Синдромы ишемического и реперфузионного повреждения миокарда

Высокий уровень заболеваемости и смертности от болезней системы кровообращения в значительной мере определяется широкой распространенностью ишемической болезни сердца (ИБС). Основой развития многих ее форм является транзиторная коронарная недостаточность, которая характеризуется сменой периода ишемии миокарда более или менее выраженным возобновлением коронарного кровотока.

Постишемическая реперфузия миокарда развивается также после хирургического (в результате стентирования, аортокоронарного шунтирования баллонной ангиопластики, тромбэктомии) или медикаментозного (вследствие фибринолиза, дезагрегации форменных элементов крови) возобновления кровотока в магистральных ветвях коронарных артерий Peоксигeнация миокарда после его гипоксии наблюдается и при устранении различных форм патологии систем дыхания (дыхательная недостаточность) или крови (анемический синдром), в условиях проведения сеансов нормо- или гипербарической оксигенации (при состояниях, сопровождающихся общей гипоксией), после эпизодов значительной физической нагрузки или выраженной стрессорной реакции.

Таким образом, самые разнообразные состояния у человека сопровождаются сменой преходящего снижения коронарного кровотока и развитием ишемического синдрома, последующей его реперфузией и реоксигенацией с развитие реперфyзионного синдрома

Ишемическое и реперфузионное повреждения миокарда

Начиная с первых клинических и экспериментальных исследований причин и механизмов развития ИБС, считалось, что основным повреждающим фактором ее является ишемия миокарда. Прекращение ишемического периода расценивалось как завершение действия на миокард повреждающих факторов и начало репаративного периода.

Вместе с тем, во время интенсивной разработки и внедрения в клинику хирургических и медикаментозных способов восстановления коронарного кровообращения накапливались факты, свидетельствующие о существенных нарушениях сердечной деятельности и системного кровообращения не только в условиях ишемии миокарда, но и во время и на раннем этапе после восстановления перфузии миокарда. Воспроизведение у животных экспериментальных моделей различных вариантов ИБС с обратимым нарушением коронарного кровотока показало также, что важными звеньями механизма дополнительного реперфузионного повреждения сердца являются патогенные факторы кальциевого и кислородного «парадоксов».

В целом, результаты анализа и сопоставления клинических и экспериментальных данных свидетельствуют о факте пролонгирования и даже потенцирования степени повреждения сердца в условиях его коронарогенной постишемической перфузии. Этот феномен, обозначаемый как реперфузионный кардиальный синдром, предстaвляет собой реальное и весьма распространенное явление. Кроме того, накопились факты, свидетельствующие о том, что при регионарной ишемии сердца и при последующем восстановлении кровотока в нем активируются ряд общих как патогенных, так и адаптивных механизмов.

Выделение закономерностей повреждения и адаптации сердца при его регионарной ишемии и реперфузии возможно в связи с тем, что их материальная основа - клеточные и молекулярные механизмы едины и взаимосвязаны При этом ведущее значение среди них имеют нарушения:

- процессов энергетического обеспечения клеток миокарда;

- физико-химического состояния и структуры их мембран, активности ферментов, баланса ионов и электрофизиологических параметров кардиоцитов;

- генетической программы клеток миокарда и процессов ее реализации;

- механизмов нейрогуморальной регуляции сердца.

Определенная комбинация и последовательность реализации указанных и других механизмов обуславливают специфику и неповторимость течения патологического процесса у каждого конкретного пациента с транзиторным снижением коронарного кровообращения.

Нарушение энергетического обеспечения кардиомиоцитов. Расстройство энергоснабжения клеток миокарда является стартовым и одним из основных механизмов их альтерации как при ишемии, так и в период возобновления коронарного кровотока в сердце. При этом нарушения развиваются на всех основных этапах процесса энергообеспечения:

- ресинтеза аденозинтрифосфата (АТФ);

- транспорта энергии от мест продукции к эффекторным структурам клеток;

- утилизации последними энергии.

При ишемии миокарда расстройства энергообеспечения доминируют на этапе ресинтеза АТФ. Его содержание в миокарде снижается быстро в первые 10 мин ишемии и медленнее с 40-й по 120-ю минуту. Начальное уменьшение содержания АТФ обусловлено главным образом падением в миокарде pO_2. Вторая фаза уменьшения содержания АТФ в зоне ишемии обусловлена, в основном, подавлением гликолитическoго пути его ресинтеза.

