Основные факторы нарушения деятельности сердца

Деятельность сердца может нарушаться самыми различными патогенными факторами:

- механическими (травма сердца),

- физическими (электрический ток),

- химическими (электролиты),

- биологическими (бактериальные токсины, пирогенные агенты и др.).

Несмотря на обилие этиологических факторов, патология сердца возникает всего тремя путями:

1) центрогенным,

2) рефлекторным

3) в результате непосредственного повреждения сердечной мышцы.

Центрогенные факторы. Поскольку деятельность сердца регулируется симпатическим и парасимпатическим отделами вегетативной нервной системы, значительное изменение тонуса этих нервов, вызванное нарушениями на любом уровне нервной системы, может привести к развитию патологии сердца. Тяжелые поражения миокарда могут возникать как следствие неврозов. Так, например, создание у обезьян конфликтных ситуаций (помещение в одну клетку двух самцов и одной самки) в значительном проценте случаев приводило у них к развитию инфаркта миокарда. Известно, что приступы коронароспазма могут возникать у человека условнорефлекторно, при повторении ситуации, в которой у него впервые возникла стенокардия напряжения. Мировая статистика свидетельствует, что у людей интеллектуального труда, особенно у представителей профессий, связанных с обилием отрицательных эмоций, заболевания сердца встречаются гораздо чаще, чем у людей, занимающихся физическим трудом.

Серьезные расстройства сердечной деятельности возникают при воздействии на высшие вегетативные нервные центры, расположенные в подкорковых образованиях, в частности в области гипоталамуса. Наложение стеклянного полукольца или помещение стеклянного шарика в область турецкого седла приводило к развитию некротических повреждений сердечной мышцы у собак. Аналогичные изменения в миокарде наблюдались и при хроническом раздражении блуждающих нервов.

Роль центрогенных влияний в патогенезе расстройств сердечной деятельности особенно значительна в тех случаях, когда функция сердца уже изменена, когда миокард альтерирован. Реакция сердца на неврогенные влияния в данном случае может быть извращенной. Так, например, если вживить кроликам в гипоталамическую область раздражающие электроды и подавать на них слабый электрический ток, то у животных возникает, как правило, лишь легкая брадикардия. Если же у кроликов вызвать инфаркт миокарда и на этом фоне раздражать гипоталамус, то возникают тяжелейшие расстройства сердечного ритма вплоть до фибрилляции желудочков сердца.

Рефлекторные повреждения (безусловно-рефлекторные). Ряд патологических процессов в сердце может иметь рефлекторный генез. Известно, например, что у людей, страдающих холециститом или желчнокаменной болезнью, могут возникать приступы стенокардии, которые бесследно проходят после удачной операции на желчных путях. Болевой синдром может вызвать спазм коронарных сосудов, а также нарушение субординационных взаимоотношений в проводниковой системе сердца с развитием аритмий.

Непосредственное повреждение миокарда. Этот путь нарушений деятельности сердца является наиболее частым. Микробы и их токсины, нарушение электролитного баланса, воздействие на сердце избытка гормонов, механические факторы и т. д. могут привести к развитию в сердце патологических процессов.

Необходимо заметить, что изолированный путь (либо только центрогенный, либо рефлекторный, либо непосредственный) встречается крайне редко. Обычно наблюдается комбинация факторов. Это положение можно рассмотреть на примере такого патологического процесса, как тампонада сердца, т. е. сдавление сердца жидкостью, скопившейся в полости перикардиальной сумки (при экссудативном перикардите или в результате проникающего ранения сердца). В данном случае имеет место непосредственное повреждение миокарда. В результате нарушается диастола сердца, поскольку миокард не может полноценно расправиться. Согласно закону Франка - Старлинга неполноценное растяжение сердца кровью во время диастолы ведет к ослаблению его сокращения в период систолы: в сочетании с уменьшенным диастолическим наполнением это приводит к уменьшению сердечного выброса, нарушению питания периферических органов, в частности головного мозга. Ишемия нервных центров влечет за собой нарушение регуляции сердечной деятельности (включение центрогенного фактора). В связи с неполноценной диастолой желудочков повышается давление в предсердии и в венозной части кровеносной системы, в частности в устье полых вен, что рефлекторно обусловливает тахикардию (рефлекс Бейнбриджа). Растяжение перикарда вызывает рефлекторную брадикардию (и в ряде случаев - остановку сердца). Таким образом, на определенном этапе развития тампонады сердца важную роль начинает играть рефлекторный путь нарушения сердечной деятельности.

