Патогенез та морфогенез ішемічної хвороби серця
Ішемічна хвороба серця (ІХС) — група захворювань, спричинених абсолютною або відносною недостатністю коронарного кровообігу. У 90% випадків причина — атеросклероз вінцевих артерій; рідше — спазм, васкуліт, емболія. В цій статті розглянемо детально патогенез та морфологічні зміни в міокарді при ішемії.
Ішемічна хвороба серця: визначення, епідеміологія, етіологія
Ішемічна хвороба серця (ІХС) — група захворювань, спричинених абсолютною або відносною недостатністю коронарного кровообігу. У 90% випадків причина — атеросклероз вінцевих артерій; рідше — спазм, васкуліт, емболія.
Виділена ВООЗ 1965 року як самостійна нозологія. Епідемія в економічно розвинених країнах. Раптова серцева смерть становить 2/3 усіх смертей від серцево-судинних захворювань. Переважно хворіють чоловіки 40–65 років.
Безпосередні причини ішемії міокарда: тривалий спазм коронарних судин, тромбоз або тромбоемболія вінцевих артерій + функціональне перенапруження міокарда при атеросклеротичній оклюзії. Генетично пов'язана з атеросклерозом та гіпертонічною хворобою (психоемоційне перенапруження → ангіоневротичні порушення).
Фактори ризику та патогенез ішемічної хвороби серця
Патогенетичні фактори ризику
Гіперліпідемія (предиктивна цінність 21%), артеріальна гіпертензія, ожиріння, малорухливий спосіб життя, куріння, порушення толерантності до вуглеводів/цукровий діабет, сечокислий діатез, генетична схильність, чоловіча стать. Сума 4 факторів — 44% ризику інфаркту міокарда протягом 10 років.
Фіксоване атеросклеротичне звуження
Атеросклеротичні бляшки у вінцевих артеріях → прогресуюче звуження просвіту → критичний стеноз >70% → недостатність кровопостачання при підвищених метаболічних потребах (фізичне/емоційне навантаження) → хронічна ішемія міокарда → стабільна стенокардія напруги.
Гострі зміни атеросклеротичної бляшки
Ерозія або розрив фіброзної капсули нестабільної бляшки → оголення тромбогенної поверхні (колаген, некротичний детрит, ліпіди) → адгезія та агрегація тромбоцитів → вивільнення вазоконстрикторів (тромбоксан А2, серотонін) → спазм артерії → активація коагуляційного каскаду → формування тромбу. Пристінковий (неоклюзивний) тромб → нестабільна стенокардія(нижче буде детальніше) або дрібновогнищевий інфаркт; оклюзивний тромб → трансмуральний інфаркт міокарда → гострий коронарний синдром.
Хронічна судинна оклюзія
Прогресуючий атеросклероз вінцевих артерій + артеріолосклероз + еластофіброз інтрамуральних гілок → критичне зменшення коронарного резерву → відносна коронарна недостатність (дисбаланс між потребою та постачанням) → повторні епізоди субклінічної ішемії → дрібновогнищевий дифузний кардіосклероз.
Роль гіперліпідемії
Підвищення рівня ліпопротеїнів низької щільності → прогресування атеросклерозу вінцевих артерій + дестабілізація атеросклеротичних бляшок → схильність до розриву. Атеросклеротичний криз → хвиля ліпідозу в бляшці → набухання ліпідного ядра → розтягнення/стоншення фіброзної капсули → власне передує тромбозу.
Роль артеріальної гіпертензії
Підвищений артеріальний тиск → прискорення атеросклеротичного ураження вінцевих артерій + підвищене функціональне навантаження на міокард (збільшення постнавантаження, потреби в кисні) + плазморагічні/геморагічні зміни в судинній стінці → підвищений ризик розриву бляшки та тромбоутворення.
Колатеральне кровопостачання
Повільне прогресування стенозу → гіпоксичний стимул → ангіогенез → розвиток колатералей між гілками вінцевих артерій → часткова компенсація недостатності кровотоку. При гострій оклюзії розвинені колатералі зменшують зону інфаркту; при швидкому тромбозі колатералі не встигають сформуватися → великий трансмуральний інфаркт.
Патогенез гострого коронарного синдрому
Визначення та компоненти гострого коронарного синдрому
Гострий коронарний синдром (ГКС) — клініко-патогенетична концепція, що об'єднує гострі стани, спричинені раптовим зменшенням коронарного кровотоку внаслідок гострих змін в атеросклеротичній бляшці або інших причин. До ГКС належать: нестабільна стенокардія (напади стенокардії, що виникають при незначному фіз. навантаженні, або навіть в спокої), дрібновогнищевий інфаркт міокарда (субендокардіальний), трансмуральний інфаркт міокарда. Стабільна стенокардія, стенокардія Принцметала та раптова серцева смерть НЕ входять до ГКС, хоча мають спільні патогенетичні механізми.
Причини гострого коронарного синдрому
У 90% випадків причина — розрив або ерозія атеросклеротичної бляшки з наступним тромбозом вінцевої артерії. Рідше (10%): спонтанний тривалий спазм вінцевих артерій без значущого атеросклерозу (може призвести до інфаркту на відміну від стенокардії Принцметала, яка як правило не триває більше 20 хвилин), васкуліт коронарних артерій (хвороба Кавасакі, вузликовий поліартеріїт, гігантоклітинний артеріїт), тромбоемболія в вінцеві артерії (джерело: тромби лівих камер серця при фібриляції передсердь, вегетації при інфекційному ендокардиті), спонтанне розшарування коронарної артерії (частіше у молодих жінок), кокаїнова інтоксикація (вазоспазм + підвищена потреба міокарда в кисні).
Етап 1 — розрив або ерозія атеросклеротичної бляшки
Морфологічний субстрат нестабільної бляшки: велике ліпідне ядро(далі - ліпідний стрижень) (>40% об'єму бляшки, багатий на кристали холестерину, некротичний детрит, макрофаги), тонка фіброзна капсула (<65 мкм, в нормі >300 мкм), щільна запальна інфільтрація капсули активованими макрофагами та Т-лімфоцитами, зменшення кількості гладком'язових клітин у капсулі, збіднення капсули колагеном.
Механізм дестабілізації капсули: макрофаги в капсулі (особливо біля "плеча" бляшки — зона максимального механічного стресу) секретують матриксні металопротеїнази (ММП-1, ММП-2, ММП-9), катепсини, еластази, колагенази → протеолітична деградація колагену I та III типів, еластину → прогресуюче стоншення капсули. Запальні цитокіни від макрофагів та Т-клітин (TNF-α, IL-1β, IL-6, IFN-γ) → апоптоз гладком'язових клітин капсули + пригнічення синтезу нового колагену → зменшення механічної міцності капсули.
Тригери розриву: різке підвищення артеріального тиску (ранок, фізичне навантаження, емоційний стрес) → збільшення гемодинамічного стресу на капсулу → розрив у найтоншій ділянці (зазвичай "плече" бляшки). Альтернативно: ерозія поверхні бляшки без розриву капсули (частіше при великій кількості протеогліканів в інтимі, при курінні) → оголення субендотелію. Результат: оголення тромбогенної поверхні — колаген типів I/III/V, фактор фон Віллебранда, некротичний детрит ліпідного ядра, тканинний фактор (експресується макрофагами, найпотужніший активатор згортання).
Етап 2 — тромбоз
Адгезія тромбоцитів: оголений колаген + фактор фон Віллебранда → зв'язування з глікопротеїновими рецепторами на тромбоцитах (GPIb/IX/V зв'язується з фактором фон Віллебранда, GPIa/IIa — з колагеном, GPVI — з колагеном) → прикріплення тромбоцитів до місця пошкодження → активація тромбоцитів → конформаційні зміни → активація GPIIb/IIIa-рецепторів.
