Хроническая сердечная недостаточность. Учебно-методическое пособие

Гемодинамические механизмы развития хронической сердечной недостаточности

В развитии сердечной недостаточности основная роль отводится нарушениям функции левого желудочка, которая определяется следующими факторами: сократимостью, состоянием пред- и постнагрузки и, наконец синергизмом сокращения левого желудочка, состоянием его миокарда и клапанного аппарата. Основными компенсаторными гемодинамическими механизмами при сердечной недостаточности являются увеличение преднагрузки, повышение частоты сердечных сокращений, повышение общего периферического сосудистого сопротивления, гипертрофия миокарда. Каждый из этих механизмов имеет благоприятные и неблагоприятные последствия как для миокарда, так и для организма в целом.

Увеличение преднагрузки направлено на поддержание ударного объема в соответствии с механизмом ФранкаСтарлинга, в то же время эти изменения сопровождаются увеличением потребности миокарда в кислороде, а также способствуют развитию митральной регургитации.

Тахикардия возникает компенсаторно с целью поддержания минутного объема кровообращения в условиях уменьшения ударного объема, в то же время прирост частоты сердечных сокращений сопровождается увеличением потребности миокарда в кислороде, нарушением диастолической функции.

Повышение общего периферического сосудистого сопротивления направлено на поддержание адекватного уровня системного АД в условиях уменьшения ударного объема. Негативными последствиями этих изменений следует считать уменьшение сердечного выброса, увеличение потребности миокарда в О2, повреждение сосудистого эндотелия, что сопровождается выработкой провоспалительных цитокинов с развитием эндотелиальной дисфункции.

Появление компенсаторной гипертрофии миокарда способствует увеличению сократимости миокарда, в то же вре-

11

мя эти изменения сопровождаются негативными тенденциями в виде увеличения потребности миокарда в кислороде, возникновения явлений апоптоза.

Нейрогуморальные механизмы развития хронической сердечной недостаточности

Гемодинамические компенсаторные механизмы при сердечной недостаточности сопровождаются гиперактивацией локальных или тканевых нейрогормонов, что направлено на сохранение адекватного сердечного выброса. Компенсаторными нейрогуморальными механизмами при ХСН являются повышение активности симпато-адреналовой системы (САС), ренин-ангиотензин-альдостероновой системы (РААС), повышение секреции альдостерона и вазопрессина. Так же, как и гемодинамические компенсаторные механизмы, нейрогуморальная перестройка сопровождается благоприятными и неблагоприятными эффектами.

Кблагоприятным эффектам активации САС относятся увеличение сократимости, повышение частоты сердечных сокращений и общего периферического сосудистого сопротивления, повышение преднагрузки за счет вазоконстрикции.

Неблагоприятными моментами являются повышенная потребность миокарда в кислороде, снижение ударного объема, коронарная вазоконстрикция, проаритмогенное действие.

Кблагоприятным эффектам активации РААС следует отнести увеличение общего периферического сосудистого сопротивления, развитие гипертрофии миокарда, поддержание клубочковой фильтрации. Неблагоприятными эффектами активации этой системы являются повышенная потребность миокарда в кислороде, снижение ударного объема, коронарная вазоконстрикция, снижение почечного кровотока. Основным действующим агентом РААС является ангиотензин II. В настоящее время выделяют два подтипа рецепторов,

12

взаимодействующих с ангиотензином II. Эффектами активации ангиотензиновых рецепторов первого типа являются вазоконстрикция, стимуляция синтеза и секреции альдостерона, реабсорбция Na+ в почечных канальцах, гипертрофия кардиомиоцитов, пролиферация гладкомышечных клеток, повышение активности центрального звена симпатической нервной системы, стимуляция высвобождения вазопрессина, снижение ренального кровотока, блокада образования ренина. Активность ангиотензиновых рецепторов второго типа характеризуется стимуляцией апоптоза, антипролиферативным эффектом, активизацией регенерации клеток, ростом эндотелиальных клеток, вазодилатацией.

Благоприятные и неблагоприятные эффекты повышенной секреции альдостерона и вазопрессина сходны. Благоприятным эффектом является увеличение преднагрузки за счет увеличения объема циркулирующей крови, неблагоприятными эффектами - задержка натрия и воды в организме, гипонатриемия, периферическая и коронарная вазоконстрикция.

