АНОМАЛИИ МЕЖЖЕЛУДО ЧКОВОЙ ПЕРЕГОРОДКИ 5 страница

Сократительный аппарат мышечных волокон сердца состоит из про­дольно ориентированных миофибрилл, которые образованы последо­вательно соединенными саркомерами, являющимися основной струк­турной и функциональной единицей миокарда (рис. 44). Саркоплазма миофибрилл содержит центрально расположенное ядро, большое чис­ло митохондрий, служащих основным источником энергообразова­ния, и саркоплазматический ретикулум, являющийся структурной ос­новой сопряжения возбуждения и сокращения.

Своей способностью развивать усилие и укорачиваться мышца обя­зана структуре саркомера, длина которого строго пропорциональна длине мышцы (рис. 45). В саркомере различают диски, актиновые и миозиновые нити, тропомиозин, тропониновые комплексы. Границей между двумя саркомерами является диск Z, от которого отходят тон­кие нити актина. Область диска А (внутри саркомера) состоит из тол­стых нитей миозина. В зоне Н диска А нити актина прерываются, и она представлена только нитями миозина. Часть саркомера между кон­цами миозиновых нитей составляет диск I, который состоит только из тонких нитей актина. Организация сократительных белков в миофиб-риллах служит основой механизма мышечного сокращения.

330

Некоронарогенные болезни сердца

Рис. 44. Схема структуры мышцы сердца (по F. Netter, 1969, с изменениями)

 

Некоронарогенные болезни сердца

Рис. 45. Схема сокращения и расслабления мышечного волокна (по F. Netter, 1969, с измене­ниями)

Миозин способен расщеплять АТФ, следствием чего является выде­ление энергии для сокращения, а также обратимо связываться с акти­ном в актомиозиновый комплекс, что проявляется сокращением мио-фибрилл. Ферментативные свойства миозина и способность его связы­ваться с актином активируются Са⁺⁺. В состоянии покоя Са⁺⁺ находится

332

Некоронарогенные болезни сердца

в связанном состоянии в цистернах саркоплазматического ретикулума. Побуждающий _СТИМул, распространяясь по канальцам саркоплазмати-ческого ретикулума, способствует открытию L-типа Са-каналов мем-баны, черезкоторыевклеткупоступаютионыСа⁺⁺,акгивирующиемио-зин В итоге происходит дефосфорилирование АТФ, устранение препят­ствия актомиозиновому взаимодействию и преобразованию энергии, аккумулированнойвконцевыхфосфатныхсвязях,вмеханическую энер­гию мышечного сокращения. Сокращение миокарда контролируется системой регуляторных белков - тропонином и тропомиозином, актив­ность которых стимулируется Са⁺⁺. Освобождаемый кальций связыва­ется тропонином, что снимает тропомиозиновую репрессию взаимодей­ствия актина и миозина (рис. 46). Повышение концентрации свободно­го внутриклеточного кальция одновременно активирует две связанные между собой ферментные системы: «кальциевый насос» (Na⁺/K⁺-АТФазу мембраны) и натриево-кальциевый ионообменный механизм, обеспе­чивающие удаление ионов кальция из цитоплазмы кардиомиоцита. По мере снижения концентрации свободного внутриклеточного кальция его комплексы с тропонином диссоциируют, тропомиозиновое ингибиро-вание актомиозиновых взаимосвязей восстанавливается, и сокращение сменяется расслаблением. Таким образом, физиологическая регуляция цикла сокращение - расслабление определяется изменениями внутри­клеточной концентрации ионов Са⁺⁺.

При дилатационной кардиомиопатии найдены мутации генов, ко­дирующих белки внеклеточного матрикса, что может служить причи­ной ослабления механической взаимосвязи между последним и кардио-миоцитами, возможным следствием чего является прогрессирующая дилатация сердца. В кардиомиоцитах происходят изменения в экс­прессии генов, которые затрагивают контрактильные белки или их ре­гулирующие элементы, а также различные механизмы, обеспечиваю­щие сопряжение процессов возбуждения - сокращения, бета-адренер-гические пути проведения и процессы, приводящие к дефициту энергетических механизмов.

