3 курс / Общая хирургия и оперативная хирургия / Прогноз_хирургической_и_эндоваскулярной_коррекции_коронарного_атеросклероза
.pdfкардиохирургов и интервенционных хирургов [14, 21, 78, 125]. Знание закономерностей функционирования жизнеспособного миокарда и достаточно надежная неинвазивная его диагностика позволяют разрабатывать тактику ведения пациентов, перенесших инфаркт миокарда (ИМ)
иимеющих нарушение функции левого желудочка (ЛЖ). Преимуществом обладают методы прямой реваскуляризации, как хирургические, так и эндоваскулярные [131, 163, 185, 187, 212, 252, 261]. Они позволяют вернуть к нормальному сокращению практически все жизнеспособные кардиомиоциты. В условиях клиники, по мнению D. Jain и B. Zaret, «выбор оптимального метода для оценки жизнеспособности миокарда является вопросом для продолжения обсуждений …» [Шумаков В. И. и соавт., 2001]. Этот вопрос еще больше осложняется тем фактом, что ни один из применяемых методов не позволяет количественно оценить жизнеспособность миокарда или степень улучшения, которую можно ожидать после реваскуляризации. Сегодня выбор метода зависит от вопросов, поставленных клиницистами, и способности метода проводить локальную экспертизу. Исследования жизнеспособности миокарда у больных ИБС с тяжелой дисфункцией ЛЖ, осложненной недостаточностью кровообращения, чрезвычайно важны для определения тактики ведения больных
ипрогноза хирургического лечения [5, 207, 298, 300]. Риск послеоперационных осложнений у таких больных высок. В случае выявления жизнеспособности дисфункционального миокарда у таких больных хирургическая реваскуляризация может существенно улучшить качество жизни этих пациентов и функциональное состояние миокарда.
Поэтому очевидно необходимо на основе изучения диагностических аспектов миокардиального и коронарного резервов у больных ИБС при хирургической коррекции коронарного атеросклероза с помощью современных лучевых технологий разработать гемодинамические критерии оценки функционального состояния миокарда на основе построения математических моделей с целью прогнозирования эффективности хирургической и эндоваскулярной реваскуляризации левого желудочка.
ГЛАВА 1. КОНЦЕПТУАЛЬНЫЙ ВЗГЛЯД НА ПРОБЛЕМУ ДИАГНОСТИКИ И ОПЕРАТИВНОЙ КОРРЕКЦИИ КОРОНАРНОГО
АТЕРОСКЛЕРОЗА: ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1.Функциональное состояние миокарда левого желудочка
убольных ишемической болезнью сердца: история, патогенез, патофизиология, состояния — современная концепция
Патологический процесс определяется как «закономерная последовательность явлений, включающая защитно-приспособительные реакции и нарушения жизнедеятельности в разных сочетаниях, развивающихся под действием патогенного фактора» (Н. И. Лосев, 1995).
При ишемии в первую очередь страдают энергозатратные процессы. В результате этого происходит последовательное изменение свойств миокарда, которое является адаптацией миокарда к конкретной ситуации. Адаптацию миокарда к условиям ишемии можно разделить на два этапа: кратковременную «защитную» реакцию и длительную фазу «выживания» [307]. Первый этап может быть представлен в виде «ишемического каскада»: нарушение коронарной перфузии и доставки кислорода, истощение запасов основных энергетических субстратов, изменение механических свойств миокарда: нарушение сократимости и диастолического расслабления, изменение электрических свойств миокарда, появление ангинозных болей, некроз миокарда или реперфузия с развитием постишемической дисфункции.
Второй этап, фаза «выживания», обеспечивает самосохранение миокарда в том или ином состоянии в течение более или менее длительного времени. Такая защита проявляется рядом выявленных к настоящему времени состояний. В 1998 году L. M. Buja [36] были предложены варианты ответа миокарда на нарушение коронарного кровотока. В 2006 году А. Х. Каде и А. Н. Петровский на основе данной классификации предложили свою систематизацию форм реакций миокарда на ишемию [36]. К ним относятся: станнинг, гибернация, ишемическое прекондиционирование (раннее и позднее), феномен разминки (warm-up phenomenon), дистантное прекондиционирование, ишемическое посткондиционирование (ИП), инфаркт миокарда, ремоделирование (постинфарктное ремоделирование левого желудочка, постинфарктная аневризма ЛЖ). В зависимости от патогенеза выделены несколько типов дисфункции
22
при транзиторной ишемии: ишемия потребления, ишемия снабжения, смешанная ишемия.
