Основные патологические процессы в миокарде (поражение кардиомиоцитов)
Функция миокарда может ухудшиться в результате воздействия на него разнообразных факторов инфекционного, ишемического, токсического, инфильтративного, метаболического характера, а также вследствие нарушения питания и влияния других факторов неясного происхождения. По отношению к этим состояниям применяют термин «миокардиопатия», под которым понимают заболевание сердечной мышцы в широком смысле.
Можно выделить четыре общие формы миокардиопатий; 1) миокардиопатия с застойными явлениями — форма с наличием признаков недостаточности кровообращения и часто с недостаточностью артерио-венулярных клапанов, нередко напоминает картину тяжелой ишемической болезни сердца; 2) рестриктивная миокардиопатия — следствие фиброза и амилоидоза миокарда, при которых происходит уменьшение эластичности его и как следствие развивается ригидность стенки желудочка, вследствие чего он теряет способность в период диастолы расслабляться в достаточной степени, тем самым симулируя картину констриктивного перикардита; 3) обструктивная миокардиопатия — форма, обусловленная наличием препятствия опорожнению крови из желудочков, обычно левого желудочка; 4) форма с наличием гипертрофии сердца неизвестной этиологии при отсутствии признаков сердечной недостаточности, констрикции или наличия препятствия.
Ишемия миокарда — это состояние относительного дефицита поступления кислорода с кровью по отношению к глобальным или локальным потребностям сердца в кислороде. Следствием ишемии может быть:
1) нарушение процесса элетромеханического сопряжения, приводящее к снижению или полной потере сократительной активности,
2) развитие в миокарде аномальной электрической активности, которая может привести к возникновению аритмий,
3) если она достаточно глубокая и продолжительная, развивается постепенное повреждение структуры клеток вплоть до необратимой фазы гибели клеток (инфаркт миокарда).
В происхождении ишемии миокарда имеют значение следующие механизмы: 1) прекращение кровотока в миокарде вследствие коронарного тромбоза на фоне атеросклероза коронарных артерий; 2) локальный коронаро-спазм на фоне атеросклероза разной степени выраженности; 3) недостаточность коронарного кровотока в условиях абсолютного или относительного повышения потребности сердца в кислороде; 4) локальные нарушения метаболизма миокарда (некоронарогенные некрозы миокарда).
Ишемическая болезнь сердца у человека является следствием ухудшения условий коронарной перфузии. Условно все разновидности коронарной недостаточности можно разделить на две группы: обратимые (транзиторные) и необратимые. Обратимые нарушения коронарного кровотока клинически проявляются различными вариантами стенокардии. Необратимое или длительное прекращение притока крови по коронарной артерии в каком-либо регионе сердца завершается, как правило, его гибелью — инфарктом. В условиях гипоксии или ишемии происходит нарушение ряда метаболических процессов в кардиомиоцитах, лишенных поступления кислорода. Прежде всего страдают мембраны. Раньше всего нарушается функция специфических мембранных насосов, таких как (Na+, К+)-АТФаза, и постепенно увеличивается проницаемость мембраны. Нарушение ее функции приводит к: а) изменению потоков ионов натрия, калия, хлора, и воды, что вызывает разбухание клеток; б) превышению поступления ионов кальция в клетки над их выведением, что вызывает развитие токсических эффектов этого катиона.
Развитие необратимого ишемического повреждения зависит от ряда патофизиологических факторов. В этом процессе принимают участие изменения в адренергической нервной системе. После окклюзии коронарной артерии в ишемическом миокарде наблюдается увеличение числа выявляемых α- и β-адренергических рецепторов. Ишемия же вызывает освобождение норадреналина из нервных окончаний. Повышение в зоне ишемии концентрации катехоламинов, действующих в данном случае на кардиомиоциты с измененной популяцией рецепторов, также может играть роль в развитии повреждения.
Таким образом, прекращение коронарного кровотока сопровождается истощением запасов кислорода в миокарде, переходом клеток от аэробного метаболизма к анаэробному, ацидозом, перераспределением электролитов и жидкости между внутриклеточным и внеклеточным пространствами, что приводит к следующим эффектам:
1. Болевой синдром — в результате накопления в зоне ишемии недоокисленных продуктов, биологически активных веществ, в частности брадикинина, снижения pH и др. Боль способна иррадиировать, поскольку на уровне сегментов спинного мозга может замыкаться рефлекторная дуга между нервами, идущими от сердца и от соответствующих участков тела.
