Механизмы декомпенсации сердечной недостаточности

Параллельно с интра- и экстракардиальными компенсаторны ми изменениями, которые развиваются при сердечной недоста­точности, появляются и постепенно прогрессируют повреждения сердечной мышцы, приводящие к снижению ее сократительной способности. На определенной стадии процесса такие явления мо­гут быть обратимыми. При продолжении или усилении действия причинного фактора, вызвавшего сердечную недостаточность, а также при срыве механизмов компенсации развиваются необрати мые диффузные изменения миокарда с характерной клинической картиной декомпенсированной сердечной недостаточности.

Патогенез сердечной недостаточности представляется следу ющим образом. Многочисленный ряд примеров патологии сер дечной деятельности (кардиомиопатии, нарушения коронарной перфузии и др.) индуцирует кислородное голодание миокарда. Известно, что в условиях нормального кровоснабжения важным энергетическим субстратом для сердечной мышцы являются сво­бодные жирные кислоты, глюкоза и молочная кислота. Гипоксия приводит к нарушению процессов аэробного окисления субстра­тов в цикле Кребса, к угнетению окисления НАДН в дыхатель­ной цепи митохондрий. Все это способствует накоплению недо- окисленных продуктов метаболизма свободных жирных кислот и глюкозы (ацил-КоА, лактат). Усиленное образование ацил-КоА в кардиомиоцитах негативно сказывается на энергетическом мета­болизме клетки. Дело в том, что ацил-КоА является ингибитором аденилаттранслоказы — фермента, который осуществляет транс­порт АТФ из митохондрий в саркоплазму . Аккумуляция ацил-КоА приводит к нарушению этого транспорта, усугубляя энергетиче­ский дефицит в клетке.

Единственным источником энергии для кардиомиоцитов ста­новится анаэробный гликолиз, интенсивность которого в условиях гипоксии резко возрастает. Однако «коэффициент полезного дей­ствия» анаэробного гликолиза по сравнению с эффективностью энергопродукции в цикле Кребса намного ниже. В силу этого ана­эробный гликолиз не в состоянии полностью возместить энерге­тические потребности клетки. Так, при анаэробном расщеплении одной молекулы глюкозы образуются всего две молекулы АТФ, в то время как при окислении глюкозы до углекислого газа и воды — 32 молекулы АТФ. Нехватка высокоэнергетических фосфатов (АТФ и креатинфосфата) приводит к нарушению энергозависимого про­цесса удаления ионов кальция из саркоплазмы кардиомиоцитов и возникновению кальциевой перегрузки миокарда.

В норме увеличение концентрации Са2+ в кардиомиоцитах вы­зывает образование мостиков между цепочками актина и миозина, что является основой сокращения клеток. Вслед за этим проис­ходит удаление избытка ионов кальция из саркоплазмы и развитие диастолы. Кальциевая перегрузка клеток миокарда при его ише­мии ведет к остановке процесса сокращения — расслабления в стадии систолы, формируется контрактура миокарда — состояние, при котором кардиомиоциты перестают расслабляться. Возникшая юна асистолии характеризуется повышенным тканевым напряже­нием, что ведет к сдавлению коронарных сосудов и связанному с этим усугублению дефицита коронарного кровотока.

Ионы Са активируют фосфолипазу которая катализирует расщепление фосфолипидов. В результате этого образуются одна молекула свободной жирной кислоты и одна молекула лизофосфа- тида. Свободные жирные кислоты обладают детергентоподобным действием и в случае избыточного их накопления в миокарде могут повреждать мембраны кардиомиоцитов. Еще более выраженный кардиотоксический эффект оказывают лизофосфатиды. Особенно токсичен лизофосфатидилхолин, который может провоцировать аритмии. В настоящее время роль свободных жирных кислот и ли- зофосфатидов в патогенезе ишемического повреждения сердца ни­кем не оспаривается, однако молекулярная природа необратимого повреждения кардиомиоцитов не сводится только к накоплению этих веществ в клетках сердечной мышцы. Кардиотоксическими свойствами могут обладать и другие продукты метаболизма, на­пример активные формы кислорода (АФК).

К АФК относятся супероксидный радикал (O’ ) и гидроксиль­ный радикал НО*, которые обладают высокой окислительной ак­тивностью. Источником АФК в кардиомиоцитах является дыха­тельная цепь митохондрий и прежде всего цитохромы, которые в условиях гипоксии переходят в восстановленное состояние и могут быть донорами электронов, «передавая» их молекулам кислорода с образованием не молекулы воды, как это происходит в норме, а супероксидного радикала (О’ ). Кроме того, образование сво­бодных радикалов катализируется ионами металлов с переменной валентностью (прежде всего ионами железа), которые всегда при­сутствуют в клетке. АФК взаимодействуют с молекулами белков и полиненасыщенных жирных кислот, превращая их в свободные радикалы. Вновь образованные радикалы могут, в свою очередь, взаимодействовать с другими молекулами белков и жирных кис­лот, индуцируя дальнейшее образование свободных радикалов. Таким образом, реакция может принимать цепной и разветвлен­ный характер. Если пероксидации подвергаются белки ионных ка­налов, то происходит нарушение процессов ионного транспорта. Если гидроперекиси образуются из молекул ферментов, последние теряют свою каталитическую активность.

