ELECTRICAL ACTIVITY OF THE HUMAN HEART DURING THE PERIOD OF VENTRICULAR DEPOLARIZATION UNDER ACUTE NORMOBARIC HYPOXIA

Background. The effect of acute hypoxia on the human heart leads to deterioration of the heart function, this is reflected in an increase of the heterogeneity of the depolarization process, which is difficult to reveal when using a traditional ECG. Purpose. To investigate the electrical activity of the heart during the ventricular depolarization on the thorax surface under the exposure of acute normobaric hypoxia using multichannel ECG mapping. Material and methods. The electrical activity of the heart in apparently healthy young men (20±1 years) was studied during ventricular depolarization under exposure of acute normobaric hypoxia using cardioelectrotopography. Unipolar ECGs were recorded from 64 electrodes on the surface of the chest, simultaneously with bipolar ECGs in limb leads and the amplitudes of R and S waves from the surface electrodes localized in positions V1 and V5 of the traditional ECG were evaluated. Results. It was revealed that during hypoxia, in comparison with the initial state, the pattern of distribution and the spatio-temporal dynamics of positive and negative cardiac potentials reflecting the sequence of myocardial activation on the torso surface did not change significantly and were typical for the period of ventricular depolarization of the healthy person. A decrease in the amplitudes of the maximum extrema of cardiac electric potentials, the amplitudes of the SV1 and RV5 waves at hypoxic exposure was revealed: the amplitude of the maximum decreased from 1.88±0.58 mV in the initial state to 1.83±0.55 mV at hypoxia, the minimum – from -2.08±0.76 mV to -1.85±0.73 mV, the SV1 wave from -1.28±0.25 mV to -1.17±0.18 mV, RV5 wave from 1.21±0.25 mV to 1.05±0.29 mV, respectively, while the duration of ventricular depolarization did not change statistically significantly. Conclusion. Under hypoxic exposure, the examined persons showed a significant decrease in the amplitudes of the maximum extrema of the electric field of the heart, a direct correlation between changes in the amplitudes of the positive extremum and the RV5 wave, with practically unchanged duration of ventricular depolarization and dynamics of the distribution of cardioelectric potentials

Mapeamento do Potencial da Superfície Corporal durante a Despolarização Ventricular em Atletas com Intervalo PQ Prolongado após Exercício

Resumo Fundamento: O prolongamento do intervalo PQ, geralmente associado a um atraso na condução atrioventricular, pode estar relacionado a alterações na propagação do impulso intraventricular. Objetivo: Avaliar, por meio do mapeamento do potencial de superfície corporal (BSPM), o processo de despolarização ventricular em atletas com intervalos PQ prolongados em repouso e após o exercício. Métodos: O estudo incluiu 7 esquiadores cross-country com intervalo PQ superior a 200 ms (grupo PQ Prolongado) e 7 com intervalo PQ inferior a 200 ms (grupo PQ Normal). O BSPM de 64 derivações unipolares do tronco foi realizado antes (Pré-Ex) e após o teste ergométrico de bicicleta (Pós-Ex). Mapas equipotenciais da superfície corporal foram analisados durante a despolarização ventricular. O nível de significância foi de 5%. Resultados: Comparado com atletas com PQ Normal, o primeiro e o segundo períodos de posição estável dos potenciais cardíacos na superfície do tronco foram mais longos, e a formação da distribuição de potencial “sela” ocorreu mais tarde, no Pré-Ex, nos atletas com PQ Prolongado. No Pós-Ex, o grupo PQ Prolongado apresentou um encurtamento do primeiro e segundo períodos de distribuições de potencial estáveis e uma diminuição no tempo de aparecimento do fenômeno “sela” em relação ao Pré-Ex (para valores próximos aos do Normal -Grupo PQ). Além disso, no Pós-Ex, a primeira inversão das distribuições de potencial e a duração total da despolarização ventricular em atletas com PQ Prolongado diminuíram em comparação com o Pré-Ex e com valores semelhantes em atletas com PQ Normal. Em comparação com atletas com PQ Normal, a segunda inversão foi mais longa no Pré-Ex e Pós-Ex em atletas com PQ Prolongado. Conclusão: Atletas com PQ prolongado apresentaram diferenças significativas nas características temporais do BSPM durante a despolarização ventricular, tanto em repouso quanto após o exercício, em comparação com atletas com PQ normal