2. Ослабление сократительной способности миокарда — в результате нарушения электромеханического сопряжения.
3. Нарушение биоэлектрической активности: а) снижение потенциала покоя кардиомиоцитов в результате повышения внеклеточной концентрации калия вследствие утечки этих ионов из внутриклеточной жидкости. При этом уже через несколько минут после окклюзии коронарных сосудов можно отметить частичную деполяризацию миокардиальных клеток; б) изменение потенциала действия — угнетение скорости нарастания фронта потенциала действия и уменьшение его амплитуды в результате инактивации быстрых натриевых каналов, уменьшение длительности потенциала действия преимущественно за счет фазы плато в результате повышения концентрации кальция в цитозоле и увеличения калиевого тока (однако в ряде клеток имеет место угнетение медленного входящего тока и фаза плато в них увеличена); в) повышение автоматизма к концу первых суток ишемии в результате более быстрого протекания диастолической деполяризации и более высокой частоты спонтанной активности, которая постепенно исчезает; г) возникновение аритмий — как результат появления эктопической активности, в основе которой лежит рециркуляция возбуждения. Источник активности находится в ишемированном участке.
Возобновление тока крови является наиболее эффективным способом прекращения действия патогенных факторов ишемии миокарда и устранения последствий их влияния на сердце. Однако постокклюзионная реперфузия коронарных артерий наряду с основным репаративным, восстановительным эффектом оказывает также и патогенное действие на миокард. В результате на раннем этапе реперфузии может иметь место пролонгирование и даже потенцирование повреждения реперфузируемого участка сердца.
К числу основных патогенетических механизмов дополнительного реперфузионного повреждения сердца относят следующие:
— усугубление нарушения энергетического обеспечения клеток реперфузируемого участка миокарда. При этом подавляется процесс ресинтеза АТФ в результате гипергидратации, набухания и разрушения митохондрий, вызванных осмотическим их отеком, перерастяжением и разрывом мембран в связи с избыточным накоплением ионов кальция. Последнее связывают с постишемическим усилением транспорта электронов через мембраны митохондрий в ходе реоксигенации, а энергия этого транспорта используется для «закачки» кальция в митохондрии. Кроме того, возрастает внутримитохондриальное содержание неорганического фосфата, активно связывающего ион («фосфатная ловушка кальция»). Наконец, работает механизм H+—Ca2+ противотока. Процесс ресинтеза АТФ снижен и потому, что АДФ, АМФ и другие пуриновые соединения из митохондрий и кардиомиоцитов выходят в межклеточную жидкость.
Энергообеспечение клеток страдает и из-за потери ими адениннуклеотидтрансферазы и креатинфосфокиназы — ферментов, отвечающих за доставку энергии АТФ от митохондрий к исполнительным структурам, и из-за утечки АТФаз:
— нарастание степени повреждения мембран и ферментов клеток в ходе кислородзависимой интенсификации липоперекисного процесса, активации кальцием протеиназ, липаз, фосфолипаз и других гидролаз;
— увеличение дисбаланса ионов и жидкости. Наблюдается избыток натрия и кальция и как следствие жидкости в клетках;
— снижение эффективности регуляторных (нервных, гуморальных) воздействий на клетки, способствующих интеграции и нормализации внутриклеточных процессов.
Известно, что ряд токсических воздействий вызывает повреждение миокарда независимо от снижения коронарного кровотока. Можно привести несколько примеров.
Электролитно-стероидные некрозы, описанные Г. Селье. При введении экспериментальным животным (крысам), находящимся на диете, содержащей большое количество однозамещенного фосфата натрия, в течение длительного времени введение гормонов коры надпочечников — кортизона или дезоксикортикостерона-ацетата — развиваются многочисленные некрозы миокарда, т.к. эти гормоны повышают проницаемость мембран миокардиоцитов для натрия, повышение концентрации которого в клетке вызывает ее гидратацию и осмотический разрыв.
Некрозы, вызванные введением больших доз изопротеренола и других биогенных аминов, связаны с разрушением мышечных клеток, с пересокращением миофибрилл, зонами контрактуры и отложения кальция в митохондриях.
Интоксикация катехоламинами приводит к активации адренергических рецепторов, стимуляции метаболизма миокарда и увеличению потребления миокардом кислорода, в результате возникает несоответствие между поступлением кислорода с кровью и потребностью миокарда в кислороде, что может привести к некрозу.
