Гибернация миокарда

Что значит «спящий» или гибернирующий миокард?

«Спящий» (гибернирующий) миокард (hibernating myocardium) и «оглушенный» миокард представляют собой особые формы дисфункции левого желудочка у больных ишемической болезнью сердца, характеризующие нефункционирующий, но жизнеспособный миокард.

Синдром «спящего» (гибернирующего) миокарда — это нарушение локальной сократимости и функции левого желудочка, обусловленное длительным и выраженным снижением коронарного кровотока и частично или полностью исчезающее после восстановления коронарного кровообращения или снижения потребности миокарда в кислороде.
Термин предложил Rahimtoola (США) в 1984 г. для характеристики состояния миокарда у больных ИБС с дисфункцией левого желудочка в покое, которая исчезла после аорто-коронарного шунтирования. Состояние гибернирующего миокарда принципиально отличается от дисфункции левого желудочка при обычной стенокардии и у больных, перенесших инфаркт миокарда. При остром нарушении коронарного кровообращения, продолжающемся не более мин (клинически — это приступ развивается дисфункция левого желудочка,
которая быстро проходит самостоятельно. При коронарной окклюзии и, миокарда, продолжающейся более 20— 30 мин, развивается некроз миокарда с последующим формированием очагового кардиосклероза и необратимым локальным нарушением сократительной функции миокарда левого желудочка.
При гибернации миокарда нарушение коронарного кровообращения и состояние дисфункции левого желудочка гораздо более продолжительное, однако, в отличие от инфаркта миокарда, функция левого желудочка нормализуется после восстановления коронарного кровотока (например, после аорто-коронарного шунтирования или баллонной коронарной ангиопластики). Rahimtoola (1996) указывает, что иногда при гибернации миокарда функция левого желудочка улучшается даже после лечения нитратами. Но все же радикальным методом лечения «спящего» миокарда следует считать хирургическую реваскуляризацию миокарда.
Согласно Rahimtoola (1999), «гибернация миокарда — это тонкий механизм регуляции, адаптирующий функциональную активность миокарда к конкретным условиям кровоснабжения, т.е. это защитная реакция страдающего сердца». По образному выражению Opie (1999), «участки пораженного миокарда находятся как бы в уснувшем состоянии, но способны проснуться после восстановления кровотока».
Имеются сообщения об особенностях метаболизма в миокарде при его гибернации (Pantely, Bristow, 1996). Вначале (приблизительно в первые мин после развития ишемии) в клетках миокарда снижается содержание макроэргических соединений — АТФ и креатинфосфата, переходят на анаэробный метаболизм, при этом в
миокарде накапливается молочная кислота. При продолжающемся ограничении коронарного кровотока и гипоперфузии миокарда приблизительно через час анаэробный метаболизм постепенно уменьшается и прекращается, уровень креатинфосфата восстанавливается, а содержание АТФ далее прогрессивно не снижается.
Указанные изменения метаболизма в миокарде свидетельствуют о том, что при гибернации потребление макроэргических фосфатных соединений меньше, чем их образование.
Таким образом, можно считать, что «спящий миокард» — это гипометаболическое состояние миокарда для сохранения энергии (Hochachka, 1986).
В «спящем» миокарде наблюдается экспрессия белков GLUT-1 и GLUT-4 — транспортеров глюкозы через клеточную мембрану.
Heyndricks (1996) следующим образом описывает процессы, происходящие при гибернации миокарда:
потеря саркомеров -» снижение Са++-потока;
накопление гликогена увеличение транспорта глюкозы;
«малые» митохондрии -» сохранение аэробного метаболизма;
прогрессивная дегенерация -» апоптоз;
хроническая дисфункция гиперпродукция фосфоламбана;
увеличение отношения GLUT- 1/GLUT-4 -» снижение потребности в инсулине, уменьшение транспорта глюкозы в клетки. Гибернация миокарда может наблюдаться при стенокардии стабильной и нестабильной, остром инфаркте миокарда, ишемической кардиомиопатии, сердечной недостаточности. Гибернация миокарда при стабильной стенокардии обнаруживается в 20%, а при нестабильной — в 75% случаев. При инфаркте миокарда гибернация может наблюдаться как вблизи зоны инфаркта, так и в более отдаленных участках миокарда. «Спящий» миокард может быть причиной рефрактерности к лечебным мероприятиям при сердечной недостаточности (Rahimtoola, 1999).

