В аэробных условиях основными субстратами для синтеза АТФ являются свободные жирные кислоты, глюкоза и лактат, метаболизм которых в норме обеспечивает продукцию около 90 % общего количества АТФ. В результате каскада каталитических реакций из субстратов образуется ацетил-коэнзим-А. Внутри митохондрий в ходе цикла Кребса происходит его расщепление до СО2 и водорода. Водород переносится на дыхательную цепь и используется для восстановления молекулярного кислорода до воды. Энергия, образующаяся при переносе электронов по дыхательной цепи, в результате окислительного фосфорилирования трансформируется в энергию АТФ.
При ишемии уменьшается доставка кислорода тканям, что влечет за собой быстрый распад АТФ до АДФ и АМФ, а затем АМФ распадается до аденозина, ксантина и гипоксантина. Нуклеотиды через саркоплазматическую мембрану выходят в межклеточное пространство, что делает невозможным ресинтез АТФ. В условиях гипоксии активируется анаэробный синтез АТФ, субстрат которого - гликоген. Однако, в ходе гликолиза образуется меньше молекул АТФ. Он дает не более 7 % макроэргических фосфатов, необходимых для полноценной работы сердца.
В зоне ишемии снижается концентрация АТФ, его становится недостаточно не только для обеспечения сократительной функции миокарда, но и для поддержания градиентов концентрации ионов в кардиомиоцитах.
Развитие острой ишемии миокарда сопровождается выходом изоферментов креатинкиназы из поврежденных кардиомиоцитов и прогрессирующим снижением активности миозиновой АТФ-азы, следовательно - повреждением механизмов утилизации энергии. Таким образом, при ишемии даже недостаточное для обеспечения сокращения количество АТФ не может усваиваться полностью.
Активация гликолиза влечет за собой накопление лактата и развитие ацидоза. Следствием дефицита энергии и внутриклеточного ацидоза является нарушение АТФ-зависимых механизмов ионного транспорта, ответственных за удаление ионов кальция из кардиомиоцитов. Накопление кальция в митохондриях приведет к разобщению окислительного фосфорилирования и усилению дефицита энергии. Увеличение концентрации кальция в саркоплазме при недостатке АТФ способствует образованию прочных актино-миозиновых мостиков, что препятствует расслаблению миофибрилл, вследствие чего уменьшается растяжимость миокарда.
Дефицит АТФ и избыток ионов кальция в сочетании с повышением продукции и увеличением содержания в миокарде катехоламинов стимулирует "липидную триаду", включающую активацию липаз и фосфолипаз, детергентное действие неиспользованных в процессе окисления жирных кислот и активацию перекисного окисления липидов. Развитие "липидной триады" вызывает деструкцию липидного бислоя клеточных мембран. Повреждение мембранных структур сопровождается усилением проницаемости сарколеммы, мембран саркоплазматического ретикулума и митохондрий для ионов кальция. Если на начальных этапах ишемии перегрузка клеток ионами кальция возникает за счет внутриклеточного его перераспределения, то при повреждении сарколеммы ионы кальция начинают входить в клетку по градиенту концентрации из внеклеточного пространства. В связи с этим внутриклеточное содержание кальция резко возрастает, что приводит к контрактуре миофибрилл и их разрушению миофибриллярными протеазами.
Возникновение структурных изменений сарколеммы, вследствие которых клеточная мембрана утрачивает способность регулировать ионные потоки, делает ишемическое повреждение кардиомиоцитов необратимыми. Дальнейшее деструктивные изменения клеточных структур в основном обусловлены действием литических ферментов, которые выходят в саркоплазму вследствие разрушения мембран лизосом. В результате необратимого повреждения органелл клетки миокарда утрачивают функциональную активность и погибают.
Характер реакции клеток на ишемию определяется главным образом степенью сохранения редуцированного кровотока в зоне ишемии. Неоднородность ишемизированного миокарда по количеству доставляемого с кровью кислорода и субстратов метаболизма, притоку ионов кальция и выраженности вымывания кислых метаболитов обуславливают особенности нарушения структур и функции сердечной мышцы в зоне ишемии.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.