Проблема ишемического ремоделирования у больных

Проблема ишемического ремоделирования у больных хронической
сердечной недостаточностью
Пономаренко И.Н., Булгак А.Г.
БелМАПО, кафедра функциональной диагностики
Хроническая сердечная недостаточность (ХСН) до сих пор остается
одним из самых распространенных и прогностически неблагоприятных
заболеваний сердечно-сосудистой системы.
Результаты американских эпидемиологических исследований показали,
что в США число больных с клинически выраженной ХСН составляет не менее
2,5%
взрослого населения
или 5 млн. человек, причем
ежегодно
регистрируется до 400 тыс. новых случаев заболевания. Число больных ХСН
составило 2% от всех госпитализированных в стационары.
Серьезность ситуации усугубляется крайне неблагоприятным прогнозом:
в США за последние 30 лет смертность от ХСН увеличилась в 4 раза.
Пятилетняя смертность составляет 62% среди мужчин и 43% среди женщин.
Уровень выживаемости при ХСН сравним с аналогичным показателем при ряде
онкологических заболеваний [2].
Основной причиной ХСН является ишемическая болезнь сердца (ИБС) в
сочетании с артериальной гипертензией (АГ) или без нее. В исследованиях,
проведенных в последние годы, ишемическая этиология декомпенсации была
отмечена в среднем у 64% больных [1]. Одной
из
ведущих
причин
формирования ХСН является ремоделирование левого желудочка (ЛЖ) –
изменение размера, формы, геометрии ЛЖ, сопровождающееся нарушением его
систолической и диастолической функции, что тесно сопряжено с изменением
нейрогормонального фона организма [15].
Учитывая особое положение ИБС в структуре ХСН, ишемическое
ремоделирование, несмотря на наличие научных работ, посвященных разным
аспектам этого процесса, продолжает оставаться одной из самых актуальных
проблем кардиологии.
Термин «ремоделирование сердца» был введен в литературу N. Sharp в
конце 70-х годов для обозначения структурных и геометрических его
изменений после острого инфаркта миокарда. Аккумуляция научных фактов в
данном направлении способствовала появлению концепции постинфарктного
«ремоделирования сердца», которая заняла заметное место среди достижений
кардиологии 90-х годов.
Изначально термином «постинфарктное ремоделирование» обозначались
структурно-геометрические изменения сердечной мышцы, происходящие после
ИМ в процессе адаптации к новым условиям функционирования. Как правило,
структурное постинфарктное ремоделирование ЛЖ ассоциируется с его
дилатацией [8], изменением формы и толщины его стенок [5], что является
ключевым моментом в патогенезе ишемической кардиомиопатии.
В
течение
первых
нескольких
суток
после
развития
ИМ
непропорционально истончается и «растягивается» инфарктная зона, которая
уже не в силах противостоять внутрижелудочковому давлению, что в
последующем приводит к выпячиванию некротизированного участка миокарда
(«экспансии инфаркта») вплоть до образования аневризмы или разрыва сердца
[1, 5]. Постинфарктная дилатация ЛЖ связана не только с экспансией зоны
инфаркта, но и с удлинением сокращающегося сегмента и изменением
геометрии желудочка за счет феномена «соскальзывания» мышечных волокон
непораженных участков миокарда, приводящего к уменьшению количества
слоев кардиомиоцитов и истончению миокардиальной стенки [1]. Некоторые
авторы полагают, что постинфарктное ремоделирование ЛЖ развивается
больше в результате удлинения миоцитов, чем вследствие их «соскальзывания»
[7]. Тем не менее, на начальном этапе ремоделирования растяжение
непораженных участков миокарда направлено на поддерживание адекватной
насосной функции сердца и компенсирует отсутствие активного сокращения
«выбывших»
мышечных
регионов.
Неповрежденные
участки
миокарда
вынуждены брать на себя функции поврежденных отделов, где приспособление
к создавшимся условиям идет по пути компенсаторной гипертрофии [1, 5].
Мышечная масса ЛЖ нарастает без увеличения числа миокардиальных клеток,
то есть без их гиперплазии [3].
Увеличивающийся после ИМ размер ЛЖ приводит к объемной
перегрузке сердца, что сопровождается развитием адаптивной тоногенной
дилатации и нарастанием мышечной массы без утолщения стенки ЛЖ
(эксцентрическая гипертрофия миокарда) [5, 8]. Таким образом, изначально
ремоделирование представляет собой компенсаторный процесс, направленный
на поддержание контрактильной функции ЛЖ за счет гипертрофии миокарда и
расширения камер сердца.
