ГЛАВА 181. ФУНКЦИЯ СЕРДЦА В НОРМЕ И ПРИ ПАТОЛОГИИ

Евгений Браунвальд (Eugene Braunwald)

Миокард состоит из отдельных поперечнополосатых мышечных клеток (волокон), диаметр которых в норме составлят 10—15 мкм, а длина — 30—60 мкм ( 181-1, а). Каждое волокно включает в себя множество пересекающихся и соединенных между собой нитей (миофибрилл), которые идут на всем протя­жении волокна и в свою очередь состоят из периодически повторяющихся струк­тур — саркомеров. В цитоплазме между миофибриллами располагаются одно центрально расположенное ядро, многочисленные митохондрии и внутриклеточ­ные системы мембран.

Каждый саркомер, являющийся структурной и функциональной едини­цей сокращений, ограничен с двух сторон темными линиями, так называемыми Z-линиями ( 181-1). Расстояние между Z-линиями зависит от степени сокращения или растяжения мышц и варьирует от 1,6 до 2,2 мкм. Внутри саркомера можно видеть чередующиеся светлые и темные полосы, придающие волок­нам миокарда характерный исчерченный вид. В центре саркомера расположена широкая темная полоса постоянной ширины (1,5 мкм) — А-полоса, с двух сторон ее окружают две более светлые I-полосы, ширина которых может меняться. Саркомер сердечной мышцы, так же как и скелетной, построен из миофиламентов двух типов. Более толстые филаменты, состоящие главным образом из белка миозина, идут в продольном направлении и ограничиваются А-полосами. Их диаметр около 100 А, длина— 1,5—1,6 мкм; к периферии они сужаются. Тонкие филаменты состоят прежде всего из актина. Они протянуты между Z-линиями и проходят через I-и А-полосы Диаметр их составляет приблизительно 50 А, длина 1,0 мкм. Таким образом, толстые и тонкие филаменты накладываются друг на друга только в пределах полос А, полосы I содержат исключительно тонкие фи­ламенты ( 181-1). При электронной микроскопии можно обнаружить, что между толстыми и тонкими филаментами, проходящими в полосе А, тянутся поперечные мостики.

Процесссокращения. «Скользящая» модель мышечного сокраще­ния основана на фундаментальном положении о том, что длина как толстых, так и тонких филаментов остается постоянной и в покое, и во время сокращения. При активации саркомера нити актина и миозина начинают взаимодействовать между собой на уровне соединяющих мостиков, в результате чего нити актина продвигаются глубже внутрь полосы А. В течение всего сокращения ширина полосы А остается постоянной, в то время как полоса I становится уже, а ли­нии Z двигаются по направлению друг к другу.

Молекула миозина представляет собой сложный, асимметричный волокнис­тый белок с мол. массой около 500000. Она состоит из части, похожей на удочку, длина которой составляет 1500 А, и глобулярной части, расположенной на ее конце. Эта глобулярная часть миозина обладает аденозинтрифосфатной (АТФ-азной) активностью и также участвует в образовании мостиков между миозином и актином. Удлиненная часть молекулы миозина формирует толстый миофиламент. Она располагается строго в одну линию с такими же частями других мо­лекул миозина, и они все ориентированы в одном направлении. При этом глобу­лярная часть молекулы отклоняется в сторону, так что получает возможность взаимодействовать с актином, генерируя энергию и вызывая сокращение ( 181-2, а). Мол. масса актина 47000. Тонкие филаменты состоят из двойных спи­ралей, формируя две цепи молекул актина, переплетенных между собой и тесно связанных с регуляторными белками — тропомиозином и тропонином ( 181-2,6). Последний может быть разделен на три компонента: тропонины С, I и Т ( 181-2, в). В отличие от миозина актин не обладает существенной энзиматической активностью, однако он способен обратимо связываться с мио­зином в путствии АТФ и ионов магния, которые активируют АТФ-азу миозина. В расслабленной мышце это взаимодействие подавляется тропомиозином. Во время активации ионы кальция поединяются к тропонину С, что приводит к конформационным изменениям, в результате которых связывающие мостики актина перемещаются кнаружи и становятся доступными для взаимодействия. Физические изменения в связывающих мостиках вызывают скольжение актина вдоль нитей миозина, что неизбежно приводит к укорочению мышцы или разви­тию напряжения. Расщепление АТФ сопровождается диссоциацией соединяю­щих мостиков между миозином и актином. Образование и разрыв связей между нитями актина и миозина происходят циклично в соответствии с колебаниями концентрации ионов Са. Связи нарушаются, когда концентрация ионов Са сни­жается ниже критического уровня, а комплекс тропонин — тропомиозин предот­вращает взаимодействия между соединительными мостиками миозина и нитями актина. Ионизированный кальций служит основным медиатором, регулирующим инотропное состояние сердца. Большинство препаратов, усиливающих инотропную функцию миокарда, включая сердечные гликозиды и катехоламины, опосредуют свое действие через повышение доставки ионов кальция к миофиламентам.

Саркоплазматическая сеть ( 181-1,6) представляет собой сложную цепь соединенных между собой мембранных внутриклеточных каналов, обволакивающую миофибриллы. Однако в клетках сердечной мышцы саркоплазматическая сеть менее развита, чем в клетках скелетных мышц. Она состоит из множества продольно расположенных переплетенных между собой мембранных канальцев, тесно прилегающих к поверхности каждого саркомера. Саркоплазматическая сеть не имеет непосредственного продолжения за грани­цами клетки. С саркоплазматической сетью тесно, как функционально, так и структурально, связана система поперечных канальцев, или Т-система, образо­ванная каналоподобными выпячиваниями сарколеммы, которые проникают внутрь миокардиального волокна вдоль Z-линий, т. е. концевых частей саркомеров.

Активацияклеток миокарда. В покое клетка миокарда поляри­зована. т. е. внутренняя поверхность мембраны имеет отрицательный заряд по отношению к наружной поверхности. При этом трансмембранный потенциал со­ставляет от —80 до --100 мВ (гл. 183). Главную роль в создании этого потен­циала покоя играет сарколемма, которая в состоянии покоя практически непро­ницаема для ионов Na и имеет натрий-калийзависимый насос, изгоняющий ионы Na из клетки. Для работы этого насоса требуется аденозинтрифосфат (АТФ). Таким образом, внутри клетки накапливается относительно большое количество ионов К и значительно меньше ионов Na, в то время как внеклеточная среда богата ионами Nа и бедна ионами К. В свою очередь в состоянии покоя количе­ство ионов Са вне клетки значительно превышает содержание свободных ионов Са внутри нее.