Гибернация встречается у 40—50 % больных ИБС, у 75 % больных
снестабильной стенокардией и только у 28 % больных со стабильной стенокардией [36]. Термин «гибернация» заимствован из зоологии и означает адаптивное снижение потребления энергии за счет уменьшения активности организма в условиях снижения доставки энергоресурсов при зимней спячке [564]. В том, что касается ИБС, то под гибернацией миокарда понимают нарушение локальной сократимости ЛЖ в ответ на уменьшение миокардиального кровотока. Следовательно, наблюдаемое угнетение сократительной функции миокарда в рамках концепции ГМ рассматривается не как последствие стойкого энергодефицита, а как регуляторная реакция, которая позволяет избежать дефицита энергии и поддерживать целостность и жизнеспособность кардиомиоцитов [18]. Снижение обменных и энергетических процессов в сердечной мышце
сцельюсохраненияжизнеспособностикардиомиоцитовпозволилонекоторым исследователям назвать эту ситуацию либо «находчивое сердце» (Smart Heart), либо «самосохраняющееся сердце» (Self-preservasion Hert), либо «играющее сердце» (Playing Heаrt), а итальянские исследователи подобное состояние определили как «миокардиальная летаргия» [307].
Внорме трансмуральный кровоток, а следовательно, и регионарная сократительная функция сердечной мышцы неоднородны на разных уровнях (основание-верхушка) и в пределах одного уровня на разной глубине (субэндокард — субэпикард) [18, 224]. Проведенные исследования интракардиального утолщения миокарда показали, что около 67 % вклада в сокращение вносит внутренняя половина стенки. Кроме того, существует, хоть и незначительный, функциональный градиент на разных уровнях ЛЖ, с бóльшим систолическим утолщением в области верхушки по сравнению с базальными сегментами [536]. Неоднородность перфузии влияет на появление гетерогенности контрактильной функции, поскольку сократимость является главной детерминантой потребления кислорода и существует тесная взаимосвязь между ними. Регионарный кровоток больше в эндокарде, чем в эпикарде, и в верхушечной области, чем в базальной. Кроме того не следует забывать, что кровоток и сократимость подвержены значительной физиологической изменчивости не только в пространстве, но и во времени, с минимальными вариациями перфузии и контрактильности [547].
23
К настоящему времени исследованиями установлено, что сердечная мышца является гистологически неоднородной [355, 402]. На макромолекулярном уровне она связана с набором изоферментов миозина V1, V3 [581]. В экспериментах при помощи меченых антител было определено, что уже в одиночном кардиомиоците изоферменты V1 и V3 могут находиться в различных соотношениях. В свою очередь, от этого зависят все важнейшие механические характеристики кардиомиоцита, такие как отношение «сила/скорость», скорость развития напряжения, крутизна связи «длина-сила», скорость расслабления [363]. Обнаружено также, что неоднородность механического поведения саркомеров различна во времени, а гетерогенность миокарда значительна и на уровне совокупности (кластера) кардиомиоцитов и что даже в изометрическом режиме деформирование отдельных сегментов неодинаково. Именно такого рода неоднородность является одним из фундаментальных механизмов функционирования нормального миокарда [355]. Гетерогенность миокарда в несколько более крупном масштабе проявляется в специфической локальной кинетике стенки желудочка. В результате каждый сегмент сердечной мышцы сокращается по-своему. Следовательно, любое отклонение локальных сокращений от нормальных может рассматриваться как локальные нарушения сократимости [536].
Улучшение сократимости ЛЖ после реперфузии в результате проведенного АКШ было впервые отмечено в 1973 г. K. Chatterlee и соавт. [364]. Через 5 лет G. Diamond и соавт. [388] также впервые применили термин «гибернация» для характеристики функционального состояния ишемизированного миокарда собак. Изучая результаты коронарного шунтирования, S. Rahimtoola [564, 565] конкретизировал понятие «гибернация» как вызванное ишемией состояние сократительной дисфункции миокарда адаптивного характера, направленное на сохранение целостности
ижизнеспособности миокарда. Тогда же, основываясь на этих данных, он впервые предложил патофизиологическую концепцию ГМ. Следовательно, S. Rahimtoola более точно использовал термин «гибернирующий миокард» для описания ситуации длительной хронической ишемии, при которой сократимость и метаболизм сердечной мышцы, а в результате
ифункция левого желудочка снижаются в соответствии с уменьшением кровоснабжения, т. е. возникает новое равновесие, и тем самым предотвращается дальнейшее повреждение миокарда. В случае восстановления кровоснабжения пораженная сердечная мышца способна к восстанов-
24
лению нормальной, или близкой к таковой, контрактильной функции [252, 253]. В результате реваскуляризации дисфункционального миокарда значительно активизируется глобальная и локальная сократительная функция ЛЖ, это приводит к нормализации клинического состояния и таким образом к улучшению прогноза по сравнению с медикаментозной терапией. Таким образом, операция прямой реваскуляризации миокарда существенно повышает качество жизни пациентов, обладая выраженным антиангинальным эффектом [4, 78, 91, 98, 150, 169].
