Физиология патологическая Лекции ИД Равновесие
|
|
|
|
Вопрос 46. Особенности миокарда (продолжение)
1. Белок миокарда - миозин Сократительным белком миокарда является миозин (молекулярная масса 620 000 дальтон). Любимова и Энгельгард обнаружили, что миозин имеет активные центры, которые обладают активностью фермента АТФазы.
В период диастолы активные центры миозина заблокированы ионами магния. Магний придерживает молекулы АТФ около головок миозина (образуется магниевый мостик). Актин имеет тоже активный центр в виде углубления в молекуле.
Активный центр актина комплиментарен активному центру миозина. В диастолу активные центры актина прикрыты расслабляющим комплексом тропомиозина, который имеет нитевидную форму и в виде стержня прикрывает активные центры актина:
2. Механизм действия тропонина Тропонин находится на конце головок молекул тропомиозина.
В сопряжении возбуждения с сокращением большую роль играет эндоплазматический ретикулум (Т-система миокарда - поперечный компонент, продольный компонент - микропузырьки и микротрубочки, располагающиеся вдоль мышечного волокна). В мембранах этого комплекса находится кальциевая АТФаза, которая способна выкачивать кальций из цитоплазмы в ЭПС.
В момент прихода нервного импульса происходит повышение натриевой проницаемости. Натрий начинает конкурентно вытеснять кальций из мембран ЭПС. Уровень свободного кальция начинает расти. Кальций может поступать из внешней среды клетки.
Кальций конкурентно вытесняет магний из головок миозина, активирует АТФазную активность миозина. При этом происходит распад АТФ. Освобождается энергия АТФ и активный центр миозина.
Одновременно ионы кальция вступают во взаимодействие с тропонином, изменяют его пространственную конфигурацию (вызывают скручивание). В этот момент стягивается тропомиозиновый стержень с активного центра актина. Происходит взаимодействие головок миозина с активным центром актина.
Возникает скольжение нитей друг относительно друга, что и представляет собой суть мышечного сокращения. После прихода нервного импульса возникает следующий сдвиг электролитного баланса. Из цитоплазмы удаляется чрезмерная концентрация свободного кальция. Часть кальция нагнетается с ЭПС при участии Ca2+ - АТФазы.
Часть кальция поступает во внеклеточную среду, другая часть может нагнетаться внутренней мембраной митохондрий во внутримитохондриальный матрикс.
3. Нарушение структуры и функции сократительных белков Нарушение структуры и функции сократительных белков возникает при старении, растяжении миокарда, при интенсификации регенераторных процессов, под влиянием токсических, бактериальных факторов.
Нарушение сопряжения возбуждения и сокращения возникает:
1) при нарушении прихода нервного импульса;
2) при избыточном накоплении ионов водорода;
3) при чрезмерном накоплении ионов натрия и кальция;
4) при увеличении частоты нервных импульсов;
5) при дефиците АТФ;
6) при перерастяжении сократительных белков;
7) при подавлении креатинкиназной реакции.
В случае избыточного накопления в клетке ионов водорода (обладают способностью конкурировать с ионами кальция за тропонин), которые не обеспечивают устранения расслабляющих комплексов с центров актина, возникает асистолия.
При увеличении концентрации ионов кальция в клетке возникают контрактурные сокращения отдельных миофибрилл. При чрезмерном нагнетании кальция в митохондрии возникает их набухание, разобщаются процессы окислительного фосфорилирования и дыхания, дефицит АТФ и подавление всех энергозависимых реакций.
Миокард может испытывать нагрузку объема (преднагрузка) и сопротивления. При перегрузке объемом крови миокард перекачивает больший объем крови: при активации симпатоадреналовой системы, при анемиях, гипоксии, тиреотоксикозе, артериовенозных шунтах, при недостаточности клапанов, при физической работе.
Срабатывает гетерометрический механизм компенсации. Его суть: мышцы сокращаются, но напряжения мышечных волокон не будет. Этот режим характеризуется повышением силы сердечного сокращения, увеличением систолического выброса на фоне незначительной тахикардии.
Нагрузка сопротивлением (постнагрузка). При ней повышается сопротивление сократительной способности миокарда со стороны периферического сосудистого русла. В этом случае формируется гомометрический режим работы сердца.
При гомометрическом механизме компенсации не возникает существенного прироста сократительной способности миокарда, не возникает повышения систолического выброса в ответ на нагрузку.
Компенсация повышенной нагрузки идет за счет резкого кардиального напряжения мышечных волокон и прогрессирующей тахикардии.
4. Гомометрический режим работы Гомометрический режим работы имеет худший прогноз, чем гетерометрический, поскольку при нем возникает чрезмерная нерациональная трата АТФ, кислорода, перенапряжение волокон, нарушается их структура и функция.
Возникает этот механизм компенсации при гипертонии, атеросклерозе, при вторичных гипертензиях, стенозирующих пороках.
Механизмы компенсации повышенной нагрузки.
Сердечная недостаточность возникает не сразу. Нагрузка может быть разовая. На ее фоне включаются механизмы срочной адаптации. Эта адаптация функциональная, без структурных возможных повреждений.
При длительной периодической нагрузке возникает долговременная структурная адаптация в виде физиологической гипертрофии миокарда. При длительной постоянной нагрузке у больных в условиях патологии возникает компенсаторная гиперфункция миокарда.
Выделяют три стадии:
1) аварийная;
2) стадия относительной устойчивости миокарда;
3) стадия прогрессирующего кардиосклероза.