181-2. Схематически показано взаимодействие сократительных белков, а также роль кальция как активирующего посредника. а — показано относительное расположение сократительных (миозина и актина) и регуляторных белков (тропонинового комплекса и тропомиозина) в миофиламенте; б — сокращение происходит, когда головки молекул миозина, образующие поперечные мостики толстых нитей, связываются с актином. Затем меняется ориентация поперечных мостиков, что приводит к смещению тонких нитей но направлению к центру саркомера. Для активации необходимо связывание ионов Са с тропониновым комплексом, в результате чего снимается тормозящее влияние связи миозина и актина. Одной из серий химических реакций, лежащих в основе мышечного сокращения, является гидролиз АТФ, вызывающий смещение поперечных мостиков. Релаксация наступает после того, как ионы Са²⁺ отщепляются от тропонина; в — молекулярная перестройка на уровне тонких нитей затрагивает регуляторные белки (тропомиозин и гропонины С, I и Т) и заключается в их аллостерических изменениях. Связываясь с тропонином С, кальций ослабляет связь между тропонином I и актином. Развивающаяся диссоциация тропо­нина Т и актиновоп основы тонких нитей приводит к смещению тропомиозина таким образом, что его активные участки становятся доступными для взаимодействия с миозином . С разрешения: А. М. Katz, V. Е. Smith. Hosp. Proc., 1984, 19 (1), 69.

Во время плато потенциала действия (фаза 2) отмечается медленный ток электрических зарядов внутрь клетки. Он прежде всего обусловлен движением ионов Са ( 181-3), хотя абсолютные количества .этого иона, пересекающие поверхностную мембрану, относительно малы и сами по себе не могут вызвать полноценную активацию контрактильного аппарата. Деполяризующий ток заря­дов распространяется не только по поверхности клетки, но и проникает глубоко в нее, что обеспечивается разветвленной Т-системой. Следствием транссарколеммального движения ионов Са является высвобождение значительно больших его количеств из саркоплазматической сети. Этот процесс получил название «реге­неративного высвобождения» ионов Са.

Ионы Са диффундируют по направлению к саркомеру и, как было описано выше, связываются с тропонином, блокируя этот ингибитор сокращения, и акти­вируют миофиламенты, вызывая сокращение. Затем ионы Са вновь накаплива­ются в саркоплазматической сети, что, естественно, влечет снижение концентра­ции этого иона в миофибриллах до уровня, при котором взаимодействие актина и миозина между собой, лежащее в основе сокращения, становится невозмож­ным. Таким образом происходит расслабление мышцы. Очевидно, что в основе периодически сменяющихся сокращений и расслаблении сердечной мышцы лежит способность клеточной мембраны, поперечных канальцев и саркоплазматической сети распространять в пространстве потенциал действия, высвобождать и вновь накапливать ионы Са.

Основным источником энергии, обеспечивающей практически всю механиче­скую работу по сокращению клеток миокарда, служит АТФ, образующийся при субстратном окислении. Запасы высокоэнергетических фосфатов равномерно распределяются между АТФ и креатинфосфатом. Активность миозин-АТФазы определяет скорость образования и распада соединенных мостиков между акти­ном и миозином, а следовательно, и скорость сокращения мышцы.

Значениедлины мышцы. Сила сокращения поперечнополосатой мышцы любого типа, включая и сердечную мышцу, зависит от ее исходной длины. Наиболее мощное сокращение саркомера наблюдают при длине 2,2 мкм. Именно при такой длине саркомера расположение обоих видов миофиламентов по отно­шению друг к другу наиболее благоприятно для их взаимодействия. Фактом, подтверждающим гипотезу скольжения миофиламентов, является уменьшение создаваемой силы прямо пропорционально уменьшению площади соприкоснове­ния толстых и тонких нитей, а следовательно, и количеству реактивных участков. Имеются данные о том, что длина саркомера определяет также степень актив­ности контрактильной системы, т. е. степень ее чувствительности к ионам Са. Максимальная активность установлена при длине саркомера 2,2 мкм. Если длина саркомера увеличивается до 3,65 мкм, то создаваемое напряжение падает до нуля, а тонкие нити полностью выходят за пределы А-полосы. С другой стороны, если длина саркомера менее 2,0 мкм, то происходит скручивание тонких нитей и их двойной перегиб. Одновременно снижается чувствительность контрактильных локусов к ионам Са, а следовательно, и сила сокращения.

Зависимость развиваемой силы сокращения от исходной длины мышечных волокон является решающим фактором, определяющим функцию сердечной мышцы. Она лежит в основе правила Франка — Старлинга (закона сердца Старлинга), которое утверждает, что в определенных границах увеличение ис­ходного объема желудочка, являющегося производным от длины мышцы, при­водит к усилению сокращения желудочка. Было установлено, что в сердечной мышце длина саркомера прямо пропорциональна длине мышцы. Эта зависимость соответствует восходящему колену кривой «длина — активное напряжение мыш­цы». По мере уменьшения длины мышцы до того момента, когда создаваемое напряжение приближается к нулю, а длина саркомера — к 1,5 мкм, I-полосы сначала сужаются, а затем и вовсе исчезают, в то время как ширина А-полос остается постоянной. В этот момент Z-линии упираются в края А-полос. Таким образом, кривая зависимости силы активного напряжения мышцы от длины саркомера отражает ультраструктурный механизм Старлинга для мышцы сердца.

181-3. Схема движения ионов кальция. Кальциевые токи, активирующие мышечное сокращение, направлены вниз, вызывающие расслабление мышц — вверх. Как видно, в покое кальциевые каналы мембран сарко­леммы клеток сердечной мышцы закрыты, а внутриклеточный кальций находится в саркоплазматической сети. При возбуждении и деполяризации мембраны натриевые каналы (не показаны), чувствительные к изменению электрического напряжения, и кальциевые каналы сарколеммы открываются, обусловливая быстрое поступление в клетку внекле­точного натрия и кальция. В настоящее время считается, что вхождение ионов Са в клетку извне вызывает его высвобождение из саркоплазматической сети, что и индуцирует сокращение. Необходимым условием расслабления сердечной мышцы явля­ется повторный захват кальция АТФ-зависимым кальциевым насосом, расположенным в саркоплазматической сети. Важно то, что сокращение активируется главным образом пассивным током ионов Са из саркоплазматической сети. Напротив, во время диастолы кальций должен активно выкачиваться из цитозоля, обеспечивая возможность релакса­ции. Во время диастолы также затрачивается энергия на восстановление градиентов концентраций натрия и кальция по обе стороны сарколеммы, что необходимо для обеспечения деполяризующих ионных токов, участвующих в генерации потенциала действия. Транспорт ионов Na осуществляется сарколеммальным натриевым насосом (натрия-калиевая АТФаза), использующим энергию АТФ для выкачивания натрия из клетки в обмен на калий. Образующийся в результате градиент концентрации натрия и является основным фактором, обеспечивающим активный транспорт ионов Са из клет­ки во время релаксации посредством натрий-кальциевого обмена. [С разрешения из: А. М, Katz, V. Е. Smith. — Hosp. Ргос., 1984, 19 (1), 69.]

