Патогенез смерти
Сердце человека, страдавшего в течение длительного времени ИБС и перенесшего несколько инфарктов, на секции нередко вызывает печальное изумление исследователя. Значительная часть миокарда замещена соединительной тканью, выделяются обширные рубцы после перенесенных ИМ. Рельеф коронарных сосудов деформирован атеросклеротическими бляшками, просвет их уменьшен, стенка утолщена, кальцифицирована, трудно поддается ножу. Кажется невероятным, что такое сердце могло выполнять значительную и длительную работу по обеспечению удовлетворительного уровня кровоснабжения органов и тканей.
Однако столь значительные изменения коронарных сосудов и миокарда далеко не всегда являются причиной смерти. Большая часть больных погибает в результате расстройств регуляции деятельности сердца при наличии еще значительных функциональных резервов миокарда. Острые регионарные нарушения коронарного кровообращения в подавляющем большинстве случаев в результате атеросклероза и тромбоза коронарных сосудов вызывают фибрилляцию желудочков или реже асистолию. Опыт дефибрилляции сердца и применение искусственных водителей ритма в клинической практике при ИМ подтверждает преимущественное значение нарушений координации сократительной функции сердца в патогенезе смерти. Нарушения сократительной функции, проводимости, возбудимости, циркуляции возбуждения и синхронности сокращения составляют патогенетическую основу острой сердечной недостаточности и смерти. Непосредственными причинами смерти являются фибрилляция желудочков, асистолия, сердечная недостаточность и кардиогенный шок, разрыв и тампонада сердца и нарушения дыхания. Осложнения ИМ, сопровождающиеся вторичными нарушениями функции жизненно важных органов, сепсис, пневмония нередко определяют неблагоприятный исход болезни. Фибрилляция желудочков в течение длительного периода была основной причиной смерти больных. Она сохраняет свое значение в патологии сердца и в наши дни. Однако широкое использование дефибрилляции в клинической практике и неотложной помощи существенно уменьшили ее роль в патогенезе смерти. На догоспитальном этапе фибрилляция желудочков остается главной причиной смерти.
Асистолия сердца развивается в результате повреждения узлов автоматизма, проводящей системы сердца и ишемического нарушения метаболизма и электрофизиологических процессов в миокарде. Некоторые исследователи допускают возможность рефлекторной остановки сердца (G. Raizes и соавт., 1977). Необратимая рефлекторная остановка сердца предупреждается физиологическим феноменом «ускользания» от вагусного торможения. Однако рефлекторная остановка сердца на несколько секунд может создать в ишемизированном миокарде или мозге необратимый метаболический или функциональный сдвиг. Асистолия в период эмоциональных реакций либо физических напряжений обусловлена обычно увеличением нагрузки, освобождением катехоламинов, углублением ишемических повреждений водителей ритма и проводящей системы сердца. Однако стресс необязательно предшествует асистолии. Больные внезапно теряют сознание, сократительная функция прекращается, некоторое время регистрируется синусовый ритм (G. Raizes и соавт., 1977). Возможной причиной асистолии является разобщение возбуждения и сокращения.
Остановка сердца в период систолы или так называемая ише-мическая контрактура миокарда («каменное сердце»), при ИМ встречается редко. Контрактура сердца развивается при гипоксии миокарда в результате нарушения функции мембран, накопления кальция в клетке и, возможно, необратимого его связывания мио-фибриллярными белками (см. 8.1.7.5) При ИМ гиперперфузия и ацидоз препятствуют развитию контрактуры сердца.
В рассмотренных выше вариантах смерть наступает вследствие нарушения координации сократительной функции сердца, резервы которого остаются, как правило, неисчерпанными. Это так называемая функциональная смерть. Такая ориентация в патогенезе смерти при ИМ является основой современной реанимационной тактики. Смерть, наступающая в результате сердечной недостаточности, напротив, происходит при истощении адаптационных механизмов не только миокарда, но и организма в целом. Больной погибает после истощения адаптационных возможностей, не только запускаемых системами регуляции функций организма, но и поддерживаемых искусством врача, который вооружен арсеналом средств, стимулирующих сократительную функцию сердца, уменьшающих отеки и последствия нарушений метаболизма, расширяющих сосуды и блокирующих неадекватную регуляторную стимуляцию. Поэтому удельный вес в патогенезе смерти сердечной недостаточности в последние годы растет (А. И. Грицюк и соавт., 1979; Л. Т. Малая и соавт., 1981; D. Heiligenstein и соавт., 1978; S. Rasmussen и соавт., 1979, и др.).
