Клиническая реализация анатомо-физиологических свойств синоатриального узла
https://doi.org/10.30629/0023-2149-2022-100-9-10-425-431
Аннотация
Заболевания синоатриального узла (СУ) характеризуются его неспособностью выполнять функцию доминирующего водителя ритма. В настоящем обзоре приведены данные последних исследований анатомии и физиологии СУ, которые демонстрируют наличие структурной и функциональной неоднородности СУ и его компонентов, описано строение и функция проводящих внутриузловых путей, «новой околоузловой области», а также обсуждается явление сдвига места генерации возбуждения и наличие «неактивного режима» работы кардиомиоцитов. Авторами критически обсуждены генетические механизмы развития синдрома слабости синусового узла (СССУ), обоснованы мультидисциплинарный подход и дальнейшее проведение анатомо-морфологических и физиологических исследований, которые играют принципиальную роль в разработке терапии и диагностики связанных заболеваний.
Об авторах
В. Е. Милюков
ФГАОУ ВО Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова Минздрава
Россия
Россия
Милюков Владимир Ефимович — доктор медицинских наук, профессор, профессор кафедры анатомии человека лечебного факультета.
117997, Москва
В. А. Брюханов
ФГАОУ ВО Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет)
Россия
Россия
Брюханов Валерий Александрович — студент Международной школы «Медицина будущего».
119991, Москва
К. К. Нгуен
Университет им. Йерсена
Вьетнам
Вьетнам
Нгуен Као Кыонг — кандидат медицинских наук, декан факультета фармако-медсестринского дела.
Далат
Список литературы
1. Keith A., Flack M. The form and nature of the muscular connections between the primary divisions of the vertebrate heart. J. Anat. Physiol. 1907;41(Pt3):172–189.
2. De Ponti R., Marazzato J., Bagliani G., Leonelli F.M., Padeletti L. Sick sinus syndrome. Card. Electrophysiol. Clin. 2018;10(2):183–195. DOI: 10.1016/j.ccep.2018.02.002
3. Ватутин Н.Т., Тарадин Г.Г. Синдром слабости синусового узла. Университетская клиника. 2020;4(37):122–130. DOI: 10.26435/uc.v0i4(37).498
4. Jensen P.N., Gronroos N.N., Chen L.Y., Folsom A.R., deFilippi C., Heckbert S.R., Alonso A. Incidence of and risk factors for sick sinus syndrome in the general population. J. Am. Coll. Cardiol. 2014;64(6):531–538. DOI: 10.1016/j.jacc.2014.03.056
5. Chang W., Li G. Clinical review of sick sinus syndrome and atrial fi brillation. Klinischer Überblick über das Syndrom des kranken Sinusknotens und Vorhoffl immern. Herz. 2022;47(3):244–250. DOI: 10.1007/s00059-021-05046-x
6. Yang P.S., Kim D., Jang E., Yu H.T., Kim T.H., Sung J.H., Pak H.N., Lee M.H., Joung B. Risk of sick sinus syndrome in patients diagnosed with atrial fi brillation: A population-based cohort. J. Cardiovasc. Electrophysiol. 2021;32(10):2704–2714. DOI: 10.1111/jce.15202
7. Jackson L.R. 2nd., Rathakrishnan B., Campbell K., Thomas K.L., Piccini J.P., Bahnson T., Stiber J.A., Daubert J.P. Sinus node dysfunction and atrial fi brillation: a reversible phenomenon? Pacing Clin. Electrophysiol. 2017;40(4):442–450. DOI: 10.1111/pace.13030
8. Ho S.Y., Sánchez-Quintana D. Anatomy and pathology of the sinus node. J. Interv. Card. Electrophysiol. 2016;46(1):3–8. DOI: 10.1007/s10840-015-0049-6
9. Sánchez-Quintana D., Cabrera J.A., Farré J., Climent V., Climent V., Anderson RH., Ho S.Y. Sinus node revisited in the era of electroanatomical mapping and catheter ablation. Heart. 2005;91(2):189–194. DOI: 10.1136/hrt.2003.031542
10. Pérez-Riera A.R., Barbosa-Barros R., Daminello-Raimundo R., de Abreu L.C., Nikus K. Current aspects of the basic concepts of the electrophysiology of the sinoatrial node. J. Electrocardiol. 2019;57:112–118. DOI: 10.1016/j.jelectrocard.2019.08.013