Агрегація тромбоцитів: активовані GPIIb/IIIa-рецептори зв'язують фібриноген (молекула фібриногену з'єднує два тромбоцити) → формування тромбоцитарного агрегату. Вивільнення з гранул активованих тромбоцитів: АДФ (з щільних гранул) → активація P2Y12-рецепторів на інших тромбоцитах → посилення агрегації; серотонін → вазоконстрикція; тромбоксан А2 (синтезується циклооксигеназою-1 з арахідонової кислоти) → потужна агрегація + вазоконстрикція.
Активація згортання: тканинний фактор (з некротичного ядра бляшки + з активованих тромбоцитів) → зв'язується з фактором VII → утворення комплексу TF-VIIa → активація фактора X → Xa + Va → протромбіназний комплекс → перетворення протромбіну в тромбін → тромбін перетворює фібриноген у фібрин → полімеризація фібрину → стабільна фібринова сітка → "армування" тромбоцитарного агрегату → змішаний тромб (тромбоцити + фібрин + еритроцити).
Варіанти розвитку залежно від ступеня оклюзії: пристінковий (неоклюзивний) тромб → частково зберігається кровотік (25-50% просвіту) → нестабільна стенокардія (якщо тромб не росте) або дрібновогнищевий субендокардіальний інфаркт міокарда (якщо тромб періодично збільшується/зменшується); оклюзивний тромб → повна оклюзія просвіту → припинення кровотоку → трансмуральний інфаркт міокарда (якщо немає колатералей або колатералі недостатні).
Етап 3 — вазоспазм
Механізм спазму: активовані тромбоцити вивільняють вазоконстриктори → тромбоксан А2 зв'язується з ТР-рецепторами на гладком'язових клітинах медії → активація фосфоліпази С → підвищення внутрішньоклітинного Ca²⁺ → активація міозинкінази легких ланцюгів → скорочення гладких м'язів → звуження просвіту артерії. Серотонін діє через 5-HT2A-рецептори → аналогічний ефект.
Роль ендотеліальної дисфункції: пошкоджений/відсутній ендотелій в зоні розриву бляшки не продукує оксид азоту (NO) → відсутність базальної вазодилатації + відсутність протидії вазоконстрикторам → домінування констрикторних впливів → спазм. Атеросклеротично змінений ендотелій навколо бляшки також має зменшену продукцію NO → парадоксальна вазоконстрикція замість дилатації.
Наслідок: тромбоз + вазоспазм → критичне звуження або повна оклюзія коронарної артерії → припинення або критичне зменшення кровопостачання міокарда → ішемія → якщо тривалість >20-40 хвилин → незворотне пошкодження кардіоміоцитів → некроз → інфаркт міокарда.
Особливості патогенезу при нетромботичних причинах
При спонтанному тривалому спазмі: наприклад при первинній дисфункції ендотелію (зменшена продукція NO) або гіперреактивності гладких м'язів судин → спонтанний спазм без тромбозу → якщо спазм тривалий (>20 хвилин) → трансмуральна ішемія → можливий інфаркт міокарда. При васкуліті: запальна інфільтрація всіх шарів стінки артерії → набряк інтими → звуження просвіту + ендотеліальне пошкодження → тромбоз на тлі запалення → оклюзія. При емболії: відрив тромбу з лівого передсердя (фібриляція передсердь) або вегетації з клапана (ендокардит) → міграція з током крові → застрягання в коронарній артерії → механічна оклюзія без попереднього атеросклерозу. При розшаруванні: розрив інтими → кров проникає в медію → формування інтрамурального гематоми → стискання просвіту → ішемія.
Загальні механізми ішемічного ушкодження кардіоміоцитів
Універсальність механізмів: незалежно від причини ішемії (атеротромбоз, спазм, емболія, гіпоксія), на клітинному рівні розвиваються однотипні патофізіологічні зміни, що визначаються дефіцитом кисню та енергії. Ці механізми лежать в основі всіх форм ІХС — від стенокардії до інфаркту. Критичний час: перші 20-40 хвилин — "вікно можливостей" для збереження життєздатності кардіоміоцитів при відновленні кровотоку; після 2-4 годин повної ішемії зміни стають незворотними навіть при реперфузії.
Енергетичний дефіцит та анаеробний гліколіз
Механізм розвитку: припинення/критичне зменшення надходження кисню → мітохондрії не можуть виконувати окисне фосфорилювання (цикл Кребса зупиняється, електронно-транспортний ланцюг не працює) → різке зниження синтезу АТФ (через 30-60 секунд запаси АТФ зменшуються на 50%, через 5 хвилин на 90%). Компенсаторна спроба: кардіоміоцити активують анаеробний гліколіз (глюкоза → 2 лактату + 2 АТФ), але це дає в 18 разів менше енергії ніж аеробне дихання (2 АТФ замість 36 з однієї молекули глюкози).
Витрачання глікогену: запаси глікогену в кардіоміоцитах (2-3% маси міокарда, основне сховище глюкози для анаеробного гліколізу) швидко витрачаються → через 30-60 хвилин гранули глікогену майже зникають. Накопичення лактату: молочна кислота накопичується (не виводиться через відсутність/зменшення кровотоку) → pH в ішемічній зоні падає з 7,4 до 6,0-6,5 (тяжкий ацидоз) → пригнічується активність ферментів (оптимум pH 7,0-7,4), денатурація білків (при pH Наслідки ацидозу: інгібування гліколітичних ферментів (фосфофруктокіназа втрачає 80% активності при pH 6,5) → подальше падіння продукції АТФ → "порочне коло" енергодефіциту.
Іонні зсуви та порушення мембранного потенціалу
Зупинка іонних насосів: дефіцит АТФ → Na⁺/K⁺-АТФаза (енергозалежний насос, що споживає 30% всього АТФ кардіоміоцита) сповільнюється/зупиняється → натрій не викачується з клітини, калій не закачується всередину. Втрата калію (K⁺): внутрішньоклітинна концентрація падає з 140 до 60-80 мМ, міжклітинна (позаклітинна) зростає з 4 до 10-12 мМ → зміна потенціалу спокою мембрани (деполяризація). Накопичення натрію (Na⁺): пасивно надходить в клітину по градієнту концентрації (в 10 разів більше зовні 140 мМ ніж всередині 14 мМ) → осмотичне набухання (вода йде за натрієм через аквапорини) → клітина роздувається на 20-40%.
Кальцієве перевантаження: Ca²⁺ надходить з міжклітинного простору (через пошкоджену мембрану і відкриті кальцієві канали L-типу) + вивільняється з саркоплазматичного ретикулума (SR не може утримувати Ca²⁺ без роботи Ca²⁺-АТФази, яка споживає АТФ) → концентрація Ca²⁺ в цитоплазмі зростає з 0,0001 мМ до 0,1-1 мМ (збільшення в 1000-10000 разів!). Каскад патологічних ефектів Ca²⁺:
- Активація скорочення: Ca²⁺ зв'язується з тропоніном C → конформаційні зміни тропоміозину → міозинові головки "хапають" актин → у частини кардіоміоцитів гіперконтракція (саркомери скорочені до 1,0-1,5 мкм), у частини релаксація (АТФ вичерпаний — міозин не може відірватись від актину) → формування контракційних смужок
- Активація деструктивних ферментів: фосфоліпази A2, C, D → руйнування фосфоліпідів мембран (плазматична, мітохондріальні, SR); протеази (кальпаїни, катепсини) → деградація білків цитоскелета (спектрин, десмін, α-актинін) → втрата форми клітини; ендонуклеази → фрагментація ДНК
- Мітохондріальне перевантаження: мітохондрії намагаються буферувати Ca²⁺ (поглинають через уніпортер) → кальцій преципітує з фосфатами як гідроксиапатит → електронно-щільні флокулентні депозити → блокування ферментів → мітохондрії стають нефункціональними
Ультраструктурні зміни органел
Мітохондрії: осмотичне набухання (через порушення зовнішньої мембрани Na⁺ і вода надходять в міжмембранний простір і матрикс) → об'єм збільшується в 1,5-2 рази, матрикс просвітлюється (електронна прозорість підвищена через розведення білків водою), кристи зближуються і деформуються (через набухання матрикс стискає кристи), зовнішня мембрана розтягується і місцями розривається. Кальцієві депозити: в матриксі з'являються аморфні електронно-щільні флокулентні депозити (преципітати кальцію Ca₃(PO₄)₂ і денатурованих білків) — при електронній мікроскопії видно як темні гранули 50-200 нм. Деструкція крист: внутрішня мембрана фрагментується (через розриви від набряку + дію фосфоліпаз), кристи розпадаються на везикули → навіть при відновленні кровотоку після 2-4 годин ішемії мітохондрії не можуть відновити аеробне дихання.
