Однокамерные электрокардиостимуляторы (ЭКС) с расположением электрода в области верхушки правого желудочка (ПЖ) начали имплантировать пациентам с синдромом слабости синусового узла (СССУ) и атриовентрикулярной блокадой с начала 60-х годов XX века. С накоплением опыта было отмечено, что при постоянной электрокардиостимуляции сердца (ПЭКС) увеличивается риск развития сердечной недостаточности (СН), которую связывали с пейсмекерным синдромом (потеря физиологической синхронизации работы предсердий и желудочков) и хронотропной некомпетентностью (отсутствие должного прироста частоты сердечных сокращений (ЧСС) в ответ на физическую нагрузку). Приоритетными направлениями в развитии ПЭКС стали разработка двухкамерных режимов для сохранения предсердной надбавки в диастолическое наполнение левого желудочка (ЛЖ) и алгоритма частотной адаптации ЭКС для обеспечения физиологического прироста ЧСС. Однако в дальнейшем показано, что даже при имплантации двухкамерных ЭКС с режимом частотной адаптации риск развития или декомпенсации уже существующей СН сохраняется, при этом частота госпитализации по поводу СН составляет около 10% в течение 2,5 года [29].

Ключевой момент в понимании роли ПЭКС в развитии СН — исследование MOST, в котором у пациентов с СССУ, сохранной систолической функцией ЛЖ и отсутствием или умеренными проявлениями СН проводилось сравнение двухкамерного и однокамерного режимов стимуляции c частотной адаптацией (DDDR и VVIR соответственно). При анализе полученных данных выявлено, что риск СН повышается с увеличением процента стимуляции ПЖ: стимуляция более 40% в режиме DDDR и более 80% — в VVIR оказались независимыми предикторами госпитализаций по поводу С.Н. Данные о неблагоприятном влиянии апикальной ПЖ-стимуляции подтвердились в ряде исследований у пациентов с имплантированными кардиовертерами-дефибрилляторами (ИКД). Увеличение процента стимуляции ПЖ ассоциировалось с повышением частоты госпитализаций по поводу СН, смертности, срабатываний ИКД [43, 45]. Полученные результаты позволили сделать вывод о том, что нефизиологическая стимуляция верхушки ПЖ, по-видимому, является ведущей причиной развития СН при ПЭКС.

В настоящее время среди негативных эффектов ПЖ-стимуляции выделяют электрическую и механическую дисинхронию, изменение метаболизма и нарушение перфузии миокарда, которые приводят к снижению систолической и диастолической функции, развитию функциональной митральной регургитации и структурным изменениям камер сердца.

При апикальной ПЖ-стимуляции происходит нарушение физиологической последовательности электрической активации миокарда. Волна деполяризации распространяется не по волокнам Гиса—Пуркинье, а по кардиомиоцитам, для которых характерно медленное проведение электрического импульса. При этом вначале активируются межжелудочковая перегородка, верхушка и нижняя стенка и только затем — заднебоковые сегменты Л.Ж. Изменение последовательности распространения волны возбуждения приводит к электрической неоднородности миокарда в различные фазы систолы и нарушению синхронности сокращения различных сегментов.

В экспериментальных исследованиях показано, что области, прилегающие к зоне стимуляции, охватываются возбуждением раньше, вследствие чего происходит их редуцированное сокращение в раннюю фазу систолы. Напротив, в сегментах, удаленных от стимуляции, к моменту прихода электрического импульса наблюдается значительное растяжение мышечных волокон, что обусловливает их последующее выраженное систолическое укорочение. Таким образом, при асинхронной электрической активации миокарда происходит перераспределение преднагрузки на различные сегменты. Результатом является неоднородность растяжения мышечных волокон перед фазой изгнания и, следовательно, силы сокращения различных сегментов Л.Ж. При количественном определении локальной механической работы продемонстрировано ее снижение до 50% от должной в зоне стимуляции и повышение до 150% в отдаленных областях. При стимуляции верхушки ПЖ наблюдалось снижение ударного объема по сравнению со стимуляцией правого предсердия [25]. Описанные изменения сократимости в областях наиболее ранней электрической активации миокарда приводят к нарушению адренергической иннервации [18, 26], уменьшению метаболических потребностей [46], снижению потребления кислорода, фиброзу и истончению миокарда [12].

