Патогенез миокардиальной сердечной недостаточности

Каковы же механизмы развития миокардиальной формы СН?

Как известно, сократительная способность миокарда, его насосная функция зависят от многих процессов, протекающих как в самом сердце, так и в организме в целом. Среди всех факторов, влияющих на сократительную способность миокарда, можно выделить три основных — это достаточное энергетическое обеспечение миокарда, полноценный сократительный аппарат, а также эффективная нейрогумо- ральная регуляция функции сердца, нормальный сердечный ритм.

Нарушение энергетического обеспечения миокарда

Энергетическое обеспечение клеток миокарда осуществляется в результате последовательного протекания следующих трех процессов:

• 1) выработки АТФ в реакциях окисления приносимых с коронарным кровотоком веществ;
• 2) транспорта энергии от места образования к местам ее потребления;
• 3) использования энергии АТФ в процессах сокращения и биосинтеза, необходимого для сохранения кардиомиоцита.

Сердечная мышца может поглощать и утилизировать в качестве источников энергии разнообразные субстраты: жирные кислоты, глюкозу, молочную кислоту, пируват, кетоновые тела и аминокислоты. Такая «всеядность» сердца имеет большой смысл — в случае снижения содержания в крови какого-либо субстрата его недостаток может в какой-то степени компенсироваться другим. В отличие от скелетных мышц, основным источником энергии для которых является глюкоза, в сердечной мышце в аэробных условиях основным субстратом для синтеза АТФ являются свободные (неэстерифициро- ванные) жирные кислоты. Они эффективно конкурируют с глюкозой. Так, при окислении одной молекулы пальмитиновой кислоты образуется 130 молекул АТФ, в то время как при окислении одной молекулы глюкозы только 38 молекул АТФ. В физиологических условиях 60—70% потребляемой миокардом энергии обеспечивается за счет жирных кислот.

Однако в условиях кислородной недостаточности жирные кислоты, во-первых, не могут использоваться в полной мере, так как на окисление одной молекулы жирной кислоты требуется примерно на 17% больше кислорода, чем на окисление одной молекулы глюкозы. Во-вторых, в условиях ишемии активируется анаэробный гликолиз. Кроме жирных кислот в качестве источника энергии в аэробных условиях миокард активно использует молочную кислоту, которая в большом количестве образуется при физических нагрузках.

Основным механизмом синтеза АТФ в миокарде является аэробное окисление, осуществляемое в митохондриях кардиомиоцитов. С помощью этого механизма образуется 90—97% энергии. Данный путь экономиически выгоден, так как он дает высокий выход энергии. Однако указанный механизм имеет один недостаток, а именно: возможность разобщения процессов окисления и фосфорилирования. Такое разобщение легко происходит при избытке в миокарде адреналина, тироксина, ионов Са2+, при гипоксии, под влиянием некоторых токсинов, лекарственных веществ.

Образование АТФ в сердечной мышце связано с синтезом другого макроергического соединения — креатинфосфата (КФ). Содержание АТФ и КФ определяет энергетический потенциал миокарда. КФ — небольшой, но легко мобилизируемый запас энергии, используемый при быстром увеличении траты или нарушении синтеза АТФ. Скорость и степень уменьшения содержания КФ в чрезвычайных условиях опережают расходы АТФ.

В условиях ишемии миокарда, когда не хватает кислорода, дыхательный процесс в митохондриях резко снижается, и тогда может подключиться еще один механизм образования энергии — анаэробный гликолиз. Этот механизм образования энергии неэкономичен и маломощен. При распаде одной молекулы глюкозы образуется всего две молекулы АТФ. Даже при максимальной мобилизации анаэробного гликолиза он способен обеспечить только 15—20% потребности сердечной мышцы в энергии. Но, несмотря на то что анаэробный гликолиз энергетически малоэффективен, он имеет и положительные качества. Он относительно надежен, за счет этого механизма возможно образование энергии в тех условиях, когда процессы окисления и фосфорилирования в митохондриях разобщаются. Благодаря этому механизму кардиомиоциты имеют возможность выжить некоторое время в условиях ишемии. Однако при глубокой и длительной ишемии, когда в тканях накапливаются продукты гидролиза — НАДО и лактат, когда резко снижается pH внутриклеточной среды кардиомиоцитов, гликолитическая продукция АТФ в них ингибируется из-за подавления ключевых ферментов гликолиза.