Источник: kardio.lekmed.ru

Лечение оглушенного миокарда

Важным патогенетическим методом лечения оглушенного миокарда является использование антиоксидантов.

Использование блокаторов кальциевых каналов, которые не только уменьшают постнагрузку, но и ограничивают поступление Ca 2+ в сохранившие жизнеспособность кардиомиоциты в период реперфузии.

Использование блокаторов Na + /Ca 2+ противообменника для снижения перегрузки кардиомиоцитов Ca 2+ .

Использование кальциевых «сенситизаторов» (левосимендан), которые связываются с тропонином, что стимулирует взаимодействие актомиозиновых комплксов, и тем самым увеличивает силу сокращения.

Применение препаратов с положительным инотропным эффектом (добугамина, дофамина), увеличивающих чувствительность миофиламентов к Ca 2+ .

В клинической практике при отсутствии выраженных нару­шений глобальной сократимости ЛЖ специальных мероприятий, ускоряющих выход из станнирования, как правило, не применяется. Восстановление регионарной сократимости происходит спонтанно в течение нескольких дней, реже – недель. Между тем, даже если станнирование и не требует лечения, факт его выявления у больных с ИБС побуждает к оценке причины его появления и может рассма­триваться как индикатор «коронарного неблагополучия», требующе­го более активной врачебной тактики.

Гибернирующий (спящий) миокард

Гибернация миокарда – стойкое, потенциально обратимое угнетение сократимости жизнеспособного миокарда ЛЖ, возникающее вследствие его гипоперфузии как приспособительная реакция.

Биологический смысл этой приспособительной реакции заключается в приведении в соответствие потребности миокарда в кислороде и уровня коронарного кровотока. Восстановление полноценного кровоснабжения участка миокарда, находящегося в состоянии гибернации, приводит к полному восстановлению его сократимости. Важно, что это должно происходить своевременно, т. е. до наступления необратимых изменений в ультраструктуре сократительного аппарата кардиомиоцитов, зако­номерно возникающих при длительной гибернации.

Читайте также:  Каптоприл и эналаприл

Механизмы краткосрочной и хронической гибернации

Если при ишемии уровень коронарного кровоснабжения сердца сохраняется хотя бы на 25% от исходного объема крови, кардиомиоциты могут сохранить жизнеспособность и не погибнуть в течение достаточно длительного времени, при ус­ловии уменьшения их метаболических потребностей, прежде всего, из-за снижения сократимости миокарда в участке с ограниченной коронарной перфузией.

Наиболее вероятными механизмами острой гибернации миокарда в условиях его гипоперфузии являются:

на­рушение захвата Са 2+ саркоплазматическим ретикулумом;

снижение чувствительности миофибрилл к Са 2+ ;

накопление неорганического фосфата.

В условиях продолжающейся гипоперфузии миокарда развивается его хроническая гибернация. Этот вариант гибернации чаще всего наблюдается у больных хронической ИБС. В кардиомиоцитах хрони­чески гибернирующего миокарда выявляются характерные изменения:

Уменьшение количества белков цитоскелета и сократитель­ного аппарата;

Активация гене­тической программы выживания кардиомиоцитов (усиление экспрессии генов белка теплового шока 70; увеличение образования ингибитора апоптоза; фактора, индуцируемого гипоксией (HIF-la) и сосудистого эндотелиального фактора роста). Все перечисленные белки способствуют увеличению устойчивости миокарда к недосточному коронарному кровоснабжению, поэтому их активация в гибернирующем миокарде объ­ясняет его устойчивость к ишемии.

Метаболическая адаптация миокар­да, проявляющаяся усиленным захватом глюкозы и повышением содержания гликогена.

