Причины и механизмы ишемической депрессии

Каковы причины и механизмы ишемической депрессии процесса аэробного синтеза энергии?

К числу главных причин следует отнести два:

  1. обусловленное дефицитом кислорода и субстратов метаболизма подавление окислительных процессов;
  2. повреждение структуры и ферментов митохондрий.

Изучение динамики напряжения кислорода в различных участках сердца при его локальной ишемии выявило значительное снижение РО2 в зоне ИшМ.

К 10-й минуте ИшМ РО2 составляет 3,8% от дооперационного фона. Затем оно несколько возрастает, но остается на низком уровне, достигая к 40-й и 120-й минуте ИшМ величин, равных соответственно 6,5 и 7,1% от фоновой величины. При этом РО2 в участках сердца, отдаленных от зоны ИшМ, в первые 40 мин ишемии повышается, к 120-й мин возвращается до уровня, близкого к исходному.

Такая динамика РО2 отражает в значительной степени изменение кровотока в ишемическом и не ишемическом регионах сердца.

Показано, что перевязка коронарной артерии у наркотизированных собак обусловливает в течение 1 мин снижение кровотока с уровня 125 мл на 100 г миокарда в минуту до 19,6 мл [Marschall R., Parratt J., 1980].

Аналогичные результаты (18 мл/100 г/мин) получены при пережатии нисходящей ветви левой коронарной артерии у бодрствующих собак. Такой низкий уровень гипоперфузии в зоне ИшМ поддерживается в течение нескольких часов [Marschall R., Parratt J., 1980], имея тенденцию к некоторому повышению.

Снижение коронарной перфузии в ишемизированном миокарде до величин, составляющих 9 — 28% от кровотока покоя, описаны также у кошек, свиней и крыс [Lekven J., Anderssen К., 1980; Harold D., Sanford P., 1982].

Динамика парциального напряжения кислорода (кПа) в сердце при его локальной ишемии и последующей реперфузии (M ± m)

Зона сердца Фон Длительность ИшМ и ПРП
10 мин ИшМ 10 мин ИшМ + 40 мин ПРП 20 мин ИшМ 20 мин ИшМ + 40 мин ПРП 40 мин ИшМ 40 мин Ишм + +40 мин ПРП 120 мин ИшМ 120 мин ИшМ + 40 мин ПРП
ИшМ И ПРП 4,51 ± 0,1 0,17 ± 0,03** 4,57 ± 0,15 0,24 ± 0,03** 4,80 ± 0,13** 0,29 ± 0,03** 4,31 ± 0,25** 0,32 ± 0,03** 2,95 ± 0,12**
Отдаленные участки 5,16 ± 0,19* 4,53 ± 0,21 5,03 ± 0,16 4,64 ± 0,13 5,16 ± 0,15 4,31 ± 0,09 3,23 ± 0,15 4,71 ± 0,20

* р < 0,05. ** р < 0,001.

Кровоснабжение в ишемизированной зоне поддерживается в основном за счет двух факторов:
коллатерального кровотока и венозной ретроперфузии. Роль коллатералей имеет ведущее значение. В пользу этого свидетельствуют данные R. Marschall и J. Parratt (1980) о том, что РО2 крови в дистальных отделах перевязанной артерии лишь незначительно ниже РО2 в аорте.

Характерно, что отток крови из вены, дренирующей ишемический участок сердца, не только не снижается, но даже несколько увеличивается. Если до перевязки артерии он был равен 1,34 ± 0,23 мл/мин, то в течение часа после перевязки — 1,53 ± 0,29 мл/мин.

Приведенные данные свидетельствуют, что кровоток в зоне ИшМ значительно снижается, но не прекращается полностью. Это обеспечивает возможность, во-первых, длительного поддержания жизнеспособности ишемизированного миокарда, а, во-вторых, восстановления его структуры и функции при медикаментозном или хирургическом лечении.

В ишемических участках сердца кровоток в течение нескольких часов, как правило, несколько возрастает по сравнению с нормой [Marschall R., Parratt J., 1980].

Сопоставление динамики концентрации АТФ (смотрите таблицу Динамика содержания АТФ (мкмоль/т сырой ткани) в сердце при его локальной ишемии и последующей реперфузии (M ± m)) и РО2 дает основание говорить о принципиальном совпадении направленности и степени их изменения. Однако при этом выявляется одно обстоятельство. Оно заключается в том, что на 40-й и 120-й минуте ИшМ величина РО2 имеет тенденцию к повышению, а концентрация КФ и АТФ прогрессирующе снижается.

Этот факт может свидетельствовать, во-первых, об альтерации ферментных механизмов аэробного синтеза АТФ, во-вторых, о том, что при ишемии повреждается и инактивируется не только он, но и гликолитический путь продукции АТФ. В связи с этим требует обсуждения вопрос о механизмах депрессии кислородзависимых и кислороднезависимых процессов метаболизма в ишемизированном участке сердца.

Падение внутриклеточного РО2 ниже так называемого критического уровня (примерно 1 — 2 мм рт. ст., 0,13 — 0,27 кПа) является лимитирующим фактором для основных этапов аэробных энергопродуцирующих процессов:

  1. окислительного образования ацетил-КоА из жирных кислот, пирувата и аминокислот;
  2. метаболизма ацетильных групп в ЦТК;
  3. транспорта электронов к кислороду, сопряженного с фосфорилированием.

Об ингибировании этих процессов при повреждении сердца свидетельствуют факты снижения экстракции кардиомиоцитами свободных жирных кислот, лактата, пирувата и аминокислот из крови, что сопровождается увеличением РО2 и развитием ацидоза в ишемической зоне миокарда, а также в оттекающей от него крови [Marschall R., Parratt J., 1978].

Быстрое снижение рН в крови коронарного синуса наблюдается и у больных ИБС при провокации у них приступа стенокардии путем электрической стимуляции предсердий S. Cobbe, P. Pool-Wilson (1982) наблюдали у больных ИБС снижение рН крови коронарного синуса на 0,052 ед при увеличении частоты сердечных сокращений до момента возникновения ангинозного приступа. У людей без стеноза коронарных артерий (контрольная группа) навязывание высокого сердечного ритма не сопровождалось изменением рН.

Одной из ведущих причин указанных биохимических изменений является нарушение метаболизма СЖК.


Схема

Схема

Основные этапы нарушения метаболизма СЖК в клетках миокарда при его ишемии
(в рамках указаны продукты, накапливающиеся в кардиоцитах в
условиях ишемии миокарда).


Это проявляется внутриклеточной аккумуляцией жирных кислот, ацилкарнитина и ацил-КоА [Kloner R., Braunwald Е., 1980; Lenzi S., Cuccurullo F., 1981].

«Коронарная и миокардиальная недостаточность»,
Л.И.Ольбинская, П.Ф.Литвицкий