Аналогичные примеры можно привести, анализируя и другие патологические процессы, например стенокардию. Возникнув рефлекторным путем при желчной или печеночной колике, спазм коронарных сосудов вызывает нарушение обмена в миокарде, следствием чего является ослабление сократительной способности сердца, уменьшение сердечного выброса, снижение уровня кровоснабжения высших вегетативных центров и расстройство регуляции деятельности сердца.

Таковы основные пути нарушения деятельности сердца. Но независимо от способа альтерации сердечной мышцы изменения ее функции обусловлены образованием некротических участков в миокарде, нарушениями ритмической активности и развитием сердечной недостаточности. Несмотря на то, что эти проявления взаимосвязаны и встречаются в клинической практике чаще всего комбинированно, каждый из данных патологических процессов представляет собой значительный раздел кардиологии, поэтому и патогенез их рассматривается отдельно.

Сердечные аритмии

Аритмии (от греч. arrhythmia - отсутствие ритма) - нарушения частоты либо последовательности или силы сердечных сокращений, возникающие в результате патологии основных свойств миокарда: автоматизма, возбудимости, проводимости и сократимости.

Классификация аритмий проводится в зависимости от того, нарушение какого именно свойства сердечной мышцы лежит в основе возникновения данной аритмии.

Патология сердечного автоматизма.

Этот вид аритмии заключается в изменении деятельности синоаурикулярного узла и нарушении субординационных взаимоотношений в проводниковой системе сердца. Основными нарушениями проявлений автоматизма являются:

1. Синусовая тахикардия. Она проявляется учащением сердечного ритма, превышающим границы относительной нормы для данного возраста при спокойном положении тела, при импульсации, исходящей из синоаурикулярного узла. Причинами синусовой тахикардии могут быть: усиление симпатических или ослабление парасимпатических влияний на миокард, а также непосредственное раздражение синусового узла токсическим, пирогенным и другими агентами. Синусовая тахикардия не представляет самостоятельной патологии, но указывает на изменение регуляции сердечной деятельности. Появление синусовой тахикардии в экстремальных состояниях (шок, коллапс и т. д.) является благоприятным прогностическим признаком, так как свидетельствует о сохранении определенных резервных сил сердца.

2. Синусовая брадикардия - это урежение сердечного ритма ниже границ относительной нормы для данного возраста при спокойном положении тела, при импульсации, исходящей из синоаурикулярного узла. Синусовая брадикардия может возникнуть из-за усиления парасимпатических или ослабления симпатических влияний на миокард, а также в результате непосредственного угнетения деятельности синусового узла токсическими агентами. Появление синусовой брадикардии в экстремальных состояниях является неблагоприятным прогностическим признаком, так как свидетельствует об угнетении сердечной деятельности и истощении функциональных резервов сердца.

3. Синусовая аритмия. Проявляется периодически сменяющими друг друга учащениями и урежениями сердечного ритма при сохраненной синусовой импульсации. Она связана с периодическим изменением тонуса блуждающих нервов (повышение на выдохе и снижение на вдохе). В норме синусовая аритмия незаметна, так как она корригируется центральными нервными влияниями, но в условиях глубокого сна, наркоза, когда ослабевают корковые влияния, а также в раннем детском возрасте, когда не до конца сформированы центральные механизмы, она может быть выраженной. Появление синусовой аритмии при шоке, коллапсе и других экстремальных состояниях является неблагоприятным прогностическим признаком, так как свидетельствует о глубоких нарушениях в деятельности центральной нервной системы.