Токсическое повреждение антрациклиновыми антибиотиками, дауномицином и адриамицином состоит в том, что они вызывают хронический кардиотоксикоз, приводящий к некрозу (это задержанная реакция на кумулятивное действие вещества).
Возможно повреждение миокарда и с помощью антител, что нашло широкое распространение в эксперименте. Роль аутоиммуной реакции доказана в патогенезе острого ревматизма и хронического ревматоидного заболевания сердца.
Некоторые вирусы, бактерии и другие микроорганизмы способны повреждать миокард.
Миокард может быть поврежден и в ходе воспаления.
Токсические вещества могут действовать на миокард следующим образом: 1) влияя на ферменты митохондрий (цианиды, тиреоидные гормоны), нарушая процессы окислительного фосфорилирования (динитрофенол) или связывание с ДНК митохондрий (акрифлавин), изменяя строение митохондрий; 2) влияя на отложение солей кальция внутри клетки, обычно в митохондриях (дегидротахистерол, фосфат натрия); 3) преимущественно повреждая микрофибриллы (симпатомиметические амины, плазмоцид, диуретики, условия, приводящие к дефициту калия); 4) влияя на накопление в клетках электронноплотных структур (хлорохин); 5) значительно расширяя цистерны и канальцы саркоплазматического ретикулума (антрациклин).
Различают две основные формы некроза миокардиальных клеток: коагуляционный некроз и некроз с полосами пересокращения, который характеризуется: а) гиперсокращением миофибрилл, б) электронноплотным отложением солей кальция в митохондриях, в) разрушением миофибрилл, приводящим к миоцитозу (гиперсокращение обусловлено поступлением кальция через поврежденную клеточную мембрану с аномально высокой проницаемостью.
Можно выделить четыре общие формы миокардиопатий; 1) миокардиопатия с застойными явлениями — форма с наличием признаков недостаточности кровообращения и часто с недостаточностью артерио-венулярных клапанов, нередко напоминает картину тяжелой ишемической болезни сердца; 2) рестриктивная миокардиопатия — следствие фиброза и амилоидоза миокарда, при которых происходит уменьшение эластичности его и как следствие развивается ригидность стенки желудочка, вследствие чего он теряет способность в период диастолы расслабляться в достаточной степени, тем самым симулируя картину констриктивного перикардита; 3) обструктивная миокардиопатия — форма, обусловленная наличием препятствия опорожнению крови из желудочков, обычно левого желудочка; 4) форма с наличием гипертрофии сердца неизвестной этиологии при отсутствии признаков сердечной недостаточности, констрикции или наличия препятствия.
Ишемия миокарда
Ишемия миокарда — это состояние относительного дефицита поступления кислорода с кровью по отношению к глобальным или локальным потребностям сердца в кислороде. Следствием ишемии может быть:
1) нарушение процесса элетромеханического сопряжения, приводящее к снижению или полной потере сократительной активности,
2) развитие в миокарде аномальной электрической активности, которая может привести к возникновению аритмий,
3) если она достаточно глубокая и продолжительная, развивается постепенное повреждение структуры клеток вплоть до необратимой фазы гибели клеток (инфаркт миокарда).
В происхождении ишемии миокарда имеют значение следующие механизмы: 1) прекращение кровотока в миокарде вследствие коронарного тромбоза на фоне атеросклероза коронарных артерий; 2) локальный коронаро-спазм на фоне атеросклероза разной степени выраженности; 3) недостаточность коронарного кровотока в условиях абсолютного или относительного повышения потребности сердца в кислороде; 4) локальные нарушения метаболизма миокарда (некоронарогенные некрозы миокарда).
Ишемическая болезнь сердца у человека является следствием ухудшения условий коронарной перфузии. Условно все разновидности коронарной недостаточности можно разделить на две группы: обратимые (транзиторные) и необратимые. Обратимые нарушения коронарного кровотока клинически проявляются различными вариантами стенокардии. Необратимое или длительное прекращение притока крови по коронарной артерии в каком-либо регионе сердца завершается, как правило, его гибелью — инфарктом. В условиях гипоксии или ишемии происходит нарушение ряда метаболических процессов в кардиомиоцитах, лишенных поступления кислорода. Прежде всего страдают мембраны. Раньше всего нарушается функция специфических мембранных насосов, таких как (Na+, К+)-АТФаза, и постепенно увеличивается проницаемость мембраны. Нарушение ее функции приводит к: а) изменению потоков ионов натрия, калия, хлора, и воды, что вызывает разбухание клеток; б) превышению поступления ионов кальция в клетки над их выведением, что вызывает развитие токсических эффектов этого катиона.
Развитие необратимого ишемического повреждения зависит от ряда патофизиологических факторов. В этом процессе принимают участие изменения в адренергической нервной системе. После окклюзии коронарной артерии в ишемическом миокарде наблюдается увеличение числа выявляемых α- и β-адренергических рецепторов. Ишемия же вызывает освобождение норадреналина из нервных окончаний. Повышение в зоне ишемии концентрации катехоламинов, действующих в данном случае на кардиомиоциты с измененной популяцией рецепторов, также может играть роль в развитии повреждения.
Таким образом, прекращение коронарного кровотока сопровождается истощением запасов кислорода в миокарде, переходом клеток от аэробного метаболизма к анаэробному, ацидозом, перераспределением электролитов и жидкости между внутриклеточным и внеклеточным пространствами, что приводит к следующим эффектам:
1. Болевой синдром — в результате накопления в зоне ишемии недоокисленных продуктов, биологически активных веществ, в частности брадикинина, снижения pH и др. Боль способна иррадиировать, поскольку на уровне сегментов спинного мозга может замыкаться рефлекторная дуга между нервами, идущими от сердца и от соответствующих участков тела.
2. Ослабление сократительной способности миокарда — в результате нарушения электромеханического сопряжения.
3. Нарушение биоэлектрической активности: а) снижение потенциала покоя кардиомиоцитов в результате повышения внеклеточной концентрации калия вследствие утечки этих ионов из внутриклеточной жидкости. При этом уже через несколько минут после окклюзии коронарных сосудов можно отметить частичную деполяризацию миокардиальных клеток; б) изменение потенциала действия — угнетение скорости нарастания фронта потенциала действия и уменьшение его амплитуды в результате инактивации быстрых натриевых каналов, уменьшение длительности потенциала действия преимущественно за счет фазы плато в результате повышения концентрации кальция в цитозоле и увеличения калиевого тока (однако в ряде клеток имеет место угнетение медленного входящего тока и фаза плато в них увеличена); в) повышение автоматизма к концу первых суток ишемии в результате более быстрого протекания диастолической деполяризации и более высокой частоты спонтанной активности, которая постепенно исчезает; г) возникновение аритмий — как результат появления эктопической активности, в основе которой лежит рециркуляция возбуждения. Источник активности находится в ишемированном участке.
Возобновление тока крови является наиболее эффективным способом прекращения действия патогенных факторов ишемии миокарда и устранения последствий их влияния на сердце. Однако постокклюзионная реперфузия коронарных артерий наряду с основным репаративным, восстановительным эффектом оказывает также и патогенное действие на миокард. В результате на раннем этапе реперфузии может иметь место пролонгирование и даже потенцирование повреждения реперфузируемого участка сердца.
К числу основных патогенетических механизмов дополнительного реперфузионного повреждения сердца относят следующие:
— усугубление нарушения энергетического обеспечения клеток реперфузируемого участка миокарда. При этом подавляется процесс ресинтеза АТФ в результате гипергидратации, набухания и разрушения митохондрий, вызванных осмотическим их отеком, перерастяжением и разрывом мембран в связи с избыточным накоплением ионов кальция. Последнее связывают с постишемическим усилением транспорта электронов через мембраны митохондрий в ходе реоксигенации, а энергия этого транспорта используется для «закачки» кальция в митохондрии. Кроме того, возрастает внутримитохондриальное содержание неорганического фосфата, активно связывающего ион («фосфатная ловушка кальция»). Наконец, работает механизм H+—Ca2+ противотока. Процесс ресинтеза АТФ снижен и потому, что АДФ, АМФ и другие пуриновые соединения из митохондрий и кардиомиоцитов выходят в межклеточную жидкость.
Энергообеспечение клеток страдает и из-за потери ими адениннуклеотидтрансферазы и креатинфосфокиназы — ферментов, отвечающих за доставку энергии АТФ от митохондрий к исполнительным структурам, и из-за утечки АТФаз:
— нарастание степени повреждения мембран и ферментов клеток в ходе кислородзависимой интенсификации липоперекисного процесса, активации кальцием протеиназ, липаз, фосфолипаз и других гидролаз;
— увеличение дисбаланса ионов и жидкости. Наблюдается избыток натрия и кальция и как следствие жидкости в клетках;
— снижение эффективности регуляторных (нервных, гуморальных) воздействий на клетки, способствующих интеграции и нормализации внутриклеточных процессов.
Токсическое повреждение миокарда
Известно, что ряд токсических воздействий вызывает повреждение миокарда независимо от снижения коронарного кровотока. Можно привести несколько примеров.
Электролитно-стероидные некрозы, описанные Г. Селье. При введении экспериментальным животным (крысам), находящимся на диете, содержащей большое количество однозамещенного фосфата натрия, в течение длительного времени введение гормонов коры надпочечников — кортизона или дезоксикортикостерона-ацетата — развиваются многочисленные некрозы миокарда, т.к. эти гормоны повышают проницаемость мембран миокардиоцитов для натрия, повышение концентрации которого в клетке вызывает ее гидратацию и осмотический разрыв.
Некрозы, вызванные введением больших доз изопротеренола и других биогенных аминов, связаны с разрушением мышечных клеток, с пересокращением миофибрилл, зонами контрактуры и отложения кальция в митохондриях.
Интоксикация катехоламинами приводит к активации адренергических рецепторов, стимуляции метаболизма миокарда и увеличению потребления миокардом кислорода, в результате возникает несоответствие между поступлением кислорода с кровью и потребностью миокарда в кислороде, что может привести к некрозу.
Токсическое повреждение антрациклиновыми антибиотиками, дауномицином и адриамицином состоит в том, что они вызывают хронический кардиотоксикоз, приводящий к некрозу (это задержанная реакция на кумулятивное действие вещества).
Возможно повреждение миокарда и с помощью антител, что нашло широкое распространение в эксперименте. Роль аутоиммуной реакции доказана в патогенезе острого ревматизма и хронического ревматоидного заболевания сердца.
Некоторые вирусы, бактерии и другие микроорганизмы способны повреждать миокард.
Миокард может быть поврежден и в ходе воспаления.
Токсические вещества могут действовать на миокард следующим образом: 1) влияя на ферменты митохондрий (цианиды, тиреоидные гормоны), нарушая процессы окислительного фосфорилирования (динитрофенол) или связывание с ДНК митохондрий (акрифлавин), изменяя строение митохондрий; 2) влияя на отложение солей кальция внутри клетки, обычно в митохондриях (дегидротахистерол, фосфат натрия); 3) преимущественно повреждая микрофибриллы (симпатомиметические амины, плазмоцид, диуретики, условия, приводящие к дефициту калия); 4) влияя на накопление в клетках электронноплотных структур (хлорохин); 5) значительно расширяя цистерны и канальцы саркоплазматического ретикулума (антрациклин).
Различают две основные формы некроза миокардиальных клеток: коагуляционный некроз и некроз с полосами пересокращения, который характеризуется: а) гиперсокращением миофибрилл, б) электронноплотным отложением солей кальция в митохондриях, в) разрушением миофибрилл, приводящим к миоцитозу (гиперсокращение обусловлено поступлением кальция через поврежденную клеточную мембрану с аномально высокой проницаемостью.

- Нарушение проводимости миокарда
- Фибрилляция предсердий
- Мерцание предсердий
- Пароксизмальная тахикардия
- Экстрасистолы
- Гетеротопные аритмии
- Синусовые аритмии
- Типовые нарушения ритма сердца
- Патология пейсмекера и проводящей системы сердца
- Процессы компенсации при заболеваниях сердца
- Кардио-висцеральные рефлексы
- Висцеро-кардиальные рефлексы
- Патологическая физиология сердечно-сосудистой системы
- Принципы коррекции нарушений кислотно-основного состояния
- Патологические изменения в организме при нарушениях кислотно-основного состояния
- Нарушения кислотно-основного баланса
- Связь между кислотно-основным состоянием и водно-электролитным балансом
- Патологическая физиология кислотно-основного состояния
- Патогенез симптомов нарушений водно-солевого баланса в организме
- Нарушение обмена электролитов
- Перегревание
- Обезвоживание
- Водное отравление
- Основные принципы патогенетической терапии отека
- Особенности патогенеза отеков при патологии отдельных органов
- Отек
- Водно-солевой обмен
- Нарушения межуточного жирового обмена. Гиперкетонемия
- Жировая инфильтрация и дистрофия
- Нарушения обмена в жировой ткани. Ожирение и исхудание