Однако увеличение объема остаточной крови ведет к дальнейшему
расширению полости ЛЖ. Со временем компенсаторные возможности
миокарда
преодолевать
возрастающие
нагрузки
исчерпываются,
и
у
значительной части больных тоногенная дилатация трансформируется в
прогрессирующую - миогенную, приводящую к изменению геометрической
формы желудочка, резкому увеличению напряжения его стенок и к
дальнейшему
возрастанию
миокардиального
стресса.
Скорость
прогрессирования постинфарктной дилатации ЛЖ зависит от размеров ИМ и
его локализации, наличия и объема жизнеспособного миокарда, а также от
выраженности гипертрофии кардиомиоцитов и интерстициальных фиброзных
изменений [12]. В результате преобладания скорости дилатации над процессом
гипертрофии миокарда ЛЖ становится более тонкостенным, нарушается
геометрия
его
полости
с переходом
сферической форме. В этой ситуации
к
гемодинамически
невыгодной
процесс ремоделирования ЛЖ
приобретает характер дезадаптационного [5]. Установлено, что «пороговое»
значение компенсаторного увеличения КДО ЛЖ находится в пределах
182,7±3,28 мл, после чего дальнейшая
дезадаптивной [3].
дилятация
ЛЖ
становится
Исходя
из
результатов
исследований,
понятно,
что
анализ
геометрических показателей ремоделирования ЛЖ целесообразно проводить
уже на ранних этапах «ишемического каскада». Используя при этом
структурно-геометрические
критерии
диагностики,
можно
судить
о
жизнеспособности миокарда даже по данным эхокардиографии в покое. Однако
в любом случае необходима комплексная оценка состояния ЛЖ, которая
должна включать в себя определение регионарных структурно-геометрических
изменений и функциональных нарушений стенки ЛЖ [4].
Постинфарктное ремоделирование сердца
–
процесс
сложный
и
полиморфный и не ограничивается лишь изменениями структуры миокарда.
Так, появившиеся данные о том, что выявляемая после ИМ локальная
сократительная дисфункция ЛЖ возникает самостоятельно и не зависит от
одновременно начинающейся структурно-геометрической перестройки ЛЖ,
привели
к
возникновению
понятия
механического
(функционального)
ремоделирования, акцентирующего внимание на нарушениях сегментарной
кинетики сердечной стенки (асинергии) [6].
Оценка функциональных изменений миокарда, лежащих в основе
подобных нарушений, позволяет правильно понять и расширить представления
о сути постинфарктного ремоделирования.
Пусковым моментом, приводящим к снижению сократимости и развитию
дисфункции ЛЖ в результате ИМ, является «потеря» более или менее
обширного участка сердечной мышцы [1]. Есть данные, свидетельствующие,
что дисфункция миокарда, проявляющаяся усилением асинхронности его
сокращений, наблюдается гораздо раньше структурного ремоделирования
сердца. Выраженность функциональных изменений ЛЖ и внутрисердечной
гемодинамики в этот период зависит, в первую очередь, не от геометрической
трансформации вентрикулярной полости, а от нарушения кинетики в
пораженных и интактных сегментах миокарда [6].
В основе дисфункции ремоделированного желудочка лежит нарушение
сократительной способности и удлинение миокардиоцитов в зоне инфаркта.
При этом скорость и степень их укорочения значительно снижены, что
обуславливает уменьшение систолического утолщения стенки в пораженных
миокардиальных сегментах в сравнении с сохранными отделами. Такое
своеобразное «выключение» из активного сокращения более или менее
обширного участка сердечной мышцы и «экспансия» рубца приводят к
регионарной механической неоднородности Ишемизированные и сохранные
зоны значительно различаются не только по степени систолического
утолщения, но и по хронологической последовательности сокращения и
расслабления волокон миокарда. В результате возникает и нарастает
кинетическая асинхронность между поврежденными и интактными отделами
стенки ЛЖ, требующая значительных энергетических затрат с использованием
коронарного резерва. На фоне неполноценного коронарного кровотока
регионарная механическая перегрузка, сопровождающаяся напряжением и
растяжением стенки ЛЖ, приводит к нарушению сегментарной сократимости и
кинетики отдаленных участков неинфарцированного миокарда: не только тех,
которые перфузируются пораженными коронарными артериями, но и тех,
кровоснабжение которых остается нормальным [3].
Поскольку сила, развиваемая двумя миокардиальными фрагментами при
асинхронном их сокращении, меньше, чем в случае синхронного сокращения,
то наличие зон дисфункционального миокарда обуславливает снижение
сократимости и насосной функции ЛЖ в целом, приводя к постепенной
гипоконтрактильности всего миокарда – одной из причин последующей
декомпенсации сердечной деятельности [1]. Поэтому выявление сегментарных
нарушений сократительной функции и асинхронности ЛЖ важно для
определения выраженности патологических изменений миокарда и оценки
результатов лечения ИБС [6]. Тем не менее, нарушение сократимости ЛЖ
нельзя считать основополагающим моментом в снижении его насосной
функции. Оно может быть рассмотрено только как один из факторов наряду с
изменениями геометрии и объемов ЛЖ, гипертрофией миокарда и повышением
напряжения стенок [3].
