Патофизиология ишемии миокарда Осиков М.В. д.м.н., профессор кафедры патофизиологии Патофизиология артериальной гипертензии
1. Особенности метаболизма и кровоснабжения миокарда 2. Изменения метаболизма миокарда при ишемии 1) кратковременная и длительная ишемия 2) повторные эпизоды ишемии-реперфузии 3. Артериальное давление и его регуляция 1) локальные механизмы регуляции 2) системные механизмы регуляции 4. Артериальная гипертензия: общая характеристика 1) определение 2) классификация 5. Этиология эссенциальной артериальной гипертензии 1) генетическая предрасположенность 2) факторы внешней среды 6. Патогенез эссенциальной артериальной гипертензии 1) стадия становления 2) стадия стабилизации 3) стадия органных изменений План лекции
1. Кардиомиоциты – рекордсмены по объему выполняемой работы ● сердце круглосуточный « кровяной насос » (бодрствование-сон, покой-физическая нагрузка) ● выполнение работы требует адекватного энергообеспечения → потребность в кислороде и питательных веществах → необходимость интенсивного кровоснабжения 2. Особенности кровоснабжения миокарда ● по сравнению с другими тканями, кровоснабжение миокарда по отношению к выполняемой работе снижено ● кровь поступает к миокарду из аорты через коронарные артерии в диастолу (в магистральные сосуды – в систолу)
3. Компенсация недостаточного кровоснабжения ● кардиомиоциты максимально извлекают кислород из HbO 2 35% объема цитоплазмы – митохондрии ● кардиомиоциты используют в качестве энергетического субстрата не только глюкозу, но также лактат и жирные кислоты (жирные кислоты более энергоемки по сравнеию с глюкозой, в норме составляют до 80% от всех источников энергии)
● обусловлена острым или хроническим несоответствием потребности миокарда в кислороде и реального коронарного кровоснабжения, ● приводит к возникновению в миокарде участков ишемии, ишемического повреждения, некрозов и рубцовых полей ● проявляется нарушением систолической и/или диастолической функции сердца
1. Атеросклероз (95 – 97 %) – ПКА, ЛКА (ОВ, ПМЖВ) → сужение коронарных артерий атеросклеротической бляшкой стабильная стенокардия напряжения (при стабильной бляшке) 2. Выраженный спазм коронарных артерий ● при дисфункции эндотелия (атеросклероз, АГ, СД, ИМТ) ( ↓ БАВ-вазодилататоров, ↑ БАВ-вазоконстрикторов ) ● активация САС и ↑ концентрации катехоламинов стенокардия Принцметала (спонтанная) нестабильная стенокардия (спазм в области бляшки) 3. Тромбоз коронарных артерий при дестабилизации атеросклеротической бляшки (разрыв) нестабильная стенокардия, острый инфаркт миокарда
1. Кратковременная ишемия (до 5 мин) значительных изменений нет используются внутренние энергоресурсы (КрФ) 1. Кратковременная ишемия (до 5 мин) 2. Длительная ишемия (более 5 мин) 1) обратимые изменения (при ишемии 5 - 10 мин) 2) необратимые изменения (при ишемии более 10 мин) 3. повторные эпизоды ишемии-реперфузии
