Клеточно-молекулярные механизмы сердечной недостаточности

Снижение сократительной функции сердца является итогом развития сердечной недостаточности самой разной этиологии. Несмотря на различие причин и известное своеобразие начальных звеньев патогенеза сердечной недостаточности, её механизмы на клеточном и молекулярном уровне едины. К числу главных механизмов снижения сократительной функции сердца относят следующие (рис. 23–26):

• Недостаточность энергетического обеспечения клеток миокарда.Расстройство энергоснабжения основных процессов, происходящих в клетках миокарда (прежде всего его сокращения и расслабления), развивается вследствие нарушения:

– ресинтеза макроэргов;

– транспорта энергии к эффекторным структурам кардиомиоцитов,

– утилизации этими структурами энергии макроэргических фосфатных соединений. Эти звенья патогенеза рассмотрены в главе «Патология клетки» (раздел «Общие механизмы повреждения», подраздел «Расстройства энергетического обеспечения клетки»).

Нарушение обеспечения кардиомиоцитов энергией на этапах её продукции, транспорта и утилизации может быть как стартовым механизмом снижения сократительной функции сердца, так и существенным фактором нарастания её депрессии.

Ы Вёрстка Файл «ПФ Рис 22 27 Основные механизмы снижения сократительной функции миокарда при сердечной недостаточности»

Рис. 23–26. Основные механизмы снижения сократительной функции миокарда при сердечной недостаточности.

• Повреждение мембран и ферментов кардиомиоцитов. Общие механизмы овреждения клеточных мембран и ферментов рассмотрены в главе 4 «Патология клетки» (раздел «Общие механизмы повреждения», подраздел «Повреждение мембран и ферментов»).

•Альтерация мембран и ферментов клеток миокарда: главное, а нередко и инициальное звено патогенеза сердечной недостаточности.

•Изменение физико‑химических свойств и конформации молекул белка (структурных и ферментов), липидов, фосфолипидов и ЛП. Эти изменения сопровождается значительным обратимым, а часто необратимым повреждением структуры и функции мембран и ферментов, в том числе митохондрий, саркоплазматического ретикулума, миофибрилл, плазматической мембраны, обеспечивающих реализацию сократительной и ритмической функций сердца.

• Ионный дисбаланс.Нарушение содержания и соотношения между отдельными ионами внутри и вне клеток рассмотрены в главе «Патология клетки». Ниже приведены специфичные для развития сердечной недостаточности особенности ионного дисбаланса.

Ионный дисбаланс при сердечной недостаточности проявляется нарушением соотношения между отдельными ионами в разных секторах кардиомиоцитов: в органеллах (митохондриях, саркоплазматическом ретикулуме, миофибриллах), в цитозоле, по разные стороны плазматической мембраны кардиомиоцитов. 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.

• Нарушения в генетической программ кардиомиоцитов. Эти механизмы опиманы в главе «Патология клетки». При сердечной недостаточности происходит активация генов, контролирующих процессы обновления субклеточных структур кардиомиоцитов, а также роста сосудов микроциркуляторного русла и нервных волокон. Так, при ишемическом и стрессорном повреждении сердца подавлена экспрессия мРНК, для Ca²⁺‑зависимой АТФазы саркоплазматической сети. Это потенцирует ингибирование процессов захвата и выброса Ca²⁺ ретикулумом миоцитов. В условиях ишемии и инфаркта миокарда, хронического эмоционально‑болевого стресса подавлен также процесс трансляции генетической информации, что сопровождается нарушением синтеза различных белков клеток миокарда.

• Расстройства нейрогуморальной регуляции сердца. Общая характеристика нарушений регуляции клеточных функций приведена в главе «Патология клетки». Ниже рассмотрены важные для развития сердечной недостаточности изменения симпатической и парасимпатической регуляции сердца.

Изменение механизмов симпатической регуляции сердечной деятельности.Оно заключается в уменьшение содержания нейромедиатора симпатической нервной системы норадреналина в ткани сердца. Причиной этого являются: – снижение синтеза норадреналина в нейронах симпатической нервной системы (в норме в этих нейронах образуется около 80% медиатора, содержащегося в миокарде) в результате подавления активности фермента тирозингидроксилазы и торможения захвата норадреналина нервными окончаниями; – снижение адренореактивных свойств сердца,т.е. выраженности ино-, хроно-, дромо- и батмотропных эффектов норадреналина и адреналина.

Изменение механизмов парасимпатической регуляции сердца.При сердечной недостаточности расстройства парасимпатической регуляции выражены вмменьшей мере, чем в симпатической, что является результатом более высокой резистентности этих механизмов к повреждающим факторам. Известно, что ацетилхолин через м‑холинорецепторы снижает частоту и силу сердечных сокращений (ингибируя образование цАМФ и активируя образование цГМФ, которая активирует цГМФ‑зависимую киназу, подавляющую активность потенциалозависимых Ca²⁺‑каналов).

Последствия нарушенных симпатических и парасимпатических влияний на миокард состоят в снижении степени управляемости и надёжности регуляции сердца. Это приводит к падению темпа и величины мобилизации сократительной функции сердца, особенно в чрезвычайных условиях.