ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «РОССИЙСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Н.И. ПИРОГОВА МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
________________________________________________________________________________
КАФЕДРА ПАТОФИЗИОЛОГИИ И КЛИНИЧЕСКОЙ ПАТОФИЗИОЛОГИИ
ПАТОЛОГИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ
Часть II
КОРОНАРНАЯ
НЕДОСТАТОЧНОСТЬ ИШЕМИЧЕСКАЯ БОЛЕЗНЬ СЕРДЦА ИНФАРКТ МИОКАРДА
Москва
2014
ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «РОССИЙСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Н.И. ПИРОГОВА МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
КАФЕДРА ПАТОФИЗИОЛОГИИ И КЛИНИЧЕСКОЙ ПАТОФИЗИОЛОГИИ
Рекомендуется учебно-методическим объединением по медицинскому и фармацевтическому образованию ВУЗов России в качестве учебного пособия для студентов медицинских ВУЗов.
ПАТОЛОГИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ
Часть II
КОРОНАРНАЯ НЕДОСТАТОЧНОСТЬ ИШЕМИЧЕСКАЯ БОЛЕЗНЬ СЕРДЦА ИНФАРКТ МИОКАРДА
Методическая разработка для самостоятельной работы студентов лечебного и педиатрического факультетов.
Под редакцией проф. Г.В. Порядина, проф. Ж.М.Салмаси.
Составитель: доц. Н.И. Бережнова
Москва 2014
2
Патология сердечно-сосудистой системы. Часть II. Коронарная недостаточность. Ишемическая болезнь сердца. Инфаркт миокарда. Учебно-
методическая разработка для самостоятельной работы студентов 3-4 курсов лечебного, педиатрического и стоматологического факультетов. - М., РГМУ, 2014, 25 с.
Данное пособие предназначается для работы, как в аудитории, так и во внеаудиторное время и направлено на изучение современных представлений о причинах и механизме развития коронарной недостаточности и ее видах. В данном методическом пособии изложены также современные данные литературы об этиологии, патогенезе, диагностике и принципах патогенетической терапии ишемической болезни сердца и острого инфаркта миокарда.
Пособие составлено в соответствии с утверждённой МЗ РФ программой и новым учебным планом для высших медицинских учебных заведений.
Под редакцией проф. Г.В. Порядина, проф. Ж.М.Салмаси.
Составитель: доц. Н.И. Бережнова
Подготовка издания: проф. Ж.М. Салмаси
Российский Государственный медицинский университет, 2014.
3
ХАРАКТЕРИСТИКА КОРОНАРНОГО КРОВОТОКА
Сердце кровоснабжается двумя коронарными артериями: левой и правой. Левая коронарная артерия делится на две большие ветви: переднюю нисходящую и огибающую артерии. Передняя нисходящая артерия кровоснабжает переднюю стенку левого желудочка и 2/3 межжелудочковой перегородки, а огибающая артерия – боковую стенку левого желудочка и часть задней стенки. Правая коронарная артерия кровоснабжает правый желудочек, заднюю и диафрагмальную области левого желудочка, заднюю треть межжелудочковой перегородки, а также атриовентрикулярный узел.
Наиболее частой причиной нарушения коронарного кровотока является атеросклероз коронарных артерий. Чаще всего атеросклеротическим процессом повреждается передняя нисходящая (межжелудочковая) ветвь левой коронарной артерии, реже огибающая ветвь левой коронарной артерии и правая коронарная артерия. По мере прогрессирования атеросклероз поражает две и более ветвей коронарных артерий.
В большей степени нарушению кровоснабжения подвержены субэндокардиальные слои миокарда, что обусловлено следующими причинами:
1.Коронарные сосуды и анастомозы между ними расположены в поверхностных (субэпикардиальных) слоях миокарда. В субэндокардиальных слоях существует анатомическая недостаточность коллатерального кровотока, так как сосуды носят концевой характер.
2.Кровоснабжение субэндокардиальных слоев осуществляется в период диастолы, так как в период систолы давление в полости левого желудочка превышает перфузионное давление и сосуды, кровоснабжающие миокард, пережимаются. Значительно чаще нарушается кровоснабжение миокарда левого желудочка, испытывающего более высокую нагрузку. ЛЖ преодолевает в систолу давление в аорте в 5 раз выше (120 мм рт.ст.), чем ПЖ в легочной артерии
(25 мм рт.ст.).
