Гибернация миокарда каким красителем выявляется. Что значит «спящий» или гибернирующий миокард? Механизмы краткосрочной и хронической гибернации

Если после возникновения циркуляторной гипоксии сердца в его по­раженном недостатком кислорода участке продолжает оставаться высо­ким отношение потребности клеток сердца в кислороде к доставке 0 2 кардиомиоцитам, то связанные с гипоксией патологические изменения могут прогрессировать вплоть до цитолиза.

Циркуляторная гипоксия сердца индуцирует на органном уровне защитную реакцию гибернирую- щего миокарда (гибернации сердца).

Гибернация (лат. ЫЬетиБ - зимний, холодный) - искусственно вы­званное состояние замедленной жизнедеятельности организма, напоми­нающее зимнюю спячку животных (естественная гибернация).

Под гибернирующим миокардом понимают состояние сердца, кото­рое характеризует угнетение насосной функции в условиях покоя без ци­толиза кардиомиоцитов, причина которого - снижение объемной скоро­сти кровотока по венечным артериям. Гибернация резко ограничивает возможности сердца реагировать ростом выброса крови в аорту левым желудочком за единицу времени в ответ на рост потребности организма в кислороде (физическая нагрузка, лихорадка, гипертиреоз и др.). Состоя­ние гибернирующего миокарда - это результат защитной реакции, на­правленной на снижение высокого соотношения между силой сокраще­ний гипоксичного участка сердечной мышцы и его кровоснабжением, то есть отношения потребности кардиомиоцитов в свободной энергии к уровню улавливания клетками сердца свободной энергии при аэробном биологическом окислении. Таким образом, гибернация задерживает цито­лиз клеток сердца, обусловленный гипоэргозом.

В ответ на снижение объемной скорости кровотока в два раза проис­ходит снижение вызываемого систолическим сокращением утолщения

стенок соответствующего сегмента на 50 %. Так проявляет себя гиберна­ция сердца как причина угнетения насосной функции левого желудочка. Кроме того, о гибернации свидетельствует возвращение на исходный уровень концентрации протонов, креатинфосфата и напряжения углеки­слого газа в венозной крови, оттекающей от сердца, через 1-3 ч после возникновения его циркуляторной гипоксии, приводящей к инфаркту.

Гипокинезия и акинезия сегментов стенки левого желудочка, вы­званная гибернацией сердца, еще не говорят о необратимых изменени­ях кардиомиоцитов, в которых при гистопатологическом исследовании не находят признаков характерной для начальных стадий гипоксиче- ского гипоэргоза дегенерации. Гибернация сохраняет кардиомиоциты таким образом, что возобновление кровотока в течение недели после возникновения ишемии (аорто-коронарное шунтирование, чрезкожная эндоваскулярная пластика венечной артерии) подвергает обратному развитию гипо- и акинезию сегментов стенки желудочков. По мере ис­чезновения гипокинезии и акинезии сегментов восстанавливается син­хронность их систолического сокращения, растет фракция изгнания левого желудочка, и восстанавливается способность сердца реагиро­вать ростом выброса крови в аорту в ответ на увеличение потребностей органов и тканей.

Можно считать, что в настоящее время не существует широко дос­тупных достоверных способов определения жизнеспособности (гибер­нации) сердечных клеток в асинхронно сокращающихся сегментах стен­ки левого желудочка. Лишь комбинация ангиографии, эхокардиографии, сцинтиграфии и компьютерной томографии сердца при кумуляции в кардиомиоцитах и элиминации из них радионуклидов позволяет полу­чить достоверную информацию о степени жизнеспособности гиберни- рующего миокарда.

Станнинг (англ. stunning - оглушение, ошеломление) миокарда - это состояние вследствие снижения насосной функции сердца в результате его циркуляторной гипоксии, которое не подвергается обратному разви­тию, несмотря на восстановление объемной скорости кровотока в испы­тавших циркуляторную гипоксию сегментах стенок сердечных камер.

Выраженность и длительность станнинга находятся в прямой связи со степенью и длительностью циркуляторной гипоксии участка сердечной мышцы. До сих пор неясно, представляет ли собой станнинг сугубо пато­логическое состояние миокарда или следствие защитной реакции гибер­нации. Существенным отличием станнинга от гибернации выступает то, что восстановление доставки клеткам сердца кислорода и энергопласти­ческих субстратов не устраняет угнетения насосной функции сердца. Предположительно в основе развития станнинга лежат образование сво­бодных кислородных радикалов, нарушения миграции кальция через кле­точные мембраны и низкая эффективность улавливания кардиомиоцита- ми свободной энергии при биологическом окислении.

Станнинг миокарда может развиться после тромболитической тера­пии, когда внутривенное введение стрептокиназы ведет к лизису тром­ба в области стеноза венечной артерии, или после операции аорто­коронарного шунтирования. Состояние станнинга миокарда может длиться дни или месяцы. В этих случаях использование средств с по­ложительным инотропным действием оправдано лишь в том случае, если угнетение насосной функции желудочка может стать звеном тан$- тогенеза.

В экспериментах у целого ряда видов млекопитающих было показано, что краткие периоды острой циркуляторной гипоксии (ишемии) сердца (ишемическое прекондиционирование миокарда) значительно повышают его устойчивость к длительной ишемии со снижением зоны инфаркта на 80 % зоны его распространения у животных контрольной группы.

Ишемическое прекондиционирование - наиболее эффективный из из­вестных у млекопитающих естественных механизмов защиты клеток миокарда от ишемии В кардиопротективном эффекте ишемического прекондиционирования особая роль принадлежит Сп-белкам, локализо­ванным в плазматической мембране клеток сердца. Эти трансмембран­ные белки выступают медиаторами снижения активности аденилатцик- лазы, которая падает вследствие возбуждения рецепторов к аденозину А1 и мускариновых Мг-рецепторов. Возбуждение рецепторов этих двух типов через активацию вгбелков приводит к активации АТФ- зависимых калиевых каналов наружных клеточных мембран кардио- миоцитов, торможению их натриевого трансмембранного канала и бло­кирует перенос через мембраны клеток сердца кальция по его каналам Ь-типа. Каждый из этих эффектов активации Орбелков ведет к сниже­нию утилизации всеми клетками сердца свободной энергии в основном за счет меньшей работы клеток рабочего миокарда при сокращении. Предполагают, что активация в]-белков при ишемии происходит вслед­ствие связанного с гипоэргозом высвобождения клетками сердца боль­шого количества молекул аденозина.

Если сердце не подвергать ишемическому прекондиционированию, то ишемия служит причиной неуклонного снижения уровня активации 01- белков, то есть их дисфункции, связанной с гипоэргозом. В сердце экспе­риментальных животных после ишемического прекондиционирования возрастает чувствительность Орбелков к активации соответствующих ре­цепторов при ишемии. Устойчивая активация данных трансмембранных белков в зоне циркуляторной гипоксии сердца, которое прошло через не­сколько периодов кратковременной ишемии, не приводящей к цитолизу, предположительно лежит в основе кардиопротективного эффекта ишеми­ческого прекондиционирования.

Полагают, что данные, полученные при изучении ишемического пре­кондиционирования у экспериментальных животных, позволят экстрапо­лировать их результаты на практику лечения инфаркта миокарда у боль­ных. Это в известной мере подтверждает предварительное сообщение об эффективности блокатора распада аденозина акадезина в предупреждении интраоперационных инфарктов миокарда при аорто-коронарном шунти­ровании.

Важным патогенетическим методом лечения оглушенного миокарда является использование антиоксидантов.

Использование блокаторов кальциевых каналов , которые не только уменьшают постнагрузку, но и ограничивают поступление Ca 2+ в сохранившие жизнеспособность кардиомиоциты в период реперфузии.

Использование блокаторов Na + /Ca 2+ противообменника для снижения перегрузки кардиомиоцитов Ca 2+ .

Использование кальциевых «сенситизаторов» (левосимендан), которые связываются с тропонином, что стимулирует взаимодействие актомиозиновых комплксов, и тем самым увеличивает силу сокращения.

Применение препаратов с положительным инотропным эффектом (добугамина, дофамина), увеличивающих чувствительность миофиламентов к Ca 2+ .