Механическая активность всех мышц проявляется в двух вариантах: укоро­чение и развитие напряжения. Хилл (Hill) установил, что скорость укорочения скелетной мышцы обратно пропорциональна развиваемому ею напряжению. Это выражается так называемой зависимостью «сила — скорость», которая в на­стоящее время рассматривается как фундаментальная характетика мышцы. Другими словами, чем больше нагрузка на мышцу, тем меньше скорость ее уко­рочения, и наоборот. Зависимость «сила — скорость» применима также и к сер­дечной мышце. Однако именно по этому признаку и различаются скелетная и сердечная мышцы. Для скелетной мышцы может быть построена лишь одна фик­сированная кривая зависимости силы от скорости, т. е. при какой-либо постоян­ной длине мышцы сила и скорость ее сокращения относятся друг к другу одина­ковым образом. Сократительная способность скелетной мышцы усиливается при вовлечении в процесс дополнительных мышечных волокон, а следовательно, и моторных единиц, а также при увеличении частоты нервных импульсов. При этом сократимость каждого отдельного волокна остается постоянной. Несмотря на то что длина мышцы в покое существенно влияет на характер ее сокращения, в условиях in vivo этот параметр остается практически постоянным, поскольку скелетные мышцы прикреплены к костям. В то же время количество клеток мио­карда, так же как и миофибрилл и саркомеров в них, активирующихся при каж­дом сокращении сердца, остается постоянным. Однако сократимость миокарда может быстро меняться в физиологических условиях, если изменяется длина мышечных волокон в покое и их инотропное состояние, т. е. сократимость. Изме­нение обоих этих факторов приводит к сдвигу соотношения силы скорости и сокращения.

Изменения сократимости миокарда могут быть выражены двумя основными типами смещения кривой «сила—скорость». На 181-4, а представлена це­лая серия кривых «сила — скорость», полученных на одном препарате изоли­рованного миокарда. Каждая кривая была построена для различных величин преднагрузки, т. е. при разной степени растяжения мышцы. Обратите внимание на то, что изменение преднагрузки меняет и величину проекции кривой «сила — скорость» на горизонтальной оси. Уменьшение этой проекции свидетельствует об увеличении изометрической силы, развиваемой мышцей. Однако в определен­ных рамках эти колебания преднагрузки, видимо, не влияют на скорость укоро­чения, поскольку проекция всех кривых на вертикальную ось остается постоян­ной. Таким образом, изменение исходной длины сердечной мышцы приводит к сдвигу кривой «сила — скорость» прежде всего за счет изменения общей силы, развиваемой мышцей. Данный процесс иллюстрируется кривой «длина при изо­метрическом сокращении — напряжение», представленной на вставке на 181-4, а.

Этот сдвиг кривой «сила — скорость» отличается от сдвига, который про­исходит при воздействии на мышцу препаратов с положительным инотропным действием таких, как ионы кальция, сердечные гликозиды или норадреналин, но при сохранении постоянной исходной длины мышцы ( 181-4, б). Важным механизмом действия этих препаратов является повышение концентрации ионов Са вокруг миофиламентов и/или повышение чувствительности миофиламентов к ионам Са. Эти препараты не только повышают силу, которую способна развить мышца, но и увеличивают скорость укорочения ненагруженной мышцы. В ре­зультате увеличивается проекция кривой «сила — скорость» на горизонтальную ось, сдвигая кривую «длина при изометрическом сокращении — напряжение мышцы» вверх, а также проекция кривой на вертикальную ось.

Было высказано предположение о том, что увеличение исходной длины мыш­цы до оптимальной величины сопровождается возрастанием числа точек сопри­косновения накладывающихся друг на друга контрактильных филаментов внутри саркомера, а также усиливает их сократимость, т. е. чувствительность к ионам кальция. Изменение инотропного состояния, характеризуемого повышением ско­рости укорочения ненагруженной мышцы, может также быть следствием акти­вации циклических процессов, в результате которых генерируется энергия, при неизмененной длине мышцы. Создается впечатление, что повышение сократимости прежде всего связано с увеличением содержания кальция внутри клетки,

181-4. Кривые «сила—ско­рость», полученные на препарате изолированного миокарда. а — влияние увеличения исходной длины мышцы на взаимоотношения силы и скорости сокращения сосочковой мышцы кошки. Исходная скорость укорочения была пред­ставлена в виде зависимости от на­грузки при пяти различных длинах мышцы. Максимальная скорость укорочения существенно не изменя­ется, в то время как максимальная сила сокращения увеличивается. На вставке указаны места на кри­вых «длина—напряжение», в ко­торых брали значения для кривых «сила — скорость»; б — влияние норадреналина на взаимоотношения силы и скорости сокращения сосочковой мышцы кошки. Наблюда­ется увеличение как максимальной скорости укорочения мышцы, так и силы сокращения. (Из: Вraunwald et al., 1976.)

При классическом подходе к сердцу как к насосу центральную роль играет взаимосвязь давления наполнения, или диастолического объема, желудочка (длина мышечного волокна) и ударного объема (зависимость Франка — Старлинга). На препарате «сердце—легкие» было показано, что ударный объем зависит от длины мышечных волокон в диастолу. При нарушении сократитель­ной способности сердца его ударный объем снижается по сравнению с нормаль­ными величинами, но сохраняется нормальным или незначительно повышается конечно-диастолический объем. Изучение взаимосвязи между средним конечно-диастолическим давлением в предсердии или желудочке (кривая желудочковой функции) позволяет оценить контрактильное, или инотропное, состояние желу­дочка. Значительное повышение сократимости желудочка сопровождается сдви­гом кривой желудочковой функции вверх и влево, в то время как угнетение со­кратимости характеризуется смещением этой кривой вниз и вправо.

Во время адренергической стимуляции миокарда при таких стрессовых со­стояниях, как физическая нагрузка, наблюдали относительно небольшое изме­нение конечно-диастолических размеров желудочка. Между тем сердечный вы­брос, скорость кровотока в аорте, ударная работа и скорость повышения внут­рижелудочкового давления возрастали очень существенно. Таким образом, пара­метры, регуляция которых опосредована через нервные и гуморальные меха­низмы, а именно сократимость миокарда, частота сердечных сокращений, веноз­ный возврат и периферическое сосудистое сопротивление, играют значительно более важную роль в адаптации кровообращения к различным воздействиям, чем конечно-диастолический объем желудочка, зависящий от механизма Фран­ка — Старлинга.

Большое влияние такого нейротрансмиттерного вещества, как норадреналин, на механические свойства миокарда известно уже давно. Непосредственная стимуляция симпатических нервов сердца вызывает активацию желудочковой функции, что является следствием высвобождения из симпатических нервных окончаний норадреналина. Доказательством адренергической природы этого явления служит одновременное развитие тахикардии, уменьшение размеров сердца, повышение скорости выброса крови и напряжения миокарда.

