10.3. ПАТОГЕНЕЗ

На конечных этапах развития систолической дисфункции наиболее характерную последовательность гемодинамических изменений можно представить следующим образом: снижение УО, МО и ФВ, что сопровождается возрастанием конечно-систолического объема (КСО) желудочка, а также гипоперфузией периферических органов и тканей; возрастание конечно-диастолического давления (КДД) в желудочке, давления наполнения желудочка; миогенная дилатация желудочка - увеличение конечно-диастолического объема (КДО) желудочка; застой крови в венозном русле малого или большого круга кровообращения.

Последний гемодинамический признак СН сопровождается наиболее “яркими” и четко очерченными клиническими проявлениями СН (одышка, отеки, гепатомегалия ) и определяет клиническую картину двух ее форм. При левожелудочковой СН развивается застой крови в малом круге кровообращения, а при правожелудочковой СН - в венозном русле большого круга. Быстрое развитие систолической дисфункции желудочка приводит к возникновению острой СН (лево- или правожелудочковой).

Такая ситуация возникает при остром повреждении сердечной мышцы (ИМ, миокардит) или внезапном возрастании величины преднагрузки (разрыв межжелудочковой перегородки или папиллярной мышцы при ИМ, введение в сосудистое русло больших количеств жидкости) или постнагрузки (резкий подъем АД при гипертоническом кризе или тромбоэмболия легочной артерии, сопровождающаяся возрастанием давления в ЛА).
Длительное существование гемодинамической перегрузки объемом или сопротивлением или постепенное прогрессирующее снижение сократимости миокарда желудочка (при ремоделировании после перенесенного ИМ, хронической ишемии сердечной мышцы) сопровождается формированием хронической СН (ХСН). Примерно в 25-30% случаев в основе развития СН лежат нарушения диастолической функции желудочков. Диастолическая дисфункция развивается при заболеваниях сердца, сопровождающихся нарушением расслабления и наполнения желудочков. Типичными примерами заболеваний, при которых диастолическая дисфункция проявляется как бы в “чистом” виде, являются аортальный стеноз, ГКМП, экссудативный и констриктивный перикардит, рестриктивные заболевания сердца.

Диастолическая дисфункция желудочков сочетается с систолической дисфункцией при ИБС, АГ. В этих случаях ухудшение диастолического наполнения обусловлено увеличением ригидности сердечной мышцы (длительная ишемия миокарда, фиброз, гипертрофия), нарушением процессов активного расслабления (снижение энергетического обеспечения, повышение концентрации внутриклеточного Са2+). Нарушение растяжимости миокарда желудочков приводит к тому, что для обеспечения достаточного диастолического наполнения желудочка кровью и сохранения нормального УО и МО необходимо значительно более высокое давление наполнения, соответствующее более высокому КДД желудочка. Даже небольшой прирост КДО обеспечивается за счет чрезмерно высокого КДД или давления наполнения.

Замедление релаксации желудочка приводит к перераспределению диастолического наполнения в пользу предсердного компонента. Значительная часть диастолического кровотока осуществляется не во время фазы быстрого наполнения желудочка, а во время активной систолы предсердия. Эти изменения способствуют увеличению давления и размеров предсердия, повышая риск возникновения застоя крови в венозном русле малого или большого круга кровообращения. Диастолическая дисфункция желудочков может сопровождаться клиническими признаками ХСН при нормальной сократимости миокарда и сохраненном сердечном выбросе. Полость желудочка обычно остается нерасширенной, поскольку нарушается соотношение КДД и КДО желудочка. Во многих случаях ХСН имеет место сочетание систолической и диастолической дисфункции желудочков, что необходимо учитывать при выборе соответствующей медикаментозной терапии.

Этот патологический синдром может развиться при значительном увеличении метаболических потребностей органов и тканей (гипертиреоз, беременность) или при снижении кислородной транспортной функции крови (анемии). В этих случаях МО может оказаться даже повышенным (СН с “высоким МО”), что связано обычно с компенсаторным увеличением ОЦК. Формирование систолической или диастолической СН связано с активацией многочисленных кардиальных и экстракардиальных (нейрогормональных) компенсаторных механизмов. При систолической дисфункции желудочков такая активация вначале носит адаптационный характер и направлена преимущественно на поддержание на должном уровне МО и системного АД. При диастолической дисфункции конечным результатом включения компенсаторных механизмов является повышение давления наполнения желудочков, что обеспечивает достаточный диастолический приток крови к сердцу. В последующем все компенсаторные механизмы трансформируются в патогенетические факторы, способствующие еще большему нарушению систолической и диастолической функции сердца и формированию значительных изменений гемодинамики, характерных для СН.