В клинической практике при отсутствии выраженных нару­шений глобальной сократимости ЛЖ специальных мероприятий, ускоряющих выход из станнирования, как правило, не применяется. Восстановление регионарной сократимости происходит спонтанно в течение нескольких дней, реже - недель. Между тем, даже если станнирование и не требует лечения, факт его выявления у больных с ИБС побуждает к оценке причины его появления и может рассма­триваться как индикатор «коронарного неблагополучия», требующе­го более активной врачебной тактики.

Гибернирующий (спящий) миокард

Гибернация миокарда – стойкое, потенциально обратимое угнетение сократимости жизнеспособного миокарда ЛЖ, возникающее вследствие его гипоперфузии как приспособительная реакция.

Биологический смысл этой приспособительной реакции заключается в приведении в соответствие потребности миокарда в кислороде и уровня коронарного кровотока. Восстановление полноценного кровоснабжения участка миокарда, находящегося в состоянии гибернации, приводит к полному восстановлению его сократимости. Важно, что это должно происходить своевременно, т. е. до наступления необратимых изменений в ультраструктуре сократительного аппарата кардиомиоцитов, зако­номерно возникающих при длительной гибернации.

Механизмы краткосрочной и хронической гибернации

Если при ишемии уровень коронарного кровоснабжения сердца сохраняется хотя бы на 25% от исходного объема крови, кардиомиоциты могут сохранить жизнеспособность и не погибнуть в течение достаточно длительного времени, при ус­ловии уменьшения их метаболических потребностей, прежде всего, из-за снижения сократимости миокарда в участке с ограниченной коронарной перфузией.

Наиболее вероятными механизмами острой гибернации миокарда в условиях его гипоперфузии являются:

на­рушение захвата Са 2+ саркоплазматическим ретикулумом;

снижение чувствительности миофибрилл к Са 2+ ;

накопление неорганического фосфата.

В условиях продолжающейся гипоперфузии миокарда развивается его хроническая гибернация. Этот вариант гибернации чаще всего наблюдается у больных хронической ИБС. В кардиомиоцитах хрони­чески гибернирующего миокарда выявляются характерные изменения:

Уменьшение количества белков цитоскелета и сократитель­ного аппарата;

Активация гене­тической программы выживания кардиомиоцитов (усиление экспрессии генов белка теплового шока 70; увеличение образования ингибитора апоптоза; фактора, индуцируемого гипоксией (HIF-la) и сосудистого эндотелиального фактора роста). Все перечисленные белки способствуют увеличению устойчивости миокарда к недосточному коронарному кровоснабжению, поэтому их активация в гибернирующем миокарде объ­ясняет его устойчивость к ишемии.

Метаболическая адаптация миокар­да, проявляющаяся усиленным захватом глюкозы и повышением содержания гликогена.

Повышения экспрессии ферментов гликолитического пути и угнетения экспрессии ферментов, участвующих в β-окислении ЖК и окислительном фосфорилировании → глюкоза становится основным источником энергии. Данный путь наиболее целесообразен в условиях значительной гипо­перфузии, поскольку обеспечивает более эффективную энергопродук­цию в условиях дефицита кислорода.

Появление признаков дедифференцировки кардиомиоцитов (эмбрионального фенотипа клеток).

Увеличение числа митохондрий с изменением их формы и уль­траструктуры.

Снижение локальной симпатической иннервации гибернированного участка.

Микроаутофагия кардиомиоцитов и апоптоз отдельных кардиомиоцитов.

Миокард в состоянии гибернации иногда образно называют «умным сердцем», подчеркивая тем самым важное адаптивное значение этого явления. 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.

Оглушенный» миокард - преходящая, но относительно длительная постишемическая его дисфункция (депрессия, т е снижение сократимости) на фоне снижения кровотока, которое носит транзиторный характер Это умеренное поражение миокарда без гибели его клеток, приводящее к дисфункции миокарда. Оглушенный миокард - многофакторный процесс и острое состояние, когда миокарду для нормализации функции необходимы часы, дни, несмотря на то, что коронарный кровоток восстановился (в условиях покоя он нормальный) «Оглушенность» миокарда может формироваться в условиях НСт (на фоне повторных эпизодов ишемии, но без необратимого повреждения ткани) или после тромболизиса при ИМ (когда кровоток быстро восстанавливается). Обычно при отсутствии обширного ИМ сократимость восстанавливается в течение нескольких последующих дней

«Спящий» («гибернирующий») миокард - персистирующая, длительная дисфункция миокарда вследствие частых, повторных эпизодов или хронической ишемии Последняя развивается на фоне выраженного стеноза коронарной артерии и представляет собой хроническое снижение кровотока в период ФН (затем и в покое), но достаточное для поддержания жизнеспособности тканей «Гибернация» миокарда - это целый диапазон приспособительных реакций Сердце приспосабливает свои метаболические потребности к имеющемуся кровотоку, идет «согласование» сократимости миокарда с кровотоком.

Гибернирующий (спящий) миокард отличается от оглушенного. Этим термином обозначают хроническую сократительную дисфункцию миокарда в условиях стойкого снижения коронарного кровотока, обычно при многососудистом поражении. В этой ситуации отсутствуют необратимые повреждения, и сократимость может восстанавливаться сразу после восстановления адекватного кровотока. В основе этого феномена лежит снижение сократительной активности миокарда в условиях хронической гипоперфузии с соответствующим балансом между низкой доставкой кислорода к миокарду и низкой его активностью (миокард как бы находится в спячке).

Д. Оглушенный миокард

1. Определение. Преходящее нарушение локальной сократимости левого желудочка после прекращения действия ишемии.

2. Патогенез. После восстановления перфузии часть миокардиальных клеток находится в состоянии "механической оглушенности" - сократительная их функция нарушена, но сами клетки не повреждены. Устранение ишемии (клеточной гипоксии) нормализует обменные процессы, но сократительная способность клеток остается нарушенной на протяжении нескольких дней и даже недель.

3. Диагностика. Говорить об оглушенном миокарде можно только ретроспективно - нужны подтверждения того, что в течение некоторого времени после устранения ишемии локальная сократимость миокарда была снижена, а затем нормализовалась. Можно предположить наличие оглушенного миокарда, если выявлены сегменты с нормальным метаболизмом (о последнем судят по данным позитронно-эмиссионной томографии) и нормальной перфузией, но сниженной сократимостью. Оглушенный миокард реагирует на введение катехоламинов: для предварительной диагностики исследуют сократимость левого желудочка во время инфузии добутамина.

4. Лечение.

Е. Уснувший миокард

1. Определение: нарушение локальной сократимости левого желудочка без иных проявлений ишемии, возникающее под действием выраженного и продолжительного снижения перфузии.

2. Патогенез: уменьшение перфузии ведет к "перенастройке" регуляции сократимости, при которой устанавливается неустойчивое равновесие между перфузией и сократимостью без возникновения ишемии. Дальнейшее снижение перфузии или повышение потребности миокарда в кислороде приводит к ишемии.

3. Диагностика: говорить об уснувшем миокарде можно только ретроспективно - после того, как в результате восстановления перфузии восстановится сократимость. Можно предположить наличие уснувшего миокарда, если выявлены сегменты с нормальным метаболизмом (о последнем судят по данным позитронно-эмиссионной томографии), но сниженной сократимостью и перфузией.

4. Лечение. Восстановление перфузии с последующим наблюдением.

Ж. Медикаментозное лечение стенокардии напряжения в зависимости от сопутствующих состояний. Терапию бета-адреноблокаторами и/или антагонистами кальция начинают после определения риска осложнений, устранения провоцирующих факторов и назначения нитратов. Неселективные бета-адреноблокаторы: алпренолол, лабеталол, надолол, окспренолол, пенбутолол, пиндолол, пропранолол, соталол, тимолол. Селективные бета 1 -адреноблокаторы: атенолол, ацебутолол, бевантолол, бетаксолол, бисопролол, метопролол, практолол, эсмолол. Жирорастворимые бета-адреноблокаторы: метопролол, пиндолол, пропранолол. Бета-адреноблокаторы с внутренней симпатомиметической активностью: алпренолол, ацебутолол, окспренолол, пиндолол, практолол. Дигидропиридиновые антагонисты кальция: амлодипин, исрадипин, никардипин, нитрендипин, нифедипин, фелодипин и др. Недигидропиридиновые антагонисты кальция: верапамил, дилтиазем.