Повышения экспрессии ферментов гликолитического пути и угнетения экспрессии ферментов, участвующих в β-окислении ЖК и окислительном фосфорилировании → глюкоза становится основным источником энергии. Данный путь наиболее целесообразен в условиях значительной гипо­перфузии, поскольку обеспечивает более эффективную энергопродук­цию в условиях дефицита кислорода.

Появление признаков дедифференцировки кардиомиоцитов (эмбрионального фенотипа клеток).

Увеличение числа митохондрий с изменением их формы и уль­траструктуры.

Снижение локальной симпатической иннервации гибернированного участка.

Микроаутофагия кардиомиоцитов и апоптоз отдельных кардиомиоцитов.

Миокард в состоянии гибернации иногда образно называют «умным сердцем», подчеркивая тем самым важное адаптивное значение этого явления. Однако структурно-функциональные изменения миокарда при гибернации, особенно в условиях длительной выраженной гипоперфузии, не позволяют однозначно отнести этот феномен к механизмам адаптации, поскольку снижение сокра­тимости клеток возникает параллельно с их повреждением и остано­вить процесс гибели кардиомиоцитов может только своевременная реваскуляризация.

Источник: studfile.net

Адаптивная реакция миокарда в ответ на ишемию-перфузию, гибернация миокарда

«Гибернация миокарда» – адаптационное снижение внутриклеточного энергетического метаболизма, путем угнетения сократительного состояния кардиомиоцита, в ответ на уменьшение коронарного кровотока. Гибернация (Hybernatin) миокарда, по определению профессора S.Н. Rahimatoola (1999 г.) – быстро возникшее нарушение локальной сократимости левого желудочка в ответ на умеренное снижение коронарного кровотока. Для гибернирующего миокарда характерно хроническое снижение сократительной способности кардиомиоцитов при сохраненной их жизнеспособности. С точки зрения патофизиологических процессов адаптации к стрессорным ситуациям, «гибернирующий миокард» – «механизм саморегуляции, адаптирующий функциональную активность миокарда к условиям ишемии», т.е. своеобразная защитная реакция «страдающего сердца» на неадекватное уменьшение коронарного кровотока к уровню ПМО2. Этот термин, «гибернирующий (уснувший) миокард» S.H. Rahimatoola впервые предложил в 1984 году на Рабочей встрече по проблемам лечения ИБС в Национальном институте сердца, легких и крови США. В 1990 г V.Dilsizian с коллегами опубликовали результаты сцинтиграфического исследования сердца у пациентов с ИБС после стресс нагрузки. Авторы, используя сцинтиграфическую технику с таллием, выявили от 31 до 49% жизнеспособной ткани в участках с необратимо сниженной сократительной функцией миокарда левого желудочка. То есть в местах сниженного локального кровотока сохраняется относительно нормальная метаболическая активность – миокард жизнеспособен, но он не может обеспечить нормальную региональную фракцию выброса. При этом имеются клинические симптомы проявления ишемии, но которые не заканчиваются развитием некроза миоцитов. В клинике подобные ситуации могут иметь место при стабильной и нестабильной стенокардии, у пациентов с ХСН. По данным Е.В. Carlson с сотрудниками, опубликованных в 1989году, у пациентов перенесших эффективную коронароангиопластику, участки гибернации миокарда выявляются в 75% случаев среди больных с нестабильной стенокардией и в 28% наблюдений при стабильной стенокардии. Минимизация обменных и энергетических процессов в мышце сердца при сохранении жизнеспособности миоцитов позволила некоторым исследователям назвать эту ситуацию либо – «находчивым сердцем» (Smart Heart), либо – «самосохраняющееся сердце» (Self-preservation Heart) или «играющее сердце» (Playing Heart). Итальянские исследователи подобное состояние сердечной мышцы определили как «миокардиальная летаргия». Механизмы гибернации мало изучены. В клинической практике, на фоне редуцированного коронарного резерва, постепенное развитие деструктивных изменений в гибернирующем миокарде является следствием кумулятивных сдвигов энергообмена в ответ на периодические инотропные стимуляции. В условиях ограниченного кровотока, положительный инотропный ответ достигается за счет истощения метаболического статуса кардиомиоцита. Таким образом, постепенно накапливающиеся метаболические изменения могут стать причиной дезорганизации внутриклеточных структур сердечной мышцы.

