Почему погибшая в зоне инфаркта мышечная ткань не восстанавливается
Сразу же после острой коронарной окклюзии кровоток в сосудах, расположенных ниже места окклюзии, прекращается, за исключением небольшого коллатерального тока крови из пограничных сосудов. Зона миокарда, где кровоток отсутствует или настолько мал, что не может поддерживать жизнеспособность клеток, становится зоной инфаркта. Весь же патологический процесс называют инфарктом миокарда.
Вскоре после начала развития инфаркта некоторое количество крови начинает проникать в пораженную зону по коллатеральным сосудам. Это в сочетании с нарастающим расширением и переполнением местных сосудов приводит к застою крови в инфарктной зоне. Вместе с тем мышечные волокна используют последние порции кислорода, и гемоглобин крови в зоне инфаркта полностью восстанавливается. В связи с этим инфарктная зона приобретает характерный сине-коричневый цвет с переполненными кровью сосудами, кровоток в которых остановился. На более поздних стадиях увеличивается проницаемость сосудистых стенок, происходит выход жидкости, и ткани становятся отечными. Мышечные волокна тоже начинают набухать, что связано с нарушением клеточного метаболизма. Через несколько часов после прекращения кровоснабжения кардиомиоциты погибают.
Сердечной мышце требуется примерно 1,3 мл кислорода на 100 г ткани в минуту только для того, чтобы сохранить жизнеспособность. Сравните эту величину с нормальным снабжением левого желудочка в состоянии покоя, которое составляет 8 мл кислорода на 100 г мышечной ткани в минуту. Следовательно, если сохраняется 15-30% нормального уровня коронарного кровотока, характерного для состояния покоя, некроз клеток не происходит.
Субэндокардиальный инфаркт. Во внутренних, субэндокардиальных слоях миокарда инфаркт развивается гораздо чаще, чем в наружных, эпикардиальных слоях. Это можно объяснить тем, что субэндокардиальные мышечные волокна имеют неблагоприятные условия кровоснабжения, потому что кровеносные сосуды внутренних слоев миокарда подвергаются действию внутрисердечного давления. Происходит сдавливание (или компрессия) этих сосудов, особенно во время систолы желудочков. В связи с этим при нарушениях коронарного кровообращения первыми повреждаются субэндокардиальные участки сердечной мышцы, а затем патологический процесс распространяется к наружным, эпикардиальным участкам.
Причины смерти при острой коронарной окклюзии
Основными причинами смерти при острых инфарктах миокарда являются: (1) уменьшение сердечного выброса; (2) застой крови в сосудах малого круга кровообращения и смерть в результате отека легких, (3) фибрилляция сердца; (4) разрыв сердца (гораздо реже).
Систолическое растяжение в зоне ишемии сердечной мышцы
а) Уменьшение сердечного выброса. Систолическое растяжение и кардиогенный шок. Если часть миокардиальных волокон не сокращается, а другая — сокращается, но слишком слабо, насосная функция патологически измененных желудочков резко нарушается. Сила сердечных сокращений при инфаркте часто уменьшается даже в большей степени, чем можно было ожидать. Причиной этого является так называемый феномен систолического растяжения. На рисунке выше видно, что в то время как здоровые участки сердечной мышцы сокращаются, ишеминизированные участки, в которых мышечные волокна подверглись некрозу и не функционируют, вместо сокращения выбухают наружу под действием высокого внутрижелудочкового давления. Из-за этого сокращение желудочка становится малоэффективным.
Когда сократительная способность сердца снижается, и оно оказывается не в состоянии перекачивать достаточное количество крови в периферическую артериальную систему, развивается сердечная недостаточность и некроз периферических тканей в результате так называемой периферической ишемии. Это состояние называют коронарным шоком, кардиогенным шоком, сердечным шоком или недостаточностью сердечного выброса. Оно подробно изложено в следующей главе. Кардиогенный шок обычно развивается, если более 40% массы левого желудочка подверглось инфаркту, у 85% больных это приводит к летальному исходу.