Гибернация и станинг характеризуются сохранным инотропным резервом. При краткосрочной гибернации использование инотропного резерва сопровождается и уменьшением возможности метаболического восстановления; при станинге нет метаболических нарушений. При гибернации при длителной стимуляции может наступть некроз, при станинге некроз не развивается. Гибернация и прерывистый станинг - разные по природе явления, но их клинические характеристики зачастую неразличимы. Прежде всего они проявляются ишемической дисфункцией и могут наблюдаться у одного больного и даже в одной области миокарда. В этих двух процессах играют роль многие сходные моменты: аденозин, факторы роста и пр. При неоднократных кратковременных эпизодах ишемии (безболевой или болевой) и реперфузии развивающийся станинг очень напоминает гибернацию. Гибернация может быть следствием повторных эпизодов станинга - через повторные эпизоды дисбаланса между потребностью и доставкой кислорода.

"Оглушенный" миокард (станинг). Это обратимое изменение миокарда, наступающее после кратковременной ишемии, которое не приводит к потере кардиомиоцитов, но сопровождается замедленным восстановлением сердечной функции (от часов до дней) после восстановления кровотока. Это - постишемическая дисфункция миокарда, которая существует после реперфузии, несмотря на отсутствие необратимого повреждения и восстановления кровотока до нормального или близкого к норме.

Одним из первых опытов, показывающих, что нарушение локальной сократимости миокарда не всегда ассоциировано с некрозом, был проведен Heindrickx с соавт. в 1975 году. В эксперименте было показано, что локальная пятиминутная ишемия миокарда приводит к снижению локальной сократимости, сохраняющемуся до 3-х часов. При большей экспозиции окклюзии коронарной артерии (15 минут) на полное восстановление сократимости требовалось 6 и более часов. Вывод данного исследования заключался в том, что короткая ишемия не приводит к некрозу. Длительное восстановление сократимости авторы ошибочно связали с незначительным снижением субэндокардиального кровотока по сравнению с субэпикардиальным. В 1982 г. Braunwald и Kloner объяснили феномен задержки восстановления сократимости с позиции состояния «оглушенности» миокарда. Опытным путем было показано, что полноценное восстановление сократимости «оглушенного» миокарда наблюдалось при ишемии продолжительностью всего 15–20 минут. В 1995 году было описано состояние «хронического оглушения» или феномен «тяжелого повреждения (maimed)» миокарда, которое характеризуется замедленным и неполноценным восстановлением локальной сократимости после длительной окклюзии в отличие от типичного обратимого состояния «оглушенности», возникающего при менее продолжительной окклюзии. Описаны также случаи «оглушения» миокарда неишемического генеза: после эпизодов желудочковой тахикардии при восстановлении синусового ритма. По определению Bolli R., «оглушенность» миокарда – это нарушение механической функции миокарда, сохраняющееся после восстановления перфузии, несмотря на отсутствие необратимых изменений и полное или почти полное восстановление кровотока. Это: а) временное, полностью обратимое нарушение при условии, что имеется достаточно времени для восстановления, б) это мягкое, сублетальное повреждение, в) при этом сохраняется нормальный или почти нормальный кровоток, но имеется «несоответствие» кровотока и функции, то есть нормальный кровоток и сниженная функция. «Оглушенный» миокард отличает нормальный внешний вид при электронной микроскопии. Характерной особенностью «оглушения» миокарда является диастолическая дисфункция. Патогенез «оглушенности» миокарда окончательно не ясен. «Кальциевая» теория предполагает дисфункцию саркоплазматического ретикулума, перегрузку клеток кальцием и снижение контрактильного ответа на ионы кальция. «Свободнорадикальная» теория свидетельствует о кардиодепрессорном влиянии свободных радикалов кислорода. Кроме того, чрезмерное образование свободных радикалов может приводить к внутриклеточной перегрузке кальцием. Эти две теории не противоречат друг другу и могут представлять разные звенья одного и того же патогенетического механизма. В любом случае механизм повреждений, обусловливающих развитие «оглушенности», имеет два этапа: а) ишемическое повреждение и б) реперфузионное повреждение. Было показано, что интенсивность образования радикалов прямо пропорциональна тяжести ишемии. Таким образом, данное состояние миокарда отличает негомогенность: от легких вариантов до эпизодов «тяжелого повреждения», что зависит прежде всего от тяжести ишемии и исходного состояния миокарда.

"Оглушенный" миокард (станинг) представляет собой клиническую проблему в следующих случаях.

1. Когда выраженность и распространенность дисфункции левого желудочка ассоциируется с синдромом малого сердечного выброса.

2. У пациентов высокго риска - низкая исходно ФВ ЛЖ, длительный период ИК, повторное или экстренное коронарное шунтирование, нестабильная стенокардия, поражение ствола ЛКА, сопутствующая операция замены клапана.

3. После операции на сердце, когда постишемическая дисфункция миокарда может затрагивать как левый так и правый желудочек и более серьезно влиять на выживаемость.

4. При трансплантации сердца.

5. После тромболизиса у больных с инфарктом миокарда.

Станинг наблюдается при транслюминальной балонной ангиопластике, нестабильной стенокардии и ее наивысшей стадии - стенокардии покоя, вариантной стенокардии Принцметала, после инфаркта миокарда с ранней реперфузией. Как правило, этот процесс обратим в течение 24-48 часов. В эксперименте после окклюзии ПМЖВ на 15 минут имеется парадоксальное истончение в систолу всех слоев миокарда. При реперфузии восстановление сократимости более медленное в субэндокарде. К 24 часам восстанавливается сократимость в наружном и среднем слоях. Только к 48 часам наступает восстановление сократимости внутреннего слоя.

Гибернация. В 1980 году Rahimtoola S.Н. описал синдром, характеризующийся обратимым нарушением локальной сократимости миокарда в состоянии покоя, которое появляется под действием длительной безболевой ишемии. Но в то время общепринятым было мнение о невозможности существования миокарда со сниженной перфузией, поэтому нарушение сократимости миокарда однозначно связывали с некрозом. По определению Rahimtoola S.Н., гибернация миокарда – это нарушение локальной сократимости миокарда и функции левого желудочка (ЛЖ), возникающее под действием выраженного и продолжительного снижения коронарного кровотока. Настоящее определение подразумевает, что гибернация представляет: а) обратимое хроническое состояние при условии дальнейшего восстановления кровотока или снижения потребности миокарда в кислороде (в случае хронической перегрузки ЛЖ), б) она характерна для жизнеспособного миокарда, обладающего остаточной сократимостью и коронарным резервом. Иными словами, отличительной чертой этого состояния является «соответствие» между сниженным кровотоком и сниженной функцией.

Для объяснения механизмов гибернации предложены две лидирующие гипотезы. Согласно первой, выдвинутой Rahimtoola S.Н., гипоперфузия на начальном этапе приводит к снижению сократительной функции миокарда с уменьшением потребления кислорода (быстрая реакция), позднее присоединяется механизм активизации длительных защитных механизмов, заключающихся в адаптации к гипоперфузии на уровне клетки (медленная реакция). Другая теория предполагает развитие феномена гибернации на фоне повторяющихся эпизодов ишемии/реперфузии с образованием участков «оглушенного» миокарда. Множество таких участков и дают в сумме «гибернирующий» миокард и хроническое нарушение функции пораженного желудочка. Гибернация встречается у 40–50% больных ИБС с фракцией выброса ЛЖ менее 30%, у 75% больных с нестабильной стенокардией и только у 28% больных со стабильной стенокардией. Гибернация может носить острый, подострый и хронический характер. То есть и это состояние миокарда, как и в случае «оглушения», отличает негомогенность. При острой гибернации восстановление происходит быстро и гистологические изменения отсутствуют. При хронической гибернации клетки приобретают признаки, характерные для дисфункциональной атрофии (уменьшение миофибрилл) и «эмбриональной» ткани (накопление гликогена с деградацией миофибрилл). Такой миокард требует значительного времени для восстановления в отличие от «острых» форм, описанных Ferrari с соавт., когда функция миокарда восстанавливается сразу на операционном столе.