Итак, нарушение образования АТФ в кардиомиоцитах и, следовательно, снижение сократительной способности миокарда становятся возможными при недостаточном поступлении энергетических субстратов и/или кислорода к миокарду. Такое обычно наблюдается при значительном расстройстве коронарного кровотока, выраженной гипертрофии миокарда или уменьшении содержания этих веществ в крови, при так называемой «тощей» крови.

Другой причиной недостаточности энергообразования в миокарде может быть нарушение функционирования митохондрий кардиомиоцитов. Последнее наблюдается при резком сдвиге внутриклеточного pH в сторону ацидоза, избыточном накоплении в цитоплазме миокардиальных клеток ионов кальция, активации свободнорадикального окисления липидов в миокарде или при недостатке окислительных ферментов и нарушении окислительного фосфорилирования.

В-третьих, энергетическое обеспечение энергозависимых процессов в миокарде может быть обусловлено нарушением транспорта энергии в результате дефектов в системе креатинкиназа — креатин- фосфат. Оказывается, что в миокарде молекула АТФ не обеспечивает непосредственной доставки макроэргических фосфатов к местам их потребления. В сердечных клетках энергия переносится от митохондрий, где она образуется, к местам ее использования при помощи КФ. Как только молекула АТФ с помощью фермента АТФ-АДФ- транслоказы выводится из матрикса митохондрий, она немедленно передает свою энергию креатину с образованием КФ. Образование КФ происходит с участием митохондриального изофермента креа- тинфосфаткиназы. После этого КФ перемещается через цитоплазму к местам использования энергии, где другой изофермент креатин- фосфаткиназы освобождает макроэргический фосфат, который переносится на молекулу АДФ с образованием АТФ. А креатин направляется к митохондриям для фосфорилирования.

Повреждения в системе креатинфосфаткиназа — креатинфосфат возникают при снижении содержания или активности АТФ-АДФ- транслоказы, активности изоферментов креатинфосфаткиназы, что возможно при ишемии миокарда, при нарушении синтеза креатина в печени и почках.

Еще одной важной причиной расстройства энергообеспечения кардиомиоцитов является нарушение утилизации энергии. Это может быть связано с повреждением ферментных систем, участвующих в утилизации энергии в клетках миокарда, — АТФ-азы миозина, К+- Иа+-зависимой АТФ-азы сарколеммы, М§2+-зависимой АТФ-азы «кальциевого насоса» саркоплазматического ретикулума (СПР). Кроме того, это может быть связано с уменьшением количества энергорасходующих структур миокардиальных клеток, в частности сократительных белков, ионных насосов, или изменением их качества.

Соседние файлы в предмете Патологическая физиология

• #
• #
• #
• #
• #
• #

  23.11.2015288.8 Кб7шпора.odt

МИОКАРДИАЛЬНАЯ ФОРМА СЕРДЕЧНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ.

Прочитайте:

Прямые повреждения миокарда могут быть вызваны инфекцией, интоксикацией, гипоксией, авитоминозом, нарушением венечного кровообращения и др. факторами. При этом нарушается образование макроэргов в кардиомиоцитах или использование их энергии. Это приводит к понижению сократительной способности сердца, а следовательно – к понижению ударного и минутного объема сердца, что влечет за собой повышение КДО (конечного диастолического объема ) и КДД (конечного диастолического давления) в желудочках сердца, а затем и повышение венозного давления.

