Молекулярно-клітинні механізми розвитку міокардіальної форми серцевої недостатності.
Особливості міокарда:
1. Темп обміну речовин в міокарді в 20 разів більше обміну речовин в інших органах і тканинах. Міокард потребує припливу кисню і енергетичних субстратів.
2. Міокард - аеробне тканину. На 90% за участю кисню здійснюється синтез АТФ на внутрішній мембрані мітохондрій.
3. Основним енергетичним субстратом міокарда є жирні кислоти (80%) і 20-30% становлять амінокислоти, білки, глікоген, глюкоза. При згорянні однієї молекули пальмітинової кислоти утворюється 130 молекул АТФ.
Зміст
Відео: ІХС у жінок особливості патогенезу, факторів ризику Вплив раннього естрогендефіціта на прогноз
механізми міокарда
В основі миокардиальной форми серцевої недостатності лежать три основних механізми:
1 - недостатність енергетичного забезпечення міокарда-
2 - порушення структури і функції скоротливих білків міокарда-
3 - порушення процесів спряження збудження і скорочення в міокарді (порушення нервової регуляції скорочувальної здатності міокарда).
Недостатність енергетичного забезпечення виникає при якісних і кількісних порушеннях кровотоку (при анемії, гіпоксії, дефіциті жирних кислот, коронарном кардіосклероз).
При гіпоксії виникають конкурентні відносини за кисень між жирними кислотами і піровиноградної кислотою і лактатом. При накопиченні лактату до 60% кисню, що надходить в міокард, починає використовуватися лактатом в окислювальних реакціях. Лактат витісняє жирні кислоти, порушує їх окислення.
При окисленні лактату утворюється дуже мало АТФ (12 молекул). Придушення окислення жирних кислот призводить до того, що вони починають накопичуватися в міокарді і надають пряме цитотоксичну дію на міокардіальні волокна.
Порушення енергетичного забезпечення може виникати при міокардитах, зрушеннях електролітного балансу, при ендокринопатіях (тиреотоксикозі).
При патології виникає набухання мітохондрій, разобщаются процеси окисного фосфорилювання і вільного дихання, виникає дефіцит АТФ. Недостатність енергетичного забезпечення міокарда може бути обумовлена зниженням активності ферменту креатінфосфорокінази. Витрачається АТФ на клітинній мембрані, в зоні скорочувальних білків, в мембранах ЕПР. АТФ утворюється на внутрішній мембрані мітохондрій.
Пересування зв`язків: на внутрішній мембрані є фермент АТФ-АДФ-трансмутаза, який переносить АТФ. Одночасно на внутрішній мембрані транспортується АДФ. У внемітохондріальном просторі АТФ взаємодіє з креатином за участю ферменту креатинфосфокінази:
Креатин + АТФ - креатінфосфокіназа- Креатинфосфат + АДФ.
АТФ повертається на внутрішню мембрану мітохондрій.
Креатинфосфат переміщається в місця енергетичних витрат: цитоплазматическую мембрану, скоротливі білки, ендоплазматичну мережу. Там йде розпад АТФ і накопичується АДФ. АДФ вступає в реакцію з креатинфосфат за участю креатинфосфокінази. Утворюється АТФ і креатин. Креатин мігрує до мітохондрій, АТФ витрачається.
Креатинфосфокиназа може пошкоджуватися під впливом токсичних, бактеріальних, імунологічних впливів, при рН миокардиоцитов, виникає енергообмін.
Білок міокарда - міозин
Скорочувальним білком міокарда є міозин (молекулярна маса 620 000 дальтон). Любимова і Енгельгард виявили, що міозин має активні центри, які мають активність ферменту АТФази.
У період діастоли активні центри міозину заблоковані іонами магнію. Магній притримує молекули АТФ близько головок міозину (утворюється магнієвий місток). Актин має теж активний центр у вигляді поглиблення в молекулі.
