Нарушение содержания и соотношения между отдельными ионами внутри и вне клеток миокарда

Ионный дисбаланс при СН проявляется нарушением соотношения между ионами в разных секторах кардиомиоцитов.

Основными причинами ионного дисбаланса являются: а) нарушение энергетического обеспечения кардиоцитов (в том числе – их ионных «насосов»), б) повреждение мембран клеток миокарда, в) альтерация ферментов, обеспечивающих трансмембранный перенос ионов. Указанные факторы обусловливают нарушение баланса и концентрации различных ионов. В наибольшей степени это относится к ионам K⁺ , Na⁺, Ca²⁺. Именно эти катионы в основном определяют реализацию таких процессов как возбуждение, электромеханическое сопряжение, сокращение и расслабление миокарда. Ведущую роль в развитии СН играют ионы Ca²⁺. Они в избытке накапливаются в кардиомиоцитах.

К патогенетическим факторам ионного дисбаланса также относятся: а) подавление активности К⁺ - Na⁺ - зависимой АТФазы сарколеммы. Это обусловливает накопление в кардиомиоцитах избытка ионов Na⁺, и потерю ими K⁺ . Увеличение внутриклеточного Na⁺ вызывает задержку в миоплазме Ca²⁺. Последнее является следствием нарушения функционирования Na⁺- Сa²⁺ ионообменного механизма, который обеспечивает обмен двух ионов Na⁺, входящих в клетку на один Са²⁺, выходящий из нее. Данный процесс реализуется благодаря наличию общего для Na⁺ и Са²⁺ трансмембранного переносчика. Увеличение внутриклеточного Na⁺, конкурирующего с Са²⁺, за общий переносчик, препятствует выходу Са²⁺ и, тем самым, способствует его накоплению в клетке; б) повреждение сарколеммы и увеличение её проницаемости, в том числе для ионов Са²⁺. Выявлено, что содержание Са²⁺ в саркоплазме равно 10^-7М во время диастолы и 10^-5 во время систолы, тогда как в плазме крови она составляет 10^-3 – 10^-2М); в) снижение активности кальциевого насоса саркоплазматического ретикулума, аккумулирующего Са²⁺; г) падение мощности энергозависимых механизмов, ответственных за удаление Са²⁺ из саркоплазмы.

Последствия избытка Са²⁺ в клетках миокарда проявляются следующим изменениями: 1) нарушение процесса диастолического расслабления миофибрилл. Это обусловливает повышение конечного диастолического давления в камерах сердца и/или остановку сердца в систоле в результате необратимой контрактуры миокарда; 2) увеличение транспорта Са²⁺ в митохондрии, что может сопровождаться разобщением окисления и фосфорилирования, более или менее выраженным падением содержания АТФ в кардиомиоцитах и усилением повреждений, обусловленных дефицитом энергии. Это обусловлено интенсификацией гликолиза и накоплением ионов водорода. Избыток протонов не только вытесняет Са²⁺ из ЭПР и сарколеммы, но и может конкурировать с кальцием за пункты связывания с тропонином. Последнее приводит к значительному снижению сократительной функции сердца; 3) активация Са²⁺ - зависимых гидролаз и липаз. Они, как указывалось выше, усугубляют повреждение мембранного аппарата и ферментных систем кардиомиоцитов; 4) регуляторные изменения в кардиомиоцитах, которые в определенной мере препятствуют дальнейшему поступлению иона Са²⁺ в эти клетки (к ним относятся: а) снижение адренореактивных свойств сердца, обусловленное тем, что ионы кальция ингибируют аденилатциклазу и активируют фосфодиэстеразу, благодаря чему снижается стимулируемое катехоламинами вхождение Са²⁺ в клетки миокарда, б) кальциевая активация гликолиза, в процессе которого ресинтезируется АТФ, необходимая для работы ЭПР, «откачивающего» кальций из миоплазмы). Оба этих эффекта лишь в некоторой мере противодействуют, но не предотвращают кальциевой альтерации миокарда при СН; 5) гипергидратация гиалоплазмы и органелл кардиомиоцитов. Это, в свою очередь, усугубляет повреждение мембран (в результате их перерастяжения и микроразрывов) и расстройство процессов энергообеспечения клеток миокарда (в связи с набуханием митохондрий, разрывом их мембран, пространственным разобщением их ферментов, дополнительным нарушением механизмов транспорта и использования энергии АТФ); 6) нарушение (или потенцирование расстройства) механизмов регуляции объёма клеток миокарда, обусловленного накоплением избытка осмотически активных ионов кальция в гиалоплазме клеток, их гипергидратацией, набуханием и увеличением объёма кардиомиоцитов.