Клиническая ангиология

- заболевания артерий и вен воспалительного и невоспалительного характера, этиология и патогенез, клиника и диагностика, лечение и профилактика сосудистых заболеваний.

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта

СЕРДЦЕ (дополнение к ст. "Сердце", БМЭ, изд. II, т. 29).

Пластическое обеспечение функций сердца (ПОФ) - процесс обновления сократительных, энергообразующих, транспортных, опорных и других структур миокарда, осуществляемый посредством биосинтеза белка и обеспечивающий бесперебойное функционирование сердца в условиях целого организма.

Синтез нуклеиновых кислот и белков в миокарде осуществляется на основе общей схемы: ДНК→РНК→белок. Результаты цитологических и биохимических исследований свидетельствуют о том, что в миокарде взрослых здоровых животных, у которых не наблюдается гипертрофии сердца, синтеза ДНК в миокардиальных клетках и деления этих клеток не происходит. Это означает, что все изменения уровня синтеза РНК и белка, необходимые для ПОФ сердца, осуществляются путем изменения количества РНК, синтезируемой на структурных генах ядерной ДНК и путем изменения количества специализированных белков, синтезируемых в полисомах миокардиальных клеток.

Исследования ряда авторов [Никлас и Эхлерт (A. Niklas, W. Oechlert); Великк (S. F. Velick) и др.] показали, что интенсивность разрушения и ресинтеза основных белков миокарда ниже, чем в других - немышечных - органах, но значительно выше, чем в скелетной мускулатуре; при этом обновление сократительных структур миокардиальной клетки - миофибрилл - происходит несколько интенсивнее, чем обновление митохондрий.

Синтез нуклеиновых кислот и белков составляет основу ПОФ сердца, но отнюдь не исчерпывает всего содержания этого процесса, так как деятельность генетического аппарата миокардиальных клеток, лежащая в основе синтеза белков, может обеспечить совершенное ПОФ сердца лишь при условии, что в организме функционирует механизм, устанавливающий соответствие между интенсивностью функционирования и разрушения миокардиальных структур, с одной стороны, и интенсивностью синтеза белка и образования структур,- с другой. Можно выделить по меньшей мере три взаимосвязанных линии регуляции, которые играют роль в этом механизме.

Первой из этих линий является взаимосвязь, существующая между генетическим аппаратом и физиологической функцией любой дифференцированной клетки, в том числе и клетки миокарда (см. Пластическое обеспечение функций, т. 36). Данная взаимосвязь состоит в том, что генетический аппарат обеспечивает образование всех структур, осуществляющих функцию (прямая связь), а интенсивность функции в свою очередь влияет на активность генетического аппарата (обратная связь). Эта обратная связь проявляется в том, что при достаточно длительном и значительном увеличении функции сердца, возникшем под влиянием нейро-эндокринных стимулов, закономерно происходит увеличение интенсивности синтеза нуклеиновых кислот и белков. Таким образом, механизм: нейро-эндокринный стимул увеличение функции сердца увеличение интенсивности синтеза нуклеиновых кислот и белка обеспечивает положение, при котором распад структурных белков, возросший при увеличении функции, своевременно компенсируется ресинтезом этих белков.

Вторая линия состоит в том, что определенные гормоны, например гормон роста или инсулин, являющиеся в ряде клеток организма индукторами синтеза белков, с большой долей вероятности могут действовать непосредственно на генетический аппарат. Такая возможность согласуется с фактом, что в условиях удаления передней доли гипофиза и аллоксанового диабета (см. ниже) активация синтеза нуклеиновых кислот и белка при длительной гиперфункции сердца отсутствует или выражена в меньшей мере, чем при нормальной гормональной регуляции.

Третья линия регуляции состоит в том, что интенсивность распада и синтеза нуклеиновых кислот и белков в значительной мере определяется спектром метаболитов, поступающих в клетку из внутренней среды. Эти метаболиты могут являться субстратами окисления, наличие которых обеспечивает образование энергии в форме АТФ, предшественниками, из которых синтезируются молекулы жизненно важных соединений, не образующимися в организме кофакторами синтеза и т. д. Состав этого спектра является не простым результатом состава пищи, поступающей из внешней среды, и совершенства процессов пищеварения и всасывания, но в высокой степени определяется способностью организма сохранять метаболиты, поступившие к сердцу от других органов или даже мобилизовать их из других органов. Роль этой линии регуляции вытекает, в частности, из факта, что резкое увеличение содержания белка в пище уменьшает длительность жизни миофибрилл и тем самым увеличивает интенсивность метаболизма сократительных белков [Дрейфус, Кру, Шапира (J.-C. Dreyfus, J. Kruh, G. Schapira), 1960]. Известно также, что в процессе голодания организм обеспечивает такое распределение пластических ресурсов, что масса сердца уменьшается в значительно меньшей мере, чем масса других органов.

Все эти механизмы могут регулировать синтез нуклеиновых кислот и белков в миокарде не только непосредственно, но и опосредованно, а именно через другие внутриклеточные процессы и прежде всего через процесс энергообразования, так как энергия в форме АТФ совершенно необходима для синтеза белка. Наиболее изученным из регуляторных механизмов ПОФ сердца является взаимосвязь между генетическим аппаратом и физиологической функцией, составляющая важное внутриклеточное звено регуляции, за счет которого приспособительные изменения сердечной деятельности получают должное пластическое обеспечение. Роль этой взаимосвязи в ПОФ сердца была в последние годы подробно изучена на модели компенсаторной гиперфункции сердца (КГС) (см. Гипертрофия, т. 36, Компенсаторные приспособления, т. 13, Пороки сердца, патофизиология, т. 25). Являясь важным вариантом приспособительной гиперфункции сердца, КГС играет решающую роль в компенсации основных заболеваний системы кровообращения. Изучение динамики биосинтеза нуклеиновых кислот и белков при непрерывной и весьма интенсивной гиперфункции позволяет вскрыть важные черты ПОФ сердца, остающиеся замаскированными при нормальном уровне сократительной деятельности.