Одним из наиболее важных последствий ПЖ-стимуляции является снижение коронарного кровотока и появление дефектов перфузии в наиболее рано активируемых областях миокарда [1, 18]. При проведении сцинтиграфии миокарда обнаружено, что у 46—75% пациентов с ПЖ-стимуляцией выявляются дефекты перфузии, не связанные со стенозирующим поражением коронарных артерий [27, 36]. Наиболее частая их локализация — нижняя стенка, верхушка, межжелудочковая перегородка. В настоящее время установлено, что дефекты перфузии не являются артефактами на томосцинтиграммах, возникающими за счет эффекта частичного объемного уменьшения массы миокарда вследствие дисинхронии, как это наблюдается при полной блокаде левой ножки пучка Гиса, а отражают истинное нарушение перфузии мышцы сердца [8]. Наиболее вероятно, что нарушения перфузии обусловлены перераспределением коронарного кровотока вследствие ауторегуляции сосудистого тонуса из-за разницы преднагрузки на различные участки миокарда [1, 8, 27]. Другими возможными механизмами могут являться вазоконстрикция вследствие повышения тканевого норэпинефрина в зоне стимуляции [18, 26] и поражение микроциркуляторного русла за счет фиброзно-дегенеративных процессов [12]. Дефекты перфузии могут сочетаться с нарушениями локальной сократимости в соответствующих зонах, которые невозможно отличить от рубцового поражения миокарда вследствие перенесенного инфаркта [36]. Это представляет существенные трудности при диагностике ишемической болезни сердца (ИБС) у пациентов с постоянной ПЖ-стимуляцией. Данные о влиянии дефектов перфузии и нарушений локальной сократимости при ПЖ-стимуляции на прогноз противоречивы и требуют дальнейшего уточнения [2, 17, 31, 32].

Неоднородность сокращения миокарда, изменения перфузии при ПЖ-стимуляции влияют на систолическую и диастолическую функции. По данным эхокардиографического исследования (ЭхоКГ), в М-режиме и при тканевой допплерографии установлено увеличение межжелудочковой и внутрижелудочковой задержки [33], появление признаков дисинхронии при оценке продольной [11], радиальной [34] и циркулярной деформации [10]. У пациентов с исходно сохранной сократительной функцией выявлено достоверное снижение фракции выброса ЛЖ [7, 8, 21, 33, 34]. Кроме того, отмечено изменение показателей, характеризующих диастолическую функцию: снижение E’, увеличение отношения E/E’ и объема левого предсердия [7, 8].

Одной из причин развития СН у ЭКС-зависимых пациентов является хронотропная некомпетентность (ХН), под которой понимают неспособность спонтанного или навязанного ритма обеспечивать адекватный прирост ЧСС в ответ на физическую нагрузку [3]. ХН может являться самостоятельной причиной СН, а также в значительной мере усугублять течение С.Н. При физической нагрузке рост сердечного выброса (СВ) происходит за счет увеличения ударного объема (УО) и ЧСС. В норме СВ может повышаться в 4—6 раз по сравнению с уровнем в покое, что достигается путем прироста ЧСС в 2—4 раза и УО на 20—50%. При физической нагрузке слабой и умеренной интенсивности происходит увеличение УО и ЧСС, при нагрузке большей интенсивности основной вклад в прирост СВ вносит ЧСС, увеличение которой при нагрузке носит линейный характер [23]. При Х.Н. во время нагрузки не происходит должного прироста СВ, в результате чего у пациентов появляются жалобы на слабость, одышку, плохую переносимость нагрузки.

Таким образом, у пациентов с ПЭКС существует ряд механизмов, которые участвуют в формировании и поддержании СН: ПЖ-стимуляция вызывает развитие систолической и диастолической дисфункций, в результате чего способность ЛЖ увеличивать УО в ответ на нагрузку в значительной степени ограничена; это приводит к тому, что прирост ЧСС становится ключевым фактором в поддержании С.В. Наличие Х.Н. еще больше усугубляет СН.

Среди пациентов с ПЭКС распространенность ХН в зависимости от различных критериев определения составляет от 34 до 87% [3, 5]. Преодолеть данную проблему частично позволяет режим частотной адаптации (сенсор). Данный режим обеспечивает увеличение ЧСС в ответ на нагрузку с помощью воспринимающего устройства — сенсора. Несмотря на большое разнообразие сенсоров, в настоящее время преобладают ЭКС со встроенным акселерометром, который реагирует на линейное механическое ускорение и генерирует электрический сигнал пропорционально амплитуде движения. Многочисленные исследования доказали улучшение переносимости физической нагрузки у пациентов с ХН при активации режима частотной адаптации как при наличии, так и в отсутствие СН [4, 9, 15, 37].

Сама по себе активация режима частотной адаптации ЭКС не гарантирует адекватный прирост ЧСС в ответ на нагрузку. Эффективность работы данного режима зависит от множества программируемых параметров, которые в свою очередь зависят от типа сенсора. В частности, в системах ЭКС с встроенным акселерометром задаются значения базовой частоты стимуляции, максимальной сенсорной частоты, порога активности (уровень физической нагрузки, при которой происходит увеличение ЧСС), показателя прироста ЧСС (степень увеличения ЧСС на определенный уровень нагрузки), времени реакции (скорость развития ответа на изменение уровня нагрузки) и времени восстановления ЧСС. При проверке ЭКС специалист либо устанавливает параметры вручную, либо может воспользоваться уже заданными алгоритмами автоматического регулирования сенсора в зависимости от физической активности пациента.

