Патофизиология сердечно-сосудистой системы

Причины увеличения смертности от сердечно-сосудистых заболеваний:

1. Исчезновение тяжелых инфекционных заболеваний (чума, натуральная оспа).
2. Увеличение средней продолжительности жизни.
3. Высокий темп жизни, урбанизация.
4. Омоложение патологии - умирают люди в расцвете сил.

Причины абсолютного роста сердечно-сосудистого патологии:

1) Изменение образа жизни человека - появились фактора риска - отрицательное обстоятельства. способствующие увеличению сердечно-сосудистых заболеваний.

1. Социально-культурные:

1. психо-эмоциональный фактор (психическое переутомление и перенапряжение - дезадаптация организма).
2. гиподинамия (гипокинезия).
3. потребление высококалорийной пищи - изменение обменных процессов, ожирение.
4. потребление большого количества соли.
5. курение - вероятность ИБС на 70% выше, изменения в сосудах.
6. злоупотребление алкоголем.

Внутренние факторы:

1. наследственная предрасположенность по доминантному типу (семейная гиперхолестеринемия).
2. особенности психологического склада личности (снижение неспецифич. резистентности, адаптационных возможностей организма).
3. эндокринные расстройства (сахарный диабет, гипо- и гипертиреоз).

Недостаточность кровообращения - наличие дисбаланса (несоответствие) между потребностью органа в кислороде, питательных веществах и доставкой этих агентов с кровью.

1. Общая Регионарная                
   
2. Острая хроническая
3. Сердечно-сосудистая

смешанная

Сердечная недостаточность (СН) - конечная стадия всех болезней сердца.

СН - это патологическое состояние, обусловленное неспособностью сердца обеспечивать адекватное кровоснабжение органов и тканей.

ОСН может развиваться при:

• инфекционных заболеваниях
• эмболии легочной артерии
• кровоизлиянии в перикардиальную полость
• может быть кардиогенный шок.

ХСН развивается при:

• атеросклерозе
• пороках сердца
• гипертонической болезни
• коронарной недостаточности

3 основные формы СН (сердечной недостаточности) (патофизиологические варианты):

1. Миокардиальная (обменная, недостаточность от повреждения) - формы - развивается при повреждении миокарда (интоксикация, инфекция - дифтерийный миокардит, атеросклероз, авитаминоз, коронарная недостаточность).

• Нарушение обменных процессов.
• Снижение образования энергии
• Снижение сократительной способности
• Снижение работы сердца
• Развивается в условиях гипофункции сердца. Может развиться при нормальной или сниженной нагрузке на сердце.

2. Недостаточность от перегрузки:

а) давлением (при гипертонии большого круга кровообращения)

б) Объемом крови (при пороках сердца)

Развивается в условиях гиперфункции сердца.

3. Смешанная форма - сочетание перегрузки и повреждения (ревматический панкардит, анемии, авитаминоз).

Общие черты внутрисердечной гемодинамики при всех формах сердечной недостаточности:

1. Увеличение остаточного систолического объема крови (в результате неполной систолы из-за повреждения миокарда или из-за повышения сопротивления в аорте, чрезмерного притока крови при клапанной недостаточности).

2. Увеличивается диагностическое давление в желудочке, что увеличивает степень растяжения мышечного волокна в диастолу.

3. Дилатация сердца

• тоногенная дилатация - прирост последующего сокращения сердца в результате увеличения растяжения мышечных волокон (адаптация)
• миогенная фильтрация - снижение сократительной способности сердца.

4. Уменьшение минутного объема крови, увеличение артерио-венозной разницы по кислороду. При некоторых формах недостаточности (при застойной) минутный объем может быть даже увеличен.

5. Повышается давление в тех отделах сердца из которых кровь поступает в первично пораженный желудочек:

при левожелудочковой недостаточности повышается давление в левом предсердии, в легочных венах.

а) увеличение давления в желудочке в диастолу уменьшает отток из предсердия

б) растяжение атрио-вентрикулярного свертывания и относительная недостаточность клапана в результате дилатации желудочка, происходит регургитация крови в предсердии в систолу, что ведет к повышению давления в предсердиях.

