Современная эра электрической кардиостимуляции относится к началу 50-х годов XX века, и одновременно с этим начинается «золотая декада» кардиостимуляции. Неоценимый вклад в развитие электрических методов лечения аритмий и блокад сердца, как электростимуляции, так и дефибрилляции, внес герой данного выпуска Виртуального календаря, анестезиолог-реаниматолог, американский врач Пол Золл. Он уже был знаком с работами вышеперечисленных пионеров электрофизиологии сердца и во многом ориентировался на результаты исследований У. Бигелоу и Д. Каллэгена.

В 1950 г. Золл воспользовался электростимулятором профессора Отто Крайера (Otto Krayer) и, используя транспищеводную стимуляцию, сумел вызвать желудочковые экстрасистолы у собаки. Вот что писал об этом сам Пол Золл: «После нескольких безуспешных попыток сконструировать генератор импульсов я последовал рекомендации Каллэгена и воспользовался лабораторной моделью физиологического кардиостимулятора (физиологический генератор импульсов «Thyratron» Грасса), который был получен благодаря любезности профессора Отто Крайера, заведующего кафедрой фармакологии Гарвардской медицинской школы…

При использовании длинного проводного электрода в пищеводе и второго электрода в прекардиальной области у собаки, мы смогли продемонстрировать, что электрический стимул действительно может вызвать электрическую ответную реакцию со стороны предсердий или желудочков и эффективные сердечные сокращения, благодаря которым можно ликвидировать асистолию сердца и поддерживать кровообращение» [Zoll P.M. Development of Electric Control of Cardiac Rhythm. Lasker Awards. JAMA, 1973; 226: 881-882.].

В том же 1950 г. на заседании Американской коллегии хирургов в Бостоне состоялась презентация стимуляции синусно-предсердного узла через трансвенозный катетер, созданный Золлом. Эта оригинальная методика была предложена им для возможности электрокардиостимуляции через неповрежденную грудную стенку во время асистолии. В дальнейшем эта методика неоднократно совершенствовалась, но, тем не менее, даже уже в 1973 г. сам Золл все еще считал этот подход «менее удовлетворительным».
В это же время ему удалось добиться и некоторого ответа на электрические стимулы, приложенные к грудной клетке снаружи. В экспериментах на животных он установил, что электрический импульс, нанесенный на наружную поверхность грудной клетки, может быть использован для стимуляции сердца. В неоднократно повторенных опытах была доказана простота, безопасность и быстрота восстановления сердечной деятельности после нанесения электрических импульсов определенной характеристики через накожные электроды. Это послужило основанием к использованию данного метода у человека для устранения асистолии желудочков.

Тем не менее вплоть до 1952 г. ему не представлялось возможности проверить свои идеи в клинической практике. И, наконец, в августе 1952 г. в клинику «Beth Israel Hospital» поступил 65-летний мужчина с терминальной стадией ишемической болезни сердца, полным блоком проводимости и рецидивирующими остановками сердца. Попытка трансторакальной кардиостимуляции оказалась успешной. Кардиостимуляция проводилась на протяжении 52 часов, и пациент прожил после этого еще 6 месяцев.

Исторический пациент Пола Золла

Электрическая стимуляция сердца через закрытую грудную клетку требовала значительно больших напряжения и силы тока, чем при прямом наложении электродов на эпикардиальную поверхность желудочков. Зато отсутствие необходимости выполнения торакотомии расширяло перспективные возможности для широкого применения метода. Серьезным недостатком метода были часто возникающие при стимуляции болевые ощущения и вынужденное ограничение подвижности пациента. Позднее стали использовать кожные электроды с большей площадью и с большей продолжительностью импульсов, что позволило сделать применение электрического разряда менее болезненным.

Демонстрация достаточно длительной наружной стимуляции сердца и первый клинический успех Пола Золла явились мощнейшим толчком к дальнейшему развитию электрических методов лечения аритмий и блокад сердца. Сообщение об этом случае было представлено Полом Золлом в престижном медицинском журнале «New England Journal of Medicine» и получило положительные отклики от многих ученых. Однако нашлись некоторые врачи, которые критически отнеслись к работе Золла, рассматривая ее как «сопротивление воле Бога». Позже Пол Золл засвидетельствовал свою признательность за статью, появившуюся в католической газете «The Pilot»: «Очень благосклонно настроенный редактор сказал своим прихожанам, чтобы они не боялись диковинного лечения, проводящегося в клинике «Beth Israel Hospital», так как пути господни неисповедимы и это лечение является одним из путей выражения Божественной воли». Не обращая внимания на критику, Золл продолжил свои исследования, совмещая их с активной клинической практикой и преподаванием в Гарвардской медицинской школе.

Через два года после своего первого сообщения об успешной трансторакальной электрокардиостимуляции Золл и его коллеги доложили еще о 14 подобных случаях [Zoll P.M., Linenthal A.J., Norman L.R., Belgard A.H. Treatment of Stokes-Adams Disease by External Electric Stimulation of the Heart. Circulation 1954; 9: 482-493].

