Патофизиология. Литвицкий. 2013

–коронарной недостаточности,

–аритмиям,

–сердечной недостаточности.

КОРОНАРНАЯ НЕДОСТАТОЧНОСТЬ

Коронарная недостаточность: типовая форма патологии сердца, характеризующаяся превышением потребности миокарда в кислороде и субстратах метаболизма над их притоком по коронарным артериям, а также нарушением оттока от миокарда продуктов обмена веществ, БАВ, ионов и других агентов.

Ведущий патогенетический фактор коронарной недостаточности – ишемия миокарда.

Клинически коронарная недостаточность проявляется как ишемическая болезнь сердца (ИБС). При поражении венечных артерий может развиться стенокардия, инфаркт миокарда или внезапная сердечная смерть.

ВИДЫ КОРОНАРНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ

Все разновидности коронарной недостаточности подразделяют на обратимые и необратимые (рис. 23–1).

Рис. 23–1. Виды, клинические формы и исходы коронарной недостаточности.

ОБРАТИМЫЕ НАРУШЕНИЯ КОРОНАРНОГО КРОВОТОКА

1181

Обратимые (транзиторные) нарушения коронарного кровотока клинически проявляются:

–различными формами стенокардии;

–состояниями после реперфузии (реваскуляризации) миокарда.

СТЕНОКАРДИЯ

Стенокардия: типовая форма коронарной недостаточности., Как результат ишемии миокарда, характеризуется ощущением боли, чаще в области грудины слева.

Боль нередко иррадиирует в область левой лопатки и левого плеча.

Разновидности стенокардии.

•Стенокардия стабильного (типичного) течения. Наиболее часто встречающаяся разновидность стенокардии. Обычно является следствием снижения коронарного кровотока до критического уровня. Эпизоды стенокардии развиваются в результате увеличения работы сердца.

•Стенокардия нестабильного течения (нарастающая, нестабильная).

Характеризуется нарастающими по частоте, длительности и тяжести эпизодами стенокардии, нередко даже в покое. Эти эпизоды являются обычно результатом разрушения атеросклеротической бляшки и развития тромба на месте дефекта, эмболии коронарной артерии, спазма ветви венечной артерии сердца. Нередко эти эпизоды пролонгированы во времени и завершаются инфарктом миокарда. В связи с этим такие эпизоды называют прединфарктными состояниями.

•Вариантная стенокардия (стенокардия Принцметала). Является результатом длительного спазма коронарных артерий. Существенно, что повторные (даже кратковременные — до 3–8 мин) эпизоды стенокардии могут привести к формированию небольших участков некроза миокарда с последующим развитием мелкоочагового кардиосклероза.

Клинические разновидности стенокардии приведены в статье «Болезнь. Ишемическая болезнь сердца».

Состояния после реперфузии (реваскуляризации) миокарда.

Они развиваются у пациентов с ИБС в результате хирургического возобновления или значительного увеличения коронарного кровотока (например, после аортокоронарного шунтирования, чрескожной внутрисосудистой ангиопластики, стентирования коронарных артерий) или медикаментозного восстановления тока крови в коронарных артериях (например, в результате тромболизиса, дезагрегации форменных элементов крови с помощью тромбо- и фибринолитиков или дезагрегантов).

1182

НЕОБРАТИМЫЕ НАРУШЕНИЯ КОРОНАРНОГО КРОВОТОКА

Необратимое прекращение или длительное значительное уменьшение притока крови по коронарной артерии в каком-либо регионе сердца завершается, как правило, инфарктом миокарда.

Инфаркт миокарда: типовая форма коронарной недостаточности.

Представляет собой очаговый некроз миокарда в результате острого и значительного дисбаланса между потребностью его в кислороде, субстратах метаболизма и их абсолютно или относительно недостаточной доставкой.

Наиболее частая причина инфаркта миокарда: тромбоз венечной артерии, развившийся на фоне атеросклеротических изменений (до 90% всех случаев).

Одним из клинических диагностических критериев инфаркта миокарда является сильный болевой синдром («кинжальная боль» за грудиной) продолжительностью более 15-20 мин, не купирующийся нитроглицерином.