Читайте также:  Овощи для сердца

Преконденцирование и постконденцирование

Миокарда

Ишемическое прекондиционирование (ИПК) — процесс адаптации миокарда к последующей ишемии путем создания предварительных коротких периодов ишемии. Впервые феномен прекондиционирования был описан в 1984 г. R. Lange et al., которые в экспериментальном исследовании на животных показали, что исчерпание АТФ после повторных коротких ишемий происходит в меньшей степени, чем в случае однократного эпизода ишемии. Также было обнаружено, что у пациентов, испытывавших приступы стенокардии до развития инфакта миокарда (ИМ), имели место в среднем меньшие размеры инфаркта и более благоприятные клинические исходы. Однако в реальной практике прекондиционирование у большинства пациентов использовать невозможно в результате того, что такие больные поступают в клинику уже после того, как развивается критическая для миокарда ишемия. В таких случаях целесообразным является применение посткондиционирования. Посткондиционирование – это создание коротких повторяющихся ишемических атак, применяемых в начале периода реперфузии.

Термин”ишемическое прекондиционирование”появился в лите-ратуре после работы Murry с соавт. (1986 год), в которой было показано, что повторные кратковременные эпизоды ишемии-реперфузии существенно уменьшают величину инфаркта миокарда после последующей продолжительной ишемии. В эксперименте на собаках авторы осуществляли четыре 5-минутных окклюзии огибающей артерии, разделённых 5 мин. эпизодами реперфузии, а затем выполняли 40-минутную окклюзию. Проведённое гистологическое определение величины зоны инфаркта показало, что у животных, перенесших окклюзию коронарной артерии после прекондиционирования, зона инфаркта была меньше на 75% по сравнению с контролем. Значительный защитный эффект ИПК был продемонстрирован на многих вариантах экспериментальных моделей. ИПК заметно уменьшает миокардиальное ишемическое повреждение как in vitro, так и in vivo и наблюдается в сердцах всех млекопитающих, тестированных к настоящему времени (в том числе и на обезьянах циномолгус). На модели изолированных кардиомиоцитов (КМЦ) человека, подвергнутых воздействию длительной гипоксией с последующей реоксигенацией, было показано, что человеческие миокардиальные клетки также могут быть прекондиционированы. Кардиопротективные эффекты ИПК были подтверждены многочисленными лабораторными исследованиями и клиническими наблюдениями.

Например, повторные раздувания баллона в коронарной артерии во время чрескожной транслюминальной коронарной ангиопластики (ЧТКА) сопровождаются существенно меньшей интенсивностью ангиозной боли, меньшим повышением сегмента ST и продукции лактата. К ИПК, вероятно, имеют отношения защитные эффекты прединфарктной стенокардии и явления адаптации к стенокардии: “ходьба через боль” и “разминки”. Наиболее доступным и опирающемся на убедительные доказательства методом стимулирования ИПК перед аортокоронарным шунтированием является кратковременное наложение зажима на аорту за 12 мин до начала операции.

Таким образом, ИПК-это феномен повышения устойчивости клеток к повторному воздействию ишемии, возникающей после одного или нескольких кратковременных эпизодов ишемии-реперфузии. Результатом ИПК в сердце будет сокращение размера инфаркта (цитопротективный эффект), сохранение сократительной функции и рост порога возникновения аритмий, подавление апоптоза, а также предупреждение дисфункции эндотелия сосудов в зоне ишемии. Прекондиционирование имеет раннюю фазу, начинающуюся через 5 мин после первого короткого эпизода ишемии и продолжающуюся до 1-3 ч. и позднюю фазу, которая эффективно “работает”с 24 до 72 и даже 96 ч. от первого эпизода ишемии. Чтобы запустить защитный эффект ИПК, требуется достичь минимального порогового времени ишемии (5мин) до начала реперфузии.. Однако, с увеличением продолжительности ишемии миокарда прогрессивно уменьшается кардиопротективная эффективность ИПК, (представленного тремя пятиминутными эпизодами ишемии-реперфузии), предшествующие тестовой ишемии. Инфаркт-лимитирующий эффект этой формы прекондиционирования практически исчезает, если длительность тестовой ишемии достигает одного часа. Таким образом, ИПК-это явление, которое замедляет, но не предупреждает гибель КМЦ при длительной ишемии. Если ишемические эпизоды повторяются слишком часто, может развиться тахифилаксия, т. е. феномен ИПК исчезает. ИПК сохраняет эффективность и в условиях кардиоплегии при операции на открытом сердце.

