Методология флоуметрии, Выпуск 7, 2003 г. стр.7-19.

Динамика изменений давления в правом предсердии при применении катехоламинов

И.З. Поясов, В.И. Евлахов

Отдел физиологии висцеральных систем Института экспериментальной медицины РАМН

В ранее проведенных исследованиях нами было показано, что при применении прессорных стимулов характер сдвигов давления в правом предсердии не взаимосвязан в динамике с направленностью изменений венозного возврата крови к сердцу [2]. В случае применения катехоламинов имеют место разнонаправленные сдвиги давления в правом предсердии, т.е. как повышение, так и снижение. В литературе традиционно считается [7], что при недостаточной функции левого сердца имеет место повышение давления в правом предсердии. Вместе с тем, клинические наблюдения на человеке свидетельствуют о том, что даже при высоких значениях давления в правом предсердии (до 12 мм рт.ст.) величины сердечного выброса и артериального давления могут быть нормальными, и, напротив, даже при недостаточности сократительной функции левого желудочка и снижении сердечного выброса величина давления в правом предсердии может оставаться низкой (2-4 мм рт.ст.) [10]. Поскольку имеющиеся в литературе данные противоречивы [3-6], и, при этом рассматриваются лишь сдвиги средней величины давления в правом предсердии, без учета его фазных (систола/диастола) изменений, то целью исследования явилось изучение характера и величины изменения давления в правом предсердии и сократительной функции сердца при применении катехоламинов (адреналина и норадреналина).

Методика исследования

 Исследование выполнено в двух сериях экспериментов на 28 кошках массой 3,5-5,0 кг под нембуталовым наркозом (35-40 мг/кг, внутримышечно) при вскрытой грудной клетке и искусственной вентиляции легких. В первой серии (14 кошек) животным болюсно внутривенно (в левую бедренную вену) вводили адреналин в дозе 5,0 мкг/кг, а во второй (14 кошек) – норадреналин в дозе 2.5 мкг/кг. Эти дозы катехоламинов вызывали примерно одинаковое по величине (50%) повышение артериального давления.

 Давление в правом желудочке и правом предсердии измеряли датчиками давления, выполнеными на манотронах 6МД1Б и 6МД11С, с помощью катетеров, проведенных соответственно в полости правого желудочка и предсердия через его ушко. Регистрировали мгновенные значения давления в правом предсердии, обусловленные фазами (систола/диастола) сердечного цикла. Среднюю величину давления в правом предсердии определяли при помощи интегратора по величинам максимального и минимального давлений. Сократимость миокарда правого желудочка оценивали по величине первой производной давления в правом желудочке (dP/dt max), которую определяли с помощью аналогового дифференцирующего устройства. Артериальное давление у животных измеряли датчиком, выполненном на сверхминиатюрном манотроне 6МД1Б в левой бедренной артерии. Среднюю величину артериального давления находили как сумму диастолического артериального давления и трети пульсового давления. Кровотоки в передней (краниальной) и задней (каудальной) полых венах определяли манжеточными датчиками двухканального ультразвукового расходомера T-206, Transonic, США. Венозный возврат крови к сердцу рассчитывали по сумме кровотоков в полых венах. Сердечный выброс измеряли в восходящей аорте манжеточным датчиком электромагнитного расходомера MFV-2100, Nikhon Cohden, Япония. Частоту сердечных сокращений у животных определяли при помощи тахометра по сигналу электрокардиограммы, регистрируемой во II стандартном отведении. Ударный объем левого желудочка рассчитывали делением величины сердечного выброса на частоту сердечных сокращений. Систолическую работу левого желудочка определяли по формуле: СРЛЖ = 1.36 * УО * CАД, где СРЛЖ – работа левого желудочка за систолу, (гс*см), УО - ударный объем левого желудочка (мл), САД – среднее артериальное давление (мм. рт. ст.), 1.36 – переводной коэффициент.

 Измеряемые показатели кровотоков по полым венам, сердечного выброса, артериального давления, давления в правом предсердии и желудочке, а также его первой производной, регистрировали на чернильно-пишущем приборе “Н-338-8П”. Статистическую обработку результатов проводили с использованием t-критерия Стьюдента, оригинальных и стандартных (“Axum 5.0”, “MathSoft Inc.”) программ на компьютере IBM PC Pentium II.

