Патофизиология сердечно-сосудистой системы. Лекция 4.

Кафедра патофизиологии ЯГМА

Лечебный и педиатрический факультеты.2000год

Лектор: зав. каф. проф.

В.П. Михайлов.

 

Патофизиология сердечно-сосудистой системы.

Лекция 4.

 

Третий фактор: при изъязвлении бляшки атероматозная масса поступает в просвет сосуда и может вызвать микроэмболию. Микроэмболия сама по себе нарушает микроциркуляцию и приводит к замедлению кровотока, снижению его линейной скорости, снижению продукции ЭФР, и как следствие, к сужению артерий, расположенных дистальнее места эмболии. В том месте, где расположена язва (изъязвление бляшки) впоследствии может образоваться обтурирующий тромб. Тромбоз может распространяться по продолжению сосуда, вызывая дальнейшее омертвение миокарда. От тромба могут отрываться эмболы. Тромбоз коронарных сосудов может являться частой непосредственной причиной инфаркта миокарда.

При обычной температуре необратимые изменения в миокарде возникают обычно не ранее чем через 20— минут после полной закупорки сосуда, то есть на первых порах эти изменения еще обратимы.

В результате полного прекращения доступа кислорода через несколько секунд прекращается митохондриальное окислительное фосфорилирование и синтез АТФ. Это приводит к включению механизмов воспроизводства АТФ за счет распада гликогена, креатинфосфата и включения анаэробного гликолиза, скорость которого возрастает во много раз. В результате многократно активируется производство лактата, появление которого в крови является четким количественным признаком степени развития ишемии. Если сокращения миокарда сохраняются, то через несколько минут запасы креатинфосфата исчезают и основным источником синтеза АТФ становится малоэффективный гликолиз, но он не в состоянии предотвратить сокращение запасов макроэргов и креатинфосфата. Через 15 минут после развития ишемии исчезает 65 % АТФ от общего содержания в клетке. АДФ, который образуется в АТФ-азных реакциях, превращается в АМФ (стимулятор гликолиза) и аденозин.

Аденозин покидает клетки и на эндотелии сосудов дезаминируется до инозина, распадающегося далее до ксантина и гипоксантина (источника свободнорадикальных процессов при реперфузии). Таким образом, клетки необратимо теряют свой пул адениннуклеотидов, то есть свой энергетический резерв. Это приводит к снижению эффективности работы Са-АТФаз саркоплазматического ретикулюма и накопления ионов кальция в саркоплазме. Однако, сокращения миофибрилл не происходит, так как быстрое внутриклеточное закисление уменьшает сродство тропонина к кальцию и приводит к блокаде каналов кальциевого входа, что способствует развитию сердечной недостаточности. Безусловно, закисление среды в клетке является повреждающим фактором, но на определенном этапе оно предупреждает дальнейшее падение уровня АТФ, разобщая процесс электромеханического сопряжения, позволяет клеткам выжить при кратковременной локальной ишемии. Если через 15— минут полной ишемии начинается реперфузия сердца, то функция, а также ультраструктура клеток может восстановиться полностью —это еще обратимые изменения.

Однако, через 40— минут полной ишемии наблюдается явное и практически необратимое повреждение сердца, и реперфузия в этих условия вызывает усугубление повреждения —это так называемое реперфузионное повреждение. Его возникновение связано с тем, что если через 15— минут восстановления кровотока не происходит, накопление в клетках лактата, других продуктов, (таких, как ионы водорода) и продолжающееся закисление внутриклеточной среды, подавляет активность ферментов гликолиза и производство лактата уже через 20— минут полностью прекращается. Таким образом, кардиомиоциты лишаются последнего из источников АТФ. Это приводит к дальнейшему повышению цитоплазматической концентрации ионов кальция и развитию второй фазы ишемической реакции, включающей активацию кальцийчувствительных протеаз и фосфолипаз, вызывающих необратимые изменения структуры и целостности сарколеммы. Кроме того, повышение содержания ионов кальция в цитоплазме, понижение рН уменьшают проводимость межклеточных контактов (нексусов) и способствует возникновению нарушений ритма сердца.

Если развитие повреждений в первую фазу обратимых повреждений может быть заторможено введением антагонистов кальция, на развитие второй они уже не влияют. При достижении этой стадии уже невозможно предотвратить поступление ионов кальция из внеклеточного пространства во время реперфузии.

Необратимость изменений при реперфузии связана:

1. С активацией фосфолипаз (в частности фосфолипазы А2) и накоплением лизофосфоглицеридов в очаге ишемии, что повреждает сарколемму. При реоксигенации ионы кальция свободно входят в клетку (по градиенту концентрации) и поглощаются митохондриями, что блокирует окислительное фосфорилирование.

2. Приток кислорода, а также лейкоцитов и моноцитов, которые инфильтрируют ткань миокарда и высобождают активные формы кислорода, приводит к активации ксантин-оксидазных реакций, образованию свободных радикалов и токсичных липоперекисей, что дополнительно повреждает мембраны клетки и ферменты. Повышается электрическая нестабильность сердца, что нередко приводит к фибриляции желудочков.

3. В результате активации протеаз разрушается цитоскелет, связывающий сарколемму с миофибриллами. При реперфузии происходит вымывание ионов водорода, увеличивается сродство тропонина к кальцию, миофибриллы укорачиваются, что может механически разрушить мембрану, которая уже повреждена или стала хрупкой во время предшествовавшей гипоксии.

4. При ишемии повышается осмотическое давление внутри клеток. Ингибирование К‑Na-АТФазы сопровождается накоплением в клетках натрия и потерей калия. Распад фосфокреатина, гликогена, глюкозы существенно увеличивает молярную концентрация низкомолекулярных веществ в клетках. При последующей реперфузии это приводит к усиленному притоку воды и их набуханию, что в результате ослабления цитоскелета приводит к полному разрушению клеточной мембраны.

5. Повреждение эндотелия мелких сосудов при ишемии приводит к агрегации тромбоцитов и образованию микротромбов.

Очевидно, что для предотвращения гибели клеток необходимо по возможности предотвратить или замедлить наступление необратимых изменений. Частично это достигается применением антагонистов кальция, антиоксидантов, с помощью гипотермии, кардиоплегии и контролируемой реперфузии.

 

Этиологическая и патогенетическая профилактика ИБС и ее проявлений.

В последние годы принято говорить о факторах риска к некоторым болезням со сложной этиологией . Под термином “фактор риска”понимают определенные индивидуальные характеристики и особенности образа жизни, повышающие риск развития данного заболевания. В настоящее время известно около 50‑ти факторов риска в отношении развития ИБС. Главные из них —курение, артериальная гипертензия, гиперхолестеринемия, повторяющиеся стрессы и наследственные факторы. Каждый из этих перечисленных факторов увеличивает риск развития заболевания не менее, чем в 2 раза, а их сочетание может увеличить риск развития ИБС в 10 раз.

1. Первое и наиболее перспективное в профилактике ИБС —исключение курения. Привычка к курению является самым распространенным фактором риска и не только в отношении ИБС, но и целого ряда хронических заболеваний, нанося огромный вред здоровью населения во многих странах мира. Основными повреждающими факторами при курении считают никотин и окись углерода. Никотин активирует симпатико-адреналовую систему, то есть “подхлестывает” сердце, а угарный газ способствует развитию гипоксии, то есть уменьшает доставку кислорода в сердечную мышцу. Продукты, содержащиеся в табачном дыме, повышают адгезивность тромбоцитов и способность их к аггрегации, снижают содержание ЛПВП в крови, обладающих антиатерогенной активностью, повышают свертываемость крови , способствуют повреждению эндотелия. Инфаркт миокарда у курящих возникает в 2— раза чаще , чем у некурящих. Курение опасно, как фактор, способствующий развитию внезапной смерти у больных ИБС, особенно у мужчин в возрасте до 50‑ти лет.

Следует иметь в виду и опасность так называемого “пассивного курения” (окуривания). Так, риск развития рака легкого и ИБС у некурящих женщин, мужья которых курят, выше, чем у женщин, мужья которых не курят. Показано, что после выкуривания 1 сигареты содержание никотина в крови у “пассивного” курильщика в 10— раз выше, чем у самого курящего.

2. Второе направление профилактики —это ранняя эффективная профилактика и и своевременное лечение гипертонической болезни и других видов гипертензий. Длительное повышение артериального давления повреждает эндотелий и эластические волокна сосудов, что способствует быстрому развитию атеросклероза. Кроме того, сердце в условиях повышенного периферического сопротивления (ПСС) работает в режиме высокого систолического напряжения, которое резко повышает энергозатраты и потребность в кислороде.

3. Недопущение гиперхолестеринемии.

Холестерин - важнейшая составная часть атеросклеротических бляшек. Установлена тесная причинная связь между уровнем холестерина в крови, атеросклерозом и ИБС. Снижение уровня холестерина в плазме у лиц с отчетливым его повышением (265 мг/дл = 6,85 ммол/л) приводит к уменьшению частоты развития смертельных и несмертельных проявлений ИБС. Оптимальный уровень холестерина для взрослых принимается менее 200 мг на 100 мл., или менее 5,2 ммоль/л. Чтобы удержаться на этом уровне, необходимо следить за:

1. Качеством питания. Пища должна содержать мало насыщенных жиров и холестерина, достаточное количество ненасыщенных жиров, сложных углеводов и растительных волокон, полноценных белков и витаминов (витамины С, никотиновая кислота).

2. Необходимо следить за массой тела, соответствием калорийности пищи энергозатратам и уровню физической активности. При ожирении возникает склонность к тромбообразованию, гиперхолестеринемии, гипертензии, диабету, опухолям. Развитие инсулиннезависимого диабета само по себе является риском в развитии ИБС.

4. Важной мерой профилактики ИБС и атеросклероза является правильное духовное воспитание человека, что помогает избегать ненужных стрессов. Имеется в в виду формирование активного внутреннего торможения в ЦНС в процессе воспитания (воспитанный человек сдержанный, невоспитанный —наоборот). Играет роль формирование таких черт характера, как честность, вежливость, ответственность, трудолюбие. Улиц с низким уровнем образования, дохода, социального положения ИБС и гипертоническая болезнь возникают чаще.

5. Генетические факторы. Накопление ИБС в семьях —факт хорошо известный. Во-первых, это связано с тем, что в данных семьях имеет место “аггрегация”(накопление) факторов риска развития ИБС: гиперхолестеринемия, артериальная гипертония, табакокурение, избыточная масса тела и другие. Существуют и конституциональные особенности. Например, гиперстеники в большей степени предрасположены к возникновению ИБС, чем астеники.

 

Патогенез артериальных гипертензий.

Под артериальными гипертензиями понимают длительное повышение артериального давления. Величина артериального давления определяется следующими факторами: минутным сердечным выбросом, степенью тонического сокращения артериальных сосудов, массой циркулирующей крови, ее вязкостью.