Набряк мітохондрії при електронній мікроскопії
Саркоплазматичний ретикулум (SR): різко розширений — цистерни роздуті в 2-3 рази (накопичення іонів і води), Ca²⁺-АТФаза SR не працює (немає АТФ) → SR не може секвеструвати кальцій з цитоплазми (в нормі SR підтримує концентрацію Ca²⁺ низькою 0,0001 мМ) → мембрани SR розриваються від перерозтягування, фрагментуються на везикули → кальцій виходить → концентрація в цитоплазмі ще більше зростає. Міофібрили: частина в стані гіперконтракції (саркомери 1,0-1,5 мкм, Z-диски майже злиті), частина в стані релаксації (саркомери 2,5-3,0 мкм, Z-диски далеко відстоять) → нерівномірні зміни в межах одного міоцита. Ядро: хроматин частково маргінований (зміщений до периферії під ядерну оболонку), але оболонка ще збережена (фрагментація оболонки — ознака незворотної загибелі).
Глікогенові гранули: майже повністю зникають з цитоплазми (в нормі β-гранули діаметром 15-30 нм формують розетки α-гранул 80-150 нм, загальна кількість десятки тисяч на клітину; при ішемії залишаються поодинокі). Плазматична мембрана (сарколема): місцями розриви і втрата цілісності через дію фосфоліпаз та механічне розтягування від набряку, але повного лізису ще немає до розвитку некрозу (повний лізис з виходом вмісту клітини — при некрозі після 4-12 годин).
Межа зворотності змін
Фаза зворотних змін (0-20 хвилин): якщо кровопостачання відновлюється протягом перших 15-20 хвилин → кисень надходить → мітохондрії (якщо їх мембрани не повністю зруйновані) відновлюють аеробне дихання → синтез АТФ відновлюється → Na⁺/K⁺-АТФаза починає працювати → іонний баланс нормалізується → осмотичний тиск нормалізується → набряк зникає → Ca²⁺-АТФази викачують кальцій → концентрація Ca²⁺ нормалізується → міофібрили розслабляються → структури відновлюються протягом 4-24 годин (мітохондрії за 1-2 год, глікоген ресинтезується за 12-24 год, міофібрили за 4-6 год).
"Point of no return" (критична точка незворотності): якщо ішемія триває понад 20-40 хвилин (для повної оклюзії без колатералей) → деструкція мітохондрій стає незворотною (внутрішня мембрана фрагментується повністю, кристи розпадаються, матрикс витікає, депозити Ca²⁺ блокують всі ферменти) → навіть при відновленні кровотоку клітина не може відновити аеробне дихання → продовжується накопичення Ca²⁺ → активація фосфоліпаз і протеаз → руйнування всіх мембран → вихід вмісту клітини (ферментів, тропонінів, міоглобіну) в міжклітинний простір → каріолізис (лізосомальні ДНКази руйнують ДНК) → незворотний некроз. Фактори, що визначають час незворотності: температура (гіпотермія подовжує час до некрозу), наявність колатералей (подовжують час), попереднє ischemic preconditioning (короткі епізоди ішемії "тренують" міокард), ступінь оклюзії (часткова vs повна).
Морфологічні маркери ішемії міокарда
Діагностичне значення: морфологічні маркери ішемії дозволяють ідентифікувати зони ішемічного ушкодження на різних етапах — від гострої ішемії (0-2 год) до некрозу (>4-12 год). Ці зміни універсальні для всіх форм ІХС (раптова смерть, стенокардія, інфаркт міокарда) і відрізняються тільки ступенем вираженості та тривалістю збереження.
Контракційні смужки (contraction bands)
Контракційні (поперекові еозинофільні) смужки — потовщені яскраво-рожеві поперечні смуги в цитоплазмі кардіоміоцитів, розташовані перпендикулярно довгій осі волокна, ширина 4-10 мкм (замість норми 2 мкм для саркомера). При забарвленні гематоксилін-еозином виглядають як інтенсивно еозинофільні смужки, що чергуються з більш світлими ділянками. При забарвленні PTAH (фосфорновольфрамова кислота-гематоксилін, специфічно забарвлює міофібрили) смужки видно ще чіткіше як темно-сині поперечні потовщення.
Контракційні смужки (contraction bands) — поперечні інтенсивно еозинофільні потовщення в кардіоміоцитах. Ця мікроскопічна картина характерна для гострої ішемії, реперфузійного ушкодження, раптової серцевої смерті.
Механізм утворення: масивне надходження Ca²⁺ в цитоплазму ішемізованих міоцитів (з розділу "Загальні механізми": SR не може секвеструвати Ca²⁺ без АТФ + порушена плазматична мембрана) → Ca²⁺ зв'язується з тропоніном C → конформаційні зміни тропоміозину → відкриття сайтів зв'язування на актині → міозинові головки масово "хапають" актин → гіперскорочення окремих саркомерів → Z-диски зближуються майже до злиття (відстань зменшується з нормальних 2,2 мкм до 1,0-1,5 мкм) → утворюються щільні еозинофільні смужки (білки актину, міозину, α-актиніну, десміну максимально упаковані → багато основних амінокислот → інтенсивно зв'язують кислий барвник еозин → яскраво-рожеве забарвлення).
Клінічне значення та диференційна діагностика: контракційні смужки — патогномонічна ознака трьох ситуацій: (1) реперфузія ішемізованого міокарда (кисень і Ca²⁺ надходять до ще живих, але ослаблених клітин з порушеними мембранами), (2) раптова серцева смерть (викид катехоламінів → масивне надходження Ca²⁺ → електрична нестабільність → смерть до некрозу), (3) інші катехоламінергічні впливи — електротравма (масивна деполяризація → відкриття кальцієвих каналів), катехоламінова кардіоміопатія (феохромоцитома, стрес-кардіоміопатія Такоцубо), введення високих доз адреналіну при реанімації. Важливо: контракційні смужки з'являються через 30-60 хвилин після початку ішемії і можуть зберігатись протягом 2-3 діб (навіть при розвитку некрозу), тому їх наявність не виключає пізніших стадій інфаркту.
Хвилеподібність м'язових волокон (fiber waviness)
Хвилеподібність (звивистість) м'язових волокон — втрата нормальної прямолінійності кардіоміоцитів, волокна вигинаються S-подібно, утворюють звивисті або зигзагоподібні контури замість паралельних прямих ліній. При малому збільшенні (×100-×200) видно, що групи волокон мають хвилясту траєкторію; при великому збільшенні (×400-×600) окремі волокна деформовані, витягнуті, стоншені.
Хвилеподібність м'язових волокон (fiber waviness) — волокна втрачають прямолінійність, вигинаються. Така картина характерна для перших 0,5-4 годин ішемії міокарда (донекротична стадія).
Механізм формування: нерівномірне скорочення в зоні ішемії — окремі кардіоміоцити скорочуються (мають Ca²⁺ і залишки АТФ), інші розслаблені (вже втратили іони або АТФ вичерпаний) → створюється мозаїка скорочених і релаксованих ділянок в межах одного м'язового пучка → волокна вигинаються під впливом нерівномірних механічних сил. Додатковий фактор: руйнування білків вставних дисків (десмоглеїн, десмоколін, N-кадгерин) протеазами → втрата жорсткого з'єднання між сусідніми кардіоміоцитами → волокна можуть зміщуватись одне відносно одного → "глибки" (поперечні тріщини, розриви міжклітинних контактів) і звивистість.