В дальнейшем понятие ГМ было популяризовано E. Brauwald и J. Rutherford, которые отмечали необходимость своевременного распознавания и терапии дисфункционального, но жизнеспособного миокарда посредством реваскуляризации [351]. В зависимости от скорости восстановления сократительной функции жизнеспособных участков миокарда предлагают выделять острую, подострую и хроническую гибернацию миокарда [129,195, 312]. При острой форме «спящего» миокарда его функция восстанавливается немедленно или в ближайшие сроки после реваскуляризации. При подострой форме, занимающей промежуточное положение, восстановление происходит через несколько месяцев, а при хронической — в течение года.
Таким образом, основные положения господствующей парадигмы можно сформулировать следующим образом:
—гибернация представляет собой хроническое обратимое нарушение, при котором возобновление сократительной функции миокарда происходит при восстановлении коронарного кровотока (в случае ИБС) и/или в случае снижения потребности миокарда в кислороде (при хронической перегрузке ЛЖ);
—гибернация характерна для жизнеспособного миокарда, обладающего остаточной сократимостью и коронарным резервом, который необходимо отличать от ткани, необратимо поврежденной в результате ИМ;
—гибернация характеризуется умеренным (не приводящим к некрозу) снижением коронарного кровотока [126].
Следовательно, патогенетической сущностью этого состояния является соответствие между сниженной функцией и сниженным кровотоком [171, 172].
В ряде лабораторий обнаружили, что господствующая к началу 80-х гг. концепция ишемии сердечной мышцы как дисбаланса между кровотоком (главной определяющей доставки энергии) и сократительной функцией
25
(главной определяющей энергопотребления) была недостаточно корректной для локального уровня [578]. В действительности оказалось, что снижение сегментарной сократимости пропорционально уменьшению регионарного миокардиального кровотока. J. Ross для описания этого феномена ввел понятие «перфузионно-сократительное соответствие», которое могло удерживаться в течение 5 часов при умеренном ограничении коронарной перфузии, с возможностью полного восстановления сократительной функции после реперфузии. Это позволило J. Ross разделить гибернацию на такие понятия как «кратковременная гибернация» и «хроническая гибернация» (гипотетическое состояние хронического «перфузионно-сократительного соответствия»). Границей, лежащей между кратковременной и хронической гибернацией, служит временной промежуток, а не патофизиологические признаки. Клинические наблюдения, где длительность нарушения сократительной функции неизвестна, рассматриваются как хроническая гибернация [439].
«Гибернация, длящаяся месяцы, годы (хроническая гибернация), — это состояние хронической контрактильной дисфункции у пациентов с коронарной недостаточностью, которое является полностью обратимым при реперфузии и может быть выявлено при клинических исследованиях» (S. Rahimtoola) [564, 627]. Если у пациента имеется хроническое ограничение коронарного кровотока (даже в отсутствии ранее перенесенного инфаркта), то оно превращается в постоянно действующий фактор, который способствует нарушению функционального состояния миокарда. Итогом будет развитие гибернации. В результате же восстановления коронарного кровотока в конкретном участке миокарда функция его также восстанавливается. Несомненно, это важный момент с точки зрения прогноза течения заболевания. Когда у пациента имеется «спящий» миокард, то прогноз оперативного лечения гораздо лучше [707].
Наиболее часто ГМ выявляется при следующих состояниях: стабильной (не более трети больных) или нестабильной (75 % больных) стенокардии, безболевой ишемии миокарда и ишемической кардиомиопатии [17, 27, 36, 40, 41]. Типичная ситуация, при которой развивается состояние «спящего» миокарда, возникает в клинической ситуации нетрансмурального ИМ или при окклюзии крупной коронарной артерии в случае хорошо развитых коллатералей [238, 239].
До сих пор окончательно не установлены тонкие молекулярные механизмы, ответственные за хроническую депрессию контрактильной
26
функции ГМ [345, 439]. Возможно, жизнеспособность кардиомиоцитов сохраняется благодаря механизмам регулирования их метаболической активности. В том, что касается биохимической стороны, то отношение «спящий» миокард — это гипометаболическое состояние для сохранения энергии [41, 36]. G. Heusch предложил наиболее полную концепцию трехэтапного развития гибернации [439]. Согласно этой модели на первом этапе, сразу после ухудшения коронарного кровотока, запускаются биохимические механизмы, снижающие сократимость и восстанавливающие энергетический баланс между доставкой энергии (кровотоком)
иэнергетической потребностью (сократимостью), но на этой же стадии развиваются ацидоз и снижение восприимчивости кардиомиоцитов к кальцию. Далее, в случае продолжающейся ишемии, усиливаются экспрессия некоторых генов и синтез контролируемых ими белков, что приводит к изменению количества и активности кальций-связывающих протеинов. Следовательно, дополняется или замещается начальный биохимический механизм депрессии сократительной функции миокарда. Критической стадией гибернации может стать апоптоз миокардиоцитов, что приводит к снижению массы функционирующего миокарда. Что, в свою очередь, на третьем этапе приводит к усилению экспрессии генов и синтеза белков, участвующих в апоптозе, индуцирующих запрограммированную клеточную гибель и тем самым улучшающих кровоснабжение сохранившихся кардиомиоцитов [439, 440].
Апоптоз — форма гибели клетки, проявляющаяся в уменьшении ее размера, конденсации и фрагментации хроматина, уплотнении наружной и цитоплазматических мембран без выхода содержимого клетки в окружающую среду. Другая форма гибели клеток, противопоставляемая апоптозу, — некроз. Некроз — это форма гибели клеток, которая развивается при воздействии внешних по отношению к клетке повреждающих агентов и неадекватных условий среды и проявляется набуханием клетки и разрывом наружной мембраны с выходом содержимого клетки наружу. Апоптоз протекает без лейкоцитарной инфильтрации
иперифокального воспаления, тогда как некроз всегда сопровождается высвобождением в окружающую ткань или системный кровоток медиаторов воспаления [243].
Одновременно при развитии гибернации обнаруживают усиление экспрессии генов и синтеза белков, вызывающих депрессию апоптоза, усиление пролиферации и цитопротекцию [441]. В конечном итоге
27
баланс или дисбаланс этих факторов будет определять темп прогрессирования хронической сердечной недостаточности (ХСН) у больных с ишемической дисфункцией.
Ряд авторов [415, 606] связывают гибернацию с воспалительным процессом в миокарде. По их мнению, гибернация — это активный динамический процесс, связанный с увеличением синтеза хемоаттрактантов мононуклеарных клеток и продолжающимся воспроизводством лейкоцитов, макрофагов моноцитарного происхождения, которые аккумулируются в нарушенном миокарде, индуцируя повреждения кардиомиоцитов и фиброз. В таком случае ранняя реваскуляризация может быть эффективной, хотя бы в плане подавления процесса повреждения [415].
При кратковременной ишемии, которая не приводит к гибели кардиомиоцитов, но сопровождается замедленным восстановлением функции сердца (от нескольких часов до дней), после возобновления кровотока возникает обратимое повреждение миокарда, названное оглушенным миокардом. Гибернация и оглушенность — различные состояния, общим для которых является обратимая сократительная дисфункция, а отличием снижение миокардиального кровотока при гибернации, в то время как при оглушении сегментарная перфузия полностью или почти полностью восстановлена [347, 348, 359].
