Механизмы компенсации и декомпенсации сердечной недостаточности

Можно различать в развитии заболевания сердечных клапанов три периода. 

1. Период до установления компенсации. 

2. Период компенсации. 

3. Период нарушения компенсации.

Период до установления компенсации. В большинстве случаев острого «ревматического» эндокардита, будь он относительно доброкачественного или злокачественного типа бывает период, когда заболевание уже вполне доступно распознаванию, несмотря на то, что компенсаторной гипертрофии еще не произошло. В некоторых случаях этот период может продолжаться месяцами. Сердце не увеличено, нет акцентуирования ни одного из вторых тонов у основания сердца, нет венозного застоя, и диагноз должен быть основан только на присутствии шума и на свойствах его. 

Например, в начальных стадиях поражения двустворчатого клапана, связанного с хореей или ревматизмом, заболевание можно распознать по наличию продолжительного или музыкального шума, слышного как на верхушке и в подмышечной области, так и на спине. В начальных стадиях недостаточности клапанов аорты, происходящих у молодых людей как осложнение ревматической инфекции, может, совершенно не быть никаких признаков поражения клапанов за исключением характерного диастолического шума.

Период компенсации.

Всякое заболевание клапанов сердца скоро оказалось бы смертельным, но приходит на помощь компенсаторная гипертрофия сердечных стенок. Сердце сокращается до известной степени как одна цельная мышца и в ответ на требование повышенной работы увеличиваются размеры всех его стенок, но обычно преобладает гипертрофия одного желудочка, именно того, от которого требуется повышенная сила для преодоления увеличенного сопротивления в той системе кровообращения, которую он снабжает кровью. 

Все, что увеличивает сопротивление в легких, увеличивает работу правого желудочка. Все, что увеличивает сопротивление в аорте или периферических артериях, повышает количество работы, какую должен выполнять левый желудочек. Всякое же заболевание двустворчатого клапана, будет ли это стеноз или недостаточность, ведет к переполнению легких кровью и потому требует увеличенного количества работы со стороны правого желудочка для проталкивания крови через переполненные легочные кровеносные сосуды. 

Поэтому при пороке двустворчатого клапана можно найти наиболее резко выраженное преобладание компенсаторной гипертрофии именно правого желудочка.

С другой стороны, очевидно, что препятствие со стороны клапанов аорты или периферических артерий при артериосклерозе и нефрите или без этих болезней требует увеличение силы левого желудочка, чтобы он мог проталкивать необходимое количество крови через артерии уменьшенного калибра. 

Тогда как если заболевание клапанов аорты таково, что часть крови, выброшенной левым желудочком в аорту, возвращается в этот желудочек, его работа вследствие этого сильно увеличивается, так как ему надо проталкивать большой объем крови. В ответ на эти требования повышенной работы, мышечная стенка левого желудочка утолщается, и таким образом, ценой увеличенного количества работы со стороны сердца устанавливается компенсация.

Нарушение компенсации.

В большинстве случаев, раньше или позже, сердце, усиленно работающее вследствие недостаточности или стеноза со стороны одного или нескольких клапанов, становится неспособным в удовлетворении требованиям кровообращения. Нарушение компенсации бывает связано с ослаблением мышечного тонуса и потому с ослаблением сердечных сокращений. Нередко повторные приступы «нарушения компенсации» представляют вспышки тлеющего эндокардита, как заставляет предполагать сопровождающий их лейкоцитоз (с лихорадкой или без нее). 

Это бывает особенно часто у детей, но встречается также и у молодых взрослых лиц. Однако иногда нельзя обнаружить ни напряжение сердца, ни инфекции как причины декомпенсации. Какая бы ни была причина, следствием нарушения компенсации бывает венозный застой, то есть появляется отек или водянка различных органов. Если преимущественно ослабевает левый желудочек, то водянка появляется, прежде всего, на ногах, в печени и серозных полостях. 

Застой в легких бывает особенно резким в случаях митральных пороков при ослаблении правого желудочка и проявляется одышкой, посинением, кашлем и кровохарканьем. Однако во многих случаях распределение скоплений отечной жидкости отступает от указанных правил или наступает в другом порядке. В чистых случаях пороков аортальных клапанов, не осложненных недостаточностью двустворчатого клапана, водянка бывает относительно поздним явлением, и на первый план выступают боли в сердечной области.

Функциональные пробы достаточности сердца. После длительного испытания различных способов, посредством которых предполагалось возможным определять силу сердца, учитывая сердечную реакцию на дозированную физическую работу. Можно прийти к убеждению, что самым лучшим испытанием являются обычные житейские обязанности, которые больной, естественно, выполняет шаг за шагом во время выздоровления.

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».