Electrophysiological properties of the atrial myocardium and cardiac conduction system in patients with atrial fibrillation and different comorbidity

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

BACKGROUND: Atrial fibrillation is a rhythm disorder that has a complex and not yet fully understood etiology and pathogenesis. Catheter ablation is the most effective method for rhythm control in atrial fibrillation patients. The effectiveness of catheter ablation differs in patients with various concomitant pathologies of the cardiovascular system.

AIM: To study electrophysiological properties of atrial myocardium and cardiac conduction system during catheter ablation for atrial fibrillation in patients with different cardiovascular comorbidities.

MATERIALS AND METHODS: Intraprocedural data obtained during primary catheter ablations in 151 selected patients with atrial fibrillation were retrospectively analyzed. The patients were divided into 3 groups based on the presence or absence of cardiovascular comorbid pathology: group 1 — patients with idiopathic atrial fibrillation, group 2 — patients with a combination of atrial fibrillation and isolated essential arterial hypertension, group 3 — patients with a combination of atrial fibrillation and ischemic heart disease.

RESULTS: The ventricular rate in the patients with atrial fibrillation was significantly higher than the heart rate in the patients with sinus rhythm (102.6 ± 20.8 beats/min and 64.9 ± 11.9 beats/min, respectively; p < 0.001). The rhythm frequency differed significantly in Group 1, Group 2 and Group 3 in sinus rhythm (61.2 ± 10.9 beats/min, 60.1 ± 8.8 beats/min and 57.2 ± 10.3 beats/min, respectively; р < 0.001), and in atrial fibrillation (107 ± 15.8 beats/min, 89.9 ± 14.3 beats/min and 102 ± 12.5 beats/min, respectively; р < 0.001). In the patients of all groups both in sinus rhythm and in atrial fibrillation, the heart rate increased after pulmonary vein isolation compared with the rate before ablation (p < 0.001). In all groups, after isolation of the pulmonary veins, a statistically significant decrease in the frequency of atrial fibrillatory activity was noted compared to the baseline: by 72 imp/min (р < 0.001) in group 1, by 49 imp/min (р < 0.001) in group 2, and by 49 imp/min (р = 0.003) in patients of group 3. The frequency of fibrillatory activity after pulmonary vein isolation was comparable in the study groups (р = 0.45), both before and after surgery. In the patients without coronary artery disease, there was a significant decrease in the amplitude of atrial electrograms after ablation compared to preoperative values (р = 0.042 in group 1; p < 0.001 in group 2). The effective refractory period of the atrial myocardium did not differ between the groups (235 ± 30.3 ms, 220.6 ± 25.6 ms and 231.2 ± 39.4 ms, respectively; р = 0.359).

CONCLUSIONS: In the patients with atrial fibrillation, the presence of concomitant pathology of the cardiovascular system affects the electrophysiological properties of the myocardium and conduction system of the heart and their changes after pulmonary vein isolation. Additional research is needed to develop a personalized approach to the treatment of atrial fibrillation in patients with concomitant pathology of the cardiovascular system.

About the authors

Maxim V. Gorev

Moscow City Clinical Hospital No. 52; AO Family Doctor JSC

Author for correspondence.
Email: drgorevmv@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-1300-4986
SPIN-code: 3572-2389

electrophysiologist

Russian Federation, 19-3 Barrikadnaya St., Moscow, 123242; Moscow

Denis V. Fettser

Moscow City Clinical Hospital No. 52

Email: fettser@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4143-8899
SPIN-code: 4191-6337

MD, Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, 19-3 Barrikadnaya St., Moscow, 123242

Elena A. Kovalevskaya

Moscow City Clinical Hospital No. 52

Email: tolyaaa@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0787-4347
SPIN-code: 8853-2700

MD, Cand. Sci. (Med.), Assistant Professor

Russian Federation, 19-3 Barrikadnaya St., Moscow, 123242

Nataliya G. Poteshkina

Moscow City Clinical Hospital No. 52; Pirogov Russian National Research Medical University

Email: nat-pa@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-9803-2139
SPIN-code: 2863-4840

