Стадии течения компенсаторной гипертрофии миокарда

1. Стадия формирования гипертрофии.

Увеличение нагрузки на миокард приводит к усилению интенсив­ности функционирования структур миокарда, то есть увеличение ко­личества функции, приходящейся на единицу массы сердца.

Если на сердце неожиданно падает большая нагрузка (что при пороках встречается редко), например, при инфаркте миокарда, от­рыве сосочковых мышц, разрыве сухожильных хорд, при резком подъ­еме артериального давления вследствие быстрого увеличения пери­ферического сосудистого сопротивления, то в этих случаях возни­кает хорошо выраженная кратковременная т.н. "аварийная" фаза первой стадии.

При такой перегрузке сердца количество поступающей в коро­нарные артерии крови снижается, энергии окислительного фосорли­рования для совершения сердечных сокращений не хватает и присое­диняется расточительный анаэробный гликолиз. В результате в сердце снижается содержание гликогена, креатин-фосфата, накапли­ваются недоокисленные продукты (пировиноградная, молочная кисло­ты), возникает ацидоз, развиваются явления белковой и жировой дистрофии. Повышается содержание натрия в клетках и снижается содержание калия, возникает электрическая нестабильность мио­карда, что может провоцировать возникновение аритмии.

Дефицит АТФ ионов калия, ацидоз приводят к тому, что многие медленные кальциевые каналы становятся неактивируемыми при депо­ляризации и снижается сродство кальция к тропонину, в результате чего клетка сокращается слабее или вообще не сокращается, что может привести к появлению признаков сердечной недостаточности, возникает миогенная дилятация сердца, сопровождающаяся увеличе­нием остающегося во во время систолы в полостях сердца крови и переполнением вен. Повышение давления в полости правого предсер­дия и в полых венах прямо и рефлекторно вызывает тахикардию, ко­торая усугубляет обменные нарушения в миокарде. Поэтому расширение полостей сердца и тахикардия служат грозными симптомами на­чинающейся декомпенсации. Если организм не погибает, то очень быстро включается механизм, запускающий гипертрофию: в связи с гиперфункцией сердца, активацией симпатико-адреналовой системы и действием норадреналина на бета-1-адренорецепторы повышается концентрация цАМФ в кардиомиоцитах. Этому же способствует и вы­ход ионов кальция из саркоплазматического ретикулюма. В условиях ацидоза (скрытого или явного) и дефицита энергии усиливается влияние цАМФ на фосфорилирование ядерных энзимных систем, спо­собных увеличить синтез белка, что можно зарегистрировать уже через час после перегрузки сердца. Причем в начале гипертрофии имеет место опережающее усиление синтеза белков митохондрий. Благодаря этому клетки обеспечивают себя энергией для продолже­ния функции в трудных условиях перегрузки и для синтеза других белков, в том числе и сократительных.

Прирост массы миокарда идет интенсивно, скорость его равна 1 мг/г массы сердца в час. (Например, после отрыва створки аор­тального клапана у человека масса сердца увеличилась в 2,5 раза за две недели). Процесс гипертрофии продолжается до тех пор, по­ка интенсивность функционирования структур не нормализуется, то есть пока масса миокарда не придет в соответствие с увеличенной нагрузкой и исчезнет стимул, ее вызвавший.

При постепенном формировании порока эта стадия значительно растягивается во времени. Она развивается медленно, без "аварий­ной" фазы, исподволь, но с включением тех же механизмов.

Следует подчеркнуть, что формирование гипертрофии находится в прямой зависимости от нервных и гуморальных влияний. Она раз­вивается при обязательном участии соматотропина и вагусных влия­ний. Существенное положительное влияние на процесс гипертрофии оказывают катехоламины, которые через цАМФ индуцируют синтез нуклеиновых кислот и белков. Инсулин, тиреоидные гормоны, андро­гены также способствуют синтезу белков. Глюкокортикоиды усилива­ют распад белков в организме (но не в сердце или мозге), создают фонд свободных аминокислот и тем самым обеспечивают ресинтез белков в миокарде.