2. Длительная ишемия (более 5 мин) 1) обратимые изменения (при длительности ишемии 5 - 10 мин) при стабильной стенокардии напряжения станнинг (оглушенность) миокарда – обратимые изменения метаболизма, структуры, функции миокарда, которые восстанавливаются после нормализации кровотока ► активация ферментов дыхательной цепи митохондрий ► изменение субстратной специфичности преимущественный субстрат – глюкоза, а не ЖК ► активация гликолиза → ацидоз → блокада ФФК → блокада гликолиза
последствия нарушение функции ионных каналов: Са 2+ -АТФазы → ↑ [ Са 2+ ] → 1) нарушение сокращений кардиомиоцита (контрактура миофибрилл) 2) активация внутриклеточных ферментов (протеаз, фосфолипаз) 3) разобщение окисления и фосфорилирования в митохондриях Na +,К + -АТФазы → ↑ [ N а + ] в цитоплазме кардиомиоцита ↓ [ К + ] в цитоплазме кардиомиоцита ↑ [ К + ] в плазме → 1) отек кардиомиоцита 2) н арушения электрогенеза → аритмии
2. Длительная ишемия (более 5 мин) 2) необратимые изменения (при общей длительности ишемии более 10 мин) необратимые изменения кардиомиоцитов из-за активации процессов свободно-радикального окисления → ↑ ПОЛ → повреждение мембран (клеточной и СПР) Источники свободных радикалов: ► убисемихинон дыхательной цепи митохондрий ► ↑ [ гипоксантина ] АТФ → АДФ → АМФ → аденозин → инозин → гипоксантин гипоксантин → ксантин + О 2 ● ► инфильтрация миокарда при ишемии нейтрофилами ( → О 2 ● ) ► ишемия миокарда → стресс → А, НА → убисемихинон + О 2 ● ► ишемия эндотелия → ↑ [ NO ] → пероксинитрит
3. повторные эпизоды ишемии-реперфузии гибернация миокарда («спящий» участок) ● кардиомиоциты сохраняют свою целостность за счет ↓ сократительной функции (анабиоз кардиомиоцитов) ● после нормализации кровотока кардиомиоциты восстановливаются частично или полностью
Р = Q ● R давление жидкости в системе трубок объемная скорость сопротивление току жидкости Уравнение Пуазейля АД = МОК ● ОПСС МОК = ЧСС ● УО сократимость миокарда ВВ ← ОЦК ОПСС = 8 μ l / π r 4 r – радиус сосуда АД = f ( ЧСС, сократимость миокарда; ОЦК; Ø сосуда; вязкость крови)
1. Местные (локальные) механизмы регуляции ● метаболическая ауторегуляция ● миогенная ауторегуляция ● эндотелиальная регуляция 2. Системные механизмы ● кратковременного действия (нейрогенные) секунды-мин ● среднесрочного действия (гуморальные) минуты-часы ● длительного действия (объемно-почечный механизм) дни
Вазоконстриктор – О 2 Вазодилататоры – СО 2, лактат, пируват, АДФ, аденозин, ↓ рН, ↑ р осм ↓ п ерфузии тканей → ↓ р О 2, ↑ р СО 2, ↑ ( лактат, пируват, АДФ, аденозин) ↓ ↓ тонуса артериол, прекапиллярных сфинктеров ↓ ↑ диаметра сосудов, ↑ притока крови ↓ восстановление перфузии
Эффект Остроумова-Бейлиса (поддержание адекватного кровотока в тканях за счет изменения тонуса сосудов) ↑ внутрисосудистого давления → ↑ сократимости ГМК сосудов → ↑ тонуса артериол, прекапиллярных сфинктеров → ↓ диаметра сосудов, т.е. ↑ сопротивление сосудов → ↓ притока крови ↓ внутрисосудистого давления → ↓ сократимости ГМК сосудов → ↓ тонуса артериол, прекапиллярных сфинктеров → ↑ диаметра сосудов → ↑ притока крови