11. Hennis K., Biel M., Wahl-Schott C., Fenske S. Beyond pacemaking: HCN channels in sinoatrial node function. Prog. Biophys. Mol. Biol. 2021;166:51–60. DOI: 10.1016/j.pbiomolbio.2021.03.004
12. Kloesel B., DiNardo J.A., Body S.C. Cardiac Embryology and Molecular Mechanisms of Congenital Heart Disease: A Primer for Anesthesiologists. Anesth. Analg. 2016;123(3):551–569. DOI: 10.1213/ANE.0000000000001451
13. van Weerd J.H., Christoffels V.M. The formation and function of the cardiac conduction system. Development. 2016;143(2):197–210. DOI: 10.1242/dev.124883
14. Mandla R., Jung C., Vedantham V. Transcriptional and Epigenetic Landscape of Cardiac Pacemaker Cells: Insights Into Cellular Specialization in the Sinoatrial Node. Front Physiol. 2021;12:712666. Published 2021 Jul 16. DOI: 10.3389/fphys.2021.712666
15. Hoekstra M., van Ginneken A.C.G., Wilders R., Verkerk A.O. HCN4 current during human sinoatrial node-like action potentials. Prog. Biophys. Mol. Biol. 2021;166:105–118. DOI: 10.1016/j.pbiomolbio.2021.05.006
16. Vedantham V. New Approaches to Biological Pacemakers: Links to Sinoatrial Node Development. Trends Mol. Med. 2015;21(12):749–761. DOI: 10.1016/j.molmed.2015.10.002
17. Zhao H., Wang F., Zhang W., Yang M., Tang Y., Wang X., Zhao Q., Huang C. Overexpression of TBX3 in human induced pluripotent stem cells (hiPSCs) increases their differentiation into cardiac pacemaker-like cells. Biomed. Pharmacother. 2020;130:110612. DOI: 10.1016/j.biopha.2020.110612
18. Petkova M., Atkinson A.J., Yanni J., Stuart L., Aminu A.J., Ivanova A.D., Pustovit K.B., Geragthy C., Feather A., Li N., Zhang Y., Oceandy D., Perde F., Molenaar P., D’Souza A., Fedorov V.V., Dobrzynski H. Identifi cation of key small non-coding microRNAs controlling pacemaker mechanisms in the human sinus node. J. Am. Heart Assoc. 2020;9(20):e016590. DOI: 10.1161/JAHA.120.016590
19. Ishikawa T., Ohno S., Murakami T., Yoshida K., Mishima H., Fukuoka T., Kimoto H., Sakamoto R., Ohkusa T., Aiba T., Nogami A., Sumitomo N., Shimizu W., Yoshiura K.I., Horigome H., Horie M., Makita N. Sick sinus syndrome with HCN4 mutations shows early onset and frequent association with atrial fi brillation and left ventricular noncompaction [published correction appears in Heart Rhythm. 2020 Sep;17(9):1631]. Heart Rhythm. 2017;14(5):717–724. DOI: 10.1016/j.hrthm.2017.01.020
20. Milano A., Vermeer A.M., Lodder E.M., Barc J., Verkerk A.O., Postma A.V., van der Bilt IA., Baars M.J., van Haelst P.L., Caliskan K., Hoedemaekers Y.M., Le Scouarnec S., Redon R., Pinto Y.M., Christiaans I, Wilde A.A, Bezzina C.R. HCN4 mutations in multiple families with bradycardia and left ventricular noncompaction cardiomyopathy. J. Am. Coll. Cardiol. 2014;64(8):745–756. DOI: 10.1016/j.jacc.2014.05.045
21. Li W., Yin L., Shen C., Ge J., Sun A. SCN5A Variants: Association With Cardiac Disorders. Front Physiol. 2018;9:1372. Published 2018 Oct 9. DOI: 10.3389/fphys.2018.01372
22. Timasheva Y., Badykov M., Akhmadishina L., Nasibullin T., Badykova E., Pushkareva A., Plechev V., Sagitov I., Zagidullin N. Genetic predictors of sick sinus syndrome. Mol Biol Rep. 2021;48(6):5355–5362. DOI: 10.1007/s11033-021-06517-4
