Нарушения генетической программы клеток миокарда и механизмов ее реализации

Развитие структурных и функциональных изменений при ишемии и реперфузии миокарда во многом зависит от характера изменений в генетической программе клеток миокарда, а также в механизмах ее реализации. Основными процессами, обуславливающими указанные изменения при ишемии/реперфузии, являются мутации, экспрессия или супрессия генов, внедрение в геном фрагмента чужеродной ДНК, нарушение процессов транскрипции, а также биосинтеза белка, активация программы апоптоза.

Расстройство симпатического и парасимпатического механизмов регуляции сердечной деятельности

Как правило, изменения в механизмах регуляции функции сердца в норме и при его повреждении носят адаптивный характер. Они обеспечивают экстренную и долговременную перестройку сердечной деятельности в соответствии с текущими потребностями организма. Вместе с тем, на определенных этапах развития патологических процессов изменения в механизмах регуляции могут, с одной стороны, способствовать включению и/или активации адаптивных реакции, повышающих резистентность сердца к патогенным факторам, а с другой - усугубить течение патологии.

К числу главных модуляторов сердечной деятельности, согласующих ее интенсивность с текущими потребностями организма, относятся симпатический и парасимпатический механизмы регуляции. Динамическая перестройка их в норме и при развитии патологических процессов носит, главным образом, адаптивный характер. Симпатический и парасимпатический механизмы являются обязательными компонентами формирующихся при этом функциональных систем, обеспечивающих достижение, как правило, полезного для организма конечного результата.

Вместе с тем, реакции регулирующих систем в ответ на действие различных факторов нередко бывают избыточными или недостаточными по выраженности и/или длительности. В связи с этим возможно первичное или вторичное, дополнительное (к действию «первичного» патогенного фактора), повреждение органов и систем, реализующееся в большой мере через эффекты регуляторных систем организма, - развиваются дисрегуляторные формы патологии.

Доказано, что в ишемизированном участке сердца увеличение содержания норадреналина (НА) и адреналина в первые минуты коронароокклюзии имеет в основном метаболическое значение, поскольку сократительная функция в нем быстро прекращается.

Кроме того, учитывая непосредственное участие эффекторов катехоламинов в механизме развития ишемической контрактуры миофибрилл, в частности, в результате увеличения под их влиянием содержания ионов кальция в гиалоплазме каодиомиоцитов, высокий уровень НА и адреналина в зоне коронароокклюзии является одним из факторов, обеспечивающих поддержание механической прочности и «жесткости» миокарда. Напротив, снижение концентрации НА в ишемизированной зоне сердца при продолжительной коронароокклюзии (до 120мин) может способствовать, с одной стороны, уменьшению «жесткости» и усугублению в связи с этим расстройств насосной функции сердца, а с долгой - снижению тонуса ишемизированного миокарда и тем самым уменьшению его повреждения, в частности, в результате сокращения расхода энергии макроэргических фосфатов

Значительное увеличение концентрации адреналина при одновременном существенном уменьшении уровня норадреналина в длительно (40 мин и более) ишемизированном и реперфузируемом участке сердца играет в основном патогенную роль. Этот феномен обозначен как гормоно-нейромедиаторная диссоциация соотношения катехоламинов.

Развитие феномена сопровождается потенцированием повреждения миокарда в дополнение к действию «первичного» патогенного фактора: постишемической реперфузии, стресса, ишемии. Это связано с тем, что, во-первых, высокие концентрации адреналина интенсифицируют повреждение мембран и ферментов кардиоцитов в связи со значительной активацией перекисного окисления липидов; во-вторых, избыток адреналина потенцирует транспорт из межклеточного пространства в клетки миокарда ионов кальция, способствующих активации Са-зависимых гидролаз, что усугубляет альтерацию кардиоцитов; в-третьих, вызываемая адреналином активация клеточного метаболизма характеризуется сравнительно низкой энергопродукцией.

Увеличение содержания ацетилхолина, сочетающееся со снижением концентрации норадреналина в участках сердца за пределами зоны ишемии и реперфузии, обеспечивает достижение, по меньшей мере, двух адаптивных эффектов. На «функциональном» уровне - эффекта регуляторного ограничения сократимости миокарда. На «метаболическом» — эффекта препятствия реализации кардиотонического и кардиотоксического действия избытка адреналина на миокард.