Гибернация - это хроническая ишемия миокарда, при которой кровоснабжение его не столь мало, чтобы вызвать некроз ткани, но достаточно для развития хронической региональной левожелудочковой дисфункции. То есть, гибернация это хроническая ишемическая дисфункция. Это дисфункция левого желудочка в покое, вызванная его длительной гипоперфузией, и частично или полностью исчезающая после улучшения коронарного кровотока или снижения потребности миокарда в кислороде. Патофизиология и патогенез гибернации еще полностью не раскрыт. Этот термин может описывать разные явления. Определение его может быть таково - продолженная (по крайней мере несколько часов) сократительная дисфункция миокарда, сохранившего жизнеспособность, которая связана с редуцированным коронарным кровотоком. Этот феномен обеспечивает адаптацию сердца к низкому коронарному кровотоку, когда он восстанавливается и функция нормализуется. Гибернация после корригирования её коронарной реваскуляризацией при отсутствии стенокардии диагностируется по наличию редуцированной перфузии. Гибернация может продолжаться месяцы и годы. Хроническая асинергия может сниматься введением нитроглицерна, адреналина, индукцией упражнений, постэкстрасистолическим потенциированием, коронарной реваскуляризацией. Гибернированный миокард идентифицируется по гипо- или акинетической зоне миокарда, в которой сниженный кровоток регистрируется сканированием при помощи позитронно-эмиссионной томографии. Стресс-проба с добутамином также во многих случаях дает возможность в клинической практике подтвердить гибернацию миокарда, что особенно важно при отборе пациентов на реваскуляризацию миокарда. Некоторые авторы говорят о большей диагностической ценности пробы с радиоактивным талием, чем добутаминовый тест.

Клиническое значение гибернированного, "спящего" миокарда, определяющее активное лечение сводится к следующим положениям.

1. Высокая частота выявления гибернации при всех формах ИБС.

2. Отрицательное влияние на прогноз больных ИБС с дисфункцией левого желудочка.

3. Хотя гибернация и считается приспособительной реакцией, предохроняющей миокард от дальнейшего повреждения, она не является стабильным состоянием и, при неблагоприятных условиях (ухудшение перфузии миокарда, повышение потребности в кислороде) возможно усугубление ишемии вплоть до развития некроза.

4. Локальная дисфункция, обусловленная гибернацией, может играть существенную роль в нарушении сокращения желудочков.

5. Обратимость дисфункции, обусловленной гибернацией, при восстановлении кровотока в миокарде или снижении его потребности в кислороде определяется сохранением жизнеспособности кардиомиоцитов при этом состоянии.

Феномен невозобновления кровотока – «no-reflow» , впервые описанный в эксперименте в 1966 г., можно определить, как неадекватность перфузии миокарда без ангиографических проявлений механического препятствия прохождения сосудов. В практической кардиологии данный феномен стал выявляться при проведении интервенционного лечения ИБС. В механизме развития предполагают участие следующих факторов: увеличение объема клеток эндотелия с сужением и/или окклюзией микрососудов, нарушение реологии крови (образование микротромбов, локальная гиперпротеинемия, краевое стояние лейкоцитов), интрамуральное сдавление микрососудов с усугублением ишемии. Существенным фактором развития данного феномена является выраженность постишемического повреждения миоцитов, нарушение образования макроэргических соединений с последующим снижением сократительной функции миокарда. Важно учесть то, что это явление объясняет в большей степени реакцию коронарных сосудов и в меньшей степени – самого миокарда (хотя трудно отделить одно от другого). Одним из вариантов исхода феномена no-reflow является «оглушение» и/или гибернация миокарда.

Ишемическое прекондиционирование или феномен прерывистой ишемии . Термин предложен в 1986 году. Это понятие введено в результате работ, выполненных в эксперименте. Суть его в том, что предварителное кратковременное ишемическое воздействие на миокард приводит к защитной реакции при повторных ишемических воздействиях.

Короткий период ишемии делает миокард более резистентным к последующей длительной коронарной окклюзии, что выражается в уменьшении размера инфаркта миокарда. Таким образом ишемическое прекондиционирование (ИП) - классический защитный механизм. ИП предохраняет от ишемии, замедляет некроз, но не предотвращает смерть. Ишемическая метаболическая адаптация была открыта Murry с соавт., как повышение резистентности миокарда к ишемическому воздействию в результате повторяюшихся кратковременных эпизодов сублетальной ишемии, чередующихся с реперфузией. Было показано, что данная адаптация способствует поддержанию уровня макроэргических соединений и задерживает появление некроза при последующей летальной ишемии, что приводит к уменьшению зоны инфаркта на 75% по сравнению с контролем. Данный феномен появляется сразу, но исчезает через 1–2 часа. В 1993 году было открыто явление «второго окна» ишемической метаболической адаптации, которое характеризовалось замедленной, менее мощной, но более длительной (до 72 часов) фазой защиты, возникающей через 12–24 часа после адаптационного воздействия. Полагают, что механизм ишемической адаптации запускается после ишемии под действием аденозина и связан с изменением активности митохондриальных АТФ-зависимых калиевых каналов. Не совсем ясно, как функция этих каналов связана с феноменом прекондиционирования. Предполагается, что эти процессы направлены на поддержание уровня макроэргических соединений с сохранением объема митохондрий. Явление прекондиционирования объясняет такой клинический феномен, как «разминка», заключающийся в постепенном уменьшении нагрузочных болей в течение дня или после физической нагрузки. В эксперименте с повторными нагрузочными тестами и при провокации ишемии при проведении управляемой тахикардии (электростимуляция) показано уменьшение депрессии ST с улучшением клинической симптоматики, что может свидетельствовать о том, что в основе «разминки» лежит быстрая метаболическая адаптация. Есть клинический данные, свидетельствующие о том, что нестабильная стенокардия является более благоприятным фактором для исхода последующего инфаркта миокарда, чем ее отсутствие. Определение времени между последним приступом стенокардии и инфарктом показало, что стенокардия «была эффективна» в том случае, если инфаркт миокарда развился в период 24–48 часов после последнего приступа, что соответствует замедленной фазе защитной реакции миокарда. Сейчас активно разрабатываются фармакологические агенты, вызывающие состояние прекондиционирования или потенцирующие защитный эффект первой ишемии. Показано, что периодическое введение ненаркотизированным кроликам селективного агониста аденозиновых А1 рецепторов поддерживало состояние адаптации 10 дней и привело к уменьшению зоны последующих инфарктов на 50%. Существует и другой вариант ишемического прекондиционирования: после частичной (а не полной) окклюзии без последующего условия реперфузии. Варианты «неишемического» прекондиционирования могут развиться также при: а) введении стимуляторов b-адренорецепторов, б) опиоидов, влияющих на активность опиоидных дельта-рецепторов, и в) после электростимуляции. Таким образом, имеет место быть как разноплановость факторов, вызывающих данный феномен, так и двуфазность: быстрая (или классическая) и медленная фазы метаболической адаптации к ишемии. Кроме того, в классическом варианте присутствуют две стадии: ишемия и реперфузия. Описан же только процесс адаптации к ишемии. Возможно, существует и явление адаптации к реперфузии. Но литературных данных на сей счет пока нет.

В эксперименте показано, что ИП уменьшает постишемические дисритмии, дисфункцию автономных нервов, нарушения микроциркуляции. Один из механизмов защиты - понижение скорости энергетического метаболизма. Замедляется утилизация АТФ и развитие интра- и эктрацеллюлярного ацидоза (экперимент на свиньях). В эксперименте показано, что если в момент исследования истощение АТФ находится на уровне необратимости, то ресинтез очень медленный. Повторные реокклюзии имеют отрицательный куммулятивный эффект, вплоть до полного истощения и клеточной смерти. Однако короткие окклюзии коронарной артерии, даже 40 раз, не дают куммулятивного эффекта истощения АТФ, не вызывают клеточной смерти и продуцируют значительную массу аденозина только в первые 2 окклюзии. Без прекондиционирования продукция аденозина при длительной ишемии высокая. Сделан вывод, что повторные окклюзии имеют защитное действие на пул АТФ и предотващают клеточную смерть. В последние годы данные полученные в эксперименте доказаны и на людях при исследованиях на открытом сердце во время операции АКШ. Перемежающееся пережатие коронарной артерии перед длительной окклюзией артерии во время операции на открытом сердце даёт лучшую защиту макроэргов, чем без предшествующей короткой ишемии. При коронарной ангиопластике у больных ИБС ангинальные боли и продукция лактата при повторной окклюзии баллоном уменьшаются, без каких-либо изменений региональной перфузии миокарда. Это говорит о том, что ИП имеется и у человека. То есть стенокардия может предохранить миокард от последующего инфаркта. Причиной сохранения макроэргов при ИП считается уменьшение силы сокращения в результате развития станинга, ингибирование митохондриальной АТФ-азы, снижение адренергической стимуляции метаболизма и снижения сокращения миокарда. Предполагаемый генез этих изменений следующий. Выделение аденозина из ишемизированных миоцитов приводит к активации ингибированного G-протеина, который подавляет экзоцитоз норадреналина и действует на миоциты, активирует бета-рецепторы и протеинкиназу. В этой проблеме ещё много неясного. Несомненно, что исследования во время операции на открытом сердце у больных ИБС с изучением всех глубинных метаболических процессов современными клеточно-молекулярными методами, перспективное направление. В одном из последних литературных обзоров определяются следующие механизмы ИП:

1. Энергосберегающий эффект, снижение сократимости миокарда, поддержание уровня АТФ, увеличение синтеза гликогена, снижение внутриклеточного ацидоза.