Активируя К-Nа-АТФ-азу, они способствуют поддержанию опти­мального уровня ионов калия и натрия, воды в клетках, сохраняют их возбудимость.

Итак гипертрофия закончилась и наступает II стадия ее течения.

II-ая стадия - стадия завершившейся гипертрофии.

В эту стадию наблюдается относительно устойчивая адаптация сердца к непрерывной нагрузке. Процесс потребления АТФ на едини­цу массы снижается, восстанавливаются энергетические ресурсы ми­окарда, исчезают явления дистрофии. Интенсивность функционирова­ния структур нормализуется, в то время как работа сердца и, сле­довательно, потребление кислорода остаются повышенными. Само увеличение толщины стенки создает затруднения для растяжения ка­меры сердца в период диастолы. Из-за гипертрофии снижается плот­ность входящего кальциевого тока и поэтому ПД, имея нормальную амплитуду, будет восприниматься СПР как сигнал с меньшей ампли­тудой и, следовательно, в меньшей степни будут активироваться сократительные белки.

В эту стадию нормальная амплитуда силы сокращения сохраняет­ся за счет увеличения длительности сократительного цикла, вследствие удлинения фазы плато потенциала действия, изменения изоферментного состава миозиновой АТФ-азы (с возрастанием доли изофермента V₃, обеспечивающего самый медленный гидролиз АТФ), в результате снижается скорость укорочения миокардиальных волокон и увеличивается длительность сократительного ответа, способствуя поддержанию силы сокращения на обычном уровне, несмотря на уменьшение развития силы сокращения.

Менее благоприятно развивается гипертрофия в детском возрас­те, так как рост специализированной проводящей системы сердца отстает от роста его массы по мере прогрессирования гипертрофии.

При устранении препятствия, вызвавшего гипертрофию (опера­ция), происходит полная регрессия гипертрофических изменений в миокарде желудочков, однако сократимость обычно полностью не восстанавливается. Последнее может быть связано с тем, что изме­нения, происходящие в содинительной ткани (накопление коллагена) не подвергаются обратному развитию. Будет ли регрессия полной или частичной, зависит от степени гипертрофии, а также от воз­раста и состояния здоровья больного. Если сердце гипертрофирова­но умеренно, оно может долгие годы работать в режиме компенсато­рной гиперфункции и обеспечивать активную жизнь человека. Если же гипертрофия прогрессирует и масса сердца достигает 550 г и более (может достигнуть и 1000 г при норме 200 - 300 г), то в

этом случае все более проявляется действие неблагоприятных фак­торов, которые в конце концов приводят к "отрицанию отрицания", то есть к изнашиванию миокарда и наступлению III-ей стадии тече­ния гипертрофии.

Факторы, влияющие на сердце неблагоприятно и вызывающие "из­нашивание" миокарда:

1. При патологической гипертрофии ее формирование происходит на фоне сниженного или неизмененного минутного объема, то есть количество крови, приходящееся на единицу массы миокарда, снижа­ется.

2. Увеличение массы мышечных волокон не сопровождается адек­ватным увеличением количества капилляров (хотя они и шире обыч­ных), плотность капиллярной сети значительно снижается. Напри­мер, в норме приходится 4 тыс. капилляров на 1 мкм, при патоло­гической гипертрофии 2400.

3. В связи с гипертрофией снижается плотность иннервации, снижается концентрация норадреналина в миокарде (в 3 - 6 раз), снижается реактивность клеток к катехоламинам в связи с уменьше­нием площади адренорецепторов. Это приводит к уменьшению силы и скорости сердечных сокращений, скорости и полноты диастолы, сни­жению стимула к синтезу нуклеиновых кислот, поэтому ускоряется изнашивание миокарда.

4. Увеличение массы сердца происходит за счет утолщения каж­дого кардиомиоцита. Объем клетки при этом увеличивается в боль­шей степени, чем площадь поверхности, несмотря на компенсаторные изменения в сарколемме (увеличение количества Т-тубул), то есть уменьшается отношение поверхности к объему. В норме оно равно 1:2, а при выраженной гипертрофии 1:5. В результате поступления глюкозы, кислорода и других энергетических субстратов на единицу массы снижается, снижается и плотность входящего кальциевого то­ка, что способствует снижению силы сердечных сокращений.