Синтез ДНК.

Основные данные по этой проблеме, полученные на модели экспериментального стеноза аорты, позволяют осветить вопросы ПОФ сердца при его компенсаторной гиперфункции.

Биохимическое исследование гомогенатов миокарда показало, что КГС сопровождается активацией синтеза белка, РНК и ДНК в миокарде и приводит к увеличению в 1,5-2 раза массы мышечных клеток и специализированных мышечных белков актомиозинового комплекса (Ф. З. Меерсон, 1960, 1965). Однако в связи с данными о том, что синтез миозина и актина в дифференцированных мышечных клетках не совместим с синтезом в них ДНК [Стоккдейл, Хольтцер (F. Stockdale, Н. Holtzer), 1961], оставалось неясным, в какой мере увеличение содержания ДНК в миокарде обусловлено активацией ее синтеза в миокардиальных клетках, а в какой мере - активацией ее синтеза в клетках межуточной соединительной ткани. При использовании метода ауторадиографии (см. т. 2) с применением Н3-тимидина синтез ДНК в мышечных клетках миокарда при компенсаторной гиперфункции не определяется, а в клетках межуточной соединительной ткани, напротив, выражен весьма четко. В связи с этим были предприняты дальнейшие ауторадиографические исследования, посвященные проверке этих данных и выяснению зависимости синтеза ДНК в клетках межуточной соединительной ткани от уровня сократительной функции миокарда (Ф. З. Меерсон и Г. М. Алехина, 1967).

Полученные данные, иллюстрируемые диаграммой (рис. 1), показывают, что индекс мечения (процент меченных Н3-тимидином ядер), то есть интенсивность синтеза ДНК в ядрах клеток межуточной соединительной ткани субэпикардиального и субэндокардиального слоев левого желудочка на 57% выше, чем в центральном слое миокарда; интенсивность синтеза ДНК в субэпикардиальном слое верхушки сердца на 142% больше, чем в центральном слое средней трети желудочка. Сопоставляя эти факты с данными Крейцера и Шелпе (Н. Kreuzer, W. Schoeppe, 1963), можно прийти к выводу, что синтез ДНК более интенсивен в клетках межуточной соединительной ткани тех зон миокарда, где имеется более высокое интрамиокардиальное давление - более высокое напряжение, характеризующее интенсивность функционирования мышечных волокон.

Рис. 1. Индекс мечения (% меченных Н3-тимидином) ядер клеток межуточной соединительной ткани в различных зонах миокарда левого желудочка интактных животных: I - центральный слой; II - субэндокардиальный слой; III - субэпикардиальный слой; IV - папиллярная мышца; V - верхушка.

Рис. 1. Индекс мечения (% меченных Н3-тимидином) ядер клеток межуточной соединительной ткани в различных зонах миокарда левого желудочка интактных животных: I - центральный слой; II - субэндокардиальный слой; III - субэпикардиальный слой; IV - папиллярная мышца; V - верхушка.

Эти факты соответствуют представлению о несовместимости синтеза ДНК и белков актомиозинового комплекса в дифференцированных миокардиальных клетках (Стоккдейл, Хольтцер, 1961) и находятся в противоречии с данными о том, что при компенсаторной гиперфункции и гипертрофии сердца наблюдается полиплоидизация ядер миокардиальных клеток [Сандриттер и Скомаццонн (W. Sandritter, G. Scomazzoni), 1964].

Возможно, что дальнейшие цитофотометрические исследования не подтвердят данных об увеличении содержания ДНК в ядрах миокардиальных клеток гипертрофированного сердца, и тогда можно будет принять, что гипертрофия у взрослых животных сопровождается возникновением в каждой мнокардиальной клетке дефицита ДНК, то есть отставанием мощности генетического аппарата клетки от массы ее структур, требующих обновления посредством биосинтеза белка. В связи с этим станет возможным объяснение установленного ранее факта, который состоит в том, что по прошествии более или менее длительного времени в гипертрофированном сердце развивается комплекс изнашивания, слагающийся из угнетения синтеза белка, падения АТФ-азной активности миофибрилл, деструкции митохондрий, атрофии и дегенерации наиболее гипертрофированных мышечных клеток с замещением их соединительной тканью (Ф. З. Меерсон, 1965). Комплекс изнашивания является основой хронической недостаточности гипертрофированного сердца. Оценка этого состояния как следствия отставания мощности генетического аппарата мнокардиальной клетки от роста контролируемой этим аппаратом клеточной массы представляла большой интерес. Однако пока это не более чем перспектива, так как данные об увеличении содержания ДНК в клетках миокарда сохраняют свое значение и, кроме того, известно, что Н3-тимидин не идентичен природному тимидину, участвующему в естественном метаболизме, и в условиях in vitro при наличии достаточно высокой концентрации природного тимидина не включается в синтезируемую ДНК клеток. Таким образом, для окончательного вывода о синтезе ДНК в миокардиальных клетках при длительной их гиперфункции требуются дальнейшие исследования.

Данные о влиянии гиперфункции сердца на динамику синтеза ДНК в клетках межуточной соединительной ткани, напротив, характеризуются большой определенностью.

В аварийной стадии гиперфункции сердца - через 4 суток после создания коарктации аорты - индекс мечения (то есть процент меченных Н3-тимидином ядер) в клеточных ядрах межуточной соединительной ткани для субэпикардиального слоя средней трети левого желудочка возрастает в 10-12 раз, а через 7 суток - в 30-35 раз. В стадии относительно устойчивой гиперфункции - через 21 сутки после создания коарктации - индекс мечения снизился до 5 раз и почти не отличался от контрольных величин (рис. 2).

Рис. 2. Динамика индекса мечения ЕР-тимидином ядер клеток межуточной соединительной ткани субэпикардиального слоя миокарда левого желудочка при компенсаторной гиперфункции сердца ( t - время в сутках, прерывистая линия - контроль).

