Патогенез инфаркта миокарда и кардиогенного шока

Инфаркт миокарда — патологическое состояние сердца и всего ор­ганизма, которое развивается вследствие прекращения или резкого падения объемной скорости кровотока в определенных сегментах сте­нок сердечных камер в результате обтурации венечных артерий ате-росклеротическими бляшками и тромбами. В основном патогенные изменения системной регуляции, расстройства функций и сдвиги гомео-стазиса при инфаркте миокарда вызывают и составляют:

» падение насосной функции сердца вплоть до развития кардиоген-

ного шока;

«потерявшая приспособительное значение патогенная боль как стимул защитно-патогенных реакций, которые почти сразу пре­вращаются в звенья патогенеза острой сердечной недостаточности и кардиогенного шока;

«прогрессирующая гиперкоагулемия (патологически высокая свер­тываемость крови).

Летальность у больных с инфарктом миокарда составляет 30-40%. В период реконвалесценции после острого инфаркта миокарда больные предрасположены к повторным ишемии миокарда и инфарктам, сердеч­ным аритмиям и внезапной сердечной смерти.

В клинико-патофизиологическом отношении инфаркт миокарда прежде всего характеризует асинхронное сокращение сегментов стенок желудочка, пораженного циркуляторной гипоксией. Острое снижение выброса крови левым желудочком в аорту происходит не столько вследствие ишемического цитолиза кардиомиоцитов, сколько в резуль­тате обусловленного циркуляторной гипоксией падения сократитель­ной способности клеток рабочего миокарда. Уже через 15 сек после наступления ишемии (острой циркуляторной гипоксии) клетки сократитель­ного миокарда жертвуют своей функцией, дабы сохранить жизнеспособ­ность через ограничение энерготрат в условиях гипоксического гипоэргоза (связанного с недостатком кислорода дефицита свободной энергии).

Благодаря коллатеральному кровоснабжению в системе венечных артерий, а также гибернации сердца (см. ниже), не все кардиомиоциты в

зоне инфаркта одинаково страдают от циркуляторной гипоксии. Но все саркомеры миокарда в той или иной степени теряют способность к со­кращению. При этом в соответствии с принципом асинхронного реаги­рования структурно-функциональных элементов эффекторов функций при системных патологических реакциях саркомеры миокарда теряют сократительную способность по-разному. На органном уровне неравно­мерное падение силы сокращений саркомеров миокарда приводит к асинхронному сокращению сегментов стенок левого желудочка, которое служит причиной снижения его ударного объема.

Возникновение или обострение стенокардии - это первый и основ­ной симптом инфаркта миокарда, но часто боли нет, и лишь специаль­ные исследования позволяют обнаружить инфаркт, когда к его ретро­спективному выявлению побуждают осложнения (сердечные аритмии, артериальная гипотензия).

На основании результатов гистопатологических, ангиографических и ангиоскопических исследований выделяют шесть стадий (вариантов) морфопатогенеза инфаркта миокарда:

1. Разрастание атероматозной бляшки: холестерин, атерогенные липопротеины все более и более пропитывают субинтиму венечной артерии; по мере увеличения размеров бляшки, усиления ее фиброза и кальцификации она блокирует просвет сосуда.

2. Патологический спазм пораженного атеросклерозом участка со­судистой стенки, то есть аномально интенсивное сокращение гладкомы-шечных элементов измененной атеросклерозом сосудистой стенки в ответ на действие нейрогенных, паракринных и механических стимулов.

3. Разрыв или повреждение сосудистой стенки в области атеро-матозной бляшки вследствие: а) резкого увеличения массы бляшки; б) дегенерации и гибели эндотелиоцитов из-за инфильтрации макрофа­гами сосудистой стенки и секреции ими протеолитических ферментов; в)спазма артерии, который повреждает эндотелий в области бляшки; г) разрыва vasa vasorum.

4. Тромбоз. Повреждение эндотелия, связанное с атеросклерозом, нарушает свойство интимы артерий противостоять тромбообразованию. Механические повреждения эндотелия обнажают лежащие под ним фибронектин, коллаген и фактор фон Виллебранда, каждый из которых активирует тромбоциты. Адгезия активированных тромбоцитов друг к другу служит инициирующим моментом тромбообразования. Образова­ние тромба - это не быстрый и прерывистый процесс, но часто приво­дящий, несмотря на периодическое разрушение тромба под влиянием кровотока в артерии, к полной закупорке ее просвета.