В организме осуществляются компенсаторными механизмами:

1. Внутрисердечные механизмы компенсации:

1) Срочные:

1. Гетерогенный механизм (обусловлен свойствами миокарда) включается при перегрузке объемом крови (по закону Франка-Старлинга) - линейная зависимость между степенью растяжения мышечного волокна и силой сокращения постоянно становится нелинейной (мышца не сокращается сильнее при увеличении ее растяжения).

2. Гомеометрический механизм при повышении сопротивления оттоку. Повышается напряжение миокарда при сокращении, Феномен мышцы - каждое последующее сокращение сильнее предыдущего.

Наиболее полезен гетерометрический механизм - меньше потребляется О₂, меньше расходуется энергии.

При гомеометрическом механизме сокращается период диастолы - период восстановления миокарда.

Участвует внутрисердечная нервная система.

2) Долгосрочный механизм:

Компенсаторная гипертрофия сердца.

При физиологической гиперфункции прирост мышечной массы сердца идет параллельно с ростом мышечной массы скелетной мускулатуры.

При компенсаторной гипертрофии сердца увеличение массы миокарда идет независимо от роста мышечной массы.

Компенсаторная гиперфункция сердца (КГС) проходит ряд стадий развития:

1. Аварийная стадия - кратковременная, патологические реакции преобладают над компенсаторными.

Клинически -  острая недостаточность сердца

Идет мобилизация резервов миокарда.

Гиперфункция обеспечивается увеличением количества функции каждой единицы миокарда. Идет увеличение интенсивности функционирования структур (ИФС). Это влечет активацию генетического аппарата миокардиоцитов, активацию синтеза белка, нуклеиновых кислот.

Растет масса миофибрилл, митохондрий

Активируется энергообразование

Растет потребление кислорода

Интенсифицируются окислительные процессы

Активируется анаэробный ресинтез АТФ

Активируется анаэробный синтез АТФ

Все это - структурная основа гипертрофии миокарда.

2. Стадия завершившейся гипертрофии и относительно сохранившейся гиперфункции.

Полная компенсация

Исчезновение патологических изменений в миокарде

Клинически - нормализация гемодинамики.

Возросшая функция миокарда распределяется на все функциональные единицы гипертрофированного миокарда.

ИФС нормализируется

Нормализируется активность генетического аппарата, синтез белка и НК, энергообеспечение, потребление кислорода.

В эту стадию компенсаторные реакции преобладают.

3. Стадия постепенного истощения и прогрессирующего кардиосклероза.

Преобладают патологические сдвиги:

• дистрофия
• нарушение обмена
• гибель мышечных волокон
• замещение соединительной ткани
• нарушение регуляции

Клинически: недостаточность сердца и кровообращения

ИФС уменьшается

Генетический аппарат истощается

Синтез белка и НК угнетается

Уменьшается масса миофибрилл, митохондрий

Снижается активность митохондриальных ферментов, уменьшается потребление О₂.

Комплекс изнашивания: вакуолизация, жировая дистрофия, кардиосклероз.

Гипертрофия сердца идет по типу несбалансированного роста:

1. Нарушение регуляторного обеспечения сердца:

количество симпатических нервных волокон растет медленнее, чем растет масса миокарда.

2. Отстает рост капилляров от роста мышечной массы - нарушение сосудистого обеспечения миокарда.

3. На клеточном уровне:

1) Объем клетки увеличивается больше, чем поверхность:

    угнетаются: питание клетки, Na⁺-K⁺-насосы, диффузия кислорода.

2) Объем клетки растет за счет цитоплазмы - масса ядра отстает:

обеспечение клетки матричным материалом уменьшается - уменьшается пластическое обеспечение клетки.

3) Масса митохондрий отстает от роста массы миокарда.

- нарушается энергетическое обеспечение клетки.

4. На молекулярном уровне:

снижается АТФ-азная активность миозина и их способность использовать энергию АТФ.

КГС предотвращает острую недостаточность сердца, но несбалансированный рост способствует развитию хронической недостаточности сердца.

ИЗМЕНЕНИЕ ОБЩЕЙ ГЕМОДИНАМИКИ

1. Учащение пульса - рефлекторно при раздражении рецепторов устья полых вен (рефлекс Брейнбриджа) - увеличение минутного объема до определенного предела. Но укорачивается диастола (период отдыха и восстановления миокарда).

2. Увеличение ОЦК:

• выход крови из депо
• усиление эритропоэза

Сопровождается ускорением кровотока (компенсаторная реакция).