При развитии инфаркта миокарда возникают изменения сегмента

ST и зубца Т: – депрессия или подъём сегмента ST и – инверсия зубца Т.

Подъём сегмента ST – характерный признак инфаркта миокарда, свидетельствующий о повреждении миокарда. Через 8–12 ч от начала боли на ЭКГ возникает важный признак инфаркта миокарда: патологический зубец Q (характеризующий наличие некроза миокарда).

ПРИ ИНФАРКТЕ МИОКАРДА НЕРЕДКО РАЗВИВАЮТСЯ ОПАСНЫЕ ДЛЯ ЖИЗНИ ОСЛОЖНЕНИЯ:

•острая сердечная недостаточность,

•кардиогенный шок,

•отёк лёгких,

•постинфарктный синдром,

•разрыв стенки желудочка или межжелудочковой перегородки, аневризма стенок сердца,

•недостаточность митрального клапана.

•аритмии (синусовая брадикардия, АВ-блокада, желудочковые нарушения ритма сердца, наджелудочковые нарушения ритма сердца (в том числе фибрилляция предсердий),

•тромбоэмболия. Клинически тромбоэмболия артерий может проявляться гемипарезами (эмболия артерий мозга), стойкой артериальной гипертензией и гематурией (почечные артерии), болями в животе (брыжеечные артерии), болями в ногах (бедренные артерии) и тромбоэмболией лёгочной артерии.

1183

Если инфаркт не приводит к смерти пациента, то погибший участок сердца замещается соединительной ткань: развивается крупноочаговый кардиосклероз.

ПРИЧИНЫ КОРОНАРНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ

Многочисленные состояния и факторы, способные вызвать коронарную недостаточность, объединяют в три основные, как правило, взаимосвязанные группы. Они представлены на рис. 23–2.

Причины коронарной недостаточности

Рис. 23–2. Группы причин коронарной недостаточности.

УМЕНЬШЕНИЕ И/ИЛИ ПРЕКРАЩЕНИЕ ПРИТОКА КРОВИ К МИОКАРДУ КАК ПРИЧИНА КОРОНАРНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ

К факторам, приводящим к абсолютному снижению притока крови к миокарду (рис. 23–3) по коронарным артериям (в клинике они встречаются наиболее часто) относят:

• Атеросклеротическое поражение коронарных артерий. У 92%

пациентов со стенокардией на коронароангиограммах выявляются значительные локальные сужения просвета как минимум одной из венечных артерий сердца;

Факторы, уменьшающие или прекращающие приток крови к миокарду по коронарным артериям

Коронарная недостаточность

Рис. 23–3. Факторы, уменьшающие или прекращающие приток крови к миокарду по коронарным артериям.

• 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

1184

кровотока в венечных сосудах; – 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 БАВ, потенцирующих, в свою очередь, клеточную агрегацию и тромбообразование как в просвете, так и на внутренней поверхности коронарных артерий;

•Спазм коронарных артерий. Развитие коронарной недостаточности в результате сосудистого спазма доказано ангиографически. Решающее значение в развитии коронароспазма имеют катехоламины. Значительное увеличение их содержания в крови или повышение адренореактивных свойств сосудов миокарда, как правило, сопровождается всеми клиническими, электрокардиографическими и биохимическими изменениями, свойственными стенокардии.

•Уменьшение притока крови к сердцу и снижение в связи с этим перфузионного давления в коронарных артериях. К этому приводят значительная брадиили тахикардия, трепетание и мерцание предсердий и/или желудочков сердца, недостаточность аортальных клапанов, острая артериальная гипотензия, сдавление коронарных артерий сердца (опухолью, рубцом, инородным телом).

Как правило, коронарная недостаточность является результатом действия комплекса взаимосвязанных факторов:

–сужения просвета коронарных артерий в результате утолщения их стенок (вследствие атеросклеротических изменений, гипертрофии мышечной оболочки, фиброзных изменений, отёка и др.);

–сокращения гладкомышечных клеток коронарных артерий и

уменьшения их просвета под влиянием катехоламинов, тромбоксана А2, ПгF2 и других вазоконстрикторов;

–сужения и закрытия просвета сосуда агрегатами форменных элементов крови и тромбами.