Для клинической практики важно, что подавление реакций гликолиза является маркером начала периода необратимого ишемического повреждения. Известно, чтo гликолиз ингибируется избытком ионов водорода, которые тормозят активность одного из его ключевых ферментов глицеральдегид-3-фосфатдегидроreназы.

В ишемический период транзиторной коронарной недостаточности повреждаются механизмы транспорта и использования энергии АТФ. Об этом свидетельствует увеличение в плазме крови в первые мин после начала коронароoкклюзии уровня миокардиоцитарного фермента, участвующего в транспорте энергии АТФ.

Одновременно с этим наблюдается прогрессирующее значительное снижение показателей сократительной функции сердца, происходящее на фоне сравнительно небольшого уменьшения содержания АТФ в зоне ишемии. Этот факт подтверждается положением о подавлении активности АТФазы миозина по мере развития ишемии миокарда.

В период реперфузии восстановление адекватного энергообеспечения миокарда наблюдается после его ишемии, не превышающей по длительности 10 мин. Реперфузия же после более длительной коронароoкклюзии характеризуется потенцированием расстройств энepгeтического снабжения миокарда. Это обусловлено отсутствием признаков восстановления кровотока в отдельных областях реперфузируемого миокарда и другими значимыми факторами. К числу таких относят агрегацию форменных элементов крови, тромбоз микрососудов и отек их стенки.

Нарастание степени нарушений энергоснабжения реперфузируемого миокарда после длительной ишемии свидетельствует о включении дополнительных факторов его альтерации. Это происходит за счет дальнейшего повреждения митохoндpий, главным образом в результате нарушения процессов транспорта энергии АТФ из митохондрий к эффекторным структурам кардиомиоцитов и использования ими энергии. Электронно-микроскопическое исследование миокарда показало, что его 10- и 40-минутная реперфузия после 40 и 120 мин ишемии вызывает набухание и интенсивную деструкцию митохондрий. При этом степень реперфузионного повреждения органелл более выражена в сравнении с предшествующим периодом ишемии, а также в сопоставлении с продолжающейся ишемией той же длительности. Это обусловлено накоплением в кардиомиоцитах избытка Ca, значительная часть которого в митохондриях фиксируется в виде комплекса с фосфатами и липидами. Транспорт Са в митохондрии, в свою очередь, способствует накоплению в них жидкости (по осмотическому градиенту), их набуханию и разрушению. Кроме того, реперфузионное повреждение органелл потенцируется патогенным действием избытка свободных радикалов и продуктов свободнорадикального перекисного окислении липидов (СПОЛ). Известно, что интенсивность липопероксидации в период реперфузии существенно увеличивается. Реперфузия миокарда сопровождается так же дальнейшим увеличением содержания в нем НАД*Н₂ и снижением концентрации норадреналина.

В совокупности указанные механизмы обусловливают низкий уровень ресинтеза АТФ и его дефицит в зоне реперфузии миокарда. Одновременно с этим усиливается повреждение механизмов транспорта, а также использования энергии АТФ эффекторными структурами клеток миокарда. При этом указанные факторы в период реперфузии становятся доминирующими об этом свидетельствует факт прогрессирующего увеличения активности в плазме крови кардиомиoцитарного изофермента.

Подтверждением акта существенной роли реперфузионной альтерации механизмов транспорта и утилизации АТФ в кардиомиоцитах на начальном этапе возобновления коронарного кровотока являются также данные о том, что увеличение содержания АТФ в зоне реперфузии и незначительное его снижение в отдаленных от нее участках сердца не предотвращают прогрессирующего подавления сократимости сердца в целом при его регионарной реперфузии после 40 мин ишемии. Такая ситуация в большой мере обусловлена тем, что не вся энергия АТФ на начальном этапе посишемической реперфузии достaвляется транспортной системой к эффекторным структурам клеток миокарда, и не вся доставленная энергия утилизируется ими.

Важно, что принципиально сходные изменения процесса энергетического обеспечения кардиоцитов на этапах ресинтеза АТФ, транспорта и усвоения его энергии наблюдаются при повреждении миокарда и другого генеза: при стрессе, миокардиодистрофиях, ряде интоксикаций, инфекционных и аллергических процессов. Это дает основания относить описанные выше механизмы расстройств энергоснабжения клеток миокарда к числу типовых звеньев патогенеза нарушений сердечной деятельности.