Но большой ОЦК - повышенная нагрузка на сердце и кровоток замедляется в 2-4 раза - уменьшение минутного объема из-за снижения венозного возврата к сердцу. Развивается циркуляторная гипоксия. Повышается использование тканями кислорода (60-70% о” поглощается тканями). Накапливаются недоокисленные продукты, понижается резервная щелочность - ацидоз.

3. Повышение венозного давления.

Застойные явления. Набухание шейных вен. Если венозное давление выше 15-20 мм рт. ст. - признак ранней недостаточности сердца.

4. АД снижается. При острой сердечной недостаточности падает АД и ВД.

5. Одышка. Кислые продукты действуют на дыхательный центр.

Вначале увеличивается вентиляция легких. Затем застойные явления в легких. Вентиляция уменьшается, Накапливаются недоокисленные продукты в крови. Одышка не ведет к компенсации.

а) левожелудочковая недостаточность:

сердечная астма - цианоз, мокрота розового цвета, может перейти в отек легких (влажные хрипы, клокочущее дыхание, слабый частый пульс, упадок сил, холодный пот). Причина - острая слабость левого желудочка.

• Застойный бронхит
• застойная пневмония
• легочные кровотечения

б) правожелудочковая недостаточность:

застой в большом круге, в печени,  в воротной вене, в сосудах кишечника, в селезенке, в почках, в нижних конечностях (отеки), водянка полостей.

Гиповолемия - гипофизарно-надпочечниковая система - задержка натрия и воды.

Расстройства мозгового кровообращения.

Психические нарушения.

Сердечная кахексия.

ХСН ПРОТЕКАЕТ В 3 СТАДИИ:

1 стадия - начальная

В состоянии покоя - расстройств в гемодинамике нет.

При физической нагрузке - одышка, тахикардия, быстрая утомляемость.

2 стадия - компенсированная

Признаки застоя в большом и малом кругах кровообращения.

Нарушается функция органов.

2 А -

2 Б - выраженные нарушения гемодинамики, водно-электролитного обмена, функций в состоянии покоя.

Работают компенсаторные механизмы.

3 стадия  - дистрофическая, конечная.

Срыв компенсаторных механизмов.

Явление докомпенсации:

• нарушение гемодинамики
• нарушение обмена веществ
• нарушение всех функций
• необратимые морфологические изменения в органах
• сердечная кахексия

3 стадия - стадия докомпенсации - мобилизация всех резервов не в состоянии обеспечить жизнедеятельность

МИОКАРДИАЛЬНАЯ ФОРМА СЕРДЕЧНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ 14.03.1994 г.

Причины:

1. Коронарная недостаточность
2. Действие токсических факторов на миокард.
3. Действие инфекционных факторов.
4. Нарушение эндокринной системы (нарушение минерального, белкового, витаминного обмена).
5. Гипоксические состояния.
6. Аутоиммунные процессы.

ИБС (коронарная недостаточность), дегенеративная болезнь сердца) - состояние, при котором имеется несоответствие между потребностью миокарда и его обеспечением энергетическими и пластическими субстратами (в первую очередь кислорода).

Причины гипоксии миокарда:

1. Коронарная недостаточность

2. Метаболические нарушения - некоронарогенные некрозы:

нарушения обмена:

• электролитов
• гормонов

иммунные повреждения

инфекции

Классификация ИБС:

1. Стенокардия:

• стабильная (покоя)
• нестабильная:

впервые возникшая

прогрессирующая (напряженная)

2. Инфаркт миокарда.

Клиническая классификация ИБС:

1. Внезапная коронарная смерть (первичная остановка сердца).

2. Стенокардия:

а) напряжения:

• впервые возникшая
• стабильная
• прогрессирующая

б) спонтанная стенокардия (особая)

3. Инфаркт миокарда:

• крупноочаговый
• мелкоочаговый

4. Постинфарктный кардиосклероз.

5. Нарушения сердечного ритма.

6. Сердечная недостаточноть.

По течению:

• с острым течением
• с хроническим
• скрытой формы (бессимптомные)

Анатомо-физиологические особенности сердца:

10 кратный запас прочности (на 150-180 лет жизни) у сердца

на 1 мышечное волокно - 1 капилляр

на 1 мм² - 5500 капилляров

в покое 700-1100 функционирующих каплиляров, остальные не работают.

Сердце извлекает 75% кислорода из крови в покое, резерв только 25%.