Body surface potential mapping in rats with stress-induce arterial hypertension

Studies on experimental animals allow us to approach the understanding of the mechanisms of changes in the electrical activity of the heart during morphofunctional rearrangements that occur as a result of the development of arterial hypertension (AH). Aim of the study was to investigate body surface potential mapping in young ISIAH rats with genetically determined stress-induced AH during ventricular depolarization. Material and methods. The study was carried out on 3-month-old ISIAH males (n = 10) weighing 250–300 g. Body surface potential mapping was performed using 64 electrodes evenly distributed around the chest of the animal. Results. Significantly higher systolic blood pressure was shown in ISIAH rats compared to Wistar rats (203 ± 14 and 125 ± 5 mm Hg, respectively), as well as heart relative mass, thickness of the left ventricle, right ventricle, and interventricular septum were significantly higher compared to Wistar. During the period of ventricular depolarization, a shift of the zone of negative cardiopotentials to the left-lateral region of the chest is shown in the period corresponding to the time the positive extremum reaches its maximum value in ISIAH rats compared to Wistar. An earlier time of formation, a significantly longer time to achieve the first and second inversion of cardiopotentials, a later time for the positive and negative extrema to reach their maximum values, a greater amplitude of the absolute value of the negative extremum, and a significantly longer total ventricular duration in ISIAH rats compared to Wistar rats were shown. Conclusions. The study give perspective to the use of body surface potential mapping for diagnosing the initial stages of the formation of myocardial hypertrophy in AH

Динамика кардиоэлектрического поля крыс при хроническом воздействии доксорубицина в период деполяризации предсердий

The aim of the work is non-invasive identification of the features of the initial atrial activity by the dynamics of the cardioelectric field on the surface of the chest of experimental animals under chronic exposure to doxorubicin. Materials and methods. The distribution and dynamics of changes in cardioelectric potentials on the surface of the chest of rats under chronic exposure to doxorubicin during the period of initial atrial activity were investigated. Doxorubicin was administered intraperitoneally 1.5 mg/kg once a week for a month. The cumulative dose was 6 mg/kg animal weight. Results. It has been shown that chronic exposure to doxysubicin leads to changes in the positional dynamics of positive and negative cardiopotentials cardioelectric field of heart on the chest surface during the ascending and descending P-wave on the ECG in the II limb leads. It is observed significantly earlier the beginning of cardioelectric field formation, characteristic of atrial depolarization, on the body surface, the beginning, the peak and the end of the P-wave on the ECG in the II limb leads compared to the initial state. Conclusion. Chronic exposure to doxorubicin causes significant changes in the initial atrial activity, which leads to a significant change in the corresponding period of atrial depolarization in the dynamics of the cardioelectric field on the surface of the thorax of animals.Целью работы является неинвазивное выявление особенностей начальной предсердной активности по динамике кардиоэлектрического поля на поверхности грудной клетки экспериментальных животных при хроническом воздействии доксорубицина. Материалы и методы. Исследованы распределение и динамика изменения кардиоэлектрических потенциалов на поверхности грудной клетки крыс при хроническом воздействии доксорубицина в период начальной предсердной активности. Доксорубицин вводили внутрибрюшинно по 1,5 мг/кг один раз в неделю на протяжении месяца. Кумулятивная доза составила 6 мг/кг массы тела животного. Результаты. Показано, что хроническое воздействие доксорубицина приводит к изменениям динамики взаимного расположения положительных и отрицательных кардиопотенциалов электрического поля сердца на поверхности грудной клетки крыс в периоды восходящей и нисходящей Р-волны на ЭКГ в отведениях от конечностей. Выявлено достоверно более раннее начало образования кардиоэлектрического поля, характерного для деполяризации предсердий, на поверхности тела, начала, вершины и окончания Р-волны на ЭКГ во II отведении от конечностей после длительного введения доксорубицина по сравнению с исходным состоянием. Заключение. Хроническое воздействие доксорубицина вызывает значимые изменения начальной предсердной активности, что приводит в соответствующий период деполяризации предсердий к существенному изменению динамики кардиоэлектрического поля на поверхности грудной клетки животных

