Патофизиологические аспекты

повышение потребности миокарда в кислороде под влиянием возрастающих постнагрузки и преднагрузки и продолжающейся активации САС;развитие гипертрофии, ремоделирования, апоптоза и фиброза миокарда с последующим снижением сократительной функции миокарда (гипертрофия миокарда и апоптоз кардиомиоцитов стимулируются ангиотензином - П, в развитии фиброза миокарда вследствие стимуляции синтеза коллагена огромную роль играет гиперпродукция альдостерона);Гиперсекреция антидиуретического гормона приводит к резкому усилению реабсорбции воды в почечных канальцах, увеличению объема циркулирующей крови, отекам.

Антидиуретический гормон обладает также вазоконстрикторным и вазопрессорным действием, повышает тонус вен, артерий, артериол, в результате чего увеличивается  преднагрузка и постнагрузка, что  резко повышает потребность миокарда в кислороде, способствует прогрессированию хронической сердечной недостаточности.

 

Внутрисердечные механизмы компенсации:

1) Срочные:

1. Гетерогенный механизм (обусловлен свойствами миокарда) включается при перегрузке объемом  крови (по закону Франка-Старлинга) - линейная зависимость между  степенью растяжения мышечного  волокна и силой сокращения  постоянно становится нелинейной (мышца не сокращается сильнее  при увеличении ее растяжения).

2. Гомеометрический механизм  при повышении сопротивления  оттоку. Повышается напряжение миокарда  при сокращении, Феномен мышцы  - каждое последующее сокращение  сильнее предыдущего.

Наиболее полезен гетерометрический  механизм - меньше потребляется О₂, меньше расходуется энергии.

При гомеометрическом механизме  сокращается период диастолы - период восстановления миокарда.

Участвует внутрисердечная  нервная система.

2) Долгосрочный  механизм:

Компенсаторная гипертрофия  сердца.

При физиологической гиперфункции прирост мышечной массы сердца идет параллельно с ростом мышечной массы  скелетной мускулатуры.

При компенсаторной гипертрофии  сердца увеличение массы миокарда идет независимо от роста мышечной массы.

Кардиальные адаптационно-компенсаторные механизмы имеют большое патогенетическое значение при хронической сердечной  недостаточности. Под влиянием нейрогуморальных воздействий, а также нередко  вследствие влияния самого этиологического  фактора (например, препятствия для  выброса крови из левого желудочка  при аортальном стенозе и т. д.) развивается концентрическая или  эксцентрическая гипертрофия миокарда. Длительное существование увеличенной  постнагрузки приводит к развитию концентрической  гипертрофии миокарда — то есть к утолщению мышечной стенки без  расширения полости желудочка. Увеличение толщины миокарда при концентрической  гипертрофии позволяет развивать  достаточное внутрижелудочковое давление в систолу и преодолеть значительно  увеличенную постнагрузку и обеспечить адекватную перфузию органов и тканей. При увеличении преднагрузки постепенно развивается эксцентрическая гипертрофия, то есть умеренная гипертрофия миокарда, сопровождающаяся тоногенной дилатацией полости желудочка.

Гипертрофия миокарда и умеренная  тоногенная дилатация ЛЖ в течение  определенного времени обеспечивают сохранение достаточной величины сердечного выброса, что происходит в соответствии с законом Стерлинга - увеличение исходного конечного диастолического  объема желудочка приводит к усилению его сокращения, что позволяет  преодолеть увеличенную преднагрузку и постнагрузку.

Однако с течением времени  в условиях продолжающейся гемодинамической

перегрузки или непосредственного  повреждения миокарда компенсаторная реакция сердца становится недостаточной, эффективность механизма Стерлинга  резко уменьшается, сердечный выброс снижается. Уменьшение насосной функции  сердца запускает процессы ремоделирования  сердца, которые происходят под влиянием всех вышеуказанных патогенетических механизмов сердечной недостаточности, прежде всего, высокой активности нейрогуморальных систем.

Ремоделирование — это  структурно-геометрические изменения  ЛЖ, включающие в себя процессы гипертрофии  миокарда и дилатации сердца, приводящие к изменению его геометрии  и нарушению систолической и  диастолической функции.

 

Повышение функции  сердца в условиях перегрузки миокарда давлением или объемом связаны с активацией миокардиальных (локальных) нейрогормональных систем.

