Необходимо подчеркнуть также важную роль ионов Са2+ в реперфузионной интенсификации ПОЛ. Реперфузия, как уже говорилось, сопровождается значительным накоплением Са2+ в кардиоцитах и их митохондриях, причем содержание кальция в миокарде во многом совпадает с динамикой ПОЛ. Применение антагонистов Са2+ верапамила и нифедипина обусловливает снижение уровня Са2+ в реперфузируемом миокарде и сочетается со значимым угнетением интенсивности ПОЛ…
Главная / Коронарная и миокардиальная недостаточность / Механизмы повреждения сердца при коронарной и миокардиальной недостаточности /
Механизмы повреждения мембран и ферментов кардиоцитов при постишемическом возобновлении коронарного кровотока
Начальный этап периода восстановления венечного кровотока в ранее ишемизированном миокарде также сопровождается повреждением мембранного аппарата и ферментов кардиоцитов. Это обусловлено, с одной стороны, факторами, действовавшими при ИшМ, с другой — включающимися в периоде постишемической реперфузии.
Интенсивность ПОЛ в периоде реперфузии меняется различно в зависимости от длительности предшествующей ишемии миокарда (смотрите рисунки Динамика интенсивности хемилюминесценции липидов и Динамика интенсивности флюоресценции). Так, 40-минутная ПРП после кратковременной (10-минутной) ишемии характеризуется снижением ПОЛ в зоне повреждения, о чем свидетельствует уменьшение величины хемилюминесценции липидов миокарда и флюоресценции шиффовых оснований. Однако, несмотря на это, «реперфузионный уровень» ПОЛ значительно (в 1,5 — 3 раза) превышает фоновой. Иначе говоря, ПРП даже после кратковременной ишемии не сопровождается быстрой нормализацией интенсивности липопероксидного процесса.
ПРП после более длительной ишемии (40- и особенно 120-минутной) обусловливает прогрессирующее и значительное нарастание интенсивности процесса. При этом степень реперфузионной интенсификации ПОЛ коррелирует с длительностью предшествующей ишемии миокарда.
Так, к 40-й минуте ПРП интенсивность хемилюминесценции липидов после 40 мин ИшМ была на 89% выше ишемического уровня и на 595% выше фонового, а после 120 мин ИшМ соответственно на 97 и 738%. Принципиально сходная, хотя и иная в количественном выражении, динамика ПОЛ отмечается в участках сердца, отдаленных от реперфузируемой зоны.
В связи с обсуждением вопроса о причинах сравнительно высокой активности ПОЛ при ПРП после кратковременной ИшМ и усиления этого процесса в условиях постишемического возобновления кровотока в миокарде после его длительной ишемии необходимо отметить два обстоятельства.
Во-первых, очевидно, что при ПРП продолжают играть важную роль те же факторы, что и при ИшМ.
Во-вторых, высокий уровень ПОЛ при реперфузии даже после кратковременной ишемии и особенно интенсификации процесса липопероксидации при ПРП после длительной ИшМ свидетельствует о включении дополнительных, реперфузионных механизмов активации этого процесса.
Для выяснения роли про- и антиоксидантных факторов в развитии реперфузионной интенсификации ПОЛ мы изучили динамику активности ферментов антиоксидантной защиты, а также содержания агентов, стимулирующих липопероксидные реакции.
Исследование показало, что в реперфузируемом миокарде в целом отмечается лишь незначительная тенденция к повышению активности ферментов антиоксидантной защиты — СОД, ГП и ГТФ и в ряде случаев даже снижение ее. При этом нужно заметить, что продолжающаяся ИшМ, как правило, обусловливает прогрессирующее подавление антиоксидантной активности сердца (смотрите таблицу Динамика активности антиоксидантных ферментов (усл. ед./1 мг белка) в миокарде при его локальной ишемии и последующей реперфузии). Это позволяет говорить о более выраженном повреждающем действии ишемических факторов по отношению к антиоксидантным ферментам по сравнению с реперфузионными.
Учитывая, что ПРП характеризуется некоторой тенденцией к повышению антиоксидантной активности в ранее ишемированном миокарде, а уровень ПОЛ в нем продолжает нарастать, можно сделать вывод о ведущей роли прооксидантов в реперфузионной интенсификации липопероксидации.
