РАЗДЕЛ: ПАТОФИЗИОЛОГИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ РАЗДЕЛ: ПАТОФИЗИОЛОГИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ

РАЗДЕЛ: ПАТОФИЗИОЛОГИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ

РАЗДЕЛ: ПАТОФИЗИОЛОГИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ (6 лекций) ТЕМЫ: Сердечная недостаточность Коронарная недостаточность Алкогольное поражение сердца Аритмии Нарушения системного уровня артериального давления

Вопросы 3 лекций: Актуальность и эпидемиология СН Определение понятия СН Этиология СН Классификации СН Патогенез хронической сердечной недостаточности (ХСН) Патогенез основных клинических проявлений СН Этиология и патогенез острой сердечной недостаточности (ОСН) Коронарная недостаточность: определение понятия, виды, причины и механизмы развития Некоронарогенные некрозы миокарда: понятие, виды и механизмы развития Реперфузионные повреждения сердца: понятие, механизмы развития и проявления Алкогольная миокардиодистрофия: понятие, механизмы развития и проявления

СЕРДЕЧНАЯ НЕДОСТАТОЧНОСТЬ Актуальность и эпидемиология Распространенность СН среди лиц старше 45 лет составляет 2,5% (5 млн человек) Ежегодно эта армия пополняется еще 400 000 пациентов Через 10-20 лет каждый 2-ой или 3-ий пациент после посещения кардиолога будет покидать его именно с этим диагнозом Примерно половина больных умирают в течение первых 4 лет с момента установления диагноза В тяжелых случаях столько же умирает в течение первого года

СЕРДЕЧНАЯ НЕДОСТАТОЧНОСТЬ Актуальность и эпидемиология По тяжести прогноза СН III-IV ФК не уступает раку легкого в III стадии В развитых странах затраты, прямо связанные с ХСН, превышают затраты на лечение инфаркта миокарда и всех онкологических заболеваний, вместе взятых, и достигают $ 38 млрд

Понятие сердечной недостаточности Она может быть исходом самых разных заболеваний Развивается по общим механизмам, независимо от причины Сердечная недостаточность – типовая форма патологии сердца

Определение понятия СН Сердечная недостаточность – состояние, при котором сердце не обеспечивает адекватного кровоснабжения органов и тканей (адекватного метаболическим потребностям) Следствием неадекватного кровоснабжения органов и тканей является циркуляторная гипоксия

В основе СН лежит снижение производительной (насосной) функции сердца 4 составляющие: Сократимость Работа клапанного аппарата Сердечный ритм Наполнение полостей сердца

Этиология сердечной недостаточности 1 группа причин - непосредственное поражение миокарда, приводящее к снижению сократимости: некроз участка миокарда (инфаркт миокарда) постинфарктный кардиосклероз атеросклеротический кардиосклероз миокардит любой этиологии миокардиодистрофия дилатационная кардиомиопатия

Этиология сердечной недостаточности 2 группа причин – пороки сердца (врожденные или приобретенные), при которых возникает гемодинамическая перегрузка сердца при интактном миокарде 3 группа причин – гемодинамически значимые нарушения ритма (при интактном миокарде) 4 группа причин – уменьшение наполнения желудочков: гипертрофическая кардиомиопатия гипертоническая болезнь перикардит ТЭЛА напряженный пневмоторакс

Этиология СН Причиной развития СН являются факторы, непосредственно поражающие сердце или вызывающие его перегрузку Это может быть как патология самого сердца, так и внесердечная патология

Классификации СН По скорости развития и течению: острая (минуты, часы, дни) хроническая (недели, месяцы, годы) По преимущественному поражению того или иного отдела сердца: преимущественно правожелудочковая (недостаточность по б.к.к.) преимущественно левожелудочковая (недостаточность по м.к.к.) тотальная

Классификации СН По происхождению: Миокардиальная (от повреждения). В основе – первичное повреждение миокарда: некроз, склероз, воспаление, кардиомиопатия Перегрузочная (от перегрузки). Миокард интактен. Однако сердце вынуждено работать в условиях повышенной нагрузки Смешанная. Характеризуется сочетанием разных видов СН