Сила сокращения мышечных волокон зависит от их исходной дли­ны (закон Франка - Старлинга), что является решающим фактором,

333

 

Некоронарогенные болезни сердца

Рис . 46. Взаимодействие сократительных белков и схема сокращения мышечного волокна (по Е. Браунвальду, 1995, с изменениями)

определяющим функцию сердечной мышцы. При фиксированной исходной длине миокардиальных волокон реализуется инотропный механизм, который является детерминантой качественной характерис­тики процесса мышечного сокращения. Влияя на интенсивность пре­образования химической энергии дефосфорилирования АТФ в механи­ческую энергию сокращающейся мышцы на этапе формирования акто-миозиновых контактов, он регулирует и силу, и скорость сокращений миокардиальных волокон, изменяя их сократимость. В условиях поло­жительных инотропных влияний возникает рост мощности миокарда и выполняемой им работы.

Некоронарогенные болезни сердца

Ударный объем интактного желудочка в конечном счете определя­ется тремя факторами:

1) длиной мышцы в начале сокращения — преднагрузкой,

2) инотропным состоянием мышцы (сократимостью)— состоянием
связей сила — скорость — длина,

3) напряжением, которое должна развивать мышца во время сокра­
щения, то есть постнагрузкой (схема 4).

Схема 4. Взаимодействие различных компонентов, регулирующих сердечную деятельность

Основным критерием сократительного состояния миокарда служит развиваемое им напряжение — формируемая волокнами сила (во вре­мя выброса крови), действие которой направлено на их укорочение, отнесенная к суммарному поперечному сечению миокардиальных волокон. Источником этой силы является энергия, образующаяся в миокарде вследствие окисления и аккумулируемая главным образом в форме АТФ. Напряжение миокарда левого желудочка способствует со­кращению стенки желудочка, уменьшению его полости и изгнанию из него крови. Если функция левого желудочка начинает нарушаться, то есть нет резерва преднагрузки, то в поддержании функции сердца зна­чительно возрастает значение постнагрузки левого желудочка.

При дилатационной кардиомиопатии происходит диффузное пора­жение миокарда с развитием деструкции кардиомиоцитов и формиро­ванием заместительного фиброза. Определенная роль в развитии фиб-

335

Некоронарогенные болезни сердца

Некоронарогенные болезни сердца

 

роза отводится деградации нормального коллагенового матрикса металлопротеиназами, активация которых происходит вследствие ак­тивации провоспалительных цитокинов и экспозиции свободных кис­лородных радикалов (оксидантного стресса). Одновременно происхо­дит аномальный синтез коллагена фибробластами. Вновь образуемые коллагеновые структуры характеризуются извращенным соотношени­ем между типами коллагена и нарушением архитектоники взаиморас­положения волокон. При дилатационной кардиомиопатии обнаружи­вается преобладание коллагенов I+III типов, умеренное содержание коллагена VI типа и сниженное содержание коллагена IV типа.

Кардиомиоциты являются конечно-детерминированными клетка­ми и практически лишены способности к делению, их потеря в значи­тельной мере определяет степень нарушения сократительной способ­ности оставшегося «живого» миокарда.

В оставшихся кардиомиоцитах происходит повреждение внутрикле­точных органелл, в том числе и отвечающих за энергетику клетки. Вследствие этого быстро расщепляется АТФ, что ведет не только к на­рушению процесса сокращения, но и к контрактуре миокарда в резуль­тате нехватки энергии и кальциевой перегрузки. При этом одновре­менно значительно снижаются показатели как систолы, так и диасто­лы. Процесс наполнения желудочков характеризуется существенным изменением временных, скоростных и объемных показателей всех фаз диастолы, «вклад» систолы предсердий в наполнение желудочков от­сутствует уже на самых ранних этапах декомпенсации. Нарушение си­столической функции левого желудочка проявляется в уменьшении максимальной скорости укорочения миокардиальных волокон во вре­мя их возбуждения, в снижении скорости нарастания внутрижелудоч-кового давления и достигаемого максимума давления в период напря­жения миокарда, в удлинении периода напряжения и укорочении пе­риода изгнания (изменения фазовой структуры систолы) (рис. 47). Увеличение объема остаточной крови приводит к постепенному рас­ширению полости левого желудочка.

Рис. 47. Схематическое изображение сердечного цикла

При повреждении миокарда и дилатации сердца происходит акти­вация различных компенсаторных механизмов, направленных на нор­мализацию сердечной деятельности (схема 5).

Благодаря системе нейрогуморальной регуляции сердце в течение определенного периода способно поддерживать насосную функцию при сниженной сократительной способности миокарда с помощью срочных механизмов компенсации гемодинамики, к которым относят­ся активация механизма Франка — Старлинга и повышение хроно- и инотропной активации миокарда.

Долговременные компенсаторные механизмы включают развитие гипертрофии оставшихся жизнеспособных кардиомиоцитов и измене-

Некоронарогенные болезни сердца

Схема 5. Компенсаторные механизмы при развитии сердечной недостаточности при дилатационной кардиомиопатии

ние геометрии камер сердца, что составляет суть ремоделирования лево­го желудочка. Дилатация желудочка служит ранним компенсаторным ответом на уменьшение сократимости и кинетики стенок, способствуя сохранению полноценного ударного объема за счет увеличения конеч­ного диастолического объема.

Гипертрофия миокарда у больных с дилатационной кардиомиопа-тией не достигает адекватной степени и не отвечает нуждам дилатиро-ванного сердца, поскольку сократительная активность гипертрофиро­ванного миокарда на единицу массы ниже, чем в здоровом сердце. По-

Некоронарогенные болезни сердца

степенно происходит изменение геометрии желудочка от нормальной эллипсоидной до сферической формы (ремоделирование) и постепен­ным преобладанием дилатации над гипертрофией его стенки. Сердеч­ный выброс поддерживается тахикардией и большим объемом диасто­лического наполнения, который в свою очередь повышает внутримио-кардиальное напряжение как в систолу, так и в диастолу и увеличивает потребность миокарда в кислороде. Эти процессы являются пусковым механизмом активации ренин-ангиотензиновой системы и стимули­руют выделение норадреналина симпатическими терминалями, а так­же секрецию натрийуретических пептидов.

Активация ренин-ангиотензиновой системы является одной из клю­чевых составляющих процессов, лежащих в основе как перестройки по­раженного миокарда, так и развития сердечной недостаточности. Ангиотензин II, эффекторный гормон ренин-ангиотензиновой систе­мы, имеет ряд функций, которые играют важную роль в регуляции цен­тральной и периферической гемодинамики, регуляции функции серд­ца и почек, в контроле секреции альдостерона и водно-электролитно­го баланса, а также модулирует функцию симпатического отдела вегетативной нервной системы (схема 6).

При снижении сердечного выброса активация ренин-ангиотензи­новой системы носит вначале адаптивный характер. За немедленные реакции (вазоконстрикцию, задержку натрия и воды, инотропную и хронотропную реакции) ответственна циркулирующая система, за хро­нические реакции (митогенное усиление роста клеток, гипертрофию, апоптоз) ответственна тканевая система, находящаяся непосредствен­но в миокарде.

Длительная чрезмерная активация ренин-ангиотензиновой систе­мы оказывает повреждающее действие, следствием чего является:

• потенцирование активности других нейрогормональных систем —
симпатоадреналовой, эндотелина, также играющих важную роль в раз­
витии апоптоза и некроза, клеточного роста и ремоделирования;

• сосудистые эффекты — коронарная и системная вазоконстрикция,
провоцирующие увеличение нагрузки на сердце и потребность мио­
карда в кислороде, что в комбинации с задержкой жидкости ведет к

339

Мнявмвм

Некоронарогенные болезни сердца

Схема 6. Регуляторные зффекты ангиотензина II в условиях сниженного сердечного выброса

гемодинамической перегрузке и перерастяжению стенки пораженно­го миокарда и служит пусковым моментом к развитию апоптоза, изме­нению генной экспрессии и ремоделирования;

• непосредственное токсическое повреждающее действие ангиотен­зина II на кардиомиоциты, что приводит к их дисфункции и гибели.

Ангиотензин II является самостоятельным триггерным фактором реакций генетического ответа и клеточного роста, что вызывает гипер­трофию кардиомиоцитов и гиперплазию фибробластов (развитие фиб­роза). Вследствие развития фиброза происходит уменьшение плотнос­ти капилляров миокарда, приводящее к его ишемизации.

Активация симпатоадреналовой системы у больных с дилатацион-ной кардиомиопатией носит вначале компенсаторный характер, обес­печивая насосную функцию сердца путем повышения частоты сокра­щений сердца и сократимости миокарда, поддержания артериального давления в условиях сниженного сердечного выброса, вызывая кон-стрикцию артериол, потенцируя веноконстрикцию, обеспечивая веноз­ный возврат и повышение давления наполнения сердца и сердечный выброс посредством механизма Франка — Старлинга. В дальнейшем симпатическая активация играет важную роль в прогрессировании сер­дечной недостаточности (схема 7).

Некоронарогенные болезни сердца

Схема 7. Роль симпатоадреналовой системы в патогенезе прогрессирования хронической сердечной недостаточности при дилатационной кардиомиопатии

Длительная активация симпатоадреналовой системы оказывает ряд не­гативных эффектов на сердечно-сосудистую систему, включая повышение потребности в кислороде, депрессию силы сокращения (вследствие увели­чения частоты сердечных сокращений), снижение чувствительности β-an-ренорецепторов к катехоламинам, повышение уровня ренина и ангиотен­зина II, прямое токсическое воздействие на миокард (перегрузка кардио­миоцитов Са⁺⁺, прогрессирующая гибель клеток миокарда в результате некроза и апоптоза, угнетение функции митохондрий (окислительно-вос­становительное напряжение), что опосредуется через β-peцeптopы сердца и цАМф, повышается концентрация катехоламинов в плазме крови.

Описанные изменения подкрепляются нарушениями со стороны β-aдpeнepгичecкиx путей проведения, в значительной мере модулирующих

Некоронарогенные болезни сердца

функцию сердца на рецепторном и клеточном уровнях. В результате про­исходит значительное уменьшение количества и плотности β₁-peцenтo-ров в пораженном сердце, тогда как плотность β₂-рецепторов остается практически без изменений. В совокупности с повышением концентра­ции блокирующих G-протеинов и усилением процессов β-рецепторного фосфорилирования эти изменения усугубляют нарушения сократитель­ной функции пораженного миокарда.

Активация ренин-ангиотензиновой и симпатоадреналовой систем сопровождается дисфункцией и ремоделированием миокарда. Повы­шенное образование натрийуретических пептидов может служить важ­ным компенсаторным нейрогормональным ответом на развитие дис­функции желудочка. Натрийуретические, вазодилатирующие и анти-митогенные свойства пептидов могут замедлять прогрессирование симптомов сердечной недостаточности.

В дальнейшем нарушается равновесие между эндогенным вазокон-стрикторным и вазодилатирующим механизмами, которое смещается в сторону первых, что приводит к дальнейшему уменьшению минут­ного объема, прогрессирующему ослаблению чувствительности почеч­ных рецепторов к предсердному натрийуретическому фактору, сниже­нию почечного кровотока, нарастающей задержке натрия и воды.

Уменьшение сердечного выброса, сопутствующая тахикардия, уве­личение экстраваскулярного компонента коронарного сопротивления (повышение конечно-диастолического давления в левом желудочке) приводят к перераспределению коронарного кровотока, обеднению кровоснабжения субэндокардиальных областей. Измененная геомет­рия желудочков приводит ко вторичной функциональной митральной илитрикуспидальной регургитации и дилатации предсердий.

Среди причин, приводящих к прогрессирующей альтерации цито-архитектоники миокарда и сосудов, избыточному накоплению внекле­точного матрикса, несбалансированной гипертрофии миокарда и со­судистой стенки при дилатационной кардиомиопатии и сердечной не­достаточности рассматривается активация «immediate early» — генов, неспецифических факторов роста (вазопрессин, ангиотензин II, эндо-

342

Некоронарогенные болезни сердца

телин, альдостерон, катехоламины и др.), нарушение продукции вазо-депрессорных субстанций (простациклин, оксид азота, эндотелийза-висимый релаксирующий фактор, кинины). Значительную роль играет предсердный натрийуретический фактор, блокирующий высвобожде­ние ренина, альдостерона, вазопрессина, снижающий канальцевую ре-абсорбцию натрия (схема 8).

Схема 8. Нейрогуморальные механизмы прогрессирования сердечной недостаточности

ЭТ-1 — эндотелин-1, НУП — натрийуретические пептиды, АII — ангиотензин II, N0 — оксид азота, НА — норадреналин.

Процесс ремоделирования периферических сосудов и сердца у больных с сердечной недостаточностью протекает параллельно и подчинен единым патофизиологическим механизмам. Повреждение миокарда с ухудшением сократительной деятельности желудочков сердца приводит к увеличению сосудистого сопротивления, снижению податливости стенок сосудов и дисфункции эндотелия. Последняя способствует нарастанию дилатации, зависимой от кровотока, и увеличению перегрузки сердца.

На определенном этапе перестройка гемодинамики начинает отри­цательно сказываться на работе сердца вследствие существования об­ратной зависимости между системным сосудистым сопротивлением и ударным объемом. Создается порочный круг: снижение сердечного

343

Некоронарогенные болезни сердца

---

Дата добавления: 2019-03-09; просмотров: 169; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!