a potential role for platelet-derived growth factor in atrial-ventricular remodeling differences. Circulation 2008;117:1630—1641.
63. Dugina V., Alexandrova A., Chaponnier C. et al. Rat fibroblasts cultured from various organs exhibit differences in alpha-smooth muscle actin expression, cytoskeletal pattern, and adhesive structure organization. Exp Cell Res 1998;238:481—490.
64. Schunkert H., Dzau V.J., Than S.S. et al. Increased rat cardiac angiotensin converting enzyme activity and mRNA expression in pressure-overload left ventricular hypertrophy. J Clin Invest 1990;86:1913—1920.
65. Hirsch A.T., Talsness C.E., Schunkert H. et al. Tissue-specific activation of cardiac angiotensin converting enzyme in experimental heart failure. Circ Res 1991;69:475—482.
66. Kamkin A., Kiseleva I., Lozinsky I. The Role of Mechanosensitive Fibroblasts in the Heart: Evidence from Acutely Isolated Single Cells, Cultured Cells and from Intracellular Microelectrode Recordings on Multicellular Preparations from Healthy and Diseased Cardiac Tissue. In: Kamkin A., Kiseleva I. Mechanosensitivity of the Heart. Mechanosensitivity in Cells and Tissues. Volume 3. Dordrecht, Heidelberg, London, New York: Springer 2010:239—266.
67. Kovalchuk L.V., Khoreva M.V., Nikonova A. et al. Mechanical Stretching of Cells of Different Tissues: The Role of Mediators of Innate Immunity. In: Kamkin A., Kiseleva I. Mechanical Stretch and Cytokines. Mechanosensitivity in Cells and Tissues. Volume 5. Dordrecht, Heidelberg, London, New York: Springer 2012:35—58.
68. Wang Y., Hou X., Li Y. Association between transforming growth factor beta1 polymorphisms and atrial fibrillation in essential hypertensive subjects. J Biomed Sci 2010;17:23.
69. Lombardi F., Belletti S., Battezzati P.M. et al. MMP-1 and MMP-3 polymorphism and arrhythmia recurrence after electrical cardioversion in patients with persistent atrial fibrillation. J Cardiovasc Med (Hagerstown). 2011;12:37—42.
70. Hunter R.J., Liu Y., Lu Y. et al. Left atrial wall stress distribution and its relationship to electrophysiologic remodeling in persistent atrial fibrillation. Circ Arrhythm Electrophysiol 2012;5:351—360.
71. Attili A.K., Schuster A., Nagel E. et al. Quantification in cardiac MRI: advances in image acquisition and processing. Int J Cardiovasc Imaging (2010) 26:27—40 Int J Cardiovasc Imag 2010;26:27—40.
72. Croisille P., Revel D., Saeed M. Contrast agents and cardiac MR imaging of myocardial ischemia: from bench to bedside. Eur Radiol 2006;16:1951—1963.
73. Akçakaya M., Rayatzadeh H., Basha T.A. et al. Accelerated late gadolinium enhancement cardiac MR imaging with isotropic spatial resolution using compressed sensing: initial experience. Radiology 2012;264:691—699.
74. Shaw J.L., Knowles B.R., Goldfarb J.W. et al. Left atrial late gadolinium enhancement with water-fat separation: The importance of phase-encoding order. J Magn Reson Imaging 2013. doi: 10.1002/jmri.24340.
75. Peters D.C, Shaw J.L., Knowles B.R. et al. Respiratory bellows-gated late gadolinium enhancement of the left atrium. J Magn Reson Imag 2013;38:1210—1214.
76. Knowles B.R., Peters D.C., Clough R.E. et al. Three-dimensional late gadolinium-enhanced mr imaging of the left atrium: A comparison of spiral versus Cartesian k-space trajectories. J Magn Reson Imag 2013;39:211–216.
77. Karim R., Arujuna A., Brazier A. et al. Automatic Segmentation of Left Atrial Scar from Delayed-Enhancement Magnetic Resonance. In: Lecture Notes in Computer Science. Vol. 6666. Ed.: Metaxas D.N., Axel L. Functional Imaging. Imaging and Modeling of the Heart. New York City, NY, USA: Springer 2011:63—70.
78. Oakes R.S., Badger T.J., Kholmovski E.G. et al. Detection and quantification of left atrial structural remodeling with delayed-enhancement magnetic resonance imaging in patients with atrial fibrillation. Circulation 2009;119:1758—1767.
79. Malcolme-Lawes L.C., Juli C., Karim R. et al. Automated analysis of atrial late gadolinium enhancement imaging that correlates with endocardial voltage and clinical outcomes: A 2-center study. Heart Rhythm 2013;10:1184—1191.
80. Segerson N.M., Daccarett M., Badger T.J. et al. Magnetic resonance imaging-confirmed ablative debulking of the left atrial posterior wall and septum for treatment of persistent atrial fibrillation: rationale and initial experience. J Cardiovasc Electrophysiol 2010;21:126—132.
