Хроническая и острая сердечная недостаточность.
Среди всех видов патологии заболевания сердца и сосудов являются самой частой причиной смерти населения в мире. Около 25% взрослого населения планеты страдает повышенным кровяным давлением - артериальной гипертензией, а 15-20% - ишемической болезнью сердца.
Сердечно-сосудистые заболевания наиболее распространены в индустриальных странах Северной Америки и Европы, а наименьшее их число – в развивающихся государствах Азии и Африки.
Сердечно-сосудистая патология является основной причиной высокой смертности населения в России. В Санкт-Петербурге 58% жителей умирает от заболеваний сердца и сосудов. В Российской Федерации около половины пациентов с заболеваниями сердечно-сосудистой системы становятся инвалидами в трудоспособном возрасте.
Физиологическое значение сердечно-сосудистой системы (ССС) заключается в создании такого кровотока, при котором потребность организма и тканей в кислороде и питательных веществах будет полностью обеспечена. Это возможно, если ССС создает определенную объемную скорость кровотока.
Объемная скорость – это количество крови, которое проходит через поперечное сечение сосудов за единицу времени. Кровь из области большего давления идет в область меньшего давления. На уровне всей ССС самое высокое давление в систолу в левом желудочке, а самое низкое в диастолу в правом желудочке. Это создает определенную объемную скорость на уровне всей системы и поддерживает системное артериальное давление (АД). Если по каким-то причинам ССС не может создать нормальную объемную скорость, то в этом случае говорят о недостатке в системе кровообращения.
Недостаточность кровообращения - патологическое состояние, которое характеризуется неспособностью сердечно-сосудистой системы доставлять органам и тканям необходимое для их нормальной функции количество крови. Это возможно в трех случаях:
1. снижение сократительной функции миокарда (ХСН, ОСН);
2. снижение тонуса сосудов (сосудистая недостаточность);
3. гиповолемия (↓ ОЦК)
Сердечная недостаточность.
Основным гемодинамическим параметром характеристики насосной функции миокарда является минутный объем кровотока (МОК), являющийся произведением ударного объема (УО) на частоту сердечных сокращений (ЧСС). При сердечной недостаточности возникает ↓ МОК при нормальном или увеличенном диастолическом наполнении (кровь «стоит» в венах), поэтому кожные покровы больного цианотичные. При сосудистой недостаточности ↓ МОК происходит при уменьшенном диастолическом наполнении, к сердцу приходит мало крови – кожа больного имеет бледно-серый цвет.
Классификация сердечной недостаточности:
1. По клиническому течению: острая и хроническая
2. По анатомической локализации: левожелудочковая, правожелудочковая и тотальная (бивентрикулярная).
3. По характеру дисфункции левого желудочка: систолическая, диастолическая.
Хроническая сердечная недостаточность.
Причины ХСН:
1. Поражение мышцы сердца, миокардиальная недостаточность:
· первичная (миокрадит токсический, инфекционный, аутоиммунный; механические травмы; наследственные или приобретенные миокардиодистрофии; дилятационная кардиомиопатия, гипертрофическая кардиомиопатия и др.)
· вторичная («миокард расплачивается за все») (атеросклеротический и постинфарктный кардиосклероз; сахарный диабет, гипер- или гипотиреоз; поражение сердца при системных заболеваниях соединительной ткани; врожденные и приобретенные пороки сердца, гипертоническая болезнь, хронические заболевания легких, почек, тромбоэмболия легочной артерии и др.)
Систолическая дисфункция левого желудочка возникает в связи с нарушением сократительной способности миокарда. Выделяют перегрузочную, миокардиальную и смешанную формы систолической дисфункции. Перегрузочная форма развивается при исходно нормальной сократительной способности миокарда, но избыточном притоке крови к сердцу и/или возросшим сопротивлением кровотоку. Миокардиальная форма развивается в результате воздействия на миокард физических (тяжелый ушиб), химических (токсическое действие лекарственных препаратов, алкоголь, соли тяжелых металлов), биологических (микроорганизмы и их токсины: стрептококк и дифтерийный токсин) факторов, а также явиться следствием ишемической болезни сердца, гиповитаминоза, аутоиммунных поражениях миокарда. Морфологическую основу этой формы ХСН составляют миокардиодистрофия и миокардиосклероз, возникающие на месте воспалительного инфильтрата и погибших кардиомиоцитов.
Хроническая сердечная недостаточность как первичное заболевание миокарда встречается при кардиомиопатиях. Для кардиомиопатий характерно прогрессирующее нарушение насосной функции сердца вследствие расширения камер сердца, резкого утощения стенки левого желудочка, а также выраженного фиброза миокарда. Этиология кардиомиопатий в большинстве случаев остается неизвестной. У части больных выявлена молекулярно-генетическая природа заболевания и, в большинстве случаев, аутосомно-доминантный путь его передачи.