Возрасти обеспечение кислородом может только за счет ускорения коронарного кровотока.

Коронарный кровоток увеличивает в 3-4 раза при физической нагрузке.

Централизация кровообращения - все органы отдают кровь сердцу.

В систолу коронарное кровообращение ухудшается, в диастолу - улучшается.

Тахикардия ведет к уменьшению периода отдыха сердца.

Анастомозы в сердце функционально абсолютно недостаточны:

между коронарными сосудами и полостями сердца

Анастомозы включаются в работу в течение длительного времени.

Тренирующий фактор - физическая нагрузка.

Этиология:

    1. Причины ИБС:

1. Коронарогенные:

• атеросклероз коронарных сосудов
• гипертоническая болезнь
• узелковый периартериит
• воспалительные и аллергические васкулиты
• ревматизм
• облитерирующий эндартериоз

2. Некоронарогенные:

•     спазм в результате действия алкоголя, никотина, психоэмоционального напряжения, физической нагрузки.

Коронарная недостаточность и ИБС по механизму развития:

1. Абсолютная - уменьшение поступления к сердцу по коронарным сосудам.

2. Относительная - когда по сосудам доставляется нормальное или даже увеличенное количество крови, но это не обеспечивает потребности миокарда в условиях его повышенной нагрузки.

при:   а) двусторонней пневмонии (недостаточность в правом желудочке)

    б) хронической эмфиземе

    в) гипертонических кризах

    г) при пороках сердца - мышечная масса увеличена, а сосудистая сеть нет.

2. Условия, способствующие развитию ИБС:

• Физическое и психическое напряжение
• инфекции
• операции
• травмы
• переедание
• холод; метеофакторы.

    Некоронарогенные причины:

• нарушение электролитного обмена
• интоксикации
• эндокринные расстройства
• гипоксические состояния (кровопотеря)

Аутоиммунные процессы.

Патогенез ИБС:

1. Коронарный (сосудистый) механизм - органические изменения коронарных сосудов.

2. Миокардиогенный механизм - нейроэндокринные расстройства, регуляции и метаболизма в сердце. первично нарушение на уровне МЦР.

3. Смешанный механизм.

Прекращение кровотока

Уменьшение на 75% и более

    Ишемический синдром:

дефицит энергии

накопление недоокисленных продуктов обмена, нитиподобных веществ является причиной болей в сердце.

Возбуждение симпатической нервной системы и выброс стрессорных гормонов: катехоламинов и глюкокортикоидов.

В результате:

• гипоксия
• активация ПОЛ в мембранах клеточных и субклеточных структур
• выброс гидролаз лизосом
• контрактуры кардиомиоцитов
• некрозы кардиомиоцитов

Возникают мелкие очаги некроза - замещаются соединительной тканью (если ишемия меньше 30 мин).

Активация ПОЛ в соединительной ткани (если ишемия более 30 мин) выброс лизосом в межклеточное пространство - закупорка коронарных сосудов - инфаркт миокарда.

• участок некроза миокарда возникает в результате прекращения притока крови ли поступления ее в количествах недостаточных для потребностей миокарда.

В очаге инфаркта:

• митохондрии набухают и разрушаются
• ядра набухают, пикноз ядер.

исчезает поперечная исчерченность

потеря гликогена, К+

клетки гибнут

макрофаги формируют соединительную ткань на месте инфаркта.

1. Ишемический синдром

2. Болевой синдром

3. Постишемический реперфузионный синдром - восстановление коронарного кровотока в ранее ишемизированной зоне. Он развивается в результате:

1. Притока крови по коллатералям
2. Ретроградного кровотока по венулам
3. Дилатации ранее спазмированных коронарных артериол
4. Тромболизиса или дезагрегации форменных элементов.

1. Восстановление миокарда (органич. некроза).

2. Дополнительное повреждение миокарда - нарастает гетерогенность миокарда:

• разное кровоснабжение
• разное напряжение кислорода
• разная концентрация ионов

Эффект ударной биохимической волны:

- усиливается гипероксия, ПОЛ, активность фосфолипаз, выходят ферменты и макромолекулы из кардиомиоцитов.

Если ишемия продолжается до 20 мин - реперфузионный синдром может быть причиной пароксизмальной тахикардии и фибрилляции сердца.

