Механизм развития гипертрофии миокарда

При функционировании миокарда по аварийным механизмам резко возрастает интенсивность функционирования структуры миокарда. Это ведет к увеличению потребления энергии в кардиомиоците. Повышенный расход приводит к тому, что содержание АТФ снижается на 10-20%, а количество АДФ, АМФ и неорганического фосфата увеличивается. Нарушается соотношение между этими метаболитами. Это приводит к активации гликолиза в кардиомиоцитах. Как следствие активации гликолиза в кардиомиоцитах накапливаются ионы водорода - развивается внутриклеточный ацидоз. Под влиянием ионов водорода активируется генетический аппарат клетки, т.е. увеличивается биосинтез внутриклеточных структур (сократительных белков, митохондрий).

Кроме того, важную роль играют гормоны, которые могут напрямую активировать генетический аппарат клетки (катехоламины, альдостерон, паратгормон, глюкокортикоиды, инсулин и инсулиноподобные факторы роста).

Все это в совокупности приводит к увеличению количества сократительных структур, увеличивается количество митохондрий – в целом возрастает масса миокарда, и интенсивность функционирования структур миокарда возвращается к норме.

Как следствие развития гипертрофии возможна длительная и устойчивая гиперфункция миокарда, которая может длиться десятками лет.

Механизм изнашивания гипертрофированного миокарда

С самого начала своего развития гипертрофия выступает как несбалансированная форма роста, которая проявляется на разных уровнях.

На уровне нервной регуляции.

Нарушаются процессы регуляции сердечной деятельности. Это связано с тем, что в гипертрофированном миокарде падает плотность симпатической иннервации, что приводит к снижению концентрации норадреналина и нарушается регуляция процессов сокращения и расслабления.

На сосудистом уровне

Масса миокарда увеличивается в большей степени, чем капиллярное русло. Это приводит к снижению функционального резерва капиллярного русла. В норме 2300 капилляров/м3 открыто в спокойном состоянии и 2100 в резерве. При гипертрофии весь этот резерв задействован. Нарушаются процессы кровоснабжения. Гипертрофированный миокард при ФН будет испытывать гипоксию.

На уровне кардиомиоцита

Масса каждого отдельного кардиомиоцита возрастает в большей степени, чем его поверхность. Это закладывает основу недостаточности всех ионных мембранных насосов, с функцией которых связаны сокращение и расслабление.

На уровне субклеточных структур.

Масса сократительных белков возрастает в большей степени, чем количество митохондрий. Это закладывает основу энергетического дефицита.

На молекулярном уровне

В головках миозина нарушается соотношение между легкими и тяжелыми белковыми структурами со сдвигом в сторону легких структур. Это приводит к снижению АТФ-азной активности головок миозина. Нарушается использование энергии.

Все виды несоответствия постепенно возрастают и могут приводить к гибели отдельных кардиомиоцитов. Причем кардиомиоциты гибнут диффузно (по всей массе миокарда). Это в конечном итоге постепенно ведет к развитию склеротических изменений в гипертрофированном миокарде, что ведет к нарушению контрактильных свойств гипертрофированного миокарда и его недостаточности функционирования.

Миокардиальная форма сердечной недостаточности.

Коронарогенное повреждение миокарда.

Причина – расстройство коронарного кровообращения.

Высокая уязвимость коронарного русла обусловлена его физиологическими особенностями:

1) Высокая интенсивность коронарного кровотока в покое;

2) Выраженная фазность кровотока (резко редуцируется в систолу);

3) Высокая степень экстракции кислорода из притекающей крови в норме (это говорит о том, то повышенная потребность в кислороде миокарда может быть увеличена только за счет объемного кровотока);

4) Слабость коллатерального кровотока и большой угол отхождения от аорты (около 90 градусов).

Виды коронарной недостаточности:

1) Абсолютная

Причины: атеросклероз, коронароспазм,  тромбоз, снижение коронарного резерва (гипертрофия), острая гипотензия, аномалии развития коронарных артерий (стеноз устья коронарных артерий, ныряющие коронарные артерии).

2) Относительная

Причины: стресс, резкая активация САС, тиреотоксикоз, снижение кислородной емкости крови.

При снижении коронарного кровотока в бассейне стенозированной артерии развивается гипоксия, которая приводит к нарушению образования АТФ. В норме 80% АТФ в миокарде тратится на сократительную функцию, 15% - на работу ионных насосов и 5% - на возобновление структур. При снижении образования энергии в первую очередь выключается сократительная функция кардиомиоцитов (так как самая короткоживущие структуры – митохондрии, а самые долгоживущие – сократительные белки). Такие участки миокарда называются «спящими». В них развивается гибернация (кардиомиоциты выключаются из функции, но они живы) миокарда.

Механизм развития гибернации:

1. Как следствие гипоксии в кардиомиоцитах развивается ацидоз, накапливаются ионы водорода;

2. Ионы водорода оказывают угнетающее действие на сократительные белки;

3. Накопление продуктов деградации АТФ;

4. Как следствие дефицита АТФ происходит открытие калиевых каналов, которые в норме закрывает молекула АТФ

5. Происходит накопление аденозина - происходит блокада адренорецепторов.

Если происходит полное прекращение коронарного кровотока, развивается инфаркт миокарда.

Механизм развития:

При полном прекращении кровотока полностью блокируется образование энергии, выключается сократительная функция кардиомиоцита, выводятся калий и натрий, накапливается кальций. Накопление кальция приводит к активации липаз и фосфолипаз в субклеточных мембранах лизосом и митохондрий - они разрушаются, происходит гибель кардиомиоцита.

Если кровоток восстанавливается до развития некроза (тромболизис аортокоронарного стентирования), то в этом участке развивается явление станнинга (острое нарушение сократительной функции ишемизированного миокарда в момент восстановления кровотока).

Механизм станнинга:

1) Дефицит АТФ и креатинфосфата;

2) Повреждающее действие нейтрофилов, которое образует лейкоцитарные тромбы в капиллярах данного участка миокарда.

3) Активные радикалы кислорода, которые образуются в данном участке миокарда.