Особенности коронарного кровотока:
1.Высокий уровень экстракции кислорода в капиллярах сердца, составляющий 70-75% (для сравнения: в ткани головного мозга этот показатель составляет 25%, в почках – 10%).
2.Высокий базальный тонус коронарных сосудов, который в состоянии покоя обеспечивает коронарный кровоток на уровне 200-300 мл/мин, что составляет примерно 5% МОС (225 мл). Этот показатель определяется отношением перфузионного давления (разницы между давлением в аорте и правом предсердии) к сопротивлению интрамиокардиальных сосудов.
Перфузионное давление в миокарде может понижаться при: - понижении давления в аорте; - окклюзии коронарных сосудов;
- достижении предела вазодилатации коронарных сосудов; - синдроме обкрадывния, когда вследствие дилатации коронарных сосудов
в здоровых участках миокарда падает перфузионное давление в зоне ишемии миокарда.
4
3.Высокий резерв коронарного кровообращения. Так, при физической нагрузке интенсивность коронарного кровотока может возрастать в 5 – 6 раз, достигая 1225 мл. Т.о., коронарный резерв составляет примерно 1000 мл (1225 мл при нагрузке минус 225 мл в покое).
4.фазовый характер коронарного кровотока. В период систолы он резко понижается (до 15% от общего), а в период систолы он возрастает (до 85% от общего). При тахикардии в результате укорочения диастолы ухудшается кровоснабжение миокарда.
5.Подчиненность коронарного кровотока метаболическим потребностям сердца и относительная независимость его от нервных регуляторных влияний.
Вусловиях патологии эта подчиненность нарушается и повышается чувствительность к нервным импульсам.
6.Исключительно высокая чувствительность коронарных сосудов к понижению напряжения кислорода в крови.
7.Недостаточное развитие коллатеральных сосудов в миокарде. При неблагоприятных условиях коллатерали в сердце не могут компенсировать нарушение коронарного кровотока, поэтому коллатеральное кровообращение миокарда является функционально неполноценным.
РЕГУЛЯЦИЯ КОРОНАРНОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ
1.Миогенная ауторегуляция, обеспечивающая постоянство коронарного кровотока и его относительную независимость от изменений АД. Основу ее составляет эффект Бейлиса: при растяжении гладко-мышечных клеток коронарных сосудов возрастает сила их сокращения.
2.Метаболическая регуляция, подчиняющая коронарное кровообращение метаболическим потребностям сердца. Тонус коронарных сосудов зависит от соотношения метаболитов, обладающих вазодилататорным и вазоконстрикторным действием. В здоровом миокарде преобладает эффект вазодилататоров. Наиболее мощным вазодилататором является аденозин, образование которого возрастает при гипоксемии. Кроме аденозина, расширяющим сосуды действием обладают синтезируемые эндотелиоцитами оксид азота (NO) и простациклин
(ПГI2). К вазодилататорам относятся также молочная кислота, ионы водорода, калия, ПГЕ.
3.Нервная регуляция. Симпатическая нервная система регулирует коро-
нарный кровоток через адренорецепторы двух типов: -АР и -АР. При этом возбуждение 2-АР, преобладающих в коронарных сосудах, вызывает их расширение, а возбуждение 1-АР, расположенных преимущественно в субэпикардиальных сосудах миокарда, вызывает их спазм. Возбуждение холинорецепторов вызывает расширение коронарных сосудов. В регуляции тонуса коронарных сосудов принимают участие также субстанция Р и нейротензин, оказывающие сосудосуживающее действие.
Нарушение коронарного кровотока по различным причинам приводит к развитию коронарной недостаточности.
5
КОРОНАРНАЯ НЕДОСТАТОЧНОСТЬ
Коронарная недостаточность – это типовая форма патологии сердца, обусловленная несоответствием поступления кислорода к миокарду его метаболическим потребностям.
Различают 2 формы коронарной недостаточности:
1.Абсолютную (коронарогенную), обусловленную действием коронарогенных факторов. Она возникает в случае первичного нарушения коронарного кровотока. К коронарогенным факторам относятся: понижение перфузионного давления и увеличение сопротивления коронарных сосудов в случае спазма их или поражения атеросклеротическим процессом. При этом развивается ишемия миокарда.