Часові рамки та значення: хвилеподібність з'являється через 20-30 хвилин від початку ішемії (раніше ніж контракційні смужки) і найбільш виражена в період 30 хвилин — 4 години (донекротична стадія). Диференційна діагностика: хвилеподібність НЕ є патогномонічною ознакою ішемії — вона також виявляється при: (1) агональних змінах (останні скорочення перед зупинкою серця при будь-якій причині смерті), (2) хронічній серцевій недостатності (розтягнення волокон від дилатації), (3) артефактах розтину (натягування тканини при вирізанні шматка). Для підтвердження ішемії потрібні додаткові маркери (контракційні смужки, втрата глікогену, зниження ферментів).
Втрата глікогену (ШИК-реакція)
Гістохімічний метод: ШИК-реакція (PAS — periodic acid-Schiff) виявляє полісахариди (глікоген) у тканинах. Принцип: перйодна кислота окислює гідроксильні групи глікогену до альдегідів → альдегіди реагують з реактивом Шиффа (фуксинсірчиста кислота) → утворюється малиновий (magenta) продукт реакції. Нормальна картина: цитоплазма кардіоміоцитів інтенсивно малинова (багато гранул глікогену, особливо навколо ядер і між міофібрилами), ядра блакитні (контрастне забарвлення гематоксиліном). При ішемії: цитоплазма стає блідо-рожевою або взагалі не забарвлюється (безбарвна, сіра) — глікоген вичерпаний.
ШИК-негативна реакція на глікоген (на фото — печінка, але принцип той самий). При ішемії міокарда кардіоміоцити втрачають глікоген → цитоплазма не забарвлюється (безбарвна або блідо-рожева).
Механізм втрати глікогену: припинення аеробного дихання → кардіоміоцити переходять на анаеробний гліколіз (єдине джерело АТФ при відсутності O₂) → глікоген інтенсивно розщеплюється глікогенфосфорилазою до глюкозо-1-фосфату → глюкоза використовується в гліколізі → за 30-60 хвилин запаси глікогену (2-3% маси міокарда) повністю вичерпуються. При електронній мікроскопії: в нормі видно численні β-гранули глікогену (діаметр 15-30 нм), що формують розетки α-гранул (80-150 нм), загальна кількість десятки тисяч на клітину; при ішемії залишаються тільки поодинокі гранули або їх немає взагалі.
Часові рамки: втрата глікогену — один з найранніших гістохімічних маркерів ішемії, виявляється вже через 20-30 хвилин після оклюзії. Зберігається протягом всього періоду гострої ішемії та некрозу (глікоген не ресинтезується в некротизованих клітинах). Обмеження методу: ШИК-реакція може бути хибно негативною при: (1) посмертному аутолізі (глікоген руйнується ферментами через кілька годин після смерті → потрібен швидкий розтин або заморожування тканини), (2) цукровому діабеті в стадії декомпенсації (зменшені запаси глікогену в міокарді ще до ішемії), (3) тривалій агонії (глікоген витрачається на катехоламінергічні скорочення).
Зниження активності окисно-відновних ферментів
Сукцинатдегідрогеназа (SDH): фермент внутрішньої мембрани мітохондрій, компонент циклу Кребса (окислює сукцинат до фумарату) і комплексу II електронно-транспортного ланцюга. Гістохімічний метод: свіжі заморожені зрізи міокарда (кріостатні, товщиною 10-20 мкм) інкубують в середовищі з сукцинатом натрію (субстрат) + нітросинім тетразолієм (NBT, акцептор електронів) → SDH окислює сукцинат, електрони передаються на NBT → NBT відновлюється до нерозчинного формазану темно-синього кольору → формазан преципітує в місці активності ферменту (в мітохондріях). Нормальна картина: цитоплазма кардіоміоцитів заповнена численними дрібними синіми гранулами формазану (відповідають мітохондріям) — "зоряне небо". При ішемії: гранул майже немає або вони дуже бліді, цитоплазма безбарвна/світло-блакитна.
Механізм зниження активності: деструкція мітохондрій (набряк, розриви мембран, депозити Ca²⁺, руйнування крист) → SDH втрачає функціональне оточення (фермент вбудований у внутрішню мембрану, для його роботи потрібна інтактна мембрана з протонним градієнтом) → різке зниження активності. Інші дегідрогенази: аналогічно знижується активність лактатдегідрогенази (LDH, цитоплазматична), малатдегідрогенази (MDH, мітохондріальна), ізоцитратдегідрогенази (ICDH, цитоплазматична і мітохондріальна), NADH-діафорази, NADPH-діафорази — всі вони використовують NAD⁺/NADH або NADP⁺/NADPH як коферменти, при ішемії ці коферменти вичерпуються (накопичується відновлена форма NADH, окислена форма NAD⁺ зникає).
Часові рамки: зниження активності SDH виявляється через 30-60 хвилин після оклюзії (пізніше ніж втрата глікогену, бо мітохондрії зберігають залишкову активність довше). Переваги методу: висока специфічність для мітохондріального пошкодження, можливість напівкількісної оцінки (підрахунок гранул на одиницю площі), виявлення субклінічної ішемії (коли світлооптично ще немає змін). Обмеження: потрібна свіжа заморожена тканина (фіксація формаліном інактивує ферменти), результат залежить від часу інкубації та концентрації реагентів.
Механізми електричної нестабільності та раптової смерті
Клінічне значення: раптова серцева смерть — провідна причина летальності при ІХС (2/3 всіх смертей від серцево-судинних захворювань), у 50-60% випадків є першим і єдиним проявом захворювання. В основі лежить електрична нестабільність ішемізованого міокарда → фібриляція шлуночків (VF) або асистолія → припинення серцевого викиду → смерть мозку за 3-5 хвилин. Розуміння механізмів критично важливе для профілактики та лікування.
Електрофізіологічна неоднорідність ішемізованого міокарда
Три зони міокарда при гострій ішемії: (1) Центральна зона (ядро інфаркту) — зона найтяжчої ішемії, клітини або вже загинули (електрично інертні), або в стані тяжкого некробіозу (не генерують потенціал дії); (2) Перехідна зона (border zone, ischemic penumbra) — зона помірної ішемії, клітини живі але з порушеними електричними властивостями (зміненний потенціал спокою, подовжений рефрактерний період, сповільнена провідність); (3) Нормальний міокард — зона поза ішемією, нормальні електричні характеристики. Ключовий принцип: неоднорідність електричних властивостей (мозаїка з клітин з різними потенціалами дії) створює умови для аритмій.
Іонні механізми зміни електричних властивостей: накопичення K⁺ в позаклітинному просторі (концентрація зростає з 4 до 10-12 мМ через зупинку Na⁺/K⁺-АТФази) → зменшення градієнту K⁺ через мембрану → деполяризація потенціалу спокою (зміщується з -90 мВ до -60 мВ) → частина натрієвих каналів інактивована (не можуть відкритись при стимуляції) → зменшення швидкості наростання потенціалу дії (фаза 0 повільніша) → сповільнена провідність імпульсу (швидкість проведення падає з нормальних 0,5-1 м/с до 0,1-0,3 м/с в перехідній зоні). Подовження рефрактерного періоду: ацидоз (pH
Механізм re-entry (повторного входу збудження)
Анатомічний субстрат для re-entry: для виникнення циркуляції імпульсу потрібні дві умови: (1) замкнене коло провідності (імпульс може повернутись до вихідної точки), (2) однобічна блокада (імпульс блокується в одному напрямку, але проходить в іншому). Як це реалізується при ішемії: є дві паралельні зони провідності навколо ішемічної ділянки — "швидкий шлях" (частково ішемізовані клітини з помірною провідністю) і "повільний шлях" (сильно ішемізовані клітини з дуже повільною провідністю + подовженим рефрактерним періодом).