Большое значение в патогенезе ХСН имеет предсердный натрийуретический пептид (ПНП). Основной стимулятор секреции ПНП - растяжение предсердий и повышение давления в правом предсердии. Повышение внутрипредсердного давления приводит к усиленной секреции ПНП и повышенному выбросу его в кровь. На цитоплазматической мембране клеток многих органов, в частности почечного эпителия, гладкой мускулатуры артерий, коры надпочечников, гипофиза имеются рецепторы, реагирующие на изменение содержания ПНП в плазме крови. Он выступает антагонистом по отношению к вазопрессину, взаимодействуя с соответствующими рецепторами через гуанилатциклазу и цГМФ, вызывая достаточно быстрый и сильный натрийуретический и диуретический эффекты. По мере прогрессирования сердечной недостаточности, переходе ее в терминальную, рефрактерную к терапии стадию, на фоне сохраняющейся активности

13

САС и РААС-системы, происходит истощение секреторных гранул, снижение плазменной концентрации ПНП, наряду со снижением чувствительности к нему почечных рецепторов, что становится недостаточным для сохранения противоотечного эффекта. Таким образом, при умеренно выраженной сердечной недостаточности повышенная секреция ПНП оказывается противодействующим фактором системе РААС, уравновешивая процессы по задержке натрия и воды

ипрепятствуя развитию симптомов гиперальдостеронизма. При недостаточности кровообращения, особенно по правожелудочковому типу, происходит увеличение секреции антидиуретического гормона с последующим возрастанием объема экстрацеллюлярной жидкости и содержания натрия в крови. Повышается центральное венозное давление и общее периферическое сосудистое сопротивление, что служит компенсаторным механизмом, направленным на повышение ударного объема сердца. Но в то же время, несмотря на повышение объема экстрацеллюлярной жидкости, почки продолжают задерживать натрий и воду, т.к. высокое центральное венозное давление способствует образованию интерстициальных отеков, что, следовательно, вновь ведет к падению эффективного артериального объема и активации натрийзадерживающих механизмов. Формируется порочный круг,

икомпенсаторное значение этих механизмов сменяется патологическим, в результате чего развивается тяжелая декомпенсация сердечной деятельности и возникает рефрактерная к терапии застойная сердечная недостаточность.

Иммунологические механизмы в развитии хронической сердечной недостаточности

Достижениями последнего времени, несомненно, следует считать установление значения иммунных механизмов в генезе сердечной недостаточности. Была предложена ци-

14

токиновая модель развития сердечной недостаточности. Согласно этой модели гемодинамическая перестройка и гипоксия, являющиеся одними из важных звеньев патогенеза развития СН, индуцируют иммунологические изменения. При этом образуются провоспалительные цитокины: фактор некроза опухоли-а (ФНО-а), интерлейкин-1, интерлейкин-6. В 1990 году Levine показал, что ФНО-а является с одной стороны одним из маркеров, а с другой – одной из причин развития сердечной недостаточности. Было установлено, что повышенный уровень ФНО-а активирует РААС, ассоциируется с IV функциональным классом СН и является независимым предиктором неблагоприятного прогноза сердечной недостаточности. Существуют несколько гипотез, объясняющих избыточную продукцию цитокинов. Это гипотезы миокардиальной и экстрамиокардиальной продукции цитокинов, гипотеза бактериальных эндотоксинов.

Гипотеза миокардиальной продукции цитокинов объясняет образование миокардиальных цитокинов с позиций гемодинамической перестройки с повышением конечнодиастолического давления в полости левого желудочка, что приводит к состоянию диастолического стресса. Согласно гипотезе экстрамиокардиальной продукции цитокинов их выработку объясняют с позиций возникновения эндотелиальной дисфункции, нарушения эндотелийзависимой дилатации сосудов, тканевой гипоксии, увеличения уровня свободных радикалов вследствие повреждения миокарда и снижения сердечного выброса. Гипотеза бактериальной продукции цитокинов объясняет их избыточную продукцию явлениями венозного застоя в кишечнике, тканевой гипоксией, что способствует повышенной проницаемости стенки для бактериальных эндотоксинов. Основой данных изменений является повреждение миокарда и снижение сердечного выброса.