Частота разрывов сердца также возросла. Частично это объясняется снижением летальности в результате фибрилляции желудочков. Однако ^следует иметь в виду, что, видимо, возросла и ятрогенная тампонада в результате манипуляций на сердце, в частности катетеризации и введения в венечные артерии контрастных веществ под давлением, массажа сердца и др. (Н. Wargon, 1975). Смерть при разрыве сердца наступает в результате его тампонады. Насосная функция сердца стремительно падает и соответственно снижается АД, резко повышаются центральное венозное давление, периферическое сопротивление, и больной теряет сознание. При микроразрывах сердца изменения гемодинамики могут нарастать постепенно.
Нарушения дыхания развиваются при острой и хронической сердечной недостаточности, гипоксемии и нарушениях мозгового кровообращения. Современные методы искусственной вентиляции легких позволяют предотвратить наступление смерти от остановки дыхания или гиповентиляции, если они не обусловлены необратимыми нарушениями мозгового кровообращения и повреждением мозговых центров.
Острая коронарная недостаточность
Патофизиологический термин «острая коронарная недостаточность» используется в клинической практике для обозначения внезапной смерти в результате ишемии миокарда в случаях, когда она наступает без идентифицированных симптомов либо симптомы ишемии проявляются обычно не более чем в течение часа, когда некротические изменения миокарда еще не определяются. Термин не точен, так как острая коронарная недостаточность составляет патофизиологическую основу не только внезапной смерти, но и стенокардии, и ИМ. Именно так понимают острую коронарную недостаточность не только патофизиологи, но и многие клиницисты и относят в эту группу больных, у которых, например, стабильная стенокардия переходит в нестабильную либо развивается ИМ (L. Day и соавт., 1977). Термин «внезапная сердечная смерть» как эквивалент «острой коронарной недостаточности» еще менее удачен, так как не содержит информации о патогенезе. Внезапная смерть часто не обусловлена ишемией миокарда и развивается при кардиомиопатиях другой этиологии, миокардитах, нарушениях метаболизма, функции легких, мозга и тонуса периферических сосудов. Внезапную смерть при ИМ, если она возникает в условиях острого расширения зоны ишемии, также нельзя рассматривать на основании принятой классификации как острую коронарную недостаточность. В эпидемиологических работах смерть на высоте приступа стенокардии, которая, конечно, является следствием острой коронарной недостаточности, не рассматривают как внезапную, если она наступила в клинических условиях (J. Doyle и соавт., 1976). Вполне понятно, что хотя смерть наступает внезапно, в подавляющем большинстве случаев она лишь отражает прогрессирование хронической болезни. Приходится констатировать, что мы не имеем удовлетворительного лаконичного обозначения для синдрома внезапной смерти в результате острой ишемии миокарда.
Острую коронарную недостаточность (ОКН) выделяют как особую форму ИБС потому, что она не может быть отождествлена ни с ИМ, ни со стенокардией, хотя имеет общую с ними патогенетическую основу. В течение часа не успевают развиться характерные для ИМ некротические изменения, хотя в большинстве клеток в зоне ишемии нарушения метаболизма уже становятся необратимыми (см. 8.1.7.4). Если мероприятия по оживлению завершаются успехом, то через несколько часов развивается ИМ только у 20 % реанимированных больных (В. Lown, 1976; L. Cobb и соавт., 1980). Следовательно, у подавляющего большинства ишемия не достигает уровня, при котором наступают необратимые повреждения клеток.