К числу важнейших кардиальных адаптационных механизмов относятся гипертрофия миокарда и механизм Старлинга. Различают концентрическую и эксцентрическую гипертрофию миокарда желудочков. Длительное хроническое увеличение постнагрузки на какой-либо отдел сердца ведетк развитию концентрической гипертрофии миокарда - утолщению мышечной стенки без расширения полости желудочка. Это характерно для артериальной гипертензии, стеноза устья аорты или легочной артерии, для легочной артериальной гипертензии, развивающейся при митральном стенозе, легочном сердце и других заболеваниях. На начальных стадиях этих заболеваний гипертрофия миокарда способствует уменьшению внутримиокардиального напряжения за счет увеличения толщины стенки, позволяя желудочку развивать достаточное внутрижелудочковое давление в систолу. При другом типе хронической гемодинамической перегрузки сердца - увеличении преднагрузки - развивается эксцентрическая гипертрофия, тоногенная дилатация полости желудочка, сопровождающаяся умеренной гипертрофией миокарда. Наиболее часто причинами эксцентрической гипертрофии являются: недостаточность митрального клапана; недостаточность клапанов аорты или легочной артерии; недостаточность трехстворчатого клапана.

Умеренная дилатация камер сердца носит компенсаторный характер, поскольку растяжение кардиомиоцитов, согласно механизму Старлинга, ведет к увеличению силы последующего сокращения и величины выполненной работы. При повреждении сердечной мышцы или снижении массы функционирующего миокарда (острый ИМ, постинфарктный кардиосклероз) развивается гипертрофия сердечной мышцы и так называемая “тоногенная” дилатация ЛЖ, что в течение определенного времени способствует сохранению достаточной величины сердечного выброса. Рано или поздно компенсаторная реакция сердца на гемодинамическую перегрузку или повреждение миокарда желудочков оказывается недостаточной и происходит снижение сердечного выброса. При гипертрофии сердечной мышцы со временем происходит “изнашивание” сократительного миокарда: истощаются процессы белкового синтеза и энергетического обеспечения кардиомиоцитов, нарушается соотношение между сократительными элементами и капиллярной сетью, повышается концентрация внутриклеточного Са2+, развивается фиброз сердечной мышцы. Одновременно происходит снижение диастолической податливости камер сердца и развивается диастолическая дисфункция гипертрофированного миокарда. Наблюдаются выраженные нарушения метаболизма миокарда: уменьшается АТФ-азная активность миозина, обеспечивающего сократимость миофибрилл за счет гидролиза АТФ; нарушается сопряжение возбуждения с сокращением; нарушается образование энергии в процессе окислительного фосфорилирования и истощаются запасы АТФ и КФ.

В результате уменьшается сократимость миокарда и МО, возрастает КДД желудочка и появляется застой крови в венозном русле малого или большого круга кровообращения. Эффективность механизма Старлинга, обеспечивающего сохранение МО за счет умеренной (“тоногенной”) дилатации желудочка, резко снижается при повышении КДД в ЛЖ больше 18-20 мм рт. ст. Чрезмерное растяжение стенок желудочка (“миогенная” дилатация) сопровождается лишь незначительным увеличением или даже уменьшением силы сокращения, что способствует снижению сердечного выброса. При диастолической форме СН реализация механизма Старлинга вообще затруднена вследствие ригидности и неподатливости стенки желудочка.

Для достижения должного КДО в этих случаях необходимо очень высокое давление наполнения, КДД желудочка. В результате на самых ранних стадиях диастолической ХСН может развиваться застой крови в малом круге кровообращения. По современным представлениям, основную роль как в процессах адаптации сердца к гемодинамическим перегрузкам или первичному повреждению сердечной мышцы, так и в формировании характерных для СН изменений гемодинамики играет активация нескольких нейроэндокринных систем, важнейшими из которых являются: симпатико-адреналовая система (САС) и ее эффекторы (адреналин и норадреналин); ренин-ангиотензин-альдостероновая система (РААС) (почки - надпочечники); тканевые ренин-ангиотензиновые системы (РАС); предсердный натрийуретический пептид; эндотелиальная дисфункция.
Гиперактивация симпатико-адреналовой системы и повышение концентрации катехоламинов (А и На) является одним из наиболее ранних компенсаторных факторов при возникновении систолической или диастолической дисфункции сердца. Особенно важной оказывается активация САС в случаях развития острой СН. Эффекты такой активации реализуются прежде всего через a- и b-адренергические рецепторы клеточных мембран различных органов и тканей. Основными следствиями активации САС являются: увеличение ЧСС (стимуляция b1-адренергических рецепторов) и МО (поскольку МО = УО х ЧСС); повышение сократимости миокарда (стимуляция b1- и a1-рецепторов); системная вазоконстрикция и повышение ОПСС и АД (стимуляция a1-рецепторов); повышение тонуса вен (стимуляция a1-рецепторов), что сопровождается увеличением венозного возврата крови к сердцу и увеличением преднагрузки; стимуляция развития компенсаторной гипертрофии миокарда; активирование РААС (почечно-надпочечниковой) в результате стимуляции b1-адренергических рецепторов юкстагломерулярных клеток и тканевых РАС за счет дисфункции эндотелия.