2. Высвобождение эндогенных защитных субстанций (аденозин, оксид азота, норадреналин и пр.) с последующим вовлечением фосфолипаз, G-протеина, протеинкиназы и фосфорилирование белков.

3. Снижение выделения повреждающих веществ, в частности норадреналина.

4. Открытие АТФ-зависимых каналов.

5. Образование свободных радикалов кислорода.

6. Стимуляция синтеза защитных стрессорных белков и/или ферментов.

7. Комбинация перечисленных факторов.

Учение о ИП определило и конкретизировало то, что было известно клиницистам - есть определённый контингент пациентов, которые длительно страдают стенокардией, имеют частые приступы, но живут долго, особенно при современном адекватном лечении.

Для цитирования: Шилов А.М. Некоторые особенности патогенеза ишемической болезни сердца // РМЖ. 2007. №9. С. 686

Ишемическая болезнь сердца (ИБС) - несоответствие объема коронарного кровотока величине потребления миокардом кислорода (ПМО2) (рис. 1).

Эквивалентом работоспособности сердца как насоса является уровень ПМО2, доставка которого обеспечивается коронарным кровотоком (Qкор). Величина коронарного кровотока регулируется тоническим состоянием коронарных сосудов и разницей давления в восходящем отделе аорты (устья коронарных артерий) и полости левого желудочка, которое соответствует внутримиокардиальному давлению (напряжению):
Р1- Р2
Qкор = (мл), где
Rкор
Р1 - давление в восходящем отделе аорты,
Р2 - давление в левом желудочке (внутримиокардиальное напряжение),
Rкор - сопротивление коронарных сосудов.
Энергетическое обеспечение насосной функции сердца в широком диапазоне его деятельности - от состояния покоя до уровня максимальной нагрузки - происходит за счет коронарного резерва. Коронарный резерв - способность коронарного сосудистого русла во много раз увеличивать коронарный кровоток адекватно уровню ПМО2 за счет дилатации коронарных сосудов (рис. 2). Величина коронарного резерва (I) в зависимости от давления в коронарных сосудах заключена между прямой, соответствующей коронарному кровотоку при максимально дилатированных сосудах (А,Б), и кривой величины коронарного кровотока при нормальном сосудистом тонусе (область ауторегуляции). В обычных условиях при интактных коронарных артериях сердце находится в ситуации «суперперфузии», т.е. доставка О2 несколько превышает уровень ПМО2. .
Коронарный резерв может меняться в сторону увеличения или уменьшения в зависимости от физиологических условий или патологии со стороны коронарных сосудов, физиологических параметров крови, массы миокарда. У человека в покое коронарный кровоток в сердечной мышце составляет величину 80-100 мл/100 г/мин. и при этом поглощается О2 около 10 мл/100 г/мин. При поражении коронарных артерий атеросклерозом или в результате воспалительных изменений сосудистой стенки способность последних к максимальной дилатации (расширению) значительно снижена, что влечет за собой снижение коронарного резерва. И наоборот, при увеличении массы миокарда (гипертрофия левого желудочка - АГ, гипертрофическая кардиомиопатия) или снижении уровня гемоглобина, носителя О2, для адекватного обеспечения ПМО2 необходимо увеличение коронарного кровотока в области ауторегуляции (перемещение кривой ауторегуляции вверх), что ведет к уменьшению коронарного резерва (II), особенно при атеросклеротическом поражении коронарных сосудов (Б - снижение прямой, характеризующей дилатационную способность коронарных артерий).
Острый коронарный синдром (ОКС) - остро возникшее несоответствие между доставкой О2, определяемое величиной коронарного кровотока, и уровнем ПМО2. Это несоответствие может быть следствием различных причин: 1 - резкое падение коронарного кровотока в результате тромбообразования, спазма (полной или частичной окклюзии) коронарных артерий на фоне нормальной величины ПМО2; 2 - экстермальное повышение ПМО2, превышающее величину коронарного резерва; 3 - ограниченность коронарного резерва при физиологическом повышении уровня ПМО2; 4 - разнонаправленность изменений величины коронарного кровотока (уменьшение) и уровня ПМО2 (увеличение).
Исследования на животных продемонстрировали, что ишемизированный или гипертрофированный миокард более чувствителен, чем миокард здорового сердца, даже к незначительному снижению уровня гемоглобина. Одновременно снижение уровня гемоглобина сопровождается уменьшением оксигенации крови в легком, что также способствует уменьшению доставки кислорода к миокарду.
Клинические наблюдения указывают, что при ограниченном коронарном резерве может формироваться ишемическая, хроническая дисфункция миокарда (систоло-диастолическая) даже на фоне нормального объема коронарного кровотока в покое .
Совсем недавно в число общепринятых клинических форм ИБС входили: 1 - стенокардия покоя и напряжения, 2 - нестабильная стенокардия, 3 - острый коронарный синдром (прединфарктное состояние), 4 - инфаркт миокарда - которые с позиций сегодняшнего понимания патологических процессов при ишемической атаке не могут объяснить ряд состояний, с которыми сталкиваются в клинической практике терапевты, кардиологи и в особенности кардиохирурги.
В настоящее время на основании данных, полученных при патофизиологических исследованиях в эксперименте и клинических наблюдениях с позиций клеточных - субклеточных и молекулярных механизмов функционирования кардиомиоцитов, сформулировано современное понимание «новых ишемических синдромов» - «оглушенный миокард» («Myocardil Stunning»), «гибернирующий - уснувший миокард» («Myocardil Hybernatin»), «прекондиционирование» («Preconditioning»), «прекондиционирование - второе окно защиты» («Second Window Of Protection - SWOP»). .
Впервые термин «новые ишемические синдромы», объединяющий вышеописанные состояния миокарда после различных эпизодов ишемии, отображающих адаптивно-дезадаптивные изменения метаболизма и сократительного состояния кардиомиоцитов, предложил южноафриканский кардиолог L.H. Opie в 1996 году на рабочей встрече Международного Кардиологического Общества в Кейптауне под эгидой Совета по молекулярной и клеточной кардиологии.
L.H. Opie подчеркивает, что у больных ИБС клиническая картина заболевания характеризуется 9-10 клиническими проявлениями, которые обусловлены гетерогенностью причин и разнообразием адаптационных механизмов. Учитывая многообразие проявления ишемического синдрома, непредсказуемость развития и функционирования коллатерального кровообращения в миокарде, как первого этапа защиты миокарда при остановке кровообращения в коронарном регионе, можно предположить невозможность существования даже двух одинаковых больных, у которых патофизиология и клиническое течение заболевания были бы абсолютно одинаковы. Даже у одного и того же больного могут сочетаться и формироваться различные адаптивные механизмы «ишемических синдромов» .
В 1996 году P.W. Hochachka с коллегами высказали предположение, что жизнеспособность миокарда в условиях ишемии обеспечивается адаптацией к гипоксии, которую можно разделить на два этапа в зависимости от длительности ишемической «атаки»: кратковременную защитную реакцию и фазу «выживания». С точки зрения современного понимания патофизиологических процессов, это, возможно, выглядит следующим образом. При переходе на анаэробный гликолиз, на этапе кратковременного периода адаптации, происходит истощение запасов макроэргических фосфатов (АТФ, КрФ) в миокарде, что сопровождается в первую очередь нарушением диастолической фазы расслабления кардиомиоцита и, как следствие, снижением сократительной функции миокарда в области ишемии .
В физиологических условиях 10% АТФ образуется при окислительном фосфорилировании в митохондриях за счет аэробного гликолиза (расщепление глюкозы до пирувата). Этого количества АТФ, образующегося в результате аэробного гликолиза, недостаточно для обеспечения работы ионных кальциевых, натриевых и калиевых каналов сарколеммы, и в частности кальциевого насоса саркоплазматического ретикулума (СПР). Восполнение остального количества энергии для функционирования кардиомиоцита при нормальном кислородном обеспечении происходит за счет окисления свободных жирных кислот (СЖК), распад которых при окислительном фосфорилировании обеспечивает синтез АТФ до 80%. Однако СЖК по сравнению с глюкозой - менее эффективный источник АТФ - «топливо» для сердца-насоса, так как при их окислении на выработку одного и того же количества АТФ требуется О2 на 10% больше . Выраженный дисбаланс между потребностью кислорода при окислении глюкозы и СЖК в сторону последних приводит к тому, что при ишемии (резкое падение доставки кислорода) в митохондриях кардиомиоцитов накапливается большое количество недоокисленных активных форм ЖК, что еще больше усугубляет разобщение окислительного фосфорилирования. Недоокисленные активные формы ЖК блокируют транспорт АТФ от места синтеза в митохондриях к месту их потребления внутри клетки. Кроме того, повышенная концентрация метаболитов ЖК в митохондриях оказывает разрушительное действие на мембрану последней, что еще больше ведет к дефициту энергии, необходимой для жизнедеятельности кардиомиоцита. Параллельно в клетке на фоне анаэробного обмена происходит накопление избыточного количества протонов (Na+, Н+), т.е. происходит ее «закисление». Далее Na+, Н+ обмениваются на другие катионы (преимущественно на Са++), вследствие чего происходит перегрузка миоцитов Са++. Избыточное количество Са++, снижение функциональной способности кальциевого насоса СПР (дефицит энергии) приводят к нарушению диастолического расслабления кардиомиоцита и развитию контрактуры миокарда. Таким образом, переход на анаэробный окислительный процесс сопровождается активированием ЖК (длинноцепочечный цетилкарнитин и ацилКоА), которые способствуют разобщению окислительного фосфорилирования, накоплению избыточного количества Са++ в цитозоле, снижению сократительной способности миокарда и развитию контрактуры с «адиастолией» (рис. 3).
Фаза выживания - это этап самосохранения миокарда в условиях длительной ишемии. К наиболее значимым приспособительным реакциям миокарда в ответ на ишемию относятся так называемые «новые ишемические синдромы»: гибернация, оглушенность, прекондиционирование, прекондиционирование - второе окно защиты.
Термин «оглушенность» миокарда впервые ввели G.R. Heidricx с соавт. в 1975 году; понятие «гибернация» в 1985 году описал S.H. Rahimatoola; «прекондиционирование» C.E. Murry c cотрудниками предложили в 1986 году, а «прекондиционирование - второе окно» - одновременно M.S. Marber c cотрудниками и T. Kuzuya с соавт. в 1993 году .