Рис. 2. Динамика индекса мечения ЕР-тимидином ядер клеток межуточной соединительной ткани субэпикардиального слоя миокарда левого желудочка при компенсаторной гиперфункции сердца ( t - время в сутках, прерывистая линия - контроль).

Оценивая такую динамику, следует иметь в виду установленный ранее факт, что в аварийной стадии гиперфункция осуществляется еще негипертрофированным сердцем и обеспечивается главным образом за счет удельного увеличения количества функции (в расчете на единицу массы миокарда), то есть за счет увеличения интенсивности функционирования стриктур (ИФС). В стадии относительно устойчивой гиперфункции выраженная гипертрофия сердца приводит к распределению увеличенной функции миокарда в его возросшей массе, к снижению ИФС до субнормального или нормального уровня. Таким образом, резкое увеличение интенсивности функционирования мышечных клеток миокарда в аварийной стадии процесса сопровождается многократной активацией синтеза ДНК в клетках межуточной соединительной ткани, а снижение ИФС миокардиальных клеток в стадии устойчивой гиперфункции столь же закономерно сопровождается снижением синтеза ДНК в клетках межуточной соединительной ткани миокарда. В совокупности с данными, полученными на интактном сердце, это дает основание для вывода, что в нормальном организме и при компенсаторной гиперфункции сердца интенсивность сократительной функции миокардиальных клеток является фактором, определяющим интенсивность синтеза ДНК в клетках межуточной соединительной ткани.

Подсчеты показали, что среди меченых клеток соединительной ткани примерно 84% составляли фибробласты, остальные 16% падали на гистиоциты и эндотелиальные клетки. Известно, что фибробласты не принимают прямого участия в сократительной функции сердца и в их цитоплазме отсутствуют какие-либо сократительные структуры, аналогичные миофибриллам. В соответствии с этим тот факт, что активация синтеза ДНК фибробластов при гиперфункции сердца пропорциональна увеличению сократительной функции миокардиальных клеток, может быть объяснен с учетом следующих двух взаимодополняющих возможностей.

А. Фибробласты осуществляют биосинтез белков, ферментов, полисахаридов и других веществ, необходимых для формирования коллагеновых волокон и основного вещества и, обеспечивая таким образом построение опорного волокнистого каркаса сердца, играют важную роль в деятельности этого органа. В этом плане активация синтеза ДНК в фибробластах может рассматриваться как следствие увеличения их синтетической и секреторной функции, то есть как явление, вполне аналогичное активации синтеза ДНК, наблюдаемой в других дифференцированных клетках при увеличении их физиологической функции.

Б. Цитофизиологические исследования последних лет показали, что при увеличении интенсивности функционирования невронов ц. н. с. окружающие их клетки невроглии передают невронам готовые дыхательные ферменты и нуклеотиды, необходимые для построения РНК, осуществляя таким образом функцию донора пластических ресурсов [Хиден и Пигон (Н. Hyden, A. Pigon), 1960]. Возможно, что такая функция вспомогательных клеток не есть исключительная принадлежность мозга, а может реализоваться в различных органах и системах, в частности в сердце. В свете этой гипотезы соответствие между уровнем сократительной функции мышечных волокон и интенсивностью синтеза ДНК в окружающих их фибробластах можно объяснить тем, что увеличение мощности генетического аппарата фибробластов и пролиферация этих клеток необходимы для того, чтобы они могли в полной мере осуществлять какие-то донорские функции по отношению к мышечным клеткам органа.

Синтез РНК.

Активация генетического аппарата при увеличении функции миокарда не приводит к появлению в сердечной мышце качественно новых белков, а ограничивается увеличением количества ранее существовавших белков. Это, однако, не означает, что интенсивность синтеза различных типов РНК и соответствующих белков возрастает под влиянием возросшей функции строго одновременно. Напротив, увеличение интенсивности синтеза РНК на различных структурных генах, вероятно, может происходить не одновременно, а в определенной последовательности, так как гетерохронизм в интенсификации синтеза различных РНК и белков может иметь определенное приспособительное значение. Если такой гетерохронизм в увеличении синтеза различных типов РНК действительно существует, то он должен привести к изменению соотношения между различными типами РНК и как следствие - к изменению нуклеотидного состава суммарной РНК клеток и миокарда в целом.

При исследовании нуклеотидного состава суммарной РНК миокарда левого желудочка сердца у собак с КГС, вызванной стенозом аорты, было обнаружено следующее. Соотношение пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов в суммарной РНК миокарда у всех обследованных животных приближалось к единице. Соотношение пар комплементарных друг другу нуклеотидов (Г+Ц:А+У), или коэффициент специфичности, у контрольных животных составлял 1,86, то есть был примерно таким же, как коэффициент специфичности рибосомальной РНК ГЦ-типа в других животных клетках (Г. П. Георгиев, В. Л. Мантьева, 1962). КГС вызвала существенные изменения нуклеотидного состава суммарной РНК миокарда и соответственно - коэффициента специфичности. Через четверо суток после начала гиперфункции содержание в РНК гуанилового нуклеотида снизилось на 10 молярных процентов, а содержание аденилового - возросло на 6 молярных процентов; соответственно коэффициент специфичности снизился до 1,27 (на 31,8%). Через 7 суток после начала гиперфункции наблюдались изменения нуклеотидного состава такой же направленности, но менее выраженные. Соответственно коэффициент специфичности был снижен лишь на 24,8% и составлял 1,40. Через 45 суток после начала гиперфункции в условиях выраженной гипертрофии нуклеотидный состав РНК нормализовался полностью - коэффициент специфичности был равен 1,76. Таким образом, в ранней стадии гиперфункции и быстро развивающейся гипертрофии наблюдаются выраженные изменения нуклеотидного состава РНК миокарда - отклонение от нуклеотидного состава ГЦ-типа в сторону АУ-типа; в дальнейшем, по мере завершения процесса гипертрофии, нуклеотидный состав нормализуется.