4. Узловой ритм. Состояние, при котором вследствие подавления деятельности синоаурикулярного узла роль водителя ритма берет на себя атриовентрикулярный узел. При этом темп сердечных сокращений резко замедляется (с 70-90 до 40- 60 уд./мин). Причинами возникновения узлового ритма могут быть различные факторы (токсины микробов, химические яды, ишемия), резко угнетающие деятельность синоаурикулярного узла и делающие его импульсацию более редкой, нежели импульсация узла Ашоф-Тавара. Импульсация из атриовентрикулярного узла распространяется как вниз на желудочки, так и вверх на предсердия. При достаточно низком расположении водителя ритма (нижняя часть атриовентрикулярного узла) может наступить такая ситуация, когда и предсердия, и желудочки возбудятся и сократятся. одновременно. Произойдет столкновение двух волн крови - “закупорка предсердий”, вследствие чего сердечный ритм нарушится еще больше и даже может наступить мерцание предсердий. Клинически закупорка предсердий проявляется резкими перебоями в деятельности сердца, головокружением и даже обмороком.

5. Идиовентрикулярный ритм. Это нарушение сердечного ритма возникает в том случае, когда патогенный агент глубоко повреждает не только синусовый, но и атриовентрикулярный узел и роль водителя ритма берут на себя желудочковые центры автоматизма. Ритм резко урежается (10-30 уд./мин): часто возникают явления закупорки предсердий; резко нарушается гемодинамика.

Патология возбудимости.

Среди аритмий этой группы важное значение в клинике имеют: экстрасистолия, пароксизмальная тахикардия и мерцательная аритмия.

Экстрасистолия (возникновение экстрасистолы) - внеочередное сокращение сердечной мышцы, которое возникает в ответ на возбуждение, исходящее из гетеротопного (эктопического) очага, т. е. центра, расположенного вне области номотопного водителя ритма. Исключение составляют синоаурикулярные экстрасистолы, исходящие из области синусового узла, хотя и в этом случае их источником является не ядро пейсмекера, а расположенные в окружении его и в норме нефункционирующие группы клеток, обладающие способностью к спонтанной автоматии. В основе экстрасистолы лежит появление “тока повреждения”, возникающего вследствие разности потенциалов двух соседних волокон или групп волокон. Эта разность потенциалов может быть результатом любого нарушения обмена веществ в миофибриллах, ведущего к изменению ионного баланса клетки. Такие изменения метаболизма могут быть результатом самых различных воздействий на миокард, начиная от изменения уровня его нейрогуморальной регуляции и заканчивая тяжелой альтерацией при инфаркте или миокардите. Иначе говоря, экстрасистолия может сопровождать любой патологический процесс в миокарде.

В качестве основных выделяют следующие три мембранных механизма развития экстрасистол:

1. Под влиянием различных повреждающих факторов может измениться стабильность величины потенциала покоя с появлением волн деполяризации. В том случае, если трансмембранный потенциал понизится до значений, равных пороговому потенциалу, активируется система входящих токов, что приводит к генерации внеочередного возбуждения. Уменьшение трансмембранного потенциала приводит к удлинению периода сверхнормальной возбудимости сердца, что создает условия для образования экстрасистол.

2. Дестабилизация потенциала покоя инфарктного кардиомиоцита легко происходит при непосредственном контакте его с альтерированной клеткой за счет прямого действия токов повреждения (рис. 73, Б).

3. Появление потенциалов действия разной длительности в соседних кардиомиоцитах (рис. 73, В). В этом случае появление внеочередной волны возбуждения в инфарктном кардиомиоците аналогично по происхождению токам повреждения.

В зависимости от локализации эктопического очага различают синусовые, предсердные, атриовентрикулярные, левожелудочковые, правожелудочковые и перегородковые экстрасистолы.