MD, Dr. Sci. (Med.), Professor

Russian Federation, 19-3 Barrikadnaya St., Moscow, 123242; Moscow

Irina L. Urazovskaya

North-Western State Medical University named after I.I. Mechnikov

Email: langelova@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-4165-4599
SPIN-code: 9263-4316
Scopus Author ID: 36544644000

MD, Cand. Sci. (Med.), Department Assistant

Russian Federation, Saint Petersburg

Sergey A. Saiganov

North-Western State Medical University named after I.I. Mechnikov

Email: sergey.sayganov@szgmu.ru
ORCID iD: 0000-0001-8325-1937
SPIN-code: 2174-6400
Scopus Author ID: 56512453000

MD, Dr. Sci. (Med.), Professor

Russian Federation, Saint Petersburg

References

  1. Arakelyan MG, Bockeria LA, Vasilieva EY, et al. 2020 Clinical guidelines for Atrial fibrillation and atrial flutter. Russ J Cardiol. 2021;26(7):190–260. EDN: FUZAAD doi: 10.15829/1560-4071-2021-4594
  2. Winkle RA, Jarman JWE, Mead RH, et al. Predicting atrial fibrillation ablation outcome: The CAAP-AF score. Heart Rhythm. 2016;13(11):2119–2125. doi: 10.1016/j.hrthm.2016.07.018
  3. Gorev MV., Urazovskaya IL. Atrial fibrillation recurrence rate in different clinical groups: Coronary artery disease and age matter. Cardiac Arrhythmias. 2023;3(1):31–40. doi: 10.17816/cardar305725
  4. Barbarash OL, Karpov YA, Kashtalap VV, et al. 2020 Clinical practice guidelines for Stable coronary artery disease. Russ J Cardiol. 2020;25(11):201–250. EDN: THCMQS doi: 10.15829/1560-4071-2020-4083
  5. Sikorska A, Pilichowska-Paszkiet E, Zuk A, et al. Acceleration of sinus rhythm following ablation for atrial fibrillation: A simple parameter predicting ablation efficacy. Kardiol Pol. 2019;77(10):960–965. doi: 10.33963/KP.14950
  6. Pokushalov E, Romanov A, Artyomenko S, et al. Left atrial ablation at the anatomic areas of ganglionated plexi for paroxysmal atrial fibrillation. Pacing Clin Electrophysiol. 2010;33(10):1231–1238. doi: 10.1111/j.1540-8159.2010.02800.x
  7. Calkins H, Hindricks G, Cappato R, et al. 2017 HRS/EHRA/ECAS/APHRS/SOLAECE expert consensus statement on catheter and surgical ablation of atrial fibrillation. Heart Rhythm. 2017;14(10):e275–444. doi: 10.1016/j.hrthm.2017.05.012
  8. Pachon JC, Pachon EI, Pachon JC, et al. “Cardioneuroablation” – new treatment for neurocardiogenic syncope, functional AV block and sinus dysfunction using catheter RF-ablation. Europace. 2005;7(1):1–13. doi: 10.1016/j.eupc.2004.10.003
  9. Oral H, Chugh A, Scharf C, et al. Pulmonary vein isolation for vagotonic, adrenergic, and random episodes of paroxysmal atrial fibrillation. J Cardiovasc Electrophysiol. 2004;15(4):402–406. doi: 10.1046/j.1540-8167.2004.03432.x
  10. Di Marco LY, Raine D, Bourke JP, Langley P. Characteristics of atrial fibrillation cycle length predict restoration of sinus rhythm by catheter ablation. Heart Rhythm. 2013;10(9):1303–1310. doi: 10.1016/j.hrthm.2013.06.007
  11. Heist EK, Chalhoub F, Barrett C, et al. Predictors of atrial fibrillation termination and clinical success of catheter ablation of persistent atrial fibrillation. Am J Cardiol. 2012;110(4):545–551. doi: 10.1016/j.amjcard.2012.04.028
  12. Holmqvist F, Stridh M, Waktare JEP, et al. Atrial fibrillation signal organization predicts sinus rhythm maintenance in patients undergoing cardioversion of atrial fibrillation. Europace. 2006;8(8):559–565. doi: 10.1093/europace/eul072
  13. Pascale P, Shah AJ, Roten L, et al. Pulmonary veins to left atrium cycle length gradient predicts procedural and clinical outcomes of persistent atrial fibrillation ablation. Circ Arrhythm Electrophysiol. 2014;7(3):473–482. doi: 10.1161/CIRCEP.113.001264
