Хотя современные кардиостимуляторы зарекомендовали себя как бесценный и спасающий жизни медицинский инструмент, способ, которым они регулируют ритм сердца, отличается от изменения ритма органа у здорового человека. Ученые видят большой потенциал в технологии кардиостимулятора, которая более точно имитирует это естественный ритм, и готовятся испытать «революционное» новое устройство, которое делает именно это, после успешных испытаний на животных.
«В настоящее время все кардиостимуляторы метрономически стимулируют сердце. Это означает, что они обеспечивают очень устойчивый, равномерный ритм», — сказал ведущий исследователь профессор Джулиан Патон из Оклендского университета. «Но когда вы записываете частоту сердечных сокращений у здорового человека, вы видите, что она постоянно меняется."
Существуют кардиостимуляторы, которые реагируют на дыхание с течением времени или могут быть ускорены в ответ на нагрузку с помощью упражнений, но Патон и его команда потратили более десяти лет на разработку чего-то, что, по их словам, отличается. Описанный как «бионический» кардиостимулятор, устройство предназначено для реагирования на сигналы тела в режиме реального времени, 24 часа в сутки, 7 дней в неделю. Этот имплантат будет контролировать дыхание и соответствующим образом модулировать частоту сердечных сокращений, а не тикать с постоянной скоростью.
«Если вы проанализируете частоты своего сердечного ритма, вы обнаружите, что частота сердечных сокращений связана с вашим дыханием, — сказал Патон. — Она увеличивается на вдохе и снижается на выдохе, и это естественное явление для всех животных и людей. И даже если мы говорим об очень древних животных, обитавших на планете 430 миллионов лет назад».
Двенадцать лет назад Патон и группа ученых начали исследовать идею нового типа кардиостимулятора, который мог бы лечить пациентов с сердечной недостаточностью, состоянием, при котором сердце не может перекачивать достаточное количество крови для нужд организма. Характерной чертой этого состояния является потеря естественной вариабельности сердечного ритма, и решить эту проблему невозможно с помощью современных кардиостимуляторов, которые предназначены только для коррекции различных форм аритмий (нерегулярного сердцебиения).
«У людей с высоким кровяным давлением, у людей с сердечной недостаточностью частота сердечных сокращений не регулируется их дыханием, — сказал Патон. — Может быть, немного, но это очень, очень угнетено, очень подавлено. Мы решили, что вернем вариабельность сердечного ритма животным с сердечной недостаточностью и посмотрим, принесет ли это пользу».
Бионический кардиостимулятор называется Cysoni и предназначен для восстановления вариабельности сердечного ритма, также известной как респираторная синусовая аритмия. Он делает это, наблюдая за легкими и считывая электрические сигналы, генерируемые телом при вдохе и выдохе, используя тщательно рассчитанные по времени импульсы для соответствующего ускорения и замедления работы сердца на основе каждого вдоха.
«Кардиостимулятор почти как бионическое устройство, — говорит Патон. «Он понимает сигналы тела, которые сообщают устройству, когда мы вдыхаем и когда выдыхаем. А затем устройство должно связаться с телом и стимулировать сердце вверх во время вдоха и вниз во время выдоха».
Получив положительные результаты на крысах, ученые теперь изучили его действие на овцах и теперь считают, что они действительно нашли способ обратить вспять сердечную недостаточность. Доступны лекарства для улучшения самочувствия этих больных, но восстановление поврежденной ткани, нарушающей работу сердца, до сих пор не под силу современной медицине.
«В настоящее время кардиостимуляторы вызывают метрономически устойчивый ритм, но это исследование показывает, что это исследование показывает, что естественное изменение частоты сердечных сокращений улучшает способность сердца перекачивать кровь по телу», — сказал доктор Рохит Рамчандра, автор исследования. «Другая важная новость заключается в том, что мы получаем 20-процентное улучшение фракции сердечного выброса, что фактически является способностью сердца перекачивать кровь по телу. А 20 процентов — это большое число».
Ученые готовы перейти к испытаниям на людях и в настоящее время набирают пациентов. Ожидается, что испытания начнутся в конце этого года в Новой Зеландии.
«Обычно мы наблюдаем улучшение функции сердца при использовании современных кардиостимуляторов, но этот бионический кардиостимулятор намного превзошел наши ожидания», — сказал доктор Мартин Стайлз, кардиолог из больницы Вайкато, который будет руководить исследованием. — «Это открытие может произвести революцию в методах кардиостимуляции пациентов с сердечной недостаточностью в будущем».
Исследование было опубликовано в журнале Basic Research in Cardiology .
Источник: Оклендский университет.