Механизм Франка-Старлинга и ремоделирование желудочков при повреждении миокарда и уменьшении ударного объема

20 Февраля в 15:09 6159 0


Закон Франка-Старлинга

Закон Франка-Старлинга описывает механизм, который способствует поддержанию ударного объема при остром поражении миокарда и может также играть компенсаторную роль при ХСН, хотя последнее маловероятно. Нейрогуморальная активация (внешний механизм) и закон Франка-Старлинга - адаптивные явления, включающиеся в течение нескольких минут после повреждения миокарда. Поражение кардиомиоцитов приводит к резкому снижению объема крови, выбрасываемого ЛЖ (ударный объем), и последующему увеличению его КДО (и давления). 

С помощью механизма Франка-Старлинга чрезмерное растяжение полости ЛЖ повышает силу сокращения кардиомиоцитов, помогая таким образом восстановить ударный объем. Этот механизм также называют законом гетерометрической ауторегуляции. В хронической ситуации задержка натрия, жидкости и сужение вен представляют собой последовательные попытки организма использовать механизм Франка-Старлинга путем увеличения наполнения ЛЖ вследствие возрастания преднагрузки. 

Такие адаптивные процессы, однако, могут привести к повышению давления в системе ЛА, что способствует возникновению одышки у больных с СН. Ригидность стенок артерий большого круга кровообращения (сужение резистивных сосудов), возникающая в результате задержки натрия и жидкости, усиливает постнагрузку на ЛЖ, что способствует прогрессированию его недостаточности (закон гомеометрической регуляции). 

Ремоделирование желудочков

Сердце пытается компенсировать увеличение преднагрузки (возникшей вследствие увеличенного объема внеклеточной жидкости и венозного притока) и постнагрузки (вследствие системного сужения артериол) различными способами. Один из них состоит в развитии гипертрофии желудочка с целью удержания систолического напряжения стенки в нормальных пределах. 

Длительная перегрузка давлением, как правило, приводит к концентрической гипертрофии миокарда, тогда как перегрузка объемом обычно приводит к дилатации желудочка. Обе формы ремоделирования различаются на молекулярном уровне. Перегрузка давлением ассоциируется с параллельной репликацией миофибрилл и утолщением отдельных миоцитов. Перегрузка объемом приводит к последовательной репликации саркомеров и удлинению миоцитов. Разные типы гемодинамической перегрузки активируют различные сигнальные пути. 

Результатом ремоделирования миокарда становится относительно незначительное изменение размеров, формы, функций и толщины стенок желудочка. Однако такая компенсаторная адаптация способна, по-видимому, поддерживать насосную функцию на должном уровне в течение ограниченного времени, а при продолжительном воздействии повышенной нагрузки развивается ХСН. Дилатация желудочка может привести к растяжению кольца МК и вызвать его недостаточность (рис. 1), что дополнительно увеличивает нагрузку на ЛЖ; это пример другого "порочного круга", ведущего к прогрессированию СН. 


Цветовое допплеровское исследование больного с регургитацией на МК, развившейся в результате дилатации ЛЖ; апикальная четырехкамерная позиция.
Рис. 1. Цветовое допплеровское исследование больного с регургитацией на МК, развившейся в результате дилатации ЛЖ; апикальная четырехкамерная позиция.

Первоначальное увеличение длины саркомеров, вызванное напряжением миокардиоцита, обеспечивает оптимальное перекрытие между миофиламентами. Результатом продолжающейся гемодинамической перегрузки становится снижение сократимости миокарда. У пациентов с легкой формой заболевания это проявляется уменьшением скорости сокращения миокарда или уменьшением силы изометрического сокращения. На более поздних стадиях изометрическое усилие снижается прогрессивно, уменьшаются ФВ и минутный объем сердца, что сопровождается снижением толерантности к физической нагрузке. 

Мы можем лишь кратко остановиться на молекулярных механизмах, стоящих за этими изменениями, поскольку их понимание по-прежнему ограничено. Это потеря миоцитов за счет некроза и апоптоза, нарушение отношений "возбуждение-сокращение", изменения в составе внеклеточного матрикса. Потеря миоцитов в результате некроза - процесс, который происходит при ИМ, дилатационной кардиомиопатии или миокардите, в последних случаях он носит диффузный характер. Апоптоз, или запрограммированная смерть клетки, возникает в результате запуска генетической программы, ведущей к деградации ядерной ДНК. 

В недавних исследованиях в миокарде больных с СН описаны апоптические клетки. Некоторые вещества, такие как ангиотензин II, активные формы кислорода, оксид азота (NO) и провоспалительные цитокины, могут в эксперименте вызывать апоптоз кардиомиоцитов. Однако его роль при ХСН достоверно неизвестна. Изменения внеклеточного матрикса проявляются увеличением содержания коллагена. Наряду с этим может быть повышена его деградация, а также синтез и активность ферментов, контролирующих эти процессы. Изменение содержания коллагена может способствовать нарушению систолического сокращения, но еще большее значение оно имеет для уменьшения эластичности желудочка и нарушения его наполнения.

John McMurray, Mark Petrie, Karl Swedberg, Michel Komajda, Stefan Anker и Roy Gardner
Сердечная недостаточность
Похожие статьи
показать еще
 
Сердечно-сосудистая хирургия