Насосная функция сердца. Оценка насосной функции сердца

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 03.02.2025

Сократимость миокарда - способность типичных(99%) КМ активно укорачиваться или развивать напряжение. Это св-во обеспечивает насосную ф-ию сердца. Мех-м сократимости:
Электрохим преобраз-я: 1) Генерация ПД, 2)Распростр ПД по Т-системе, 3)эл стимуляция зоны контакта Т-системы и саркоплазматического ретикулума, активация ферм, образ-е инозитол-3фосфата, повыш внутриклет конц Ca 2+ .
Химомеханич преобраз-я: благодаря снятию Ca 2+ топомиозиновой блокады актив центров F-актина, с ними взаимод миозиновые головки, кот соверш гребковые движ к центру саркомера. При взаимод с актином молекула миозина активирует ежесекундно гидролиз до 10 молекут АТФ, то приводит к отделению головки от актина. При послед гидролизе АТФ происход восстановление исход конформации миозиновой мо-лы =>ее головка снова может присоед к актиновой нити, но уже ближе к центру саркомера(каждый раз укорачивает саркомер на 1%). Для мах сокращ миозиновые мостики должны совершить 50 гребков.длинна саркомера в покое=2,5мкм; при сокращ=2-2,2мкм. Миофибрилла — нитевидная структура, состоящая из саркомеров. Внутри миоцита 10 3 миофибрилл.

Особенности сократимости миокарда:

1. Зависимость силы сокращения миокарда от силы стимула подчиняется закону «всё или ничего»

2. В зависимости силы сердечн. сокращений от частоты стимула наблюд. феномен «лестницы Боудича» - нарастание ССС по мере повыш. частоты стимуляции (хроноинотропный эффект вследствие того, что не весь Са удаляется в диастолу).

3. Сила сокращения желудочков прямо пропорциональна исходной длине мыш. волокон - чем больше расслабление в диастолу, тем сильнее сокращение в систолу - закон Франка-Старлинга.

4. Зависимость скорость-сила: чем больше нагрузка на сердце, тем оно медленнее сокращается

Методы оценки насосной функции сердца: ЭхоКГ и рентгеноконтрастная или изотопной вентрикулография. Фракция сердечного выброса - отношение ударного объема(объем крови, выбрасываемый желудочком сердца за одну систолу.) к конечно- диастолическому объему(бъём крови в желудочке в конечный момент наполнения (диастолы)).

Насосная функция сердца. Оценка насосной функции сердца

1 ФГАОУ ВПО «Казанский (Приволжский) федеральный университет институт физической культуры спорта и восстановительной медицины»

1. Ванюшин М.Ю., Ю.С. Ванюшин Адаптация кардиореспираторной системы спортсменов разных видов спорта и возраста к физической нагрузке. Казань: Изд-во ООО «Печать-Сервис XXI век», 2011. 138 с.

2. Ванюшин Ю.С. Компенсаторно-адапционные реакции кардиореспираторной системы: дис…. докт. биол. наук. - Казань, 2001. - 322 с.

3. Земцовский Э.В. Функциональная диагностика состояния вегетативной нервной системы. СПб.: Инкарт, 2004. 80 с.

4. Иванов В.С. «Основы математической статистики»: учеб. пособие для институтов физической культуры. М.: Физкультура и спорт, 1990. 165 с.

5. Пушкарь Ю.Т. Определение сердечного выброса методом тетраполярной грудной реографии и его метрологические возможности./ Ю.Т. Пушкарь, В.М. Большов, Г.И. Хеймец, и др.//Кардиология. - 1977. - Т. 27. №7. - С.85-90.

6. Савицкий Н.И. Биофизические основы кровообращения и клинические методы изучения гемодинамики. Л., 1974. 311 с.

7. Хайруллин Р.Р. Влияние физической нагрузки повышающейся мощности на показатели кардиореспираторной системы спортсменов с различными типологическими особенностями кровообращения./ Р.Р. Хайруллин, О.В. Косарева//Фундаментальные исследования. - 2011. - № 10. - С. 393 - 396.

8. Шхвацабая И.К. О новом подходе к пониманию гемодинамической нормы/ И.К. Шхвацабая, Е.Н.Константинов, И.А.Гундарев// Кардиология. - 1981. - Т. 21, №3. - С. 10-14.

Выявленные Н.И. Савицким [6], а в дальнейшем и другими авторами [1, 2, 7, 8] типы кровообращения подвели ученых к новому взгляду на исследование системы кровообращения. В основу деления на типы кровообращения (ТК) был положен расчет сердечного индекса (СИ), в результате которого группы испытуемых разделились на гипокинетический тип кровообращения (ГТК), характеризующийся низким значением СИ и относительно высокими величинами общего периферического сопротивления сосудов (ОПСС) и удельного периферического сосудистого сопротивления (УПСС); гиперкинетический тип кровообращения (ГрТК), который определяется высокими значениями СИ, ударного индекса (УИ), минутного объема кровообращения (МОК), ударного объема крови (УОК) и низкими ОПСС и УПСС; эукинетический тип кровообращения (ЭТК), занимающий промежуточное положение между вышеперечисленными типами кровообращения. Испытуемые, относящиеся к различным ТК, по-разному реагируют на функциональные нагрузки [3]. Однако в большинстве своем исследователи для изучения реакций системы кровообращения применяли одну из функциональных нагрузок.