Описанные нарушения кинетики и появление асинергичных зон миокарда
ЛЖ
провоцируют
процесс
патологического
ремоделирования
с
прогрессирующей дилатацией полости ЛЖ, которая, в свою очередь, ведет к
росту
напряжения
стенки
желудочка,
усугубляя
его
сократительную
дисфункцию и замыкая «порочный круг». При этом больные с более
выраженным нарушением кинетической активности стенки ЛЖ имеют
наиболее высокий риск развития прогрессирующей дилатации и дисфункции
ЛЖ [9].
Ремоделирование левого желудочка – это динамический процесс,
который развивается в ответ на любую «агрессию» против миокарда и влияет
на насосную функцию сердца, на систолическую и диастолическую ее
составляющие. Ишемическое ремоделирование ЛЖ развивается не только в
ответ на потерю клеток, как случается, при инфаркте миокарда, но и на
снижение функциональной активности клеток миокарда [4].
Начало 80-х годов было отмечено появлением первых публикаций,
посвященных
исследованию
новых
форм
жизнеспособного
миокарда:
станнированию, гибернации, а также прекондиционированию миокарда. Эти
три состояния образуют три ишемических синдрома, которые выходят за рамки
первичных понятий «острая ишемия» и «острый инфаркт». Частые эпизоды
появления и исчезновения ишемии способствуют продлению систолической
дисфункции в этих областях, что эквивалентно состоянию «оглушенного»
(stunning) миокарда, описанного при окклюзии и последующем «открытии»
соответствующей коронарной артерии. При «гибернации» миокарда тканевая
перфузия достаточна для поддержания существования кардиомиоцитов (в том
числе ионных токов), но не достаточна для их нормальной сократимости. Этот
процесс приводит к постепенной гипоконтрактильности всего миокарда и
прогрессированию дисфункции ЛЖ. При этом активизируются процессы,
способствующие
напряжения
поддержанию
стенки.
Это
сердечного
совершается
через
выброса
и
активацию
нормализации
регуляторных
нейрогуморальных систем и структурно-геометрических изменений сердечной
мышцы (ремоделирование ЛЖ) [12].
Описанный в 1986 году С. Murry и соавт. [14] феномен ишемического
прекондиционирования (ИП) миокарда (ischemic preconditioning) проявляется
повышением устойчивости миокарда к ишемии после одного или нескольких
коротких ишемических эпизодов и сохраняется в течение 1-2 часов.
Экспериментальные и немногочисленные клинические исследования показали,
что феномен ИП сопровождается также антиаритмическим эффектом, в
частности,
уменьшением
количества
желудочковых
экстрасистол
(ЖЭ)
высоких градаций, пароксизмов желудочковой тахикардии и фибрилляции
желудочков при повторных эпизодах миокардиальной ишемии.
Сравнительно
недавно
появился
ряд
научных
работ,
которые
рассматривают процесс ремоделирования ЛЖ на ультраструктурном уровне.
Оказалось, что прогрессированию ремоделирования ЛЖ и развитию ХСН
способствует повреждение митохондрий кардиомиоцитов, сопровождающееся
образованием активных радикалов кислорода [11]. Другим патогенным
фактором ремоделирования ЛЖ считается нарушение тока ионов внутри
миокардиоцитов, а именно – прерывание внутриклеточной передачи сигналов
по К+-каналам, выраженное снижение плотности К+-каналов, а также
увеличение медленного компонента натриевого тока в миокардиоцитах [13].
Имеются доказательства, что в непораженных участках миокарда ЛЖ в
постинфарктном периоде наблюдается более выраженный рост содержания
коллагена I типа, сильно коррелирующий с гемодинамическим стрессом и
ухудшающий эластичность миокарда, которая играет важную роль в процессе
ремоделирования сердца и развития ХСН [16].
Большое значение придается взаимосвязи между сократительными
элементами миокардиоцитов и внеклеточным матриксом, архитектонике
миокардиоцитов,
необходимой
для
функциональной
целостности
сердца.
воспалительной
реакции
приводит
к
обеспечения
Развитие
реорганизации
структурной
и
постинфарктной
этого
симбиоза:
происходит активация протеолитических ферментов – металлопротеиназ,
расщепляющих молекулы внеклеточного матрикса, снижается активность их
ингибирования. Усиленное образование металлопротеиназ внеклеточным
матриксом и моноцитами приводит к дегенерации внеклеточного матрикса и
играет не последнюю роль в постинфарктном ремоделировании ЛЖ [10].