Степень укорочения сердечной мышцы млекопитающих, а следовательно, и ударного объема интактного желудочка в конечном итоге определяется тремя факторами: длиной мышцы в момент начала сокращения, т. е. преднагрузкой; инотропным состоянием миокарда, т. е. взаимоотношением между создаваемой силой, скоростью сокращения и длиной мышцы и напряжением, которое должна развить мышца во время сокращения, т. е. постнагрузкой. Если наполнение же­лудочков поддерживается на достаточном уровне, то величина сердечного вы­броса при любом ударном объеме зависит от частоты сердечных сокращений.

Конечно-диастолический объем желудочка (преднагрузка).Независимо от инотропного состояния сердечной мышцы, ее работа регулируется прежде всего длиной мышечных волокон желудочка в конце диастолы, а следовательно, диа­столическим объемом желудочка. Следующие факторы являются основными детерминантами желудочковой преднагрузки в здоровом организме.

Общий объем крови. При снижении этого параметра, например вследствие кровотечения или длительной рвоты, венозный возврат к сердцу со­кращается (гл. 29) и уменьшается конечно-диастолический объем желудочка, а следовательно, и желудочковая деятельность, что отражается на работе же­лудочка.

Распределение объема крови. При любом постоянном общем объеме крови конечно-диастолический объем желудочка зависит от распределе­ния крови между внутри- и внегрудным отделами. Этот показатель в свою оче­редь определяется:

1. Положением тела. Под влиянием гравитационных сил кровь стремится скапливаться в нижележащих отделах тела. При вертикальном дви­жении внегрудная порция крови увеличивается за счет его внутригрудного объ­ема. В результате работа желудочка уменьшается.

2. Внутригрудное давление. Обычно среднее внутригрудное дав­ление отрицательно, что способствует увеличению внутригрудного объема крови и конечно-диастолического объема желудочка, а также стимулирует возврат крови к сердцу, в особенности во время вдоха. Повышение внутригрудного дав­ления, отмечающегося в случае напряженного пневмоторакса, при выполнении пробы Вальсальвы, во время длительных птупов кашля или же в процессе искусственной вентиляции легких под положительным давлением, препятствует венозному возврату к сердцу, уменьшает внутригрудной объем крови, и в конеч­ном итоге приводит к снижению ударного объема и работы желудочков.

3. Давление в полости перикарда. Повышаясь, например, при тампонаде перикарда (гл. 194), давление в полости перикарда препятствует за­полнению полостей сердца кровью, в результате чего уменьшаются диастоличе­ский объем желудочка, ударный объем и работа желудочка.

4. Венозный тонус. Венозная система не является пассивным звеном, соединяющим системное капиллярное русло и правое предсердие. Напротив, гладкие мышцы стенок вен и венул реагируют на целый ряд нервных и гумораль­ных стимулов. Веноконстрикция развивается во время мышечной работы, глубо­кого дыхания, страха или выраженной гипотензии и направлена на уменьшение внегрудного и увеличение внутригрудного объемов крови, поддержание веноз­ного возврата к сердцу и желудочковой деятельности.

5. Насосное действие скелетных мышц. При физической работе сокращающиеся скелетные мышцы выдавливают кровь из венозных со­судов и с помощью венозных клапанов перемещают ее в центральные отделы организма, повышая таким образом внутригрудной объем крови, конечно-диасто­лический объем желудочка и его работу.

Сокращение предсердий. Энергичное, синхронизированное со­кращение предсердия обеспечивает полноценное наполнение желудочка кровью и увеличивает его конечно-диастолический объем. Значение правильной работы предсердий в заполнении желудочков особенно высоко у больных с гипертрофией желудочков, у которых отсутствие эффективной систолы предсердий (как, напри­мер, в случае трепетания предсердий) приводит к уменьшению конечно-диасто­лического давления и объема желудочков, что сопровождается в конечном итоге падением сердечной деятельности.

Инотропное состояние (сократимость миокарда).Активность сердечной дея­тельности при каком-либо постоянном конечно-диастолическом объеме желудоч­ка, т. е. расположение кривой желудочковой функции, зависит от целого ряда факторов. Роль всех этих факторов заключается в воздействии на взаимоотно­шение между силой, скоростью сокращения миокарда и длиной его волокон.

Симпатическая активность. Количество норадреналина, вы­свобождаемое симпатическими нервными окончаниями в сердце, в обычных ус­ловиях зависит от частоты следования импульсов по нервным волокнам. Коле­бания симпатической импульсации отражаются на количестве выделяемого нор­адреналина, а следовательно, и на количестве b-адренорецепторов миокарда, с которыми он связывается. Этот механизм является наиболее важным из всех, которые обусловливают заметное и быстрое смещение кривых «сила — скорость» и регулируют желудочковую функцию в физиологических условиях.

Циркулирующие катехоламины. Инотропное состояние мио­карда усиливается и катехоламинами, поступающими к сердцу с кровью из вне-сердечных симпатических ганглиев н мозгового слоя надпочечников. В кровь эти катехоламины высвобождаются также вследствие стимуляции симпатических нервных волокон.

Взаимоотношение силы и частоты. Расположение кривой «сила — скорость» зависит от частоты и ритма сердечных сокращений. Так, на­пример, желудочковые экстрасистолы сопровождаются возникновением фено­мена постэкстрасистолической потенциации, в основе которого лежит возраста­ние поступления ионов кальция в клетки миокарда.

Экзогенно вводимые инотропные препараты. Сердечные гликозиды, изопротеренол и другие симпатомиметические вещества, ионы каль­ция, кофеин, теофиллин и их производные — все эти фармакологические сред­ства улучшают взаимоотношения между силой и скоростью сокращения мио­карда. Это позволяет использовать их в терапевтических целях для усиления работы желудочков при любом конечно-диастолическом объеме.

Физиологические факторы, угнетающие активность миокарда. К ним относятся среди прочих тяжелая гипоксия миокарда, ги­перкапния, ишемия и ацидоз. Каждый в отдельности или в сочетании друг с другом эти факторы оказывают угнетающее действие на кривую «сила — ско­рость» сердечного сокращения и приводят к снижению работы левого желудоч­ка независимо от величины его конечно-диастолического объема.

Фармакологические вещества, угнетающие деятель­ность сердца. Из множества фармакологических препаратов, обладающих кардиодепрессивным влиянием, можно выделить хинидин, новокаинамид, барбитураты и другие местные и общие анестетики.

Уменьшение массы активного миокарда желудочка. Нарушение общей работы желудочков при любом значении конечно-диастоли­ческого объема происходит при потере функциональных возможностей или нек­розе какой-либо части миокарда желудочков, даже если оставшийся миокард сохраняет свои сократительные свойства. Подобная ситуация может возникнуть на фоне ишемии миокарда (гл. 189) и является неизбежным следствием инфарк­та миокарда (гл. 190).