Целью наших исследований было изучить влияние активной ортостатической пробы и велоэргометрической нагрузки повышающейся мощности на насосную функцию сердца в группах детей с различными типами кровообращения.

Материалы и методы исследований

В исследованиях принимали участие дети 9 - 12 лет мужского и женского пола, которые были разделены на четыре группы: 9 - 10 и 11 - 12 лет. Всего в обследовании участвовало 104 ребенка. В каждой возрастно-половой группе в зависимости от величины СИ исследуемые делились на три подгруппы с различными типами кровообращения: ГрТК - с высокими значениями СИ, ГТК - с низкими и ЭТК со средними значениями СИ. Определение типов кровообращения проводили по методике И. К. Шхвацабая с соавт. [8].

Физиологическая оценка состояния насосной функции сердца проводилась на основании анализа следующих показателей:

ЧСС - частоты сердечных сокращений, уд/мин;

УОК - ударного объема крови, мл;

МОК - минутного объема кровообращения, л/мин.

Показатели фиксировались в состоянии покоя, при выполнении ортостатической пробы и физической нагрузки повышающейся мощности на велоэргометре.

При активной ортостатической пробе испытуемые самостоятельно меняли положение лежа на положение стоя. Продолжительность ортостатической пробы у детей была ограничена до 5 минут. Показатели ЧСС, УОК и МОК фиксировались в положении лежа и стоя на каждой из 5 последующих минут.

На велоэргометре нагрузка подбиралась индивидуально из расчета 0.50, 1.00 и 1.50 Вт/кг. Частота педалирования была постоянной и равнялась 60 об/мин. Длительность каждой ступени составляла 3 мин, т.к. считают, что этого времени достаточно для наступления устойчивого состояния сердечно-сосудистой системы.

Статистическая обработка полученных результатов проводилась в соответствии с общепринятыми методами вариационной статистики [4]. Для оценки достоверности различий нами использовались значения критерия t Стьюдента.

Результаты исследований и их обсуждение

Изменение показателей насосной функции сердца в группах мальчиков 9-10 (n = 22) и 11-12 (n = 31) лет при активной ортостатической пробе (0) и физической нагрузке (ФН)

* - статистическая достоверность различий между результатами, полученными в условиях покоя и нагрузки;

٧ - статистическая достоверность различий между результатами групп детей гипокинетического и гиперкинетического типов кровообращения

Изменение показателей насосной функции сердца в группах девочек 9-10 (n = 25) и 11-12 лет (n = 25) при активной ортостатической пробе (0) и физической нагрузке (ФН)

Эукинетический тип кровообращения по изучаемым показателям занимал промежуточное положение.

При выполнении испытуемыми функциональных нагрузок ЧСС увеличивалась независимо от возрастно-половых особенностей и вида нагрузок. Однако степень увеличения ЧСС, выраженная в процентах, уменьшалась от гипокинетического к гиперкинетическому типу кровообращения. Причиной этого, на наш взгляд, явились исходно большие значения ЧСС перед нагрузкой у лиц с ГрТК. Из этого следует, что начальное состояние организма во многом определяет характер последующих его реакций. Эта зависимость в биологии и медицине известна как «закон исходного значения». Обнаружение нами связи между реакцией кровообращения на функциональные нагрузки и исходным состоянием показателей насосной функции сердца содержит в себе все свойства «закона исходного значения», который показывает, что чем выше исходная активность, тем менее выражена реакция на активирующие стимулы.

Показатели УОК и МОК в результате применения функциональных нагрузок в исследуемых группах изменялись разнонаправленно. Так, ударный выброс при ортостатической пробе в группах детей с ЭТК и ГрТК уменьшался на достоверную величину независимо от обследуемых возрастно-половых групп. Однако в группе детей с гипокинетическим ТК наблюдалась неизменность или тенденция к уменьшению УОК независимо от возрастно-половых особенностей детей исследуемых групп.

При физической нагрузке нарастающей мощности больший УОК оказались способны проявлять мальчики в возрасте 11-12 лет с ГТК и ЭТК. В остальных случаях повышение УОК носило недостоверный характер. Подключение механизма Франка-Старлинга при ГТК во время физической нагрузки свидетельствовало о более экономичном характере адаптации. А при гиперкинетическом ТК во время адаптации к физической нагрузке это происходило за счет ино- и хронотропной функции миакарда без подключения механизма Франка-Старлинга [3].

Сердечный выброс в наших исследованиях при ортостатической пробе уменьшался, а при выполнении физической нагрузки увеличивался в группах детей с ЭТК и ГрТК, кроме как в группе мальчиков с ГрТК. В группе детей с ГТК наблюдалось увеличение МОК при выполнении ими физической нагрузки, а при смене положения тела отмечалась тенденция к уменьшению МОК, но чаще всего нами регистрировалось увеличение сердечного выброса, особенно в результате применения физических нагрузок повышающейся мощности.

На основании полученных нами экспериментальных данных показателей МОК и УОК «закон исходного значения» получил следующую интерпретацию: исходно меньшим значениям этих показателей соответствовали менее выраженные изменения, а исходно большим - значительные.

Заключение

Шайхелисламова М.В., д.б.н., профессор, профессор кафедры анатомии, физиологии и охраны здоровья человека ФГАОУ ВПО «Казанский федеральный университет», Министерство образования и науки РФ, г. Казань;

Усенко В.И., д.б.н., профессор, зав. кафедрой «Фармакология и токсикология» ФГБОУ ВПО «Казанская государственная академия ветеринарной медицины им. Н.Э.Баумана», Министерство сельского хозяйства, г. Казань.