Результаты экспериментального исследования показали, что важное значение при этом играют прежде всего такие факторы, как «относительная» (по сравнению с периодом ишемии) и «абсолютная» (по сравнению с фоном) гипероксия миокарда, значительное в отличие от периода ИшМ накопление в нем ионов Са2+, а также адреналина.
Механизмы прооксидантного действия кислорода и адреналина обсуждены выше. Здесь же следует подчеркнуть лишь то, что приток кислорода с артериальной кровью в ранее ишемизированную зону миокарда является одним из главных (если не основным) факторов, определяющих прогрессирующее нарастание интенсивности ПОЛ и повреждение мембран.
Это связано с тем, что в период ишемии в миокарде накапливается большое число субстратов ПОЛ, являющихся донаторами электронов восстановленных форм пиридиннуклеотидов, переносчиков электронов дыхательной цепи, ферментов, метаболитов.
Приток кислорода в условиях ПРП ведет к массированному взаимодействию его с указанными выше соединениями, что сопровождается не только 4-электронным (оксидазным, полным) восстановлением молекулы кислорода, но и 1,2- или 3-электронной (оксигеназной, неполной) редукцией.
Это обусловливает образование активных форм кислорода: О¯2 , ОН•, Н2О2, взаимодействующих далее с органическими, прежде всего липидными, субстратами с образованием токсических перекисей.
Эти данные позволяют считать интенсификацию ПОЛ как инициальное и ведущее звено патогенеза феномена «кислородного парадокса», развивающегося при реперфузии. D. Hearse и соавт. (1973) показали, что реоксигенация сердца, перфузировавшегося ранее гипоксическим или аноксическим раствором, сопровождается массированным выходом в перфузат ферментов клеток миокарда, в частности креатинфосфокиназы, расстройством процесса расслабления миофибрилл и структурными изменениями, в частности нарушением целостности мембран, прежде всего митохондрий.
Авторы, описавшие феномен «кислородного парадокса» при реоксигенации миокарда in vitro, объясняют его последствия в основном накоплением в митохондриях ионов Са2+ или нарушением «дыхательной активности» митохондрий [Bing A. et al., 1976]. Соглашаясь с этими допущениями, следует однако подчеркнуть, что одним из решающих звеньев патогенеза феномена «кислородного парадокса» является, очевидно, дальнейшая и значительная интенсификация процесса ПОЛ в связи с реоксигенацией ранее ишемизированного миокарда и усугублением повреждения продуктами этого процесса мембран и ферментов кардиоцитов.
Последнее в свою очередь создает условия для вхождения в клетки ионов Са2+ по градиенту его концентрации. Далее Са2+ накапливается в митохондриях [Shen A., Jennings R., 1972]. Это может быть обусловлено увеличением трансмембранного электрического потенциала органелл в связи с активацией транспорта электронов от субстратов к молекулам О2, соединением Са2+ с накопившимися в митохондриях анионами неорганического фосфата — действие так называемой анионной фосфатной ловушки Са2+ по определению W. Nayler и соавт. (1979), обменом выходящих из митохондрий ионов Н+ на Са2+ в связи с работой механизма Н+ — Са2+ противотока.
Таким образом, в основе развития «кислородного парадокса» при постишемической (постгипоксической) реоксигенации в большой мере лежит активация ПОЛ. В свою очередь изменения в кардиоцитах при развитии «кислородного парадокса» являются предпосылкой и одним из звеньев патогенеза — так называемого кальциевого парадокса, также обусловленного постишемической реперфузией миокарда. Иначе говоря, оба феномена представляют собой два взаимосвязанных компонент та одного явления — постишемического реперфузионного синдрома.
«Коронарная и миокардиальная недостаточность»,
Л.И.Ольбинская, П.Ф.Литвицкий
С целью определения степени и масштаба повреждения мембран клеток миокарда при ПРП, а также сравнения ее с величиной ишемической альтерации мы исследовали динамику МВ-КФК-ферментемии. ИшМ обусловливает увеличение по сравнению с фоновой величиной активности миокардиального МВ-изофермента КФК в плазме крови в 1,7 раза к 10-й минуте ИшМ, в 2,3 раза — к 40-й и в 2,9…