23. Thorolfsdottir R.B., Sveinbjornsson G., Aegisdottir H.M., Benonisdottir S., Stefansdottir L., Ivarsdottir E.V., Halldorsson G.H., Sigurdsson J.K., Torp-Pedersen C., Weeke P.E., Brunak S., Westergaard D., Pedersen O.B., Sorensen E., Nielsen K.R., Burgdorf K.S., Banasik K., Brumpton B., Zhou W., Oddsson A., Tragante V., Hjorleifsson K.E., Davidsson O.B., Rajamani S., Jonsson S., Torfason B., Valgardsson A.S., Thorgeirsson G., Frigge M.L., Thorleifsson G., Norddahl G.L., Helgadottir A., Gretarsdottir S., Sulem P., Jonsdottir I., Willer C.J., Hveem K., Bundgaard H., Ullum H., Arnar D.O., Thorsteinsdottir U., Gudbjartsson D.F., Holm H., Stefansson K. Genetic insight into sick sinus syndrome. Eur. Heart J. 2021;42(20):1959–1971. DOI: 10.1093/eurheartj/ehaa1108
24. Brennan J.A., Chen Q., Gams A., Dyavanapalli J., Mendelowitz D., Peng W., Efi mov I.R. Evidence of Superior and Inferior Sinoatrial Nodes in the Mammalian Heart. JACC Clin. Electrophysiol. 2020;6(14):1827–1840. DOI: 10.1016/j.jacep.2020.09.012
25. Fedorov V.V., Glukhov A.V., Chang R., Kostecki G., Aferol H., Hucker W.J., Wuskell J.P., Loew L.M., Schuessler R.B., Moazami N., Efi mov I.R. Optical mapping of the isolated coronary-perfused human sinus node. J. Am. Coll. Cardiol. 2010;56(17):1386-1394. DOI: 10.1016/j.jacc.2010.03.098
26. Lang D., Glukhov A.V. Cellular and molecular mechanisms of functional hierarchy of pacemaker clusters in the sinoatrial node: new insights into sick sinus syndrome. J. Cardiovasc. Dev. Dis. 2021;8(4):43. Published 2021 Apr 13. DOI: 10.3390/jcdd8040043
27. Grainger N., Guarina L., Cudmore R.H., Santana L.F. The Organization of the Sinoatrial Node Microvasculature Varies Regionally to Match Local Myocyte Excitability. Function (Oxf). 2021;2(4):zqab031. DOI: 10.1093/function/zqab031
28. Li N., Hansen B.J., Csepe T.A., Zhao J., Ignozzi A.J., Sul L.V., Zakharkin S.O., Kalyanasundaram A., Davis J.P., Biesiadecki BJ., Kilic A., Janssen P.M.L., Mohler P.J., Weiss R., Hummel J.D., Fedorov V.V. Redundant and diverse intranodal pacemakers and conduction pathways protect the human sinoatrial node from failure. Sci. Transl. Med. 2017;9(400):eaam5607. DOI: 10.1126/scitranslmed.aam5607
29. Fedorov V.V., Glukhov A.V., Chang R. Conduction barriers and pathways of the sinoatrial pacemaker complex: their role in normal rhythm and atrial arrhythmias. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2012;302(9):H1773–H1783. DOI: 10.1152/ajpheart.00892.2011
30. Csepe T.A., Zhao J., Hansen B.J., Li N., Sul L.V., Lim P., Wang Y., Simonetti O.P., Kilic A., Mohler P.J., Janssen P.M., Fedorov V.V. Human sinoatrial node structure: 3D microanatomy of sinoatrial conduction pathways. Prog. Biophys. Mol. Biol. 2016;120(1–3):164–178. DOI: 10.1016/j.pbiomolbio.2015.12.011
31. Fenske S., Pröbstle R., Auer F., Hassan S., Marks V., Pauza D.H., Biel M., Wahl-Schott C. Comprehensive multilevel in vivo and in vitro analysis of heart rate fluctuations in mice by ECG telemetry and electrophysiology. Nat. Protoc. 2016;11(1):61–86. DOI: 10.1038/nprot.2015.139
32. Fenske S., Hennis K., Rötzer R.D., Brox V.F., Becirovic E., Scharr A., Gruner C., Ziegler T., Mehlfeld V., Brennan J., Efimov I.R., Pauža A.G., Moser M, Wotjak C.T., Kupatt C, Gönner R, Zhang R, Zhang H, Zong X, Biel M, Wahl-Schott C. cAMP-dependent regulation of HCN4 controls the tonic entrainment process in sinoatrial node pacemaker cells. Nat. Commun. 2020;11(1):5555. DOI: 10.1038/s41467-020-19304-9
33. Maltsev A.V., Stern M.D., Lakatta E.G., Maltsev V.A. Functional Hete ro geneity of Cell Populations Increases Robustness of Pacemaker Function in a Numerical Model of the Sinoatrial Node Tissue. Front Physiol. 2022;13:845634. DOI: 10.3389/fphys.2022.845634
34. Linscheid N., Logantha S.J.R.J., Poulsen P.C., Zhang S., Schrölkamp M., Egerod K.L., Thompson J.J., Kitmitto A., Galli G., Humphries M.J., Zhang H., Pers T.H., Olsen J.V., Boyett M., Lundby A. Quantitative proteomics and single-nucleus transcriptomics of the sinus node elucidates the foundation of cardiac pacemaking. Nat. Commun. 2019;10(1):2889. DOI: 10.1038/s41467-019-10709-9