Таким образом, всякая СН ведет к понижению МОС и повышению ВД. Это два главных признака и последствия сердечной недостаточности

На внутрисердечные механизмы компенсации накладываются и внесердечны е, они также направлены на восстановление МОС. Итак, недостаточность кровообращения сердечного типа начинается с уменьшения МОС, что влечет за собой понижение давления крови в аорте – это улавливается барорецепторами дуги аорты и синокаротидной зоны и происходит снижение импульсации с барорецепторов, это приводит к повышению тонуса симпатических нервов и определяет полноту клинических проявлений СН (тахикардия, одышка, отеки, цианоз). В результате возбуждения симпатической н.с. увеличивается частота и сила сердечных сокращений. Это определяет существенный признак СН — развитие тахикардии. Кроме того, под влиянием симпатических импульсов происходит сокращение вен, которые в норме содержат до 50 % всей циркулирующей крови. Это приводит к повышению венозного давления, увеличению венозного возврата.

Основные механизмы развития миокардиальной недостаточности

СН вызывается главным образом двумя группами причин:

оказывающими прямое повреждающее действие на миокард, обусловливающими функциональную перегрузку сердца.

Многочисленные факторы 1-й группы причин СН можно условно разделить на 3 подгруппы в зависимости от их природы:

физического характера — травма миокарда, сдавление сердца экссудатом, опухолью, действие электрического тока, лучистой энергии и т. п.; химического (в том числе биохимического) характера — высокие концентрации биологически активных веществ: адреналина, тироксина, ангиотензина; большие дозы лекарственных и нелекарственных веществ — разобщителей процесса окислительного фосфорилирования, блокаторов транспорта ионов кальция, ингибиторов транспорта электронов в цепи дыхательных ферментов митохондрий и т. п.; биологического происхождения — токсины, микробы, паразиты, вирусы.

К этой же группе причин СН следует отнести также недостаток (или отсутствие) в организме факторов, необходимых для адекватного функционирования сердца: витаминов, субстратов метаболизма, кислорода, ферментов, соединений, обладающих антиоксидантной активностью. Наиболее часто такая ситуация является следствием коронарной недостаточности.

Факторами, вызывающими СН вследствие перегрузки миокарда, могут быть:

чрезмерное увеличение количества притекающей к сердцу крови (увеличение «преднагрузки»); значительное повышение сопротивления, которое оказывается при ее изгнании из сердечных полостей в аорту и легочную артерию (увеличение «постнагрузки»); изменения в различных органах и системах: в самом сердце (пороки клапанов, уменьшение массы сократительного миокарда в результате его ишемии, инфаркта или кардиосклероза), в сосудистом русле (артериальная гипертензия. артериовенозное шунтирование), в системе крови (гиперволемия, полицитемия); нейрогуморальная дисрегуляция сердечной деятельности (чрезмерная активация симпатергических влияний на миокард, тиреотоксикоз и т. п.).

Как правило, СН является результатом действия патогенных факторов обеих групп — повреждающих миокард и вызывающих его перегрузку. Однако даже с учетом этого условия в развитии СН всегда можно определить ведущий механизм.

В связи с этим большинство современных исследователей [Meерсон Ф. З. 1965; Мухарлямов Н. М. 1978; Fledkenstein A. etal. 1967] выделяют два основных патофизиологических варианта СН:

в результате повреждения миокарда («миокардиальная» форма); вследствие функциональной перегрузки сердца («перегрузочная» форма).

В большинстве случаев СН развивается в результате сочетания прямого повреждения миокарда и его перегрузки — смешанная форма СН.

Помимо этих форм (их условно можно назвать первичными, или «кардиогенными»), встречаются также такие, которые обусловлены преимущественно первичным уменьшением притока крови к сердцу при нормальной его сократимости. Они могут быть результатом значительного снижения массы циркулирующей крови, нарушения диастолического расслабления сердца при его сдавлении жидкостью, накапливающейся в полости перикарда (экссудат, кровь), и других подобных состояний. Эти разновидности СН обозначают как вторичные, или «некардиогенные».

В условиях коронарной недостаточности в эксперименте или при ХИБС в клинике сердечная недостаточность нередко возникает при повреждении сердца вследствие его транзиторной ишемии, поскольку всякий приступ стенокардии приводит к преходящему снижению сократимости миокарда, а частые и постоянные приступы стенокардии закрепляют этот эффект [Комаров Ф. И. Ольбинская Л. И. 1978].