Послідовність подій при re-entry:
- Нормальний імпульс з синусового вузла досягає перехідної зони, розщеплюється на два шляхи — швидкий і повільний
- Блокада в повільному шляху: через подовжений рефрактерний період повільний шлях ще не вийшов з рефрактерності (від попереднього імпульсу) → імпульс блокується (однобічна блокада), йде тільки по швидкому шляху
- Імпульс по швидкому шляху проходить навколо ішемічної зони, досягає дистального кінця повільного шляху
- Зустрічне проведення по повільному шляху: до цього часу повільний шлях вийшов з рефрактерності → імпульс може пройти ретроградно (назад) по повільному шляху з дуже малою швидкістю (0,1-0,2 м/с)
- Повернення до вихідної точки: коли ретроградний імпульс досягає вихідної точки швидкого шляху, ця зона вже вийшла з рефрактерності (пройшов достатній час через повільне проведення) → імпульс може знову пройти по швидкому шляху → циркуляція замикається
- Повторна активація: кожен цикл циркуляції повторно активує міокард (extrasystole, якщо один цикл; тахікардія, якщо циркуляція стійка)
Перехід шлуночкової тахікардії у фібриляцію: спочатку re-entry створює організовану циркуляцію → шлуночкова тахікардія (VT, частота 150-250/хв, широкі комплекси QRS, ще є координоване скорочення шлуночків). При прогресуванні ішемії виникають множинні циркулюючі хвилі (багато петель re-entry в різних ділянках перехідної зони) + збільшується неоднорідність (через поглиблення ішемії) → хвилі фрагментуються → виникає фібриляція шлуночків (VF) — хаотична електрична активність без координованого скорочення.
Фібриляція шлуночків та гемодинамічний колапс
Електрична картина VF: на ЕКГ хаотичні низько- або високоамплітудні коливання без чітких комплексів QRS (частота "коливань" 300-600/хв, але це не справжні скорочення), амплітуда поступово зменшується (від грубохвильової VF 5-10 мм до дрібнохвильової Механічна картина: кожен кардіоміоцит скорочується у власному ритмі (через хаотичну активацію) → координоване скорочення шлуночків відсутнє → серце "тремтить" або "вибриковує" (fibrillation = тремтіння), але не викидає кров → серцевий викид = 0, хоча серце ще "живе".
Наслідки відсутності серцевого викиду: припинення кровообігу → органи не отримують кров з киснем і глюкозою. Мозок (найчутливіший орган): втрата свідомості через 10-15 секунд (вичерпуються запаси O₂ і глюкози в нейронах кори, достатні тільки на 10-20 секунд активності); початок незворотних змін в корі через 3-5 хвилин (некроз найчутливіших нейронів гіпокампа — СА1 сектор, потім інші зони кори); смерть мозку (повний некроз кори + стовбура) через 10-15 хвилин без реанімації. Інші органи: нирки (гостре ушкодження через 20-30 хв), печінка/кишечник (ішемічні зміни через 30-60 хв), але мозок визначає життя/смерть → біологічна смерть від смерті мозку.
Чому смерть настає до розвитку некрозу міокарда
Часові рамки розвитку подій: фібриляція шлуночків виникає через 3-10 хвилин після гострої оклюзії вінцевої артерії (пік ризику VF — перші 5-15 хвилин), коли електрична нестабільність максимальна (перехідна зона найбільш виражена). Некробіоз кардіоміоцитів (дистрофічні зміни, що передують некрозу) розвивається після 20-40 хвилин тотальної ішемії, а достовірні гістологічні ознаки некрозу (пікнотичні/лізовані ядра, масивна інфільтрація нейтрофілами) з'являються через 4-12 годин. Висновок: смерть від VF випереджає некроз міокарда → у випадках раптової серцевої смерті (0-2 год після оклюзії) на розтині виявляють тільки донекротичні зміни (контракційні смужки, хвилеподібність, втрата глікогену) + свіжий тромб в артерії, але макроскопічно інфаркт не виявляється (тканина не змінила колір).
Кардіомаркери при раптовій смерті: тропоніни I/T, КФК-МВ залишаються в нормі або тільки починають підвищуватись (якщо пацієнта реанімували), бо некроз не встиг розвинутись → масивний вихід тропонінів у кров не відбувся. Тропоніни підвищуються через 4-6 годин після початку некрозу, досягають максимуму через 24-48 годин. Діагностична дилема: у клініці це створює проблему діагностики "Type 3 MI" за Universal Definition — пацієнти з серцевою смертю і високою підозрою на ІМ (клінічні симптоми, зміни ЕКГ або VF), але які померли до визначення біомаркерів або до виявлення інфаркту на розтині.
Фактори ризику раптової серцевої смерті
Відсутність ischemic preconditioning: молоді пацієнти без попередньої стенокардії (немає історії епізодів ішемії) → міокард не пройшов адаптацію ("тренування" короткими епізодами ішемії робить міокард стійкішим до електричної нестабільності через активацію захисних механізмів: відкриття мітохондріальних K⁺-АТФ-каналів, зменшення Ca²⁺ перевантаження, пригнічення апоптозу) → при першій гострій оклюзії електрична нестабільність максимальна → висока ймовірність VF. Статистика: 50-60% осіб, що померли раптово, не мали діагностованої ІХС за життя — раптова смерть часто буває першим проявом коронарної хвороби у людей 40 років, особливо при великій фізичній або емоційній навантазі.
Інші фактори ризику VF: великий трансмуральний інфаркт в анамнезі (рубець створює анатомічний субстрат для re-entry), знижена фракція викиду ЛШ
Стратегії профілактики раптової смерті: первинна профілактика у груп ризику (β-блокатори зменшують симпатичну активацію → зменшують ризик VF на 30-40%, статини стабілізують атеросклеротичні бляшки → зменшують ризик розриву), імплантація кардіовертера-дефібрилятора (ICD) у пацієнтів з високим ризиком (ФВ
Класифікація ішемічної хвороби серця: гостра та хронічна форми
Гостра ішемічна хвороба серця
До гострої ІХС належать клініко-морфологічні форми, що виникають внаслідок раптового зменшення коронарного кровотоку:
Раптова серцева смерть — втрата свідомості внаслідок фатальної аритмії (фібриляція шлуночків) протягом 1 години від початку симптомів або під час сну(особливо про неї поговоримо детальніше нижче).
Стабільна стенокардія (стенокардія напруги) — нападоподібний загруднинний біль при фізичному або емоційному навантаженні, що минає у спокої за 5-15 хвилин; чіткий зв'язок з навантаженням.
Нестабільна стенокардія — напади болю при незначному навантаженні або в спокої, тривалість понад 15-20 хвилин, лікувальний ефект нітрогліцерину менш виражений, ніж при стабільній; високий ризик переходу в інфаркт.
Стенокардія Принцметала (варіантна, вазоспастична) — напади болю у спокої (часто вночі або рано вранці) внаслідок спонтанного спазму вінцевих артерій без значущого ураження вінцевих судин атеросклерозом.
Інфаркт міокарда — ішемічний некроз серцевого м'яза; за глибиною ураження: трансмуральний (через всю товщу стінки), субендокардіальний (під ендокардом), інтрамуральний (у товщі стінки), субепікардіальний (під епікардом).
Хронічна ішемічна хвороба серця
До хронічної ІХС належать форми, що характеризуються прогресуючою серцевою недостатністю внаслідок тривалого ішемічного ураження:
Дрібновогнищевий дифузний кардіосклероз — множинні дрібні розсіяні вогнища фіброзу в міокарді як результат повторних епізодів субклінічної ішемії або мікроінфарктів на тлі хронічної відносної коронарної недостатності(внаслідок гіпертонічної хвороби, наприклад).