2.Относительную, возникающую в случае действия некоронарогенных факторов, значительно повышающих энергетические потребности миокарда. К таким факторам относятся:
-увеличение числа сердечных сокращений (ЧСС), что наблюдается при повышении содержания в крови и миокарде катехоламинов;
-повышение напряжения внутри стенок желудочков сердца (Т). Его величина (по закону Лапласа) определяется отношением произведения давления в полости желудочка (Р) на радиус полости (R) к толщине стенки соответствующего желудочка (L).Напряжение внутри стенок желудочка возрастает при повышении давления в полости желудочка, при дилатации полости, а также при понижении растяжимости стенок желудочка;
-повышение сократимости миокарда. При относительной коронарной недостаточности интенсивность коронарного кровотока может возрастать, но все же оказывается недостаточной для возросшей потребности миокарда в кислороде.
При ишемии наблюдается уменьшение доставки к миокарду не только ки-
слорода, но и субстратов окисления, возникают антиоксидантный, гормональный и др. виды дефицитов. Кроме того, нарушается отток метаболитов, многие из которых являются токсичными.
ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ РАЗВИТИЯ ИШЕМИИ МИОКАРДА
1.Обтурационный механизм (уменьшение просвета коронарных артерий), причинами которого могут служить:
-стенозирующий атеросклероз, который является причиной ишемии в 90% случаев (рис. 1);
-тромбоз коронарных артерий (чаще всего является следствием атеросклероза);
-эмболия коронарных артерий;
-уменьшение просвета коронарных сосудов вследствие увеличения толщины их стенок при отеке (коронариите), гипертрофии гладкомышечных клеток сосудов, артериолосклерозе.
6
Рис. 1. Коронарограмма больного стенозирующим атеросклерозом. Слева стрелкой указано место сужения артерии. Справа - момент спазма коронарной артерии.
2.Ангиоспастический механизм – спазм коронарных сосудов, причинами которого могут служить:
-возбуждение 1-АР на фоне блокады 2-АР;
-увеличение синтеза вазоконстрикторов: эндотелина-I, ангиотензина-II,
тромбоксана А2, серотонина и др. при понижении количества вазодилататоров: оксида азота (NO), простациклина, эндотелийгиперполяризующегофактора (ЭГПФ), брадикинина и др.
3.Компрессионный механизм (сдавление коронарных сосудов рубцами, опухолью).
ИШЕМИЧЕСКАЯ БОЛЕЗНЬ СЕРДЦА
Недостаточность коронарного кровообращения, вызванная окклюзией коронарных артерий сердца) именуется «ишемической болезнью сердца»
(ИБС).
Этиология ишемической болезни сердца В развитых странах эта болезнь является главной причиной смерти в зре-
лом возрасте.
При ангиографии коронарных сосудов стенозирующий атеросклероз как минимум одной из главных коронарных артерий обнаруживается у 92% страдающих ИБС.
Развитию атеросклероза коронарных артерий способствуют следующие
факторы риска:
1. Нарушение метаболизма липидов в организме в сочетании с повреждением эндотелия при различных воздействиях: химическом, иммунных комплексов, цитотоксинов, вирусов, липидных перекисей. В месте повреждения эндотелия повышается склонность моноцитов к адгезии с последующим проникновением их в субэндотелий, где они преобразуются в макрофаги, захватывают проникающие туда же модифицированные атерогенные липопротеины низкой плотности (ЛПНП), являющиеся переносчиками эндогенного холестерина в ор-
7
ганизме. Перенасыщаясь холестерином, они превращаются в «пенистые» клетки и погибают, высвобождая в интиму свободный кристаллизованный холестерин, который формирует ядро атеросклеротической бляшки. Содержание в плазме атерогенных липопротеинов и холестерина при гиперлипидемиях значительно повышено. Моноциты/макрофаги и активированные при повреждении эндотелия тромбоциты выделяют факторы роста, вызывающие пролиферацию гладкомышечных клеток и соединительно-тканных элементов, создающих шапочку атеросклеротической бляшки, выступающую в просвет сосуда. О нарушении метаболизма липидов свидетельствует также понижение содержания в крови антиатерогенных липопротеинов высокой плотности (ЛПВП), которые удаляют из периферических клеток, в том числе, эндотелиоцитов, избыточный холестерин. В практической работе рассчитывают так называемый атерогенный индекс – это отношение содержания в плазме атерогенных ЛП к ЛПВП. При индексе выше 4,9 риск развития атеросклеротического поражения сосудов значительно возрастает. Неблагоприятную роль играет накопление особого ЛП, названного «а-малый» - ЛП (а), который, попадая в эндотелий и макрофаги, стимулирует в них накопление холестерина.
2.Артериальная гипертензия является важным фактором риска коронарного атеросклероза. Повышение АД выше160/90 мм.рт.ст. увеличивает риск развития атеросклероза у мужчин в возрасте 50-59 лет в 3 раза, а у женщин того же возраста – в 6 раз.