5. В силу тех же причин снижается отношение рабочей повер­хности СПР к массе саркоплазмы, что приводит к снижению эффек­тивности кальциевого "насоса", СПР и часть ионов кальция не от­качивается в продольные цистерны СПР).

Избыток кальция в саркоплазме приводит:

1) к контрактуре миофибрилл

2) падению эффективности использования кислорода из-за действия

избытка кальция на митохондрии (см. раздел "Повреждение клетки")

3) активируются фосфолипазы и протеазы, которые усугубляют пов­реждение клеток вплоть до их гибели.

Таким образом, по мере прогрессирования гипертрофии все бо­льше нарушается использование энергии. При этом, наряду с плохой сократимостью наблюдается затруднение расслабления мышечного во­локна, возникновение локальных контрактур, а в дальнейшем - дистрофия и гибель кардиомиоцитов. Это увеличивает нагрузку на оставшиеся, что приводит к изнашиванию генераторов энергии - ми­тохондрий и еще более выраженному снижению силы сердечных сок­ращений.

Таким образом, прогрессирует кардиосклероз. Оставшиеся клетки не могут справиться с нагрузкой, развивается сердечная недоста­точность. Следует отметить, что и наличие компенсаторной физио­логической гипертрофии снижает устойчивость организма к различным видам гипоксии, длительным физическим и психическим наг­рузкам.

При снижении функциональных способностей миокарда включаются и экстракардиальные механизмы компенсации. Основная их задача - привести кровообращение в соответствие с возможностями миокарда.

Первая группа таких механизмов - это кардиоваскулярные (сер­дечно-сосудистые) и ангиоваскулярные (сосуд-сосудистые) рефлексы.

1. Депрессорно-разгрузочный рефлекс. Он возникает в ответ на повышение давления в полости левого желудочка, например, при стенозе устья аорты. При этом усиливается афферентная импульса­ция по блуждающим нервам и рефлекторно снижается тонус симпати­ческих нервов, что приводит к расширению артериол и вен большого круга. В результате уменьшения периферического сосудистого соп­ротивления (ПСС) и снижения венозного возврата к сердцу происхо­дит разгрузка сердца.

Одновременно возникает брадикардия, удлиняется период диас­толы и улучшается кровоснабжение миокарда.

2. Рефлекс, противоположный предыдущему - прессорный, возни­кает в ответ на понижение давления в аорте и левом желудочке. В ответ на возбуждение барорецепторов сино-каротидной зоны, дуги аорты возникает сужение артериальных и венозных сосудов, тахи­кардия, то есть в этом случае снижение минутного объема компен­сируется уменьшением емкости периферического сосудистого русла,

что позволяет поддерживать артериальное давление (АД) на адек­ватном уровне. Так как эта реакция не касается сосудов сердца, а сосуды головного мозга даже расширяются, то их кровоснабжение страдает в меньшей степени.

3. Рефлекс Китаева. (См. лекцию ВСО N2)

4. Разгрузочный рефлекс В.В.Парина - трехкомпонентный: бра­дикардия, снижение ПСС и венозного возврата.

Включение этих рефлексов приводит к уменьшению минутного объема, но уменьшает опасности отека легких (то есть развитию острой сердечной недостаточности (ОСД)).

Вторая группа экстракардиальных механизмов - компенсаторные изменения диуреза:

1. Активация ренин-ангиотензиновой системы (РАС) в ответ на гиповолемию приводит к задержке соли и воды почками, что приво­дит к увеличению объема циркулирующей крови, что вносит опреде­ленный вклад в поддержание минутного объема сердца.

2. Активация натрийуреза в ответ на повышение давления в предсердиях и секрецию натрийуретического гормона, что способс­твует снижению ПСС.

* * *

Если компенсация с помощью выше разобранных механизмов ока­зывается несовершенной, возникает циркуляторная гипоксия и всту­пает в действие третья группа экстракардиальных компенсаторных механизмов, о которых говорилось в лекции по дыханию, в разделе "Приспособительные механизмы при гипоксиях".