Другие исследования показали, что при ХСН, сопровождающейся
увеличением объема ЛЖ, происходит снижение сократительной функции
миокарда,
связанной
не
с
нарушением
сократительной
функцией
кардиомиоцитов, а со сниженной реактивностью их β-адренорецепторов [17].
Активное изучение процесса ишемического ремоделирования ЛЖ
продолжается. В экспериментальных и клинических исследованиях особое
внимание уделяется возможности его замедления или обратного развития,
сопряженного с улучшением функции сердца. Все это еще раз подтверждает,
что проблема ремоделирования ЛЖ остается одной из самых важных и
динамично развивающихся проблем в современной кардиологии.
Литература
1.
Агеев Ф.Т., Скворцов А.А., Мареев В.Ю., Беленков Ю.Н. Сердечная
недостаточность на фоне ишемической болезни сердца: некоторые
вопросы эпидемиологии, патогенеза и лечения // Русский медицинский
журнал. – 2000. – № 15-16. – С. 622-626.
2.
Беленков Ю.Н., Агеев Ф.Т., Мареев В.Ю. Парадоксы сердечной
недостаточности: взгляд на проблему на рубеже веков // Сердечная
недостаточность. – 2000. – Т. 1, № 1. – С. 4-6.
3.
Белов Ю. В., Вараксин В. А. Структурно-геометрические изменения
миокарда и особенности центральной гемодинамики при постинфарктном
ремоделировании левого желудочка // Кардиология. – 2003. – № 1. – С.1923.
4.
Бокерия
Л.А.,
Бузиашвили
Ю.И.,
Ключников
И.В.
Ишемическое
ремоделирование левого желудочка. М.: Издательство НЦССХ им. А.Н.
Бакулева РАМН, 2002. – С. 9.
5.
Крыжановский В.А. Диагностика и лечение сердечной недостаточности. –
М.: Знание, 1998. – С. 182.
6.
Миронков Б.Л. Оценка функционального состояния и эффективности
реваскуляризации миокарда у больных с осложненными формами
ишемической болезнью сердца: Автореф. дис. … д-ра мед. наук. – М.,
2000. – С. 18.
7.
Anand I.S., Liu D., Chugh S.S. Isolated myocyte contractile function is normal
in postinfarct remodeled rat heart with systolic dysfunction // Circulation. –
1997. – Vol. 96. – P. 3974-3984.
8.
Bolognese L., Cerisano G. Early predictors of left ventricular remodeling after
acute myocardial infarction // Am. Heart. J. – 1999. – Vol. 138 (2 Pt 2). – P. 7983.
9.
Giannuzzi P., Temporelli P.L., Bosimini E. Heterogeneity of left ventricular
remodeling after acute myocardial infarction: results of the Echo Substudy //
Am. Heart. J. – 2001. – Vol. 141. – P. 131-138.
10. Hojo Y., Ikeda U., Ueno S. Expression of matrix metalloproteinases in patiens
with acute myocardial infarction // Jpn. Circ. J. – 2001. – Vol. 65. – P. 71-75.
11. Ide T., Tsutsui H., Hayashidani S. Mitochondrial DNA Damage and
Dysfunctions Associated With Oxidative Stress in Failing Hearts After
Myocardial Infarction // Circ. Res. – 2001. –Vol. 88. – P. 529-535.
12. Lai T., Fallon J.T., Liu J. Reversibility and pathohistological basis of left
ventricular remodeling in hibernating myocardium // Cardiovasc.Pathol. – 2000.
– Vol.9. – P. 323-335.
13. Miki T.,Miura T.,Tsuchida A. Cardioprotective mechanism of ischemic
preconditioning is impaired by postinfarct ventricular remodeling through
angiotensin II type I receptor activation // J. Cardiol. – 2001. – Vol. 37. – P. 112113.
14. Murry C.E., Jennings R.B., Reimer K.A. Preconditioning with ischemia: A delay
of lethal cell injury in ischemic myocardium // Circulation. 1986. – Vol.74. –
P.1124-1136.
15. Sutton M.J, St. John, Sharp Norman. Left ventricular remodeling after
myocardial infarction // Circulation. – 2000. № 101. P. 2981-2986.
16. Wei S., Chow L.T., Shum I.O. Left and right ventricular collagen type I/III
rations and remodeling post-myocardial infarction // J. Card. Fail. – 1999. – Vol.
5. – P. 117-126.
17. Yoshida H., Tanonaka K., Miyamoto Y. Characterization of cardiac myocyte
and tissue beta-adrenergic signal transduction in rats with heart failure //
Cardiovasc.Res. – 2001. – Vol. 50. – P. 34-45.