Образование гидроперекисей полиненасыщенных жирных кис­лот, входящих в молекулярную структуру мембранных фосфоли­пидов, способствует изменению биологических свойств мембран. В отличие от жирных кислот гидроперекиси являются водораство­римыми веществами, и появление их в структуре гидрофобного фосфолипидного матрикса клеточных мембран приводит к фор­мированию пор, пропускающих ионы и молекулы воды. Кроме того, изменяется активность мембраносвязанных ферментов.

Процесс возникновения гидроперекисей жирных кислот являет­ся одним из звеньев перекисного окисления липидов (ПОЛ), кото­рое включает в себя свободнорадикальное образование альдегидов и кетонов — продуктов ПОЛ. Согласно концепции Ф.З. Меерсона, продукты ПОЛ обладают кардиотоксическими свойствами, их на­копление в клетке приводит к повреждению сарколеммы, а также лиюсомальных и митохондриальных мембран. На заключитель­ном этапе повреждения, предшествующем гибели клеток, особая роль отводится активации протеолитических ферментов. Обычно гги энзимы находятся в цитоплазме кардиомиоцитов в неактив- мом состоянии или локализованы внутри лизосом, мембраны ко­торых изолируют их от структурных элементов клетки. В связи с »гим в норме протеазы не оказывают цитотоксического действия. В условиях ишемии перегрузка кардиомиоцитов ионами кальция и закисление цитоплазмы за счет накопления лактата приводят к активации внутриклеточных протеаз. Кроме того, повышение про­ницаемости лизосомальных мембран под действием фосфолипаз и продуктов ПОЛ способствует выходу активных протеолитических ферментов в саркоплазму. Конечным звеном этой патогенетиче­ской цепочки является некроз кардиомиоцитов в зоне ишемии и их аутолиз.

Важно отметить, что первыми погибают только те кардиомио- циты, которые отличаются высокой интенсивностью энергетиче­ского метаболизма и соответственно повышенной потребностью и кислороде. В то же время фибробласты и клетки проводящей системы менее зависимы от доставки кислорода и сохраняют свою жизнеспособность. Функциональная активность фибробластов обеспечивает процессы рубцевания.

Клетки проводящей системы, сохраняя жизнеспособность в условиях кислородного голодания, существенно изменяют свои нюктрофизиологические характеристики, что может способ- ( гвовать возникновению аритмий. В результате повреждения мембран и снижения образования АТФ изменяется активность К ‘/№+-АТФазы, что сопровождается усиленным поступлением натрия в кардиомиоциты и выходом из них калия. Это увеличивает нюктрическую нестабильность миокарда и способствует развитию

фИТМИЙ.

Гипоксическая сократительная дисфункция сердца усугубляет­ся нарушением процессов нейрогуморальной регуляции функцио­нального состояния миокарда. Сердечные боли, приступы арит­мии и другие нарушения являются для организма стрессором, т.е. воздействием чрезмерной силы, на которое организм, как и на любое стрессорное воздействие, реагирует активацией симпатоа- дреналовой системы. При этом происходит выброс катехоламинов из надпочечников и симпатических нервных терминалей. Однако, как и любой другой компенсаторный процесс, активация симпа- тоадреналовой системы в конце концов приобретает негативную окраску. Наступает период декомпенсации. Схематично последо­вательность событий представлена на рисунке 15-12.

В настоящее время установлено, что при хронической актива­ции симпатоадреналовой системы происходят постепенная Са2+- перегрузка кардиомиоцитов и их контрактура, нарушается целост­ность сарколеммы. При гиперактивации адренергической системы формируется электрическая нестабильность миокарда. Последняя способствует возникновению фибрилляции желудочков сердца поэтому каждый третий пациент при хронической сердечной не­достаточности погибает внезапно, иногда сердечная смерть насту­пает на фоне внешнего благополучия и положительной клиниче­ской динамики.

Адренергическая тахикардия сопровождается повышением по­требности миокарда в кислороде, что наряду с Са2+-перегрузкой еще больше усугубляет энергетический дефицит в клетках миокар­да. Включается защитно-приспособительный механизм, получив­ший название гибернации (спячки) кардиомиоцитов. Часть клеток перестает сокращаться и отвечать на внешние стимулы, потребляя при этом минимум энергии и экономя кислород для активно со­кращающихся кардиомиоцитов. Таким образом, количество обе­спечивающих насосную функцию сердца клеток миокарда может существенно уменьшиться, способствуя усугублению сердечной недостаточности.