Влияние анксиолитика фабомотизола на временные параметры деполяризации предсердий в острейшую фазу инфаркта миокарда

The aim of the work is to study the effect of the anxiolytic fabomotizole (15 mg/kg, i.v.) on atrial depolarization in the acute phase of myocardial infarction using the method of synchronous multichannel cardioelectrochronotopography. Synchronous multichannel cardioelectrochronotopography was used to study the sequence of depolarization of the atrial epicardium in outbred rats during the acute phase of myocardial infarction caused by ligation of the anterior branch of the left coronary artery with simultaneous administration of the σ1-receptor agonist fabomotizole. Significant differences in the temporal characteristics of atrial depolarization in the acute phase of myocardial infarction were revealed in control animals and animals treated with fabomotizol. In rats against the background of fabomotizol, changes in the time of the onset of epicardial depolarization, the transition of the excitation wave from the right to the left atrium, and the end of depolarization, compared with the initial state, occur by the 5th minute after the ligation of the coronary vessel; in the process of further development of acute myocardial infarction, changes in time parameters are not observed .In animals of the control group, changes in the time parameters of atrial depolarization after coronary vessel ligation develop by 10 minutes after ligation and continue to change as acute myocardial infarction develops. Anxiolytic fabomotizol in the most acute phase of myocardial infarction changes the time parameters of atrial depolarization, preventing the development of atrial fibrillation.Цель работы – изучение методом синхронной многоканальной кардиоэлектрохронотопографии влияния анксиолитика фабомотизола (15 мг/кг, в/в) на деполяризацию предсердий в острейшую фазу инфаркта миокарда. Методом синхронной многоканальной кардиоэлектрохронотопографии исследована последовательность деполяризации эпикарда предсердий беспородных крыс в острейшую фазу инфаркта миокарда, вызванного перевязкой передней ветви левой коронарной артерии при одновременном введении агониста σ1-рецепторов фабомотизола. Выявлены существенные различия временных характеристик деполяризации предсердий в острейшую фазу инфаркта миокарда у контрольных животных и животных, получивших фабомотизол. У крыс на фоне фабомотизола изменения времени начала деполяризации эпикарда, перехода волны возбуждения от правого к левому предсердию и окончания деполяризации по сравнению с исходным состоянием происходят к 5-й минуте после перевязки коронарного сосуда, в процессе дальнейшего развития острого инфаркта миокарда изменения временных параметров не наблюдаются. У животных контрольной группы изменения временных параметров деполяризации предсердий после перевязки коронарного сосуда развиваются к 10-й минуте после перевязки и продолжают изменяться по мере развития острого инфаркта миокарда. Анксиолитик фабомотизол в острейшей фазе инфаркта миокарда изменяет временные параметры деполяризации предсердий, предотвращая развитие фибрилляции предсердий

Комбинированное воздействие фабомотизола и соединения АЛМ-802 на деполяризацию предсердий в условиях трансляционной модели алкогольной кардиомиопатии у крыс