Наступление внезапной смерти регистрируют при мониторном наблюдении. Непосредственной причиной смерти, как правило, является фибрилляция желудочков (L. Cobb и соавт., 1980). Асистолия желудочков, разобщение возбуждения и сокращения, видимо, редко являются причинами смерти при ОКН. Следовательно, ОКН и ИМ имеют основной общий механизм смерти — фибрилляцию желудочков. Различия заключаются лишь в сроках наступления фибрилляции и симптомокомплексе.
Трудности идентификации поражений миокарда
Трудности идентификации поражений миокарда в клинической практике в большой степени обусловлены тем, что нередко ишемия как патогенетический механизм поражения вторично вовлекается в патологический процесс, первоначально обусловленный не ате-росклеротическпми изменениями сосудов. При воспалительных поражениях миокарда (миокардитах) различной этиологии либо при дистрофиях миокарда, обусловленных системными нарушениями метаболизма, эндокринными болезнями, ишемия нередко развивается в результате отека, набухания эндотелия, утолщения ба-зальной мембраны, изменений других структур сосудов и миокарда. Кровоснабжение миокарда нарушается, и патогенез его поражений приобретает некоторые общие черты с ишемией атероскле-ротического генеза.
ЭКГ-признаки ишемии миокарда и снижение толерантности к физической нагрузке являются нередкими общими симптомами ИБС и поражений миокарда другой этиологии (М. С. Теодори, 1974; Н. Р. Палеев и соавт., 1982; В. Г. Попов, 1982, и др.). Хотя широко известны различия в характере и продолжительности боли, преимущественно диффузный характер поражений сердца при кардиомиопа!,иях, тем не менее имеются общие механизмы патогенеза и симптомы болезни. У больных с неизмененными по данным коронарографии венечными артериями и не типичной для стенокардии длительной покалывающей болью в течение велоэр-гометрической пробы регистрируют «ишемическое» смещение сегмента ST и выделение лактата миокардом (В. Д. Тополянский и соавт., 1978; В. И Маколкин и соавт., 1982; В. Г. Попов, 1982,
и др.).
Относительная ишемия миокарда развивается при запредельных физических нагрузках у людей с неизмененными коронарными сосудами, когда максимально расширенные сосуды не обеспечивают адекватное кровоснабжение перегруженного сердца. Относительная коронарная недостаточность является одним из патогенетических механизмов кардиомиопатий у спортсменов. Но несмотря на то что ишемия миокарда принимает участие в патогенезе этиологически различных кардиомиопатий, бессимптомная ишемиче-ская кардиомиопатия атеросклеротического генеза оправдано выделяется в качестве одной из форм ИБС.
Регуляция энергетических процессов
В регуляции метаболизма миокарда принимают участие медиаторы, гормоны и физиологически активные вещества. Важнейшим принципом регуляции является влияние на направленность реакций. Большинство реакций свободно обратимые, и их ход регулируется взаимоотношением используемых в энергетических превращениях субстратов и продуктов реакции. Однако некоторые ферменты играют роль «клапанного» механизма, направляющего процесс в одну сторону. В этих случаях обратный процесс может катализироваться другими ферментами. К регулируемым таким образом реакциям, в частности, относятся образование (гексоки-наза) глюкозо-6-фосфата, синтез (гликогенсинтетаза) и распад (фосфорилаза) гликогена и др.
Биохимические механизмы регуляции энергетического обмена миокарда активируются нейрогормональными и ауторегуляторны-ми системами, контролирующими сокращение миокарда. Биохимические механизмы регуляции сопряжены с сократительной функцией и расходом макроэргических соединений.