In connection with the growing prevalence of cardiovascular pathology, including heart failure, which in 40-49 % does not occur with echocardiography, other methods of assessing systolic function of the left ventricle are also necessary. Performing a pumping function, the heart pumps blood into the vascular system through the systole of the ventricles of the heart, which can be assessed using the analysis of mechanical systole using echocardiography (left ventricular ejection fraction - EF) and using the analysis of the electrical systole of the ventricles using electrocardiography (plateau phase index - AF). The presence of two approaches in assessing the systolic function of the ventricles of the heart provides both the control function of one method over the other and provides wide access to the population for early diagnosis of signs of systolic myocardial dysfunction. The method of evaluating the contractile function of the heart using electrocardiography showed a high correlation with the method of assessing systolic function of the left ventricle using echocardiography, both in the range of normal values and in the range of reduced systolic function. The wide availability of the electrocardiography method, the uniformity of the study, ensuring the absence of subjective influence on the result, the high correlation of the results of the assessment of systolic myocardial function with the echocardiography method, make it possible to widely use the assessment of the pumping function of the heart in medical practice using ECG.

Актуальность патологии органов кровообращения подтверждается статистическими данными заболеваемости, согласно которым общая заболеваемость системы кровообращения выросла за период 2016-2017 гг. на 2,3 % [1].

Патология сердечно-сосудистой системы занимает первое место и по заболеваемости, и по смертности. В структуре общей смертности по последним данным заболевания сердечно-сосудистой системы на Украине составляют 66 %, в России - 57 %, и в совокупности смерть забирает жизнь до 2 млн человек ежегодно 3.

Сердечно-сосудистая система - это одна из важнейших систем жизнеобеспечения, осуществляющая доставку всего необходимого клеткам организма. Сердце, по существу, выполняет насосную функцию по перекачке крови. Насосная функция сердца может быть проанализирована с позиций механической систолы (эхокардиография - ФВ левого желудочка) и с позиций электрической систолы (ЭКГ - индекс ФП). При этом следует учитывать, что ФВ левого желудочка зависит не только от состояния систолической функции левого желудочка, но и от состояния клапанного аппарата сердца. Электрическая же систола желудочков (Q-T) отображает в конечном счете сократительную способность кардиомиоцитов миокарда в целом, нарушение которой является источником формирования сердечной недостаточности. Оценка систолической функции миокарда желудочков сердца с помощью электрокардиографии при использовании систолического показателя (СП), длительности интервала Q-T, объединении нескольких методов проводилась и ранее 5. Однако эти способы (одни без должного обоснования со стороны биофизики, электрофизиологии и гидродинамики, другие из-за высокой трудоемкости, ограниченной доступности) не получили широкого применения в медицинской практике.

В современной медицине оценка систолической функции миокарда левого желудочка традиционно проводится в основном с помощью эхокардиографии, при этом применяется показатель механической систолы желудочков - фракция выброса (ФВ) левого желудочка [8, 9]. Однако эхокардиография имеет свои ограничения в виде отсутствия широкой доступности для всего населения, зависимости от профессионализма специалиста, расположения электродов, что влияет на точность измерения. Также существует сложность измерения ФВ в условиях тахикардии, что затрудняет точную оценку динамики систолической функции миокарда левого желудочка. Поэтому актуальными являются поиск и обоснование оценки систолической функции миокарда левого желудочка с помощью показателей электрической систолы, регистрируемой на ЭКГ, которая лишена приведенных выше недостатков эхокардиографии.

Учитывая, что в 40-49 % случаев у лиц с клиническими проявлениями сердечной недостаточности регистрируются нормальные показатели ФВ [10, 11], необходим дополнительный показатель, который позволял бы не только регистрировать состоявшуюся сердечную недостаточность, но и оперативно отслеживать динамику этой функции миокарда в процессе течения и лечения болезни. Целью настоящего исследования являлась необходимость обоснования дополнительного критерия в изучении систолической функции миокарда левого желудочка с помощью электрокардиографии, имеющей широкую доступность и простоту использования, высокую достоверность результатов и лишенной субъективного влияния на измерение при любой ЧСС.

Материалы и методы исследования

В исследование были включены результаты обследования людей различного возраста (от 4 до 78 лет), которым были выполнены эхокардиография и электрокардиография. Для исследования были отобраны 140 человек, которые были разделены на две группы, состоящие из лиц с нормальными показателями ФВ (УЗИ) и электрической систолы желудочков Q-T (ЭКГ) в количестве 100 человек и лиц с нарушением ФВ и Q-T в количестве 40 человек.

В процессе исследования, используя УЗИ сердца и ЭКГ, определяли фазу выброса левого желудочка (ФВ по Симпсону), фазу изгнания (ФИ) в ЭКГ, фазу плато (ФП) в потенциале действия (ПД) с проекцией на ЭКГ и проводили их анализ на совпадение получаемых результатов в оценке систолической функции желудочков сердца.

Результаты исследования и их обсуждение

Деятельность сердца осуществляется с использованием электрических механизмов формирования сердечных сокращений. Для одиночного кардиомиоцита его активность представлена в виде потенциала действия, отображенного на рис. 1.

Рис. 1. ПД одиночного кардиомиоцита

0 - Фаза деполяризации потенциала действия одиночного кардиомиоцита - (ПД). Фаза деполяризации мембраны одиночного кардиомиоцита длится от 1-2 до 5 мс.

1 - Фаза начальной быстрой реполяризации ПД. Длительность фазы начальной быстрой реполяризации в ПД обусловлена длительностью деполяризации всех кардиомиоцитов, отображаемых на ЭКГ комплексом QRS, и занимает всю фазу 1 ПД. Деполяризация начинается с верхушки и распространяется к основанию сердца, формируя комплекс QRS, который в свою очередь отображает фазу напряжения миокарда в цикле гемодинамики сердечного сокращения.

2 - Деполяризация всего миокарда желудочков сердца в виде комплекса QRS занимает в среднем от 50 до 100 мс, в цикле гемодинамики этот период называется фазой напряжения.

3 - Фаза медленной реполяризации, или фаза плато (ФП) ПД. Длительность ФП составляет в среднем для спокойного ритма около 250 мс. В этот период осуществляется изгнание крови из желудочков сердца в аорту, при этом выполняется насосная функция сердца. Фаза изгнания состоит из двух частей: фазы быстрого изгнания, совпадающей с фазой плато (до 120 мс), которая на ЭКГ отображается сегментом ST, и фазы медленного изгнания (до 130 мс), отображаемой на ЭКГ зубцом T, где вторая его половина совпадает с фазой конечной быстрой реполяризации ПД. В норме зубец Т обычно симметричный. Сократительную способность миокарда обеспечивают ионы Ca, максимально поступающие из внеклеточного пространства и из внутриклеточных структур, содержащих депо Ca, преимущественно в фазу плато. Конец фазы плато приходится на середину зубца Т. Поскольку сокращение миокарда возможно только при посредничестве Ca и его основной метаболизм совершается в фазе плато ПД, имеется возможность оценки сократительной функции миокарда через определение процентной доли фазы плато в фазе изгнания в целом.

4 - Фаза быстрой конечной реполяризации ПД. В эту фазу ПД снижается до -95, формируя потенциал покоя и завершая фазу медленного изгнания крови. Заключительная фаза медленного изгнания совпадает с фазой конечной быстрой реполяризации ПД и отображается на ЭКГ второй половиной зубца Т.

Электрическая систола желудочков, отображаемая на ЭКГ интервалом Q-T, по сути своей отображает потенциал действия (ПД) всех кардиомиоцитов, формируя определенное соответствие между ПД и ЭКГ, которое представлено на рис. 2.

Рис. 2. Сопряжение фаз ПД с фазами гемодинамики систолы желудочков и элементов ЭКГ

Отрезок (а). Фаза асинхронного напряжения миокарда, отображаемая на ЭКГ зубцами Q и вершиной восходящего колена зубца R, длительностью 50 мс.

Отрезок (б). Фаза изометрического напряжения миокарда, отображаемая на ЭКГ нисходящим коленом зубца R и зубцом S, длительностью 30 мс.

Отрезок (а + б). Фаза напряжения миокарда, обусловленная деполяризацией кардиомиоцитов всего миокарда, отображаемая на ЭКГ комплексом QRS, а на графике ПД она совпадает с фазой быстрой начальной реполяризации с длительностью от 50 до 100 мс в зависимости от ЧСС.

Отрезок (в). Фаза асинхронного сокращения миокарда, длящаяся по времени в среднем 120 мс. Отображается на ЭКГ сегментом ST.

Отрезок (г + д). Фаза изометрического сокращения миокарда, длящаяся по времени 130 мс и отображаемая на ЭКГ зубцом Т. Граница фазы плато с фазой быстрой конечной реполяризации проходит посередине зубца Т.

Отрезок (в + г). Часть фазы изгнания, находящейся в границах фазы плато.

Отрезок (в + г + д). Вся фаза изгнания, сопряженная с фазами ПД (фаза плато и фаза конечной быстрой реполяризации), с длительностью, зависящей от ЧСС; на ЭКГ представлена интервалом S-T.

Максимальное перемещение крови из желудочков в кровеносное русло осуществляется в фазу плато и завершается в фазу быстрой конечной реполяризации ПД. Основной пул кальция и действие механизма его внутриклеточного обмена приходится на фазу плато, занимающую определенную долю в фазе изгнания, обеспечивающую выполнение сократительной функции миокарда. Зная долю фазы плато в фазе изгнания, можно оценивать состояние систолической функции миокарда желудочков сердца, используя индекс фазы плато (индекс ФП). Индекс ФП позволяет оценивать физиологический баланс между электрической активностью кардиомиоцитов (ФП) и сердечной гемодинамикой (фаза изгнания).

Индекс ФП = (ФП/ФИ) * 100 %,

где ФП (фаза плато) = Q-T-QRS-1/2T и ФИ (фаза изгнания) = Q-T-QRS.

Основной задачей сердечной деятельности является обеспечение организма должным кровотоком в зависимости от его потребности. Это достигается удержанием насосной функции в стабильном состоянии вне зависимости от изменения ЧСС, что может быть продемонстрировано примерами электрокардиограмм при разных ЧСС.

Пример 1. Две ЭКГ одного человека с ЧСС 122 и 149, отображающие постоянство индекса ФП вне зависимости от ЧСС

Пример 2. Три ЭКГ одного человека, отображающие постоянство индекса ФП вне зависимости от ЧСС

Как видно из приведенных примеров, при изменении ЧСС сохраняется временной баланс между фазой плато и фазой изгнания, отображенный в индексе ФП.

Обязательным условием, ведущим к высокой достоверности оценки систолической функции миокарда желудочков сердца с помощью ЭКГ, является нормативный баланс между фактической и должной величиной интервала Q-T (Q-T/Q-Td * 100 = 100 ± 10 %) [12].

Вышеприведенная формула расчета индекса ФП ориентирована на лиц с нормальным показателем соотношения фактического и должного интервала Q-T.

Использование для оценки систолической функции желудочков сердца индекса ФП показало высокую корреляцию с показателями фракции выброса - ФВ. В сравнительном анализе корреляции ФВ с индексом ФП приняли участие 100 человек с нормативным значением ФВ и нормальным соотношением длительности фактической электрической систолы желудочков (Q-T) с должным значением Q-T (табл. 1).

Данные сравнения усредненных значений систолической функции левого желудочка по УЗИ и ЭКГ у лиц с исходно нормальной ФВ и нормальным интервалом Q-T

В связи с растущим распространением сердечно-сосудистой патологии, в том числе и сердечной недостаточности, которая в 40-49 % не проявляется при эхокардиографии, необходимо использование и других методов оценки систолической функции левого желудочка. Сердце, выполняя насосную функцию, нагнетает кровь в сосудистую систему через систолу желудочков сердца, оценка которой может быть проведена путем анализа механической систолы с использованием эхокардиографии (фракция выброса левого желудочка - ФВ) и путем анализа электрической систолы желудочков с использованием электрокардиографии (индекс фазы плато - ФП). Наличие двух подходов в оценке систолической функции желудочков сердца обеспечивает контрольную функцию одного метода над другим и широкую доступность населения к ранней диагностике признаков систолической дисфункции миокарда. Метод оценки сократительной функции сердца с помощью электрокардиографии показал высокую корреляцию с методом оценки систолической функции левого желудочка с помощью эхокардиографии, как в диапазоне нормальных величин, так и в диапазоне сниженной систолической функции. Широкая доступность метода электрокардиографии, унифицированность исследования, обеспечивающая отсутствие субъективного влияния на результат, высокая корреляция результатов оценки систолической функции миокарда с методом эхокардиографии позволяют широко использовать оценку насосной функции сердца в медицинской практике с помощью ЭКГ.

3. Чазова И.Е., Ощепкова Е.В. Борьба с сердечно-сосудистыми заболеваниями - проблемы и пути их решения на современном этапе // Вестник Роздравнадзора. 2016. № 5. С. 7.

6. Малов Ю.С., Борисов И.М., Галова Е.П., Яровенко И.И. Диагностические возможности электрокардиографии систолической сердечной недостаточности // Вестник Российской Военно-Медицинской академии. 2018. № 3 (63). С. 86-89.

7. Суржиков П.П. Возможности определения сократительной способности миокарда методом спироартериокардиоритмографии // Международный журнал экспериментального образования. 2014. № 11-1. С. 46-48.

9. Lang R.M., Bierig M., Devereux R.B., Flachskampf F.A., Foster E., Pellikka P.A., Picard M.H., Roman M.J., Seward J., Shanewise J., Solomon S., Spencer K.T., Sutton Martin St. John, Stewart W. Рекомендации по количественной оценке структуры и функции камер сердца» // Приложение 1 к Российскому кардиологическому журналу. 2012. № 3 (95). С. 15.

10. Бакалец Н.Ф. Сравнительный анализ хронической сердечной недостаточности с сохраненной и сниженной фракцией выброса левого желудочка // Проблемы здоровья и экологии. 2012. № 1 (31). С. 112-116.

12. Воробьев Л.В. Метод определения должного значения интервала Q-T не требующего дополнительной коррекции по ЧСС // Научное обозрение. Медицинские науки. 2019. № 2. C. 42-47.

13. Малов Ю.С. Удлинение систолы желудочков - признак нарушения сократительной функции миокарда // Вестник Санкт-Петербургского университета. 2016. № 1. С. 5-7.

Таблица 1 Таблица 2 Таблица 3

The incidence and prevalence of cardiac failure is increasing in the Netherlands due to the fact that the cardiovascular mortality decreases and the number of elderly increases. In spite of the rapid growth of knowledge about pump failure, morbidity and mortality remain high. In this review the pathology and the aetiological factors are discussed and, considering diagnosis, history taking, physical examination and laboratory work up are elucidated. Treatment of acute and chronic pump failure is reviewed, with special attention to the place of newer drugs as angiotensin converting enzyme inhibitors, alpha receptor blocking drugs and calcium antagonists.

Др. A.P.M. Gorgels, Dep. Cardiology, Cardiovascular Institute, Academic Hospital Maastricht, Netherlands.

Н едостаточности насосной функции в послeдние годы уделяется большое внимание. Причин этому несколько. Число пациентов с недостаточностью сердечной функции увеличивается из-за снижения сердечно-сосудистой смертности и увеличения в обществе доли пожилых людей. Кроме того, недостаточность насосной функции влияет на качество жизни не только из-за тяжести проявлений, но и из-за изменения образа жизни: диетические меры, ограничение потребления жидкости, строгий распорядок дня и прием медикаментов. И, наконец, стали доступными фармакологические и другие средства, которые благоприятно влияют на ожидаемую продолжительность и качество жизни.
Недостаточность насосной функции - синдром, обусловленный различными причинами с общими гемодинамическими, нейрогуморальными и клиническими формами проявления. Благодаря этому возможен общий медикаментозный подход. Для выработки адекватного подхода необходимо определить основную причину заболевания (табл.1).

Распространенность

В Голландии распространенность сердечной недостаточности составляет менее 1% на 5-м десятилетии жизни и доходит до 11% у пациентов старше 80 лет. В возрасте моложе 75 лет заболеваемость женщин ниже. После этого возраста появляется "догоняющий" эффект. Число госпитализаций по поводу сердечной недостаточности в Голландии в 80-х годах увеличилось примерно на 70% как среди мужчин, так и среди женщин. При этом играют роль как увеличение заболеваемости, так и длительность выживаемости.

Патофизиология

Адаптация, дезадаптация, реадаптация

Недостаточность насосной функции проявляется сниженной толерантностью к нагрузке и/или застоем, возникающим вследствие недостаточного минутного объема сердца, несмотря на повышенное наполняющее давление в одном или обоих желудочках.
Причиной является недостаточная функция и/или повышенное требование к желудочкам (рис. 1). Если нагрузка на желудочке умеренная, как в случае небольшого инфаркта или легкой гипертензии, то адаптация не возникает. Если нагрузка выражена более сильно, то пораженный желудочек будет функционально и морфологически адаптироваться, что определяется клинически, однако при этом отсутствуют признаки застоя. Примерами являются инфаркт миокарда с компенсаторной гипертрофией непораженного миокарда, гипертензия с гипертрофией левого желудочка и недостаточность аортального клапана с увеличенным левым желудочком.
Несмотря на отсутствие симптомов, эта фаза не всегда безобидна: гипертрофия левого желудочка уже сама по себе ассоциируется с повышенной смертностью. Важно, что распознавание заболевания во время фазы адаптации позволяет предупреждать недостаточность насосной функции.
Когда патология достаточно тяжелая, возникает фаза дезадаптации, при которой развиваются проявления застоя. После лечения они могут полностью исчезать, однако признаки адаптации сохраняются.

Гемодинамика

В нормальных физиологических условиях в конце диастолы объем возрастает до 100 мл. Из них 70 мл выбрасывает левый желудочек за 1 сокращение. Таким образом, фракция выброса составляет 70%. Минутный объем сердца составляет 70 раз по 70 мл: примерно 5 л. В конце диастолы давление еще низкое: 5 - 20 мм рт. ст. Это происходит из-за того, что мышечная стенка мягко подается под действием поступающей крови; ее податливость высока.
Потеря миокарда, объемная перенагрузка и высокая частота сокращений желудочков ведут к систолической потере функции (уменьшению ударного объема). Из-за этого увеличивается остаточный объем, а также повышается диастолическое давление. Для того чтобы наполнить левый желудочек, правый желудочек и левое предсердие должны развивать более высокое давление.
Систолическая дисфункция является также конечной стадией перегрузки давлением. Ей часто предшествует эпизод диастолической дисфункции.
Диастолическая потеря функции заключается в том, что из-за менее растяжимого миокарда необходимо более высокое давление наполнения. Его также обеспечивают правый желудочек и левое предсердие. Если левое предсердие при фибрилляции предсердий не справляется со своими обязанностями, то это часто переносится плохо.
Диастолическая дисфункция возникает из-за снижения пассивной эластичности, обусловленного, с одной стороны, гипертрофией и фиброзом, с другой стороны, уменьшением расслабления, в частности из-за ишемии или кальциевой перегрузки миофибрилл.
Недостаточность митрального клапана приводит к перегрузке правого желудочка и левого предсердия из-за обратного течения фракции ударного объема. При стенозе митрального клапана возникает аналогичная ситуация, поскольку существует препятствие поступлению крови в левый желудочек.
При тахикардиях (например, при фибрилляции предсердий) из-за короткой диастолической фазы также может возникнуть ограничение наполнения.
Повышенное давление в легочной циркуляции (рис.2) ведет к увеличению объема крови в сосудах легких, выпотеванию жидкости в интерстиций и альвеолы.
В конечном итоге происходит морфологическая адаптация в ложе легочных сосудов - пролиферация интимы и гипертрофия медии. Это препятствует выпотеванию жидкости и манифестный отек легких будет возникать менее часто. Нагрузка объемом и давлением теперь в большей степени приходится на долю правого желудочка, при этом будет нарастать его декомпенсация, результатом чего является застой в венозной части циркуляции.
Декомпенсация правой половины сердца, таким образом, в большинстве случаев является следствием систолической или диастолической дисфункции левого желудочка. Важнейшими причинами первичной недостаточности правого желудочка являются хронические обструктивные заболевания легких, эмболии легочных артерий, инфаркт левого желудочка и врожденная патология.

Нейрогуморальные факторы

При уменьшенном минутном объеме сердца происходит активация ренин-ангиотензиновой и симпатической нервной систем, а также увеличивается выброс антидиуретического гормона. Это приводит к более высокой частоте сердечных сокращений, вазоконстрикции и задержке воды и соли. Благодаря этому может быть достигнуто новое равновесие с другими регулирующими вазоактивными веществами, такими как простагландины, дофамин и атриум-натрийуретический фактор. Если это равновесие не достигается, то активация вышеназванных систем будет продолжаться, усугубляя нагрузку на миокард. Разрыв этой нисходящей спирали может произойти при достижении нового состояния адаптации.

Рис 1. Адаптация при недостаточности насосной функции.

Ренин-ангиотензиновая система играет роль также при диастолической дисфункции. Ангиотензин II индуцирует фиброз, как это имеет место при гипертрофии левого желудочка.
Вазодилатация из-за торможения ангиотензина II также способствует лечению недостаточности митрального и аортального клапанов, потому что забрасываемая назад фракция ударного объема становится меньше.

Недостаточность насосной функции может быть обусловлена различными причинами (см. табл. 1).

Инфаркт миокарда

Обширные инфаркты, например в передней стенке, в острой и хронической фазе могут приводить к недостаточности насосной функции. Раннее открытие закупоренной венечной артерии ведет к ограничению некроза миокарда и стимулирует образование рубца. Если этот процесс протекает недостаточно активно, то область инфаркта расширяется и происходит дилатация интактной ткани (ремоделирование). На этот процесс могут оказывать благоприятное влияние ингибиторы ангиотензинконвертирующего фермента - АКФ.

Вследствие ишемии может возникать обратимая систолическая или диастолическая потеря функции сердечной мышцы. С течением времени могут возникать также морфологические изменения, причем поражается сократительная часть миофибрилл. Эти изменения также обратимы. Очень важно показать тканевую жизнеспособность при ишемической недостаточности насосной функции.

Гипертензия

Гипертензия ведет к гипертрофии левого желудочка и вследствие этого к диастолической дисфункции. В поздней фазе возникает также систолическая дисфункция. Регрессия гипертрофии левого желудочка возможна при приеме больших доз антигипертензивных препаратов.

Высокая частота недостаточности насосной функции сердца у пожилых людей является следствием гипертензии и поражения коронарных сосудов. Реже встречаются дилатирующая кардиомиопатия и пороки клапанов. Независимо от этого, по-видимому, возраст сам по себе играет определенную роль, главным образом в возникновении диастолической дисфункции.

Недостаточность митрального клапана

Это наиболее часто встречающееся поражение клапанов. Оно может возникать в результате первичного поражения клапанного аппарата. При этом сократительная способность миокарда не затронута. Преходящей причиной является недостаточность сосочковой мышцы вследствие ишемии.
Недостаточность митрального клапана может также возникать из-за дилатации левого желудочка. При уменьшении диаметра левого желудочка недостаточность клапана может опять становиться менее выраженной.

Стеноз аортального клапана

Склеротический стеноз аортального клапана в последние годы встречается чаще из-за старения населения. В противоположность ревматической и врожденной формам этот стеноз прогрессирует быстро и может в течение нескольких лет вести к недостаточности насосной функции сердца. Поэтому показана замена клапана до развития этой стадии.

Недостаточность аортального клапана

Это заболевание длительное время протекает бессимптомно. Фракция регургитации может сильно возрастать, но, поскольку это происходит постепенно, развивается объемная адаптация и диастолическое давление не повышается. При этом заболевании сильно увеличивается левый желудочек. Показано благоприятное влияние на этот процесс таких сосудорасширяющих средств, как эналаприл (Renitec), каптоприл (Capoten), нифедипин (Adalat) и гидралазин (Apresoline).
При слишком сильной дилатации результаты замены клапанов ухудшаются. Поэтому исключительно важно правильно выбрать время для вмешательства.

Диагностика

Физикальное обследование сердца при недостаточности насосной функции очень редко дает нормальные результаты. Диагностика направлена на выявление признаков адаптации, застоя и этиологического фактора. С помощью анамнеза, физикальной диагностики, электрокардиографии и рентгенографии грудной клетки в большинстве случаев можно отличить недостаточность насосной функции сердца от других причин одышки, таких как хронические заболевания легких, ожирение и гипервентиляция.

Степень диспноэ выражается в соответствии с классификацией Нью-Йоркской ассоциации сердца: класс 1 - нет диспноэ; класс 2 - диспноэ при тяжелой нагрузке; класс 3 - диспноэ при умеренной нагрузке; класс 4 - диспноэ в покое. Ночное беспокойство, сухой кашель и ортопноэ являются типичными признаками перенаполнения легочных сосудов.

Физикальная диагностика

Проявлениями адаптации являются повышенная частота сердечных сокращений (ЧСС), увеличение левого желудочка и признаки повышенного давления в правой половине сердца (табл.2). ЧСС увеличивается при уменьшении ударного объема. ЧСС и ее динамика после лечения являются важными показателями наличия недостаточности насосной функции.
Дилатация левого желудочка при уменьшенном или регургитирующем ударном объеме может быть выявлена при обнаружении смещения сердечного толчка влево вниз. Он также расширен и усилен при лежании на левом боку.
Повышенное давление наполнения левого желудочка выявляют путем пальпации пульсации правого желудочка при задержанном выдохе на высоте мечевидного отростка, под ним и слева парастернально. Часто наблюдаются систолические пульсации вен шеи или можно пропальпировать пульсации печени из-за недостаточности трикуспидального клапана вследствие дилатации правого желудочка. При ограниченном повышении давления эти проявления очень незначительны, но они становятся более выраженными при более высоких показателях давления и при застое в венозной части циркуляции.
Обнаружение проявлений адаптации позволяет интерпретировать другие физикально-диагностические находки, такие как шум в сердце, и определить лежащую в основе причину недостаточности насосной функции (табл.3).
При застое в легких имеются общие проявления, такие как центральный и периферический цианоз, сухой кашель, диспноэ, ортопноэ и влажная холодная кожа (последнего не бывает при бронхиальной астме). При сердечной астме артериальное давление в большинстве случаев высокое. Если это не так, то прогноз плохой. Имеются крепитации на высоте дорсобазальных легочных полей, распространяющиеся латерально и в сторону верхушек. Могут также присутствовать бронхоспазмы.
Перегрузка правого желудочка приводит к застою в венозной циркуляции: повышение центрального венозного давления, увеличенная печень (в тяжелых случаях с желтухой), отек ног, асцит и транссудат в плевре. Изолированный отек ног редко обусловлен кардиальными причинами.
Из-за уменьшенной резорбции в пищеварительном тракте возникает катаболическое состояние, известное как кардиальная кахексия.

Лабораторное обследование

ЭКГ дает информацию о наличии дилатации левого предсердия, гипертрофии левого и/или правого желудочка (рис.3), (перенесенном) инфаркте миокарда, ишемии, дилатации левого желудочка и о нарушениях ритма. ЭКГ при недостаточности насосной функции очень редко бывает нормальной.
Рентгенологическое исследование грудной клетки позволяет определить величину отделов сердца и наличие застоя в легких и в венозной циркуляции.
Эхографическое, изотопное и нагрузочное обследование и катетеризация сердца имеют значение для подтверждения, качественного определения и документации, а также для дальнейшего обследования в случае возникновения сомнений при интерпретации находок.

Недавние данные Фремингемского исследования сердца свидетельствуют о плохом прогнозе недостаточности насосной функции. В течение в среднем
4-летнего периода последующего наблюдения 85% пациентов умерли. Годичная и 5-летняя выживаемость составляла соответственно 57 и 25% у мужчин и 64 и 38% у женщин. В течение 40 лет наблюдения прогноз не улучшался.
Обращает внимание то, что многие пациенты умирают внезапно и преждевременно. Необходимо новое исследование с целью выявления причин этого и определения роли новых медикаментов, которые оказывают благоприятное влияние на ожидаемую продолжительность жизни.

Лечение
Острые случаи

При острой недостаточности насосной функции (сердечной астме) назначают фуросемид (Fusid, Lasix, Vesix; 40 - 80 мг) или буметанид (Burinex; 1 - 5 мг) внутривенно, нитроглицерин (Nitrobaat, Nitrolingual, Nitrostat) сублингвально и морфин (5 - 10 мг) подкожно. Важны сидячее положение больного и достаточное количество свежего воздуха. Госпитализация желательна, но не обязательна, если хорошо известны характер заболевания у данного пациента и его реакция на лечение. В условиях больницы назначают дополнительно кислород и начинают внутривенное введение нитроглицерина и/или нитропруссида (Nipride). Проводится диагностика, направленная на поиск причины недостаточности насосной функции; лечение осуществляют в соответствии с результатами этой диагностики.

Хронические случаи

Диастолическая недостаточность насосной функции

Эффективность вышеназванных медикаментов при диастолической недостаточности насосной функции изучена мало. Дигоксин и интенсивное лечение диуретиками, вероятно, дают худший результат. Однако можно ожидать благоприятного эффекта от применения ингибиторов АКФ, антагонистов кальция и b- блокаторов.

Немедикаментозное лечение

Когда медикаментозное лечение дает недостаточный результат, можно прибегнуть к использованию инвазивных средств для временного или постоянного улучшения насосной функции. Ими являются интрааортальная баллонная помпа, кардиальные вспомогательные системы, пересадка сердца и кардиомиопластика. Кардиальные вспомогательные системы можно использовать при острой и преходящей потере насосной функции, например, при остром миокардите или в переходном периоде к оперативному лечению. Кардиомиопластика (укутанное сердце) - техника, при которой плечевая мышца окутывает сердце с целью поддержания насосной функции. Однако еще не получено убедительных данных об эффективности такого лечения.

Перспективы

Несмотря на быстрое улучшение понимания природы недостаточности насосной функции сердца, заболеваемость и смертность остаются высокими. Должно быть проведено дальнейшее исследование нейрогуморальных механизмов и морфологических изменений, лежащих в основе этого заболевания, а также фармакологического влияния на эту патологию. Заслуживают внимания также электрофизиологические механизмы внезапной смерти при недостаточности насосной функции. В отношении диастолической дисфункции еще мало известно о заболеваемости, естественном течении и возможностях фармакологического влияния на нее.
С появлением новых техник, позволяющих выявить акинетичную, но жизнеспособную ткань, связывают надежды на повышение эффективности лечения ишемической недостаточности насосной функции.
Ценность новых медикаментов и их место в терапевтическом арсенале нуждаются в дальнейшем изучении.

Взято из Modern Medicine 1995;19:504-11 с разрешения главной редакции, автора и издателя Bugamor International.

Таблица1. Причины недостаточности насосной функции сердца

Часто встречающиеся причины

Менее часто встречающиеся причины

Таблица 2. Проявления адаптации, определяемые в ходе физикальной диагностики

Таблица 3. Адаптационные проявления при заболеваниях клапанов

Читайте также: