Механизмы краткосрочной и хронической гибернации

Краткосрочная гибернация возникает в случае, когда степень снижения притока крови составляет не более 75%. Таким образом, при сохранении 25% объема притекающей крови кардиомиоциты могут сохранить жизнеспособность и не погибнуть в течение достаточно длительного времени при условии сокращения их метаболических потребностей, прежде всего, из-за снижения сократимости миокарда в участке с ограниченной коронарной перфузией. Подобное ограничение сократимости миокарда объяснялось с различных позиций. Предполагалось, что в условиях сниженного перфузионного давления происходит уменьшение длины саркомеров кардиомиоцитов и уменьшается сила сокращения (по механизму Франка-Старлинга), хотя впоследствии эта теория была многократно опровергнута. Существовала теория снижения сократимости в ответ на непосредственное уменьшение энергетического обмена, а также предположение, что ограничение сократимости связано с накоплением в клетках лактата и протонов водорода. Однако было показано, что при снижении притока крови к миокарду его сократительная способность уменьшатся значительно раньше, чем запасы АТФ. Более того, было показано, что в гибернирующем миокарде содержание АТФ может находиться даже в пределах нормальных значений. Установлено, что состояние гибернации не является результатом хронического кислородного голодания, и это подтверждается тем фактом, что образование молочной кислоты в гибернирующем миокарде не увеличивается, хотя в условиях ишемии активация анаэробного гликолиза обязательно приводит к повышенному образованию лактата. Значение рН снижается лишь в самом начале ограничения притока крови и затем восстанавливается до нормы даже без восстановления нормального кровотока.

Кроме вышеназванных, в качестве возможных механизмов снижения сократительной активности миокарда при острой ишемии в настоящее время рассматривают следующие:

· нарушение захвата кальция саркоплазматическим ретикулумом

· снижение чувствительности миофибрилл к кальцию

· накопление неорганического фосфата

· изменение соотношения НАД/НАДН

Каждый из перечисленных механизмов отчасти объясняет ограничение сократительной активности миокарда при снижении притока крови. Таким образом, снижение сократимости миокарда, индуцированное острой ишемией, можно рассматривать как адаптивную реакцию, направленную на сохранение жизнеспособности миокарда в условиях ограничения притока крови.

Хроническая гипоперфузия также приводит к гибернации миокарда. Этот вариант гибернации был описан первым и именно он чаще всего наблюдается у больных ИБС. В качестве основного механизма гибернации при длительной ишемии рассматривают структурную перестройку миокарда.

Отмечено, что в кардиомиоцитах гибернирующего миокарда происходит:

· уменьшение содержания сократительных белков

· повышение содержания гликогена

· появление признаков дедифференцировки кардиомиоцитов (эмбрионального фенотипа клеток).

Все эти изменения (кроме потери кардиомиоцитов) могут быть частично обратимы и не приводят к наиболее тяжелому последствию ишемии – некрозу. Интерстиций хронически гибернирующего миокарда содержит фрагменты разрушенных клеток, увеличенное количество макрофагов, фибробластов, а также большое количество коллагена. Кроме того, в гибернирующем миокарде обнаружен ускоренный апоптоз кардиомиоцитов.

S. Rahimtoola назвал миокард в состоянии гибернации «умным сердцем», образно подчеркнув важное адаптивное значение этого состояния. Однако, структурно-функциональные изменения миокарда при гибернации, особенно в условиях длительной выраженной гипоперфузии, не позволяют однозначно отнести этот феномен к механизмам адаптации, поскольку снижение сократимости клеток возникает параллельно с их повреждением и остановить процесс гибели кардиомиоцитов может только своевременная реваскуляризация.