Оглушенность (Stunning) миокарда - постишемическая дисфункция миокарда в виде нарушения процессов расслабления-сокращения, клинически выражающихся угнетением насосной деятельности сердца и сохраняющихся после восстановления коронарного кровотока в течение нескольких минут или дней.
В эксперименте на животных короткий промежуток времени ишемической атаки (остановка кровотока) от 5 до 15 минут не приводит к развитию некроза миокарда, однако ишемия, длящаяся не менее 5 минут (типичный ангинозный приступ), ведет к снижению сократительной функции на протяжении последующих 3 часов, а ишемический приступ в течение 15 минут (без некроза сердечной мышцы) удлиняет период восстановления сократительной функции до 6 часов и более. При окклюзии коронарной артерии до 1 часа восстановление насосной функции сердца происходит в течение 3-4 недель - «хроническая оглушенность» (рис. 4) .
Типичным клиническим проявлением оглушенности миокарда является ощущение «тяжелого, каменного сердца», в основе которого лежит нарушение диастолы левого желудочка - «неэффективная диастола». В настоящее время в формировании этого феномена главенствуют две теории патофизиологических процессов: А - образование избыточного количества свободных кислородных радикалов после восстановления коронарного кровотока (реперфузия) с активацией перекисного окисления липидов; Б - неуправляемое вхождение Са++ и его избыточное накопление в кардиомиоците в результате повреждения сарколеммы перекисным окислением липидов после реперфузии.
Механизм развития «оглушения» миокарда до конца не изучен: ведущими в патогенезе «Stunning» являются по крайней мере три фактора: образование избыточного количества АФК, постперфузионная кальцевая перегрузка кардиомиоцитов, снижение чувствительности миофибрилл к кальцию. В свою очередь кальциевая перегрузка миоплазмы может активировать кальпины - ферменты, вызывающие протеолиз миофибрилл. Необходимость ресинтеза новых миофилламентов является одним из факторов, определяющих длительнсть восстановления сократительной функции кардиомиоцитов.
Таким образом, нарушения сократительной функции кардиомиоцитов при оглушенном миокарде являются следствием накопления избыточного количества цитозольного Са. После восстановления кровотока происходит не регулируемое кальциевыми каналами поступление Са через поврежденную сарколемму. Дефицит макрофосфатной энергии не обеспечивает работу кальциевого насоса саркоплазматического ретикулума (СПР), который регулирует цитоплазматическую концентрацию Са.
Выживание клеток в течение некоторого периода ишемии возможно благодаря существованию ряда защитных механизмов, направленных прежде всего на ограничение расхода АТФ в миофибриллах, которые реализуются через снижение чувствительности сократительного аппарата к Са.
В поддержании оглушенности миокарда принимают участие и микрососудистые нарушения, в большинстве случаев носящие вторичный характер, вследствие агрегации форменных элементов крови (тромбоциты, эритроциты, лейкоциты) на фоне «контрактуры» миокарда .
«Гибернация миокарда» - функциональная адаптация (угнетение сократительного состояния) кардиомиоцита в ответ на уменьшение внутриклеточного энергетического баланса.
Гибернация (Hybernatin) миокарда, по определению профессора S.H. Rahimatoola (1999 г.) - быстро возникшее нарушение локальной сократимости левого желудочка в ответ на умеренное снижение коронарного кровотока. Для гибернирующего миокарда характерно хроническое снижение сократительной способности кардиомиоцитов при сохраненной их жизнеспособности. С точки зрения патофизиологических процессов адаптации к стрессорным ситуациям, «гибернирующий миокард» - «механизм саморегуляции, адаптирующий функциональную активность миокарда к условиям ишемии», т.е. своеобразная защитная реакция «страдающего сердца» на неадекватное уменьшение коронарного кровотока к уровню ПМО2. Этот термин, «гибернирующий (уснувший) миокард», S.H. Rahimatoola впервые предложил в 1984 году на рабочей встрече по проблемам лечения ИБС в Национальном институте сердца, легких и крови США.
В 1990 г. V. Dilsizian с коллегами опубликовали результаты сцинтиграфического исследования сердца у пациентов с ИБС после стресс-нагрузки. Авторы, используя сцинтиграфическую технику с таллием, выявили от 31 до 49% жизнеспособной ткани в участках с необратимо сниженной сократительной функцией миокарда левого желудочка. То есть в местах сниженного локального кровотока сохраняется относительно нормальная метаболическая активность - миокард жизнеспособен, но он не может обеспечить нормальную региональную фракцию выброса. При этом имеются клинические симптомы проявления ишемии, но которые не заканчиваются развитием некроза миоцитов. В клинике подобные ситуации могут иметь место при стабильной и нестабильной стенокардии, у пациентов с ХСН. По данным E.B. Carlson с сотрудниками, опубликованным в 1989 году, у пациентов, перенесших эффективную коронароангиопластику, участки гибернации миокарда выявляются в 75% случаев среди больных с нестабильной стенокардией и в 28% наблюдений при стабильной стенокардии.
Минимизация обменных и энергетических процессов в мышце сердца с целью сохранения жизнеспособности миоцитов позволила некоторым исследователям назвать эту ситуацию либо «находчивым сердцем» (Smart Heart), либо «самосохраняющееся сердце» (Self-preservation Heart), или «играющее сердце» (Playing Heart). Итальянские исследователи подобное состояние сердечной мышцы определили как «миокардиальная летаргия».
Механизмы гибернации мало изучены. В клинической практике, на фоне редуцированного коронарного резерва, постепенное развитие деструктивных изменений в гибернирующем миокарде является следствием кумулятивных сдвигов энергообмена в ответ на периодические инотропные стимуляции. В условиях ограниченного кровотока положительный инотропный ответ достигается за счет истощения метаболического статуса кардиомиоцита. Таким образом, постепенно накапливающиеся метаболические изменения могут стать причиной дезорганизации внутриклеточных структур сердечной мышцы.
Прекондиционирование (Preconditioning) - метаболическая адаптация к ишемии после повторяющихся кратковременных эпизодов снижения коронарного кровотока, проявляющаяся повышенной устойчивостью мышцы сердца к последующей, более длительной ишемической атаке. Прекондиционирование - это благоприятные изменения миокарда, вызываемые быстрыми адаптивными процессами во время кратковременного эпизода ишемической атаки на миокард с последующим быстрым восстановления кровотока (реперфузия), которые защищают миокард от ишемических изменений до следующего эпизода ишемияреперфузия. Этот феномен филогенетически обусловлен и типичен для всех органов организма млекопитающих .
В 1986 году в экспериментальных условиях на собаках C.E. Murry с сотрудниками убедительно продемонстрировали, что повторные короткие эпизоды региональной ишемии миокарда адаптируют сердечную мышцу к следующим эпизодам ишемических атак, что документировано сохранностью внутриклеточного АТФ на достаточном уровне для функционирования кардиомиоцита с отсутствием некротического повреждения клеток.
В других экспериментах было показано, что предварительные прерывистые 5-минутные эпизоды окклюзии коронарной артерии с последующими 5 минутными интервалами реперфузии (ишемияреперфузия) приводят к уменьшению размеров ишемического некроза сердечной мышцы на 75% (по сравнению с контрольной группой собак, которым не проводился своеобразный 5-минутный тренинг - ишемияреперфузия) в ответ на остановку кровообращения в течение 40 минут. Подобный кардиопротективный эффект кратковременных эпизодов ишемияреперфузия был определен как «ишемическое прекондиционирование». При этом было отмечено отсутствие развития феномена «реперфузионного синдрома». Позднее этот защитный феномен был идентифицирован R.A. Kloner и D. Yellon (1994 г.) в клинической практике.
Ранее считалось, что кардиопротективный эффект ишемического прекондиционирования проявляется непосредственно после кратковременных эпизодов ишемияреперфузия, а затем теряет свои защитные свойства через 1-2 часа. В 1994 году D. Yellon в соавторстве с G.F. Baxter показали, что феномен «постишемического прекондиционирования» может вновь развиться через 12-24 часа с длительностью до 72 часов, но в ослабленной форме. Подобная, отдаленная фаза толерантности к ишемическому повреждению миокарда была определена авторами как «второе окно защиты» («Second Window Of Protection - SWOP»), в отличие от раннего «классического ишемического прекондиционирования» .
Клинические ситуации «классического ишемического прекондиционирования» - синдром «разминки» (Warm-up Phenomen) или «перехаживания» (Walk- Through-Angina), которые проявляются в постепенном уменьшении частоты и интенсивности ангинозных приступов в течение продолжающейся умеренной физической или бытовой нагрузки. В основе феномена «расхаживания» лежит быстрая адаптация миокарда к нагрузке на фоне снижения отношения - Qкор/ПМО2 после второго эпизода ишемии. Г.И. Сидоренко отмечает, что данный синдром наблюдается почти у 10% больных стенокардией, причем сегмент ST на стандартной ЭКГ, приподнятый во время первого приступа, снижается до изолинии, несмотря на продолжающуюся нагрузку. Аналогичная картина отмечается в ряде случаев при проведении нагрузочного тестирования, когда на высоте нагрузки появляется стенокардитическая боль иили смещение сегмента ST, а при ее продолжении они исчезают. Подобные ситуации позволили сформулировать такие понятия как «первично спрятанная ангина» (First Holeangina) или «стенокардия первой нагрузки» (First - Effort - Angina) .
Возможно, что ишемическое прекондиционирование лежит в основе того, что у пациентов с прединфарктной стенокардией отмечается тенденция к более благоприятному прогнозу по сравнению с теми больными, у которых ИМ развился на фоне предшествующего полного благополучия.
Показано, что предшествующие развитию инфаркта миокарда приступы стенокардии (прединфарктная стенокардия) могут оказывать защитное действие на миокард (уменьшение зоны поражения), если они возникали в течение 24-48 часов до развития ИМ. Подобные наблюдения в клиническое практике напоминают кардиопротективный эффект отдаленного ишемического прекондиционирования («второе окно защиты») в экспериментах на животных.
