Дисметаболические изменения в миокарде представляют собой нарушенные обменные процессы, приводящие к структурным и функциональным изменениям сердечной мышцы. Эти изменения могут быть следствием различных факторов, таких как диабет, ожирение, гиперлипидемия и гипертензия, которые приводят к недостаточному обеспечению миокарда питательными веществами и кислородом.
В результате дисметаболических нарушений может развиться кардиомиопатрия, которая проявляется нарушением сократимости миокарда, ишемией и даже сердечной недостаточностью. Коррекция данных состояний требует комплексного подхода, включающего изменения образа жизни, лечения основного заболевания и, при необходимости, медикаментозную терапию.
Влияние нарушений клеточной энергетики на сердечно-сосудистые заболевания и перспективы их метаболической терапии
На текущий момент наблюдается рост доли метаболических миокардных нарушений среди сердечно-сосудистых заболеваний у детей, где важную роль играют расстройства энергетических процессов.
Частые метаболические изменения в сердечных заболеваниях объясняются характером обмена веществ в кардиомиоцитах, который включает преобладание аэробного метаболизма и высокую интенсивность энергетических процессов в миокарде при недостаточном количестве макроэргических соединений и адренергическом контроле энергообразования.
Метаболические патологии миокарда можно разделить на две основные категории: кардиомиопатии (КМП) и миокардиодистрофии.
Миокардиодистрофия
Миокардиодистрофия представляет собой сердечное заболевание, при котором метаболические нарушения приводят к дистрофическим изменениям в кардиомиоцитах и проводящей системе сердца, что, в свою очередь, может снизить сократительную способность сердца. Важным отличием миокардиодистрофии от метаболических КМП является отсутствие значительной макроуровневой перестройки миокарда. Метаболические изменения при этом выражены на ультраструктурном (клеточном и субклеточном) уровне.
Согласно современным данным, миокардиодистрофия возникает как многофакторный патологический процесс, обусловленный различными факторами — интоксикациями, перегрузками, трофическими изменениями из-за нарушений нервной регуляции, а также дисгормональными состояниями. У детей раннего возраста особенно важна роль таких факторов, как недостаточное питание, острые респираторные заболевания, рахит и анемия. Гиподинамия у школьников вместе с высоким уровнем эмоционального стресса приводит к частым случаям синдрома вегетативной дисфункции. Вегетативный дисбаланс, проявляющийся гиперактивацией симпатико-адреналовой системы, приводит к увеличению энергозатрат кардиомиоцитов, вызывает микроциркуляторные и электролитные расстройства, что способствует развитию выраженных дистрофических изменений в миокарде.
Специфическую картину повреждений миокарда у школьников представляет дистрофия, возникающая вследствие физического перегруза. Известны случаи дистрофии миокарда у спортсменов, которые продолжали тренировки во время болезни или в период восстановления.
Диагностика
Ключевым критерием для диагностики дистрофических изменений в миокарде являются нарушения реполяризации на ЭКГ, проявляющиеся в виде сглаживания или инверсии зубца Т и/или депрессии сегмента ST. Эти изменения могут быть как распространенными (выявляются более чем в трех отведениях), так и локальными.
На ранних стадиях миокардиодистрофия зачастую протекает бессимптомно, а изменения на ЭКГ обнаруживаются случайно во время диспансеризации. Дети с миокардиодистрофией на фоне синдрома вегетативной дисфункции часто жалуются на усталость, плохую переносимость физических нагрузок и кардиалгии. Для диагностики адренозависимых и/или калийзависимых нарушений реполяризации целесообразно использовать лекарственные тесты с калием и/или с обзиданом. Положительный результат калий-обзидонового пробы, выражающийся в улучшении реполяризации (появление положительных или увеличение амплитуды зубцов Т в тех отведениях, где на покоечной ЭКГ были отмечены изменения), наблюдается у 60% детей с миокардиодистрофией и указывает на адренозависимый характер ST-T-нарушений. Отрицательный результат при этой пробе, отражающий более серьезные метаболические нарушения в сердечной мышце, отмечается в 40% случаев.
