Коронарное кровообращение

Необходимость непрерывного обеспечения таких физиологических свойств миокарда, как автоматизм, возбудимость, проводимость, сокра­тимость, а также пара- и эндокринной функции требует значительных затрат энергии. Наиболее энергоемкой является сократительная функ­ция миокарда, которая должна устойчиво поддерживаться в течение всей жизни организма.

Энергию, необходимую для совершения механической работы, сердце получает преимущественно за счет окислительного метаболизма питатель­ных веществ, в связи с чем миокард характеризуется очень высоким по­треблением кислорода. В условиях функционального покоя организма по­требление кислорода сердцем достигает 10 мл/100 г/мин, что составляет примерно 15 % от общего количества потребляемого организмом кислоро­да. При этом сердце экстрагирует из артериальной крови 60—75 % кисло­рода, а в условиях выраженной функциональной нагрузки потребление кислорода миокардом возрастает примерно в 4—5 раз по сравнению с по­коем.

Когда работа сердца возрастает в результате увеличения ударного объ­ема без изменений среднего АД и ЧСС, потребление кислорода миокар­дом увеличивается незначительно. Напротив, если работа сердца увеличи­вается в результате повышения среднего АД, увеличению внешней работы сердца соответствует повышение потребления кислорода миокардом. Из этого следует, что при одной и той же произведенной работе миокард по­требляет значительно больше кислорода в том случае, когда кровь нагне­тается против повышенного давления, чем когда изгоняет больший объем крови при низком давлении.

При колебаниях ЧСС потребление кислорода миокардом изменяется соответственно изменению произведения длительности систолы на часто­ту сокращений, поэтому более высокая ЧСС будет сопровождаться боль­шим потреблением кислорода, следовательно, меньшей эффективностью миокарда.

Доставка артериальной крови в миокард осуществляется венечными (коронарные) артериями, которые, разветвляясь и широко анастомозируя во всех слоях и отделах сердца, образуют густую сеть капилляров и прак­тически каждое мышечное волокно снабжено собственным обменным со­судом. Венозный отток от миокарда осуществляется через широкий венеч­ный (коронарный) синус, открывающийся в полость правого предсердия.

При минимальных энергетических затратах бодрствующего организма через коронарные сосуды протекает 200—250 мл крови в 1 мин (60— 70 мл/100 г/мин), что составляет примерно 4—5 % МОК. При интенсив­ной физической работе объемная скорость кровотока в венечных сосудах возрастает до 350—400 мл/100 г/мин.

Важнейшими показателями кровоснабжения сердца являются доста­точность коронарного кровотока и резерв кровоснабжения сердца (коро­нарный резерв).

Критерием достаточности коронарного кровотока служит отношение поступления кислорода к потребности миокарда в нем. Значения этого от­ношения ниже 1,2 указывают на критическое уменьшение оксигенации миокарда. Критерием резерва кровоснабжения сердца — максимального 332

увеличения интенсивности коронарного кровотока при вазодилатации ко­ронарных артерий — служит отношение разницы между максимально воз­можной доставкой кислорода к активно работающему сердцу к величине потребления кислорода в покое. В норме в зависимости от уровня возрас­тания метаболической потребности миокарда коронарный резерв в состо­янии обеспечить поставку кислорода в 5 раз больше, чем количество кис­лорода, потребляемое сердцем при работе в условиях функционального покоя.

Гемодинамические основы интенсивности коронарного кровотока под­чиняются принципу: Q = ДР/R, согласно которому объемная скорость кро­вотока (Q) прямо пропорциональна перфузионному градиенту давления в сосудах (АР) и обратно пропорциональна сопротивлению сосудистого русла (R). Однако зависимость интенсивности коронарного кровотока от перфу­зионного давления в сосудах сердца значительно более сложна, чем в сосу­дах других органов, поскольку перфузионный градиент в сосудах цикличе­ски сокращающегося и расслабляющегося сердца определяется не только разностью между АД и венозным давлением. Он зависит также от цикличе­ски изменяющихся величин внесосудистого тканевого давления в различ­ных участках миокарда, поэтому уровень перфузионного давления в коро­нарном кровообращении выражается формулой:

лр = Р — Р — Р
г_а г_в г_тк,

где Р_а — артериальное (задающее, входное) давление, Р_в — венозное (от­водящее) давление, Р_тк — тканевое (внесосудистое) давление, возрастаю­щее во время систолы при сокращении миокарда.