БАВ – вазодилататоры эндотелиального происхождения: ● оксид азота ( II), NO ● эндотелин (через рецепторы типа В) ● Pg I 2, простациклин ● эндотелиальный фактор деполяризации БАВ – вазоконстрикторы эндотелиального происхождения: ● эндотелин (через рецепторы типа А) ● тромбоксан А 2 ● Pg Н 2
В основе: Изменение АД, ОЦК, СО 2, Н + Рецеп- торы баро- хемо- волюмо- ЦНС СДЦ, ВНС Изменение ОПСС, ЧСС, сократимости Барорецепторный механизм ↓ АД Рефлексогенные сосудистые зоны ЦНС СДЦ, ВНС ↑ ОПСС, ЧСС, сократимости ↑ АД Реализуется за счет эффектов катехоламинов – А, НА адреналин β 1 – АР миокарда ↑ ЧСС, сократимости миокарда норадреналин α – АР сосудов ↑ ПСС кожи, внутренних органов
↑ СО 2, ↓ р Н хемо- рецеп- торы ЦНС СДЦ, ВНС ↑ ОПСС Хеморецепторный механизм ↑ ОЦК ↑ р пр.пр., a. pulmon. ЦНС СДЦ, ВНС ↓ ОПСС ↓ АД ↑ АД Волюморецепторный механизм
1. Транскапиллярный обмен (закон Старлинга) ↑ АД → ↑ ФД капилляров → ↑ транссудации плазмы в ткани → ↓ ОЦК → ↓ АД Эрне́ст Ге́нри Ста́рлинг (1866 - 1927) английский физиолог, профессор Лондонского университета
2. Гуморальные механизмы ● ренин – ангиотензин – альдостероновая система (РААС) ● антидиуретический гормон (АДГ, вазопрессин) ● предсердный натрий-уретический пептид (ПНУП)
РААС эффекты АТ через 20 мин альдостерона - через несколько часов до нескольких дней ↓ АД → ↓ ОЦК → ↓ перфузии почек → ↑ ЮГА → ↑ ренин → АТГ → АТ I → АТ II 1) ↑ ОПСС ● ↑ тонус ГМК артериол ● ↑ САС (выброс КА) 2) ↑ ОЦК АТ II → ↑ альдостерона ● задержка Na, H 2 О → ↑ ОЦК 3) ↑ ЧСС АТ II → АТ III ↑ АД
Антидиуретический гормон (АДГ, вазопрессин) ↓ ОЦК, ↑ р осм → волюмо, осмо R → гипоталамус → ↑ АДГ 1) ↑ ОПСС через V 1 -R ГМК сосудов 2) ↑ ОЦК через V 2 -R в почках → ↑ реабсрбция Н 2 О ↑ АД
Предсердный натрий-уретический пептид ↑ ОЦК → волюмо R пр. предсердия → ↑ ПНУП 1) ↓ ОПСС расширение артериол ↓ синтеза АТ II, ↓ активности САС 2) ↓ ОЦК ↓ реабсрбция Na, Н 2 О → ↑ диурез ↓ синтеза альдостерона ↑ АД
Почечно-объемный механизм ↑ АД ( 1 0 0 -150 мм Hg) → ↑ Na уреза, ↑ диуреза → ↓ ОЦК → ↓ АД механизмы: ◄ ↑ АД → ↓ активности РААС → ↓ реабсорбция Na ◄ ↑ АД → ↑ ККС и простагландиновой систем почек → ↑ БАВ брадикинин, Pg Е 2, Pg I 2 → ↑ почечного кровотока, ↓ реабсорбции Na ◄ ↑ АД → ↑ р гидр в интерстиции почек → ↓ реабсорбция Na и Н 2 О ◄ ↑ АД → ↑ кровотока по прямым сосудам мозгового вещества почек → ↓ осмотического градиента Na и мочевины → ↓ реабсорбции Н 2 О
АД = f (ЧСС; сократимость; ОЦК; ОПСС) локальные механизмы регуляции гуморальные механизмы регуляции почечные механизмы регуляции нейрогенные механизмы регуляции барорецепторный хеморецепторный волюморецепторный РААС, АДГ, ПНУП
● синдром, при котором САД > 140 мм.рт.ст. ДАД > 140 мм.рт.ст. ● ↑ АД носит стойкий характер: ► отмечено в рез-те ≥ 3 измерений ► вне психоэмоционального стресса ► вне приема средств, изменяющих АД (лекарственные ср-ва, кофе и др.)