Активний центр актину компліментарен активного центру міозину. У діастолу активні центри актину прикриті розслаблюючим комплексом тропомиозина, який має ниткоподібну форму і у вигляді стрижня прикриває активні центри актину:
Механізм дії тропонина
Тропонин знаходиться на кінці головок молекул тропомиозина.
У сполученні збудження зі скороченням велику роль відіграє ендоплазматичнийретикулум (Т-система міокарда - поперечний компонент, поздовжній компонент - мікропухирці і мікротрубочки, що розташовуються уздовж м`язового волокна). У мембранах цього комплексу знаходиться кальцієва АТФаза, яка здатна викачувати кальцій з цитоплазми в ЕРС.
У момент приходу нервового імпульсу відбувається підвищення натрієвої проникності. Натрій починає конкурентно витісняти кальцій з мембран ЕПС. Рівень вільного кальцію починає рости. Кальцій може надходити із зовнішнього середовища клітини.
Кальцій конкурентно витісняє магній з головок міозину, активує АТФазной активність міозину. При цьому відбувається розпад АТФ. Звільняється енергія АТФ і активний центр міозину.
Одночасно іони кальцію вступають у взаємодію з тропонином, змінюють його просторову конфігурацію (викликають скручування). У цей момент стягується тропоміозинового стрижень з активного центру актину. Відбувається взаємодія головок міозину з активним центром актину.
Виникає ковзання ниток один щодо одного, що і являє собою суть м`язового скорочення. Після приходу нервового імпульсу виникає наступне зрушення електролітного балансу. З цитоплазми видаляється надмірна концентрація вільного кальцію. Частина кальцію нагнітається з ЕРС за участю Ca2 + - АТФази.
Частина кальцію надходить в позаклітинне середовище, інша частина може нагнітатися внутрішньої мембраною мітохондрій у внутрімітохондріальний матрикс.
Порушення структури і функції скоротливих білків виникає при старінні, розтягуванні міокарда, при інтенсифікації регенераторних процесів, під впливом токсичних, бактеріальних факторів.
Порушення сполучення збудження і скорочення виникає:
1) при порушенні приходу нервового імпульса-
2) при надмірному накопиченні іонів водорода-
3) при надмірному накопиченні іонів натрію і кальція-
4) при збільшенні частоти нервових импульсов-
5) при дефіциті АТФ
6) при перерозтяганні скорочувальних білків
7) при придушенні креатінкіназной реакції.
У разі надмірного накопичення в клітині іонів водню (мають здатність конкурувати з іонами кальцію за тропонин), які не забезпечують усунення розслаблюючих комплексів з центрів актину, виникає асистолія.
При збільшенні концентрації іонів кальцію в клітині виникають контрактурной скорочення окремих міофібрил. При надмірному нагнітанні кальцію в мітохондрії виникає їх набухання, разобщаются процеси окисного фосфорилювання і дихання, дефіцит АТФ і придушення всіх енергозалежних реакцій.
Міокард може відчувати навантаження обсягу (переднавантаження) і опору. При перевантаженні об`ємом крові міокард перекачує більший обсяг крові: при активації симпатоадреналової системи, при анеміях, гіпоксії, тиреотоксикозі, артеріовенозних шунт, при недостатності клапанів, при фізичній роботі.
Спрацьовує гетерометричний механізм компенсації. Його суть: м`язи скорочуються, але напруги м`язових волокон не буде. Цей режим характеризується підвищенням сили серцевого скорочення, збільшенням систолічного викиду на тлі незначної тахікардії.
Навантаження опором (постнагрузка). При ній підвищується опір скорочувальної здатності міокарда з боку периферичного судинного русла. У цьому випадку формується гомометріческій режим роботи серця.
При гомометріческом механізм компенсації не виникає суттєвого приросту скорочувальної здатності міокарда, не виникає підвищення систолічного викиду у відповідь на навантаження.
Компенсація підвищеного навантаження йде за рахунок різкого кардіального напруги м`язових волокон і прогресуючої тахікардії.
Дистрофія міокарда