Читайте также: Синтетическая нить для тканей
б) Застой крови в венозной системе. Когда насосная функция сердца снижается, возникает застой крови в предсердиях, а также в сосудах малого или большого круга кровообращения. Это приводит к увеличению капиллярного давления, особенно в капиллярах легких.
В первые несколько часов после инфаркта миокарда застой крови в венах не создает дополнительных трудностей для гемодинамики. Симптомы венозного застоя появляются через несколько дней по нескольким причинам. Резкое уменьшение сердечного выброса ведет к уменьшению почечного кровотока. Затем уменьшается почечный диурез. Происходит увеличение общего объема циркулирующей крови, и появляются симптомы венозного застоя. В этой связи у многих больных, состоянию которых в первые несколько дней, казалось бы, ничего не угрожает, внезапно развивается отек легких. Через несколько часов после появления первых легочных симптомов многие пациенты умирают.
Видео этиология, патогенез инфаркта миокарда
Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021
Почему погибшая в зоне инфаркта мышечная ткань не восстанавливается
В верхней части рисунка ниже слева показаны последствия острой коронарной окклюзии у больного с небольшой зоной ишемии миокарда, а справа— сердце с обширной зоной ишемии. Если зона ишемии небольшая, некроз мышечных клеток не происходит, но часть миокарда в зоне ишемии временно не функционирует, т.к. испытывает недостаток кислорода и питательных веществ.
Верхняя часть: небольшая зона и обширная зона коронарной ишемии. Нижняя часть: стадии выздоровления после перенесенного инфаркта миокарда
Если зона ишемии обширная, мышечные волокна в центральной ее части погибают в течение 1-3 ч, т.к. они полностью лишены кровоснабжения. Вокруг зоны некроза мышечные волокна оказываются не функционирующими, поскольку они не способны к сокращению, а также к проведению импульса.
И только вокруг зоны нефункционирующих волокон миокард сокращается, но слабо, т.к. находится в условиях умеренной ишемии.
а) Замещение некротизированного миокарда рубцовой тканью. В нижней части рисунке показаны последовательные стадии выздоровления после обширного инфаркта миокарда. Вскоре после окклюзии мышечные волокна в центре ишемической зоны подвергаются некрозу.
В последующие дни зона некроза увеличивается, т.к. многие волокна, расположенные вокруг некротизированного миокарда, также погибают от ишемии. В то же время состояние нефункционирующих кардиомиоцитов, лежащих по периферии, улучшается, поскольку они начинают получать кровоснабжение по развивающимся коллатеральным сосудам.
Затем в сроки от нескольких дней до 3 нед. большинство нефункционирующих кардиомиоцитов или полностью восстанавливаются, или погибают. Тем временем в зоне некроза начинает развиваться фиброзная ткань, т.к. ишемия стимулирует рост фибробластов. Таким образом, некротизированный миокард постепенно замещается фиброзной тканью.
Поскольку фиброзная ткань способна редуцироваться, через несколько месяцев рубец становится меньше.
К этому времени миокард, сохранивший работоспособность, гипертрофируется, что частично компенсирует потерю мышечной ткани в результате некроза. Благодаря этому сердце в течение нескольких месяцев частично или полностью выздоравливает после перенесенного инфаркта.
б) Значение покоя в лечении инфаркта миокарда. Степень некроза миокардиальных клеток зависит от степени ишемии и рабочей нагрузки на сердечную мышцу. Если сердце испытывает перегрузку во время физического труда или эмоционального напряжения, оно нуждается в большем количестве кислорода и питательных веществ.
Однако кровь, снабжающая по анастомозам ишеминизированную зону миокарда, должна также снабжать и другие, здоровые участки сердца. Когда активность сердца увеличивается и коронарные сосуды расширяются, большая часть крови устремляется к работающим кардиомиоцитам. Что касается зоны ишемии, то ее коллатеральное кровоснабжение уменьшается. Это явление получило название синдрома коронарного обкрадывания. Следовательно, одним из важнейших факторов в лечении больных с инфарктом миокарда является соблюдение абсолютного физического покоя.