1. По уровню повышения АД ● оптимальное < 120 / < 80 мм.рт.ст. ● нормальное < 1 3 0 / < 85 мм.рт.ст. ● высокое нормальное 130-139 / 85-89 мм.рт.ст. ● I степень АГ (мягкая) 140-160 / 90-100 мм.рт.ст. ● II степень АГ (умеренная) 160-180 / 100-110 мм.рт.ст. ● III степень АГ (тяжелая) >180 / > 110 мм.рт.ст. ● изолированная систолическая >1 4 0 / < 90 мм.рт.ст.
2. По патогенезу 1) первичная (эссенциальная), гипертоническая болезнь ● до 95% от всех случаев артериальной гипертензии ● когда исключены все возможные причины АГ 2) вторичные (симптоматические) ● нейрогенные ● эндокринные (0,1% - 0,3% от всех АГ) ● почечные (3% - 4%) ● гемические ● гемодинамические ● гестационные ● лекарственные
3. По типу повышенного АД 1) систолическая АГ 2) диастолическая АГ 3) смешанная – систолодиастолическая АГ 4. По изменению сердечного выброса 1) гиперкинетические МОК – ↑↑ ОПСС - N / ↓ 2) гипокинетические МОК – ↓ ОПСС - ↑↑ 3) эукинетические МОК – N ОПСС - ↑
5. По уровню секреции ренина 1) гиперрениновые 2) нормо / гипорениновые 6. По клиническому течению 1) доброкачественная АГ медленное развитие систолодиастолическая эукинетическая 2) злокачественная АГ быстропрогрессирующее течение диастолическая гипокинетическая
● эссенциальная, идиопатическая – т.е., развивающаяся без видимых причин ● АГ – мультифакториальное заболевание с наследственной предрасположенностью Этиология АГ включает: 1) полигенный дефект (наследственная предрасположенность) 2) факторы внешней среды (триггерные, т.е. пусковые, факторы) Наследственная предрасположенность при АГ: 1) гиперреактивность САС (теория Г.Ф.Ланга, А.Л.Мясникова) 2) нарушение прессорного диуреза (теория А. Гайтона) 3) мембранопатии (теория Постнова Ю. В. и Орлова С. Н., 1987 ) 4) инсулинорезистентность
В основе - ↓ тормозного влияния коры БП ГМ на подкорковые центры регуляции АД (особенно, прессорные) В ходе эволюции сложилось относительное преобладание прессорных механизмов регуляции АД над депрессорными Ланг Георгий Федорович (1875- 1948) Мясников Александр Леонидович (1899‒ 1965) затяжной отрицательный психоэмоциональный стресс нарушение баланса нервных процессов в коре БП ГМ формирование центров возбуждения в гипоталамусе, ретикулярной формации, ССЦ ПМ ↑ ЧСС, сократимости миокарда, ↑ ОПСС ▬► ↑ АД в условиях наследственной предрасположенности
В основе – сдвиг прессорного диуреза, Почки включаются в долговременные механизмы регуляции АД при большем, чем обычно, АД В условиях генетического дефекта и ↑ потребления NaCl ● ↑ АД (100- 1 5 0 мм Hg) → ↑ Na уреза, ↑ диуреза ● сохраняющееся ↑ АД → ↑ перфузии тканей → миогенный механизм ауторегуляции АД → ↑ ОПСС → ↑ АД Артур К. Гайтон, доктор медицины 1919–2003
В основе – генетически обусловленный дефект ионных каналов в цитоплазматической мембране различных клеток Na +, К + – АТФаза, Са ++ – АТФаза → накопление в клетках Na + и Са ++ в ГМК : ↑ сократительной активности ↑ чувствительности к возоконстрикторам в эндотелиальных клетках : дисбаланс БАВ – регуляторов сосудистого тонуса → ↑ ОПСС → ↑ АД