Роль провоспалительных цитокинов в развитии ХСН сложна и может быть объяснена несколькими механизма-

15

ми. К ним относятся отрицательное инотропное действие (из-за угнетения фосфорилирования тропонина I и подавления поступления и внутриклеточного транспорта ионов кальция), развитие энергетического дефицита (вследствие ингибирования пируват-дегидрогеназы, ключевого фермента взаимодействия жирового и белкового обменов с дефицитом синтеза АТФ) и усиление процессов апоптоза кардиомиоцитов, что также инициирует ремоделирование сердца в виде разрушения коллагенового матрикса, возникновения дилатации желудочков, гипертрофии кардиомиоцитов.

Цитокиновая модель развития сердечной недостаточности тесно связана с теорией эндотелиальной дисфункции. В настоящее время генез развития сердечной недостаточности связывают с повреждением не только миокарда, но и эндотелия сосудистой стенки.

Эндотелиальная дисфункция в развитии хронической сердечной недостаточности

Важной функцией эндотелия является локальный (независимый) механизм регуляции сосудистого тонуса. Причинами развития эндотелиальной дисфункции являются гемодинамическая перегрузка артерий, гиперактивация РААС и САС, нарушение рецепторного аппарата эндотелия, нарушение образования или блокада действия систем брадикинина, оксида азота и эндотелиального фактора релаксации. Маркерами эндотелиальной дисфункции являются снижение эндотелийзависимой вазодилатации, увеличение числа десквамированных эндотелиоцитов, повышение уровня эндотелина-1, повышение эндотелиального ангиотензин-превращающего фермента, ослабление влияния брадикинина, подавление экспрессии/инактивации NО-синтазы. Активация простагландина Е2 с сильным вазодилатирующим эффектом противодействует эффекту катехоламинов, ангиотензина, АДГ, препятствуя тем самым процессам реабсорбции натрия и воды.

16

Нарушения клеточного энергообмена при хронической сердечной недостаточности

В исходе адаптационных процессов при ХСН развивается состояние энергетического голодания клеток и их гибель.

Кэтому приводят:

1)расстройства распределения коронарного кровотока,

2)снижение плотности капилляров и увеличение расстояния для диффузии кислорода,

3)относительный дефицит митохондрий, нарушения их структуры и функции,

4)нарушение генерации и утилизации энергии,

5)снижение возможностей артериол к дилатации.

При этом процессы релаксации миокарда более чувствительны к дефициту энергии, чем процессы сокращения.

Потеря миоцитов может происходить двумя основными путями: с помощью некроза и апоптоза. Некроз – пассивный процесс, характеризующийся набуханием клетки и воспалением. Апоптоз – активный процесс, отражающий дизрегуляцию клеточного цикла в ответ на стимулы, которые в норме вызывают рост взрослых, окончательно дифференцировавшихся клеток. При этом активируются гены, отвечающие за смерть клеток. Ангиотензин II среди прочих факторов стимулирует процесс апоптоза. Апоптоз усиливается в ситуациях сосудистого ремоделирования, гипертензии, ишемииреперфузии и других, провоцирующих в свою очередь ремоделирование желудочков сердца.

Некроз кардиомиоцитов стимулирует пролиферацию фибробластов и замещение погибших участков миокарда соединительной тканью. По мере прогрессирования этого процесса сердце дилатируется. Дилатация сердечных камер увеличивает напряжение их стенки, что создает порочный круг повышенной нагрузки на клетки.

17

Сердечная декомпенсация тесно сопряжена с нарушением клеточной энергетики. При ишемическом повреждении, обусловленном сердечной недостаточностью, энергообеспечение клеток нарушается на трех основных этапах: синтеза АТФ, транспорта энергии от места продукции к эффекторным структурам клеток, утилизации энергии АТФ.