Существует миокардиальная ренин-ангиотензиновая система (РАС). Основным действующим компонентом  РАС является ангиотензин II (АТ II)

АТ II миокардиальной РАС оказывает как прямое пролиферативное действие на кардиомиоциты и гладкомышечные клетки сосудов, вызывая их гипертрофию, так и опосредованное действие - путем стимуляции или потенцирования действия факторов роста

Эндотелин - вазоконстрикторный пептид, синтезируется в сосудах  и миокарде разными клетками: эндотелиоциты  сосудов, миоциты желудочков сердца, фибробласты.

Увеличение эндотелина способствует ремоделированию миокарда, вызывает гипертрофию миоцитов и изменения  в экстрацеллюлярном матриксе в  виде увеличения фиброза.

В ответ на эти факторы  активизируется генетический аппарат  мышечных и соединительно-тканных  клеток (c-myc, c-fos), увеличивается синтез ДНК и РНК, числа рибосом, усиливается  синтез белков, что ведет к быстрому увеличению объема мышечного волокна, его внутриклеточной гиперплазии  и гипертрофии

Развитие гипертрофии  миокарда приводит к увеличению площади  поперечного сечения миокарда, при  этом показатель А удельная работа вновь возвращается к нормальным величинам (в пределах ~1)

 

.Гипертрофия миокарда - компенсаторно-приспособительное увеличение массы органа за счет возрастание массы каждой его структурной единицы, сопровождающееся усилением функции

Гипертрофия имеет приобретенный  характер и является обратимым процессом. В этой стадии масса увеличивается  на 100 – 120 % и больше не прибавляется, что позволяет сердцу адекватно  выполнять свою функцию

В миокарде новообразования  клеток не происходит и в основе гипертрофии лежит усиление анаболических процессов и гиперплазия клеточных органелл (митохондрий, мышечных белков, рибосом…)

В эту стадию патологические изменения в обмене и структуре  миокарда не выявляются, потребление  кислорода, образование энергетических соединений не отличаются от нормы.

Нормализуются гемодинамические нарушения. Гипертрофированное сердце приспособилось к новым условиям нагрузки и в течение длительного  времени компенсирует их

Гипертрофия миокарда может  быть реализована по концентрическому или эксцентрическому типу. Увеличение напряжения миокарда во время систолы  при перегрузке сопротивлением является основным фактором, стимулирующим развитие концентрической гипертрофии миокарда (параллельное добавление миофибрилл) - утолщению мышечной стенки без расширения полости желудочка. перегрузке объемом во время диастолы развивается эксцентрическая гипертрофия (последовательное добавление миофибрилл), при которой утолщение стенки сопровождается расширением полости органа и сохранением его функции. Это явление носит название тоногенная дилятация, подразумевая в данном случае под этим термином как степень растяжения мускулатуры сердца, так и степень сокращения к концу диастолы.

В условиях достигнутого предела  функциональных нагрузок, гиперплазия  и гиперфункция компенсирующих структур относительно стабилизируются по степени, что соответствует стадии устойчивой компенсации.

Термин "ремоделирование  сердца" был предложен N. Sharp в конце 70-х годов прошлого века .

В клинике структурные  изменения желудочков, характеризующиеся  гипертрофией, дилатацией, увеличением  массы миокарда, изменением геометрии  и формы левого желудочка

называют ремоделированием

миокарда 

Структурно–геометрические изменения в сердце:

- гипертрофия, гиперплазия,  нарушение взаимного расположения  миофибрилл 

- дистрофия, фиброз, замена  коллагена типа I на тип III

- снижение относительной  плотности капилляров 

- увеличение капилляро–мышечного  пространства 

Последствия:

- изменение геометрии  полостей сердца и его контуров 

- дилатация полостей его  желудочков и предсердий

- снижение сократительной  функции миокарда 

Стадия истощения характеризуется  глубокими нарушениями обмена веществ, что проявляется в нарушении  энергообразования и, как следствие, сократительной функции миокарда.

В результате дефицита кислорода  в кардиомиоцитах происходит накопление промежуточных продуктов обмена СЖК – ацилкарнитина, ацил-КоА, НАД·Н, угнетается пируватдегидрогеназа, соответственно устраняется возможность утилизации пирувата, в результате чего он практически  полностью превращается в лактат.

Лактат накапливается  в клетке вместе с ионами Н+, что  приводит к снижению внутриклеточного рН и развитию внутриклеточного ацидоза

Промежуточные продукты обмена СЖК угнетают адениннуклеотидтранслоказу митохондрий и затрудняют перенос  макроэргических фосфатов через  их мембрану, что нарушается процесс  образования энергии в миокарде

Формирующийся тканевый лактатацидоз вызывает разобщение окислительного фосфорилирования, вызывая перегрузку кардиомиоцитов ионами кальция, который активирует фосфолипазу А2 с последующим инициированием процессов ПОЛ и повреждением мембран-

ных структур.