35. Karpaev A.A., Syunyaev R.A., Aliev R.R. Effects of fi broblast-myocyte coupling on the sinoatrial node activity: A computational study. Int. J. Numer Method. Biomed. Eng. 2018;34(5):e2966. DOI: 10.1002/cnm.2966
36. Hulsmans M., Clauss S., Xiao L., Aguirre A.D., King K.R., Hanley A., Hucker W.J., Wülfers E.M., Seemann G., Courties G., Iwamoto Y., Sun Y., Savol A.J., Sager H.B., Lavine K.J., Fishbein G.A., Capen D.E., Da Silva N., Miquerol L., Wakimoto H., Seidman C.E., Seidman J.G., Sadreyev R.I., Naxerova K., Mitchell R.N., Brown D., Libby P., Weissleder R., Swirski F.K., Kohl P., Vinegoni C., Milan D.J., Ellinor P.T., Nahrendorf M. Macrophages facilitate electrical conduction in the heart. Cell. 2017;169(3):510–522.e20. DOI: 10.1016/j.cell.2017.03.050
37. Chandler N., Aslanidi O., Buckley D., Inada S., Birchall S., Atkinson A., Kirk D., Monfredi O., Molenaar P., Anderson R., Sharma V., Sigg D., Zhang H., Boyett M., Dobrzynski H. Computer three-dimensional anatomical reconstruction of the human sinus node and a novel paranodal area. Anat. Rec. (Hoboken). 2011;294(6):970–979. DOI: 10.1002/ar.21379
38. Stephenson R.S., Atkinson A., Kottas P., Perde F., Jafarzadeh F., Bateman M., Iaizzo P.A., Zhao J., Zhang H., Anderson R.H., Jarvis J.C., Dobrzynski H. High resolution 3-Dimensional imaging of the human cardiac conduction system from microanatomy to mathematical modeling. Sci. Rep. 2017;7(1):7188. DOI: 10.1038/s41598-017-07694-8
39. Soattin L., Borbas Z., Caldwell J., Prendergast B., Vohra A., Saeed Y., Hoschtitzky A., Yanni J., Atkinson A., Logantha S.J., Borbas B., Garratt C., Morris G.M., Dobrzynski H. Structural and Functional Properties of Subsidiary Atrial Pacemakers in a Goat Model of Sinus Node Disease. Front Physiol. 2021;12:592229. DOI: 10.3389/fphys.2021.592229
40. Kusumoto F.M., Schoenfeld M.H., Barrett C., Edgerton J.R., Ellenbogen K.A., Gold M.R., Goldschlager N.F., Hamilton R.M., Joglar J.A., Kim R.J., Lee R., Marine J.E., McLeod C.J., Oken K.R., Patton K.K., Pellegrini C.N., Selzman K.A., Thompson A., Varosy P.D. 2018 ACC/AHA/HRS Guideline on the Evaluation and Management of Patients With Bradycardia and Cardiac Conduction Delay: A Report of the American College of Cardiology/American Heart Association Task Force on Clinical Practice Guidelines and the Heart Rhythm Society [published correction appears in Circulation. 2019;140(8):e506–e508]. Circulation. 2019;140(8): e382–e482. DOI: 10.1161/CIR.0000000000000628
41. Weiss J.N., Qu Z. The Sinus Node: Still Mysterious After All These Years. JACC Clin. Electrophysiol. 2020;6(14):1841–1843. DOI: 10.1016/j.jacep.2020.09.017.
42. Moghtadaei M., Jansen H.J., Mackasey M., Rafferty S.A., Bogachev O., Sapp J.L., Howlett S.E., Rose R.A. The impacts of age and frailty on heart rate and sinoatrial node function. J. Physiol. 2016;594(23):7105–7126. DOI: 10.1113/JP272979
Рецензия
При поддержке: Исследование не имело спонсорской поддержки
Для цитирования:
Милюков В.Е., Брюханов В.А., Нгуен К.К. Клиническая реализация анатомо-физиологических свойств синоатриального узла. Клиническая медицина. 2022;100(9-10):425-431. https://doi.org/10.30629/0023-2149-2022-100-9-10-425-431
For citation:
Milyukov V.E., Bryukhanov V.A., Nguyen С.С. Clinical realization of anatomical and physiological properties of the sinoatrial node. Clinical Medicine (Russian Journal). 2022;100(9-10):425-431. (In Russ.) https://doi.org/10.30629/0023-2149-2022-100-9-10-425-431
Просмотров: 358
Послать статью по эл. почте 