5. Спонтанный лизис тромба. После завершения тромбообразова­ния тканевой активатор плазминогена превращает плазминоген в плаз-

мин, что ведет к деполимеризации фибрина. Ингибитор активатора плаз-миногена и циркулирующий с плазмой крови альфа-два-антиплазмин тор­мозят лизис тромба, инактивируя соответственно плазминоген и гшазмин. Соотношение между тромбообразованием вкупе с падением объемной и линейной скорости кровотока с одной стороны и лизисом тромба вместе с разрушающим его действием кровотока с другой определяет время образо­вания или исчезновения тромба в просвете артерии. Частичная окклюзия сосуда тромбом часто проявляет себя нестабильной стенокардией. Полная обтурация просвета сосуда обычно служит причиной инфаркта миокарда.

6. Ретромбоз, распространение тромба по сосуду и тромбоэмбо­лия. Соотношение интенсивности процессов тромбообразования и спон­танного лизиса тромба подвергается значительным колебаниям. Если конечным результатом колебаний является устойчивое превалирование тромбоообразования, то создаются условия для распространения тромба по сосуду и тромбоза ветвей венечных артерий дистальнее первичного локуса тромбогенеза. У 50% больных инфарктом миокарда полная обту­рация просвета сосуда происходит быстро. У других больных прогрес-сирование окклюзии вследствие тромбоза чередуется с разрушением тромба под влияниями спонтанного лизиса и кровотока. В результате у таких пациентов нет внезапного появления всех симптомов инфаркта, первыми из которых могут быть учащение стенокардии и депрессия сегмента S-T электрокардиограммы.

Морфопатогенез нестабильной стенокардии как патологического состояния, которое может быстро перейти в инфаркт миокарда, состоит в распаде пропитанной липидами атеросклеротической бляшки с эрози­ей ее фиброзной головки, инфильтрированной моноцитами и макрофа­гами. Деструкция атероматозной бляшки служит причиной и создает условия тромбоза венечной артерии. Патогенетически ориентированны­ми целями терапии у больных с нестабильной стенокардией являются:

«прерывание тромбогенеза для предотвращения инфаркта миокарда;

«создание условий и стимуляция эндогенного лизиса тромба.

Хотя данные цели отчасти достижимы при использовании в качест­ве антикоагулянтов ацетилсалициловой кислоты и гепарина, их полно­стью достигают, вводя больным такие избирательные антагонисты тромбина как гирудин и гирулог. Дело в том, что ацетилсалициловая кислота и гепарин уменьшают массу сердцевины тромба, где почти нет тромбина, практически не влияя на пристеночную часть, в которой мно­го тромбина, связанного с фибрином. Более того, гепарин, снижая уро­вень активации белка С, способствует образованию тромбина.

Связанную с тромбозом обтурацию венечной артерии выявляют у 90% больных с острым инфарктом миокарда и (или) тяжелой ишемией (острой циркуляторной гипоксией) миокарда, которые приводят к подъ-

ему сегмента S-T электрокардиограммы. Введение современных фибри-нолитических препаратов лизирует тромб и восстанавливает объемную скорость кровотока по ранее обтурированной венечной артерии у 60-90% больных с инфарктом. При этом эффективный тромболизис не только предотвращает гибель клеток сердца, но и через возобновление г доставки к ним кислорода подвергает обратному развитию гибернацию ', кардиомиоцитов.

| Тромболитические средства классифицируют в зависимости от

\ свойства препаратов избирательно и преимущественно активировать < плазминоген, связанный с фибрином, и в меньшей степени циркули- \ рующий плазминоген. Неизбирательные средства типа стрептокиназы \ вызывают системную активацию плазминогена, которая обуславливает интенсивное разрушение фибрина во всем сосудистом русле, высвобож­дение в циркулирующую кровь продуктов деградации фибрина и низ­кую активность в плазме крови ингибитора активности плазмина и аль-фа-два-антиплазмина. Рекомбинантный активатор плазминогена тканевого типа действует более избирательно и в основном активирует плазминоген, уже связанный с фибрином, находящимся в составе сгустка.

Показанием к тромболитической терапии служит ишемия (острая ииркуляторная гипоксия), сохраняющаяся более 30 мин, о которой все это время свидетельствует подъем сегмента S-T на О,1 милливольта и более по крайней мере в двух отведениях электрокардиограммы при нижней, передней и боковой локализации инфаркта миокарда или де­прессия сегмента в правых грудных отведениях при инфаркте миокарда задней стенки левого желудочка. Для уменьшения зоны инфаркта и обратного развития гибернации кардиомиоцитов тромболизис особенно эффективен в первые 4-6 часов от начала приступа грудной жабы.