Задающее АД для перфузии сердца генерируется непосредственно са­мим сердцем, поскольку кровяное давление в проксимальном отделе аор­ты одновременно служит входным давлением для коронарной циркуля­ции. В свою очередь это же аортальное давление создает сопротивление у выхода из левого желудочка (постнагрузка левого желудочка), влияя на уровень производимой сердцем работы и, следовательно, определяет по­требность миокарда в питательных веществах и кислороде. Поэтому повы­шение аортального давления, например при физической работе, ведет к возрастанию перфузионного давления в сосудах сердца и как следствие коронарного кровотока.

Формирование и природа отводящего давления в коронарном кровооб­ращении остаются не окончательно выясненными. Очевидно, что оно не является равным венозному давлению в месте перехода коронарного сину­са в правое предсердие.

Вклад внесосудистого давления в установление перфузионного давле­ния в коронарных сосудах характеризуется высокой фазовой изменчиво­стью, поскольку сдавление венечных сосудов возникает периодически при сокращениях миокарда, а степень этого сдавления, вызывающего систоли­ческое ограничение притока артериальной крови, максимальна в глубоких слоях миокарда левого желудочка, куда кровь поступает преимущественно во время диастолы. В связи с этим в левой коронарной артерии интенсив­ность кровотока в систолу составляет % кровотока в диастолу.

Таким образом, фазовый характер участия внесосудистого давления в организации коронарной перфузии обусловливает специфическую функ­циональную особенность кровоснабжения сердца, состоящую в зависимо­сти коронарного кровотока от периода сердечного цикла. В связи с этим интенсивное кровоснабжение сердца наблюдается только в диастолу, тогда

Мм рт.ст.

 

как во время систолы коронарный артериальный кровоток уменьшается вплоть до почти полного его прекращения. Движение крови в коронарных венах, так же как и артериях сердца, подвержено фазным колебаниям, но противоположной направленности (рис. 6.15).

Несмотря на выраженное снижение притока артериальной крови во время систолы, считается, что метаболические потребности миокарда в этих условиях при нормальной частоте сокращений сердца удовлетворяют­ся несколькими факторами: 1) высокой экстракцией кислорода миоглоби­ном мышцы сердца, содержание которого в кардиомиоцитах в 1,5 — 2 раза больше, чем в скелетной мышце; 2) высокой растяжимостью коронарных сосудов, превышающей примерно в 6 раз растяжимость сосудов скелетной мышцы; 3) резким ускорением оттока венозной крови в период систолы; 4) значительным увеличением объемной скорости кровотока в коронар­ных артериях во время диастолы.

Регуляция коронарного кровообращения. Первостепенная роль в регуля­ции коронарного кровообращения принадлежит изменению сопротивле­ния коронарного русла, которое в условиях функционального покоя явля­ется одним из самых высоких в организме, что свидетельствует о наличии 334

у сосудов сердца выраженного базального тонуса и большого вазодилата- торного резерва. Изменения тонуса коронарных сосудов происходят в ре­зультате влияний регуляторных факторов местного и дистанционного про­исхождения.

К местным факторам регуляции сократительной активности гладкомы­шечных клеток (ГМК.) коронарных сосудов принадлежат воздействия фи­зической (напряжение сдвига на сосудистой стенке, пульсационная де­формация сосудистой стенки, трансмуральное давление) и химической природы, прежде всего РО2 и продуктов клеточного метаболизма. Из чис­ла местных метаболических факторов наибольшую активность по отноше­нию к регуляции коронарного кровотока проявляет аденозин. Наряду с этим активное местное влияние на просвет коронарных сосудов оказыва­ют уровень осмолярности, связанный с содержанием К⁺, Na⁺, Са²⁺, Mg²⁺ в периваскулярном пространстве, РСО2 и pH интерстициальной жидко­сти, а также вазоактивные вещества, продуцируемые сосудистыми эндоте- лиоцитами (оксид азота, простациклин, эндотелиальный фактор гиперпо­ляризации, эндотелины), тромбоцитами (серотонин, АДФ, тормбоксан) и лейкоцитами (лейкотриены).

К дистанционным факторам регуляции тонуса коронарных сосудов от­носятся влияния циркулирующих с кровью гормонов и других биологиче­ски активных веществ и вазомоторные нервные волокна.

Вопрос о характере нервной регуляции коронарного кровообращения выяснен не до конца. Считают, что симпатические адренергические нер­вные волокна вызывают в ряде случаев (физическая работа, стенические отрицательные эмоции) расширение венечных сосудов и увеличение кро­вотока в миокарде. Наряду с этим в других условиях (астенические отри­цательные эмоции, боль и др.) наблюдаются симпатические коронаросу- живающие эффекты. Причины таких противоположных влияний связы­вают с избирательной «настройкой» чувствительности а- и р-адренорецеп- торов, широко представленных в мембранах ГМК коронарных сосудов, а также с концентрацией катехоламинов, которые влияют на метаболизм ГМК и интерстициальной ткани. Парасимпатические холинергические влияния, вероятнее всего, опосредованно, угнетая сократительную актив­ность сердечной мышцы, снижают ее метаболические потребности и тем самым приводят к снижению кровоснабжения миокарда.

Особая роль в механизмах многофакторного местного и дистанционно­го контроля коронарного кровотока отводится продуктам синтетической деятельности сосудистых эндотелиоцитов, которые обладают не только прямым действием на сократительную активность ГМК сосудов, но также модулируют сосудистые эффекты других регуляторных факторов.

Методы исследования коронарного кровообращения. Коронарография — рентгенологический метод исследования венечных сосудов путем их конт­растирования, используемый с целью выяснения пропускной способности коронарных сосудов, а также оценки коллатерального кровотока. При ишемической болезни сердца коронарография служит для уточнения ло­кализации и протяженности стенозов и окклюзии коронарных сосудов.

Неинвазивную количественную оценку венечного кровотока можно осуществить с помощью специальных вариантов метода компьютерной то­мографии коронарных артерий (электронно-лучевая компьютерная томо­графия и однофотонная эмиссионная компьютерная томография).

Наибольшее распространение получили допплерографические методы исследования сосудистой системы сердца. Современные эхокардиографи­ческие методы представлены трансторакальной эхокардиографией и чрес-

пищеводной эхокардиографией. Оба метода позволяют неинвазивно визу­ализировать коронарные сосуды. Однако возможности первого из них ограничены локацией только проксимальных участков венечных артерий, тогда как при чреспищеводной эхокардиографии, являющейся более со­временным вариантом стандартного эхокардиографического исследования с применением многопланового эндоскопического датчика, вероятность визуализации коронарных артерий на большем протяжении намного выше. Перспективной из этой группы методов исследования коронарного кровообращения представляется контрастная чреспищеводная эхокардио­графия, позволяющая исследовать кровоток не только в артериях сердца, но и оценивать функцию венечных шунтов и анастомозов, а также пото­ковые характеристики коронарного кровотока.

Наиболее полную информацию о состоянии кровоснабжения сердца да­ет метод позитронной эмиссионной томографии, позволяющий определить количественные характеристики коронарного кровотока и, что очень важ­но, оценить коронарный резерв у человека в норме и при патологии сердца.

Перфузионная сцинтиграфия — точный метод изучения кровоснабжения миокарда, предполагающий использование пирофосфата, меченного ^99тТс, накапливающегося в рубцовой ткани, очагах ишемии и некроза, а также ^20,Т1 (таллия), обладающего тропностью к нормально кровоснабжаемому миокарду. По аналогии с радионуклидной вентрикулографией исследова­ние выполняют с помощью гамма-камеры, в покое и при нагрузках.

Доступными методами оценки коронарного резерва (способность коро­нарных артерий пропускать количество крови, адекватное возросшим по­требностям миокарда) являются пробы с дозированной физической на­грузкой на велоэргометре и/или тредмиле (бегущая дорожка). В процессе их выполнения методом контроля служит электрокардиография, обычно в отведениях по Небу, в которых контролируется положение сегмента ST по отношению к изоэлектрической линии. Пробы с физической нагрузкой позволяют определять толерантность обследуемого к ней, изучать характер изменений АД и ЧСС. Наряду с пробами с физической нагрузкой при определении расширительного резерва коронарных артерий используют тест с частой чреспищеводной электростимуляцией предсердий. При этом увеличение протребления кислорода миокардом происходит только в резу­льтате прироста ЧСС без значительных сдвигов АД. Прекращение элект­ростимуляции предсердий сопровождается почти мгновенным восстанов­лением ЧСС и исходных показателей гемодинамики, что делает данную пробу более безопасной. Поскольку данное исследование проводят в по­ложении лежа на спине в состоянии физического покоя, легко удается ре­гистрировать стандартную электрокардиограмму без существенных иска­жений.