Большинство из этих пациентов страдали приступами синдрома Морганьи-Адамса-Стокса. Девять пациентов потребовали длительных периодов стимуляции, продолжительность которых была от 25 минут до 108 часов. Одному из пациентов с асистолией желудочков из-за полного блока проводимости потребовалась повторная длительная электрокардиостимуляция. Первый период электростимуляции у данного пациента продолжался в течение 96 часов, а второй – в течение 108 часов (см. рис.).

Несмотря на применение нового лечебного метода, смертность у пациентов с синдромом Морганьи-Адамса-Стокса оставалась по-прежнему высокой. Тем не менее некоторые пациенты из этой группы прожили несколько месяцев.
Опубликованная Золлом и его коллегами статья содержала несколько очень важных выводов:

1. «…Наружная электрокардиостимуляция является методом выбора неотложной терапии при неожиданной остановке кровообращения в результате асистолии сердца».

2. Боль в груди и интенсивность мышечных судорог варьируют от пациента к пациенту. У двух больных наблюдалась крайняя степень выраженности этих симптомов. Неприятные ощущения были ослаблены приемом меперидина гидрохлорида или паральдегида. Назначение курареподобных препаратов и местных анестетиков было безрезультатным. Был сделан вывод, что лучшим методом будет считаться тот, при котором выраженность неприятных ощущений удается свести к минимуму. Пол Золл достиг этой цели 29 лет спустя.

3. Представлен алгоритм ответной реакции сердца при асистолии на успешную или неудачную трансторакальную электрокардиостимуляцию. Золл предсказал, что будет возможна наружная трансторакальная дефибрилляция. Он достиг этой цели через два года.
4. Показана необходимость разработки метода, обеспечивающего постоянную электрокардиостимуляцию после быстрого восстановления сердечной деятельности. Золл и его команда достигли своей цели шесть лет спустя с помощью имплантированного кардиостимулятора.

Дальнейший научный вклад Пола Золла
в развитие реаниматологии и кардиологии

  Еще в своей легендарной статье 1952 г., посвященной внешней электрической кардиостимуляции, Пол Золл предположил, что применение сильного наружного электрического разряда может позволить клиницистам прерывать фибрилляцию желудочков и обеспечить успешную реанимацию.

И уже в 1956 г. он совместно со своими коллегами провел первую клиническую демонстрацию успешной трансторакальной дефибрилляции, которая привела в дальнейшем к настоящей революции в терапии нарушений сердечного ритма и переоценке традиционных фармакологических подходов [Zoll P.M., Linethal A.J., Gibson W., et al. Termination of ventricular fibrillation in man by externally applied electric shock. N. Engl. J. Med. 1956; 254: 727].

ЭКГ, приведенная в качестве примера в статье Золла и его коллег и демонстрирующая, что желудочковая фибрилляция может быть устранена с помощью трансторакального электрического разряда

В статье были описаны четыре случая фибрилляции желудочков. Причинами фибрилляции являлись острый инфаркт миокарда, дигиталисная интоксикация, приступы синдрома Морганьи-Адамса-Стокса. В одном случае причину фибрилляции желудочков выявить не удалось. Из этих пациентов выжил только больной с синдромом Морганьи-Адамса-Стокса.

Использованный в исследовании дефибриллятор был сконструирован командой Пола Золла. Однако следует заметить, что изначально Золл пошел более сложным путем. Предложенный им прибор генерировал переменный ток. Только через шесть лет Лаун (B.Lown) применил дефибриллятор, воздействовавший на сердце разрядами постоянного тока. По своему устройству он мало чем отличался от нашего первого отечественного конденсаторного дефибриллятора постоянного тока, созданного Н.Л.Гурвичем. В настоящее время в электрических дефибрилляторах конденсаторного типа используется постоянный ток. Лауном же впоследствии был предложен и метод кардиоверсии – использования синхронизированных с сердечным циклом электрических разрядов для лечения тахикардий. Электрическую дефибрилляцию и кардиоверсию часто объединяют под названием «электроимпульсная терапия».

Вместо термина «дефибрилляция» доктор Золл предпочитал использовать термин «электрошок» («countershock»). Тем самым он отдавал дань уважения сделанному Карлом Виггерсом историческому описанию моделирования фибрилляции желудочков под действием электрических разрядов на сердце животных во время восприимчивой фазы и последующего возврата синусового ритма в результате второго разряда электрошока.
Благодаря проведенной Золлом в 1956 г. успешной трансторакальной дефибрилляции электрошоковая терапия постепенно превратилась в основной метод реанимации при остановке сердца в результате фибрилляции желудочков. Прежде единственно приемлемыми подходами в данной ситуации считались экстренная торакотомия и прямой массаж сердца. В 1960 г. Золл сообщил об эффективности внешнего электрошокового разряда при терминальной наджелудочковой и желудочковой тахикардии, а также при фибрилляции предсердий.