Имеются сведения, что в клинической практике, предынфарктная стенокардия способна уменьшить феномен «no-reflow», защищая тем самым миокард от ишемии и реперфузии, вызванными микрососудистыми повреждениями в сердце. При этом уменьшается риск развития инфаркта миокарда или его размеров, улучшается восстановление насосной функции левого желудочка в случаях его повреждения, а также значительно снижается риск внутригоспитальной летальности.
Кардиопротективная роль прединфарктной стенокардии может объясняться рядом механизмов: 1 - защита позднего постишемического прекондиционирования; 2 - раскрытие коллатерального кровообращения; 3 - повышение чувствительности к тромболизису.
Влияние ишемического прекондиционирования на размеры ИМ и на степень сохранения его функционального состояния (насосной функции сердца) после перенесенного инфаркта миокарда зависит от многих факторов, в том числе от выраженности коллатерального коронарного кровотока, от продолжительности временного интервала между началом ишемии и лечения.
Формирование постишемического прекондиционирования обусловлено включением множества сложных механизмов адаптации, из которых в настоящее время более изучены два: А - снижение накопления кардиомиоцитами продуктов распада гликогена и адениновых нуклеотидов, таких как ионы Н+, NH3, лактат, неорганические фосфаты, аденозин; Б - повышение активности или синтеза ферментных систем, оказывающих кардиопротективный эффект от ишемического повреждения.
В таблице 1 представлены наиболее изученные эндогенные и экзогенные медиаторы и механизмы реализации действия ишемического прекондиционирования. В 2002 году Y.P. Wang с коллегами представили убедительные данные, свидетельствующие о кардиопотективном действии в фазе позднего прекондиционирования повышении продукции NO посредством стимулирования выработки ее синтазы (Inducible Syntase NO - iNOS). Известно, индуцированная изоформа NO синтазы содержится во многих клетках организма, в частности, в кардиомиоцитах, гладкомышечных клетках сосудов, макрофагах. Они мгновенно активируются под влиянием ряда провоспалительных факторов, таких как цитокины IL-1B, IL-2, IFN-a, TNF-a и другие. В качестве эндогенных медиаторов, запускающих активацию и синтез iNOS, могут принимать участие аденозин, ацетилхолин, брадикинин, липополисахариды, опиоды, свободные радикалы, серотонин.
Восстановление коронарного кровотока (реперфузия) сопровождается «вымыванием» из ишемиизированной области миокарда продуктов анаэробного энергетического обмена, сдерживающих сократительную активность кардиомиоцитов, а «нахлынувшее» поступление кислорода вызывает внутри клетки своеобразный «взрыв» образования активных форм кислорода - вторичных свободных радикалов (гидроксильного - НО-, липоксильного - LO-) .
Реперфузионное снятие ингибирования активации сокращения путем «вымывания» аденозина, К+, Н+ сопровождается быстрым восстановлением сократительной функции миокарда с использованием имеющихся запасов КрФ и АТФ. Степень дальнейшего восстановления зависит от состояния митохондрий, обеспечивающих синтез фосфатных макроэргов путем окислительного фосфорилирования. При наличии повреждений митохондрий скорость синтеза АТФ может отставать от потребностей сократительного аппарата, и восстановление сократительной функции будет неполноценным.
Механизм первоначального восстановления энергозапаса миокарда был предметом изучения на протяжении двух последних десятилетий, которые показали, что не АТФ, а КрФ является основным энергетическим субстратом, определяющим уровень сократительной функции, потребление и восстановление которого имеют место в первую очередь после реперфузии. Например, в «гибернирующем миокарде» (на фоне сниженного функционального состояния) уровень АТФ снижен умеренно. В отличие от АТФ, уровень КрФ может быть восстановлен гораздо быстрее, потому что необходимый для его синтеза креатин покидает клетку медленнее, чем аденозин, составляющий основу АТФ. Однако восстановление сократительной функции кардиомиоцита в результате быстрого увеличения внутриклеточной концентрации КрФ лимитируется молекулами АТФ, участвующими в регуляции ионного транспорта кардиомиоцитов .
Запуск ишемического прекондиционирования осуществляется взаимодействием эндогенных факторов (триггеры) с их специфическими рецепторами. Триггеры - биологические активные вещества, выделяющиеся из кардиомиоцитов при ишемических эпизодах и реперфузии (аденозин, брадикинин, простаноиды, катехоламины, эндорфины, NO, АФК и др.), реализуют свои эффекты разными путями внутриклеточной сигнализации (рис. 5).
Гипотеза участия триггерной системы в запуске ишемического прекондиционирования обоснована на следующих фактах, выявленных в экспериментах:
. Внутриклеточная концентрация триггеров возрастает при ишемии;
. Его введение в коронарное русло или неишемизированный миокард вызывает защитное действие, схожее с ишемическим прекондиционированием;
. Введение ингибиторов триггера блокирует кардиопротективное действие ишемического прекондиционирования.
Изложенное выше показывает, что для уменьшения повреждения миокарда при постишемической реперфузии необходимо обеспечить восстановление энергетических запасов до первоночального уровня и предотвратить избыточное образование АФК.
Различные модификации реперфузионных растворов с антагонистами кальция (препараты магния), повышенной концентрацией калия с добавлением метаболитов, способствующих ускоренному синтезу адениннуклеотидов, способны улучшить восстановление насосной функции сердца после ишемии.
Для решения другой задачи - уменьшения избыточного образования АФК - возможно использование реперфузионных растворов с антигипоксантами и антиоксидантами.
Механизмы позднего ишемического прекондиционирования также обусловлены включением экспрессии генов синтеза «heat shock» белков и клеточной iNO-синтазы.
В механизмы развития защитного эффекта ишемического прекондиционирования вовлечено множество различных факторов, но, согласно последним сведениям, ведущую роль играют митохондриальные Са++-активируемые К+-каналы. Имеются многочисленные доказательства, что фармакологическое открытие АТФ-зависимых К+-каналов полностью воспроизводят защитный эффект ишемического прекондиционирования.
Митохондриальные АТФ-зависимые К+-каналы более чувствительны, чем аналогичные каналы сарколеммы, к открывающим и закрывающим сигналам.
Другими причинами энергосберегающего эффекта ишемического прекондиционирования могут быть снижение активности ферментов, катализирующих АТФ-зависимые метаболические реакции, меньшее использование АТФ миофибриллярной АТФазой в результате «Stunning», снижение активности сарколеммальной Na+, К+-АТФазы, Са++-АТФазы саркоплазматического ретикулума.
Следствием меньшей утилизации и деградации макроэргических фосфатов (КрФ, АТФ) при длительной ишемии является снижение внутриклеточного ацидоза, так как основным источником Н+ является распад АТФ. При ишемическом прекондиционировании регистрируется меньшее накопление недоокисленных продуктов гликолиза (пируватов, фосфоглицератов, лактатов и др.), что способствует сохранению осмолярности плазмы на допустимом уровне и предупреждает внутриклеточный отек кардиомиоцитов .
Новой стратегией в фармакологической защите сердца от ишемических и реперфузионных повреждений является использование ингибиторов Na+/H+-обменника в сарколемме. В нормальных условиях сарколеммальный Na+/H+-обменник не активирован. При ишемии в ответ на быстро развивающийся внутриклеточный ацидоз и, возможно, на другие стимулирующие факторы его активность повышается. Это приводит к возрастанию внутриклеточной концентрации ионов Na+, которому также способствует ингибирование Na+/К+-АТФазы - основного механизма выведения Na+ из миоцита. В свою очередь, с накоплением ионов Na+ увеличивается вход ионов Са++ внутрь клетки через Na+/Са++-обменник, что способствует «Са++-перегрузке» (рис. 3). Ингибиторы Na+/H+ - обмена оказывают свое кардиозащитное действие при ишемии, частично блокируя эту последовательность ионного обмена при ишемии. Ишемическое прекондиционирование способно блокировать Na+/H+ - обменник на длительный период ишемии, уменьшая перегрузку ишемизированных кардиомиоцитов ионами Na+ и Са++ на стадии ранней реперфузии. К настоящему времени синтезировано несколько групп ингибиторов, обладающих исключительно высоким сродством к Na+/H+ - транспортеру и низким - к Na+/Са++ - обменнику и Na+/HСО3- - симпортеру.
Методами ядерно-магнитного резонанса и флюоресцентных красителей было показано, что блокирование Na+/H+ - обменника сопровождается снижением частоты реперфузионных аритмий, меньшее накопление Са++ в матриксе митохондрий. Одновременно отмечено уменьшение образования и выхода в интерстиций неорганических фосфатов - продуктов деградации АТФ, что косвенно свидетельствует о сохранении внутриклеточного фонда макроэргических фосфатов и снижении повреждений ультраструктуры кардиомиоцитов.
В настоящее время ингибирование Na+/H+ - переносчика стало методом защиты сердца, который все чаще применяется в клинике, к ним относится 4-изопропил-3-метилсульфонил-бензоилгуанидин-метансульфоната.
Таким образом, ишемия миокарда - несоответствие доставки кислорода коронарным кровотоком потребностям аэробного синтеза АТФ в митохондриях, необходимого для энергообеспечения насосной деятельности сердца при данной частоте сердечных сокращений, преднагрузке, постнагрузке и сократительном состоянии сердечной мышцы. При дефиците кислорода активизируется анаэробный путь синтеза АТФ через расщепление запасов гликогена с накоплением лактата, снижением внутриклеточного уровня рН и перегрузкой кардиомиоцитов ионами кальция, манифистируемое диастоло-систолической дисфункцией.
Периоды ишемических эпизодов сопровождаются последовательно совмещенными или разнесенными по времени адаптационно - дезадаптационными этапами: метаболическая адаптация - «ишемическое прекондиционирование» (реализация различных путей внутриклеточного метаболизма), функциональная адаптация - «гибернация миокарда» (снижение сократительной функции миокарда соответственно уровню энергофосфатов), биологическая реабилитация - «оглушенность миокарда» (восстановление сократительной функции) или гибель миокардиальных клеток (апоптоз).

