Патофизиология интраоперационной ишемии миокарда.

 В литературе уделено достаточно много внимания вопросам патогенеза миокардиальных повреждений преимущественно при регионарной ишемии (Shirai T, Rao V, Weisel RD, et al., 1996; Nakanishi K, Zhao Z-Q, Vinten-Johansen J, et al., 1994; Kirklin J.W. et al, 1993). При этом взгляды на механизмы тотальной ишемии миокарда крайне неоднозначны. Однако можно выделить основные факторы метаболических и структурных сдвигов.

В первые секунды после пережатия аорты (латентный период) сохраняется аэробный метаболизм в митохондриях миокарда благодаря поступлению кислорода из резервных депо: оксигемоглобина, оксимиоглобина и физически растворенного кислорода, общее количество которых в мышце левого желудочка составляет 1-2 мл на 100 г. Как только запасы кислорода достигнут критического уровня, соответствующего парциальному давлению ниже 5 мм. рт. ст., миокард переходит на потребление энергии, вырабатываемой в результате анаэробного метаболизма.

В течение 4-5 мин (период выживания) происходит истощение запасов макроэргических фосфатов. Снижение уровня фосфокреатина до 3 мкмоль/г ткани ЛЖ сопровождается функциональными (до асистолии) и ультраструктурными нарушениями. Затем начинается истощение запасов АТФ. На 15-й минуте ишемии уровень АТФ снижается на 65%, а на 40-й минуте - более чем на 90% .

Реперфузия и реоксигенация приводят к восстановлению предишемической функции миокарда, если уровень АТФ в мышце левого желудочка не ниже 2 мкмоль/г. После достижения этого критического уровня наступает контрактура миофибрилл, в основе которой лежит нарушение проницаемости клеточных мембран в результате метаболических изменений и увеличение поступления кальция в кардиомиоциты. Функциональное восстановление миокарда в последующем становится проблематичным, поэтому длительность периода до развития контрактуры используется во многих экспериментальных исследованиях в качестве критерия для сравнения различных методов ЗМ. С другой точки зрения, специфичность этого критерия невысока, так как срок наступления контрактуры у людей весьма отличается от экспериментальных животных и подвержен влиянию множества факторов.

В ишемизированных миоцитах создаются предпосылки для активации фосфолипаз, уменьшается утилизация ЖК и накапливаются производные ацетил-КоА. Из-за аккумуляции лактата и протонов в цитоплазме развивается внутриклеточный ацидоз, тормозящий анаэробный гликолиз. Это ведет к повреждению клеточных мембран, отёку клетки, накоплению кальция, потерям аденозина, инозина, образовавшимся в результате распада АТФ, и другим нарушениям транспорта ионов.

Ультраструктурные изменения на этой стадии ограничены потерей гранул гликогена при неизмененной структуре митохондрий, перемещением хроматина в ядрах некоторых клеток, расслаблением миофибрилл и умеренным отеком органелл.

Через 15 мин глобальной ишемии резко увеличивается неспецифическая проницаемость клеточных мембран, нарастает выход молекул лактата, аденозина в интерстиций и лимфу, что приводит к увеличению осмотического давления и набуханию клетки. Когда полностью прекращается гликолиз в митохондриях, начинается аутолиз клеток и массивное поступление их содержимого в интерстициальное пространство и лимфу.

По мнению Jennings RB. (1986), критериями необратимого повреждения сердца служат: низкий уровень макроэргов (фосфокреатин (ФК) - 1-2%, АТФ ниже 10% контрольного уровня); полное угнетение анаэробного гликолиза; деградация более 75% адениновых нуклеотидов до нуклеозидов и пуриновых оснований.

Обобщая изученный материал, основные последствия миокардиальной ишемии можно представить следующим образом: деполяризация клеточных мембран; аккумуляция продуктов распада, сопровождающаяся ацидозом; угнетение аэробного метаболизма; уменьшение количества ФК и АТФ; накопление пуриновых оснований; минимальный анаэробный гликолиз; гликогенолиз; локальный выброс катехоламинов; потери калия; избыток натрия; избыток кальция; повреждения актин-миозиновых соединений; прекращение саркоплазматической циркуляции кальция.

В работах отечественных ученых освещены патогенетические механизмы угнетения тканевого дыхания в митохондриях кардиомиоцитов с последующими метаболическими и ультраструктурными нарушениями в условиях ишемии. В.А. Сакс (1992) отмечает, что гибель клеток в условиях ишемии вызвана не истощением АТФ как таковым, а вторичными процессами, происходящими в условиях энерroдефицита и нарушения вымывания внутриклеточных метаболитов.

В ишемические повреждения, наряду с миоцитами, вовлекается эндотелий сосудов. Клеточный отек приводит к нарушению секреции релаксирующих и констриктивных (эндотелин) факторов. Это играет важную роль в увеличении резистентности коронарных сосудов при реперфузии и наряду с экстравазальной компрессией капилляров и адгезией форменных элементов крови лежит в основе "no-reflow" феномена. Кроме того, эндотелий участвует в общем иммуно-воспалительном ответе организма на ИК, являясь источником производных арахидоновой кислоты - фосфолипидных молекул (простагландины, тромбоксаны, лейкотриены и т. д.).

Специализированные проводящие клетки прекращают функционировать раньше и восстанавливаются позже, чем миоциты. для них характерен длительный период "ошеломления" (stunning), так у 50% оперированных с кровяной кардиоплегией и нормокалиемической реперфузией возникают нарушения АВ проводимости после ИК, и у половины из них эти явления исчезают до выписки из стационара. Даже АВ блокада 3 степени длительностью 2 месяца переходит в синусовый ритм. Этапность развития ультраструктурных изменений при глобальной ишемии миокарда может быть использована при сравнительной оценке эффективности методов кардиопротекции с помощью электронной микроскопии.

Характерные для кардиохирургических больных гипертрофия миокарда и поражение коронарных артерий в результате исходного патологического процесса повышают его чувствительность к ишемическим и реперфузионным повреждениям. В гипертрофированных желудочках повышен трансмуральный градиент, утолщение стенок желудочков механически усложняет реперфузию, что предрасполагает к ишемическому повреждению субэндокардиального слоя. Высокий уровень ксантин-оксидаз увеличивает возможность образования свободных радикалов, а количество обезвреживающих супероксид-дисмутаз снижено.

Особенно чувствителен к ишемии миокард больных с хронической сердечной недостаточностью, пациентов с «синими» пороками сердца и при нестабильной гемодинамике.