Однако у части больных автоматическое подстраивание сенсора может приводить к немотивированному избыточному или недостаточному приросту ЧСС [28]. Наиболее часто это развивается у пациентов с резкими колебаниями физической активности. Это связано с тем, что при автоматических настройках сенсор стремится достигать максимальной сенсорной частоты (МСЧ) определенное количество времени в неделю. Если этого не происходит, то изменяются такие параметры, как порог активности и показатель прироста ЧСС для обеспечения необходимого уровня ЧСС за неделю, и наоборот. Как итог, низкая двигательная активность в течение 1—2 нед приведет к более агрессивной работе сенсора, в результате чего последующая даже незначительная физическая нагрузка может вызвать избыточный прирост ЧСС. И наоборот, у очень активных пациентов с высокой вероятностью можно ожидать низкий частотный профиль, не соответствующий их реальной активности.

На сегодняшний день отсутствуют общепринятые рекомендации по подбору оптимальных параметров частотной адаптации у пациентов с ПЭКС и С.Н. Не существует критериев, позволяющих выбрать максимальную сенсорную частоту и скорость нарастания ЧСС, которые обеспечивают наибольший сердечный выброс на пике физической нагрузки. В большинстве случаев используют нестандартизированные нагрузочные тесты (ходьба по коридору, подъем по лестнице) и анализируют график прироста ЧСС. Кроме того, оценивают гистограммы ЧСС, записанные в «памяти» ЭКС. Однако такой подход неизбежно ведет к ошибкам и появлению множества жалоб, связанных с неоптимальными настройками сенсора.

Наиболее точной методикой, позволяющей оценить адекватность увеличения ЧСС при физической нагрузке, является стресс-тест с газовым анализом (эргоспирометрия). Потребление кислорода находится в прямой зависимости от СВ и артериовенозной разницы по кислороду. При этом наблюдается линейная зависимость между ростом ЧСС и повышением потребления кислорода [20, 41]. Поэтому техника данного теста дает возможность определить ЧСС, при которой отсутствует дальнейший прирост потребления кислорода, а также соответствие скорости нарастания ЧСС метаболическим потребностям организма. При этом имеется возможность не только установить наличие ХН, но и выявить связь жалоб пациента с неадекватным приростом ЧСС. Для оценки ХН при физической нагрузке был разработан протокол нагрузочного тестирования СAEP (B. Wilkoff, 1989). Протокол включает 2-минутные стадии с медленным темпом прироста скорости и угла наклона дорожки [42]. На основании данных тестирования группы здоровых волонтеров была разработана математическая модель хронотропного ответа синусового узла на нагрузку в норме, а также предложена формула, по которой можно рассчитать ожидаемую ЧСС на каждой ступени нагрузочного тестирования [42]. Данный подход может применяться только при условии достижения ожидаемой по возрасту максимальной ЧСС и выполнения пациентом максимальной для него нагрузки [13], что возможно только при отсутствии значимой кардиальной патологии. Однако пациенты с СН чаще всего не способны выполнить столь интенсивную нагрузку. В данном случае также возможно применять протокол CAEP, однако необходимо помнить, что расчет ожидаемой ЧСС по предложенным формулам для этих пациентов неприменим. В таком случае для оценки адекватности частотного ответа можно определять соответствие прироста ЧСС метаболическим потребностям организма. В нескольких исследованиях установлено, что в норме потребление 1 мл/кг/мин кислорода сопровождается увеличением ЧСС на 2—4 удара в минуту [20, 35]. Данный критерий может быть использован у пациентов с отсутствием или умеренными проявлениями СН для оптимального программирования параметров частотной адаптации (порога активности и показателей прироста ЧСС). У пациентов с тяжелой СН наклон кривой увеличения ЧСС становится круче, поэтому необходимо ориентироваться на данные К. Weber и соавт. [20] (4,6±1,3 удара при потреблении 1 мл/кг/мин кислорода).