2 варианта перегрузочной СН: От перегрузки объемом (клапанные пороки по типу недостаточности, внутрисердечные шунты) От перегрузки сопротивлением (клапанные пороки по типу стеноза, гипертензия большого или малого круга кровообращения)

Смешанная СН Характеризуется сочетанием разных видов СН Например, ревматическое поражение сердца (панкардит): миокардит + клапанный порок, т.е. миокардиальная + перегрузочная СН Например, инфаркт миокарда: некроз сердечной мышцы + относительная недостаточность митрального клапана из-за зоны акинезии, т.е. миокардиальная + перегрузочная СН

Классификации СН В зависимости от фазы сердечного цикла: систолическая диастолическая смешанная

Систолическая СН Страдает систола (сердце не может обеспечить нормальный сердечный выброс) Причины – снижение сократимости миокарда (инфаркт миокарда, миокардит, дилатационная кардиомиопатия и др.) Уменьшение фракции выброса (ФВ) левого желудочка Клинические признаки застоя на фоне сниженной сократительной функции (ФВ снижена) Встречается в 70-80% всех случаев СН ФВ = УО:КДО (в норме 55-70%)

Диастолическая СН Страдает диастола Сердце не может полноценно расслабиться, а значит, нарушается наполнение желудочков из-за ухудшения их растяжимости или внешнего сдавления Характеризуется наличием признаков застоя при нормальной сократительной функции (ФВ существенно не меняется) Встречается в 20-30% всех случаев СН

Причины диастолической СН: Гипертрофия миокарда (артериальная гипертензия, гипертрофическая кардиомиопатия) Увеличение массы миокарда и утолщение стенки желудочков (амилоидоз, саркоидоз, гемохроматоз, эндомиокардиальный фиброз) Внешнее ограничение увеличения объема желудочков (выпот в перикард, констриктивный перикардит, опухоль перикарда)

Классификации СН По величине МОС: С низким МОС - подавляющее число случаев СН С высоким МОС - как исключение в ситуациях, когда СН развивается на фоне: тяжелого тиреотоксикоза выраженной анемии феохромоцитомы и др.

Классификации СН По степени тяжести выделяют I, II (А и Б) и III стадии ХСН в зависимости от: выраженности симптомов декомпенсации их стойкости связи с физической нагрузкой функционального состояния органов и дистрофических изменений в них

Основная парадигма патогенеза ХСН В основе СН - различные этиологические факторы Одни вызывают непосредственное повреждение миокарда Другие – увеличение нагрузки на сердце В обоих случаях - снижение производительной функции сердца Для предотвращения прогрессирования сердечной дисфункции запускаются компенсаторные механизмы Однако со временем мощность их оказывается недостаточной Они начинают приобретать отрицательное значение, приводя к прогрессированию СН

Основная парадигма патогенеза ХСН Включение компенсаторных механизмов и постепенная трансформация их роли из положительной в отрицательную – и есть основа патогенеза ХСН

Компенсаторные механизмы при ХСН Направлены на поддержание адекватной гемодинамики: Механизм Франка-Старлинга Механизм Анрепа Феномен Боудича Гипертрофия миокарда

МЕХАНИЗМ ФРАНКА-СТАРЛИНГА Принцип работы - «длина-сила»: чем больше мышечное волокно растягивается в диастолу, тем сильнее оно сокращается в систолу Включается при значительном наполнении полости ЛЖ в диастолу, т.е. при увеличении преднагрузки (при перегрузке объемом) Дилатация соответствующей полости выражена

Механизм Франка-Старлинга Сокращение волокна характеризуется уменьшением его длины без изменения напряжения, что получило название изотонической гиперфункции Сопровождается незначительным увеличением коронарного кровотока и потребления кислорода Амплитуда сокращений миокарда значительно увеличена Работа сердца возрастает за счет увеличения МОС без существенного увеличения систолического давления