Одиночная экстрасистола не вызывает серьезных расстройств гемодинамической функции сердца и клинически проявляется ощущением “перебоя” сердечной деятельности. Множественные экстрасистолы, и тем более политопные, т. е. исходящие из нескольких эктопических центров, могут серьезно нарушить функционирование сердечной мышцы. Это связано с двумя особенностями экстрасистолы:

1) Во-первых, многие экстрасистолы гемодинамически малоэффективны, поскольку процесс внеочередного возбуждения сердечной мышцы может возникать в различные фазы возбудимости сердечного цикла. Понятно, что, возникнув в фазы сверхнормальной и нормальной возбудимости, внеочередное сокращение будет близко по гемодинамической эффективности к номотопным систолам. В период рефрактерности, напротив, заметным оказывается только биоэлектрический компонент возбуждения, не сопровождающийся моторным актом. В этих случаях развивается дефицит пульса. Периоды эффективной рефрактерности различны для разных отделов сердца (рис. 74). В частности, отмеченные в сердечном цикле моменты Y и Х соответствуют периодам нормальной возбудимости желудочков сердца, в течение которых возникнувшая внеочередная волна возбуждения может обусловить гемодинамически эффективную систолу.

Показано, что даже при одиночной экстрасистоле в момент ее возникновения кровоснабжение головного мозга может уменьшиться на 40%. Естественно, что множественная экстрасистолия может привести к значительному уменьшению сердечного выброса.

2) Во-вторых, после экстрасистолы следует компенсаторная пауза, т. е. удлиненная диастола, в период которой миокард невосприимчив к номотопному импульсу, а его реакция на гетеротопную импульсацию резко извращена вплоть до появления пара-биотических фаз. В том случае, если последующая экстрасистола приходится на компенсаторную фазу предыдущей, может возникнуть фибрилляция желудочков сердца.

Пароксизмальная тахикардия проявляется внезапным признаком учащения сердечного ритма. Число сердечных сокращений при этом может превышать 200 уд./мин. Приступ длится от нескольких секунд до нескольких часов и так же внезапно обрывается, клинически он проявляется ощущением сердцебиений, нехваткой воздуха, головокружением, общей слабостью, в отдельных случаях - потерей сознания. Измерение артериального давления в период приступа пароксизмальной тахикардии показывает значительное изменение (уменьшение) величины пульсового давления за счет снижения максимального.

Пароксизмальная тахикардия наиболее часто встречается при ишемических поражениях миокарда, а также при коронарокардиосклерозе. Патогенетически она представляет собой разновидность экстрасистолии, при которой частота самовозбуждения эктопического очага настолько велика, что начинает навязывать сердцу свой ритм. Пароксизмальная тахикардия относится к тяжелым аритмиям:

1) Во-первых, при пароксизмальной тахикардии настолько значительно уменьшается ударный объем, что даже высокий темп сокращений сердца не в состоянии обеспечить нормальный минутный объем и происходит нарушение кровоснабжения периферических органов.

2) Во-вторых, при пароксизмальной тахикардии резко укорачивается диастола, т. е. период, в течение которого в миокарде осуществляется ресинтез макроэргических фосфорных соединений, развивается энергетическое истощение сердечной мышцы.

Мерцательная аритмия является одной из самых тяжелых форм нарушения сердечного ритма. Суть этой патологии сводится к тому, что миокардиальные волокна теряют субординацию с водителем ритма и связь друг с другом, в результате чего возникает дискоординированное сокращение сердечной мышцы, т. е. отдельные волокна или группы волокон возбуждаются или сокращаются асинхронно. Это состояние настолько нарушает правильную работу миокарда, что знаменитый французский клиницист Ж. Б. Буйо, одним из первых давший описание мерцательной аритмии, образно назвал ее “delirium corois” (“бред сердца”); фибриллирующие желудочки очень метко сравниваются с “клубком копошащихся червей”.

Причины возникновения мерцательной аритмии различны: поражение электрическим током, ревматический процесс, инфаркт миокарда, нарушение гормонально-электролитного баланса, появление тромба в полостях сердца. Во всех случаях развитие мерцательной аритмии свидетельствует о далеко зашедшем патологическом процессе.