На начальных стадиях заболевания повышение активности САС способствует увеличению сократимости миокарда, притока крови к сердцу, величины преднагрузки и давления наполнения желудочков, что в конечном итоге приводит к сохранению в течение определенного времени достаточного сердечного выброса. Длительная гиперактивация САС у больных хронической СН может иметь многочисленные негативные последствия, способствуя: 1. Значительному увеличению преднагрузки и постнагрузки (за счет чрезмерной вазоконстрикции, активации РААС и задержки натрия и воды в организме). 2. Повышению потребности миокарда в кислороде (в результате положительного инотропного эффекта активации САС). 3. Уменьшению плотности b-адренергических рецепторов на кардиомиоцитах, что со временем приводит к ослаблению инотропного эффекта катехоламинов (высокая концентрация катехоламинов в крови уже не сопровождается адекватным увеличением сократимости миокарда). 4. Прямому кардиотоксическому эффекту катехоламинов (некоронарогенные некрозы, дистрофические изменения миокарда). 5. Развитию фатальных желудочковых нарушений ритма (желудочковой тахикардии и фибрилляции желудочков).

Гиперактивация РААС играет особую роль в формировании СН. Имеет значение почечно-надпочечниковая РААС с циркулирующими в крови нейрогормонами, локальные тканевые ренин-ангиотензиновые системы. Активация почечной ренин-ангиотензиновой системы, наступающая при любом самом незначительном снижении перфузионного давления в почках, сопровождается выделением клетками ЮГА почек ренина, расщепляющего ангиотензиноген с образованием пептида - ангиотензина I (АI). Последний под действием ангиотензин-превращающего фермента (АПФ) трансформируется в ангиотензин II, который является основным и наиболее мощным эффектором РААС. Ключевой фермент этой реакции - это АПФ. Он локализуется на мембранах эндотелиальных клеток сосудов легких, проксимальных канальцев почек, в миокарде, плазме, где и происходит образование АII. Его действие опосредуется специфическими ангиотензиновыми рецепторами (АТ1 и АТ2), которые находятся в почках, сердце, артериях, надпочечниках. Важно, что при активации тканевых РАС имеются и другие пути (помимо АПФ) превращения АI в АII: под действием химазы, химазоподобного фермента (CAGE), катепсина G, тканевого активатора плазминогена (ТАП). Воздействие АII на АТ2-рецепторы клубочковой зоны коркового вещества надпочечников приводит к образованию альдостерона, основным эффектом которого является задержка в организме натрия и воды, что способствует увеличению ОЦК.

В целом активация РААС сопровождается следующими эффектами: выраженной вазоконстрикцией, повышением АД; задержкой в организме натрия и воды и увеличением ОЦК; повышением сократимости миокарда (положительное инотропное действие); инициированием развития гипертрофии и ремоделирования сердца; активацией образования соединительной ткани (коллагена) в миокарде; повышением чувствительности миокарда к токсическому влиянию катехоламинов. Активация РААС при острой СН и на начальных этапах развития хронической СН имеет компенсаторное значение и направлена на поддержание нормального уровня АД, ОЦК, перфузионного давления в почках, увеличение пред- и постнагрузки, увеличение сократимости миокарда.

Однако в результате длительной гиперактивации РААС развивается ряд отрицательных эффектов: 1. увеличение ОПСС и снижение перфузии органов и тканей; 2. чрезмерное увеличение постнагрузки на сердце; 3. значительная задержка жидкости в организме, что способствует формированию отечного синдрома и повышению преднагрузки; 4. инициация процессов ремоделирования сердца и сосудов, в том числе гипертрофии миокарда и гиперплазии гладкомышечных клеток; 5. стимуляция синтеза коллагена и развитие фиброза сердечной мышцы; 6. развитие некроза кардиомиоцитов и прогрессирующее повреждение миокарда с формированием миогенной дилатации желудочков; 7. повышение чувствительности сердечной мышцы катехоламинам, что сопровождается возрастанием риска возникновения фатальных желудочковых аритмий у больных СН.