Результаты исследования и их обсуждение

В исходном состоянии у животных в двух сериях экспериментов величины исследуемых гемодинамических показателей составляли: артериальное давление 95-100 мм рт.ст., давление в правом предсердии 4,3 – 6,4 мм рт.ст., сердечный выброс и венозный возврат крови к сердцу 180 - 300 мл/мин, частота сердечных сокращений 160-190 уд/мин. Внутривенное введение животным катехоламинов, сопровождаясь увеличением артериального давления (на 50%), частоты сердечных сокращений (на 18%), сердечного выброса и венозного возврата крови к сердцу (на 30-40%), вызывало неоднозначные сдвиги средней величины давления в правом предсердии. В обеих сериях экспериментов у животных в ответ на применение катехоламинов имело место как снижение, так и повышение этого показателя. Так, при внутривенном введении адреналина в дозе 5,0 мкг/кг предсердное давление у 9 животных (I группа) снижалось на 20±5%, а у 5 животных (II группа) оно повышалось на 24±6% (Рис. 1.1.). Аналогичная закономерность была отмечена и во второй серии экспериментов в случае применения норадреналина в дозе 2.5 мкг/кг: у животных I группы (10 кошек) давление в правом предсердии снижалось на 24±5%, а у животных II группы (4 кошки) оно, напротив, возрастало на 9±2% (Рис. 1.2.). При этом максимальные сдвиги давления в правом предсердии были отмечены уже через 12-16 с от начала применения катехоламинов, тогда как максимальные сдвиги венозного возврата (на 30-40% у обеих групп животных) имели место лишь к 40 с от начала применения катехоламинов. К этому же времени давление в правом предсердии уже возвращалось к исходному значению. Следовательно, динамика сдвигов средней величины давления в правом предсердии в ответ на применение катехоламинов не была взаимосвязана с динамикой изменения венозного возврата крови к сердцу, что было показано и в предыдущих исследованиях [2].

Рисунок 1.1. Характер и величина изменений давления в правом предсердии, сократимости миокарда, ударного объема и систолической работы левого желудочка при применении адреналина 5.0 мкг/кг.

Обозначения: ДПП - среднее давление в правом предсердии, СМПЖ – сократимость миокарда правого желудочка, УОЛЖ – ударный объем левого желудочка, СРЛЖ – систолическая работа левого желудочка.

Светлые столбики - I группа животных со снижением давления в правом предсердии, заштрихованные столбики II группа животных с повышением давления в правом предсердии. Шкала - изменение показателей в процентах относительно исходного уровня. Вертикальные линии - доверительные интервалы.

Рисунок 1.2. Характер и величина изменений давления в правом предсердии, сократимости миокарда, ударного объема и систолической работы левого желудочка при применении норадреналина 2.5 мкг/кг.

Обозначения те же, что на Рис.1.1.

Поскольку характер изменения давления в правом предсердии зависит от сократительной функции желудочков [8,9], нами был проведен анализ сократимости миокарда правого желудочка и ударного объема левого желудочка в ответ на применение катехоламинов. Оказалось, что у животных I группы (со снижением давления в правом предсердии) исходное значение сократимости миокарда в двух сериях экспериментов составляло соответственно 390±28 мм рт.ст./с и 318±18 мм рт ст./с, и было меньше, чем у животных II группы (с повышением давления в правом предсердии) (соответственно 450±19 мм рт.ст./с и 352±37 мм рт.ст/с.). В момент же максимальных сдвигов давления в правом предсердии у животных I группы (со снижением давления в правом предсердии) сократимость миокарда правого желудочка в ответ на при применение адреналина и норадреналина возрастала соответственно на 76±18% и 71±16% (Рис. 1.1. и 1.2.). Как следует из этих же рисунков, у животных II группы ( с повышением давления в правом предсердии) ее приросты составили соответственно 47±6% и 44±8%, (Рис. 1.1. и 1.2.), т.е. были меньше, чем у животных I группы.

Таким образом, у животных I группы (со снижением давления в правом предсердии) прирост сократимости миокарда правого желудочка был больше, чем у животных II группы (с повышением давления в правом предсердии. При этом ударный объем левого желудочка у животных I группы в ответ на применение адреналина и норадреналина возрастал соответственно на 10±2% и 13±3%, т.е. также в большей степени, чем у животных II группы, когда его приросты составляли 5±1,5% и 5±2% (Рис. 1.1. и 1.2.). Поскольку сдвиги частоты сердечных сокращений у животных обеих групп были практическими одинаковыми и составляли 17-20% в случае применения адреналина и 4-5% в ответ на внутривенное введение норадреналина), то меньший прирост ударного объема левого желудочка у животных II группы по сравнению с животными I группы можно объяснить увеличением остаточного объема левого желудочка в результате меньшего прироста сократимости миокарда. На это также косвенно указывал факт различий в величинах систолической работы левого желудочка: у животных I группы систолическая работа левого желудочка в ответ на применение адреналина и норадреналина возрастала соответственно на 50±6% и 52±7%, а у животных II группы ее приросты составляли соответственно 40±7% и 45±6% (Рис.1.1. и 1.2.). (Хотя эти различия не были статистически достоверными).

Для анализа сдвигов средней величины давления в правом предсердии нами также было проведено исследование соотношения сдвигов величин систолического и диастолического предсердного давления. Характер сдвигов фазных (мгновенных) значений давления в правом предсердии в ответ на применение катехоламинов у животных двух групп также был различен (Табл.1.1.).