Эти представления суммированы в концепции о динамическом стенозе коронарных артерий (рис. 23–4).

Длительный и значительный стеноз коронарной артерии

Коронарная недостаточность

Рис. 23–4. Основные звенья механизма динамического стеноза венечных артерий сердца.

1185

ПОВЫШЕНИЕ РАСХОДА МИОКАРДОМ КИСЛОРОДА И/ИЛИ СУБСТРАТОВ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ КАК ПРИЧИНА КОРОНАРНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ

К основным факторам, вызывающим значительное увеличение потребления миокардом кислорода и субстратов обмена веществ (рис. 23–5) и также приводящим к коронарной недостаточности, относят следующие:

• Существенное повышение в сердце уровня катехоламинов

(например, при стрессе или феохромоцитоме).

Факторы, увеличивающие потребление миокардом кислорода и субстратов обмена веществ

Рис. 23–5. Факторы, увеличивающие потребление миокардом кислорода и субстратов обмена веществ.

К механизмам кардиотоксического действия избытка катехоламинов в миокарде (рис. 23–6) относят:

– чрезмерное потребление O2 и субстратов метаболизма миокардом. Последнее связано с положительным хроно- и инотропным эффектами катехоламинов и значительным возрастанием в связи с этим функции сердца;

Повреждение миокарда

Рис. 23–6. Механизмы кардиотоксического действия избытка катехоламинов в миокарде.

– снижение эффективности ресинтеза АТФ и, в связи с этим, расхода кислорода и субстратов окисления. Последнее вызвано: –

1186

повреждением мембранного аппарата кардиомиоцитов (прежде всего,

плазматической мембраны, митохондрий); – инактивацией ферментов тканевого дыхания, гликолиза, пентозофосфатного шунта (при этом мембраны и ферменты альтерируются свободными радикалами, продуктами нарушенного метаболизма и перекисного окисления липидов; образование этих продуктов стимулируют катехоламины, а также активированные гидролазы лизосом); –разобщением окислительного фосфорилирования, в

основном, вследствие избыточного накопления в кардиомиоцитах (под влиянием катехоламинов) ВЖК и ионов кальция;

– уменьшение (в сравнении с потребным) величины коронарного кровообращения. Это является результатом укорочения (в условиях катехоламиновой тахикардии) диастолы, в течение которой приток крови к миокарду максимален, повышения напряжения миокарда и сдавления в связи с этим коронарных сосудов, усиления агрегации клеток крови в просвете микрососудов.

В целом, развитие коронарной недостаточности при чрезмерной активации симпатикоадреналовой системы, характеризуется как увеличением расхода гиперфункционирующим миокардом O2 и метаболитов, так и ограничением их притока к миокарду по коронарным артериям.

• Значительное возрастание работы сердца. Наиболее часто является следствием чрезмерной физической нагрузки, длительной тахикардии, острой артериальной гипертензии, выраженной гемоконцентрации, значительной гиперволемии.

Важно, что чрезмерное увеличение работы сердца, а также причины, вызвавшие её, как правило, одновременно приводят и к активации симпатикоадреналовой системы. Последнее сопровождается высвобождением избытка катехоламинов и реализацией их кардиотоксического действия.

СНИЖЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ В КРОВИ И КЛЕТКАХ МИОКАРДА КИСЛОРОДА И/ИЛИ СУБСТРАТОВ МЕТАБОЛИЗМА КАК ПРИЧИНА КОРОНАРНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ

Состояния, приводящие к значительному снижению содержания в крови и клетках миокарда кислорода и/или субстратов обмена веществ, приведены на рис. 23–7.

Состояния, приводящие к значительному снижению содержания в крови и/или кардиоцитах кислорода и субстратов обмена веществ

Коронарная недостаточность

1187

Рис. 22–7. Состояния, приводящие к снижению содержания в крови и/или кардиомиоцитах кислорода и субстратов метаболизма.

МЕХАНИЗМЫ ПОВРЕЖДЕНИЯ СЕРДЦА ПРИ КОРОНАРНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ

Недостаток кислорода и субстратов обмена веществ в миокарде, а также нарушение оттока продуктов нарушенного метаболизма, ионов, БАВ в условиях коронарной недостаточности приводят к активации ряда типовых механизмов повреждения миокарда (рис. 23–8).