МЕХАНИЗМ АНРЕПА Суть: увеличение силы сокращения на фоне возрастания сопротивления этому сокращению Включается при значительном возрастании ОПСС, т.е. при увеличении постнагрузки (при перегрузке сопротивлением) Выражена гипертрофия стенки соответствующей полости

Механизм Анрепа Сокращение характеризуется увеличением напряжения без изменения длины мышечного волокна, что получило название изометрической гиперфункции Сопровождается значительным усилением коронарного кровотока и потребления кислорода Амплитуда сердечных сокращений и МОС существенно не меняются Работа сердца возрастает за счет увеличения систолического давления

ВАЖНО! При равной внешней работе сердца изотоническая гиперфункция осуществляется с меньшей затратой энергии, чем изометрическая, поэтому является более выгодной!!!

ФЕНОМЕН БОУДИЧА (феномен ритмо-инотропной зависимости) Суть: увеличение силы сокращения на фоне возрастания ЧСС вследствие энергозависимого процесса изменения концентрации Са2+ в цитозоле

Гиперфункция требует гипертрофии Любая гиперфункция приводит к увеличению интенсивности функционирования структур (ИФС): увеличивается потребление кислорода на единицу массы миокарда возрастает ОФ больше ресинтезируется АТФ Все это требует развития компенсаторной гипертрофии!!!

Гипертрофия миокарда Гипертрофия миокарда – увеличение массы миокардиальных клеток без увеличения их числа Направлена на приведение структуры в соответствие возросшей функции Соответствие структуры и функции определяется показателем интенсивности функционирования структур – ИФС Если между структурой и функцией имеется соответствие, ИФС=1

Стадии компенсаторной гипертрофии миокарда: Аварийная стадия Стадия завершившейся гипертрофии и относительно устойчивой гиперфункции Стадия прогрессирующего кардиосклероза

Аварийная стадия Активация генетического аппарата КМЦ → Усиление синтеза структурных и сократительных белков → Увеличение массы миокарда Но ИФС еще не достиг нормы (больше 1), так как массы пока недостаточно

Стадия завершившейся гипертрофии и относительно устойчивой гиперфункции Полное соответствие массы миокарда и возросшей функции ИФС=1

3. Стадия прогрессирующего кардиосклероза Замещение сократительных кардиомиоцитов соединительной тканью Причина – нарушение энергетического обмена в КМЦ → активация гликолиза → накопление недоокисленных продуктов цикла Кребса → ацидоз → развитие соединительной ткани, которая не может выполнять сократительную функцию !!!

Нейрогуморальные механизмы компенсации при ХСН: Активация симпатоадреналовой системы (САС) Активация ренин-ангиотензин-альдостероновой системы (РААС) Увеличение продукции эндотелина Увеличение выработки предсердного и мозгового натрийуретического пептида (НУП) Увеличение выработки оксида азота (NO)

Активация САС Механизмы активации САС при СН связаны с гипоперфузией тканей и повышением венозного давления Активация САС приводит к реализации сосудосуживающих эффектов катехоламинов Цель – поддержание АД и перераспределение кровотока в пользу так называемых жизненно важных органов (сердце, мозг), то есть централизация кровообращения Цель - усиление и учащение сердечной деятельности (↑УО и ↑ЧСС, следовательно, ↑МОС)

Активация РААС Механизмы активации РААС: Снижение АД, снижение МОС и рефлекторное сужение почечных артериол → гипоперфузия почек → возбуждение волюморецепторов клеток ЮГА → ренин Высокие концентрации КХА в крови → возбуждение -адренорецепторов клеток ЮГА → ренин

Активация РААС Ренин → ангиотензин 1 → ангиотензин 2 → альдостерон → усиление реабсорбции натрия → гипернатриемия → повышение Росм. крови → возбуждение осморецепторов гипоталамуса → усиление выработки и освобождения через гипофиз АДГ → усиление реабсорбции воды Цель активации РААС: Поддержание МОС за счет ОЦК Вазоконстрикторные эффекты ангиотензина 2