Широкое внедрение в клиническую практику новых электрических методов терапии аритмий и блокад сердца потребовало от клиницистов умения быстро распознавать электрофизиологические признаки остановки сердца, опасных для жизни аритмий и блокад. Еще в своем первом описании успешной клинической трансторакальной дефибрилляции доктор Золл обратил внимание на то, что «успех дефибрилляции зависит от быстроты диагностики критического состояния и скорости применения наружного дефибриллятора». Для достижения этой цели еще в начале 50-х годов ХХ века Полом Золлом и его сотрудниками было разработано практичное контролирующее устройство для отражения электрической активности сердца на экране осциллоскопа, для регистрации каждого сердечного сокращения с помощью аудиосигнала и сигнала тревоги при начале остановки сердца. Таким образом, Пол Золл является также основоположником и пионером современного кардиомониторинга. Первая такая контролирующая аппаратура была произведена компанией «Electrodyne», с которой он длительное время сотрудничал. Совместно с инженером Аланом Белгардом (Alan Belgard) Золл разработал осциллоскопические непрерывно работающие мониторы, которые визуально и с помощью аудиосигналов регистрировали сердечную деятельность и подавали сигнал тревоги, когда предварительно заданные границы частоты сердечных сокращений нарушались.

Один из первых кардиомониторов Пола Золла

После внедрения в клиническую практику электрической стимуляции сердца терапия синдрома Морганьи-Адамса-Стокса сфокусировалась на предупреждении рецидива приступов. Так как ранее лекарственная терапия при профилактике приступов Морганьи-Адамса-Стокса обычно была неадекватной, появилась возможность обеспечить полное предупреждение приступов при условии, что работа желудочков будет контролироваться и поддерживаться электрической стимуляцией неограниченный период времени.

В связи с этим между 1960 и 1964 гг. Золлом и его коллегами был разработан метод длительной прямой электрической стимуляции сердца при помощи имплантируемого кардиостимулятора. Имплантируемые кардиостимуляторы были также использованы Золлом для улучшения состояния пациентов при застойной сердечной недостаточности с редким желудочковым ритмом.

Имплантируемый кардиостимулятор Пола Золла

В 1976 г. Пол Золл описал механическую технику для «стимуляции» асистолического сердца. Еще во время войны, работая в госпитале совместно Дуайтом Харкеном и наблюдая за его операциями на сердце, Золл заметил, простое прикосновение пальца или медицинского инструмента к поверхности сердца вызывает его сокращение. Позднее он внедрил принцип механической стимуляции сердца в виде одного или нескольких повторяющихся ударов по грудной стенке для того, чтобы возобновить сердечные сокращения при асистолии. Специально для этого им был разработан ЭКГ-синхронизированный механический наружный кардиостимулятор.

Механический кардиостимулятор Пола Золла

Пол Золл как ученый и человек

Пол Золл прошел путь от стипендиата-исследователя и ассистента до профессора-клинициста Гарвардской медицинской школы и врача знаменитой бостонской клиники «Beth Israel Hospital». С 1947 по 1958 гг. он был заведующим кардиологическим отделением в «Beth Israel Hospital». В 1977 г. он стал заслуженным клиническим профессором медицины Гарвардской медицинской школы.

С 1956 по 1965 гг. Золл являлся заместителем редактора журнала «Circulation» и членом редколлегии журналов «Journal of Medical Electronics», «Journal of Electrocardiology».

Он был почетным членом многих медицинских обществ и отмечен многочисленными престижными наградами. В 1973 г. Пол Золл был награжден премией Ласкера и признан пионером электростимуляции сердца.

Всегда очень оберегавший свою частную жизнь, Пол был сосредоточен на семье и нескольких давних друзьях. В 1939 г. Пол Золл женился на Джанет Джонс (Janet Jones). Дженет умерла в 1978 г. после продолжительной болезни. Его сын Росс, много лет помогавший отцу в лаборатории, избрал своей основной специальностью анестезиологию. Его дочь Мэри работает научным редактором. В 1981 г. Пол Золл женился на Энн Блюмгарт Гуревич (Ann Blumgart Gurewich).

Пол Золл вместе с соавтором в исследованиях по имплантируемым
кардиостимуляторам Говардом Франком (Howard Frank)

Золл внешне производил обманчивое впечатление очень мрачного человека. Он много требовал как от себя, так и от коллег. Немногословный, он был внимательным слушателем. Он пользовался большим уважением со стороны пациентов и их семей, которым посвящал себя, был всегда доступен – включая случайные домашние визиты.

Золл был практикующим врачом на протяжении всей жизни и был заботливым и внимательным по отношению к своим пациентам, многим из которых он служил десятилетия. На этом фоне Золл продолжал свои изнурительные исследования по контролю бради- и тахикардии.
  Он умер на 88-м году жизни 5 января 1999 г.

Пол Золл на конференции по сердечно-легочной реанимации в 1975 г.
1-й ряд: James Jude, David Leighninger, Lois Del Cuercio,
Guy Knickerbocker, Charles Guildner, Don Dembo.
2-й ряд: Christopher Rattenborg, Rober Huber, Peter Safar, Robert Oswald,
Joseph Redding, Hugh Stephenson, Jr.Archer Gordon, Leon Resnekov,
Gerald Modell, Leonard Sherlis, James Elam, James Evans.
3-й ряд: Keith Thwaites, Poul Zoll, Edwin Nemoto, Larry Birch,
Eugene Nagel, Asmund Laerdal.