Кроме того, гиперактивация симпатоадреналовой системы уси­ливает секрецию ренина почками, выступая в роли стимулятора РААС. Образующийся ангиотензин-Н оказывает ряд негативных эффектов на сердечно-сосудистую систему. Он способствует уве­личению адренореактивности сердца и сосудов, усиливая тем са­мым кардиотоксическое действие катехоламинов. Одновременно этот пептид увеличивает периферическое сопротивление крове­носных сосудов, что, безусловно, способствует увеличению пост­нагрузки на сердце и весьма негативно сказывается на гемоди­намике. Кроме того, ангиотензин-Н может самостоятельно или через активацию образования цитокинов (биологически активные вещества белковой природы, образующиеся в миокарде и других тканях) стимулировать программируемую гибель кардиомиоцитов («апоптоз»).

Наряду с отмеченным, повышение уровня ангиотензина-П негативно сказывается на состоянии водно-солевого гомеостаза, поскольку этот пептид активирует секрецию альдостерона. В ре­зультате в организме задерживается избыточное количество воды и натрия. Задержка натрия повышает осмолярность крови, в ответ па которую происходит активация секреции антидиуретического гормона, что приводит к уменьшению диуреза и еще большей ги­дратации организма. В итоге повышается объем циркулирующей крови и увеличивается преднагрузка на сердце. Гиперволемия ве­дет к раздражению механорецепторов, локализованных в устье по­лых и легочных вен, «включается» рефлекс Бейнбриджа, возникает

рефлекторная тахикардия, что еще больше увеличивает нагрузку на миокард и потребность сердечной мышцы в кислороде.

Создается «порочный круг», разорвать который можно только с помощью определенных фармакологических воздействий. Ко все­му этому присоединяется повышение гидростатического давления в микрососудистом русле, что способствует выходу жидкой части крови в кардиомегалии и выраженной сердечной недостаточно­сти. Причина возникновения этого заболевания невыяснена. Об­суждается возможная роль вирусной инфекции и аллергических реакций, возникающих как после перенесенной инфекции, так и после приема лекарственных препаратов. Прогноз при идиопати- ческом миокардите неблагоприятен. Больные погибают быстро, в сроки от 2—3 месяцев до года. Причиной смерти обычно бывают нарушения сердечного ритма или сердечная недостаточность.

Основные проявления миокардиодистрофии и миокардитов, несмотря на их различную этиологию, имеют много общего и определяются выраженностью структурно-функциональных изме­нений сердца. Обе группы заболеваний характеризуются кардиал­гией, симптомами сердечной недостаточности (тахикардия, одыш­ка, акроцианоз, отеки), а также нарушениями сердечного ритма и проводимости. При миокардитах, поскольку это воспалительный процесс, выявляются лейкоцитоз, эозинофилия, увеличение СОЭ, а при миокардиодистрофии подобные изменения не обнаружива­ются.

Кардиомиопатии. Термин «кардиомиопатия» введен W. Brigden в 1957 г. для обозначения некоронарогенных заболеваний миокарда неизвестной этиологии. В 1968 г. рабочая группа ВОЗ определила кардиомиопатии как заболевания, характеризующиеся кардиомега- лией и недостаточностью кровообращения. Кардиомиопатии подраз­деляются на дилатационные, гипертрофические и рестриктивные.

Дилатационная кардиомиопатия характеризуется значительным увеличением всех камер сердца и нарушением его систолической функции. Возможно, дилатационная кардиомиопатия является наследственно-детерминированным заболеванием. Так, ретро-

спективный анализ историй болезней 169 пациентов с дилатаци- онной кардиомиопатией, проведенный в США, позволил уста­новить положительный семейный анамнез в 7% случаев. Кроме того, были описаны случаи аутосомно-доминантного и аутосомно- рецессивного наследования.

При патолого-анатомическом исследовании сердца выявляется значительная дилатация полостей. Масса сердца намного увели­чена по сравнению с нормальной и может достигать 800—1000 г. Единственно возможное радикальное лечение дилатационной кар- диомиопатии заключается в проведении трансплантации сердца. Симптоматическая терапия направлена на лечение сердечной не­достаточности.