  14. Chou CC, Nguyen BL, Tan AY, et al. Intracellular calcium dynamics and acetylcholine-induced triggered activity in the pulmonary veins of dogs with pacing-induced heart failure. Heart Rhythm. 2008;5(8):1170–1177. doi: 10.1016/j.hrthm.2008.04.009
  15. Pokushalov E, Romanov A, Shugayev P, et al. Selective ganglionated plexi ablation for paroxysmal atrial fibrillation. Heart Rhythm. 2009;6(9):1257–1264. doi: 10.1016/j.hrthm.2009.05.018
  16. Forclaz A, Narayan SM, Scherr D, et al. Early temporal and spatial regularization of persistent atrial fibrillation predicts termination and arrhythmia-free outcome. Heart Rhythm. 2011;8(9):1374–1382. doi: 10.1016/j.hrthm.2011.05.008
  17. Zghaib T, Malayeri AA, Ipek EG, et al. Visualization of acute edema in the left atrial myocardium after radiofrequency ablation: Application of a novel high-resolution 3-dimensional magnetic resonance imaging sequence. Heart Rhythm. 2018;15(8):1189–1197. doi: 10.1016/j.hrthm.2018.03.010
  18. Tuan TC, Chang SL, Tsao HM, et al. The impact of age on the electroanatomical characteristics and outcome of catheter ablation in patients with atrial fibrillation. J Cardiovasc Electrophysiol. 2010;21(9):966–972. doi: 10.1111/j.1540-8167.2010.01755.x
  19. Lee S, Yu W, Cheng J, et al. Effect of verapamil on long-term tachycardia-induced atrial remodeling. Circulation. 2000;101(2):200–207. doi: 10.1161/01.cir.101.2.200
  20. Kouakam C, Guédon-Moreau L, Lucas C, et al. Long-term evaluation of autonomic tone in patients below 50 years of age with unexplained cerebral infarction: Relation to atrial vulnerability. Europace. 2000;2(4):297–303. doi: 10.1053/eupc.2000.0120
  21. Everett TH, Li H, Mangrum JM, et al. The effects of atrial electrical remodeling on atrial defibrillation thresholds. Pacing Clin Electrophysiol. 2001;24(8 Pt 1):1208–1215. doi: 10.1046/j.1460-9592.2001.01208.x
  22. Centurion OA, Isomoto S, Shimizu A. Electrophysiological changes of the atrium in patients with lone paroxysmal atrial fibrillation. J Atr Fibrillation. 2010;3(1):232. doi: 10.4022/jafib.232
  23. Sakabe K, Fukuda N, Nada T, et al. Age-related changes in the electrophysiologic properties of the atrium in patients with no history of atrial fibrillation. Jpn Heart J. 2003;44(3):385–393. doi: 10.1536/jhj.44.385
  24. Ravelli F, Allessie M. Effects of atrial dilatation on refractory period and vulnerability to atrial fibrillation in the isolated langendorff-perfused rabbit heart. Circulation. 1997;96(5):1686–1695. doi: 10.1161/01.CIR.96.5.1686
  25. De Sisti A, Attuel P, Manot S, et al. Electrophysiological characteristics of the atrium in sinus node dysfunction with and without postpacing atrial fibrillation. Pacing Clin Electrophysiol. 2000;23(3):303–308. doi: 10.1111/j.1540-8159.2000.tb06753.x

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Algorithm for patient selection. AF — atrial fibrillation; CA — coronary angiography; CT-CA — computed tomography coronary angiography

Download (458KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Surface electrocardiogram and endocardial electrograms from ablation and diagnostic catheters in the coronary sinus in the atrial fibrillation patient. a, prior to ablation, measurements of atrial amplitude (2,16 mV) and atrial fibrillation rate (74 ∙ 6 = 396 beats per minute) in the coronary sinus are presented; b, after ablation, decrease in atrial amplitude (0,56 mV) and atrial fibrillation rate (46 ∙ 6 = 276 beats per minute) in the coronary sinus are presented

Download (307KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Eco-Vector



Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».