Постінфарктний (великовогнищевий) кардіосклероз — великий рубець білого кольору на місці перенесеного трансмурального інфаркту міокарда.
Хронічна аневризма серця — мішкоподібне або дифузне випинання стінки серця в ділянці постінфарктного рубця; виникає як ускладнення великого трансмурального інфаркту.
Морфологічна основа форм
Гостра ІХС морфологічно представлена зворотними або незворотними змінами кардіоміоцитів: жирова та білкова дистрофія (при стенокардії — зворотні зміни без некрозу), донекротичні зміни (при раптовій смерті — часто смерть настає до розвитку некрозу), інфаркт — некроз кардіоміоцитів з наступним заміщенням рубцевою тканиною. Хронічна ІХС морфологічно — це кардіосклероз (заміщення скоротливого міокарда сполучною тканиною, яка не має скоротливої функції).
Характер перебігу
Перебіг ІХС хвилеподібний (за винятком раптової смерті, яка настає одномоментно): коронарні кризи — епізоди абсолютної (гострої) коронарної недостатності виникають періодично на тлі постійно існуючої хронічної відносної недостатності коронарного кровообігу. Під час кризів — загострення симптомів (напади стенокардії), можливий розвиток інфаркту міокарда; між кризами — відносна стабілізація стану, але прогресуюче погіршення через накопичення морфологічних змін (дистрофія, дрібновогнищевий кардіосклероз).
Безсимптомна ішемічна хвороба серця
Безсимптомна (німа) ішемічна хвороба серця — форма ІХС, при якій відсутні клінічні прояви (біль у грудях, задишка) незважаючи на наявність значущого атеросклеротичного ураження вінцевих артерій та/або ішемічних змін у міокарді. Виявляється випадково при плановому обстеженні (ЕКГ у спокої, навантажувальні проби, холтерівське моніторування ЕКГ) або при обстеженні з приводу інших захворювань.
Морфологічна основа
Вінцеві артерії: атеросклеротичні бляшки зі звуженням просвіту від 50% до 75% (не завжди критичний стеноз), можлива повільна оклюзія з розвиненими колатералями, які компенсують недостатність кровотоку.
Міокард: макроскопічно без ознак гострого ураження, можливе незначне витончення стінки лівого шлуночка. Мікроскопічно — дрібні (1-3 мм) розсіяні вогнища фіброзу (сполучнотканинні рубчики на місці перенесених мікроінфарктів), дифузна жирова дистрофія кардіоміоцитів, компенсаторна гіпертрофія збережених м'язових волокон. При гістохімічних дослідженнях — зниження запасів глікогену, зменшення активності окисно-відновних ферментів (сукцинатдегідрогенази) в окремих кардіоміоцитах.
Діагностичні дані
ЕКГ у спокої: можливі неспецифічні зміни сегмента ST і зубця T, ознаки перенесених дрібних інфарктів (патологічні зубці Q у поодиноких відведеннях), порушення провідності. Навантажувальна проба (велоергометрія, тредміл-тест): депресія сегмента ST >1 мм при навантаженні без больового синдрому. Холтерівське моніторування: епізоди безбольової депресії ST. Кардіомаркери (тропоніни I/T, КФК-МВ) у нормі — відсутність гострого некрозу.
Ризики
Раптова серцева смерть (фатальна аритмія без попередження), перехід у симптомні форми (стабільна/нестабільна стенокардія), розвиток інфаркту міокарда без попередніх епізодів стенокардії, прогресування до хронічної серцевої недостатності. Відсутність симптомів створює хибне відчуття здоров'я — пацієнт не звертається за медичною допомогою, захворювання прогресує.
Раптова коронарна (серцева) смерть
Визначення та клінічна картина
Раптова серцева (коронарна) смерть — раптова втрата свідомості внаслідок фатальної аритмії (найчастіше фібриляція шлуночків, рідше асистолія) протягом 1 години від появи перших симптомів або під час сну без попередніх ознак захворювання. Зв'язок з фізичним навантаженням (біг, підйом по сходах, важка фізична робота) або емоційним стресом (конфлікт, страх, раптове потрясіння) можливий, але не обов'язковий — смерть може настати у повному спокої або уві сні.
Провокуючі фактори: інтенсивне фізичне навантаження (особливо у нетренованих осіб), сильний емоційний стрес, перехід від спокою до активності (підйом з ліжка рано вранці), переохолодження, прийом алкоголю/кокаїну/амфетамінів (симпатоміметичний ефект → вазоспазм + аритмія).
Морфологічна основа
У 90% випадків — виражений атеросклероз вінцевих артерій з критичним стенозом >75% просвіту в одній або декількох артеріях. Макроскопічно при розтині: циркулярні або півциркулярні атеросклеротичні бляшки жовто-білого кольору, щільної консистенції, звужують просвіт на 75-90%. Часто (40-60% випадків) виявляється свіжий тромб червоно-сірого кольору в просвіті вінцевої артерії (оклюзивний або пристінковий), прикріплений до поверхні бляшки — ознака гострого ушкодження бляшки (розрив/ерозія капсули) як тригера смерті.
Макроскопічно міокард: у більшості випадків без очевидних гострих змін — це "обличчя смерті від тромбу" за Н.Я. Рапопортом (смерть настає до розвитку видимого інфаркту). Міокард дещо млявий, поверхня на розрізі блідіша за нормальну (коричнево-червона замість яскраво-червоної), можлива незначна строкатість (ділянки червонуватого кольору чергуються з блідішими), легкий набряк. Маса серця часто збільшена (400-500 г у чоловіків замість норми 300 г) — це компенсаторна гіпертрофія, що розвинулась ДО моменту раптової смерті внаслідок хронічної відносної коронарної недостатності при багаторічному атеросклерозі; товщина стінки лівого шлуночка 15-18 мм замість норми 10-12 мм.
Мікроскопічна картина
Перші мікроскопічні зміни з'являються через 30-60 хвилин від початку гострої ішемії (у більшості випадків раптової смерті тривалість ішемії не перевищує цей час). М'язові волокна: втрата поперечної посмугованості (саркомери не диференціюються), хвилеподібність м'язових волокон (fiber waviness) — волокна вигинаються, стають звивистими замість прямих (через нерівномірне скорочення сусідніх живих і ішемізованих волокон), стоншення і розтягнення окремих волокон, "глибки" кардіоміоцитів (міоцити втрачають об'єм).
Так званна fiber waviness(стрілочки вказують на звивисті міокардіоцити).Це НЕ ПАТОГНОМОНІЧНА ОЗНАКА раптової серцевої смерті(РСС). Потрібно розуміти, що така мікрокопічна картина розвивається в будь-яких випадках, коли ішемія триває більше 30 хвилин(така картина характерна в період між 30-ою хвилиною та 4-ою годиною ішемії).Далі ми будемо не один раз ссилаться на це зображення.Мікро та макропрепарати для кожної стадії інфаркту міокарду - в розділі "інфаркт міокарда"
Розвиваються контракційні смужки (механізм описаний у розділі 'Морфологічні маркери ішемії')
Навколо ішемізованих волокон: стаз еритроцитів у капілярах (еритроцити склеюються у "монетні стовпчики"), діапедезні крововиливи (поодинокі еритроцити в інтерстиції через підвищену проницність капілярів), краєве стояння лейкоцитів у венулах (лейкоцити прилипають до ендотелію — готуються до міграції, але міграція не встигає статися до смерті), набряклість інтерстицію, строкатість забарвлення (ділянки з еритродіапедезом темніші).