Участие нейромедиаторов и гормонов
Участие нейромедиаторов и гормонов в регуляции метаболизма может быть рассмотрено на примере гликогенолиза и гликолиза. Норадреналин и адреналин взаимодействуют со специфическими бета-адренорецепторами, расположенными на клеточной мембране. Дальнейшим этапом реакции является активация аденилатциклазы через сопрягающий фактор, обладающий ГТФ-азной активностью (В. А. Ткачук, 1981), образование циклического 3',5'-АМФ (цАМФ), активация протенкиназы и образование активной формы фосфорилазы (а) из неактивной (б). Результатом этого является ускорение распада гликогена и активация гликолиза, запускающего дальнейшие звенья образования энергии. Активация аденилатциклазы ведет также к увеличению вхождения кальция в клетку и выхода его из депо саркоплазматического ретикулума, связыванию Са2+ с тропонином и увеличению инотропной функции сердца. Увеличивается расход АТФ и путем механизмов обратной связи активируется синтез макроэргических соединений и потребление кислорода и субстратов. Этим путем реализуется и действие глю-кагона на метаболизм миокарда. Действие некоторых химических регуляторов метаболизма также реализуется через влияние на активность аденилатциклазы, образование и распад цАМФ. Распад цАМФ регулируется фосфодиэстеразой. Значительная часть лекарственных препаратов, используемых в кардиологии, действует на сократительную функцию и метаболизм сердца через эту систему.
Влияние гормонов
Другая схема регулирующего влияния гормонов на метаболизм миокарда может быть рассмотрена на примере действия глюкокор-тикоидов. Глюкокортикоиды проникают в клетку, связываются с белковыми рецепторами цитозоля, в комплексе с рецепторами 2-го порядка проникают в ядро и активируют генетический аппарат клетки, в частности, синтез ферментов. Кортикостероиды оказывают также влияние на активность ферментов, взаимодействуют с рибонуклеиновыми кислотами митохондрий (А. Н. Юдаев, 1977).
Тиреоидные гормоны действуют как через генетический аппарат, так и посредством влияния на окислительные процессы в митохондриях и адренергическую реактивность миокардиоцитов (Я. К. Туракулов, 1980; С. N. Mariash, J. H. Oppenheimer, 1980).
Использование АТФ и других макроэргических фосфатов при сокращении миофибрилл и значительное уменьшение кровоснабжения миокарда в этот период в связи с экстраваскулярным сжатием сосудов (см. гл. 4) определяют резко выраженную интермиттирую-щую динамику метаболических процессов. В период систолы уменьшается скорость окислительных реакций. В течение диастолы кровоснабжение миокарда достигает максимума, интенсивно идет ресинтез гликогена, увеличивается скорость окислительных реакций. К концу диастолы содержание АТФ и КФ достигает максимума (Е. Б. Бабский, Е. В. Богданова, 1975).
Механизмы обратной связи
Механизмы обратной связи, основанные на расходе АТФ и образовании доступной для фосфорилирования АДФ, являются частью сложной системы регуляции метаболизма миокарда, включающей нервные и гуморальные звенья, а также механизмы регуляции кровоснабжения миокарда. Последние связаны с гидролизом макроэргических фосфатов, образованием свободного аденозина. Накопление аденозина в результате интенсивного расхода энергии, с другой стороны, является звеном обратной связи метаболизма с сократительной функцией сердца. Аденозин ингиби-рует кальциевый ток и бета-адренергические реакции сердца и тем самым снижает сократительную функцию миокарда, гликолиз и, в конечном счете, расход энергии.
Применение инсулина
Инсулин взаимодействует с катехоламинами на основе контр-регуляторного изменения секреции, а в эффекторных системах — путем противоположного действия на активность аденилатцикла-зы. Введение инсулина вызывает повышение секреции катехола-минов, но уменьшает их инотропные и вазомоторные эффекты (D. В. Nudel и соавт., 1977; N. Christensen, 1979). Самостоятельное инотропное действие инсулина объясняют увеличением внутриклеточного содержания Са2+ в результате активации Na-транс-портных каналов и Na—Са обменного механизма (J. С. Lee, S. F. Downing, 1978). Внутривенное и внутрикоронарное введение инсулина вызывает уменьшение потребления миокардом кислорода и значительное угнетение либо полную блокаду расширения коронарных сосудов в р-адренергических реакциях сердца (А. И. Хомазюк и соавт., 1978). Возможно, коронарные сосуды расширяются в результате активации Na+, К+-АТФ-азы и гиперполяризации мембран миоцитов. Инсулин является жизненно важным анаболическим гормоном, принимает участие в регуляции трансмембранного транспорта глюкозы, аминокислот, ионов, синтеза нуклеиновых кислот и белков и играет важнейшую роль в регуляции метаболизма миокарда и коронарных сосудов. Недостаточная секреция инсулина или инсулинорезистентность приводят к развитию кар-диопатий и микроангиопатий.