● избыточное потребление поваренной соли ( > 4 г/сут) ► ↑ [ Na ] плазмы → ↑ р осм → ↑ ОЦК → ↑ МОК → ↑ АД ► ↑ [ Na ] плазмы → ↑ [ Na ] ГМК, ЭК → набухание → ↑ ОПСС → ↑ АД ► сенситизация ГМК к действию вазоконстрикторов ● хр. психоэмоциональный стресс ● курение ● ДЛП, ↑ [ холестерина ] плазмы > 6,5 ммоль/л ● гиподинамия ● избыточная масса тела ( в 2-6 раз ↑ риск развития АГ) ● возраст (мужчины старше 55 лет, женщины – 65 лет)
1 стадия – становления АГ 2 стадия – стабилизации АД на повышенном уровне 3 стадия – поражение органов- мишеней (органных изменений)
● ↑ АД носит эпизодический характер ● поражения органов – мишеней нет сочетание генетического дефекта и пускового фактора ↓ ↑ нейрогенных, гуморальных, метаболических влияний на сердце (↑ ЧСС и сократимости миокарда) артериолы (сокращение → ↑ ОПСС) венулы (сокращение → ↑ ВВ → ↑ МОК) ↑ ОЦК ↓ ↑ АД
● ↑ АД носит постоянный характер ● начальные изменения в органах – мишенях 1) Механизмы утолщения стенки сосудов ► ↑ тонуса ГМК сосудов ► эффекты ангиотензина II ► дисфункция эндотелия (эндотелин) гиперплазия ГМК сосудов 2) Перестройка барорецепторов сосудистых рефлексогенных зон (адаптация к ↑ АД ) → нарушение регуляции сосудистого тонуса
Мишени: сосуды, сердце, ЦНС, почки 1. Сосуды ● атеросклероз и артериолосклероз ● утолщение стенок артерий ● расслаивающая аневризма аорты ● генерализованное или очаговое сужение артерий сетчатки, кровоизлияния, отслойка сетчатки (гипертоническая ретинопатия) 2. Сердце ● гипертрофия миокарда л.ж. (↑ постнагрузки из-за ↑ ОПСС, эффекты АТ II, эндотелина, ФР и др.) ● развитие сердечной недостаточности ● признаки ИБС (следствие коронарного атеросклероза) ● высокий риск внезапной коронарной смерти
3. ЦНС (нарушения мозгового кровообращения) ● тромбоз церебральных артерий → ишемический инсульт ● разрыв артериальных сосудов с кровоизлиянием в ткань мозга (геморрагический инсульт)и оболочки головного мозга (субарахноидальное кровоизлияние) ● гипертоническая дисциркуляторная энцефалопатия 4. Почки ● микроальбуминурия (выделение альбумина 3-300 мг/сут) ● склеротическое поражение почек (первично-сморщенная почка) и развитие ХПН
1. Этиотропный ● отказ от курения ● профилактика стресса (психотерапия, релаксация, аутогенная тренировка) ● комплексная модификация диеты ( ↓ потребление NaCl до 5 г/сут, ↓ в рационе насыщенные жиры, углеводы, ↑ потребление К и Mg, отказ от алкоголя) ● физическая активность (аэробная) ● снижение избыточной массы тела
2. Патогенетический (группы лекарственных ср-в) 1) блокаторы медленных C а-каналов ● ↓ сократимость миокарда ● ↓ тонус ГМК артериол (↓ОПСС) 2) диуретики ● ↓ ОЦК (↓ преднагрузку на миокард) 3) β -адреноблокаторы ● ↓ эффекты чрезмерной активации САС 4) ингибиторы АПФ ● ↓ активность РААС (гуморальной и тканевой) 5) антагонисты рецепторов АТ- II 6) α - адреноблокаторы 7) прямые вазодилататоры 8) стимуляторы α 2 - и имидазолиновых рецепторов в ЦНС
Рембрандт. Урок анатомии доктора Тульпа Вторая треть 17 века. Гаага, королевское собрание картин Маурицхейс