В конечном итоге, доминирование парасимпатических влияний на сердце как при его продолжительной регионарной ишемии, так и в период последующей реперфузии может способствовать достижению нескольких адаптивных эффектов:

- снижение степени и скорости развития ишемических повреждений миокарда в зоне коронароокклюзии в связи с регуляторной депрессией его сократительной функции;

- уменьшение альтерации миокарда вне зоны ишемии/реперфузии вследствие регуляторного ограничения его функции, а также препятствие реализации кардиотоксического действия на него избытка катехоламинов;

- потенцирование восстановительных процессов в реперфузируемом миокарде и окружающих его участках в результате прямой или опосредованной активации под влиянием ацетилхолина пластических процессов и репаративной регенерации в кардиоцитах.

Доминирование симпатических эффектов на сердце на раннем этапе его локальной ишемии и смена их преобладанием парасимпатических эффектов при длительной коронароокклюзии обеспечивает развитие адаптивных реакций также и на уровне сердечно-сосудистой системы в целом.

Указанная динамика регуляторных влияний на сердце совладает во времени с закономерной сменой гиперкинетической кардиальной реакции, развивающейся на раннем этапе периода его ишемии, гипокинетической, регистрируемой при длительной коронароокклюзии и на начальном этапе реперфузии. Сопоставление изменений содержания нейромедиаторов в различных зонах сердца с динамикой показателей его функции при транзиторной коронарной недостаточности свидетельствует о существенной зависимости последних от симпатических и парасимпатических влияний на сердечно-сосудистую систему. Изменение реактивных свойств системы в указанной зависимости играет меньшую роль, так как направленность и степень отклонении адрено- и холинореактивности сердца и сосудов при транзиторной коронарной недостаточности в значительной мере близки.

Гиперкинетическая реакция сердца в условиях локальной ишемии может носить адаптивный характер для организма в целом. Она направлена на экстренную компенсацию нарушений центральной и органно-тканевой гемодинамики в результате выпадения из контрактильного процесса участка ишемизированного миокарда и снижения в связи с этим сердечного выброса.

Развитие гипокинетической кардиальной реакции, характеризующейся прогрессирующим снижением частоты сокращений сердца, скорости повышения систолического и снижения диастолического давления в его желудочках, а также падением величины интегративного показателя его функции, является следствием прогрессирующего снижения содержания в миокарде НА и одновременно — сохранения сравнительно высокой концентрации ацетилхолина (особенно в участках сердца вне зоны его ишемии и реперфузии). Гипокинетическая реакция имеет адаптивный характер с «позиции» сердца, так как она обеспечивает снижение нагрузки на него и тем самым может предотвращать развитие острой сердечной недостаточности или уменьшать ее выраженность.

Таким образом, степень повреждения миокарда и расстройство его сократительной функции при транзиторной коронарной недостаточности зависят не только от прямого воздействия патогенных факторов ишемии и реперфузии, но и от нарушения соотношения эффектов симпатических и парасимпатических регуляторных влияний на сердце. Существенно, что подобная ситуация, как правило, наблюдается у тех пациентов, у которых в остром (ишемическом) периоде инфаркта миокарда отмечаются симптомы значительной активации симпатико-адреналовои системы.

В соответствии с формальной логикой, возобновление кровотока в ранее участке сердца и тенденция к восстановлению в нем уровня АТФ должны были бы приводить к быстрой нормализации показателей контрактиального процесса, после кратковременной и, по крайней мере, к прекращению снижения их после длительной коронароокклюзии. Однако этого не происходит. В связи с этим сохранение показателей сократимости сердца на сниженном уровне в период его локальной постишемической реперфузии в определенной мере можно рассматривать как результат регуляторного процесса еще жизнеспособного кратковременного ишемизированного, а затем реперфузируемого миокарда, а также миокарда за пределами участков ишемии и реперфузии.

В целом есть основания говорить о наличии общей закономерности, заключающейся в регуляторном ограничении функций органов и физиологических систем на разных этапах развития патологических процессов, сопровождающихся значительным или необратимым повреждением. В таких условиях патогенное действие альтерирующего фактора может быть локализовано, ослаблено или даже заблокировано, в том числе медикаментозными средствами. В последующем это может способствовать потенцированию репаративных процессов, направленных на устранение последствий повреждения.