Таким образом, независимо от «пускового» механизма сердечной недостаточности (приступы стенокардии, очаговые изменения миокарда после острых инфарктов) развитие ее, степень выраженности, помимо других факторов (характер труда, образ жизни, сопутствующие заболевания и пр.), в значительной мере зависят от состояния коронарного кровообращения. В связи с этим оптимизация коронарного кровотока является одним из важных факторов в комплексе лечебных мероприятий сердечной недостаточности.

«Коронарная и миокардиальная недостаточность»,

Л.И.Ольбинская, П.Ф.Литвицкий

Механизмы экстренной компенсации сократительной функции сердца

Механизмы экстренной компенсации сниженной сократительной функции сердца приведены на рисунке.

• Повышение сократимости миокарда при его растяжении притекающей кровью (механизм Франка-Старлинга). Обеспечивает увеличение развиваемого миокардом напряжения и скорости сокращения и расслабления.

— Увеличение напряжения. развиваемого сердцем, осуществляется в ответ на нарастающее растяжение миокарда. В связи с этим механизм Франка-Старлинга называют гетерометрическим, т.е. связанным с возрастанием длины мышечного волокна.

— Увеличение скорости сокращения и расслабления кардиомиоцитов развивается в связи с более быстрым выбросом Са 2+ из кальциевых депо (саркоплазматическая сеть) и последующим ускоренным закачиванием Са2+ (Са2+-АТФазы) в цистерны саркоплазматической сети.

Экстренные механизмы компенсации сниженной сократительной функции сердца

Увеличение силы сокращений миокарда в ответ на повышенную нагрузку. Происходит при неизменной длине миоцитов. Такой механизм называют гомеометрическим, поскольку он реализуется без значительного изменения длины мышечных волокон.

Возрастание сократимости сердца при увеличении ЧСС.

Повышение сократимости сердца в результате возрастания симпатико-адреналовых влияний. Характеризуется увеличением частоты и силы сокращений.

— Симпатическая иннервация миокарда осуществляется окончаниями аксонов адренергических нейронов шейного верхнего, шейного среднего и звёздчатого (шейно-грудного) ганглиев.

— Активация симпатических нервов вызывает положительный инотропный эффект. Увеличивается частота спонтанной деполяризации мембран водителей ритма, облегчается проведение импульса в волокнах Пуркинье, увеличиваются частота и сила сокращения типичных кардиомиоцитов.

— Действие катехоламинов на кардиомиоциты через бета1-адренорецепторы обусловлено рядом последующих событий: стимуляция бета-адренорецептора адреномиметиком (например, норадреналином) -> через G-белок активируется аденилатциклаза с образованием цАМФ -> активация цАМФ-зави-симой протеинкиназы -> фосфорилирование белка р27 сарколеммы -> в саркоплазму увеличивается вход кальция через открытые потенциалозави-симые Са2+-каналы -> усиливается кальций-индуцированная мобилизация Са2+ в цитозоль через активированные рецепторы рианодина -> в саркоплазме значительно повышается концентрация Са2+ -> связывание Са2+ с тропонином С снимает ингибирующее действие тропомиозина на взаимодействие актина с миозином -> образуется большее количество актомио-зиновых связей -> увеличивается сила сокращения.

Компенсаторная гиперфункция сердца

Функционирование названных выше механизмов обеспечивает экстренную компенсацию сократительной функции перегруженного или повреждённого миокарда. Это сопровождается значительным и более или менее длительным увеличением интенсивности функционирования сердца — его компенсаторной гиперфункцией.

Компенсаторная гипертрофия сердца

Гиперфункция миокарда обусловливает экспрессию отдельных генов кардиомиоцитов. Она проявляется увеличением интенсивности синтеза нуклеиновых кислот и белков. Ускорение синтеза нуклеиновых кислот и белков миокарда приводит к нарастанию его массы — гипертрофии. Биологическое значение компенсаторной гипертрофии сердца заключается в том, что увеличенная функция органа выполняется его возросшей массой.