40-60 мин - экстрасистолия, структурные изменения

60-120 мин - аритмии, снижение сократительной способности расстройства гемодинамики и гибель кардиомиоцитов.

ЭКГ: подъем интервала ST

гигантский зубец Т

деформация QRS

Из зоны некроза выходят ферменты, в крови увеличивается:

АсАТ в меньшей степени АлАТ

КФК (креатинфосфокиназа)

миоглобин

ЛДГ (лактатдегидрогеназа)

    Резорбция некротических белков:

• лихорадка
• лейкоцитоз
• ускорение СОЭ

    Сенсибилизация - постинфарктный синдром

Осложнение инфаркта миокарда:

1. Кардиогенный шок - вследствие сократительной слабости левого выброса и уменьшения кровоснабжения жизненно важных органов (мозга).

2. Фибрилляция желудочков (повреждение 33% клеток Пуркинье и ложных сухожильных волокон:

• вакуолизация саркоплазматического ретикулума
• разрушение гликогена
• разрушение вставочных дисков
• пересокращение клеток
• уменьшение проницаемости сарколеммы

Миокардиогенный механизм:

Причины нервного стресса: несоответствие биоритмов и ритмов сердца.

Меерсон на модели эмоционально-болевого стресса разработал патогенез повреждений при стресс-поражении сердца.

стресс

возбуждение центров головного мозга (выброс стрессовых гормонов - глюкокортикоидов и катехоламинов)

действие на клеточные рецепторы, активация ПОЛ в мембранах субклеточных структур (лизосом, саркоплазматического ретикулума)

выход лизосомальных ферментов (активация фосфолипаз и протеаз)

нарушение движения Са²⁺ и возникают:

а) контрактуры миофибрилл

б) активация протеаз и фосфолипаз

в) нарушение функции митохондрий

очаги некроза и нарушение функции сердца в целом

Эндокринная система.

Нарушение электролитного обмена.

Экспериментальная модель:

Крысам гормоны надпочечников и диета, богатая натрием - некрозы в сердце.

Болезнь Иценко-Кушинга: гиперпродукция АКТГ и глюко- и минералкортикоидов - кардиомиопатия с гиалинозом.

Сахарный диабет:

Мобилизация жира из депо - атеросклероз - нарушение метаболизма, микроангиопатии - инфаркты миокарда (особенно часто безболевые формы).

Гипертиреоз - разобщение окисления и фосфорилирования - дефицит энергии - активация гликолиза, снижение синтеза гликогена и белка, усиление распада белка, снижение АТФ и креатинина; относительная коронарная недостаточность.

Химические факторы, предупреждающие стресс-повреждение:

1. Вещества (ГАМК) с центральным тормозным действием.
2. Вещества, блокирующие рецепторы катехоламинов (индерал).
3. Антиоксиданты: токоферол, индол, оксипиридин.
4. Ингибиторы протеолитических ферментов: трасилол
5. Ингибиторы движения кальция через внешнюю мембрану в клетках (верапамил).

Гипотиреоз - уменьшается кровоснабжение миокарда, синтез белка, содержание натрия.

Вредные вещества при курении:

СО: образуется карбоксигемоглобин (от 7 о 10%)

Никотин:

• симпатикотропные вещества
• способствует развитию атеросклероза
• увеличивает агрегацию тромбоцитов

Алкоголь вызывает нарушения:

1) Алкогольная гипертония вследствие того, что этанол влияет на регуляцию сосудистого тонуса.

2) Алкогольная кардиомиопатия - этанол влияет  на микроциркуляцию, метаболизм миокарда, вызывает дистрофические изменения в миокарде.

Механизм сердечной недостаточности:

Снижение мощности системы энергообразования и утилизации приводят к депрессии сократительной способности сердца.

1. Уменьшение образования свободной энергии в цикле Кребса при аэробном окислении:

• недостаток поступления крови по коронарным сосудам
• недостаток кокарбоксилазы (В₁), участвующей в цикле Кребса
• нарушение использования субстратов, из которых образуется энергия (глюкоза)

2. Уменьшение образования АТФ (при тиреотоксикозе).

3. Утрата способности миофибрилл усваивать АТФ:

при пороках сердца - изменяются физико-химические свойства миофибрилл

при нарушении Са²⁺ насосов (Са не активирует АТФ-азу)

4. Наличие активных и неактивных волокон при массивных некрозах сердца - уменьшение сократительной способности.