Relevance. Alcoholic cardiomyopathy (ACMP) is the leading cause of mortality in chronic disease, which is largely associated with an increased risk of developing malignant diseases of the cardiovascular disease. Search for new drugs, including those exhibiting pronounced antiarrhythmic activity, supposed relevance. Objective. To study the effect of combination therapy with fabomotizole and ALM-802 on atrial depolarization in a translational model of alcoholic cardiomyopathy in rats. Methods. The sequence of depolarization of the atrial epicardium was studied in rats in a translational model of alcoholic cardiomyopathy, which received a combination of fabomotizole and compound ALM-802 daily for 28 days after the end of 24 weeks of alcoholization, or pyrogen-free water intraperitoneally. Results. As a result of the 28-day combined action of fabomotizole and the compound ALM-802 in animals with alcoholic cardiomyopathy, additional areas of early activation in the area of lacunae of the pulmonary veins that form during the 24-week period of alcoholization disappear, the risk of atrial arrhythmias is minimized, and sequential propagation.Актуальность. Алкогольная кардиомиопатия (АКМП) является основной причиной летальности при хроническом алкоголизме, что во многом связано с высоким риском развития злокачественных нарушений сердечного ритма. Поиск новых лекарственных средств, в том числе обладающих выраженной антиаритмической активностью, представляется актуальным. Цель исследования: изучение влияния комбинированной терапии фабомотизолом и соединением АЛМ-802 на деполяризацию предсердий в условиях трансляционной модели алкогольной кардиомиопатии у крыс. Методы. Изучена последовательность деполяризации эпикарда предсердий у крыс в условиях трансляционной модели алкогольной кардиомиопатии, получавших после окончания 24-недельной алкоголизации ежедневно в течение 28 дней комбинацию фабомотизола и соединения АЛМ-802 или апирогенную воду внутрибрюшинно. Результаты. В результате 28-дневного комбинированного действия фабомотизола и соединения АЛМ-802 у животных с алкогольной кардиомиопатией исчезают дополнительные области ранней активации в области лакун лёгочных вен, формирующиеся в период 24-недельной алкоголизации, риск предсердных аритмий минимизирован, восстанавливается последовательное распространение волны деполяризации от области синусно-предсердного узла, близкое к таковому у контрольных животных

Кардиоэлектрическое поле на поверхности тела в период деполяризации предсердий у крыс с алкогольной кардиомиопатией

Resume. To study the features of an atrium depolarization on the dynamics of the cardioelectric field on the body surface at rats with an alcoholic cardiomyopathy. The cardioelectric field on the body surface of rats with an alcoholic cardiomyopathy was investigated during an atrium depolarization by the method of multiple synchronous cardioelectrotopography. In experimental and control animals, reflecting atrial depolarization, is formed before the appearance of the P„ wave on the ECG, inversion of the body surface potential mapping (BSMP) regions occurs before the beginning of the ascending phase of the P„ wave. In rats of the experimental group, it is shown an increase in the heart rate, the total duration of atrial depolarization, the period of the ascending and descending phases of the P„ wave on the ECG; later (relative to the peak of the RM-wave) inversion of the BSMP regions and the beginning of the PII wave by comparison with the control animals. The duration of inversion in experimental rats significantly increased compared with the control. Alcoholic cardiomyopathy leads to significant changes in the spatial and temporal parameters of the cardioelectric field at the initial stages of atrium depolarization, an increase in the non-uniformity of depolarization and a high risk of atrial arrhythmias.Цель работы - выявление по динамике электрического поля сердца на поверхности тела особенностей деполяризации предсердий у крыс на трансляционной модели алкогольной кардиомиопатии. Исследовано электрическое поле сердца на поверхности тела в период деполяризации предсердий у крыс с алкогольной кардиомиопатией. У крыс с алкогольной кардиомиопатией выявлены увеличение ЧСС, общей длительности деполяризации предсердий, периода восходящей и нисходящей фаз Р„ волны на ЭКГ, более поздние инверсия областей ЭПС и начало Р„ волны по сравнению с контрольными животными. Длительность инверсии у опытных крыс достоверно увеличивается по сравнению с контрольными. Алкогольная кардиомиопатия приводит к значимым изменениям пространственных и временных параметров электрического поля сердца на начальных этапах деполяризации предсердий, а также к увеличению неоднородности их деполяризации. Выявленные изменения свидетельствуют о высоком риске развития фибрилляции предсердий у крыс с алкогольной кардиомиопатией

Cardioelectrotopographic Assessment of the Ventricular Repolarization in Racing Skiers and Powerlifters

The article determines significant amplitude-temporal parameters of the heart electric fxield distinctions in the course of ventricular repolarization in sportsmen training different physical qualities – strength (powerlifters) and endurance (racing skiers)

Racing Skiers and Swimmers’ Heart Electric Field during Ventricular Depolarization at Recovery Period after Moderate and Submaximal Physical Load

The article presents the results of cardioelectrotopographic investigation of racing skiers and swimmers’ heart electric activity during ventricular depolarization at recovery period after moderate and submaximal physical load. Changes in ventricular depolarization time and ventricular depolarization phases ratio due to longer duration of the first and second cardioelectric potential inversions on the chest surface in racing skiers and less duration of the depolarization initial phase in swimmers were detected after moderate and submaximal loa