Противопоказаниями к тромболитической терапии у больных с ин­фарктом миокарда служат патологические состояния и изменения орга­нов, сопровождающиеся повышенной кровоточивостью и патологиче­ские состояния с высоким риском кровотечений и кровоизлияний, кото­рые могут возникнуть вследствие тромболизиса:

» Недавнее кровотечение вне зависимости от локализации его ис­точника. Оперативное вмешательство в течение двух недель перед острым инфарктом миокарда.

«Артериальная гипертензия при артериальном давлении выше, чем 200/120 мм рт. ст., как фактор риска субарахноидального крово­излияния.

• Нарушения мозгового кровообращения в анамнезе как свидетель­ство предрасположенности к инсульту. I» Длительная реанимация.

I «Расслаивающая аневризма аорты.

Протяженность зоны ишемической дисфункции кардиомиоцитов и цитолиза клеток сердца находится в прямой связи со временем прекра­щения кровотока по венечной артерии или резкого падения его объем­ной скорости. Зона инфаркта миокарда как масса рабочих кардиомиоци­тов, адекватно не участвующих в сокращении желудочков сердца, рас­тет вследствие индуцированного гипоксией воспаления, а также в ре­зультате аккумуляции в участке сердца, наиболее страдающем от гипок­сии, свободных кислородных радикалов и агентов ауто- паракринной регуляции, вызывающих гибернацию клеток сердца. Через 20 мин после полного прекращения кровотока по соответствующим венечным арте­риям в подавляющем большинстве кардиомиоцитов субэндокардиально-го слоя левого желудочка фиксируют признаки необратимой гибели клеток. Такой же уровень цитолиза при трансмуральном инфаркте вы­являют через 4 часа. Это связано с тем, что клетки миокарда субэндо-кардиального слоя до инфаркта миокарда работают почти максимально интенсивно. Высокий уровень работы субэндокардиального слоя обу­славливает предшествующую острой гипоксии полную мобилизацию резервов роста доставки кислорода его кардиомиоцитам, который про­исходит через локальное снижение сосудистого сопротивления.

Активность креатинкиназы (КК) в плазме крови представляет собой наиболее известный и широко используемый показатель выраженности некробиотических изменений кардиомиоцитов при инфаркте и находит­ся в прямой связи с массой клеток сердца, потерявших свою сократи­тельную способность вследствие гипоксического цитолиза и гиберна-ции. Из трех цитозольных и одного митохондриального изоферментов КК цитозольная КК-МВ особо специфична для миокарда, и ее патологи­чески высокая активность в плазме крови выступает достоверным и специфичным маркером острой циркуляторной гипоксии клеток сердца и ишемического цитолиза кардиомиоцитов. Так при гипертрофии мио­карда в стадии декомпенсации, при которой потребность клеток сердца в кислороде всегда остается неудовлетворенной, содержание КК-МВ возрастает в 10 раз относительно содержания фермента в здоровом сердце.

Гибернация, станнинг и ишемическое прекондиционирование кардиомиоцитов

Если после возникновения циркуляторной гипоксии сердца в его пораженном недостатком кислорода участке продолжает оставаться высоким отношение потребности клеток сердца в кислороде к доставке О₂ кардиомиоцитам, то связанные с гипоксией патологические измене-

ния могут прогрессировать вплоть до цитолиза. Циркуляторная гипок­сия сердца индуцирует на органном уровне защитную реакцию гибер-нирующего миокарда (гибернации сердца).

Гибернация (лат. hibernus 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 часа 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 гипоксического гипоэргоза дегенерации. Гибернация сохраняет кардиомиоциты таким образом, что возобновление кровотока в течение недели после возник­новения ишемии (аорто-коронарное шунтирование, чрезкожная эндова-скулярная 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 (гибер-нации) 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 кар-диомиоцитами 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 аорто-коронар-ного 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 танатогенеза.

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 ишемиче-ского прекондиционирования особая роль принадлежит G,-белкам, ло­кализованным в плазматической мембране клеток сердца. Эти транс-

мембранные белки выступают медиаторами снижения активности аде-нилатциклазы, которая падает вследствие возбуждения рецепторов к аденозину А, и мускариновых М₂-рецепторов. Возбуждение рецепторов этих двух типов через активацию G,-белков 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 L-типа. Каждый из этих эффектов активации О_гбелков ведет к сниже­нию утилизации всеми клетками сердца свободной энергии в основном за счет меньшей работы клеток рабочего миокарда при сокращении. Предполагают, что активация gi-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 Орбелков, 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 кардиопротектив-ного 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.