ПАТОБИОХИМИЯ И ЛАБОРАТОРНАЯ ДИАГНОСТИКА ЗАБОЛЕВАНИЙ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ

ФУНКЦИИ Сосуды: Создают замкнутое пространство, по которому перемещается кровь Резистивные сосуды адаптивно изменяют кровоснабжение органов и тканей (скорость и объем кровотока) путем изменения своего просвета (тонуса)

ОСОБЕННОСТИ МЕТАБОЛИЗМА СОСУДОВ Структурные особенности: Фибробласты (наружная оболочка сосуда) - синтезируют компоненты матрикса соединительной ткани, включая эластические и коллагеновые волокна, обеспечивая механическую прочность сосудистой стенки - создают пассивное напряжение сосудистой стенки Гладкомышечные клетки (средняя оболочка сосуда) – изменяют просвет сосуда (путем сокращения и расслабления) - создают активное напряжение сосудистой стенки(сосудистый тонус) Эндотелиоциты (внутренняя оболочка сосуда) – регулируют комплекс адаптивных реакций сосудов

Эндотелий регулирует адаптивные реакции сосудов играет ключевую роль в регуляции сосудистого тонуса путем управления процессов сокращения и расслабления ГМК поддерживает структурный гомеостаз, регулируя митотическую активность (пролиферацию) ГМК, фибробластов регулирует адгезию тромбоцитов и лейкоцитов, а также участвует в поддержании динамического равновесия между факторами свертывающей и противосвертывающей систем (обеспечение жидкого состояния крови)

ФУНКЦИИ ЭНДОТЕЛИЯ

Механизм регуляции эндотелием адаптивных реакций сосудов Изменение Сигнальные молекулы: Повреждение скорости эйкозаноиды, цитокины, кровотока гисто гормоны, гормоны нейромедиаторы Специфические рецепторы эндотелиоцита Изменение продукции различных эндотелиальных сигнальных молекул Клетки-мишени: ГМК, фибробласты, эндотелиоциты, клетки крови NB! Эндотелий регулирует адаптивные реакции сосудов ауто- и паракринным путем

МЕХАНИЗМ РЕГУЛЯЦИИ СОСУДИСТОГО ТОНУСА Эндотелий продуцирует сигнальные молекулы-антагонисты - Вазодилататоры: -Оксид азота -Pg I 2 (простациклин) -Pg Е 2 -Nа-уретический пептид С -Эндотелиальный гиперполяризующий фактор Вазоконстрикторы: -Супероксидный радикал -Тх А 2 -Эндотелин-1 -Ангиотензин II

Механизм эндотелий-зависимой вазодилатации

Изоферменты NО-синтезы cNОS (конститутивная) -осуществляет постоянную продукцию оксида азота -обеспечивает базальную вазодилатацию -активность не зависит от действия других регуляторов еNОS (индуцибельная) -осуществляет дополнительную продукцию оксида азота -обеспечивает адаптивную вазодилатацию (например, после вазоконстрикции) -количество и активность фермента меняется под воздействием различных сигнальных молекул (ацетилхолин и др.)

Механизм ослабления эндотелий-зависимой вазодилатации Взаимодействие ангиотензина II с рецептором I типа эндотелиоцита, ГМК Активация НАДФ-оксидазы эндотелиоцита, ГМК Усиление продукции супероксида Связывание и инактивация оксида азота с образованием вазоне активного пероксинитрита Подавление эндотелий-зависимой вазодилатации Сокращение ГМК NB! Антиоксидантные ферменты инактивируют супероксид, т.о. ослабляя его эффекты!

Эндотелин-1 – вазоактивный пептид Образуется в эндотелиоцитах путем ограниченного протеолиза из предшественников: Пре-проэндотелин Проэндотелин (Эндотелин big 1-38) Эндотелин-1 Эндотелин-превращающий фермент

Эндотелин-1 в физиологических концентрациях усиливает эндотелий-зависимую вазодилатацию Взаимодействие ЭТ-1 с В-рецептором эндотелиоцита Активация еNOS увеличение синтеза оксида азота Активация ЦОГ увеличение синтеза простациклина Усиление действия оксида азота и простациклина на ГМК Расслабление ГМК Вазодилатация

Эндотелин-1 в высоких концентрациях действует как вазоконстриктор Взаимодействие ангиотензина II, адреналина с рецепторами эндотелиоцитов, длительное повышение АД (повреждение эндотелия) Усиление синтеза ЭТ-1 в эндотелиоцитах Взаимодействие ЭТ-1 с А-рецептором ГМК Сокращение ГМК Вазоконстрикция

МЕХАНИЗМ РЕГУЛЯЦИИ СТРУКТУРНОГО ГОМЕОСТАЗА Эндотелий продуцирует сигнальные молекулы-антагонисты - Антимитогены (стимуляторы апоптоза): -Pg I 2 (простациклин) -Nа-уретический пептид С -Оксид азота Митогены (факторы роста) : -Васкулярный эндотелиальный фактор роста -Основный фактор роста фибробластов -Эндотелин-1

МЕХАНИЗМ РЕГУЛЯЦИИ ГЕМОСТАЗА Эндотелий продуцирует сигнальные молекулы-антагонисты - Активаторы противосвертывающей системы, ингибиторы агрегации тромбоцитов: -Тканевой активатор плазминогена -Pg I 2 (простациклин) -Тромбомодулин -Nа-уретический пептид С -Оксид азота Активаторы свертывающей системы, агрегации тромбоцитов: -Фактор фон Виллебранда -Тх А 2 -Эндотелин-1

ЛАБОРАТОРНЫЕ МАРКЕРЫ… (перспектива) … повреждения эндотелия: -увеличение числа эндотелиоцитов в крови -увеличение в крови компонентов эндотелиоцитов (эндотелин- 1, проэндотелин) -увеличение в крови активности и концентрации фактора фон Виллебранда … активации эндотелия: -увеличение в крови концентрации адгезивных молекул (Е- селектин, VCAM-1, ICAM-1) и хемоаттрактантов (МСР-1) … дисфункции эндотелия: -снижение продукции оксида азота

Структура липопротеида

БИОХИМИЯ СЕРДЦА

ФУНКЦИИ Сердце: Обеспечивает перемещение крови – «насос» Адаптивно изменяет кровообращение (скорость и объем кровотока) путем изменения частоты и силы сердечных сокращений

Структура кардиомиоцита

Канальцевая система кардиомиоцита – саркоплазматический ретикулум

Сократительный аппарат кардиомиоцита Сократительные белки: - Миозин – состоит из 6 субъединиц (4 легкие и 2 тяжелые цепи) – образуют головки миозина, обладающие Са-зависимой АТФ-разной активностью - Актин – двойная -спираль Регуляторные белки: - Тропомиозин - стержневидная молекула - Тропонин – комплекс из 3 полипептидов (Т, I, С) Тропонин Т – связывание с тропомиозином Тропонин I – ингибитор тропомиозина Тропонин С – связывание с кальцием и тропомиозином

ОСОБЕННОСТИ МЕТАБОЛИЗМА МИОКАРДА Сокращение и расслабление кардиомиоцита идет с затратой энергии

Особенности энергообеспечения в кардиомиоците NB! В миокарде практически нет запасов гликогена и нейтрального жира! Энергетические субстраты ВЖК (60-70% - в покое) Лактат (90% - при физической работе) Глюкоза (20-30%) Кетоновые тела Распад энергетических субстратов ВЖК Глюкоза Лактат Кетоновые тела Пируват Ацетил СоА ЦТК, Тканевое дыхание О 2 АТФ NB! Получение АТФ в миокарде возможно только в аэробных условиях!

Особенности запаса кислорода и энергии в кардиомиоците Миоглобин – гем содержащий белок (мономер), имеющий большее сродство к кислороду, чем гемоглобин Креатинфосфат – низкомолекулярное макроэргическое соединение, обеспечивающее синтез АТФ при его дефиците Глицин Аргинин Лейцин Креатин + АТФ Креатин-фосфат + АДФ Креатинин + Н 2 О КК КК - креатинкиназа

Патобиохимия инфаркта миокарда Инфаркт миокарда – некроз сердечной мышцы, развивающийся в результате длительной ишемии (в 90% случаев – вследствие тромбоза атеросклеротический измененной коронарной артерии) Снижение уровня кислорода в миокарде Резкое снижение продукции АТФ Уменьшение сократимости миокарда, нарушение работы Са 2+ -, Nа +,К + -АТФазы Повышение внутриклеточного уровня Са 2+,Nа + Отек кардиомиоцитов Деструкция кардиомиоцитов Освобождение в кровь внутриклеточных макромолекул (диагностические маркеры инфаркта миокарда) Анаэробный гликолиз Накопление лактата Снижение рН (ацидоз) Денатурация внутриклеточных белков

Алгоритм лабораторной диагностики инфаркта миокарда

Диапазон диагностической значимости маркеров инфаркта миокарда

Диагностические маркеры инфаркта миокарда КК – креатинфосфокиназа (ОКК, ОКФК) -находится в цитоплазме -димер, состоит из двух субъединиц (М-мышца, В- мозг) -имеет 3 изофермента: ММ-КФК – в скелетных мышцах ВВ-КФК – в головном мозге МВ-КФК – в миокарде МВ-КФК – кардио специфический изофермент -находится в цитоплазме

Диагностические маркеры инфаркта миокарда Миоглобин -находится в цитоплазме -при цитолизе легко и быстро попадает в кровь, довольно быстро экскретируется с мочой Тропонин Т (кардио специфический) -увеличение концентрации в крови - через 3-6 ч -максимальное увеличение на 3-4 сутки (в раз) -нормализация – к суткам Тропонин I (кардио специфический) -увеличение концентрации в крови - через 3-6 ч -максимальное увеличение на 1-2 сутки (в раз) -нормализация – к 6-8 суткам

Мозговой натрийуретический пептид (BNP) Маркер острой и хронической дисфункции миокарда -секретируется миоцитами желудочков сердца в ответ на повышение напряжения миокарда при увеличении давления или объема крови в левом желудочке сердца; -уровень коррелирует с функциональным классом сердечной недостаточности; -уровень коррелирует с эффективностью лечения пациентов с сердечно- сосудистыми заболеваниями; -является прогностическим критерием у пациентов с острым коронарным синдромом, сердечной недостаточностью и пороками клапанов сердца; -повышение уровня у больных со стабильной стенокардией напряжения проспективно определяет риск сосудистых осложнений; -при асимптоматических формах выявляет дисфункцию левого желудочка раньше, чем появляются ее клинико-инструментальные признаки (в том числе ЭКГ, и Эхо-КГ); -Повышение уровня BNP более 100 пг/мл позволяет заподозрить развитие ОИМ у пациентов с нестабильной стенокардией