Повреждение мембран и ферментов кардиомиоцитов

Основные свойства миокарда (автоматизм, возбудимость, проводимость, сократимость), а также их регуляция в значительной мере зависят от состояния мембран и ферментов кардиомиоцитов.

В условиях ишемии их повреждение является следствием действия следующих патогенетических факторов:

1. избыточная интенсификация свободнорадикального перекисного окисления липидов (СПОЛ);

2. чрезмерная активация лизосомальных, свободных и мембраносвязанных гидролаз (протеаз, липаз, фосфолипаз и др.);

3. внедрение продуктов указанных процессов (жирных кислот, гидроперекисей липидов, других амфифильных соединений) в мембраны кардиомиоцитов;

4. торможение «субстрат- и энергозависимых» процессов ресинтеза поврежденных липидных и белковых структур, а также синтеза их заново;

5. нарушение конформации молекул белков (структурных, ферментных), липопротеидов и фосфолипидов;

6. растяжение и микроразрывы мембран в результате набухания клеток миокарда и их органелл (подробнее анализ механизмов повреждения клеточных мембран и ферментов см. в главе «Повреждение клетки»).

Дисбаланс ионов и жидкости в кардиомиоцитах

Дисиония развивается «вслед» или одновременно с расстройствами реакций энергообеспечения кардиомиоцитов, а также – повреждением их мембран и ферментов.

Ишемия миокарда при КН характеризуется нарушением:- общего содержания ионов и жидкости в клетках и ткани миокарда в целом.; - внутри- и внеклеточного соотношения отдельных ионов (прежде всего натрия, калия, кальция); - внутриклеточного соотношения и распределения (компартментализации) отдельных ионов.

Общее содержание ионов в клетках ишемизированного миокарда существенно возрастает, в основном, за счет:

1. транспорта ионов кальция и натрия в кардиомиоциты по градиенту концентрации из плазмы крови и интерстициальной жидкости (основной причиной этого является повышение проницаемости сарколеммы кардиомиоцитов в условиях ишемии);

2. высвобождения ионов калия и кальция из матрикса митохондрий. Это обусловлено снижением величины мембранного потенциала «деэнергизированных» митохондрий, повышением проницаемости их мембран, высвобождением ионов калия из его связи с молекулами гликогена (в результате активации гликогенолиза в кардиомиоцитах в условиях дефицита О₂).

В кардиомиоцитах нарушается внутри- и внеклеточное соотношение и распределение отдельных ионов, а также жидкости. Это вызвано:

1. увеличением концентрации ионов калия вне кардиомиоцитов (вследствие: - снижения активности К⁺- Na⁺- зависимой АТФазы клеток миокарда, дефицита АТФ, - повышения проницаемости сарколеммы). Потеря К⁺кардиоцитами сопровождается повышением его содержания в интерстициальной жидкости и крови. В связи с этим, гиперкалиемия является одним из характерных признаков КН, особенно, завершающейся инфарктом миокарда;

2. повышением содержания ионов Na⁺ в кардиомиоцитах (в результате: снижения активности К⁺- Na⁺- АТФазы сарколеммы, - недостатка АТФ в клетках миокарда, - повышения проницаемости сарколеммы);

3. увеличением содержания Са²⁺ в клетках миокарда (вследствие повышения проницаемости для них сарколеммы, нарастания внутриклеточной концентрации Na⁺, что обусловливает задержку в миоплазме Са²⁺ в связи с «окупацией» ионами натрия общего для них и ионов кальция трансмембранного переносчика, - дефицита в кардиоцитах АТФ, необходимого для энергообеспечения механизмов трансмембранного переноса Са²⁺).

В клетках ишемизированного миокарда накапливается избыток жидкости.Основными причинами этого являются повышение осмотического давления в кардиоцитах (это стимулирует ток жидкости в клетки миокарда по нарастающему осмотическому градиенту) и увеличение проницаемости плазмолеммы клеток.

При ишемии миокарда расстраивается регуляция объёма клеток миокарда, обусловленная нарушением энергообеспечения кардиомиоцитов, повреждением их мембран и ферментов, а также дисбалансом ионов.

Их основными причинами являются:

1. повышение проницаемости клеточных мембран для ионов и органических гидрофильных молекул (белков, углеводов);

2. гиперосмия кардиомиоцитов в результате накопления в них ионов (натрия, кальция) и мелкодисперсных соединений (альбуминов, пирувата, лактата);

3. гипергидратация и набухание клеток миокарда;

4. снижение механической прочности биомембран.

Указанные факторы обусловливают накопление избытка жидкости в клетках миокарда и существенное увеличение их объёма.

Расстройства обмена ионов и жидкости выявляются при КН преимущественно в зоне ишемии сердца. В отдаленных от неё регионах баланс ионов и воды также меняется, однако в существенно меньшей мере.

Дисбаланс ионов и жидкости вызывает нарушение ряда фундаментальных процессов (протекающих в клетках миокарда) и свойств сердца в целом: 1) возбудимости клеток миокарда и проводящей системы сердца; 2) автоматизма (ритмогенеза) кардиомиоцитов; 3) проводимости ими импульсов возбуждения.

Названные выше изменения свойств сердца обусловливают развитие аритмий в связи с существенными отклонениями в развитии потенциалов покоя и действия кардиоцитов.