Другие нейрогуморальные механизмы компенсации при ХСН: Увеличение продукции эндотелина (суживает периферические сосуды) Увеличение выработки предсердного и мозгового натрийуретического пептида. НУП - эндогенный диуретик. Позволяет удерживать адекватную преднагрузку Увеличение выработки оксида азота эндотелиальными клетками резистивных сосудов. NO расширяет сосуды. Позволяет удерживать адекватную постнагрузку

Феномен нейрогуморальной гиперкомпенсации Суть феномена - на 1 план начинают выступать неблагоприятные эффекты компенсаторных механизмов, т.е. : они становятся неадекватными Это ведет к декомпенсации сердечной деятельности!!!

Механизмы декомпенсации при СН Неадекватность: тахикардии задержки натрия и жидкости вазоконстрикции гипертрофии миокарда нейрогормональной регуляции

Неадекватность тахикардии Тахикардия исходно служит для увеличения МОС Неадекватность заключается в укорочении диастолы Следствие - ухудшение коронарной перфузии и увеличение потребности миокарда в кислороде

Неадекватность задержки натрия и жидкости Задержка натрия и воды исходно направлена на поддержание МОС за счет ОЦК Неадекватность – ведет к развитию отеков и увеличению нагрузки на сердце (за счет гиперволемии)

Неадекватность вазоконстрикции Вазоконстрикция исходно направлена на поддержание АД и сохранение перфузии жизненно важных органов Неадекватность приводит к увеличению постнагрузки на сердце (ОПСС) и ухудшению кровоснабжения органов и тканей, в частности почек

Неадекватность гипертрофии миокарда Гипертрофия изначально направлена на структурное обеспечение возросшей функции Неизбежно ведет к декомпенсации сердечной деятельности Причина в том, что гипертрофия миокарда при ХСН - несбалансированная форма роста Несбалансированность прослеживается на всех уровнях организации

Несбалансированность роста на уровне органа Масса сердца увеличивается быстрее, чем образуются новые нервные окончания В результате снижается плотность симпатической иннервации

Несбалансированность роста на уровне ткани Отставание роста массы капилляров от массы кардиомиоцитов В результате страдает питание сердечной мышцы

Несбалансированность роста на уровне клетки Площадь сарколеммы увеличивается пропорционально квадрату, а объем клетки – пропорционально кубу, то есть площадь мембраны относительно уменьшается В результате снижается мощность мембранных ионных насосов, мембранных ферментных систем, страдают другие функции мембран

Несбалансированность роста на уровне внутриклеточных органелл Темпы увеличения массы митохондрий отстают от темпов увеличения массы миофибрилл, что ухудшает энергообеспечение кардиомиоцитов

Несбалансированность роста на уровне молекулярных структур Снижается способность миозиновых волокон использовать энергию АТФ, так как нарушается структура миозина

Неадекватная нейрогормональная регуляция Нейрогормональная регуляция первоначально направлена на увеличение силы и частоты сердечных сокращений (а значит МОС), и поддержание АД Со временем приводит к следующим неблагоприятным последствиям:

Неблагоприятные последствия неадекватной нейрогормональной регуляции: Увеличение потребления кислорода сердцем из-за тахикардии («виноваты» катехоламины); Увеличение нагрузки на сердце из-за вазоконстрикции и задержки жидкости («виноваты» катехоламины, ангиотензин 2, альдостерон, вазопрессин); Развитие отеков из-за активации РААС и задержки воды; Непосредственное воздействие нейрогормонов (КХА, ангиотензин 2, альдостерон) на миокард

Непосредственное воздействие КХА на миокард: риск развития аритмий контрактуры и некроз участки гибернации апоптоз

Непосредственное воздействие ангиотензина 2 и альдостерона на миокард: коронароспазм, ухудшение коронарного кровотока синтез коллагена и образование фиброзной ткани ремоделирование

