Возрастные морфологические изменения в сердце

1.4.1 Возрастные морфологические изменения в сердце

Наиболее важное молекулярное изменение в сердце связано с коллагеном. Коллаген является основным компонентом клапанов, эндокарда и эпикарда, он разбросан между всеми клетками миокарда. Хотя с возрастом количество коллагена в сердце увеличивается, основное изменение носит скорее качественный, нежели количественный характер. При старении коллаген становится менее растворимым, химически более стабильным и, что особенно важно, более жестким, а это влияет как на контрактивность, так и на растяжимость сердца.

Отложение липофусцина представляет собой наиболее специфическое изменение в клетках сердца при старении. Он откладывается в виде желто-коричневого пигмента в агрегатах гранул возле отростков ядер. Накопление липофусцина увеличивается в прямой зависимости от возраста с интенсивностью, составляющей 0,3% от объема сердечной мышцы в год [16].

Полагают, что наличие липофусцина связано с продуктами распада внутриклеточных органелл, например митохондрий, лизосом и эндоплазматического ретикулума [17]. По-видимому, липофусцин не оказывает влияния на функцию миокарда. Когда это сочетается с сокращением массы сердца, наличие большого количества липофусцина называют коричневой атрофией. Однако сокращение массы сердца обычно бывает связано с сопутствующим истощением, и масса сердца снижается пропорционально массе тела.

При старении в клапанах сердца уменьшается количество ядер и происходит накопление липидов в фиброзной строме. Часто наблюдаются дегенерация и кальцификация. Эти изменения происходят главным образом в зоне максимальной подвижности створок, и с возрастом частота и тяжесть этих изменений увеличиваются. Аортальный клапан обычно бывает более вовлечен в патологический процесс, чем митральный. При паталого-анатомическом исследовании, микроскопически идентифицируемая кальцификация обнаруживается, по крайней мере, у 1/3 больных старше 70 лет [16].

В митральном клапане могут наблюдаться и другие связанные с возрастом изменения. Часто наблюдается узловатое утолщение на предсердной поверхности створок по линии приложения. Часто встречается мукоидная дегенерация, особенно в задней створке. Эти изменения морфологически идентичны миксоматозным изменениям, наблюдаемым у молодых больных с пролапсом митрального клапана.

Миксоматозные изменения могут быть также обусловлены другими причинами, не связанными с возрастом. На аортальных створках могут обнаруживаться узелки, причем частота этих изменений с возрастом не меняется, что позволяет не считать их сугубо возрастными изменениями. На трехстворчатом и легочном клапанах узелки встречаются редко [17].

1.4.2 Возрастные изменения сосудов

Развитие сосудов под влиянием функциональной нагрузки изменяется к 30 годам. В стенках артерий происходит разрастание соединительной ткани, что ведет к их утолщению. В артериях эластического типа этот процесс выражен сильнее, чем в остальных артериях.

После 60-70 лет, во внутренней оболочке всех артерий имеются очаговые утолщения коллагеновых волокон, в результате чего, в крупных артериях внутренняя оболочка по размерам приближается к средней. В мелких и средних артериях внутренняя оболочка развита слабее. Внутренняя эластическая мембрана с возрастом истончается и расщепляется. Мышечные клетки средней оболочки атрофируются. Эластические волокна подвергаются зернистому распаду и фрагментации, а коллагеновые волокна разрастаются. Одновременно во внутренней и средней оболочках, у пожилых людей, появляются известковые и липидные отложения, которые прогрессируют с возрастом. В наружной оболочке у лиц старше 60-70 лет возникают продольно лежащие пучки гладкомышечных клеток.

Возрастные изменения в венах сходны с таковыми в артериях. Однако перестройка стенки вены человека начинается на первом году жизни. К моменту рождения человека в средней оболочке стенок бедренной и подкожных вен нижних конечностей имеются лишь пучки циркулярно ориентированных мышечных клеток. К концу первого года жизни, когда ребенок встает на ноги и происходит повышение дистального гидростатического давления, развиваются продольные мышечные пучки. Просвет вены по отношению к просвету артерии 2:1 у взрослых, у детей 1:1. Расширение просвета вен обусловлено меньшей эластичностью стенки и повышением кровяного давления [16, 17, 18].

1.5 Влияние ожирения на кардиогемодинамику и структурно-морфологические особенности сердца

Под ожирением понимают нарушение обмена веществ, характеризующееся избыточным объемом жировой ткани, которое обладает тенденцией к прогрессированию в отсутствие специфической терапии.

В зависимости от характера распределения жировой ткани, ожирение классифицируется, на абдоминальное (мужской или андроидный тип ожирения), когда основная масса жировой ткани распределена в брюшной полости (на передней брюшной стенке), а также в области лица, шеи, туловища и бедренно-ягодичное (женский или гиноидный тип), с преимущественной локализацией жировой ткани на бедрах и в ягодичной области.

Повышение массы тела и абдоминальный тип отложения жира в организме приводят к возрастанию потребности в инсулине, что в свою очередь способствует развитию гиперинсулинемии и, в конечном счете, сахарного диабета 2 типа, а также ряда других признаков метаболического синдрома [19, 20]. Сахарный диабет 2 типа и ожирение сопровождаются формированием кластера атерогенных изменений в организме. Это приводит к повышению уровня холестерина, липопротеинов низкой плотности, а также достаточно часто к снижению уровня липопротеинов высокой плотности, что повышает риск развития ишемической болезни сердца [21, 22, 23].

В 2001 году появились сообщения [20] об открытии нового гормона, который получил название резистин в связи с вызываемым эффектом снижения чувствительности тканей к инсулину. Были проведены исследования на мышах. Отсутствие у мышей гена транспортера глюкозы, приводило к тому, что при нормальном росте животных и нормальном количестве жировой ткани имело место значительное нарушение стимулированного инсулином потребления глюкозы адипоцитами. Несмотря на присутствие в мышцах мышей экспрессии гена транспортера глюкозы, в печени и мышцах развивалась резистентность к инсулину. Результаты эксперимента показали, что селективное подавление экспрессии гена транспортера глюкозы и транспорта глюкозы в жировой ткани может вызывать резистентность к инсулину и, вследствие этого, увеличение риска развития диабета.

Большое значение в развитии инсулинорезистентности придается биологически активному веществу, лептину, в связи с его влиянием на клеточные инсулин-опосредованные сигнальные пути [21, 24].

Лептин – гормон, который синтезируется адипоцитами, не только является основным регулятором количества жира в организме, но и способствует уменьшению поступления пищи и повышению потребления энергии. Лептин быстро активирует сигнальные пути, действуя непосредственно на чувствительные к инсулину ткани, имеющие функциональный рецептор лептина.

Лептин и инсулин рассматриваются в качестве гормонов, опосредующих отрицательную обратную связь со структурами мозга, что позволяет поддерживать относительно постоянное содержание жировой ткани в организме.

Введение лептина или инсулина в ткани центральной нервной системы приводит к дозозависимому эффекту в виде снижения потребности в пище и уменьшения массы тела, причем эти эффекты не связаны с какими-либо патологическими последствиями и заболеваниями. Генетические аномалии, приводящие к уменьшению содержания лептина или нарушению передачи сигналов инсулина в центральную нервную систему, связаны с повышением потребности в пище и развитием ожирения. Ожирение сопровождается различными нарушениями структуры и функции сердца, выраженность которых усугубляется с увеличением индекса массы тела.

Увеличение массы жировой ткани сопровождается усилением ее васкуляризации и увеличением общего периферического сосудистого сопротивления, приводя к постепенному увеличению объема циркулирующей крови и сердечного выброса. При сохранении прежней частоты сердечных сокращений повышение сердечного выброса происходит за счет увеличения ударного объема. Вследствие возрастания ударного объема повышается работа сердца по сравнению с расчетной величиной для идеальной массы тела.

Поскольку процессы в жировой ткани достаточно энергозатратны, это приводит к возрастанию потребности тканей в кислороде и увеличению артериовенозной разницы парциального давления кислорода. В большинстве случаев у больных с ожирением тяжелой степени отмечается увеличение конечного диастолического давления в левом желудочке [25]. Артериальная гипертония возникает примерно у 60% больных с ожирением. Объем периферического сопротивления сосудов у этой категории пациентов выше, чем у лиц с ожирением и нормальным артериальным давлением, однако ниже, чем у больных с артериальной гипертонией, имеющих нормальную массу тела.

Как известно, постнагрузка на сердце определяется не только величиной артериального давления, но и вязкостью крови. Для больных с ожирением характерно повышение гематокрита и более высокие уровни фибриногена плазмы. Совокупность этих изменений приводит к нарушениям реологических свойств крови, что дополнительно увеличивает нагрузку давлением. При этом также возрастает и нагрузка объемом. В результате существенно увеличивается сердечный выброс. Все это происходит по мере увеличения значений, индекса массы тела. Кроме того, у больных с ожирением отмечается более высокая частота сердечных сокращений, что отражает повышенный тонус симпатической нервной системы [9, 25, 26].

Описанные гемодинамические изменения могут вызывать нарушения морфологии структур сердца и функции левого желудочка, особенно у лиц с выраженным и длительно существующим ожирением. Повышение объема циркулирующей крови и сердечного выброса приводит к дилатации левого желудочка. Эти изменения могут также вносить вклад в расширение полостей левого предсердия, правого желудочка и правого предсердия. Расширение полостей левого желудочка приводит к возрастанию напряжения его стенок. В результате развивается вторичная, или «эксцентрическая», гипертрофия миокарда, которая характеризуется высоким значением отношения радиус/толщина стенки левого желудочка и отношением объем/масса левого желудочка.

У больных с артериальной гипертонией и ожирением объем полости левого желудочка меньше, а толщина больше, чем у лиц с ожирением и нормальным артериальным давлением, в результате чего образуется смешанная форма гипертрофии миокарда. Имеются данные, что жировая инфильтрация миокарда, как правило, не приводит к развитию дисфункции левого желудочка [24, 27, 28].

Важно подчеркнуть, что большинство из указанных выше нарушений сердечной гемодинамики и морфологии структур сердца у больных с ожирением являются обратимыми при условии снижения массы тела. Объем циркулирующей крови, ударный объем и системное артериальное давление, все эти показатели уменьшаются при снижении массы тела. В то же время, системное сосудистое сопротивление изменяется незначительно или вообще не меняется, конечное диастолическое давление, как правило, остается повышенным, при этом податливость стенок миокарда остается нарушенной.

Наряду с рассмотренными структурно-функциональными изменениями сердца, у больных с ожирением часто выявляются разнообразные нарушения сердечного ритма. В частности, концентрическая гипертрофия левого желудочка сопровождается более частым развитием желудочковых аритмий.

Нарушение ритма сердца вносит дополнительный вклад в повышение риска возникновения сердечно-сосудистых заболеваний [28].