Ультраструктура та гістохімія
Електронна мікроскопія (виконується в спеціалізованих випадках): мітохондрії набряклі (просвітлення матриксу, розширення між кристами), кристи фрагментовані або відсутні, можливі флокулентні депозити кальцію в матриксі мітохондрій (електронно-щільні гранули). Саркоплазматичний ретикулум розширений, цистерни роздуті. Ядро: маргінація хроматину (хроматин конденсується по периферії під ядерною оболонкою), ядро зменшене. Міофібрили: гіперконтракція (саркомери вкорочені до 1,2-1,5 мкм замість норми 2,2 мкм) чергується з релаксацією (саркомери подовжені до 2,8-3,0 мкм) — нерівномірні зміни в межах одного міоцита.
Гістохімічні зміни аналогічні гострій ішемії (див. 'Морфологічні маркери ішемії').
Діагностичні дані
ЕКГ за життя (якщо встигла бути зареєстрована бригадою швидкої допомоги): шлуночкова тахікардія (широкі комплекси QRS >120 мс, частота >100/хв) → фібриляція шлуночків (хаотична електрична активність без QRS-комплексів, амплітуда поступово зменшується) → асистолія (пряма лінія). Посмертна ЕКГ неінформативна (електрична активність відсутня).
У пацієнтів, яких успішно реанімували після зупинки серця: кардіомаркери (тропоніни I/T, КФК-МВ) при першому заборі крові (одразу після реанімації) можуть бути в нормі або мінімально підвищені — зупинка серця настала до масивного виходу маркерів у кров. Тропоніни підвищуються через 4-6 годин, тому повторний забір через кілька годин покаже динамічне зростання.
Ризики
Високий ризик раптової смерті без попередніх симптомів: 50-60% осіб, що померли раптово, не мали діагностованої ІХС за життя (є теорія, що серце таких людей особливо не адаптоване до ішемії - колатералі слабо розвинені, про це ще згадаємо нижче). Інші фактори ризику: великий трансмуральний інфаркт в анамнезі (рубець — субстрат для reentry-аритмій), знижена фракція викиду лівого шлуночка
Стабільна стенокардія (стенокардія напруги)
Клінічна картина
Стабільна стенокардія (стенокардія напруги) — нападоподібний загруднинний біль стискаючого/пекучого характеру при фізичному навантаженні (ходьба, підйом по сходах, біг) або емоційному стресі, що минає у спокої за 5-15 хвилин або після прийому нітрогліцерину (ефект через 1-3 хвилини). Характерна ознака — чіткий і передбачуваний зв'язок з навантаженням: біль виникає при приблизно однаковому рівні активності, стабільний характер нападів (частота, інтенсивність, тривалість не змінюються протягом тижнів/місяців).
Провокуючі фактори: фізичне навантаження (підвищується потреба міокарда в кисні), емоційний стрес (викид катехоламінів → тахікардія + підвищення АТ → зростання роботи серця), холод (вазоконстрикція периферичних судин → збільшення постнавантаження), "гарні прийоми їжі" (перерозподіл кровотоку до шлунково-кишкового тракту → відносна недостатність коронарного кровотоку). Полегшуючі: спокій (зменшення споживання кисню міокардом), нітрогліцерин (вазодилатація → зниження пред- і постнавантаження + розширення вінцевих артерій).
Морфологічна основа
Вінцеві артерії: критичний атеросклеротичний стеноз >70% просвіту в одній або декількох артеріях (найчастіше передня міжшлуночкова гілка лівої вінцевої артерії). Макроскопічно при розтині: атеросклеротичні бляшки жовто-білого кольору, щільні, циркулярні або півциркулярні, звужують просвіт на 70-90%. Бляшки стабільні (товста фіброзна капсула >65 мкм, невеликий ліпідний стрижень
Міокард макроскопічно: між нападами без ознак гострого ураження — поверхня розрізу рівномірно коричнево-червона, консистенція пружна. Можливі дрібні (1-3 мм) сіро-білі вогнища фіброзу (дрібновогнищевий кардіосклероз) — наслідок попередніх епізодів субклінічної ішемії. Маса серця часто збільшена (350-450 г у чоловіків замість норми 300 г), товщина стінки лівого шлуночка 13-16 мм замість норми 10-12 мм — компенсаторна гіпертрофія, що розвинулась протягом місяців/років у відповідь на хронічну відносну коронарну недостатність при фізичному навантаженні.
Мікроскопічна картина
Між нападами: кардіоміоцити без гострих змін, поперечна посмугованість збережена, ядра нормальні. Можливі дрібні розсіяні вогнища фіброзу (заміщення кардіоміоцитів колагеновими волокнами) від попередніх епізодів тривалої ішемії. Компенсаторна гіпертрофія кардіоміоцитів: волокна потовщені (діаметр 18-22 мкм замість норми 12-15 мкм), ядра збільшені (12-15 мкм замість 8-10 мкм), гіперхромні (інтенсивно забарвлені гематоксиліном через збільшення хроматину). Між гіпертрофованими волокнами — незначне розростання сполучної тканини (заміщувальний фіброз).
Під час нападу (якщо смерть настала в момент нападу): зміни мінімальні і зворотні — м'язові волокна злегка набряклі, цитоплазма блідіша (через набряк), поперечна посмугованість збережена але менш чітка.
Електронна мікроскопія під час ішемії: мітохондрії набряклі (просвітлення матриксу, розширення простору між кристами), кристи зближені але не фрагментовані, можливі поодинокі дрібні кальцієві депозити.
Діагностичні дані
ЕКГ: під час нападу депресія сегмента ST >1 мм (горизонтальна або косонизхідна) у відповідних відведеннях, інверсія зубця T (негативний замість позитивного) — ознаки субендокардіальної ішемії. Між нападами ЕКГ може бути повністю нормальною (у 50% пацієнтів) або показувати неспецифічні зміни ST-T.
Кардіомаркери (тропоніни I/T, КФК-МВ): в нормі — відсутність некрозу, тому білки з кардіоміоцитів не виходять у кров. Якщо тропоніни підвищені — це вже не стабільна стенокардія, а нестабільна або інфаркт.
Ризики
Прогресування до нестабільної стенокардії (при дестабілізації атеросклеротичної бляшки — розрив/ерозія капсули → тромбоз), розвиток інфаркту міокарда (при повній оклюзії артерії), раптова серцева смерть (фатальна аритмія на тлі гострої ішемії). Накопичення дрібновогнищевого кардіосклерозу → поступове зниження скоротливої функції → хронічна серцева недостатність.
Стенокардія Принцметала (варіантна, вазоспастична)
Клінічна картина
Стенокардія Принцметала (варіантна, вазоспастична) — нападоподібний загруднинний біль стискаючого/пекучого характеру, що виникає у спокої без зв'язку з фізичним навантаженням, найчастіше вночі (між 00:00 і 08:00 годинами) або рано вранці. Напади циклічні (можуть повторюватись приблизно в один і той же час доби), тривалість 5-15 хвилин, біль купується нітратами (ефект через 2-5 хвилин) або антагоністами кальцію.
Провокуючі фактори: куріння (нікотин → спазм судин), кокаїн/амфетаміни (симпатоміметичний ефект → вазоконстрикція), холодове навантаження (холодна вода, вихід на мороз → рефлекторний спазм), гіпервентиляція (респіраторний алкалоз → зсув кривої дисоціації оксигемоглобіну → відносна гіпоксія тканин), емоційний стрес (викид катехоламінів). Полегшуючі: антагоністи кальцію (блокада кальцієвих каналів L-типу → неможливість скорочення гладких м'язів судин), нітрати (вазодилатація через NO-залежний механізм).
Морфологічна основа
Вінцеві артерії: у 60-70% пацієнтів атеросклероз відсутній або мінімальний (поодинокі бляшки зі звуженням
Міокард макроскопічно: між нападами повністю нормальний — поверхня розрізу рівномірно коричнево-червона, консистенція пружна, без ділянок некрозу або фіброзу (якщо немає попередніх ускладнень). При повторних тривалих епізодах спазму (місяці-роки) можлива поява дрібних (1-2 мм) сіро-білих вогнищ фіброзу — дрібновогнищевий кардіосклероз. Маса серця зазвичай нормальна (280-320 г у чоловіків), гіпертрофія відсутня (немає хронічного перевантаження).