Таблица 1.1. Изменение средних и мгновенных (фазных) значений давления в правом предсердии на максимуме его сдвигов при применении катехоламинов

Как следует из этой таблицы, у животных I группы в случае применения катехоламиинов имело место снижение как систолического, так и диастолического давления в правом предсердии с преимущественным снижением диастолического давления. Так, в ответ на применение адреналина систолическое и диастолическое давление уменьшались сооответственно на 2±2% (P>0,05) и 34±7% . В случае же применения норадреналина сдвиги этих величин составили соответственно -9±3% и -45±7% (Табл. 1.1.). У животных же II группы характер сдвигов мгновенных значений давления в правом предсердии в ответ на применение адреналина и норадреналина был различен: при внутривенном введении адреналина систолическое давление возрастало на 42±5%, а диастолическое уменьшалось на 6±2%. В случае же применения норадреналина у животных II группы имело место повышение как систолического, так и диастолического давления соответственно на 6±2% и 11±2% (Табл. 1.1.). Следовательно, направленность сдвигов средней величины давления в правом предсердии в случае применеия катехоламинов определялась соотношением величин систолического и диастолического давлений в правом предсердии.

Таким образом, результаты проведенных экспериментов позволили установить, что при применении катехоламинов характер сдвигов давления в правом предсердии не взаимосвязан в динамике с направленностью изменений венозного возврата крови к сердцу. При этом применение катехоламинов сопровождалось неоднозначными сдвигами давления в правом предсердии: имело место как снижение (I группа животных), так и повышение (II группа) этого показателя. Снижение средней величины давления в предсердии обеспечивалось преимущественно уменьшением диастолического предсердного давления, а повышение давления в правом предсердии могло быть обусловлено ростом как диастолического, так и систолического предсердного давления. В момент максимальных сдвигов давления в правом предсердии в ответ на применение катехоламинов сократимость миокарда возрастала в большей степени у животных со снижением давления в правом предсердии, чем у животных, у которых давление в правом предсердии повышалось. У животных I группы также имело место большее повышение ударного объема и систолической работы левого желудочка, по сравнению с их приростами у животных II группы. Полученные данные позволяют заключить, что величина давления в правом предсердии на максимуме его сдвигов в ответ на применение катехоламинов взаимосвязана с сооотношением фазных (систола/диастола) значений давления в правом предсердии и показателями сократительной функции правого и левого желудочков сердца.

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 00-04-49342.

1. Изаков В.Я., Мархасин В.С., Ясников Г.П., Белоусов В.С., Проценко Ю.Л. Введение в биомеханику пассивного миокарда. М. Наука. 2000.
2. Ткаченко Б.И., Евлахов В.И., Поясов И.З. О роли постоянства давления в правом предсердии в формировании величины венозного возврата крови к сердцу. - Росс. Физиол. Журн. им. Сеченова, 87(5):678-682, 2001.
3. Alimoglu E., Erden A., Gurcel K., Olcer T. Correlation of right atrial pressure and blood flow velocities in the common femoral vein obtained by duplex Doppler sonography.- Journ. Clin. Ultrasound. 29(2): 87-91, 2001.
4. Barbier P., Solomon S.B., Schiller N.B., Glantz S.A. Left Atrial relaxation and left ventricular systolic function determine left atrial reservoir function. – Circulation, 100(2):427-436, 1999.
5. Brawley R. K., Oldham H.N., Vasko J., Henney P., Morrow A.G. Influence of right atrial pressure on instaneous vena caval blood flow. – Amer. Journ. Physiol., 211(2):347-353, 1966.
6. Ghio S., Recusani F., Sebastiani R. Doppler velocimetry in superior vena cava provides useful information on the right circulatory function in patients with congestive heart failure. – Echocardiography., 18(6):469-477, 2001.
7. Guyton A.C., Jones C.V. Central venous pressure: Physiological significance and clinical application. - Amer. Heart Journ., 86 (3): 432-437, 1973.
8. Leistad E., Christensen G., Ilebekk A. Effects of atrial fibrillation on left and right atrial dimensions, pressures and compliances. – Amer. Journ. Physiol., 264(3):H1093-H1097, 1993.
9. Nagueh S.F., Kopelen H.A., Zoghbi W.A. Relation of mean right atrial pressure to echocardiographic and Doppler parameters of right atrial and right ventricular function.- Circulation, 93(4):1160 – 1169, 1996.
10. Watson R.D., Gibbs C.R., Lip G.Y. ABC of heart failure: clinical features and complications.- Brit. Med. Journ. 320(1):236-239, 2000.

Dynamics changes of the right atrial pressure following catecholamines intravenous injection

I.P. Poyassov, V.I.Evlakhov

Institute of the Experimental Medicine RAMS

The dynamic changes of the right atrial pressure, venous return and right ventricular myocardial contractility (first derivate of right ventricular pressure) were studied in acute experiments on anesthetized cats following catecholamines intravenous injection. Right atrial pressure turned back to its initial level more quickly comparing with the dynamics of the venous return and right ventricular myocardial contractility. In that case, the right atrial pressure could have been decreased or increased, meanwhile the venous return and right ventricular myocardial contractility always have been increased. When the right atrial pressure decreased, the right ventricular myocardial contractility and left ventricular stroke volume and systolic work were elevated greatly, if the right atrial pressure increased. The maximal changes of the mean right atrial pressure were also dependent from the changes of both systolic and diastolic right atrial pressure.

Key words: right atrial pressure, dynamic changes, right ventricular myocardial contractility, venous return.