Патологична хипертрофия на миокарда

Сърдечната хипертрофия е адаптивна реакция към напрежението или обемния стрес, мутации на протеини на саркомерите (или други) или загуба на контрактивна маса от предшестващ инфаркт. Хипертрофичният растеж придружава много форми на сърдечно заболяване, включително исхемична болест, хипертония, сърдечна недостатъчност и клапно заболяване. При тези типове сърдечна патология се предполага, че концентричната хипертрофия, причинена от претоварване под налягане, има компенсаторна функция чрез намаляване на стреса на стента и консумацията на кислород. В същото време камерната хипертрофия се свързва със значително повишен риск от сърдечна недостатъчност и злокачествена аритмия.

През 60-те години на миналия век Меърсън и колеги разделят хипертрофичната трансформация на сърцето на 3 етапа:

• развиваща се хипертрофия, в която натоварването надхвърля мощността
• компенсаторна хипертрофия, при която съотношението работно натоварване/маса се нормализира и остава сърдечната продукция
• явна сърдечна недостатъчност, с вентрикуларно разширение и прогресивно понижение на сърдечната продукция

Механизмите на патологична хипертрофия на миокарда включват много пътеки за сигнална трансдукция, водещи до индуциране на редица гени, които на свой ред стимулират синтеза на множество клетъчни протеини. Гените, които се индуцират по време на хипертрофия, включват тези, кодиращи транскрипционни фактори - растежни фактори (TGF-p, инсулиноподобен растежен фактор-1, фибробластен растежен фактор) и вазоактивни средства (а-адренергични агонисти, ендотелин-1 и ангиотензин II).

Текущите модели предполагат, че растежните фактори или вазоактивните агенти, продуцирани от сърдечни немускулни клетки или от самите миоцити в отговор на хемодинамичен стрес, стимулират експресията на различни гени, което води до миоцитна хипертрофия. Размерът на клетките се регулира от хранителни вещества и знаци за околната среда и включва няколко пътища за сигнална трансдукция.

Независимо от точния механизъм на сърдечната хипертрофия, той в крайна сметка достига граница, отвъд която разширяването на мускулната маса вече не може да компенсира увеличеното натоварване и се получава сърдечна недостатъчност. На този етап се наблюдават редица дегенеративни промени в миокардните влакна, от които най-важни са лизисът и загубата на миофибриларни контрактилни елементи. Миоцитната смърт може да се появи чрез апоптоза или некроза.

Ограничаващите фактори за продължителна хипертрофия и причините за сърдечна дисфункция са слабо познати. Те могат да се дължат на ограничаване на съдовото хранене до увеличените влакна, намалени окислителни способности на митохондриите, промени в протеиновия синтез и разграждане или цитоскелетни промени.

Хипертрофията на миокарда се дължи на увеличената маса на саркоплазмата на мускулните клетки и повишената количество на ДНК в ядрото, водещо до уголемяването му. Увеличава се и броят на миофиламентите. Всичко това води до увеличаване обема на мускулните клетки.

Макроскопски хипертрофията на сърцето се проявява със задебеляване стените на камерите, папиларните и трабекуларните мускули. На клетъчно ниво патологична хипертрофия на миокарда се характеризира с увеличаване на клетъчния размер, засилен протеинов синтез и повишена организация на саркомерите. Класически могат да се разграничат два различни хипертрофични фенотипа:

• тоногенна (концентрична) хипертрофия
• миогенна (ексцентрична) хипертрофия

На молекулярно ниво тези промени в клетъчния фенотип се съпровождат от възстановяването на така наречената фетална генна програма, тъй като образците на генната експресия имитират тези, наблюдавани по време на ембрионалното развитие.

Тоногенната хипертрофия се характеризира с увеличаване надлъжната ос на лявата камера (11-13 сантиметра) и то за сметка на изходящия тракт (линията, съединяваща основата на аортната клапа с най-отдалечената точка на сърдечния връх). В резултат на това миокардът равномерно задебелява, а кухината намалява своя обем. Микроскопски се наблюдава увеличение на цитоплазмата и ядрото на кардиомиоцитите. Кръвоносните съдове в мускулната стена на сърцето, аргирофилната строма и нервопроводната система на сърцето също хиперплазират.

Миогенната хипертрофия настъпва в резултат на развиващи се дегенеративни промени в кардиомиоцитите. Постепенно в по-късните етапи сърдечният мускул се отпуска, напречната ос се увеличава, като сърдечните кухини се увеличават по обем. По този начин активната тоногенна хипертрофия се заменя от пасивна.