Факторы влияющие на коронарный кровоток
Регионарный коронарный кровоток сохраняется постоянным по мере снижения давления в КА ниже аортального во многих ситуациях, когда факторы, определяющие потребление кислорода миокардом, остаются неизменными. Этот феномен носит название «коронарная ауторегуляция». Когда давление падает ниже порога ауторегуляции, резистивные КА максимально расширяются по отношению к внутренним стимулам, и кровоток становится зависимым от давления, что способствует развитию субэндокардиальной ишемии.
Коронарный кровоток в покое при нормальных гемодинамических параметрах составляет в среднем 0,7-1,0 мл/мин/г и может увеличиваться в 4-5 раз вследствие вазодилатации. Возможность повышать кровоток по сравнению с покоем в ответ на фармакологическую вазодилатацию называют резервом коронарного кровотока. Кровоток в сердце при максимальной вазодилагации зависит от давления в КА.
Максимальная перфузия и резерв коронарного кровотока снижаются, когда уменьшается время диастолы, необходимое для перфузии субэндокарда (например, при тахикардии), или растет вклад компрессионного фактора, определяющего диастолическую перфузию (например, при преднагрузке). Резерв коронарного кровотока также снижается за счет всего, что повышает кровоток в покое, включая повышение значений гемодинамических факторов, определяющих потребление кислорода (систолическое давление, ритм сердца и сократимость) и снижение артериальной доставки кислорода (анемия и гипоксия).
Таким образом, при определенных обстоятельствах субэндокардиальная ишемия может развиваться даже при нормальных КА. Изначально считалось, что нижний порог давления для ауторегуляции составляет 70 мм рт. ст., однако эксперименты на собаках в терминальном состоянии, но находящихся в сознании показали, что коронарный кровоток может автоматически регулироваться при среднем давлении в КА до 40 мм рт. ст. (диастолическое давление — 30 мм рт. ст.).
Эти уровни давления в коронарной артерии (КА) подобны тем, что зарегистрированы с помощью проводниковых микроманометров у людей без симптомов ишемии дистальнее хронической коронарной окклюзии. Нижний порог ауторегуляции повышается при тахикардии из-за необходимости увеличения кровотока, а также из-за уменьшения времени перфузии.
На рисунке ниже проиллюстрированы важные трансмуральные различия в нижнем пороге уровня давления ауторегуляции, которые обусловливают повышение уязвимости субэндокарда при ишемии. Субэндокардиальный кровоток наблюдается в основном в фразу диастолы и начинает снижаться при среднем давлении в КА < 40 мм рт. ст..
Для сравнения: субэпикардиальный кровоток сохраняется в течение всего сердечного цикла и не снижается до падения давления в КА < 25 мм рт. ст. Это различие напрямую связано с повышенным потреблением кислорода субэндокардом, что требует повышенного уровня кровотока в покое, и с более выраженными эффектами систолического сокращения на субэндокардиальный вазодилататорный резерв.
Трансмуральные различия в нижнем пороге уровня давления ауторегуляции приводят к повышению уязвимости субэндокарда при ишемии дистальнее коронарного стеноза. В условиях нормальной коронарной циркуляции фармакологически усиливаемого резерва коронарного кровотока не существует, но при некоторых обстоятельствах в условиях наличия фармакологически контролируемого резерва коронарного кровотока может происходить снижение коронарного кровотока ниже порога ауторегуляции.
В норме сердце поддерживает коронарный кровоток постоянным (А) поскольку регионарное коронарное давление варьирует в широких пределах,
когда факторы, определяющие потребление кислорода, остаются постоянными (красные линии).
При падении давления ниже предела ауторегуляции (40 мм рт. ст.) расширение субэндокардиальных сосудов становится максимальным, и развивается ишемия миокарда.
Во время вазодилатации (синие линии) кровоток усиливается в 4-5 раз по сравнению с нормальным уровнем АД в покое.
Коронарный кровоток останавливается при уровне давления выше, чем в правом предсердии (РRA) (это называют давлением нулевого кровотока, Pf=0),
что представляет собой эффективное обратное давление кровотоку в отсутствие коронарных коллатералей.
После стресса (Б) факторы, которые повышают компрессию и определяют коронарное сопротивление или уменьшают время, доступное для перфузии, снижают максимальный кровоток при вазодилатации.
К тому же увеличение потребности миокарда в кислороде или уменьшение его содержания в артериях усиливает кровоток в покое.
Эти изменения снижают резерв коронарного кровотока, отношение между коронарным кровотоком при дилатации и в покое и способствуют развитию ишемии при более высоких уровнях коронарного давления.
ЛЖ — левый желудочек; САД — систолическое артериальное давление; ЧСС — частота сердечных сокращений.
а) Эндотелий-зависимое модулирование коронарного тонуса. Вклад эпикардиальных артерий в сопротивление коронарных сосудов обычно незначителен, но диаметр артерий широко изменяется под влиянием разнообразных паракринных факторов, выделяемых тромбоцитами, а также нейрогормональных агонистов, нервного возбуждения и локального напряжения сдвига, опосредованного сосудами. Наиболее общие факторы, связанные с сердечно-сосудистым заболеванием (ССЗ), обобщены в таблице ниже.
Чистый эффект многих из этих агонистов во многом зависит от наличия функционирующего эндотелия. Furchgott R.F. и Zawadzki J.V. впервые продемонстрировали, что в норме ацетилхолин расширяет артерии через эндотелий-зависимый фактор релаксации, который позднее был идентифицирован как NO. Он связывается с гуанилилциклазой и повышает уровень циклического гуанозин монофосфата (цГМФ), что ведет к расслаблению гладких мышц сосудов. Когда эндотелий удаляют, расширение в ответ на ацетилхолин сменяется вазоконстрикцией, отражая эффект сокращения гладких мышц сосудов под действием мускарина.
Последующие исследования показали, что резистивные КА также подвержены эндотелиальной модуляции диаметра и что ответ на физическое воздействие, например напряжение сдвига, а также на действие паракринных медиаторов различается в зависимости от размера резистивных сосудов. Основные эндотелий-зависимые биохимические пути, вовлеченные в регуляцию диаметра эпикардиальных и резистивных КА, представлены далее.
б) Оксид азота (эндотелий зависимый фактор релаксации). NO вырабатывается в эндотелиальных клетках путем ферментативного превращения L-аргинина в цитруллин с помощью NO-синтазы типа III. Эта реакция контролируется кальцием и кальмодулином и зависит от молекулярного кислорода, редуцированной формы NADPH, тетрагидроптерина, аденозиндифосфа-та (АДФ), флавинадениндинуклеотида и флавинаденин-мононуклеотида.
Эндотелиальный NO диффундирует в гладкие мышцы сосудов, где связывается с гуанилат-циклазой, повышая продукцию цГМФ и вызывая расслабление путем снижения внутриклеточного кальция. NO-управляемая вазодилатация усиливается циклическими или периодическими изменениями коронарного напряжения сдвига. Постоянная стимуляция активности NO-синтазы происходит в ответ на эпизодическое повышение коронарного кровотока, как, например, во время ФН, что также потенцирует расслабление под действием различных эндотелий-зависимых вазодилататоров.
NO-управляемая вазодилатация нарушается при многих патологических состояниях и у пациентов с одним или несколькими ФР ИБС. Эго происходит за счет инактивации NO с помощью супероксида, вырабатываемого в ответ на окислительный стресс. Подобная инактивация является признаком нарушенной вазодилатации, управляемой NO, при атеросклерозе, АГ и СД.
Повышенная уязвимость субэндокарда (Эндо) (красная кривая) по сравнению с субэпикардом (Эпи) (желтая кривая) при ишемии отражает тот факт,
что ауторегуляция истощается при более высоком коронарном давлении (40 мм рт. ст. vs 25 мм рт. ст.).
В субэндокарде это является результатом повышенного кровотока и потребления кислорода в покое,
а также повышенной чувствительности к систолическим компрессионным эффектам, поскольку субэндокардиальный кровоток возможен только в фазу диастолы.
Субэндокардиальные сосуды максимально расширяются ранее субэпикардиальных по мере снижения давления в коронарных артериях.
Эти трансмуральные различия могут усиливаться и далее при тахикардии или повышенной преднагрузке, которая снижает максимальную субэндокардиальную перфузию.
в) Эндотелий-зависимый гиперполяризующий фактор (ЭЗГФ). ЭЗГФ является у человека дополнительным механизмом коронарной микроциркуляции (МЦ) для отдельных агонистов (например, брадикинина), а также для вазодилатации, индуцируемой напряжением сдвига. ЭЗГФ вырабатывается эндотелием, гиперполяризует гладкие мышцы сосудов и расширяет КА за счет открытия управляемых кальцием натриевых каналов. Хотя точная биохимическая формула ЭЗГФ до сих пор не ясна, он представляет собой продукт метаболизма арахидоно-вой кислоты по эпоксигеназному пути цитохрома Р450. Наиболее вероятными кандидатами могут быть эпокси-эйкозатриеновая кислота и вырабатываемая эндотелием перекись водорода.
г) Простациклин. В результате метаболизма арахидоновой кислоты с помощью циклооксигеназы также может вырабатываться простациклин, который является коронарным вазодилататором при экзогенном введении. Есть доказательства того, что у человека простациклин способствует тонической вазодилатации КА. Тем не менее блокирование действия сосудорасширяющих про-стагландинов с помощью ингибиторов циклооксигеназы во время ишемии не угнетало кровоток дистальнее стеноза и не ограничивало потребление кислорода в ответ на усиление метаболизма, что свидетельствует о подавлении ингибирования другими компенсаторными механизмами расширения сосудов.
Сосудорасширяющие простагландины являются важными факторами, определяющими тонус коллатеральных коронарных сосудов, в отличие от самих резистивных сосудов, и блокирование циклооксигеназы снижает коллатеральную перфузию у собак.
д) Эндотелин. ЭТ-1, ЭТ-2 и ЭТ-3 — пептидные эндотелий-зависимые факторы констрикции. ЭТ-1 — мощный констриктор, получаемый при энзиматическом расщеплении молекулы предшественника (препроэндотелина) эндотелинпревращающим ферментом. В отличие от быстрого расслабления и восстановления гладких мышц сосудов под действием вырабатываемых эндотелием вазодилататоров (NO, ЭЗГФ и простациклина), констрикция, обусловленная ЭТ, является пролонгированной.
Изменение уровней ЭТ в основном происходит под транскрипционным контролем и обусловливает долгосрочные изменения вазомоторного тонуса КА. Эффекты ЭТ наступают при присоединении их как к ЭТA-, так и к ЭТВ-рецепторам. ЭТA-управляемая констрикция происходит в результате активации протеинкиназы С в гладких мышцах сосудов. ЭТВ-управляемая констрикция менее выражена и сбалансирована мощной ЭТВ-управ-ляемой эндотелий-зависимой продукцией NO и вазодилатацией. ЭТ не вовлечены в регуляцию коронарного кровотока в здоровом сердце, но могут изменять сосудистый тонус, когда концентрация ЭТ в кровотоке повышается при таких патологических состояниях, как СН.
- Возврат в раздел сайта "кардиология"
Оглавление темы "Кардиология.":