В опытах Хидена и сотр. при физиологической гиперфункции невронов коры больших полушарий и ядра Дейтерса [Хиден, 1959; Хиден и Эдьхази (Е. Egyhazi), 1964] наблюдались такие же по направленности изменения нуклеотидного состава РНК, причем в условиях продолжающейся гиперфункции эти изменения сравнительно быстро нивелировались. Эти данные дают основание думать, что некоторый сдвиг нуклеотидного состава РНК в сторону АУ-типа составляет характерную черту активации генетического аппарата дифференцированной клетки при увеличении ее физиологической функции.

Оценивая возможный механизм этого сдвига, следует иметь в виду, что рибосомальная РНК животных клеток, составляющая 80-90% всей их РНК, имеет высокий коэффициент специфичности; в отличие от этого, коэффициент специфичности информационной РНК низок. Это дает основание предполагать, что резко выраженная активация синтеза нуклеиновых кислот и белка, закономерно наблюдающаяся в начальной стадии гиперфункции сердца, сопровождается первоочередной активацией синтеза информационной РНК и как следствие - изменением соотношения между рибосомальной и информационной РНК в сторону увеличения содержания информационной РНК. В дальнейшем вследствие продолжающейся гипертрофии возросшая функция миокарда распределяется в его увеличившейся массе; в результате возвращается к норме функция миокарда на единицу массы, или его ИФС, и завершается активация синтеза нуклеиновых кислот и белков в миокарде. В этот период содержание информационной РНК может снижаться до нормального уровня.

Данные об изменении нуклеотидного состава суммарной РНК миокарда согласуются с фактом, что синтез различных белков мышечной клетки возрастает при КГС в неодинаковой степени.

Материалы графика (рис. 3), на котором включение С14-глицина у интактных животных принято за 100%, показывают, что через 4 суток после начала гиперфункции сердца интенсивность синтеза фракции Т миофибриллярных белков увеличена на 100%, а саркоплазматических белков миокарда - всего на 40%. Через 8 суток после начала гиперфункции те же величины составляют 38 и 32%, то есть определенно сближаются, а еще через 20 суток они не отличаются друг от друга (Н. С. Калебина, Г. В. Чернышева, Л. Ю. Садовская, А. Г. Базарджян, Ф. З. Меерсон, 1965). Это означает, что активация генетического аппарата миокардиальных клеток при увеличенной функции протекает таким образом, что в наибольшей степени увеличивается синтез белков фракции Т, мобилизуемых, по всей вероятности, для построения основного сократительного белка - миозина. Синтез саркоплазматических белков активируется в меньшей мере.

Рис. 3. Динамика включения С14-глицина в саркоплазматические белки (пунктирная линия) и фракции Т миофибриллярных белков (сплошная линия) при компенсаторной гиперфункции сердца (t - время в сутках).

Рис. 3. Динамика включения С14-глицина в саркоплазматические белки (пунктирная линия) и фракции Т миофибриллярных белков (сплошная линия) при компенсаторной гиперфункции сердца (t - время в сутках).

Можно предполагать, что гетерохронность активации синтеза различных РНК и белков имеет в этом случае известное приспособительное значение, так как именно благодаря такой гетерохронности пластические и энергетические ресурсы дифференцированных клеток используются в первую очередь для образования наиболее важных в функциональном отношении белков, то есть для экстренного ПОФ сердца, к которому организм предъявил повышенные требования.

Активация РНК, возникающая при КГС, при пороках и гипертонии, достигается путем координированного увеличения активности ряда ферментов и ферментных систем. Особая роль в осуществлении этих процессов должна принадлежать ферментам пентозо-фосфатного пути расщепления углеводов, являющегося основным источником восстановленного НАДФ·Н2 и рибозо-5-фосфата, необходимых для синтеза нуклеиновых кислот и белков. Однако роль этого метаболического процесса в ПОФ как нормального, так и гипертрофирующегося миокарда до последнего времени оставалась не изученной, а сам факт существования этого пути расщепления углеводов в миокарде ставился исследователями под сомнение. В последнее время была исследована роль некоторых ферментов пентозо-фосфатного пути расщепления углеводов в механизме ПОФ при компенсаторной гиперфункции сердца. В качестве такого фермента была избрана транскетолаза, поскольку этот фермент, функционируя в неокислительной ветви пентозо-фосфатного пути, катализирует реакции, непосредственно ведущие к образованию рибозо-5-фосфата. Активность Данного фермента, по некоторым данным, может являться фактором, лимитирующим скорость превращения углеводов по пентозо-фосфатному пути. В опытах на кроликах с экспериментально вызванным стенозом аорты установлено, что в аварийной стадии - через двое суток после создания стеноза аорты, когда в миокарде резко интенсифицированы процессы биосинтеза нуклеиновых кислот и белков,- активность транскетолазы оказывается повышенной более чем на 60%. Через 45 дней, когда процесс гипертрофии уже в основном завершен, активность транскетолазы снижается, приближаясь к нормальному уровню. Эти изменения, очевидно, связаны с компенсаторной гиперфункцией сердца; они наблюдаются только в миокарде и отсутствуют в других тканях, например в крови.

Рис. 4. Соотношение активности транскетолазы и относительного сухого веса левого желудочка сердца в аварийной стадии гиперфункции гипертрофированного миокарда.

Рис. 4. Соотношение активности транскетолазы и относительного сухого веса левого желудочка сердца в аварийной стадии гиперфункции гипертрофированного миокарда.

Тесная корреляция между активностью транскетолазы и интенсивностью роста и обновления структур гипертрофирующегося миокарда обнаруживается не только при сравнении данных, относящихся к нормальному миокарду и миокарду на различных стадиях гипертрофии, но и при сравнительном анализе данных об активности транскетолазы и интенсивности развития гипертрофии у различных животных, находящихся на одной и той же стадии КГС.

На рис. 4 представлен график, демонстрирующий зависимость между активностью транскетолазы в ткани миокарда отдельных животных через двое суток после создания экспериментального стеноза и выраженностью у них процесса гипертрофии, оцениваемой по увеличению относительного веса левого желудочка. Из графика видно, что чем выше транскетолазная активность, тем больше увеличен и относительный вес левого желудочка, то есть тем интенсивнее процесс гипертрофии (коэффициент корреляции 0,6).

При ежедневном введении ингибитора транскетолазы - окситиамина (антагонист витамина B1) - в дозе 400 мг/кг контрольным кроликам и кроликам с экспериментальным стенозом аорты установлено, что последний подавляет у тех и

У других активность транскетолазы в 5-7 раз. Одновременно с этим окситиамин полностью снимает активацию синтеза белков в миокарде животных со стенозом аорты и замедляет развитие гипертрофии: относительный вес левого желудочка кроликов, которым вводили окситиамин, увеличен в гораздо меньшей степени, чем у животных, не подвергавшихся действию антагониста витамина В1. Процент гибели животных от острой сердечной недостаточности с явлениями гидроторакса и асцита в первой группе был гораздо выше, чем у животных, не получавших окситиамина. Это связано с торможением под влиянием окситиамина развития у кроликов компенсаторной гипертрофии сердца, то есть с нарушением ПОФ этого органа.

Главную роль в механизме тормозящего действия окситиамина на развитие компенсаторной гипертрофии миокарда, вероятно, играет его подавляющее действие на транскетолазу, приводящее к уменьшению образования рибозо-5-фосфата, в результате чего наступает торможение синтеза нуклеиновых кислот и белков. Пентозо-фосфатный путь играет важную роль в ПОФ миокарда, активация этого пути превращения углеводов, по-видимому, составляет необходимое звено в гипертрофии сердца, в пластическом обеспечении его приспособления к повышенной нагрузке.

Синтез белка.

Общая активация синтеза белков в миокарде при КГС и рост сердца при неизменной концентрации основных миокардиальных белков означают, что процесс гипертрофии обеспечивается активацией синтеза как сократительных, так и митохондриальных белков. До последнего времени отсутствовали данные о соотношении интенсивности синтеза миофибриллярных и митохондриальных структур при КГС. Определение включения S35-метионина в актомиозин и белок митохондрий миокарда в процессе развития КГС у животных с экспериментальным стенозом аорты показало следующее.

В процессе КГС происходит активация синтеза белков, образующих основные сократительные и энергообразующие структуры миокарда, причем разница в интенсивности обновления этих структур - градиент их обновления - остается нормальным в течение первой стадии КГС (А. Г. Базарджян и Ф. З. Меерсон).

Кривые (рис. 5) показывают, что у интактных животных интенсивность включения S35-метионина, выраженная в импульсах на 1 мг белка, для актомиозина на 12,6% больше, чем для белка митохондрий. В аварийной стадии гиперфункции интенсивность включения меченого метионина в актомиозин возрастает на 88,6%, а в белок митохондрий - на 102,9%; таким образом, разница в интенсивности обновления актомиозина и митохондриальных белков сохраняется на прежнем уровне.

Известно, что гормоны могут влиять на степень гипертрофии миокарда при КГС. До недавнего времени, однако, оставалось не изученным влияние дефицита или, напротив, избытка определенных гормонов на синтез нуклеиновых кислот и белков в ходе данного процесса. Особенно важен этот вопрос применительно к инсулину, так как, с одной стороны, показано, что инсулин активирует синтез нуклеиновых кислот и белков в мышечной ткани, а с другой - опыт клиники свидетельствует об отягощающем влиянии сахарного диабета на состояние сердца при основных заболеваниях системы кровообращения.

Рис. 5. Динамика включения S35-мeтионина в белки актомиозинового комплекса (верхняя линия) и митохондриальные белки (нижняя линия) миокарда левого желудочка при компенсаторной гипертрофии сердца, вызванной у кроликов стенозом аорты. Заштрихованная зона - разница в интенсивности синтеза миофибриллярных и митохондрнальных белков.

Рис. 5. Динамика включения S35-мeтионина в белки актомиозинового комплекса (верхняя линия) и митохондриальные белки (нижняя линия) миокарда левого желудочка при компенсаторной гипертрофии сердца, вызванной у кроликов стенозом аорты. Заштрихованная зона - разница в интенсивности синтеза миофибриллярных и митохондрнальных белков.

Для выяснения роли инсулина в ПОФ сердца при его компенсаторной гиперфункции исследовалось влияние инсулярной недостаточности на динамику синтеза нуклеиновых кислот и белка при К ГС. У крыс вначале создавали выраженный аллоксановый диабет (концентрация сахара в крови около 400 мг%), а затем посредством коарктации аорты воспроизводили КГС. В условиях инсулярной недостаточности активация синтеза нуклеиновых кислот и белков при КГС была выражена в меньшей мере, чем в норме, - взаимосвязь между генетическим аппаратом и функцией клетки реализовалась менее совершенно (Ф. З. Меерсон, К. М. Карлыев, 1967). У контрольных животных интенсивность синтеза РНК по включению Р32 в миокард левого желудочка через 4 суток после начала гиперфункции возрастает на 70%, оставаясь увеличенной на 24% и через 21 сутки; на фоне сахарного диабета увеличение интенсивности синтеза РНК через 4 суток после начала гиперфункции составляет всего 30%, через 21 сутки - вообще отсутствует (рис. 6).

Рис. 6. Динамика синтеза РНК в миокарде левого желудочка (по включению Р32) при компенсаторной гиперфункции сердца у животных с аллоксановым диабетом (нижняя кривая) и у контрольных животных (верхняя кривая). Заштрихованная зона - влияние инсулярной недостаточности на динамику синтеза РНК (t - время в сутках).

Рис. 6. Динамика синтеза РНК в миокарде левого желудочка (по включению Р32) при компенсаторной гиперфункции сердца у животных с аллоксановым диабетом (нижняя кривая) и у контрольных животных (верхняя кривая). Заштрихованная зона - влияние инсулярной недостаточности на динамику синтеза РНК (t - время в сутках).

Динамика интенсивности синтеза белков миокарда (рис. 7) показывает, что в обычных условиях через четверо суток после начала гиперфункции этот показатель возрастает в миокарде левого желудочка почти в 2 раза и через неделю остается увеличенным на 62%. На фоне инсулярной недостаточности увеличение синтеза через 4 суток составляло 83%, а через 7 суток - 43%. Увеличение относительного веса сердца (отношение веса сердца к весу тела) - развитие его гипертрофии- происходит на фоне сахарного диабета медленнее, чем в контроле (рис. 8). Относительный вес сердца при компенсаторной гиперфункции, протекающей в обычных условиях, возрастает через 4 суток на 36%, через 7 суток - на 56% и через 21 сутки - на 80%; на фоне инсулярной недостаточности те же величины составляют 15, 28 и 67%. Значительное снижение гипертрофии при диабете, по-видимому, фактически еще больше, так как в известной мере маскируется тем, что диабет вызывает большую потерю веса тела, чем потерю веса сердца и, таким образом, увеличивает относительный вес сердца.

Рис. 7. Динамика синтеза белка в миокарде левого желудочка (по включению S35-метионина) при компенсаторной гиперфункции сердца у животных с аллоксановым диабетом (нижняя линия) и у контрольных животных (верхняя линия). Заштрихованная зона - влияние инсулярной недостаточности на динамику синтеза белка (t - время в сутках).

Рис. 7. Динамика синтеза белка в миокарде левого желудочка (по включению S35-метионина) при компенсаторной гиперфункции сердца у животных с аллоксановым диабетом (нижняя линия) и у контрольных животных (верхняя линия). Заштрихованная зона - влияние инсулярной недостаточности на динамику синтеза белка (t - время в сутках).

Таким образом, выраженная инсулярная недостаточность не нарушает взаимосвязи между функцией и генетическим аппаратом клеток миокарда. Этот древний механизм внутриклеточной регуляции весьма устойчив к выпадению действия одного из гормональных факторов; в условиях инсулярной недостаточности он обеспечивает активацию синтеза нуклеиновых кислот и белков в клетках миокарда и развитие процесса гипертрофии. Однако степень активации генетического аппарата клеток, а соответственно и гипертрофии, под влиянием инсулярной недостаточности определенно снижается. Следовательно, действие инсулина в клетках является одной из предпосылок совершенной реализации взаимосвязи между функцией и генетическим аппаратом, одной из предпосылок совершенного ПОФ сердца. Эта роль инсулина может реализоваться как за счет специфического влияния гормона на синтез определенных клеточных РНК и белков, так и за счет действия его на основные процессы энергообразования, без нормального осуществления которых невозможен синтез нуклеиновых кислот и белков, а следовательно и ПОФ.

Рис. 8. Динамика относительного веса левого желудочка при компенсаторной гиперфункции сердца у животных с аллоксановым диабетом (нижняя кривая) и у контрольных животных (верхняя кривая). Заштрихованная зона - влияние инсулярной недостаточности на гипертрофию сердца (t - время в сутках).

Рис. 8. Динамика относительного веса левого желудочка при компенсаторной гиперфункции сердца у животных с аллоксановым диабетом (нижняя кривая) и у контрольных животных (верхняя кривая). Заштрихованная зона - влияние инсулярной недостаточности на гипертрофию сердца (t - время в сутках).

Данные о роли активации синтеза нуклеиновых кислот и белков в ПОФ сердца при компенсаторной гиперфункции его позволили предложить использование кофакторов синтеза и предшественников нуклеиновых кислот и белков для воздействия на сократительную функцию сердца (Ф. З. Меерсон, 1965). Было установлено, что дефект сократительной функции, обычно наблюдаемый в аварийной стадии КГС и выражающийся снижением максимальной силы сокращения миокарда, может быть устранен посредством курсового введения кофакторов синтеза и предшественников нуклеиновых кислот - фолиевой и оротовой кислот и витамина В12 (М. Г. Пшенникова, Ф. З. Меерсон, Н. Г. Тараева, 1966). На основе этих данных в клинике было изучено влияние аналогичных факторов на терапевтический эффект сердечных гликозидов и показано, что применение сердечных гликозидов в сочетании с витамином B12, фолиевой и оротовой кислотами дает при сердечной недостаточности относительно больший терапевтический эффект, чем применение одних сердечных гликозидов (М. Б. Гельфонд, 1966; В. И. Маслюк, 1965). Ф. Меерсон.

Клинико-анатомическая характеристика и профилактика коронарной недостаточности

Коронарная недостаточность может возникать при различных состояниях организма, среди которых особое значение имеют физическое и эмоциональное перенапряжение, атеросклероз, шок и коллапс, нарушения обменных процессов, гормональной регуляции и т. д.

Для обозначения коронарной недостаточности был предложен термин "ишемическая болезнь сердца" (ВОЗ, 1957), охватывающий заболевания сердца острого или хронического характера, возникающие вследствие уменьшения или прекращения снабжения миокарда кровью, что связано с тем или иным паталогический процессом в системе коронарных артерий. В 1959 г. комитет экспертов по сердечно-сосудистым заболеваниям и гипертонии принял термин "коронарная болезнь сердца", который является синонимом ишемической болезни сердца.

В 90-95% случаев стенокардии отмечается более или менее выраженный атеросклероз коронарных артерий. Нередко в коронарных сосудах встречаются лишь единичные атеросклеротические бляшки, закрывающие просвет устья артерии. Липоидные отложения чаще всего появляются в начальных отделах передней нисходящей ветви левой коронарной артерии и правой коронарной артерии. Некротизированные атероматозные бляшки служат почвой для образования коронарного тромбоза и инфаркта миокарда, хотя патогенез последнего включает и другие механизмы, в том числе неврогенные, гуморальные и обменные.

Клинико-анатомическое изучение коронарной недостаточности основывается на современных рентгеновазографических, гистологических, гистохимических и экспериментально-физиологических методиках. При заполнении контрастной массой сердечных артерий больных, погибших от стенокардии, удается обнаружить многочисленные сосудистые анастомозы, иногда имеющие вид густой сети (рис. 9). На рентгеновазограммах сосудов сердца здорового человека анастомозы в миокарде выражены слабо (рис. 10).

Различают следующие анастомозы в системе венечного сосудистого русла (В. В. Парин и Ф. З. Меерсон): 1) между различными венечными артериями и ветвями одной и той же артерии; 2) между венечными и экстракардиальными артериями; 3) между венечными артериями и полостями сердца; 4) анастомозы вен сердца между собой и с экстракардиальными венами; 5) анастомозы вен сердца с полостями сердца через малые (тебезиевы) вены; 6) артерио-венозные анастомозы. Кроме того, в системе венечных артерий сердца имеет место компенсаторное расширение соседних, не пораженных или мало пораженных атеросклерозом ветвей коронарных артерий, а также расширение сосудов среднего и мелкого калибра. Локализация анастомозов и их выраженность подвержены значительным индивидуальным колебаниям в зависимости от типа кровоснабжения сердца, длительности и темпа Развития, характера и локализации атеросклеротических изменений в венечных артериях (А. И. Струков, 1963).

Рис. 9. Рентгеновазограмма сосудов сердца человека, погибшего от острой коронарной недостаточности. Видны многочисленные сосудистые анастомозы.

Рис. 9. Рентгеновазограмма сосудов сердца человека, погибшего от острой коронарной недостаточности. Видны многочисленные сосудистые анастомозы.

Рис. 10. Рентгеновазограмма сосудов сердца человека 23 лет, погибшего от травмы. Анастомозы в миокарде выражены слабо.

Рис. 10. Рентгеновазограмма сосудов сердца человека 23 лет, погибшего от травмы. Анастомозы в миокарде выражены слабо.

В ряде случаев мобилизуются внеорганные сосудистые анастомозы. При введении контрастной массы в коронарные сосуды сердца трупов нередко отмечается проникновение контрастного вещества через анастомозы в сосуды переднего и заднего средостения, в бронхиальные артерии, в артерии париетального листка перикарда, по ходу легочных вен, восходящей аорты, легочной артерии, верхней и нижней полых вен. Коллатеральное кровообращение имеет большое значение в компенсации нарушенного атеросклерозом кровоснабжения миокарда, в результате чего многие люди, страдающие выраженным коронарным атеросклерозом, остаются здоровыми. Только у 1/5 умерших от стенозирующего коронарного атеросклероза при жизни наблюдаются типичные приступы стенокардии (Г. Г. Автандилов, 1966). Слабое развитие сосудистых анастомозов способствует раннему клиническому проявлению коронарной недостаточности.

Участились случаи смерти от острой коронарной недостаточности молодых людей, о чем свидетельствуют патологоанатомические и судебно-медицинские данные (А. М. Вихерт и Е. Е. Матова). В подобных случаях смерть наступает в первые часы после начала приступа стенокардии (см. Грудная жаба, т. 8), а на вскрытии обнаруживаются более или менее выраженные атеросклеротические изменения сосудов при отсутствии сколько-нибудь выраженных сосудистых анастомозов.

Установлено, что у страдающих гипертонической болезнью коронарная недостаточность развивается в 3-4 раза чаще, чем у лиц с нормальным давлением крови [А. Л. Мясников, 1965; Плотц (М. Plotz), 1957]. Стенокардия иногда наблюдается у лиц, перенесших закрытую травму черепа (Б. П. Кушелевский); чаще развивается она у лиц, деятельность которых связана со значительным нервно-психическим напряжением и сидячим образом жизни. Приступы стенокардии значительно учащаются в связи с эпидемиями гриппа. У лиц с отягощенной наследственностью коронарная недостаточность развивается чаще.

Продолжается уточнение патогенетических механизмов коронарной недостаточности и морфологических ее проявлений. Помимо бесспорной роли ц. н. с., признается и участие гуморальных факторов. По мнению В. Рааба, при неблагоприятных ситуациях (физические и психические перенапряжения, охлаждение и т. п.) в крови и тканях появляются значительные количества катехоламинов (адреналин, норадреналин), которые, адсорбируясь миокардом, значительно усиливают потребление им кислорода. Если кровоток через коронарную систему ограничен (коронарный атеросклероз, недостаточное развитие сосудистых анастомозов), развивается острая коронарная недостаточность. Внутри-коронарное введение собакам норадреналина приводит к появлению электрокардиографических признаков острой коронарной недостаточности, а в некоторых случаях инфаркта миокарда (С. В. Андреев и К). С. Чечулин). Предполагается патогенетическое участие и других гуморальных факторов. Так, в эксперименте установлено, что сыворотка крови больных, страдающих коронарной недостаточностью, вызывает коронаросуживающий эффект при ее перфузии через изолированное сердце кролика. Можно думать, что этот феномен обусловлен присутствием в сыворотке термолабильной водорастворимой гликопротеидной фракции (А. А. Дубинский).

В последние годы усилился интерес к рефлекторным механизмам, обусловливающим приступы стенокардии. Установлено, что стенокардию может провоцировать диафрагмальная грыжа, особенно при ее ущемлении. При этом, помимо загрудинной боли, обращают на себя внимание болезненность в подложечной области, тошнота, отрыжка, икота, рвота и слюнотечение. Диагноз диафрагмальной грыжи подтверждает рентгенологическое исследование желудка (в том числе и в горизонтальном положении больного). Приступы стенокардии могут быть провоцированы и раздражением толстого кишечника, например при массивных очистительных клизмах. Источником рефлекторных нарушений венечного кровообращения бывают дистрофические и обменные изменения в шейном и грудном отделах позвоночника (шейный и грудной радикулит). При этом характерно появление стенокардии при вставании, поворотах туловища, неудобной позе и т. д. Приступ боли иногда удается спровоцировать надавливанием на остистые отростки соответствующих позвонков.