Смешанная форма появляетсяв результате сочетания повреждений миокарда, вызванных перегрузочными и миокардиальными факторами. Например, развитие артериальной гипертензии (увеличение сопротивления кровотоку из левого желудочка) у пациента с хроническим миокардитом (первично сниженной сократительной функцией сердца).
Систолическая дисфункция ЛЖ оценивается по фракции выброса. Значимой является ФВ < 50 %.
Диастолическая дисфункция левого желудочка возникает в результате нарушения наполнения желудочка из-за ухудшения его расслабления (кардиальные причины) или внешнего сдавления (внекардиальные причины) без уменьшения МОК. Кардиальные причины - утолщение, фиброз или инфильтрация миокарда. Это состояние возникает у больных с гипертрофией миокарда (артериальная гипертензия, гипертрофическая кардиомиопатия). Внекардиальные причины - амилоидоз, саркоидоз, гемохроматоз, констриктивный перикардит, опухоли перикарда и средостения. При снижении податливости и недостаточном наполнении левого желудочка сократительная функция миокарда может длительно сохраняться.
В основе патогенеза сердечной недостаточности лежит снижение насосной функции миокарда из-за дефицита образования энергии АТФ.
Механизмы сниженного энергообразования:
1. Прямое повреждение миокарда вследствие воспаления, дистрофии, гипоксии, токсического поражения;
2. Развитие гиперфункции;
Изометрическая гиперфункция – нагрузка давлением (сопротивлением). Возникает при артериальной гипертензии в большом и малом кругах кровообращения, врожденных и приобретенных пороках сердца (по типу стеноза).
Изотоническая гиперфункция - перегрузка сердца объемом. возникает при функциональной недостаточности сердечных клапанов, реже - при заболеваниях системы крови (анемия) или эндокринных желез (гиперфункция щитовидной железы).
Смешанная гиперфункция.
Функциональная недостаточность сердца при перегрузке во всех случаях развивается после более или менее длительного периода компенсаторной гиперфункции миокарда.
Стадии компенсации хронической сердечной недостаточности. Первая стадия (“аварийная” компенсация) обеспечивается гомеометрическим и гетерометрическим компенсаторными механизмами при участии РААС, симпатико-адреналовой и других систем.
В первой стадии ХСН повышение насосной функции сердца происходит за счет активация симатико-адреналовой системы, увеличения частоты и силы сердечных сокращений – гомеометрического механизма. При недостаточной эффективности этого механизма, задержке крови, повышении диастолического давления в полости желудочков и тоногенной дилатации миокарда включается гетерометрический механизм (Франка-Старлинга). Он намного экономичнее гомеометрического. Однако резервные возможности механизма Франка-Старлинга ограничены. При увеличении внутриполостное диастолического давления в левом желудочке более 30 мм рт. ст. его эффективность резко снижается. Роль РААС в компенсации нарушений сократительной функции миокарда при перегрузке сердца неоднозначная. Ее активация вызывает повышение концентрации ангиотензина (I, II), а также увеличение секреции альдостерона надпочечниками. Повышение содержания ангиотензина II и альдостерона, а также вазопрессина приводят к увеличению тонуса сосудов, устойчивому повышению концентрации ионов натрия в плазме крови (гипернатриемия) и увеличению объема крови (гиперволемия). Особое значение в аварийной компенсации сердечной недостаточности играет местное действие этих биологически активных веществ, а также синтезируемого клетками миокарда натрийуретического фактора. Повышенная активность тканевого звена РААС, обуславливает долговременные локальные эффекты ангинтензина II в миокарде. Они приводят к структурно-функциональным изменениям (ремоделированию) сердца (гипертрофии миокарда, миофиброзу и другим изменениям). Натрийуретический пептид этим процессам противодействует.
Вторая стадия (долговременная компенсация). При длительной перегрузке сердца интенсивность синтеза нуклеиновых кислот и белков в кардиомиоцитах возрастает, развивается гипертрофия миокарда. Благодаря гипертрофии миокарда возросшая функциональная активность сердца подкрепляется увеличением его массы.
При гипертрофии миокарда увеличивается количество энергообразующих (митохондрии) и сократительных (миофибриллы) внутриклеточных структур. Гипертрофируются те отделы сердца, которые подвергаются наибольшей нагрузке. При нарастании ХСН выраженная гипертрофия сопровождается уменьшением сократимости миокарда из-за локальной продукции в тканях провоспалительных цитокинов (ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-8, ФНО). Активация фибробластов и продукция межклеточного коллагенового матрикса приводят к замещению тонких, являющихся каркасом, нормальных коллагеновых нитей на толстые структуры, нарушающие сократительную способность кардиомиоцитов.
При перегрузке сердца объемом гипертрофия миокарда, как правило, не сопровождается избыточным ростом фибробластов, а концентрация коллагена длительное время остается в пределах нормы. В случае перегрузки сердца сопротивлением гипертрофия кардиомиоцитов в большей степени сопряжена с реактивным фиброзом и повышением концентрации коллагена.