Нарушается работа гипоксантин-ксантиновой  системы. При дефиците кислорода  ксантиндегидрогеназа функционирует  как оксидаза, которая приводит к  образованию активных форм кислорода  и активации 

СРО

Начинают преобладать  отрицательные биологические эффекты  механизмов, которые ранее способствовали компенсации, формируются так называемые «порочные круги».

Под влиянием ангиотензина II стимулируется рост фибробластов, повышается содержание коллагена. Это способствует снижению плотности капилляров, нарушению  диффузии кислорода и ишемии миокарда

Повышенное содержание коллагена  приводит к снижению эластичности миокарда и повышению его ригидности

Чрезмерная гипертрофия  миокарда и воздействие на него повышенного  количества катехоламинов сопровождается увеличением потребности миокарда в кислороде.

В результате гипертрофии  миокарда возникает также относительная  недостаточность его кровоснабжения

На уровне органа: увеличение массы сердца опережает рост иннервирующих  его аксонов симпатических нейронов. В результате концентрация норадреналина  в миокарде падает, что приводит к снижению инотропного и расслабляющего эффекта

На уровне тканей: рост артериол и капилляров отстает от увеличения размеров мышечных клеток, что приводит к локальной гипоксии и ишемии, снижению коронарного резерва

На уровне клетки: масса  клетки увеличивается в большей  степени, чем ее поверхность, покрытая сарколемной мембраной. Снижается  мощность локализованных в мембране K-Na, Na-Ca насосов, что нарушает ионный транспорт, сопряжение сокращения и

расслабления сердечной 

мышцы.

На уровне органелл:

при значительном увеличении массы миофибрилл, становится мало митохондрий, что приводит к снижению энергообеспечения гипертрофированного  сердца

На уровне молекул: увеличения соотношения между легкими и  тяжелыми цепями в головках молекул  миозина (тяжелые цепи - носители АТФ-азной  активности), что приводит к снижению скорости сокращения сердечной мышцы

 

Хр серд недостаточность

 Центральным патогенетическим звеном хронической сердечной недостаточности является снижение сердечного выброса, а также дисбаланс вазоконстрикторных и вазодилатирующих нейрогуморальных систем

Для поддержания на должном  уровне артериального давления активизируется симпатоадреналовая система. Выброс катехоламинов  приводит к вазоконстрикции сосудов  и усугублению снижения кровоснабжения

органов и тканей

Уменьшение кровоснабжения почек активизирует ренин-ангиотензиновую  систему, действие которой также  направлено на поддержание нормальных величин артериального давления

Ангиотензин II, синтезируемый  ренин-ангиотензиновой системой, стимулирует  синтез альдостерона, который повышает реабсорбцию в почках натрия и  способствует активации антидиуретического гормона. Это приводит задержке в  организме воды, увеличению объема циркулирующей крови и формированию застойной сердечной недостаточности.

 

Гипертоническая болезнь

(ГБ)- эссенциальная, первичная - основными проявлениями которой являются:

1. повышенное АД с частыми церебральными расстройствами сосудистого тонуса;

2. стадийность в развитии  симптомов;

3. выраженная зависимость  от функционального состояния  нервных механизмов регуляции  АД;

4. отсутствие видимой причинной  связи болезни с первичным  органическим поражением каких-либо  органов или систем. Это и отличает  ГБ от вторичных (симптоматических  артериальных гипертензий), Основной  причиной ГБ является острое  или длительное эмоциональное  перенапряжение, ведущее к развитию  невроза и нарушению нервных  механизмов регуляции АД на  фоне слабости основных корковых  процессов.

И есть еще одна теория - роль наследственного дефекта клеточных  мембран, изменяющего проницаемость  мембран для электролитов и как  следствие этого:

1. повышается концентрация Na+ в клетке и снижается концентрация K+ и 

2. увеличивается концентрация  свободного Ca2+, что повышает сократимость  клетки и высвобождает агенты  симпатоадреналового действия.

Согласно этой теории - это  и есть причина ГБ, а эмоциональный  стресс - как условие для выявления  патологии.

Уже в начальном периоде  ГБ в патогенез включаются изменения  со стороны гуморальных прессорных и депрессорных систем. Их активация  носит компенсаторный характер и  возникает как реакция на перенапряжение и нарушение трофики нервных  клеток головного мозга. Быстро формируется гиперкинетический тип кровообращения - повышение сердечного выброса и мало меняется общее периферическое сопротивление сосудов. Но очень часто рано повышается сосудистое сопротивление в почках - развивается ишемизация и усиливается активность ренин-ангиотензиновой системы.