Литература
1. Атрощенко Е.С. Новые ишемические синдромы - новая цель для кардиологов. Сердце. Журнал для практикующих врачей. 2006. Т.5, №2 (26),73-78;
2. Коняхин А.Ю., Каменева Т.Р., Родионов Б.А. Коррекция ишемии миокарда: опыт применения триметазидина в терапии стенокардии напряжения. Фарматека. 2006. 19, 20 - 26;
3. Метелица В.И. Справочник по клинической фармакологии сердечно-сосудистых лекарственных средств. 2-е издание. М., Бином. 2002;
4. Орлов Л.Л., Шилов А.М., Ройтберг Г.Е. Сократительная функция и ишемия миокарда. М., «Наука». 1987;
5. Капелько В.И. Эволюция концепций и метаболическая основа ишемической дисфункции миокарда. Кардиология. 9. 2005. 55-61;
6. Писаренко О.И. Ишемическое прекондиционирование: от теории к практике. Кардиология. 9. 2005. 62-72;
7. Саидова М.А. Современные методы диагностики жизнеспособного миокарда. Кардиология. 9. 2005. 47-54;
8. Сидоренко Г.И. Новые ишемические синдромы. Руководство по кардиологии. Минск. Белорусь. 2003. 277-289;
9. Соколова Р.И., Жданов В.С. Механизмы развития и проявления «гибернации» и «станинга» миокарда. Кардиология. 9. 2005. 71-78;
10. Цыпленкова В.Г. Критические заметки по поводу парадигмы «гибернирующий и оглушенный миокард». Кардиология. 9. 2005. 43-46;
11. Braunwald E. Heart Disease. Second Edition. 1984. W.B. Saunderes Company;
12. Opie L.H. Недавно выявленные ишемические синдромы и эндогенная цитопртекция миокарда и их роль в клинической кардиологии в прошлом и будущем. Медикография. 1999. 21 (2), 65-73.