Для миокардиальной формы ХСН выраженная гипертрофия не характерна. Например, в результате действия дифтерийных токсинов на сердце в кардиомиоцитах нарушается доставка энергетических субстратов в митохондрии. Последующий энергодифицит инициирует избыточную запрограммированную гибель кардиомиоцитов (апоптоз) и гиперпродукцию местных нейрогормонов, результатом действия которых, в конечном итоге, является фиброз миокарда.
Компенсация нарушений сократимости миокарда при миокардиальной форме ХСН обеспечивается за счет усиления работы клеток, сохранивших сократительную функцию. Хроническое течение или рецидивирование миокардита приводят к уменьшению их числа и к снижению силы сокращения и расслабления сердечной мышцы.
Третья стадия (декомпенсация) характеризуется прогрессирующим кардиосклерозом и истощением сократительных резервов миокарда.
Внутрисердечные механизмы. Избыточная гипертрофия при ХСН снижает сократимость миокарда. Помимо изменений эластических свойств каркаса в гипертрофированном миокарде рост сосудов и нервных волокон, подходящих к миофибриллам, начинает отставать от быстро увеличивающейся массы кардиомиоцитов. Из-за гипертрофии гладкомышечных клеток уменьшается просвет сосудов, что приводит к нарушению микроциркуляции в ранее хорошо кровоснабжаемых участках миокарда. Отдаленность нервных окончаний от миофибрилл является одной из причин снижения содержания катехоламинов (норадреналина) около мембран кардимиоцитов и нарушения нервной регуляция сердечной деятельности. Повреждение и уменьшение площади клеточных мембран снижает скорость поступления ионизированного кальция в кардиомиоциты и эффективность процессов его выведения из клеток. Это приводит к разобщению электромеханического сопряжения в миокарде, ослаблению сокращения и замедлению расслабления сердечной мышцы. По мере прогрессирования фиброза гипертрофия миокарда начинает механически препятствовать активному расслаблению сердечной мышцы.
Патологические изменения, связанные с избыточной гипертрофией, снижают возбудимость, проводимость и автоматизм миокарда, инициируют сердечные аритмии и служат одной из причин отсутствия и/или извращения реакций миокарда на действие биологически активных веществ (ацетилхолин, аденозин и другие) и лекарственных средств.
Внесердечные механизмы. Прогрессирующее снижение работы сердца как насоса вызывает эндотелиальную дисфункцию и расстройства микроциркуляции, а также связанные с ними нарушения функций печени, почек и других органов.
Системная эндотелиальная дисфункция проявляется в преобладании вазоконстрикции над вазодилатацией и извращении сосудорасширяющей реакции на обычные стимулы. Происходит нарушение или блокирование действия механизмов, ответственных за уменьшение сосудистого тонуса (брадикинина, эндотелиального фактора, оксида озота). В результате баланс между нейрогормональными системами, ответственными за вазодилятацию, антипролиферацию (натрийуретические пептиды, брадикинин, оксид азота и другие) и усиливающими вазоконстрикцию и пролиферацию (симпатико-адреналовая система, РААС и их эффекторы, норадреналин, ангиотензин II, а также эндотелин и вазопрессин) устойчиво сдвигается в пользу последних.
Вследствие хронического энергетического дефицита и дисфункции миокарда в сердце возникают необратимые некробиотические изменеия кардиомиоцитов, развивается диффузный кардиосклероз.
Системные гемодинамические нарушения в наибольшей мере проявляются в печени и почках. Снижение синтетической функции печени приводит к уменьшению концентрации белков (в первую очередь альбуминов) в плазме. Ишемия почек сопровождается повышением количества ренина в крови, инициирующего усиление секреции альдостерона надпочечниками и последующее увеличение реабсорбции ионов натрия в почечных канальцах. В ответ на повышение осмотического давления внеклеточной жидкости усиливается секреция антидиуретического гормона. В результате повышается проницаемость стенки собирательных трубочек и усиливается канальцевая реабсобция жидкости. Нарушения белкового и водно-электролитного обмена проявляются в виде “сердечных” отеков. В начале болезни отеки наблюдаются в подкожной клетчатке нижних конечностях, а на поздних стадиях – жидкость скапливается в брюшной и плевральной полостях.
Хроническая сердечная недостаточность при перегрузке миокарда формируется в течение длительного времени за счет компенсаторной гиперфункции и гипертрофии сердца. При прямом повреждении миокарда она характеризуется, в первую очередь, снижением развиваемого сердцем напряжения, что проявляется падением силы сокращения и расслабления. По мере нарастания расстройств циркуляции и гипоксии тканей повышенная концентрация ионов натрия в плазме, задержка жидкости в организме, увеличение периферического сосудистого сопротивления и расстройства микроциркуляции становятся необратимыми. Перегрузочнные и миокардиальная формы сердечной недостаточности, несмотря на различие причин и особенности начальных звеньев патогенеза, в конечном итоге заканчиваются уменьшением сократительной способности миокарда и развитием системной недостаточности органов – мишеней.