Эндогенная депрессия миокарда. Несмотря на то что фунда­ментальные механизмы, лежащие в основе угнетения сократимости миокарда при хронической застойной недостаточности, выяснены не до конца, очевидно, что при этом патологическом состоянии сократимость каждой функциональной единицы миокарда снижается. Результатом является нарушение желудочковой функции, наблюдаемое при любом конечно-диастолическом объеме.

Желудочковая постнагрузка.Величина ударного объема напрямую зависит от степени укорочения волокон миокарда желудочка. Как и в случае изолиро­ванной сердечной мышцы, скорость и степень укорочения мышечных волокон миокарда желудочка при том или ином значении длины миокардиального волок­на в диастолу и сократимости миокарда обратно пропорциональны постнагрузке, испытываемой мышцей. Величина постнагрузки при здоровом сердце зависит от уровня давления в аорте. Но постнагрузка может быть определена и как напря­жение или сила, развиваемые стенкой желудочка во время выброса крови. Сле­довательно, постнагрузка испытываемая волокнами сердечной мышцы, также зависит от размеров сердца. Это согласуется с законом Лапласа, в соответствии с которым напряжение мышечных волокон равно произведению давления в по­лости желудочка на радиус желудочка, деленному на толщину стенки желудочка. Таким образом, при одном и том же аортальном давлении постнагрузка, испы­тываемая дилатированным желудочком, выше, чем желудочком с нормальными размерами. Более того, при любом давлении в аорте и объеме левого желудочка постнагрузка на волокна миокарда обратно пропорциональна толщине стенки миокарда. В свою очередь давление в аорте во многом зависит от перифериче­ского сосудистого сопротивления, физических характетик артериального русла и объема крови, находящегося в нем в момент выброса крови из желудочка. При любом значении конечно-диастолического объема желудочка и уровне со­кратимости миокарда величина ударного объема левого желудочка прямо зави­сит от постнагрузки.

Значение желудочковой постнагрузки в регуляции сердечно-сосудистой дея­тельности проиллюстрировано на 181-5. Как уже указывалось, повышение преднагрузки и сократимости миокарда стимулирует укорочение волокон мио­карда, в то время как повышение постнагрузки замедляет этот процесс. Основными детерминантами ударного объема являются степень укорочения волокон миокарда и размеры левого желудочка. Артериальное давление в свою очередь непосредственно зависит от величины произведения сердечного выброса и сис­темного сосудистого сопротивления, в то время как величина постнагрузки опре­деляется размерами левого желудочка и уровнем артериального давления. По­вышение артериального давления, вызванное вазоконстрикцией, например, при­водит к возрастанию постнагрузки, что по механизму обратной связи оказывает депрессивное влияние на процесс укорочения волокон миокарда, снижает вели­чину ударного объема и сердечного выброса. Это в свою очередь ведет к восста­новлению артериального давления до исходного уровня.

181-5. Схема взаимодействия различных компонентов, регулирующих сердечную деятельность.

Сплошные линии означают усиливающее влияние, пунктирные—угнетающее. (Из: Braunwald et al., 1976.)

Если функция левого желудочка начинает страдать в результате того или иного заболевания, а его полость расширяться, т. е. утрачивается резерв пред­нагрузки, то значение постнагрузки левого желудочка как фактора, определяю­щего функциональную активность миокарда, существенно возрастает. Повыше­ние постнагрузки может быть следствием воздействия на артериальное русло нервных, гуморальных или структурных изменений, происходящих в ответ на снижение сердечного выброса. Такое повышение постнагрузки может приводить к дальнейшему снижению сердечного выброса, поскольку повышает потребность миокарда в кислороде. Лечение вазодилататорами оказывает противоположное действие (гл. 182). В подобных ситуациях любые сдвиги в системе перифериче­ского сосудистого русла, видимо, играют основную роль в возникновении тех или иных гемодинамических и метаболических изменений, которые нередко относят за счет прогрессирующего нарушения функции миокарда.

Все факторы, влияющие на сердечную деятельность, сложным образом вза­имодействуют между собой, в результате чего сердечный выброс остается на уровне, обеспечивающем метаболические потребности миокарда. У здорового человека нарушение одного из известных механизмов поддержания функции миокарда может не повлиять на величину сердечного выброса. Например, умерен­ное уменьшение объема крови или десинхронизация сокращений предсердия и желудочка не всегда сопровождаются снижением сердечного выброса в покое. Можно предположить, что другие факторы, такие как учащение симпатической импульсации и стимуляции миокарда, а также увеличение частоты сердечных сокращений, в подобной ситуации повысят сократимость миокарда и обеспечат поддержание сердечного выброса. Существуют также механизмы, предотвращаю­щие увеличение сердечного выброса, если отсутствует физиологическая необхо­димость в интенсификации кровотока. Так, например, введение сердечных гли­козидов здоровым лицам, повышая сократимость миокарда, не приведет к уве­личению сердечного выброса. Таким образом, анализируя влияние различных факторов на сердечный выброс, важно иметь в виду, что увеличения сердечного выброса у здорового человека можно ожидать скорее в ответ на повышение преднагрузки, которая в свою очередь связана с объемом крови, определяющим наполнение полостей сердца, а не в ответ на усиление сократимости миокарда или повышение постнагрузки. Повышение постнагрузки у здорового человека препятствует увеличению сердечного выброса. Не следует ожидать и повышения сократимости миокарда при введении препаратов типа сердечных гликозидов или уменьшения постнагрузки после введения нитропруссида (Nitroprusside) и как следствие увеличения сердечного выброса у здоровых лиц. С другой сто­роны, у больных с застойной сердечной недостаточностью вследствие угнетения сократимости миокарда сердечный выброс обычно снижен. Именно у них можно ожидать его нормализации с помощью лекарственных препаратов, обладающих положительным инотропным действием или снижающих постнагрузку. Так и происходит в повседневной клинической практике.

181-6. Диаграмма, иллюстрирующая влияние конечно-диастолического объема желудочка (КДОЖ) на сократимость миокарда при его растяжении. По оси абсцисс отложены величины КДОЖ и соответствующие им величины давления наполнения, при которых развиваются одышка и отек легких. По оси ординат отложены величины работы желудочков, соответствующие пребыванию больного в состоянии покоя, при ходьбе и выполнении максимальной физической нагрузки. Пунктирные линии представ­ляют собой нисходящие колена кривых желудочковой работы, которые редко используются в практической деятельности, но отражают уровень работы желудочков, соответствующий максимальному повышению КДОЖ. Для дальнейших объяснений — текст, (из: Braun­wald et al„ 1976.)

Физическая нагрузка.Гемодинамические изменения, возникающие при фи­зической нагрузке в вертикальном положении, обычно довольно сложны ( 181-6) и включают гипервентиляцию легких, усиление насосной функции мышц, участвующих в выполнении физической работы, и веноконстрикцию. Все это приводит к возрастанию венозного возврата крови к сердцу, а следовательно, наполнения желудочков кровью и преднагрузки. Одновременно с этим активи­руется симпатическая стимуляция миокарда, повышается концентрация цирку­лирующих катехоламинов, развивается тахикардия. Все эти изменения в сово­купности усиливают сократимость миокарда ( 181-6, кривые 1 и 2) и вы­зывают увеличение ударного объема, не затрагивая или даже снижая конечно-диастолические величины давления и объема ( 181-6. точки А и Б). Для предотвращения выраженного подъема артериального давления, как правило, сопровождающего увеличение сердечного выброса и неизбежного в подобной ситуации, в работающих мышцах развивается вазодилатация. Вследствие этого во время физической нагрузки можно наблюдать значительное повышение сер­дечного выброса и лишь умеренное повышение артериального давления по срав­нению с состоянием покоя.

Несмотря на то что клиническая диагностика синдрома сердечной недоста­точности, характеризуемого хорошо известными симптомами, не вызывает боль­ших сложностей, тонкие физиологические и биохимические сдвиги, происходящие в этом случае, значительно труднее поддаются изучению. Тем не менее, с клини­ческой точки зрения, сердечную недостаточность можно рас­сматривать как состояние, при котором нарушенная функция миокарда служит причиной неспособности сердца нагнетать кровь в сосудистое русло в объеме и со скоростью, соизмеримыми с метаболическими потреб­ностями тканей, или же эти потребности обеспечивают­ся только благодаря патологически высокому давлению наполнения полостей сердца. При сердечной недостаточности стра­дать может как систола, так и диастола ( 181-7). При так называемой сис­толической, или классической, сердечной недостаточ­ности нарушение сократимости приводит к ослаблению сокращения миокарда в систолу, а следовательно, к снижению ударного объема и расширению полос­тей сердца. Идиопатическая дилатационная кардиомиопатия является типичным примером систолической сердечной недостаточности. В случае диастоличе­ской сердечной недостаточности происходит неполное расслабле­ние желудочков, приводящих к повышению диастолического давления в желу­дочке при нормальном его объеме. Невозможность полного расслабления может быть функциональной, как, например, при транзиторной ишемии, или вызванной потерей эластичности и утолщением стенок желудочка. Чаще всего диастоличе­ская недостаточность возникает при вторичных рестриктивных кардиомиопатиях, при таких инфильтративных поражениях, как амилоидоз или гемохроматоз (гл. 192). У многих больных с гипертрофией и дилатацией миокарда систоличе­ская и диастолическая формы сердечной недостаточности сосуществуют. В этом случае нарушается как процесс опорожнения, так и процесс наполнения желу­дочков. Даже при дилатации полостей сердца сдвиг кривой «давление — объем» позволяет достичь повышения диастолического давления в желудочке при любом его объеме.

Характерным признаком систолической сердечной недостаточности служит нарушение сократимости миокарда. Однако этот дефект может быть следствием как первичного поражения сердечной мышцы, например при кардиомиопатии, так и вторичного повреждения ее вследствие длительной чрезмерной нагрузки, например при артериальной гипертензии или клапанном пороке сердца, а также при многих вариантах врожденных заболеваний сердца. При ишемической бо­лезни сердца систолическая сердечная недостаточность представляет собой ре­зультат уменьшения количества нормально сокращающихся клеток. Очень важ­но дифференцировать сердечную недостаточность от циркуляторной недостаточ­ности, при которой функция миокарда страдает вторично, например при тампо­наде сердца или геморрагическом шоке; от состояний, характеризующихся за­стоем кровообращения вследствие патологической задержки солей и жидкости в организме (в подобных случаях серьезных расстройств функции сердца не наблюдают); от состояний, при которых нормально сокращающийся миокард внезапно сталкивается с нагрузкой, превосходящей его возможности, например вследствие обострения артериальной гипертензии или разрыва створки клапана при инфекционном эндокардите.

Собственную сократимость миокарда изучали в эксперименте на изолирован­ном сердце, взятом у здоровых животных, у животных с гипертрофией миокарда и у животных с сердечной недостаточностью. Как при гипертрофии миокарда желудочков, так и при сердечной недостаточности было выявлено снижение мак­симального изометрического напряжения миокарда и скорости укорочения во­локон миокарда до субнормальных значений. Эти изменения были более выражены у животных, страдавших сердечной недостаточностью, чем у животных с изо­лированной гипертрофией миокарда. Однако гипертрофия миокарда желудочков даже при отсутствии сердечной недостаточности также сопровождалась угнете­нием сократимости единицы массы миокарда, несмотря на то, что абсолютное увеличение общей мышечной массы обеспечивало поддержание функции сердца в целом. Исследование сосочковых мышц, взятых из левого желудочка больных с сердечной недостаточностью, также продемонстрировало невозможность до­стижения ими максимального активного напряжения. Электронно-микроскопиче­ское исследование сосочковых мышц кошек, страдавших сердечной недостаточ­ностью, в состоянии, соответствовавшем верхней точке кривой «длина — активное напряжение», показало, что длина саркомера в среднем составляла 2,2 мкм. Таким образом, нарушение сократимости, видимо, не было связано с изме­нением взаимоотношений филаментов внутри саркомера.

181-7. Нарушение работы сердца при сердечной недостаточности. Взаимоотношения между конечно-диастолическим объемом левого желудочка и 1) ко­нечно-диастолическим давлением (верхняя часть), что отражает податливость левого желудочка, т. е. его диастолические свойства; 2) ударной работой левого желудочка (нижняя часть), что характеризует кривую систолической функции желудочка. Здо­ровый левый желудочек (слева) создает конечно-диастолическое давление в 30 мм рт. ст. (уровень, выше которого развивается отек легких), когда его конечно-диастолический объем достигает 200 мл. Систолическая функция левого желудочка при его концентри­ческой гипертрофии (в центре) остается в нормальных пределах, поскольку взаимо­связь конечно-диастолического объема левого желудочка и его ударной работы не меняется. Однако при этом имеет место «диастолическая недостаточность», характе­ризующаяся тем, что конечно-диастолическое давление, при котором начинается отек легких (30 мм рт. ст.), возникает при меньших значениях конечно-диастолического объема (130 мл). При дилатации желудочка (справа) развивается «систолическая недостаточность», характеризующаяся тем, что максимальная ударная работа и удар­ный объем понижены при любом значении конечно-диастолического объема. При этом у левого желудочка повышается диастолическая податливость, т. е. растяжимость, при значительно более высоких, чем требуется для развития отека легких, величинах конечно-диастолического объема (280 мл). (С разрешения из: R. Gorlin—Prim. Cardiol., 1984, 6, 84.)

При нарушении сократимости миокарда желудочек может продолжать вы­брасывать в сосудистое русло нормальное или почти нормальное количество крови, несмотря на существенное угнетение его функции, за счет увеличения конечно-диастолического объема, т. е. благодаря действию механизма Франка — Стерлинга. Как отмечалось выше, увеличение исходного объема желудочка со­провождается растяжением саркомера. В результате этого увеличивается коли­чество точек взаимодействия нитей актина и миозина и/или повышается их чув­ствительность к ионам кальция. Более того, гипертрофию желудочков можно рассматривать как процесс формирования дополнительных контрактильных еди­ниц, что представляет собой важный механизм компенсации в условиях угнете­ния собственной сократимости миокарда.

Оценка сердечной деятельности.Для оценки степени нарушения функции сердца у человека существует несколько методов. Даже в состоянии покоя сер­дечный выброс и ударный объем могут быть снижены, но нередко эти показатели остаются в пределах нормы. Более чувствительным показателем является фрак­ция выброса, т. е. отношение ударного объема к конечно-диастолическому объ­ему, определяемое в процессе стандартной рентгенологической или радиоизотоп­ной ангиографии (гл. 179 и 180). При сердечной недостаточности величина фрак­ции выброса, как правило, снижается, даже если ударный объем остается в пре­делах нормы. Недостатком показателей фракции выброса и сердечного выброса при оценке функции сердца можно рассматривать тот факт, что они существенно зависят от величин желудочковой пред- и постнагрузки. Таким образом, угне­тение фракции выброса и снижение сердечного выброса можно наблюдать у больных с сохраненной функцией желудочков, но при сниженной преднагрузке, как, например, в случае гиперволемии, или при резком повышении артериального давления. Регистрация циркуляторных изменений во время стрессовых ситуаций, например физической нагрузке или увеличении постнагрузки, представляет собой еще более чувствительный метод выявления нарушенной функции желудочков. Для этого функцию левого желудочка оценивают по величинам конечно-диасто­лического давления в левом желудочке, сердечного выброса и общего потреб­ления кислорода организмом в покое и при нагрузке. У здорового человека сер­дечный выброс увеличивается не менее чем на 500 мл/мин при возрастании по­требления кислорода на 100 мл/мин. В покое конечно-диастолическое давление в левом желудочке не превышает 12 мм рт. ст. При физической нагрузке оно может остаться на прежнем уровне, немного повыситься или снизиться; ударный объем обычно повышается. С другой стороны, нарушение функции левого желу­дочка характеризуется возрастанием конечно-диастолического давления при фи­зической нагрузке более 12 мм рт. ст., что сопровождается отсутствием увеличе­ния или даже снижением ударного объема и субнормальным повышением сер­дечного выброса в ответ на усиление минутного потребления кислорода тканями. Было установлено, что между нормальным ответом на физическую нагрузку и реакцией на нее больного с левожелудочковой недостаточностью имеется целый ряд промежуточных ступеней.

Ценность изучения функции левого желудочка в условиях стресса подтверж­дается тем фактом, что величины конечно-диастолического давления в левом желудочке, сердечного индекса и ударной работы желудочков в покое могут не различаться у больных с угнетением желудочковой функции и у здоровых лиц. Исследование реакции на физическую нагрузку позволяет не только выявить нарушение функции миокарда, но и количественно оценить ее выражен­ность.

Функциональная активность левого желудочка у человека может быть оха­рактеризована также с помощью данных о мгновенных взаимоотношениях силы и скорости сокращения миокарда и о степени укорочения его волокон во время каждого отдельного сердечного цикла. Ангиокардиографические и эхокардиографические исследования (гл. 179) и анализ скорости изменения внутрижелу­дочкового давления (dp/dt) при одновременной регистрации давления во время изоволюметрического сокращения показали, что у больных с сердечной недоста­точностью наблюдается угнетение процессов укорочения и напряжения мышеч­ных волокон. У лиц с ишемической болезнью сердца эти нарушения чаще имеют определенную локализацию и реже бывают диффузными. Так, они нередко про­являются регионарными нарушениями движения стенки желудочка при нормаль­ной общей функции левого желудочка. Соотношение конечно-систолических зна­чений давления и объема является чрезвычайно ценным показателем, отражаю­щим состояние желудочковой функции, поскольку он учитывает как пред-, так и постнагрузку. Большую помощь при клинической оценке функции миокарда оказывают неинвазивные методы получения изображения, в частности эхокар­диография и радиоизотопная ангиография (гл. 179).

Метаболизм миокарда при сердечной недостаточности.Наиболее часто встре­чающиеся формы сердечной недостаточности с низким сердечным выбросом, вы­званные атеросклерозом, артериальной гипертензией, поражением клапанов и врожденными заболеваниями, характеризуются абсолютным или относительным уменьшением полезной внешней работы сердца. Механизмы, лежащие в основе этого уменьшения, в настоящее время активно изучаются.

Были получены объективные доказательства того, что при сердечной недо­статочности нарушается сопряжение процессов возбуждения и сокращения, в результате чего снижается доставка ионов кальция к контрактильным элемен­там, что и обусловливает ухудшение сердечной деятельности. Молекулярные изменения, лежащие в основе этих дефектов, а также их локализация в клетке (сарколемма, Т-канальцы и/или саркоплазматическая сеть) требуют уточ­нения.

Большое внимание также было уделено вопросу о том, является ли сер­дечная недостаточность следствием нарушения продукции, консервации или ути­лизации энергии. Однако лишь в отдельных случаях, как, например, при бери-бери, сердечная недостаточность сопровождается отчетливыми расстройствами продукции энергии в миокарде. Основные пути, по которым пируват входит в цикл лимонной кислоты, и некоторые реакции внутри самого цикла зависят от наличия адекватного количества тиамина (гл. 76). Недостаток тиамина приводит к снижению утилизации пировиноградной кислоты тканями сердца и к патоло­гическому снижению коэффициента экстракции пирувата у исходно здоровых собак и людей.

На втором этапе миокардиального метаболизма, этапе консервации энергии, энергия окисления субстрата трансформируется в энергию концевых связей креатинфосфата (КФ) и АТФ, непосредственных источников химической энер­гии, потребляемой сердечной мышцей. Этот процесс, известный как окислитель­ное фосфорилирование, происходит в митохондриях. Эффективность механизма сопряжения продукции и консервации энергии можно исследовать, измеряя за­пасы АТФ и КФ в миокарде. При этом консервацию энергии можно оценивать по величине отношения Ф/К, т. е. отношения количества продуцируемого высоко­энергетического фосфата к количеству потребляемого митохондриями кислорода, а также по степени сопряжения транспорта электронов и образования высоко­энергетических фосфатов. Существует много противоречивых сведений о значении этой фазы метаболизма при сердечной недостаточности. В настоящее время есть данные о том, что тяжелое нарушение сердечной деятельности может иметь место и без повреждения функции митохондрий или сокращения запасов высокоэнер­гетических фосфатов. Тем не менее при некоторых формах эксперименталь­ной сердечной недостаточности поломка этих процессов действительно при­сутствует.