Источник: cyberpedia.su

ГИБЕРНАЦИЯ, СТАННИНГ И ИШЕМИЧЕСКОЕ ПРЕКОНДИЦИОНИРОВАНИЕ КАРДИОМИОЦИТОВ

Если после возникновения циркуляторной гипоксии сердца в его по­раженном недостатком кислорода участке продолжает оставаться высо­ким отношение потребности клеток сердца в кислороде к доставке 02 кардиомиоцитам, то связанные с гипоксией патологические изменения могут прогрессировать вплоть до цитолиза.

Гибернация (лат. ЫЬетиБ – зимний, холодный) – искусственно вы­званное состояние замедленной жизнедеятельности организма, напоми­нающее зимнюю спячку животных (естественная гибернация).

Под гибернирующим миокардом понимают состояние сердца, кото­рое характеризует угнетение насосной функции в условиях покоя без ци­толиза кардиомиоцитов, причина которого – снижение объемной скоро­сти кровотока по венечным артериям. Гибернация резко ограничивает возможности сердца реагировать ростом выброса крови в аорту левым желудочком за единицу времени в ответ на рост потребности организма в кислороде (физическая нагрузка, лихорадка, гипертиреоз и др.). Состоя­ние гибернирующего миокарда – это результат защитной реакции, на­правленной на снижение высокого соотношения между силой сокраще­ний гипоксичного участка сердечной мышцы и его кровоснабжением, то есть отношения потребности кардиомиоцитов в свободной энергии к уровню улавливания клетками сердца свободной энергии при аэробном биологическом окислении. Таким образом, гибернация задерживает цито­лиз клеток сердца, обусловленный гипоэргозом.

Читайте также:  Питание при миелолейкозе

В ответ на снижение объемной скорости кровотока в два раза проис­ходит снижение вызываемого систолическим сокращением утолщения

стенок соответствующего сегмента на 50 %. Так проявляет себя гиберна­ция сердца как причина угнетения насосной функции левого желудочка. Кроме того, о гибернации свидетельствует возвращение на исходный уровень концентрации протонов, креатинфосфата и напряжения углеки­слого газа в венозной крови, оттекающей от сердца, через 1-3 ч после возникновения его циркуляторной гипоксии, приводящей к инфаркту.

Гипокинезия и акинезия сегментов стенки левого желудочка, вы­званная гибернацией сердца, еще не говорят о необратимых изменени­ях кардиомиоцитов, в которых при гистопатологическом исследовании не находят признаков характерной для начальных стадий гипоксиче- ского гипоэргоза дегенерации. Гибернация сохраняет кардиомиоциты таким образом, что возобновление кровотока в течение недели после возникновения ишемии (аорто-коронарное шунтирование, чрезкожная эндоваскулярная пластика венечной артерии) подвергает обратному развитию гипо- и акинезию сегментов стенки желудочков. По мере ис­чезновения гипокинезии и акинезии сегментов восстанавливается син­хронность их систолического сокращения, растет фракция изгнания левого желудочка, и восстанавливается способность сердца реагиро­вать ростом выброса крови в аорту в ответ на увеличение потребностей органов и тканей.

Можно считать, что в настоящее время не существует широко дос­тупных достоверных способов определения жизнеспособности (гибер­нации) сердечных клеток в асинхронно сокращающихся сегментах стен­ки левого желудочка. Лишь комбинация ангиографии, эхокардиографии, сцинтиграфии и компьютерной томографии сердца при кумуляции в кардиомиоцитах и элиминации из них радионуклидов позволяет полу­чить достоверную информацию о степени жизнеспособности гиберни- рующего миокарда.