Ремоделирование Ремоделирование – неотъемлемая часть патогенеза ХСН Ремоделирование - процесс комплексного нарушения структуры и функции сердца в ответ на перегрузку или утрату части жизнеспособного миокарда Включает в себя: Прогрессирующее увеличение массы миокарда Дилатацию полостей Изменение геометрических характеристик желудочков

Ремоделирование сердца при ХСН Вначале носит компенсаторный характер Затем ведет к срыву компенсации Сердце вступает в фазу «прогрессирующего кардиосклероза и изнашивания структур» (Ф.З. Меерсон), которая характеризуется:

Фаза «прогрессирующего кардиосклероза и изнашивания структур»: Гибель клеток Нарушение обновления структур Склероз органа Риск развития аритмий Нарушение биоэнергетики Систолическая и диастолическая дисфункция

Нарушения энергетического обмена при ХСН Может происходить на любом из этапов: Этап синтеза АТФ Этап транспорта энергии АТФ к эффекторным структурам кардиомиоцитов Этап утилизации энергии макроэргических фосфатов эффекторными структурами

I этап – синтез Е и кумуляция ее в фосфатных связях В норме образование химической энергии (окисление) происходит на 95% за счет аэробного окисления и на 5% за счет гликолиза Субстратами окисления на 80% являются жирные кислоты на 20% - глюкоза Необходим О2 и нормальная структура и функция митохондрий

Возможные нарушения на I этапе: Недостаток О2 Недостаток субстратов окисления Повреждение митохондрий Разобщение ОФ. Разобщители ОФ: избыток ионов Са2+, Н+, НЭЖК, производные фенола, некоторые лекарственные препараты (грамицидин, антикоагулянты), микробные токсины, гормоны щитовидной железы) Все это ведет к снижению интенсивности аэробного окисления и усилению гликолиза

II этап - транспорт Е АТФ к местам утилизации Осуществляется с помощью «челночного» (креатинфосфокиназного) механизма транспорта энергии (Розенштраух, Сакс, Чазов; 1977)

Участники «челночного» механизма Фермент АДФ/АТФ-транслоказа Локализация – подмембранное пространство митохондрий Функция – перенос макроэргов из внутреннего пространства в межмембранное и обратно

Участники «челночного» механизма: Креатинфосфокиназа (КФК, митохондриальная фракция) Локализация – наружная поверхность внутренней мембраны митохондрий. Функция - контролирует реакцию: АТФ + К  КФ + АДФ, где К – креатин, КФ - креатинфосфат

Как работает механизм? АДФ/АТФ-транслоказа переносит АТФ в межмембранное пространство МТХ АТФ + К  КФ + АДФ (при участии КФК) АДФ отправляется обратно в МТХ (с помощью АДФ/АТФ-транслоказы) на реутилизацию (рефосфорилирование) КФ – через внешнюю мембрану МТХ к местам утилизации энергии (например, миофибриллам) В миофибриллах: АДФ + КФ  АТФ + К (при участии миофибриллярной фракции КФК) Креатин отправляется в МТХ за новой порцией энергии (отсюда «челнок»)

Возможные нарушения в работе «челночного» механизма Количественные или качественные нарушения ферментов (АДФ/АТФ транслоказы, КФК) Дефицит креатина

III этап – этап утилизации Е Суть - энергия идет на сокращение за счет образования актин/миозиновых мостиков Возможные нарушения: Недостаток сократительных белков (актин, миозин) Снижение АТФазной активности миозина

Нарушения гемодинамики и микроциркуляции при ХСН Снижается УО, а значит и МОС, и АД (несмотря на рефлекторное увеличение ЧСС) Вследствие рефлекторного сужения периферических артериол возрастает ОПСС Формируется венозный застой (венозное давление повышается - более 160 мм вод. ст.)