Отсутствие убедительных доказательств расстройства образования или кон­сервации энергии в пораженном миокарде, естественно, заставило обратить вни­мание на возможность нарушения утилизации энергии при развитии сердечной недостаточности. Патологическое высвобождение энергии могло бы иметь место, если бы контрактильные протеины были повреждены. При некоторых формах экспериментальной сердечной недостаточности, в частности вызванной механи­ческой перегрузкой, действительно был выделен изоэнзим миокарда, характери­зующийся иммунологическими и электрофоретическими свойствами и низкой кальцийзависимой АТФазной активностью. Возможно, что эта низкая активность и лежит в основе патологического распада АТФ, процесса, ведущего к сокра­щению сердечной мышцы.

Адренергическая нервная система и сердечная недостаточность.Ввиду чрез­вычайной важности адренергической нервной системы для стимуляции сократи­мости здорового миокарда ее активность изучали у больных с застойной сердеч­ной недостаточностью. Активность этой системы в покое и при физической на­грузке оценивали по концентрации норадреналина в артериальной крови. У здо­ровых лиц при физической нагрузке происходит относительно небольшое повышение уровней норадреналина. У больных же с сердечной недостаточностью уровни циркулирующего норадреналина даже в покое могут быть заметно повы­шены. Причем прогноз заболевания тем хуже, чем выше концентрации нейротрансмиттера. Кроме того, у больных с застойной сердечной недостаточностью при физической нагрузке содержание норадреналина в крови повышается в зна­чительно большей степени, чем у здоровых людей. Это также объясняют суще­ственно более высокой активностью адренергической нервной системы v данной группы больных, которая сохраняется и во время физической на­грузки.

Важность повышения активности адренергической нервной системы для под­держания сократимости желудочков в условиях угнетения функции миокарда при застойной сердечной недостаточности подтверждается данными о том, что блокада b-адренорецепторов может усугубить нарушение насосной функции. Таким образом, адренергическая нервная система играет важную модулирующую роль в поддержании кровообращения у больных с застойной сердечной недостаточ­ностью. В связи с этим следует с большой осторожностью использовать анти­адренергические препараты, в частности b-адреноблокаторы, при лечении боль­ных с ограниченным резервом миокарда (гл. 182).

В то же. время концентрация и содержание норадреналина в тканях сердца у больных с сердечной недостаточностью понижены, составляя в ряде случаев лишь 10 % от нормальных значений. Механизм, лежащий в основе этого явления, полностью неизвестен. Однако считают, что длительное сохранение высокого тонуса симпатических нервов сердца играет решающую роль, вмешиваясь опре­деленным образом в биосинтез норадреналина. Кроме того, имеются доказатель­ства, что при хронической тяжелой сердечной недостаточности плотность b-адренорецепторов в сердце и концентрация циклической АМФ в миокарде сущест­венно понижены.

Учитывая мощный положительный инотропный эффект норадреналина, вы­деляемого этими нервами, адренергическую нервную систему можно рассматри­вать в качестве важного потенциального источника поддержания функции стра­дающего миокарда. Однако увеличение частоты и силы сердечных сокращений у животных с экспериментальной сердечной недостаточностью и истощением запасов норадреналина в сердце практически отсутствует или выражено мини­мально при стимуляции симпатических нервов сердца. Таким образом, склады­вается впечатление, что в тех случаях, когда застойная сердечная недостаточ­ность сопровождается истощением запасов норадреналина в сердце, количество его, выделяемое симпатическими нервными окончаниями в сердце, мало по от­ношению к той импульсации, которая передается по этим нервам. Более того, даже выделившийся норадреналин не может оказать на миокард должного воз­действия вследствие угнетения эффективного адренергического механизма мио­карда.

В то же время наличие запасов норадреналина в миокарде не является обязательным условием поддержания его сократимости. Однако, поскольку умень­шение запасов норадреналина в миокарде при сердечной недостаточности соче­тается со снижением выброса этого нейротрансмиттера, можно предположить, что указанное истощение последнего лежит в основе утраты такой необходимой адренергической поддержки нарушенной функции миокарда. На более поздних стадиях сердечной недостаточности, когда уровни циркулирующих катехолами­нов повышены, а содержание норадреналина в миокарде понижено, миокард становится во многом зависимым от более генерализованной адренергической стимуляции, исходящей из внекардиальных источников, главным образом из моз­гового вещества надпочечников. Данный факт объясняет ухудшение деятель­ности сердца, возникающее у больных с сердечной недостаточностью, получаю­щих b-адреноблокаторы. Это генерализованная адренергическая стимуляция, являющаяся результатом циркуляции большого количества катехоламинов в кро­ви, может, однако, оказывать и неблагоприятные побочные эффекты, связанные с повышением сосудистого сопротивления, а следовательно, и постнагрузки, которая значительно превышает оптимальные значения.

Заключая анализ механизмов сердечной недостаточности, следует отметить, что основные нарушения кроются в угнетении взаимоотношений силы и скорости сердечных сокращений и сдвиге кривой «длина — активное напряжение сердеч­ных волокон». Это отражает уменьшение сократимости миокарда ( 181-6, кривые 1, 3). Во многих случаях сердечный выброс и внешняя работа желудоч­ков у этих больных в покое сохраняются в пределах нормы, что, однако, обеспе­чивается только лишь за счет увеличения конечно-диастолической длины мышеч­ных волокон и повышения конечно-диастолического объема желудочка, т. е. за счет механизма Франка — Старлинга ( 181-6, точки А—Г). Повышение преднагрузки левого желудочка сопровождается аналогичными изменениями давления в легочных капиллярах, вызывая одышку у больных с сердечной нeдостаточностью. Сократительная способность миокарда вследствие повышенной симпатической активности при физической нагрузке у больных с тяжелой сер­дечной недостаточностью не возрастает или возрастает в незначительной степени, что обусловлено истощением запасов норадреналина в миокарде ( 181-6, кривые 3 и 3). Механизмы, поддерживающие наполнение желудочков кровью во время физической нагрузки у здоровых лиц, приводят к дальнейшему ухуд­шению функции миокарда при его недостаточности, в результате уплощается кривая «длина — активное напряжение волокон». И несмотря на то, что левый желудочек после их включения может несколько улучшить свою деятельность, этот эффект достигается исключительно благодаря чрезмерному повышению ко­нечно-диастолического объема и давления левого желудочка, а следовательно, и давления в легочных капиллярах. Последний фактор ведет к усилению одыш­ки, которая в свою очередь играет важную роль в ограничении интенсивности выполняемой пациентом физической нагрузки. Левожелудочковая недостаточ­ность становится необратимой, когда кривая «длина — активное напряжение мышечных волокон» угнетается настолько, что сердечная деятельность не спо­собна удовлетворить метаболические потребности периферических тканей в по­кое ( 181-6, кривая 4), и/или конечно-диастолическое давление в левом желудочке и давление в легочных капиллярах повышается в такой степени, что приводит к развитию отека легких ( 181-6, точка Д).