Данные суточного мониторинга ЭКГ оказывают значительное содействие в диагностике миокардиодистрофии. Нарушения реполяризации при этом заболевании чаще всего бывают транзиторными (60%), в редких случаях сохраняются на протяжении всего мониторинга. Физическая нагрузка приводит к ухудшению реполяризации, что проявляется углублением отрицательного зубца Т и временами депрессией сегмента ST. Анализ вариабельности сердечного ритма показывает, что у трети детей с миокардиодистрофией наблюдается усиление симпатической активности в ритме сердца, что сопровождается снижением симптоматического влияния.
Эхокардиография является важным инструментом для диагностики миокардиодистрофии, поскольку она помогает дифференцировать состояние и исключить органическую патологию сердца, а Выявить начальные изменения в сердечной мышце. В большинстве случаев эхокардиометрические и эхокинетические параметры у детей с миокардиодистрофией укладываются в норму. Однако у 10% детей выявляются признаки ремоделирования сердечной мышцы, а у половины из них наблюдаются малые аномалии в развитии сердца.
Проба с дозированной физической нагрузкой предоставляет возможность оценить динамику реполяризации, адаптивные гемодинамические изменения при физической активности и выявить уровень допустимых нагрузок у детей с миокардиодистрофией.
Наши исследования позволили выделить три стадии протекания миокардиодистрофии у детей. Стадия компенсации характеризуется лабильными адренозависимыми нарушениями реполяризации и отсутствием дисфункции гемодинамики при физической нагрузке. Стадия декомпенсации проявляется стабильными, диффузными нарушениями реполяризации и дезадаптацией гемодинамики при нагрузке, также имеются признаки ремоделирования сердечной мышцы. Стадия субкомпенсации занимает промежуточное положение между этими состояниями.
Нарушения энергообмена, такие как сбои в клеточном дыхании и окислительном фосфорилировании, представляют собой основной патогенетический механизм, приводящий к миокардиодистрофии. Эти изменения могут быть как генетически предопределенными, так и развиваться вторично под воздействием гипоксии и вегетативного дисбаланса.
Своевременная диагностика нарушений клеточной энергетики может осуществляться на основе определения уровня молочной и пировиноградной кислот в условиях стандартного глюкозотолерантного теста. У пациентов с миокардиодистрофией наблюдается высокая частота гиперлактатемии (66,7%) и гиперпируватемии (76,7%). Эти изменения указывают на смещение энергетических процессов в сторону анаэробного гликолиза, что нецелесообразно с точки зрения энергетического обеспечения. Такой сдвиг чаще встречается у детей с отрицательной реакцией на калий-обзидоновую пробу, а также сниженной толерантностью и нарушениями гемодинамики при проведении физической нагрузки.
Определение цитохимической активности митохондриальных ферментов в лимфоцитах периферической крови (сукцинатдегидрогеназа, альфа-глицерофосфатдегидрогеназа, глутаматдегидрогеназа, лактатдегидрогеназа) позволяет оценить процессы окислительного фосфорилирования, осуществляемые в митохондриях. Это отражает степень дистрофических изменений и определяет прогноз заболевания, а также объем необходимой терапии. Снижение активности сукцинатдегидрогеназы и увеличение активности альфа-глицерофосфатдегидрогеназы являются маркером декомпенсированной стадии миокардиодистрофии в отношении нарушений энергообмена.
Кардиомиопатии
Кардиомиопатии (КМП) — это редкие, но очень серьезные сердечные расстройства, которые характеризуются структурными изменениями миокарда, развитием хронической сердечной недостаточности и плохим прогнозом. Существуют три главные формы КМП: дилатационная, гипертрофическая и рестриктивная. Выраженные метаболические изменения, вызванные вторичными нарушениями митохондриальных функций, могут развиваться при КМП из-за хронической сердечной недостаточности и ишемических повреждений миокарда.
Мы установили, что при дилатационной КМП наблюдается связь между тяжестью митохондриальных нарушений и стадией заболевания. Дилатационная КМП на стадии компенсации сопровождается незначительной дисфункцией митохондрий, тогда как стадия декомпенсации, характеризующаяся ишемическими изменениями в миокарде и хронической сердечной недостаточностью II Б степени, соединяется с выраженной гипоксической дисфункцией митохондрий.
При гипертрофической КМП степень дисфункции митохондрий зависит от формы заболевания. Так, у больных с асимметричной обструктивной гипертрофической КМП митохондриальная дисфункция возникает именно на стадии декомпенсации при явных ишемических изменениях в миокарде. У пациентов с симметричной гипертрофической КМП часто отмечается значительная дисфункция митохондрий, даже без проявлений недостаточности кровообращения, что зачастую сопровождается выраженными экстракардиальными симптомами недостаточности митохондрий.
Экспериментальные и клинические исследования последних лет показывают, что у пациентов с КМП наблюдаются нарушения окислительного фосфорилирования из-за количественных и функциональных изменений в митохондриях, вызванных мутациями как митохондриальной, так и ядерной ДНК. Это открывает возможность выделения особой группы митохондриальных КМП. Причиной таких КМП часто является генетически предопределенный недостаток комплексов дыхательных ферментов митохондрий.
Дисметаболическая кардиомиопатия
Многочисленные исследования указывают на то, что кардиомиопатия (КМП) ассоциируется с резким снижением карнитина в митохондриях. Генетический дефект в механизме транспорта карнитина может стать первопричиной карнитиновых КМП. Недостаток карнитина может возникать В результате нарушений в работе транспортных ферментов, известных как карнитиновые трансферазы, которые отвечают за доставку карнитина к ацильным компонентам жирных кислот с различной длиной цепи, а В условиях органических ацидемий.
Для диагностики метаболических отклонений, связанных с КМП, используются различные биохимические показатели. К ним относятся увеличение уровней лактата (более 2,5 ммоль/л) и пирувата (более 0,2 ммоль/л), а также повышение соотношения лактат/пируват (более 20), лактатный ацидоз, временное снижение уровня глюкозы в крови, увеличение содержания органических жирных кислот и снижение карнитина в плазме. Диагноз митохондриальной природы КМП устанавливается на основании сниженных показателей митохондриальных ферментов в фибробластах или нейтрофилах, низкой активности дыхательных ферментных комплексов, обнаружения повышенного количества RRF (более 5%) в биоптатах скелетной мышцы, а также наличия липидных и гликогеновых отложений, аномалий в структуре митохондрий и нарушений активности митохондриальной цитохромоксидазы или сукцинатдегидрогеназы.
Коррекция обмена энергии
Современные исследования подтверждают, что митохондриальная дисфункция при миокардиодистрофии может быть успешно скорректирована терапевтически. Лечение представляет собой комплексный подход, который включает препараты, способствующие бетаокислению жирных кислот, а также активирующие электронотранспортные процессы в митохондриях (Коэнзим Q10, цитохром C) и кофакторы для энзимов, участвующих в энергетическом обмене. Карнитин выполняет важную роль в регуляции энергообразования в клетках, обеспечивая транспорт длинноцепочечных жирных кислот в митохондрии, что ведет к образованию значительного количества АТФ. Бетаокисление жирных кислот является источником 60–80% всей энергии, запасаемой в митохондриях. Важно подчеркнуть, что только L-форма карнитина обладает активными свойствами.
С 2000 года на российском фармацевтическом рынке препарат на основе натурального L-карнитина – Элькар® (левокарнитин) доступен в виде 20% раствора для перорального применения. Новорожденным его рекомендуются дозы от 0,03 до 0,075 г дважды в день во время кормления.
Для детей до одного года рекомендован прием 0,075 г три раза в день, для детей в возрасте от года до 6 лет – 70 мг/кг в сутки, для подростков – 40 мг/кг в сутки. При лечении миокардиодистрофии и КМП обычно назначаются дозы 50–75 мг/кг в сутки, с максимальной суточной дозой до 2 г. В случаях карнитиновых кардиомиопатий, вызванных первичным или вторичным дефицитом карнитина (например, недостаток ацил-КоА дегидрогеназ жирных кислот, органические ацидурии или транспортные дефекты), дозировка карнитина может быть увеличена до 100 мг/кг в сутки. Максимальная суточная доза при этом достигает до 3 г.
Применение комплексной кардиотрофической терапии с включением L-карнитина (50–75 мг/кг в сутки) совместно с кофакторами энергетического обмена (липоевая кислота, кальция пантотенат, кальция пангомат, витамина B1 и B6) показало свою эффективность у детей с миокардиодистрофией. В результате терапии наблюдается увеличение физической нагрузки, улучшение процессов реполяризации, снижение уровня лактата и пирувата, нормализация размера левого желудочка и функции миокарда.
Раннее назначение L-карнитина при кардиомиопатиях, развивающихся на фоне первичного или вторичного дефицита, помогает предотвратить сердечную недостаточность и неблагоприятный прогресс заболеваний. Лечение высокими дозами L-карнитина (Элькара) может привести к полному улучшению состояния. Использование L-карнитина эффективно не только в терапии митохондриальных КМП, но В лечении идиопатических КМП, где нарушения клеточной энергетики возникают как вторичные и связаны с сердечной декомпенсацией. При этом стоит отметить, что дефицит карнитина в плазме встречается значительно реже. Тем не менее, включение Элькара (L-карнитина) в состав комбинации при лечении сердечной недостаточности положительно влияет на функциональные показатели миокарда.
Последствия обменных отклонений
Запущенные дисметаболические изменения в миокарде могут приводить к снижению его сократительной способности. Эти расстройства могут стать причиной тяжелой миокардиодистрофии и сердечной недостаточности даже при отсутствии изменений в коронарных сосудах, что характерно для ишемической болезни.
Изменения обмена веществ могут возникать на фоне воспалительных процессов (миокардитов), что ухудшает деятельность левого желудочка, повышает риск аритмий и сказывается на проводимости электрических импульсов через нервные волокна.
Подобные изменения чаще всего трактуются как осложнения основного заболевания и могут проявляться на поздних стадиях, являясь «сигналом» к началу декомпенсации.
Причины нарушения метаболизма сердца
К дисметаболическим изменениям в миокарде могут приводить следующие распространенные заболевания:
- гипертоническая болезнь,
- кардиосклероз,
- ревматизм с сопутствующими пороками сердца,
- стенокардия,
- кардиомиопатия.
Эти патологии вызывают сбои в питании миоцитов. Если клетки сердца не получают необходимых веществ, это отражается на электрокардиограмме. Сравнение с предыдущими результатами показывает, насколько быстро прогрессирует эта проблема.
Сходные изменения могут наблюдаться почти у всех людей пожилого возраста.
Следует отметить, что одним термином охватываются как простые функциональные нарушения в клетках миокарда, так и серьезные метаболические изменения на стадии миокардиодистрофии, которые ведут к разрушению кардиомиоцитов.
Метаболические расстройства, приводящие к заболеваниям
Часто определить конкретные нарушения обмена веществ, вызвавшие заболевание, бывает сложно. Это может быть как амилоидоз, так и дисбаланс важнейших элементов: кальция, калия, натрия, магния, а также другие обменные нарушения. Изменения могут быть как приобретёнными, так и наследственными.
Недостаток или избыток микроэлементов может приводить к отекам кардиомиоцитов (сердечных клеток) или затруднениям в расслаблении миокарда. Эти факторы негативно сказываются на сократительной функции сердечной мышцы и способности клетки передавать электрические импульсы, что затрудняет поддержание правильного ритма сердца.
Признаки заболевания
На начальном этапе заболевание зачастую протекает бессимптомно. В редких случаях возникают неприятные ощущения в области груди после физической нагрузки. На этом этапе заболевание может быть обнаружено случайно во время электрокардиографического исследования.
Симптоматика дисметаболической кардиомиопатии может напоминать проявления других сердечных заболеваний:
- одышка и учащенное сердцебиение;
- ощущение общей слабости;
- приступы удушья;
- обмороки;
- тянущая боль за грудиной;
- проблемы со сном;
- отеки ног;
- замедление пульса и снижение артериального давления.
Метаболические изменения в миокарде
Что это такое? Характерные неспецифические изменения на электрокардиограмме возникают вследствие нарушений внутриклеточного обмена, связанных с ионами натрия и калия.
Метаболические изменения связываются с дистрофией сердечной мышцы и становятся заметными при:
- ишемии миокарда, отражающейся на кардиограмме как изменение зубца Т. Изменяется его форма и полярность в соответствующих отведениях;
- инфаркте миокарда: изменения в расположении ST-сегмента на ЭКГ, который может находиться выше или ниже изолинии;
- некрозе миокарда, при котором возникает аномальный зубец Q.
Рубцовые изменения
Рубцовые участки образуются на месте предшествующих воспалительных процессов или некроза, когда нормальные кардиомиоциты утрачивают свою сократительную способность и заменяются соединительной тканью, не обладающей эластичностью. Рубцовые изменения на ЭКГ указывают на перенесённый инфаркт миокарда.
- Для нижней стенки левого желудочка изменения видны в отведениях II, III и aVF (сигнализирует о повреждении правой, реже левой огибающей коронарной артерии).
- Для переднеперегородочной зоны характерны изменения в отведениях V1 и V2 (повреждена левая нисходящая септальная ветвь) или V2-V4 (вовлечена левая нисходящая коронарная артерия или её ветви).
- Изменения в передне-латеральной области видны в отведениях I, aVL, V4-V6 (зафиксировано повреждение огибающей артерии или левой нисходящей).
Умеренные воспалительные изменения миокарда
Характерные изменения диагностируются при миокардите, когда на ЭКГ наблюдаются снижение амплитуды зубцов во всех отведениях и нарушения ритма. Умеренные изменения в сердце могут проявляться после:
Бурая атрофия миокарда
Это название присваивается макропрепарату при гистологическом анализе. Характерные патологические изменения в миокарде формируются в результате длительного недостатка кровоснабжения, наблюдаемого при истощающих заболеваниях, кахексии, злоупотреблении медикаментами, повышенных физических нагрузках или в старческом возрасте. В кардиомиоцитах происходит отложение специфического пигмента старения – липофусцина. Его гранулы представляют продукты нарушенного метаболизма в сердечных клетках, ослабленных недостаточным питанием и нарушенным кровоснабжением.
Признаки заболевания
Легкие и умеренные отклонения на электрокардиограмме могут не оказывать никакого клинического влияния и быть обнаружены лишь во время плановых медицинских осмотров или диспансеризации. Однако, при наличии выраженных изменений могут появляться специфические симптомы:
- боли за грудиной, имеющие давящий или жгучий характер, которые могут указывать на приступ стенокардии;
- отеки в ногах и одышка, возникающая при незначительных физических нагрузках, что свидетельствует о worsening сердечной недостаточности;
- чувство перебоев в сердечном ритме, различные аритмии;
- усиленная усталость и бледность кожи;
- повышенное потоотделение с липким потом;
- тремор рук и резкая потеря веса за короткий период.
