Механизмы декомпенсации гипертрофированного сердца

В основе «срыва» (декомпенсации) даительно гипертрофированного миокарда лежит нарушение сбалансированности роста различных его структур.

Последнее характеризуется: а) нарушением регуляции гипер- трофированного сердца в связи со своеобразнойего «гипоиннервацией» ( обусловлено отставанием роста нервных окончаний от быстрого увеличения массы кардиомиоцитов); б)снижением «сосудистого обеспечения» миокарда(вызвано отставанием роста артериол и капилляров от прогрессирующего увеличения размеров и массы мышечных клеток, то есть развитием относительной коронарной недостаточности); в)большим увеличением массы клеток миокарда в сравнении с их поверхностью (учитывая, что в сарколемме локализованы ферменты транспорта катионов, субстратов метаболизма, рецепторные белки, указанное изменение обусловливает развитие ионного дисбаланса, нарушение метаболизма кардиомиоцитов и регуляции их функции); г)снижением энергообеспечения клеток миокарда.(является результатом отставания биогенеза митохондрий от быстрого нарастания массы миофибрилл); д)понижением сократительной функции сердца (последнее связано с увеличением соотношения между легкими, длительно живущими, и тяжелыми, короткоживущими цепями головок миозина, являющихся носителями АТФазной активности; е) нарушением пластических процессов в кардиомиоцитах (является результатом относительно меньшего, в сравнении с массой миофибрилл, числа митохондрий, уменьшения поверхности клеток миокарда, объёма микроциркуляторного русла и развивающегося вследствие этого дефицита энергии, а также субстратов, необходимых для биосинтеза структур. Проявляется развитием дистрофий миокарда).

Приведенный выше комплекс сдвиговв конечном счете обусловливает падение силы сердечных сокращений и скорости контрактильного процесса,то есть – развитие сердечной недостаточности.

В целом, снижение сократительной функции сердца является итогом развития СН самой различной этиологии. Этот факт дает основание для заключения о том, что несмотря на разные причины и известное своеобразие начальных звеньев патогенеза СН, её конечные механизмы (на клеточном и молекулярном уровне) едины.

Среди них в качестве главных выделяют следующие: 1) недостаточность энергообеспечения клеток миокарда, 2)повреждение их мембранного аппарата и ферментных систем, 3) нарушение содержания и соотношения между отдельными ионами внутри и вне клеток миокарда, 4) нарушения в генетической программе клеток миокарда и/или механизмах её реализации5) расстройства нейрогуморальной регуляции сердца.

Реализация этих механизмов приводит к снижению: - силы сердечных сокращений, - скорости систолического сокращения, - скорости диастолического расслабления миокарда.

Несмотря на то, что СН различного происхождения может развиваться с участием и других патогенетических факторов (особенно на начальном этапе), большая часть случаев СН является результатом действия комплекса указанных выше механизмов.

Недостаточность энергообеспечения клеток миокарда

Сопровождается расстройством основных процессов, происходящих в клетках миокарда (прежде всего сокращения и расслабления). Она развивается вследствие повреждения следующих механизмов: ресинтеза, транспорта и утилизации макроэргических фосфатных соединений.

Снижение эффективности ресинтеза АТФ,в основном, является следствием подавления процесса окисления углеводов. Это происходит потому, что при действии большинства патогенных факторов в наибольшей мере и прежде всего повреждаются митохондрии. В норме главным источником энергии для миокарда являются высшие жирные кислоты (ВЖК), Так, при окислении одной молекулы пальмитиновой кислоты (содержащей 16 атомов углерода) образуется 130 молекул АТФ.

В результате повреждения миокарда или чрезмерного длительного увеличения нагрузки на него окисление ВЖК в митохондриях нарушается и ресинтез АТФ снижается. Это является результатом действия следующих патогенетических факторов: -увеличения концентрации восстановленных метаболитов и кофакторов (например, HAДH₂,HAДФH₂), понижения в кардиомиоцитах напряжения кислорода, - уменьшения в клетках миокарда уровня флавопротеидов, - снижения в кардиомиоцитах активности ацетил- Ко.А- карнитинтрансферазы (в результате этого в цитозоле клеток растет концентрация ацетил-КоА, увеличивается синтез и количество триглицеридов (а накопившийся в клетках ацетил-КоА, помимо указанных выше эффектов, ингибирует образование ацильных эфиров ВЖК, в результате чего последние не могут проникнуть в митохондрии и покидают кардиомиоциты), - подавления тканевого дыхания избытком недоокисленных промежуточных продуктов метаболизма ВЖК.

Основным источником АТФ при этом становится гликолитический путь расщепления глюкозы. Однако он в 18 раз менее эффективен, чем её митохондриальное окисление, и не может в достаточной мере компенсировать дефицита макроэргов.

Нарушение механизмов транспорта энергии в кардиомиоцитах. СН может развиваться даже на фоне нормального или незначительного снижения уровня АТФ в миокарде. Это обусловлено тем, что собственно АТФ не является переносчиком энергии к местам ее использования. В результате этого на фоне высокого содержания АТФ в клетке может развиваться дефицит её в энергорасходующих эффекторных структурах, прежде всего миофибриллах и ЭПС. Причина этого является расстройство системы транспорта энергии от мест ее продукции к эффекторным органеллам при помощи креатинфосфата (КФ) с участием ферментов: АТФ – АДФ – транслоказы (обеспечивающей транспорт энергии АТФ из матрикса митохондрий через внутреннюю мембрану) и митохондриальной креатинфосфаткиназы (КФК), локали- зующейся на внешней стороне внутренней мембраны митохондрий. Она обеспечивает транспорт макроэргической фосфатной связи на креатин с образованием креатинфосфата. Далее КФ поступает в цитозоль. Наличие КФК в миофибриллах и других эффекторных структурах обеспечивает эффективное использование ими КФ для поддержания необходимой концентрации АТФ.

Система транспорта энергии в кардиомиоцитах существенно повреждается факторами, определяющими развитие СН. При действии патогенных агентов, вызывающих СН, вначале и в большей степени в клетках миокарда понижается концентрация КФ, а затем и в меньшей мере – АТФ. Кроме того, развитие СН сопровождается массивной потерей КФК кардиомиоцитами. Об этом свидетельствует увеличение активности сердечных изоэнзимов КФК в сыворотке крови. Учитывая, что основная доля АТФ – около 90 % общего количества – потребляется в реакциях, обеспечивающих контрактильный процесс (около 70 % - используется при сокращении миокарда, 15 % - для транспорта ионов Са²⁺в ЭПР и обмена катионов в митохондриях, 5 % - для активного переноса ионовNa⁺через сарколемму), повреждение механизма доставки АТФ к эффекторному аппарату клеток миокарда способствует быстрому и существенному снижению его сократимости.

Нарушение механизмов использования («утилизации») энергии АТФ. СН может развиваться также в условиях достаточной продукции и транспорта АТФ в кардиомиоцитах. Это является следствием повреждения ферментных механизмов утилизации энергии в клетках миокарда, главным образом, за счет снижения активности АТФаз. Прежде всего, это относится к АТФазе миозина,K⁺-Na⁺- зависимой АТФазе спрколеммы, АТФазе «кальциевой помпы» ЭПР. В результате этого энергия АТФ не может использоваться эффекторным аппаратом клеток миокарда. Нарушение обеспечения кардиомиоцитов энергией на этапах её продукции, транспорта и утилизации может быть как инициальным механизмом снижения сократительной функции сердца, так и существенным фактором нарастания её депрессии.