Изменение

электрофизиологических

параметров

Нарушение функции, пластических процессов и структуры клеток

Рис. 22–8. Механизмы повреждения сердца при коронарной недостаточности.

Общие механизмы повреждения клеток подробно рассмотрены в разделе «Общие механизмы повреждения» главы «Патология клетки». Указанные механизмы (расстройство энергетического обеспечения кардиомиоцитов, повреждение их мембран и ферментов, дисбаланс ионов и жидкости, изменение механизмов регуляции сердечной деятельности) реализуются как в зоне ишемии, так и за её пределами, хотя в последней в существенно меньшей мере.

РАССТРОЙСТВО ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ КАРДИОМИОЦИТОВ ПРИ КОРОНАРНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ

Механизмы расстройств энергообеспечения кардиомиоцитов при коронарной недостаточности представлены на рис. 23–9.

1188

Снижение уровня АТФ Нарушение энергетического обеспечения кардиомиоцитов

Рис. 23–9. Механизмы нарушения энергетического обеспечения миокарда при коронарной недостаточности (период ишемии и начальный этап реперфузии).

АНТ — адениннуклеотидтрансфераза.

Ваэробных условиях основными субстратами для синтеза АТФ служат жирные кислоты (65–70%), глюкоза (15–20%) и МК (10–15%). Роль аминокислот, кетоновых тел и пирувата в энергообеспечении миокарда сравнительно невелика.

Вусловиях нарастающей ишемии в миокарде истощается связанный

смиоглобином «резерв» кислорода и снижается интенсивность окислительного фосфорилирования. В результате указанных изменений в кардиомиоцитах уменьшается содержание АТФ и креатинфосфата (рис. 23– 10).

Рис. 23–10. Изменения в клетках миокарда в зависимости от продолжительности ишемии.

Нарушение аэробного синтеза АТФ приводит к активации гликолиза и накоплению в миокарде лактата. Одновременно быстро уменьшаются запасы гликогена.

Активация гликолитического метаболизма углеводов приводит к метаболическому ацидозу.

Развитие внутри- и внеклеточного ацидоза существенно изменяет проницаемость мембран для метаболитов и ионов, подавляет активность ферментов энергообеспечения, синтеза клеточных структур, транспорта субстратов метаболизма и катионов.

1189

В отдалённых от зоны ишемии участках сердца процессы энергетического обеспечения миокарда страдают в значительно меньшей мере.

Главными последствиями расстройств процессов энергообеспечения кардиомиоцитов являются:

–снижение сократительной функции миокарда,

–нарушения кровообращения в органах и тканях,

–развитие сердечных аритмий. Нарушения ритма сердца, в свою

очередь, нередко становятся причиной внезапной смерти пациентов с коронарной недостаточностью.

ПОВРЕЖДЕНИЕ МЕМБРАН И ФЕРМЕНТОВ КАРДИОМИОЦИТОВ ПРИ КОРОНАРНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ

Основные свойства миокарда (автоматизм, возбудимость, проводимость, сократимость), а также их регуляция в значительной мере зависят от состояния мембран и ферментов кардиомиоцитов. В условиях ишемии их повреждение является следствием действия ряда общих факторов. Основные механизмы повреждения клеточных мембран и ферментов рассмотрены в разделе «Общие механизмы повреждения» главы «Патология клетки» (подраздел «Повреждение мембран и ферментов») и приведены на рис. 23–11.

Рис. 23–11. Механизмы повреждения мембран и ферментов клеток миокарда при коронарной недостаточности (период ишемии и начальный этап реперфузии).

ДИСБАЛАНС ИОНОВ И ЖИДКОСТИ В МИОКАРДЕ ПРИ КОРОНАРНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ

Ионный дисбаланс (рис. 23–12, см. также раздел «Дисбаланс ионов и воды в клетке» в главе «Повреждение клетки») развивается вслед за расстройствами энергообеспечения кардиомиоцитов и повреждением их мембран и ферментов или одновременно с ними.

1190