Станнинг (англ. stunning – оглушение, ошеломление) миокарда – это состояние вследствие снижения насосной функции сердца в результате его циркуляторной гипоксии, которое не подвергается обратному разви­тию, несмотря на восстановление объемной скорости кровотока в испы­тавших циркуляторную гипоксию сегментах стенок сердечных камер.

Выраженность и длительность станнинга находятся в прямой связи со степенью и длительностью циркуляторной гипоксии участка сердечной мышцы. До сих пор неясно, представляет ли собой станнинг сугубо пато­логическое состояние миокарда или следствие защитной реакции гибер­нации. Существенным отличием станнинга от гибернации выступает то, что восстановление доставки клеткам сердца кислорода и энергопласти­ческих субстратов не устраняет угнетения насосной функции сердца. Предположительно в основе развития станнинга лежат образование сво­бодных кислородных радикалов, нарушения миграции кальция через кле­точные мембраны и низкая эффективность улавливания кардиомиоцита- ми свободной энергии при биологическом окислении.

Станнинг миокарда может развиться после тромболитической тера­пии, когда внутривенное введение стрептокиназы ведет к лизису тром­ба в области стеноза венечной артерии, или после операции аорто­коронарного шунтирования. Состояние станнинга миокарда может длиться дни или месяцы. В этих случаях использование средств с по­ложительным инотропным действием оправдано лишь в том случае, если угнетение насосной функции желудочка может стать звеном тан$- тогенеза.

В экспериментах у целого ряда видов млекопитающих было показано, что краткие периоды острой циркуляторной гипоксии (ишемии) сердца (ишемическое прекондиционирование миокарда) значительно повышают его устойчивость к длительной ишемии со снижением зоны инфаркта на 80 % зоны его распространения у животных контрольной группы.

Ишемическое прекондиционирование – наиболее эффективный из из­вестных у млекопитающих естественных механизмов защиты клеток миокарда от ишемии В кардиопротективном эффекте ишемического прекондиционирования особая роль принадлежит Сп-белкам, локализо­ванным в плазматической мембране клеток сердца. Эти трансмембран­ные белки выступают медиаторами снижения активности аденилатцик- лазы, которая падает вследствие возбуждения рецепторов к аденозину А1 и мускариновых Мг-рецепторов. Возбуждение рецепторов этих двух типов через активацию вгбелков приводит к активации АТФ- зависимых калиевых каналов наружных клеточных мембран кардио- миоцитов, торможению их натриевого трансмембранного канала и бло­кирует перенос через мембраны клеток сердца кальция по его каналам Ь-типа. Каждый из этих эффектов активации Орбелков ведет к сниже­нию утилизации всеми клетками сердца свободной энергии в основном за счет меньшей работы клеток рабочего миокарда при сокращении. Предполагают, что активация в]-белков при ишемии происходит вслед­ствие связанного с гипоэргозом высвобождения клетками сердца боль­шого количества молекул аденозина.

Если сердце не подвергать ишемическому прекондиционированию, то ишемия служит причиной неуклонного снижения уровня активации 01- белков, то есть их дисфункции, связанной с гипоэргозом. В сердце экспе­риментальных животных после ишемического прекондиционирования возрастает чувствительность Орбелков к активации соответствующих ре­цепторов при ишемии. Устойчивая активация данных трансмембранных белков в зоне циркуляторной гипоксии сердца, которое прошло через не­сколько периодов кратковременной ишемии, не приводящей к цитолизу, предположительно лежит в основе кардиопротективного эффекта ишеми­ческого прекондиционирования.

Полагают, что данные, полученные при изучении ишемического пре­кондиционирования у экспериментальных животных, позволят экстрапо­лировать их результаты на практику лечения инфаркта миокарда у боль­ных. Это в известной мере подтверждает предварительное сообщение об эффективности блокатора распада аденозина акадезина в предупреждении интраоперационных инфарктов миокарда при аорто-коронарном шунти­ровании.

Источник: medic.studio