81. Spragg D.D., Khurram I., Zimmerman S.L. et al. Initial experience with magnetic resonance imaging of atrial scar and co-registration with electroanatomic voltage mapping during atrial fibrillation: success and limitations. Heart Rhythm 2012;9:2003—2009.
82. McGann C.J.Silva F. Patel A. et al. Left atrial structural remodeling on LGE MRI correlates with histology. J Am Coll Cardiol 2012;59:E1236—E1236.
83. Perry D., Morris A., Burgon N. et al. Automatic classification of scar tissue in late gadolinium enhancement cardiac MRI for the assessment of left-atrial wall injury after radiofrequency ablation Proc. SPIE 8315, Medical Imaging 2012: Computer-Aided Diagnosis, 83151D (February 23, 2012).
84. Mahnkopf C., Badger,T.J., Burgon N.S. et al. Evaluation of the left atrial substrate in patients with lone atrial fibrillation using delayed-enhanced MRI: Implications for disease progression and response to catheter ablation. Heart Rhythm 2010;7:1475—1481.
85. Cuspidi C., Rescaldani M., Sala C. Prevalence of echocardiographic left-atrial enlargement in hypertension: a systematic review of recent clinical studies. Am J Hypertens 2013;26:456—464.
86. Khoo C.W., Krishnamoorthy S., Lim H.S. et al. Assessment of left atrial volume: a focus on echocardiographic methods and clinical implications. Clin Res Cardiol 2011;100:97—105.
87. Sato T., Tsujino I., Ohira H. et al. Right atrial late gadolinium enhancement on cardiac magnetic resonance imaging in pulmonary hypertension. Circ J 2012;76:238—239.
88. Akkaya M., Higuchi K., Koopmann M. et al. Relationship between left atrial tissue structural remodelling detected using late gadolinium enhancement MRI and left ventricular hypertrophy in patients with atrial fibrillation. Europace. 2013 Dec;15(12):1725—1732.
89. Akkaya M., Higuchi K., Koopmann M. et al. Higher degree of left atrial structural remodeling in patients with atrial fibrillation and left ventricular systolic dysfunction. J Cardiovasc Electrophysiol 2013;24:485—491.
90. Akoum N., McGann C., Vergara G. et al. Atrial fibrosis quantified using late gadolinium enhancement MRI is associated with sinus node dysfunction requiring pacemaker implant. J Cardiovasc Electrophysiol 2012;23:44—50.
91. Marrouche N. DECAAF: Delayed Enchancement MRI (DE MRI) Determinant of Successful Radiofrequency Ablation of Atrial Fibrillation. Analysis of post ablation scar and outcome. Eur Heart J 2013;34:3237—3244.
92. Peters D.C., Wylie J.V., Hauser T.H. et al. Detection of pulmonary vein and left atrial scar after catheter ablation with three-dimensional navigator-gated delayed enhancement MR imaging: initial experience. Radiology 2007;243:690—695.
93. Peters D.C., Wylie J.V., Hauser T.H. et al. Recurrence of atrial fibrillation correlates with the extent of post-procedural late gadolinium enhancement: a pilot study. JACC Cardiovasc Imaging 2009;23:308—316.
94. Akoum N., Daccarett M., McGann C. et al. Atrial fibrosis helps select the appropriate patient and strategy in catheter ablation of atrial fibrillation: a DE-MRI guided approach. J Cardiovasc Electrophysiol 2011;22:16—22.
95. Hunter R.J., Jones D.A., Boubertakh R. et al. Diagnostic accuracy of cardiac magnetic resonance imaging in the detection and characterization of left atrial catheter ablation lesions: a multicenter experience. J Cardiovasc Electrophysiol 2013;24:396—403.
96. Arujuna A., Karim R., Caulfield D. et al. Acute pulmonary vein isolation is achieved by a combination of reversible and irreversible atrial injury after catheter ablation: evidence from magnetic resonance imaging. Circ Arrhythm Electrophysiol 2012;5:691—700.
97. Schmidt E.J., Fung M.M., Ciris P.A. et al. Navigated DENSE strain imaging for post-radiofrequency ablation lesion assessment in the swine left atria. Europace. 2014 Jan;16(1):133—141.

Об авторах / Для корреспонденции

Сведения об авторах:
«Научно-исследовательский институт кардиологии им. А.Л. Мясникова» ФГБУ «Российский кардиологический научно-производственный комплекс» Минздрава РФ, Москва
Отдел клинической электрофизиологии и рентгенохирургических методов лечения нарушений ритма и проводимости сердца
Апарина О.П. - аспирант.
Чихирева Л.Н. - к.м.н., мл.н.с.
Миронова Н.А. - к.м.н., ст.н.с.
Голицын С.П. - д.м.н., проф., руков. отдела.
Каштанова С. Ю. - ординатор.
Отдел томографии
Терновой С.К. - д.м.н., проф., академик РАН, руков. отдела, зав. кафедрой лучевой диагностики и лучевой терапии Первого МГМУ им. И.М. Сеченова.
Стукалова О.В. - к.м.н., ст.н.с.
E-mail: olla_a@mail.ru

Также по теме