Основной причиной нарушения синтеза АТФ является связанное с дефицитом кислорода подавление окислительных процессов и развивающееся вторично повреждение структуры и ферментативных процессов митохондрий. Кардиомиоциты реагируют при этом мобилизацией энергии из внутриклеточных запасов и уменьшением потребления энергии. Мобилизация внутриклеточных запасов энергии осуществляется за счет использования богатых энергией веществ: в первую очередь креатинфосфата, мобилизации гликогена, глюкозы, триглицеридов, активации гликолиза. Активацию гликолиза можно рассматривать как один из механизмов компенсации. При полном окислении одной молекулы глюкозы в цикле Кребса образуется 38 молекул АТФ, а при гликолизе всего лишь 2 молекулы. Отсюда ясно несовершенство этого механизма. Ограничение потребления энергии происходит за счет уменьшения функциональной активности клетки. Падение внутриклеточного парциального напряжения кислорода ниже критического уровня является лимитирующим фактором для основных аэробных энергопродуцирующих процессов:

•окислительного образования ацетил-КоА из жирных кислот пирувата и аминокислот;

•метаболизма ацетильных групп в цикле трикарбоновых кислот;

•транспорта электронов к кислороду, сопряженного с фосфорилированием.

Таким образом, в условиях ишемического повреждения кардиомиоцитов при хронической недостаточности кровоо-

18

бращения происходит нарушение энергетического обеспечения клетки как на уровне продукции АТФ, так и транспорта и утилизации энергии.

Классификация хронической сердечной недостаточности

Следует понимать, что любая классификация в определенной степени условна и создается для уточнения причины заболевания, вариантов течения, проявлений заболевания по степени тяжести и возможностей лечения. Целью любой классификации является улучшение диагностики и лечения. Классификация СН может строиться, исходя из различных подходов к данному синдрому (этиологическая, патогенетическая, клиническая и т.д.). По течению выделяют острую и хроническую сердечную недостаточность.

Учитывая, что диагностика СН основывается в первую очередь на наличии симптомов и/или клинических признаков сердечной недостаточности, основное внимание при классификации СН следует уделять клиническим признакам. В связи с этим традиционно в России для определения тяжести или стадии ХНК (ХСН) в течение длительного времени использовали классификацию, предложенную Н.Д.Стражеско и В.Х.Василенко еще в 1935 году и утвержденную на 12 съезде терапевтов.

Классификация хронической сердечной недостаточности (Н.Д. Стражеско, В.Х. Василенко, 1935)

•Стадия I (латентная): начальная, скрытая недостаточность кровообращения, проявляющаяся только при значительной физической нагрузке (одышка, сердцебиение, чрезмерная утомляемость). В покое эти явления исчезают. Гемодинамика не нарушена.

19

•Стадия II (развернутая): выраженная длительная недостаточность кровообращения, нарушение гемодинамики (застой в малом и большом кругах кровообращения), нарушения функции органов и обмена веществ выражены и в покое, трудоспособность резко ограничена.

•Стадия IIА: признаки недостаточности кровообращения выражены умеренно. Нарушения гемодинамики преимущественно в одном из отделов сердечно-сосудистой системы (в большом или малом круге кровообращения). Под влиянием лечения происходит отчетливая положительная динамика.

•Стадия IIБ: одышка, слабость, тахикардия в покое. Окончание длительной стадии, глубокие нарушения гемодинамики, в которые вовлечена вся сердечно-сосудистая система (гемодинамические нарушения как в большом(периферические отеки, асцит), так и малом (хрипы в легких) кругах кровообращения). Лечение вызывает улучшение общего состояния, уменьшение признаков застоя.

•Стадия III (терминальная): тотальная сердечная недостаточность. Конечная дистрофическая стадия с тяжелыми нарушениями гемодинамики, стойкими из-

менениями обмена веществ, необратимыми изменениями структуры органов и тканей, полной утратой трудоспособности. Лечение малоэффективно – обычно рефрактерная сердечная недостаточность.

Стадийная классификация используется не только в нашей стране, она рекомендована также Американской коллегией кардиологов и Американской сердечной ассоциацией в 2005 году. АКК/ААС классифицируют хроническую сердечную недостаточность (а вернее, сердечно-сосудистый континуум) на четыре стадии

•Первая из них (А) относится к той ситуации, когда еще не имеется дисфункции сердца и тем более не на-

20