Антидиуретический гормон (АДГ), секретируемый задней долей гипофиза, участвует в регуляции проницаемости для воды дистальных отделов канальцев почек и собирательных трубок. При недостатке в организме воды и дегидратации тканей происходит уменьшение объема циркулирующей крови (ОЦК) и увеличение осмотического давления крови (ОДК). В результате раздражения осмо- и волюморецепторов усиливается секреция АДГ задней долей гипофиза. Под влиянием АДГ повышается проницаемость для воды дистальных отделов канальцев и собирательных трубок, усиливается факультативная реабсорбция воды в этих отделах. В итоге выделяется мало мочи с высоким содержанием осмотически активных веществ и высокой удельной плотностью мочи.

Наоборот, при избытке воды в организме и гипергидратации тканей в результате увеличения ОЦК и уменьшения ОДК происходит раздражение осмо- и волюморецепторов, и секреция АДГ резко снижается или даже прекращается. В результате реабсорбция воды в дистальных отделах канальцев и собирательных трубках снижается, тогда как Na+ продолжает реабсорбироваться в этих отделах. Поэтому выделяется много мочи с низкой концентрацией осмотически активных веществ и низкой удельной плотностью. Нарушение функционирования этого механизма при сердечной недостаточности может способствовать задержке воды в организме и формированию отечного синдрома. Чем меньше сердечный выброс, тем больше раздражение осмо- и волюморецепторов, что приводит к увеличению секреции АДГ, задержке жидкости.

Предсердный натрийуретический пептид (ПНУП) является своеобразным антагонистом вазоконстрикторных систем организма (САС, РААС, АДГ). Он продуцируется миоцитами предсердий и выделяется в кровоток при их растяжении. ПНУП вызывает вазодилатирующий, натрийуретический и диуретический эффекты, угнетает секрецию ренина и альдостерона. Секреция ПНУП - это один из наиболее ранних компенсаторных механизмов, препятствующих чрезмерной вазоконстрикции, задержке Nа+ и воды в организме, а также увеличению пред- и постнагрузки. Активность ПНУП быстро усиливается по мере прогрессирования СН. Однако, несмотря на высокий уровень циркулирующего ПНУП, степень его положительных эффектов при хронической СН заметно снижается, что связано с уменьшением чувствительности рецепторов и увеличением расщепления пептида. Поэтому максимальный уровень циркулирующего ПНУП ассоциируется с неблагоприятным течением хронической СН.

Нарушениям эндотелиальной функции в последние годы придается особое значение в формировании и прогрессировании ХСН. Дисфункция эндотелия, возникающая под действием различных повреждающих факторов (гипоксии, чрезмерной концентрации катехоламинов, ангиотензина II, серотонина, высокого уровня АД, ускорения кровотока), характеризуется преобладанием вазоконстрикторных эндотелийзависимых влияний и закономерно сопровождается повышением тонуса сосудистой стенки, ускорением агрегации тромбоцитов и процессов пристеночного тромбообразования. К числу важнейших эндотелийзависимых вазоконстрикторных субстанций, повышающих сосудистый тонус, агрегацию тромбоцитов и свертываемость крови, относятся эндотелин-1 (ЭТ1), тромбоксан А2, простагландин PGH2, ангиотензин II (АII) .

Они оказывают существенное влияние не только на сосудистый тонус, приводя к выраженной и стойкой вазоконстрикции, но и на сократимость миокарда, величину преднагрузки и постнагрузки, агрегацию тромбоцитов. Важнейшим свойством эндотелина-1 является его способность “запускать” внутриклеточные механизмы, приводящие к усилению белкового синтеза и развитию гипертрофии сердечной мышцы. Последняяявляется важнейшим фактором, так или иначе осложняющим течение СН. Эндотелин-1 способствует образованию коллагена в сердечной мышце и развитию кардиофиброза. Существенную роль вазоконстрикторные субстанции играют в процессе пристеночного тромбообразования. При тяжелой и прогностически неблагоприятной ХСН уровень эндотелина-1 повышен в 2-3 раза. Его концентрация в плазме крови коррелирует с выраженностью нарушений внутрисердечной гемодинамики, давлением в легочной артерии и уровнем летальности у пациентов с ХСН.

Описанные эффекты гиперактивации нейрогормональных систем вместе с типичными нарушениями гемодинамики лежат в основе клинических признаков СН. Причем, симптоматика острой СН определяется внезапно наступившими расстройствами гемодинамики (выраженным снижением сердечного выброса и ростом давления наполнения), микроциркуляторными нарушениями, которые усугубляются активацией САС, РААС (преимущественно почечной). В развитии хронической СН в настоящее время большее значение придают длительной гиперактивации нейрогормонов и эндотелиальной дисфункции, сопровождающихся выраженной задержкой натрия и воды, системной вазоконстрикцией, тахикардией, развитием гипертрофии, кардиофиброза и токсическим повреждением миокарда.