Читайте также: У меня был рак мягких тканей симптомы
Видео этиология, патогенез инфаркта миокарда
Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021
Почему сердечная ткань не регенерирует?
Исследователи из Глэдстонского Института Сердечнососудистых Заболеваний (Gladstone Institute of Cardiovascular Disease) Калифорнийского Университета в Сан-Франциско расшифровали сложный процесс взаимодействия различных типов клеток во время образования сердца. Ранее считалось, что клетки сердечной мускулатуры (кардиомиоциты) активно делятся на этапе эмбриогенеза, но после рождения их способность пролиферировать навсегда утрачивается, и мышечные волокна растут путем гипертрофии. По какой причине это происходит, было неясно.
В последнем номере журнала Developmental Cell опубликована работа, в которой авторы показали, что причина остановки пролиферации кардиомиоцитов кроется в других клетках, всегда находящихся рядом с ними – фибробластах. Именно фибробласты генерируют молекулярные сигналы, определяющие, будут ли кардиомиоциты делиться или увеличиваться в размерах. Управление этими механизмами может позволить вызвать деление кардиомиоцитов в регенеративных целях, например, после инфаркта миокарда.
Клетка существует в трехмерном матриксе в окружении других клеток, постоянно обмениваясь с ними молекулярными сигналами. Эти межклеточные взаимодействия, активирующие внутриклеточные молекулярные системы, являются основой целостности и нормального функционирования ткани. При развитии сердца до рождения (в эмбриогенезе) клетки сердечной мышцы активно пролиферируют, формируя различные части сердца. После рождения они могут лишь увеличиваться в размерах, что не позволяет сердцу регенерировать после инфаркта и других повреждений. Ранее уже высказывались предположения о том, что сердечные фибробласты играют роль в эмбриогенезе сердца, однако ничего определенного известно не было.
Чтобы смоделировать процессы, происходящие в эмбриональном сердце, исследователи разработали новую методику совместного культивирования двух типов клеток in vitro. Наблюдая за сокультурами, ученые обнаружили, что в присутствии эмбриональных фибробластов кардиомиоциты активно делятся, в то время как фибробласты, выделенные из тканей взрослого сердца, не стимулируют деление эмбриональных фибробластов. Более того, оказалось, что фибронектин, коллаген и подобный эпидермальному ростовому фактору гепарин-связывающий белок (heparin-binding EGF-like growth factor) продуцируются исключительно эмбриональными сердечными фибробластами, и именно эти молекулы служат сигналом к делению кардиомиоцитов. Данные факторы осуществляют свое воздействие через рецептор, присутствующий на мембранах кардиомиоцитов – b1-интегрин. Исследователи подтвердили свои наблюдения, получив мышей с мутацией в гене b1-интегрина. В сердце у этих мышей наблюдалось недостаточное количество кардиомиоцитов, что приводило к истончению миокарда, нарушению функций органа и гибели плода до рождения.
«Мы обнаружили главное различие в функционировании эмбриональных и взрослых сердечных фибробластов. Эмбриональные фибробласты активируют пролиферацию миоцитов сердца, в то время как взрослые фибробласты способствуют гипертрофии кардиомиоцитов», сказал профессор Масаки Иеда (Masaki Ieda), возглавлявший работу. «Сейчас мы пытаемся найти способ вернуть взрослым фибробластам характеристики эмбриональных, чтобы индуцировать пролиферацию кардиомиоцитов во взрослом организме».
Фибробласты, пожалуй, наиболее распространенный тип клеток в организме. Они присутствуют практически во всех тканях и органах. По-видимому, их функции гораздо шире, чем предполагалось ранее, и исследователи еще только начинают понимать биологию фибробластов, их роль в эмбриогенезе и регенераторных процессах во взрослом организме.