G. Heyndrickx с соавт. в 1975 г., проводя эксперименты на сердцах собак, обнаружили, что локальная ишемия миокарда в течение 5 мин. приводит к снижению сократимости ЛЖ, которая сохраняется на протяжении последующих 3 ч. В случае полной окклюзии коронарной артерии (КА) в течение 15 мин. полное восстановление функции ЛЖ происходило только через 6 ч. и более. В результате этих экспериментов был сделан вывод о том, что короткий приступ ишемии не приводит к некрозу миокарда, а снижение сократимости миокарда после эпизода ишемии не было связано с нарушением кровотока в сосудах, подвергавшихся окклюзии или развитием очагов некроза. Такой феномен авторы объясняли сохранением нарушения механической функции миокарда с незначительным уменьшением кровотока в субэндокардиальных слоях сердечной мышцы по сравнению с субэпикардиальными слоями [126]. Некоторое время спустя E. Braunwald и R. Kloner [353] охарактеризовали такую задержку восстановления сократительной функции ЛЖ как состояние «оглушенности миокарда», или «stunned myocardium», в ан-
28
глоязычных публикациях. Оглушенный миокард может развиваться
вследующих условиях:
—в участках миокарда, прилегающих к участкам некроза;
—после временного повышения потребности миокарда в кислороде в участках, кровоснабжаемых частично стенозированной артерией;
—вследствие эффективной тромболитической терапии или перкутанного вмешательства при остром инфаркте;
—в случае неэффективных сокращений предсердий после восстановления синусового ритма у пациентов с мерцательной аритмией (увеличивается риск образования тромбов в предсердии), при отсутствии предсердной надбавки в диастолическое наполнение желудочков;
—при наложении дистальных анастомозов во время коронарного шунтирования;
—при оперативном вмешательстве на сердце, когда оно подвергается ишемии при пережатии аорты с последующей кардиоплегией, а затем реперфузируется;
—после эпизода субэндокардиальной ишемии во время физической нагрузки у собак с гипертрофией ЛЖ (даже в отсутствии окклюзии коронарной артерии);
—в экспериментах на изолированном сердце, которое подвергли действию ишемии и реперфузии или гипоксии с последующей реоксигенацией [126].
По мнению Е. Braunwald [352], характерным признаком «оглушенности» миокарда является наличие его диастолической дисфункции (ДД).
То, насколько обратимым будет ишемическе повреждение, прежде всего зависит от временных рамок ишемии и требует как можно более раннего ее устранения, так как этот процесс является началом прогрессивного изменения клеток, которое при естественной эволюции приводит к некрозу ткани. Следовательно, в стратегии защиты сердца от ишемии основополагающими моментами являются:
— замедление скорости развития ишемического повреждения
иперехода его в необратимую стадию при последующей реперфузии;
—проведение как можно более ранней реперфузии.
Именно поэтому проведение ранней реперфузии ишемизированного миокарда является вторым условием, необходимым для появления феномена «оглушения миокарда» [353]. Итак, оглушенный миокард — это состояние постишемической дисфункции миокарда ЛЖ, которое
29
сопровождается нарушением процессов расслабления-сокращения, клинически выражающихся в угнетении насосной деятельности сердца
исохраняющегося после реперфузии, несмотря на восстановление коронарного кровотока и отсутствие необратимых изменений в миокарде [347, 348, 517, 532]. Г. И. Сидоренко в 2003 г. [238] выделил следующие варианты оглушения миокарда:
1)предсердное оглушение — возникает в период после кардиоверсии;
2)тахикардиопатия — состояние, сопровождающееся снижением функции ЛЖ вслед за восстановлением синусового ритма;
3)микроциркуляторная дисфункция — микроваскулярная некомпетентность, медленная реканализация;
4)синдром невозобновления кровотока в микроциркуляторной системе миокарда (no-reflow) — дисфункция микрососудов, сопутствующая оглушению или гибернации миокарда.
Оглушенный миокард и реперфузия заслуживают особого внимания. Реперфузионный феномен заканчивается оглушенностью кардиомиоцитов, нарушением микроциркуляции, в частности эндотелия,
инеобратимыми изменениями кардиомиоцитов или их некрозом [626]. Миокардиальный «stanning» — наиболее благоприятное проявление реперфузионного феномена [317,475]. Феномен «no-reflow», или «феномен невосстановленного кровотока», состоит в отсутствии адекватного кровотока на уровне тканей после успешной реканализации инфарктобусловившей артерии. В результате лечение ИМ может оказаться полностью неуспешным либо осложниться развитием систолической дисфункции, формированием аневризмы сердца, увеличивая число случаев сердечной недостаточности и госпитальную летальность.
Этот феномен встречается после вмешательств на коронарных артериях: коронарографии, баллонной ангиопластики, стентирования, аортокоронарного шунтирования. В патогенезе феномена играет роль нарушение функции и морфологии эндотелия, реологии крови и ауторегуляции микрососудов [238]. Особое значение имеет микроэмболизация микроциркуляторного русла. Во время процедуры реваскуляризации частички атероматозных и тромботических масс устремляются в более дистальные сосуды, порой полностью перекрывая доступ крови в капилляры [120].
Дисфункция ЛЖ, вызванная оглушенным миокардом, как уже упоминалось выше, наиболее часто встречается при раннем применении
30