Глава 18

КАЛЬЦИЙ И ПОВРЕЖДЕНИЕ КАРДИОМИОЦИТОВ

В. Г. НЕЙЛЕР, М. ДЖ. ДЕЙЛИ (W. G. NAYLER, M. J. DALY)

ВВЕДЕНИЕ

Поврежденные кардиомиоциты аккумулируют ионы Са²⁺. Не­важно, по-видимому, что вызывает повреждение миокарда: явля­ется ли оно следствием реперфузии после продолжительного периода ишемии при нормальной температуре [1, 2] или же ре­зультатом длительной гипоксии [3], миокардиопатического пора­жения или восстановления концентрации ионов Са²⁺ в перфузате после нескольких минут воздействия бескальциевого раствора [4—б]. Конечный результат будет один и тот же—клетки пере­гружаются ионами Са²⁺. Основная цель этой главы заключается в выяснении причины накопления ионов Са²⁺ при повреждении кардиомиоцитов и механизмов поглощения ионов Са²⁺ клетками. В заключении мы рассмотрим основные последствия перегрузки кардиомиоцитов ионами Са²⁺.

НАКОПЛЕНИЕ КАЛЬЦИЯ ПРИ ПОСТИШЕМИЧЕСКОЙ РЕПЕРФУЗИИ

Количество поступающих в кардиомиоциты ионов Са²⁺

Прирост тканевого содержания ионов Са²⁺ при постишемической реперфузии был впервые описан авторами работы [1]. Пре­жде чем приступить к обсуждению причин этого явления, рас­смотрим вопрос о количестве ионов Са²⁴", поглощаемых клетка­ми, и выясним значение этого процесса для кардиомиоцитов. Предварительное представление об этом можно получить на ос­нове результатов, показанных на рис. 18.1, на котором одной из переменных является величина прироста содержания ионов Са²⁺ в ткани, и отчетливо видна линейная зависимость между этой величиной и восстановлением активной сократительной способ­ности сердца при реперфузии. Эти результаты были получены в серии экспериментов на препаратах изолированного сердца кро­ликов в условиях ретроградной перфузии [7]. Сначала на 60 мин создавали тотальную ишемию миокарда при температуре ткани от 25 до 37 °С, а затем при 37 °С начинали реперфузию. Через 15 мин после начала реперфузии сердце помещали в раствор концентрированной азотной кислоты до полного растворения, и методом атомной абсорбционной спектрофотометрии измеряли содержание в нем кальция [8]. В течение всего эксперимента: и до начала ишемии, и в период тотальной ишемии, и в процессе реперфузии регистрировали силу сокращения сердца [3]. При построении графика зависимости относительной величины вос­становления силы сокращения от прироста содержания кальция в ткани была получена прямолинейная зависимость, как показа­но на рис. 18.1, причем чем меньше ионов Са²⁺ было накоплено в сердце, тем полнее восстанавливалась его сократительная спо­собность. Можно получить некоторое представление о значении увеличения содержания кальция в диапазоне 2—10 мкмоль/г сухой массы (см. рис. 18.1), если учитывать, что в цитозоле кар­диомиоцитов ионы Са²⁺ обычно содержатся в субмикромолярных концентрациях. Даже полное количество кальция в нормальной сердечной мышце, включая его содержание во внутриклеточных запасниках (митохондриях и саркоплазматическом ретикулуме), составляет только 2—2,5 мкмоль/г сухой массы. Следовательно, как было установлено более 10 лет назад [1], реперфузия после относительно короткого периода ишемии может вызывать более чем 5-кратное увеличение содержания кальция в ткани.

Рис. 18.1. Соотношение между приростом содержания Са²⁺ в ткани во время постишемической реперфузии и восстановлением способности миокарда актив­но генерировать силу сокращения. Ишемия продолжалась в течение 60 мин, после чего сердце реперфузировали .15 мин при 15 °С. Восстановление силы сокращения выражено в процентах к величине силы сокращения непосредст­венно перед началом тотальной ишемии. Каждый результат представлен в виде среднего ± стандартное отклонение по крайней мере для 6 экспериментов.

Таблица 18.1. Прирост содержания Са²⁺ в миокарде, вызванный реперфузией

Препатат	Продолжительность (мин)		Прирост со­держания Са2+ (мкмоль/г су­хой массы ткани)	Литературный источник
	ишемии	реперфузии
Задняя папиллярная мышца левого желу­дочка собаки	40	20	3,8	[1]
Межжелудочковая пере­городка кролика	60	30	6,7±0,7	[9]
Миокард левого желу­дочка кролика	60	15	6,3±0,2	[8]

Опубликованные недавно данные о влиянии ишемии и пост­ишемической реперфузии на содержание кальция в препарате межжелудочковой перегородки сердца кролика [9] подтвердили, что при постишемической реперфузии имеется прямолинейная зависимость между относительной величиной восстановления активной сократительной способности и повышением содержания кальция в ткани. При изучении опубликованных в литературе данных часто встречаются наблюдения, свидетельствующие об аккумуляции кальция клетками сердца млекопитающих при ре­перфузии после периода ишемии. Например, имеется сообщение [10] о 4-кратном увеличении содержания кальция в тканях серд­ца свиньи, которое реперфузировали после 2-часовой ишемии, создаваемой окклюзией левой передней нисходящей коронарной артерии. Данные, полученные из других источников, суммирова­ны в табл. 18.1.