Именно увеличение этих параметров (одного, или, как правило, нескольких сразу) и может привести к возникновению артериальной гипертензии. Необходимо пользоваться именно термином “гипертензия”, а не “гипертония”. Гипертония указывает на повышенный мышечный тонус сосудистой стенки, а возникновение гипертензии не всегда связано с повышением сосудистого тонуса. Комитет экспертов ВОЗ предложил считать нормальным систолическое давление ниже 140 мм рт.ст. а диастолическое —ниже 90 мм рт.ст. Артериальное давление от 140/90 до 159/94 считается “опасной зоной”. Артериальное давление выше 160/95 —уже гипертензия. Чтобы определить идеальное артериальное давление в возрасте старше 15‑ти лет, можно пользоваться формулой: систолическое давление = 102 + 0,6 * возраст (в годах), диастолическое давление = 64 + 0,4 * возраст (в годах). Среди населения развитых стран гипертензия обнаруживается примерно у 15— % людей, у детей около 5%. Причем более 80 % из них приходятся на гипертоническую болезнь а остальные —на вторичные, или симптоматические артериальные гипертензии, сопутствующие тому или иному заболеванию. Симптоматических гипертензий около 80‑ти. Чаще всего их возникновение связано с нарушением функции почек. В отличие от симптоматических гипертензий , при гипертонической болезни гипертензия —это основное проявление заболевания, основное звено патогенеза, на которое и нужно воздействовать в борьбе с болезнью.

Стойкое повышение артериального давления может быть связано:

1. С избыточным потреблением хлористого натрия. 

Известно, что содержание животных на диете ,обедненной поваренной солью приводит к возникновению гипотензии, и напротив, многомесячное потребление большого количества хлористого натрия приводит к возникновению гипертензии. У людей, потребляющих менее 5‑ти граммов хлористого натрия в сутки, гипертензия практически не встречается. Напротив, в районах, где потребление поваренной соли достигает 20—30 г/сут., гипертензия встречается часто, у 40— % людей. Солевая нагрузка усугубляет течение всех форм экспериментальной гипертензии и гипертензии у человека. Резкое ограничение соли предотвращает повышение давления в этих случаях. Однократная, даже выраженная солевая нагрузка не приводит к стойкому повышению артериального давления, если не нарушено функционирование противодействующих систем. Имеется в виду активация противогипертензивной функции почек, с увеличением секреции в мозговой зоне простагландинов (прежде всего ПГЕ2) и калликреин-кининовой системы, оказывающих антигипертензивное действие, увеличение секреции натрийуретического гормона, способного вызвать гипотонию, усиливать диурез и натрийурез, угнетать активность симпатической нервной системы, ингибировать выброс альдостерона и вазопрессина.

При многократной солевой нагрузке активность этих систем снижается, а потом истощается. Это приводит:

1. К повышению содержания хлора и натрия во внеклеточной жидкости, включению антидиуретической системы, увеличению объема циркулирующей крови и повышению тонуса вен. Некоторый подъем венозного давления увеличивает преднагрузку на сердце и повышает минутный сердечный выброс.

2. К выделению вазопрессина в ответ на стимуляцию осморецепторов. Он резко увеличивает прессорный эффект катехоламинов и ангиотензина‑2 на артериолы, снижает обратный нейрональный захват норадреналина в синапсах.

3. К изменению регуляции ионных потоков в гладкомышечных клетках сосудов. В результате в них снижается содержание ионов калия и повышается концентрация ионов натрия (в норме на 3 иона натрия приходится 2 иона калия, при солевой гипертензии коэффициент натрий:калий возрастает до 3:1), что приводит к увеличению нейрогенного компонента сосудистого тонуса, так как выделение норадреналина в синаптическую щель вызывает деполяризацию гладкомышечной клетки в большей степени, и, следовательно, сила сокращения, развиваемая клетками, окажется больше.

4. Открывание кальциевых потенциалзависимых каналов приводит к накоплению ионов кальция в клетке, а так как емкость внутриклеточных “запасников”кальция в гладкомышечных клетках сосудов (ГКМС) ограничена, накопление ионов кальция увеличивает миогенный или базальный компонент сосудистого тонуса, то есть ту часть напряжения сосудистой стенки, которая не зависит от нервных и гуморальных влияний. Базальный тонус растет, сосуды суживаются.