Различными вариантами кардиальгии может проявляться хронический тонзиллит. В основе тонзилло-кардиального синдрома лежат рефлекторные, дистрофические и воспалительные изменения миокарда и венечных сосудов сердца (Э. Р. Агабабова с соавт.). Тонзиллогенные васкулярные миокардиты клинически проявляются не только болевым синдромом, но нередко и нарушениями ритма сердца, а также длительной своеобразной астенизацией. Иногда отмечается интерференция тонзиллоген-ного фактора и коронарного атеросклероза.

Коронарная недостаточность может иметь ревматическое происхождение. Ревматическое поражение венечных артерий сердца (ревматический коронарит), по данным различных авторов, наблюдается у 10-30% больных ревматизмом. Болевые явления при этом бывают столь значительными, что ошибочно ставится диагноз инфаркта миокарда. Из больших коллагенозов коронарная патология наиболее изучена при узелковом периартериите. Так, узелковый периартериит коронарных сосудов обнаружен в 2,6% от общего числа случаев их поражения. Частота изменений сосудов сердца при этом заболевании составляет 60-70% (Е. М. Тареев). Коронарная недостаточность при узелковом периартериите проявляется стенокардией как при напряжении, так и в состоянии покоя.

Морфологические изменения в сердце при коронарной недостаточности отличаются большим полиморфизмом и продолжают изучаться.

По A. Л. Мясникову, можно выделить следующие типы изменений миокарда: 1) дистрофия сердечной мышцы и ее отдельных участков; 2) мелкие очаги некроза и миомаляции; 3) более крупные некротические изменения типа инфаркта миокарда; 4) фиброзные изменения (кардиосклероз); 5) гипертрофия или атрофия мышечных волокон; 6) осложнения в виде аневризмы сердца, разрывов миокарда, разрывов сосочковых мышц, клапанов и межжелудочковой перегородки, пристеночные тромбэндокардиты и т. д.

В последние годы более подробно изучена клинико-анатомическая характеристика начальных стадий коронарной недостаточности (главным образом в эксперименте). В комплекс дистрофических изменений миокарда входят: уменьшение запасов гликогена, некоторые нарушения белкового состава ("мутное набухание"), изменения в ядрах и митохондриях мышечных волокон, усиление гистохимических реакций на сульф-гидрильные группы, вакуолизация тел нервных клеток, размножение глиальных элементов и т. д. Эти изменения или предшествуют появлению мелких очагов некроза и миомаляции ("микроинфаркт", или малый вариант инфаркта, по А. Л. Мясникову), или проявляются затянувшимися приступами стенокардии. Постепенно накапливаясь, дистрофические изменения миокарда способствуют развитию кардиосклероза.

Профилактика коронарной недостаточности во многом совпадает с профилактикой атеросклероза. Первостепенное значение имеет комплекс профилактических мероприятий по обеспечению гигиенических условий труда и быта, рациональному использованию санаториев и домов отдыха, диспансеров, ночных профилакториев, однодневных домов отдыха и т. д. Для выявления больных с начальными формами коронарной недостаточности широко используется систематическая диспансеризация населения. При этом следует учитывать, что коронарный атеросклероз распространен гораздо шире, чем клинически выявляемая коронарная недостаточность. В связи с этим при проведении диспансеризации следует обращать внимание на факторы, способствующие развитию заболевания - повышение артериального давления, высокое содержание холестерина и бета-липопротеидов в сыворотке крови, ожирение, сахарный диабет, злоупотребление курением и наличие среди близких родственников лиц, страдающих сердечно-сосудистыми нарушениями. Наиболее "уязвимой" для коронарной недостаточности группой следует при диспансеризации считать мужчин среднего возраста, особенно не занимающихся физическим трудом, ведущих эмоционально-напряженный образ жизни и злоупотребляющих никотином.

Лица, страдающие стенокардией, должны соблюдать радикальный режим рабочего дня и отдыха, полноценно использовать выходные дни с обязательным длительным пребыванием на воздухе, обеспечить достаточный сон (не менее 8 часов), воздерживаться от курения и алкоголя. Больные должны избегать всего того, что вызывает у них болевые ощущения. Не рекомендуется ходьба в холодную или ветреную погоду, ходьба непосредственно после еды и т. д. Определенное значение имеет своевременное выявление и устранение факторов, рефлекторно поддерживающих коронарную недостаточность, а также санирование очагов хронической инфекции.

Весьма важное место в профилактике коронарной недостаточности занимают вопросы трудоспособности и трудоустройства (Л. И. Фогельсон). Больные с нерезко выраженными явлениями коронарной недостаточности при отсутствии сопутствующих заболеваний могут продолжать работу, если она не связана со значительным физическим напряжением. Им противопоказана работа со значительным нервным напряжением, а также работа в холодных и горячих цехах. В более выраженных случаях коронарной недостаточности не показаны даже эпизодические значительные физические напряжения, быстрый темп работы, длительная ходьба и стояние, работа в неблагоприятных метеорологических условиях, нервно-психические напряжения, ночные смены и воздействие токсических веществ. Больным, занимающимся интеллектуальным трудом, доступна кабинетная работа. Важно, чтобы работа была вблизи от места жительства.

Медикаментозная профилактика коронарной недостаточности устанавливается индивидуально. Помимо широко распространенных сосудорасширяющих средств (валидол, нитроглицерин) в последние годы получают распространение препараты пролонгированного действия (эринит, нитропентон, кватерон и др.).

Для профилактики инфаркта миокарда большую роль играет своевременное выявление прединфарктных состояний, которые характеризуются учащением и удлинением приступов грудной жабы, появлением наряду со стенокардией напряжения и стенокардии покоя, расширением зоны иррадиации боли, повышением содержания протромбина в крови. Лицам с пред-инфарктным синдромом надо предоставлять постельный режим, назначать антиспастические препараты и антикоагулянты прямого (гепарин) и непрямого действия. См. также Сердечно-сосудистая система (Ежегодник I). З. Волынский.