Вазопрессин
Вазопрессин, синтезируемый в ядрах гипоталамуса и описанный как вазоактивный гормон, является янтидиуретическим гормоном. Однако в максимально возможных в организме концентрациях вазопрессин может суживать сосуды некоторых сосудистых областей. Коронарные сосуды наименее чувствительны к вазопрес-сину. Низкая чувствительность коронарных сосудов частично может быть объяснена потенцированием р-адренергических реакций сердца, которые через метаболические механизмы вызывают их расширение. В физиологических концентрациях вазопрессин может регулировать сосудистую реактивность путем потенцирования действия норадреналина, ангиотензина II и калия (М. Karmazyn, М. Manku, D. F. Horrobin, 1978). Этот эффект реализуется через изменения синтеза простогландина.
Некоторые исследователи предполагают, что вазопрессин может принимать участие в регуляции АД (J. Mohring и соавт., 1979; A. Khokhar и соавт., 1980, и др.) и суживать коронарные сосуды до уровня, неадекватного потребностям миокарда, т. е. приводить к ишемии (В. В. Фролькис и соавт., 1962; С. И. Теплов, 1980, и др.)- Введение вазопрессина может привести к снижению насыщения кислородом крови венечного синуса (F. Shintani и соавт., 1976). Однако нет достоверных данных, свидетельствующих о том, что вазопрессин вызывает ишемию миокарда. Доставка и потребление кислорода, потребление лактата и баланс калия существенно не изменяются и свидетельствуют об отсутствии ишемии. Адреналин восстанавливает нарушенную функцию сердца (М. Wilson и соавт., 1980). Повреждающее действие больших доз вазопрессина на миокард, вероятно, обусловлено нарушениями метаболизма и, прежде всего, изменениями баланса электролитов. Гипотеза об участии вазопрессина в патогенезе ИБС неоднократно обсуждалась и нуждается в пересмотре в соответствии с последними данными о его роли в организме.
Серотонин
Серотонин, концентрация которого в крови при острой коронарной патологии, как правило, повышается, расширяет коронарные сосуды (D. M. Griggs, R. В. Case, 1960). У кошек большие дозы серотонина могут вызывать сужение коронарных сосудов (В. И. Овсянников, 1970) и повреждение миокарда (В. В. Закусов и соавт., 1964). Роль серотонина в патологии коронарного кровообращения остается неясной. Очевидно, на основании современных представлений о регуляции коронарного кровообращения она не может быть сведена к влиянию серотонина на тонус коронарных сосудов. Тромбоциты захватывают серотонин, депонируют его в специальных гранулах и выделяют в различных физиологических и патологических реакциях. При ИБС функциональная активность тромбоцитов повышается, увеличивается их адгезивная и агрегаци-онная способность. Повышение активности тромбоцитов, вероятно, связано с изменениями свойств эндотелия, увеличением активности симпато-адреналовой системы и освобождением адреналина (С. А. Королева и соавт., 1973). Освобождение серотонина в процессе агрегации и разрушения тромбоцитов может оказать влияние на процесс образования тромбов в коронарных сосудах и на метаболизм и функцию миокарда в этой области.
В настоящее время известно около 60 гормонов. Можно предполагать, что все гормоны принимают участие в регуляции коронарного кровообращения и метаболизма миокарда, так как практически при всех распространенных эндокринных болезнях описаны нарушения функции сердца. При этом мы имеем ввиду преимущественно их опосредованное действие через системные изменения кровообращения и метаболизма либо влияние на метаболизм миокарда и сосудов в случаях, когда сердце непосредственно является органом-мишенью. Количественная характеристика участия большинства гормонов в регуляции коронарного кровообращения остается проблемой, ожидающей разрешения в будущем.