Вместе с тем их жесткость и толщина увеличиваются, так как клетки гидратируются, просвет сосудов уменьшается. По мере повышения артериального давления стимуляция барорецепторов аортальной и синокаротидной зон приводит к снижению мощности сердечного выброса и все большее значение в развитии гипертензии приобретает повышение периферического сопротивления из-за сужения или недостаточного расширения мелких артерий и артериол.

2. Изменение эндокринной регуляции сердечно-сосудистой системы. 

К гипертензии может привести:

1) уменьшение антигипертензивной функции почек.

2) включение ренин-ангиотензинового почечного механизма (см. также лекцию по нефрологии)

3) изменение функционирования гипофизарно-надпочечниковой системы.

Удаление надпочечников приводит к гипотензии, а увеличение их функции часто вызывает гипертензию. Ее развитие может быть связано с опухолью, исходящей их мозговой зоны —феохромоцитомой, продуцирующей катехоламины, или опухолью коркового слоя, выделяющей кортикостероиды. Глюкокортикостероид кортизол обладает пермиссивным (сенсибилизирующим) действием на сосудистую стенку по отношению к катехоламинам, поскольку он уменьшает выработку простациклина, увеличивает выброс медиатора норадреналина в симпатических нервных окончаниях, угнетает его обратный захват,увеличивает количество адренорецепторов в тканях. Но главную роль в развитии гипертензии играет минералкортикоид —альдостерон. Он блокирует выделение натрия из организма и увеличивает экскрецию калия, способствует переходу натрия в клетки, особенно в ГКМС, с теми же последствиями, как это было бы при нагрузке хлористым натрием. При диете, обедненной поваренной солью, кортикостероидная гипертензия не развивается.

Как и солевая, кортикостероидная гипертензия проходит ряд стадий развития:

Первая стадия —адаптации или резистентности, при которой защитные механизмы не допускают катионных нарушений, несмотря на солевую нагрузку.

Вторая стадия —обратимого истощения противогипертензивной функции почек, когда прекращение нагрузки поваренной солью или удаление опухоли приводит к выздоровлениню.

Третья стадия —необратимого истощения функции, когда отмена соли не приводит к снижению артериального давления не приводит к снижению артериального давления. В данном случае может помочь подсадка здоровой почки с сохраненным противогипертензивным механизмом.

Четвертая стадия — органического поражения почечных сосудов и активного включения ренин-ангиотензинового механизма. Гипертензия приобретает злокачественное течение.

3. Нарушение нервной регуляции деятельности сердечно-сосудистой системы. 

Гипертензия может возникнуть вследствие увеличения минутного объема сердца в ответ на активацию деятельности симпатико-адреналовой системы, например, при стрессе. Другой очень важный механизм —нейрогенное увеличение сосудистого тонуса. Прессорных нейронов в мозговых центрах в 4 раза больше, чем депрессорных. Нейрогенная гипертензия может возникнуть при разрушении, гипофункции депрессорных отделов продолговатого, среднего мозга, гипоталамуса. Это может происходить при опухолях, кровоизлияниях в мозг, энцефалитах, ишемии головного мозга. В механизме патогенеза такой гипертензии участвует нейрогенное сужение сосудов с включением почечного ренин-ангиотензинового механизма.

У человека и животных гипертензия вследствие нервной дисфункции может возникнуть в результате психотравм, стрессов, особенно, если они многократно повторяются. Главной причиной повышения артериального давления в таких ситуациях является увеличение сердечного выброса, снятия его ингибирующего влияния на симпатические механизмы продолговатого и спинного мозга, что приводит к повышению активности “сердечных”и “сосудистых”преганглионарных нейронов. Гиперкинетические реакции кровообращения в условиях эмоционального стресса по многим параметрам напоминает раннюю, гиперкинетическую стадию развития гипертонической болезни.

 

Патогенез гипертонической болезни.