Последствия и проявления гемодинамических нарушений при СН Застойные явления в м.к.к. приводят к развитию одышки, отека легких, цианоза Застойные явления в б.к.к. проявляются тканевыми и полостными отеками, набуханием шейных вен, увеличением печени, цианозом, нарушением функций почек, ж.к.т. и др. Нарушения гемодинамики неизбежно ведут к снижению перфузии органов и тканей, нарушению микроциркуляции и развитию гипоксии

Одышка Наиболее частое и раннее проявление СН, в 1-ую очередь, левожелудочковой Компенсаторный механизм, направленный на увеличение оксигенации крови в легких за счет увеличения объема вентиляции и, следовательно, на борьбу с гипоксией

Патогенез одышки Застой крови в сосудах м.к.к. → Нарушение функции внешнего дыхания → ↓ РО2, ↑ РСО2, накопление лактата - гипоксемия, гиперкапния и ацидоз Возбуждение хеморецепторов → Рефлекторное возбуждение ДЦ → Увеличение частоты и глубины дыхании - одышка

Патогенез тахикардии Рефлекс Бейнбриджа - с растягивающихся вследствие венозного застоя устьев полых вен Активация САС - (+) хронотропное действие КХА. Цель тахикардии – поддержание МОС за счет ЧСС

Отеки Скрытые – до 5 литров Явные Тканевые (стопы, голени, половые органы, передняя брюшная стенка, поясница) Полостные (асцит, гидроперикард, плевральный выпот)

Механизмы развития отеков: Гидростатический: снижение насосной функции сердца → венозный застой → увеличение гидростатического давления в капиллярах (более 20-25 мм)

Механизмы развития отеков: Осмотический - активная задержка натрия и воды вследствие альдостеронизма Повышение уровня альдостерона происходит 2 путями: Активация РААС из-за ухудшения центральной, а, следовательно, внутрипочечной гемодинамики Нарушение инактивации альдостерона в печени из-за застоя

Механизмы развития отеков: Онкотический - снижение онкотического давления плазмы из-за: алиментарного дефицита белка снижения белоксинтезирующей функции печени альбуминурии выхода белка в составе транссудата

Механизмы развития отеков: Мембраногенный - увеличение проницаемости сосудистой стенки из-за: гипоксемии ацидоза снижения скорости кровотока (застой)

Механизмы развития отеков: Лимфатический - абсолютная и относительная лимфатическая недостаточность Абсолютная лимфатическая недостаточность: Рефлекторный спазм грудного лимфатического протока вследствие повышения давления в полых венах Сдавление мелких лимфатических сосудов отечным интерстицием Относительная лимфатическая недостаточность: При быстром накоплении значительных объемов воды в тканях

Цианоз кожи и слизистых оболочек Акроцианоз (руки, ноги, мочки ушей, губы). Механизм – периферический Диффузный (везде). Механизм – центральный

Механизмы развития цианоза: Периферический: замедление скорости кровотока в расширенных капиллярах и венулах (застой) → усиление утилизации О2 и повышение содержания в крови восстановленного Hb Центральный: нарушение оксигенации крови в легких из-за застоя

Увеличение печени при ПЖСН из-за переполнения кровью печеночных вен и капилляров при длительном застое нарушается функция печени развиваются морфологические изменения – цирроз печени синдром портальной гипертензии (гепатоспленомегалия, асцит, симптом “головы медузы”)

Нарушение функции ж. к. т. снижение тонуса и перистальтики желудка и кишечника атрофия пищеварительных желез нарушение всасывания клинически проявляется диспепсией и ведет к развитию сердечной кахексии

Нарушение функции почек Проявления: снижение фильтрации усиление реабсорбции, вплоть до развития почечной недостаточности Механизмы: гемодинамические нарушения увеличение секреции альдостерона и АДГ

Хрипы в легких – следствие и признак застоя в м.к.к. (при ЛЖСН) Набухание шейных вен (в обе фазы дыхания) из-за венозного застоя в б.к.к. (при ПЖСН)

Снижение толерантности к физическим нагрузкам Механизмы: дистрофические процессы в скелетных мышцах изменения соотношения разных типов мышечных волокон (МВ) У больных ХСН преобладают «быстрые» (гликолитические) быстро утомляющиеся МВ над «медленными» (окислительными) устойчивыми к утомлению