3.Курение в 2-6 раз увеличивает риск смерти от ИБС.
4.Избыточное питание, обычно сочетающееся с малоподвижным образом жизни, увеличивает риск возникновения коронарного склероза на 40%.
5.Сахарный диабет часто сопровождается развитием ИБС, к тому же в более раннем возрасте. У половины больных, страдающих при жизни сахарным диабетом, на аутопсии обнаружен тяжелый коронарный атеросклероз.
6.Стрессовые состояния, вызывающие выброс катехоламинов, спазмирующих сосуды, повышающих давление и стимулирующих липолиз с развитием гиперлипидемии.
7.Наследственность. При отягощенном ИБС семейном анамнезе вероятность развития коронарного атеросклероза в 9 раз выше.
8.Длительное применение некоторых синтетических прогестинов с контрацептивными целями у женщин.
ПАТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ИБС
1.Органическая обструкция коронарной артерии атеросклеротическим процессом. При этом резкое ограничение коронарного кровотока обусловлено:
-формированием атеросклеротической бляшки, воспалительного и фиброзного процессов в ней и последующим стенозированием артерий, при этом уровень критического стеноза составляет 75%.
-формированием агрегатов тромбоцитов и затем тромба в области атеросклеротической бляшки.
2.Динамическая обструкция атеросклеротически измененных коронарных артерий вследствие развития энотелиальной дисфукции. У больных с ИБС ре-
8
гуляторные механизмы, обеспечивающие коронарную вазодилатацию, нарушаются, а вазоконстрикторные реакции начинают преобладать. Поврежденный эндотелий начинает меньше продуцировать основной вазодилатирующий фак-
тор – NO.
Практически все традиционные факторы риска развития ИБС (дислипидемия, артериальная гипертензия, сахарный диабет, курение, менопауза, мутации генов NO-синтазы и др.) четко ассоциированы с нарушением эндотелийзависимой вазодилатации.
Главной причиной нарушения вазодилатации является уменьшение количества NO, так как большинство химических факторов, синтезируемых в эндотелии или циркулирующих с кровью, реализуют свое действие через экспрессию синтеза NO.Снижение количества оксида азота происходит как в результате снижения его продукции поврежденным эндотелием, так и ускоренной его деградации под действием свободных радикалов кислорода. Существенную роль в повреждении эндотелия может играть образующийся при реакции NO с супероксидным радикалом высокореактивный оксидант пероксинитрит, вызывающий пероксидацию липидов мембран эндотелиальных клеток. Нарушение продукции оксида азота (NO) способствует прогрессированию атеросклеротического процесса. NO является мультипотентной молекулой, которая ингибирует проникновение моноцитов в субэндотелиальное пространство, дифференциацию их в макрофаги с последующим преобразованием в «пенистые клетки»;тормозит продукцию провоспалительных цитокинов, уменьшает экспрессию молекул адгезии лейкоцитов, тормозит адгезию и агрегацию тромбоцитов и высвобождение из них ростовых факторов, ингибирует пролиферацию и миграцию в интиму гладкомышечных клеток сосудов. Важную роль в ослаблении способности сосудов к вазодилатации играет нарушение продукции эндотелием вазодилатирующего гиперполяризующего фактора, который также является мультипотентной молекулой, вызывающей эффекты, во многом сходные с эффектами оксида азота; а также снижение продукции эндотелием простациклина (ПГI2) – фактора, расширяющего сосуды и тормозящего агрегацию тромбоцитов.
Преобладание вазоконстрикции коронарных сосудов, в первую очередь, обусловлено повышением синтеза эндотелиоцитами эндотелина-1, которому присущи следующие свойства:
-сосудосуживающее действие (вазоконстрикторный эффект превышает таковой у ангиотензина-II в 10 раз);
-стимуляция пролиферации гладкомышечных клеток;
-стимуляция адгезии лейкоцитов к поверхности эндотелия;
-ингибирование фибринолиза.
Продукцию эндотелинов повышают катехоламины, АТ-II, серотонин, ИЛ- 1, гипоксия, ишемия, трансформирующий фактор роста.
Вазоконстрикции коронарных сосудов способствует также активация местной ренин-ангиотензин-альдостероновой системы (РААС), так как эндотелий обладает собственным ангиотензинпревращающим ферментом – химазой, повышающим уровень АТ-II и снижающим количество вазодилататора брадики-
9