В нозологическом плане гипертоническая болезнь оформилась еще не окончательно. В ее этиологии важную роль играет наследственный фактор. Родственники больных заболевают в 5 раз чаще. Уровень артериального давления генетически контролируется несколькими факторами. Поэтому склонность к гипертензии может передаваться полигенно и формируется мультифакториально. Ведущим фактором, лежащим в основе предрасположения к гипертонической болезни, как к нозологической единице, является наследственное изменение строения мембранных белков различных клеток организма, что обнаруживается у 25% людей. В результате изменяется функция клеточных “насосов”, увеличивается поступление ионов натрия в клетку и потеря ионов калия, что приводит к частичной деполяризации мембраны, открытию потенциалзависимых кальциевых каналов.

Вхождение ионов кальция по градиенту концентрации в цитоплазму клеток активирует активирует сократительный аппарат, а следовательно и тонус сосудов и сократительную способность кардиомиоцитов. Повышение концентрации кальция в симпатических нейронах стимулирует выброс норадреналина в синаптическую щель при более низком уровне возбуждения, а снижение электрического потенциала клеточных мембран уменьшает скорость захвата норадреналина нервными окончаниями синапса. В результате удлиняется действие норадреналина на сосуды, сердце и почки. Сужение почечных артериол приводит к включению ренин-ангиотензинового механизма, задержке натрия. Это способствует дальнейшему снижению потенциала клеточных мембран, увеличению чувствительности сосудов к вазопрессорному действию норадреналина и вазопрессина. Все это создает предпосылки к повышению артериального давления, но благодаря действию регуляторных механизмов, направленных на предупреждение повышения артериального давления, человек, имеющий наследственное предрасположение, обычно не заболевает гипертонической болезнью, если не действуют внешние факторы, повышающие артериальное давление: 1. Психоэмоциональные стрессы, конфликты. 2. Перегрузка поваренной солью. 3. Увеличение массы тела, что в 5 раз увеличивает риск заболеваемости гипертонической болезнью. 4. Злоупотребление алкоголем, оно приводит к гипертензии вследствие гиперсекреции надпочечников и увеличения входа ионов кальция в ГМКС и кардиомиоциты. У хронических алкоголиков секреция простациклина уменьшается, а тромбоксана —увеличивается. В результате заболеваемость гипертонической болезнью учащается в 2 -3 раза.

При частых и длительных повышениях артериального давления оно постепенно фиксируется на высоком уровне. Этой фиксации способствует: 1) гипертрофия и гиперплазия гладкой мускулатуры артериол и мелких венул. 2) адаптация и атеросклеротическое повреждение рецепторов аорто-каротидной зоны. 3) “изнашивание”противогипертензивной функции почек и относительное преобладание ренин-ангиотензин-альдостеронового механизма. Усиленный кровоток в мозговом веществе почек сопровождается отеком стромы внутренней зоны его, накоплением гликозаминогликанов, а в дальнейшем развитием гиалиноза и склероза интерстиция. Интерстициальные клетки, секретирующие ПГЕ2, подвергаются атрофии или фибробластоподобному превращению и перестраиваются с синтеза простагландинов на производство гликозаминогликанов и коллагена. Дефицит ПГЕ2 снимает его тормозящее влияние на синтез коллагена. В финале болезни в связи со склерозом и гиалинозом почечных сосудов ренин-ангиотензиновая система включается постоянно и гипертензия приобретает злокачественное течение. Чем более выражено наследственное предрасположение, тем раньше под влиянием этих факторов возникает гипертоническая болезнь и тем тяжелее она будет протекать.

Эти механизмы хорошо объясняют высокую эффективность при лечении гипертонической болезни антагонистов кальция, альфа- и бетаадреноблокаторов, натрийуретиков, транквилизаторов и других лекарственных веществ (ЛВ).

ПРЕДМЕТЫ

О НАС

«Dendrit» - портал для студентов медицинских ВУЗов, включающий в себя собрание актуальных учебных материалов (учебники, лекции, методические пособия, фотографии анатомических и гистологических препаратов), которые постоянно обновляются по ходу учебного процесса в ЯГМУ.