У пациентов без значимой структурной патологии сердца продемонстрировано преимущество программирования МСЧ, соответствующей 85—100% от ожидаемой по возрасту [4, 14]. В то же время для многих пациентов с СН характерна непереносимость тахикардии, что можно объяснить индукцией ишемии, уменьшением времени диастолического наполнения ЛЖ. В нескольких исследованиях показано преимущество более низких значений МСЧ у пациентов с тяжелой С.Н. Программирование значения 110 ударов в минуту по сравнению со 130 сопровождалось увеличением времени нагрузки и пикового потребления кислорода [9, 15]. Только в одном исследовании [14] проводился индивидульный подбор МСЧ у пациентов с систолической дисфункцией Л.Ж. Им проводили велоэргометрию, в ходе которой увеличение ЧСС обеспечивали ручным методом с помощью программирования ЭКС, а также тканевой допплерэхокардиографией в покое и на каждой ступени теста. Оптимальная МСЧ соответствовала в среднем 75% от ожидаемой для данного возраста и варьировала от 90 до 130 ударов в минуту (среднее значение составило 110,9±9,1 ударов в минуту).

Существенной трудностью является исключение стресс-индуцированной ишемии у ЭКС-зависимых пациентов, так как одышку можно расценить как эквивалент стенокардии. При проведении нагрузочного тестирования интерпретация изменения сегмента ST-T на ЭКГ невозможна из-за преимущественно навязанного ритма ЭКС, вследствие чего стандартные тредмил-тест и велоэргометрия не могут служить методиками для исключения стресс-индуцированной ишемии миокарда. Наиболее простым тестом является стресс-ЭхоКГ методом учащающей программируемой стимуляции сердца с помощью собственного ЭКС. Методика проведения теста проста: пациенту посредством программатора постепенно увеличивается частота навязанного ритма ЭКС, при этом одновременно оценивают изменение локальной сократимости миокарда по данным ЭхоКГ. Описанный стресс-тест зарекомендовал себя как безопасный и легко воспроизводимый в клинической практике. Чувствительность и специфичность у пациентов с диагностированной или высокой вероятностью ИБС сопоставима с другими методиками стресс-ЭхоКГ и составляет 77—91% и 68—88% соответственно. При проведении теста в режиме VVI специфичность и чувствительность меньше, чем в AAI и DDD. В целом же положительная предсказательная ценность составляет около 81% и отрицательная — около 88% [2, 22, 24, 39]. При программировании режима частотной адаптации важно установить МСЧ на 5—10 ударов ниже той, при которой появляются зоны нарушенной локальной сократимости миокарда. При этом надо помнить, что у пациентов с ПЭКС при выявлении стресс-индуцированных нарушений сократимости единственным способом исключить наличие ишемической болезни сердца является коронароангиография.

В ряде исследований [19, 44] показано уменьшение механической дисинхронии, увеличение фракции выброса (ФВ) ЛЖ и уменьшение функционального класса СН по NYHA у пациентов с выраженной систолической дисфункцией ЛЖ (ФВ менее 35%) при переходе с ПЖ-стимуляции на бивентрикулярную.

По данным относительно недавно проведенного исследования BLOCK HF [6], бивентрикулярная стимуляция может иметь преимущества не только у пациентов с выраженной систолической дисфункцией, но и при сохранной или умеренно сниженной ФВ ЛЖ. В исследование включены пациенты с показаниями к ПЭКС вследствие АВ-блокады, СН (I—III ФК по NYHA), умеренно сниженной ФВ ЛЖ (50% и ниже), которые были разделены на группы бивентрикулярной и традиционной ПЖ-стимуляции. При этом основную долю составили пациенты с ФВ ЛЖ более 35%. При наблюдении в течение 37 мес в группе бивентрикулярной стимуляции частота первичной конечной точки (смерть от любой причины, декомпенсация СН, потребовавшая интенсивной терапии, увеличение индекса КСО на 15% и более) была достоверно ниже, чем в группе традиционной ПЖ-стимуляции.

Нефизиологическая стимуляция из верхушки ПЖ является основным фактором риска развития СН у пациентов с ПЭКС, так как приводит к систолической и диастолической дисфункциям вследствие электрической и механической дисинхронии, нарушении перфузии и локальной сократимости. Важную роль играет ХН. У ряда пациентов невозможно снизить процент ПЖ-стимуляции вследствие их полной зависимости от работы ЭКС. Единственным способом уменьшить проявления СН в данной группе пациентов является оптимизация режима частотной адаптации, что позволяет снизить возможные неблагоприятные последствия как нефизиологической стимуляции, так и неадекватного частотного ответа.

Исследования со стимуляцией из альтернативных точек (межжелудочковая перегородка, выходной тракт правого желудочка) продемонстрировали спорные результаты [11, 16, 38, 47]. В то же время бивентрикулярная стимуляция может иметь преимущества не только у пациентов с выраженной систолической дисфункцией, но и при сохранной или умеренно сниженной ФВ ЛЖ [6, 19, 44].

Таким образом, в настоящее время, если у пациента с ПЭКС развивается СН, которую не удается компенсировать медикаментозно или с помощью коррекции параметров режима частотной адаптации, оптимальной тактикой ведения является переход с обычной ПЖ-стимуляции на бивентрикулярную.