Гипертрофическая кардиомиопатия характеризуется выраженной гипертрофией миокарда с преимущественным нарушением его диа­столической функции. Гипертрофическая кардиомиопатия отно­сится к генетически обусловленным заболеваниям с аутосомно- доминантным характером наследования и высокой степенью пенетрантности. Течение заболевания может напоминать клапан­ные пороки сердца, гипертрофию миокарда при артериальной гипертензии или ишемической болезни сердца. Часто истинный диагноз устанавливается только во время патологоанатомическо­го исследования, когда выявляются асимметричная гипертрофия межжелудочковой перегородки и уменьшение полости левого же­лудочка.

Патогенез гемодинамических изменений при гипертрофической кардиомиопатии обусловлен нарушениями диастолической функ­ции левого желудочка, движения стенок которого становятся не­координированными и неравномерными. Гипертрофия миокарда в сочетании с гипоксией сердечной мышцы становится причиной электрофизиологической гетерогенности сердца и создает усло­вия для возникновения аритмий. Именно поэтому у пациентов с гипертрофической кардиомиопатией чаще, чем при других видах кардиомиопатии, наступает фибрилляция и внезапная смерть.

Рестриктивная кардиомиопатия объединяет два заболевания, ко­торые ранее описывались самостоятельно: эндомиокардиальный фиброз и фибропластический париетальный эндокардит Леффле- ра. Основным звеном патогенеза нарушений гемодинамики при рестриктивной кардиомиопатии, как и при гипертрофической кар­диомиопатии, является нарушение диастолической функции мио­карда. Однако при гипертрофической кардиомиопатии это проис­ходит в результате перегрузки кардиомиоцитов ионами кальция, ;i при рестриктивной кардиомиопатии связано с утолщением эн- мокарда и фиброзным перерождением миокарда. Для рестриктив­ной кардиомиопатии характерны образование тромбов в полостях желудочков и поражение митрального клапана в виде прорастания створок фиброзной тканью с последующей кальцификацией.

Патогенетически обоснованное лечение рестриктивной кардио­миопатии должно быть направлено на борьбу с сердечной недо­статочностью. Хирургическое лечение заключается в иссечении плотной фиброзной ткани и протезировании клапанов по пока­заниям.

Стрессорная кардиомиопатия — особая форма поражения мио­карда. Характеризуется диффузными изменениями, которые воз­никают после длительного, многочасового экстремального воздей­ствия на организм. В 1974 г. шведский физиолог Johansson для обозначения стрессорного повреждения сердца предложил ис- иользовать термин «стрессорная кардиомиопатия». Это заболевание характеризуется появлением дистрофических изменений в клетках миокарда вплоть до некроза отдельных кардиомиоцитов. В нача­ле 1970-х гг. американским физиологом Бернардом Дауном было установлено, что стрессорная кардиомиопатия сопровождается снижением электрической стабильности сердца. Возникающая в результате стресса электрическая нестабильность сердца способ­ствует возникновению тяжелых желудочковых аритмий, которые могут закончиться внезапной сердечной смертью (Б. Лаун). На покрытии у таких пациентов при макроскопическом исследовании сердца очень часто не удается идентифицировать никаких пато­морфологических изменений. Причиной стрессорной электриче­ской нестабильности сердца является гиперактивация симпатоа- дреналовой системы. Патогенез стрессорного повреждения сердца очень сходен с патогенезом его ишемического повреждения.

Инфекционный эндокардит — заболевание, возникающее в ре­зультате инфекционного поражения эндокарда. Термин «инфекци­онный эндокардит» применяется с 1966 г. вместо ранее употре­блявшихся терминов «бактериальный» и «затяжной септический эндокардит».

Основными возбудителями заболевания считаются зеленящий стрептококк и золотистый стафилококк. На долю этих микроор­ганизмов приходится около 80% случаев инфекционного эндокар­дита. Всего выявлено 119 микроорганизмов, способных привести

к развитию этого заболевания, которое начинается с сепсиса. При этом происходит бактериальное поражение клапанов сердца, чаще аортального и реже — митрального, трикуспидального и клапа­на легочной артерии. После внедрения микроорганизмов в ткань эндокарда происходит дополнительное отложение тромбоцитов и фибрина в этой зоне, что в определенной мере ограничивает кон­такт возбудителя с внутренней средой организма.

Формирование локальных очагов инфекции считается пуско­вым механизмом ряда патогенетически значимых процессов в организме, для которых характерны: 1) постоянное поступление инфекционного агента в кровеносное русло с развитием эпизо­дов бактериемии, вирусемии, проявляющееся усталостью, сниже­нием массы тела, потерей аппетита, лихорадкой, развитием ане­мии, спленомегалией; 2) местное развитие микробных вегетаций, вызывающее нарушение функции сердца, абсцессы фиброзного Клапанного кольца, перикардиты, аневризмы синуса Вальсальвы, перфорацию клапана; 3) отрыв фрагментов микробных вегетаций, попадание их в системный кровоток с развитием бактериальных эмболий.