Читайте также: Что такое декоративные ткани определение
Оригинальная статья: Masaki Ieda, Takatoshi Tsuchihashi, Kathryn N. Ivey, Robert S. Ross, Ting-Ting Hong, Robin M. Shaw, Deepak Srivastava. Cardiac Fibroblasts Regulate Myocardial Proliferation through β1 Integrin Signaling. Developmental Cell, 2009; 16 (2): 233-244 DOI: 10.1016/j.devcel.2008.12.007
NAME] => URL исходной статьи [
Код вставки на сайт
Почему сердечная ткань не регенерирует?
Исследователи из Глэдстонского Института Сердечнососудистых Заболеваний (Gladstone Institute of Cardiovascular Disease) Калифорнийского Университета в Сан-Франциско расшифровали сложный процесс взаимодействия различных типов клеток во время образования сердца. Ранее считалось, что клетки сердечной мускулатуры (кардиомиоциты) активно делятся на этапе эмбриогенеза, но после рождения их способность пролиферировать навсегда утрачивается, и мышечные волокна растут путем гипертрофии. По какой причине это происходит, было неясно.
В последнем номере журнала Developmental Cell опубликована работа, в которой авторы показали, что причина остановки пролиферации кардиомиоцитов кроется в других клетках, всегда находящихся рядом с ними – фибробластах. Именно фибробласты генерируют молекулярные сигналы, определяющие, будут ли кардиомиоциты делиться или увеличиваться в размерах. Управление этими механизмами может позволить вызвать деление кардиомиоцитов в регенеративных целях, например, после инфаркта миокарда.
Клетка существует в трехмерном матриксе в окружении других клеток, постоянно обмениваясь с ними молекулярными сигналами. Эти межклеточные взаимодействия, активирующие внутриклеточные молекулярные системы, являются основой целостности и нормального функционирования ткани. При развитии сердца до рождения (в эмбриогенезе) клетки сердечной мышцы активно пролиферируют, формируя различные части сердца. После рождения они могут лишь увеличиваться в размерах, что не позволяет сердцу регенерировать после инфаркта и других повреждений. Ранее уже высказывались предположения о том, что сердечные фибробласты играют роль в эмбриогенезе сердца, однако ничего определенного известно не было.
Чтобы смоделировать процессы, происходящие в эмбриональном сердце, исследователи разработали новую методику совместного культивирования двух типов клеток in vitro. Наблюдая за сокультурами, ученые обнаружили, что в присутствии эмбриональных фибробластов кардиомиоциты активно делятся, в то время как фибробласты, выделенные из тканей взрослого сердца, не стимулируют деление эмбриональных фибробластов. Более того, оказалось, что фибронектин, коллаген и подобный эпидермальному ростовому фактору гепарин-связывающий белок (heparin-binding EGF-like growth factor) продуцируются исключительно эмбриональными сердечными фибробластами, и именно эти молекулы служат сигналом к делению кардиомиоцитов. Данные факторы осуществляют свое воздействие через рецептор, присутствующий на мембранах кардиомиоцитов – b1-интегрин. Исследователи подтвердили свои наблюдения, получив мышей с мутацией в гене b1-интегрина. В сердце у этих мышей наблюдалось недостаточное количество кардиомиоцитов, что приводило к истончению миокарда, нарушению функций органа и гибели плода до рождения.
«Мы обнаружили главное различие в функционировании эмбриональных и взрослых сердечных фибробластов. Эмбриональные фибробласты активируют пролиферацию миоцитов сердца, в то время как взрослые фибробласты способствуют гипертрофии кардиомиоцитов», сказал профессор Масаки Иеда (Masaki Ieda), возглавлявший работу. «Сейчас мы пытаемся найти способ вернуть взрослым фибробластам характеристики эмбриональных, чтобы индуцировать пролиферацию кардиомиоцитов во взрослом организме».
Фибробласты, пожалуй, наиболее распространенный тип клеток в организме. Они присутствуют практически во всех тканях и органах. По-видимому, их функции гораздо шире, чем предполагалось ранее, и исследователи еще только начинают понимать биологию фибробластов, их роль в эмбриогенезе и регенераторных процессах во взрослом организме.
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом