Лекции / Kurs_lektsiy_po_patofiziologii_Ch_3_2018
.pdfциентов со стенокардией на коронароангиограммах выявляют значительные локальные сужения просвета как минимум одной из главных венечных артерий сердца. При этом выявлено, что при 50 % сужении просвета артерии уменьшение её внешнего диаметра (например, при сокращении мышечных волокон) только на 9-10 % вызывает полную окклюзию сосуда и прекращение притока крови к миокарду.
Агрегация форменных элементов крови (главным образом – эритроцитов и тромбоцитов) и образование тромбов в венечных артериях сердца. Этим процессам в значительной мере способствуют атеросклеротические изменения в стенках сосудов, турбулентный характер кровотока в них, повышение содержания и активности факторов свёртывающей системы крови, высвобождающихся из повреждённых клеток крови и сосудистой стенки. Указанные факторы дополнительно стимулируют агрегацию и адгезию тромбоцитов, эритроцитов и лейкоцитов, высвобождение из них ФАВ, потенцирующих сначала клеточную агрегацию в просвете и на стенках коронарных артерий, а позже – тромбообразование на них.
Спазм коронарных артерий. Развитие КН в результате сосудистого спазма доказано современными ангиографическими исследованиями. Впервые мнение о возможности вазоконстрикции как о причине КН было высказано W. Osler еще в 1910 г. В 1959 г. M. Pzinzmetall et al. описали случай стенокардии, развивающейся в результате длительного спазма ветви коронарной артерии проксимальнее атеросклеротической бляшки. Большое значение в развитии коронароспазма имеют катехоламины, тромбоксан А2, простагландин F2α, лейкотриены С4, D4, Е4 и другие вазоконстрикторы. Значительное увеличение их содержания в крови или повышение чувствительности миоцитов сосудов миокарда к этим вазоконстрикторам, как правило, сопровождается всеми клиническими, ЭКГ и биохимическими изменениями, свойственными стенокардии.
В реальной жизни КН – результат действия комплекса взаимосвязанных следующих патогенетических факторов: 1) сокращение мышц коронарных артерий и уменьшение их просвета под влиянием различных вазоконстрикторов; 2) сужение и закрытие просвета артериального сосуда агрегатами форменных элементов крови и «обратимым» тромбом; 3) уменьшение внутреннего диаметра венечной артерии в результате утолщения её стенки (за счёт атеросклеротических изменений, гипертрофии мышечного слоя, фиброзных изменений, отёка и др.).
129
Уменьшение притока крови к сердцу и снижение в связи с этим перфузионного давления в коронарных артериях возникают в таких ситуациях: 1) значительная брадиили тахикардия (особенно пароксизмальная); 2) трепетание и мерцание предсердий и/или желудочков сердца; 3) недостаточность аортальных клапанов; 4) острая артериальная гипотензия; 5) выраженный спазм или сдавление коронарных артерий сердца (опухолью, рубцом, инородным телом).
Значительное увеличение как потребления миокардом кислорода и субстратов, так и ускорение обмена веществ вызывают следующие патогенетические факторы.
Существенное повышение в сердце содержания катехоламинов
(например, при стрессе или гормонально-активной феохромоцитоме). Избыток катехоламинов в миокарде обусловливает развитие их кардиотоксического эффекта вследствие:
1)чрезмерного повышения расхода О2 и субстратов метаболизма усиленно функционирующим миокардом, обусловленного положительными хроно-, ино-, батмо- и дромотропным эффектами катехоламинов;
2)снижения эффективности «энергопродуцирующих» процессов (ресинтеза макроэргов) в связи с «непроизводительным» расходом кислорода и субстратов окисления, вызванного повреждением мембранного аппарата кардиомиоцитов (прежде всего – сарколеммы и митохондрий) и инактивацией их ферментных систем (тканевого дыхания, гликолиза, пентозофосфатного шунта); при этом мембраны и ферменты повреждаются свободными радикалами, продуктами нарушенного метаболизма и перекисного окисления липидов. Образование их стимулируют катехоламины, а также активированные гидролазы лизосом и разобщение процесса окислительного фосфорилирования;
3)уменьшения (в сравнении с необходимым) величины коронарного кровообращения, обусловленного укорочением (в условиях «катехоламиновой» тахикардии) диастолического периода, в течение которого приток крови к миокарду максимален; повышением напряжения миокарда и сдавления в связи с этим коронарных сосудов; усилением агрегации клеток крови в просвете микрососудов.
Значительное повышение интенсивности работы сердца наиболее часто бывает следствием:
1)острой чрезмерной физической нагрузки;
130
2)длительной тахикардии;
3)острой артериальной гипертензии;
4)выраженной гемоконцентрации;
5)значительной гиперволемии.
Важно отметить, что чрезмерное увеличение работы сердца, а также причины, вызвавшие её, как правило, одновременно обусловливают и активацию симпатоадреналовой системы.
Общее значительное снижение содержания в крови кислорода и/или субстратов обмена веществ вызывают следующие причины:
1) различные типы генерализованной гипоксии, например, при дыхательной или сердечной недостаточности, выраженной анемии или при высотной гипоксии, 2) тяжёлый сахарный диабет, приводящий к дефициту глюкозы в клетках миокарда и др.
Следует отметить, что только гипоксия или только дефицит субстратов метаболизма обусловливают меньшую степень альтерации миокарда, чем его ишемия. Это обусловлено сохранением в миокарде коронарного кровотока.
2.1.5. Патогенез повреждения сердца при коронарной недостаточности
Недостаток кислорода и субстратов обмена веществ в миокарде, а также нарушение оттока продуктов нарушенного обмена веществ, ионов, ФАВ в условиях КН обусловливают «включение» следующих типовых механизмов повреждения миокарда: 1) расстрой-
ство процессов энергетического обеспечения кардиомиоцитов; 2) повреждение мембран и ферментов кардиомиоцитов; 3) дисбаланс ионов и жидкости в кардиомиоцитах; 4) расстройство механизмов регуляции сердечной деятельности.
Указанные механизмы реализуются, главным образом, в зоне ишемии, в меньшей мере – за её пределами.
2.1.6. Изменения основных показателей функций сердца при коронарной недостаточности
КН сопровождается характерными изменениями ЭКГ и различных показателей сократительной функции сердца.
131
2.1.6.1.Изменения ЭКГ
Впокое примерно у половины пациентов, не перенёсших инфаркт миокарда, каких-либо характерных отклонений ЭКГ не выяв-
ляют. В момент болевого приступа, как правило, регистрируют та-
кие признаки: 1) снижение («депрессия») сегмента ST (он становится горизонтальным либо дугообразным); 2) инверсия зубца T (часто, но не всегда); 3) преходящий подъём сегмента ST при вариантной стенокардии. При отсутствии противопоказаний ЭКГ исследуют и на фоне нагрузок.
2.1.6.2. Изменения показателей сократительной функции сердца
Ударный и сердечный выброс, как правило, снижаются. Величи-
на снижения обычно коррелирует со степенью и продолжительностью ишемии миокарда, размером и топографией повреждённой зоны сердца. Уменьшение величины ударного выброса связано в основном с «выключением» ишемизированного региона миокарда из сократительного процесса. Один из механизмов компенсации снижения ударного выброса сердца – тахикардия. Она обусловлена в основном активацией симпатической и симпатоадреналовой систем (в ответ на падение величины сердечного выброса), а также повышением давления крови в полых венах и предсердиях.
Конечное диастолическое давление в полостях сердца обычно возрастает в результате снижения сократительной функции повреждённого участка миокарда и уменьшения степени диастоличе-
ского расслабления миокарда. Это вызвано его субконтрактурным состоянием в связи с избытком в гиалоплазме и миофибриллах кардиомиоцитов ионов кальция. Для быстрого и эффективного расслабления миоцитов необходима ликвидация актомиозиновых «мостиков», образующихся при участии Са2+в период систолы. Подобные изменения возможны лишь при условии «откачивания» ионов Са2+из гиалоплазмы в клеточный ретикулум (при достаточном количестве АТФ, эффективной работе АТФазы саркоплазматической сети и оптимальном состоянии плазмолеммы и мембран органелл). Эти условия при ишемии миокарда отсутствуют.
Скорость систолического сокращения и диастолического расслабления миокарда существенно снижается. Это бывает результа-
том дефицита АТФ в клетках миокарда, повреждения мембран мио-
132
фибрилл, саркоплазматической сети и саркоплазмы, а также снижения активности Са2+-зависимых АТФаз.
2.2. Принципы терапии коронарной недостаточности
Этиотропный принцип имеет целью устранение или уменьшение патогенного действия этиологических факторов КН, которые: во-первых, вызывают уменьшение или полное прекращение притока крови к миокарду по коронарным артериям (для этого проводят мероприятия, направленные на торможение развития атеросклероза, предотвращение эпизодов коронароспазма, нарушений ритма сердца, профилактику и терапию тромбоза коронарных артерий и системной гипокапнии); во-вторых, приводят к увеличению потребления кислорода и субстратов обмена веществ миокардом (в связи с этим, паци-
ентам ограничивают уровень психической и физической нагрузки, а также устраняют патологические состояния, сопровождающиеся общей гипоксией, дефицитом глюкозы и т.д.); в-третьих, ухудшают ко-
ронарный кровоток и т.д.
Также назначают лекарственные средства различных групп: симпатолитики, адреноблокаторы, холиномиметики, вазодилататоры, антиагреганты и другие вещества, улучшающие коронарный кровоток.
Патогенетический принцип заключается в блокаде основного и ведущих звеньев патогенеза коронарной недостаточности, для этого: 1) проводят коррекцию механизмов энергетического обеспечения миокарда на этапах ресинтеза АТФ, транспорта энергии к кардиомиоцитам, использования ими энергии АТФ; 2) устраняют или уменьшают степень альтерации мембран и ферментов клеток миокарда; 3) уменьшают или ликвидируют дисбаланс ионов и жидкости в миокарде; стимулируют пластические процессы в сердце; 4) корректируют нарушенные механизмы регуляции миокарда; 5) ликвидируют хроническую гипокапниемию (используя комплекс «Самоздрав» – тренажёр-капникатор и капнометр).
Саногенетический принцип терапии имеет цели активизации или потенцирования механизмов защиты, компенсации, приспособле-
ния и процессов репарации. Для этого используют материалы и средства, направленные, во-первых, на усиление коллатерального кровообращения миокарда; во-вторых, на понижение потребности структур миокарда сердца в кислороде; в-третьих, на повышение резистентности миокарда к гипоксии и токсическим веществам.
133
Симптоматический принцип используют для устранения неприятных, усугубляющих состояние пациента симптомов (например, болей в сердце или страха смерти).
3. СЕРДЕЧНАЯ НЕДОСТАТОЧНОСТЬ
Сердечная недостаточность (СН) – типовая форма патологии, при которой сердце не обеспечивает потребности органов и тканей в адекватном (их функциям и уровню пластических процессов в них)
кровоснабжении. Проявляется СН меньшей, в сравнении с необходимой, величиной сердечного выброса, а также циркуляторной гипоксией. Сущность СН заключается в том, что сердце (при данном сосудистом сопротивлении) не способно переместить в артериальное русло всю кровь, притекающую к нему по венам.
СН – одна из частных причин утраты трудоспособности, инвалидизации и смерти пациентов, страдающих заболеваниями ССС. СН – не нозологическая форма, не болезнь, а синдром, развивающийся при многих болезнях, в том числе поражающих органы и ткани, не относящиеся к ССС.
3.1. Этиология сердечной недостаточности
СН может быть вызвана тремя группами причин: 1) оказы-
вающими прямое повреждающее действие на сердце, 2) обусловливающими его функциональную перегрузку, 3) снижающими сократительную функцию (инотропизм) сердца.
3.1.1.Факторы, непосредственно повреждающие сердце
Физической природы: 1) сдавление сердца (экссудатом, кровью, эмфизематозными лёгкими, опухолью); 2) электрический ток (при электротравме, проведении дефибрилляции сердца); 3) механическая травма (при ушибах грудной клетки, проникающих ранениях, хирургических манипуляциях).
Химической природы: 1) нелекарственные химические соединения (например, разобщители окислительного фосфорилирования: α- динитрофенол, соли кальция, ингибиторы ферментов, соли тяжёлых металлов, гидроперекиси липидов и белков); 2) лекарственные средства в неадекватной дозировке (например, антагонисты кальция, сер-
134
дечные гликозиды, адреноблокаторы); 3) дефицит кислорода; 4) недостаток химических соединений (солей металлов), необходимых для обмена веществ.
Биологической природы: 1) высокое содержание ФАВ (например, катехоламинов, тироксина); 2) дефицит или отсутствие биологически важных соединений, необходимых для реализации метаболизма (например, ферментов, витаминов, субстратов метаболизма биологической природы); 3) длительная ишемия или инфаркт миокарда (обусловливает прекращение его сокращения в зоне повреждения, что сопровождается функциональной перегрузкой миокарда вне зоны ишемии или инфаркта); 4) кардиомиопатии – поражения миокарда, преимущественно дистрофической, невоспалительной природы (характеризуются существенными структурно-функциональными изменениями в сердце).
3.1.2.Факторы, обусловливающие функциональную перегрузку сердца
Увеличивающие преднагрузку (объём крови, притекающей к сердцу и увеличивающей давление наполнения его желудочков): 1) гиперволемия; 2) полицитемия; 3) гемоконцентрация; 4) недостаточность предсердно-желудочковых клапанов сердца (сопровождающиеся увеличением остаточного объёма крови в желудочках).
Увеличивающие постнагрузку (сопротивление изгнанию крови из желудочков в аорту и лёгочную артерию. Основной фактор постнагрузки – повышение общего периферического сосудистого сопротивления). Возможными причинами возрастания постнагрузки являются: 1) артериальная гипертензия любого генеза (особенно гипертонический криз); 2) стенозы клапанных отверстий сердца; 3) сужения крупных артериальных стволов (аорты, лёгочной артерии).
3.2. Виды сердечной недостаточности
По патогенезу: 1) миокардиальная СН (в результате непосредственного повреждения миокарда); 2) перегрузочная СН (в результате перегрузки сердца) объемом или сопротивлением; 3) смешанная СН (в результате сочетания прямого повреждения миокарда и его перегрузки).
По первичности снижения сократительной функции миокарда
или притока венозной крови к сердцу СН бывает:
135
первичная (кардиогенная) – возникает в результате преимущественного снижения сократительной функции сердца при близкой к нормальной величине притока венозной крови к нему. Наиболее частыми её причинами являются: 1) ишемическая болезнь сердца (может сопровождаться инфарктом миокарда, кардиосклерозом, дистрофией миокарда); 2) миокардит (например, при воспалительных поражениях мышцы сердца или выраженных и длительных эндотоксинемиях); 3) кардиомиопатия;
вторичная (некардиогенная) – развивается в результате первичного преимущественного уменьшения венозного притока к сердцу при близкой к нормальной величине сократительной функции миокарда. Наиболее частыми ее причинами считаются: 1) острая массивная кровопотеря; 2) нарушение диастолического расслабления сердца
изаполнения его камер кровью, например, при его сдавлении жидкостью (кровью, экссудатом), накапливающейся в полости перикарда; 3) длительные эпизоды пароксизмальной тахикардии (что приводит к снижению сердечного выброса и возврату венозной крови к сердцу); 4) коллапс (например, вазодилатационный).
По преимущественно поражённому отделу сердца СН бывает:
левожелудочковая – развивается в результате повреждения или перегрузки миокарда левого желудочка;
правожелудочковая – сопровождается увеличением сопротивления сосудов малого круга кровообращения, что ведёт к повышению объёма крови, притекающего к правому желудочку, и к его перегрузке. Она формируется по таким причинам: 1) недостаточность левого желудочка в связи с увеличением давления наполнения в нём; 2) повреждение или перегрузке миокарда правого желудочка, например, при хронических обструктивных заболеваниях лёгких – бронхитах, бронхиальной астме, пневмосклерозе, эмфиземе лёгких;
тотальная (одновременно имеет место право- и левожелудочковая недостаточность).
По скорости развития СН бывает:
острая (минуты, часы, дни) – результат острого инфаркта миокарда, множественной эмболии лёгочных сосудов, гипертонического криза, острого токсического миокардита;
хроническая (недели, месяцы, годы) – следствие хронической артериальной гипертензии, хронической дыхательной недостаточности, длительной анемии, хронических пороков сердца.
136
3.3. Общий патогенез развития сердечной недостаточности
Миокардиальная форма СН характеризуется снижением развиваемого сердцем напряжения, что проявляется падением силы и скорости его сокращения и расслабления.
Перегрузочная форма СН формируется на фоне более или менее длительного периода его гиперфункции, что также приводит к снижению силы и скорости сокращения и расслабления сердца.
В обоих случаях (при перегрузке и при повреждении сердца) снижение его сократительной функции сопровождается включением экстра- и интракардиальных механизмов компенсации этого состояния. Эти механизмы взаимосвязаны, причём таким образом, что активация одного из них существенно влияет на реализацию другого.
3.3.1. Механизмы компенсации сниженной сократительной функции сердца
Повышение сократимости миокарда при его растяжении притекающей кровью (механизм Франка-Старлинга). Этот механизм – филогенетически наиболее ранний и надёжный механизм компенсации. Он обеспечивает увеличение напряжения, развиваемого сердцем в ответ на возрастающее растяжение миокарда, то есть увеличение длины мышечного волокна (в связи с этим, механизм Франка-
Старлинга называют гетерометрическим, от греч. heteros – другой),
а также повышение скорости сокращения и расслабления миоцитов в связи с более быстрым выходом ионов Са2+ из эндоплазматической сети (ЭПС) и обратной «закачкой» их обратно.
Молекулярный механизм феномена Франка-Старлинга заключается в возрастании совокупной площади взаимодействия молекул актина и миозина в связи с увеличением количества актомиозиновых связей в мышечном волокне при участии ионов Са2+. Удлинение волокон миокарда при СН – следствие растяжения их под влиянием избыточного объёма крови в полостях сердца в результате снижения его сократимости.
Увеличение сократимости сердца при возрастании на него нагрузки сопротивлением. Этот гомеометрический (от греч. homoios
– подобный, тот же самый) механизм обеспечивает увеличение силы сокращений миокарда в ответ на повышенную нагрузку при неизменной длине миоцитов.
137
Молекулярный механизм гомеометрического феномена состоит в увеличении времени (экспозиции) взаимодействия актина и миозина при участии ионов Са2+. Это обусловлено тем, что повышенная нагрузка на миокард препятствует его сокращению. За это время большее количество активных центров и головок молекул миозина взаимодействует между собой с участием Са2+, что обеспечивает возрастание количества актимиозиновых мостиков и силы сокращения миокарда.
Возрастание сократимости сердца при увеличении частоты его сокращений. Молекулярный механизм заключается в увеличении содержания Са2+ в сарколемме миоцитов. Это обусловлено тем, что по-
вышение частоты сердечных сокращений увеличивает суммарную длительность потенциалов действия за единицу времени (например, за минуту), что приводит к увеличению времени поступления Са2+ в
миоциты. В связи с этим увеличивается количество и возрастает скорость образования комплексов «Са2+-тропонин» и, как следствие – актомиозинов комплексов, обеспечивающих возрастание силы сокращения миокарда.
Повышение сократимости сердца в результате возрастания симпатических и симпатоадреналовых влияний на него. Увеличение высвобождения катехоламинов симпатическими пресинаптическими нервными окончаниями, а также из мозгового вещества надпочечников бывает вызвано снижением сердечного выброса.
Повышение содержания катехоламинов в сердце приводит к таким изменениям:
увеличение силы сокращений миокарда. Молекулярный меха-
низм действия адреналина и норадреналина заключается в следующем: 1) повышение плато потенциала действия (что сопровождается увеличением транспорта ионов Са2+в кардиомиоциты); 2) ускорение темпа процесса «закачки» Са2+в цистерны саркоплазматической сети кардиомиоцитов; 3) увеличение выброса ионов Са2+ («кальциевый залп») из саркоплазматической сети в период оттока в эндоплазму кардиомиоцитов;
увеличение скорости контрактильного процесса. Молекуляр-
ный механизм действия катехоламинов сводится к активации через аденилатциклазную систему кардиомиоцитов протеинкиназы тропонинового комплекса, что ускоряет взаимодействие между ионами Са2+и тропонином, а в конечном итоге приводит к формированию актомиозиновых связей.
138