Различают ряд форм мерцательной аритмии, которые входят в две основные группы: мерцание предсердий и мерцание желудочков. Принципиальная разница между двумя этими группами заключается в том, что с мерцанием предсердий люди могут жить годами, так как нарушение гемодинамической функции предсердий не вызывает летальных расстройств сердечной гемодинамики в целом, а мерцание желудочков приводит к немедленной гибели организма, поскольку сердце перестает функционировать как насос.

В патогенезе мерцательной аритмии лежат следующие механизмы: резкое укорочение рефрактерного периода кардиомиоцитов и как следствие этого повышение их возбудимости, замедление проведения возбуждения в сердце и резкое возрастание степени функциональной гетерогенности миокарда. Мерцательная аритмия может быть спровоцирована появлением одного или нескольких очагов гетеротопной активности, которые формируют распространение возбуждения в разных направлениях, образующих циркуляцию волн возбуждения. Для обозначения таких замкнутых волн возбуждения был применен термин “re-entry”. При условии, возникновения различий в длительности периодов рефрйактерности соседних кардиомиоцитоа возникают потоки возбуждения, которые распространяются с различной скоростью, отражаются от областей, находящихся в состоянии эффективной рефрактерности. Столкновение фронтов возбуждения приводит к их угасанию. Возникает хаотичное мерцание (рис. 75).

Если представить фибриллирующее сердце в виде мозаики кардиомиоцитов, то общая картина будет состоять из четырех элементов, в каждый момент времени меняющих свое положение. Первым элементом такой мозаики будут участки миокарда, находящиеся в состоянии абсолютной невозбудимости. Вторым элементом явятся участки, находящиеся в состоянии относительной рефрактерности. Только сверхмощные импульсы возбуждения способны вызвать электрическую реакцию этих участков. Третий элемент наиболее нестабилен - фаза экзальтации. Участки миокарда, находящиеся в этой фазе, легко возбуждаются и наиболее быстро передают распространяющуюся волну возбуждения к четвертому элементу - участкам миокарда, находящимся в состоянии нормальной возбудимости. В следующий момент времени соотношения этих четырех мозаичных элементов меняются - рефрактерные клетки становятся возбудимыми и некоординированное распространение волн возбуждения по миокарду продолжается. Прервать фибрилляцию возможно при помощи электрической дефибрилляции сердца.

Идея дефибрилляции базируется на необходимости привести максимально большее число кардиомиоцитов к одному и притом наиболее стабильному состоянию - фазе абсолютной рефрактерности, что обеспечит снижение гетерогенности миокарда. Если к мерцающему сердцу подвести достаточно мощный электрический импульс, то участки миокарда, способные к возбуждению, ответят на воздействие и перейдут в фазу абсолютной рефрактерности Участки миокарда, находящиеся в состоянии относительной рефрактерности, на предъявленный электрический стимул ответят электрическим эквивалентом возбуждения и также станут рефрактерны. В участках, находящихся в фазе абсолютной рефрактерности, мощный электростимул продлит это состояние. При усиленной дефибрилляции фаза абсолютной рефрактерности сменяется фазами относительной рефрактерности, сверхнормальной возбудимости и нормальной возбудимости. Появление номотопной активности в последние две фазы обеспечит восстановление сердечного ритма. При угнетении функции синусового узла успешная дефибрилляция может завершиться на фазе асистолии, что требует применения искусственных водителей ритма.

Патология проводимости.

В основе патологии проводимости лежит нарушение распространения процесса возбуждения по проводниковой системе сердца. Это нарушение может вызываться токсическими, ишемическими повреждениями миокарда, а также возникать вследствие резкого повышения тонуса блуждающих нервов, которые обладают свойством изменять проводимость в волокнах проводниковой системы. К нарушениям проводимости может привести также кардиосклеротический процесс, когда соединительная ткань “прерывает” те или иные проводниковые пути. Блоки проведения могут возникать на самых различных уровнях, но наибольшее значение в патологии имеют: поперечная блокада сердца, возникающая на уровне атриовентрикулярного узла; продольная диссоциация, когда блокируется одна из ножек пучка Гиса; арборизационный блок.