Мікроскопічна картина
Між нападами: кардіоміоцити абсолютно нормальні — поперечна посмугованість чітка, ядра овальні, цитоплазма рівномірно забарвлена, без ознак дистрофії.
Під час нападу (якщо смерть настала в момент спазму — що буває рідко) на розтині побачимо: зміни зворотні і аналогічні стабільній стенокардії — м'язові волокна злегка набряклі, цитоплазма блідіша, поперечна посмугованість збережена. Ядра не пікнотичні (немає некрозу). Навколо судин можливі діапедезні крововиливи (через різке підвищення проникності капілярів при гіпоксії). Гістохімічно: зниження глікогену і активності дегідрогеназ — але ці зміни повністю зникають після припинення спазму (протягом 1-2 годин).
Електронна мікроскопія під час спазму: мітохондрії набряклі (просвітлення матриксу), кристи зближені, можливі поодинокі дрібні кальцієві депозити. Саркоплазматичний ретикулум розширений. Міофібрили без гіперконтракції. Ядро без маргінації хроматину. Ключова особливість: всі зміни повністю зворотні — після відновлення кровотоку (припинення спазму) ультраструктура нормалізується за 1-2 години, на відміну від інфаркту, де зміни незворотні.
Діагностичні дані
ЕКГ: під час нападу елевація (підйом) сегмента ST >1 мм у відповідних відведеннях (на відміну від стабільної стенокардії, де депресія ST) — ознака трансмуральної ішемії (ішемія через всю товщу стінки). Між нападами ЕКГ повністю нормальна. Холтерівське моніторування виявляє епізоди елевації ST вночі без клінічних симптомів (безбольова ішемія). Провокаційна проба з ерготаміном або ацетилхоліном (вводять в коронарну артерію під час коронарографії) → індукується спазм → елевація ST → підтверджує діагноз.
Кардіомаркери (тропоніни I/T, КФК-МВ): в нормі при типових нападах (немає некрозу, спазм короткочасний). Якщо спазм тривалий (>30-40 хвилин) → можливий розвиток інфаркту міокарда → тропоніни підвищуються.
Ризики
Розвиток інфаркту міокарда при тривалому спазмі (>30-40 хвилин) — коли колатеральний кровотік не компенсує оклюзію. Фатальні аритмії (фібриляція шлуночків) під час спазму — через електричну нестабільність ішемізованого міокарда. Раптова серцева смерть (5-10% пацієнтів протягом 5 років без лікування). При повторних епізодах — накопичення дрібновогнищевого кардіосклерозу → зниження скоротливої функції → хронічна серцева недостатність.
Як патогенетичні механізми призводять до стенокардії Принцметала:
Крок 1 — первинний механізм спазму: два основних механізми: (1) Ендотеліальна дисфункція — ендотеліоциті вінцевих артерій продукують недостатньо оксиду азоту (NO) через порушення роботи ендотеліальної NO-синтази (eNOS). ЩО ВІДБУВАЄТЬСЯ: в нормі NO дифундує з ендотелію в гладком'язові клітини медії → активує гуанілатциклазу → підвищення цГМФ → активація протеїнкінази G → фосфорилування кіназ легких ланцюгів міозину → релаксація гладких м'язів. При дисфункції ендотелію NO мало → релаксація неможлива → переважають констрикторні впливи. (2) Гіперреактивність гладких м'язів — підвищена щільність рецепторів до вазоконстрикторів (α-адренорецептори, серотонінові 5-HT рецептори, тромбоксанові рецептори) або підвищена чутливість кальцієвих каналів L-типу → навіть нормальна концентрація вазоконстрикторів викликає надмірне скорочення.
Крок 2 — тригери спазму: Циркадний ритм: вночі/вранці активність парасимпатичної нервової системи максимальна → вивільнення ацетилхоліну → у нормальних артеріях ацетилхолін стимулює ендотелій продукувати NO → вазодилатація. АЛЕ при дисфункції ендотелію NO не продукується → ацетилхолін діє безпосередньо на мускаринові М3-рецептори гладких м'язів → вазоконстрикція → спазм вночі. Холод: холодовий стимул → рефлекторна активація симпатичної нервової системи → викид норадреналіну → зв'язування з α1-адренорецепторами на гладких м'язах → активація фосфоліпази С → підвищення внутрішньоклітинного Ca²⁺ → скорочення. Куріння: нікотин → активація нікотинових рецепторів → викид катехоламінів + пряма дія на судини → спазм. Кокаїн: блокує зворотне захоплення норадреналіну → надмірна стимуляція α-адренорецепторів → спазм.
Крок 3 — повна оклюзія просвіту: спазм → скорочення гладком'язових клітин медії → звуження просвіту на 90-100% (майже повна оклюзія). ЩО ВІДБУВАЄТЬСЯ З МІОКАРДОМ: припинення кровотоку через артерію → міокард у зоні кровопостачання цієї артерії не отримує кисень і глюкозу → перехід на анаеробний гліколіз → вичерпування запасів АТФ за 30-60 секунд (як при раптовій смерті). ЧОМУ ТРАНСМУРАЛЬНА ІШЕМІЯ: оклюзія повна (100%) → кровотік відсутній через всю товщу стінки → ішемія через весь міокард (субендокард + інтрамуральний шар + субепікард) → елевація ST на ЕКГ (на відміну від стабільної стенокардії, де стеноз 70-80% → кровотік частково збережений → ішемія тільки субендокарда → депресія ST).
Крок 4 — ішемічні зміни в міоцитах: як при стабільній стенокардії: анаеробний гліколіз → накопичення лактату → ацидоз → подразнення ноцицепторів → біль. Недостатність АТФ → Na+/K+-АТФаза працює повільніше → натрій накопичується в клітині → осмотичне набухання → набряк мітохондрій і саркоплазматичного ретикулума. ЯК ЦЕ ВИГЛЯДАЄ: мікроскопічно кардіоміоцити набряклі, цитоплазма блідіша. Гістохімічно: глікоген витрачається на анаеробний гліколіз → ШИК-реакція слабша. Активність сукцинатдегідрогенази знижена (мітохондрії не працюють в умовах гіпоксії).
Крок 5 — спонтанне припинення спазму і відновлення: ЧОМУ СПАЗМ МИНАЄ: через 5-15 хвилин локальні вазодилататори накопичуються в достатній кількості — аденозин (з АМФ при розпаді АТФ), простагландини (ПГІ2 з ендотелію), іони К+ (виходять з ішемізованих міоцитів) → ці речовини діють на гладкі м'язи → активація аденілатциклази/гуанілатциклази → підвищення цАМФ/цГМФ → релаксація → просвіт відновлюється → кровотік поновлюється. ВІДНОВЛЕННЯ МІОЦИТІВ: надходження кисню → мітохондрії відновлюють аеробне дихання → синтез АТФ відновлюється → Na+/K+-АТФаза викачує натрій → набряк зникає → структура нормалізується за 1-2 години. ЧОМУ ЗВОРОТНО: некроз не встиг розвинутись (тривалість спазму 5-15 хв, а некроз потребує 20-40 хв тотальної ішемії).
Крок 6 — якщо спазм тривалий (>30 хвилин): некроз встигає розвинутись → інфаркт міокарда. МЕХАНІЗМ: тривала відсутність кисню → необоротне пошкодження мітохондрій → масивне надходження кальцію в цитоплазму → гіперконтракція міофібрил + активація фосфоліпаз/протеаз → руйнування клітинних мембран → каріолізис (руйнування ядра) → некроз. ЯК ЦЕ ВИГЛЯДАЄ: макроскопічно через 12-24 год з'являється бліда ділянка некрозу, мікроскопічно втрата ядер, еозинофільні безструктурні маси замість кардіоміоцитів, інфільтрація нейтрофілами. КАРДІОМАРКЕРИ: тропоніни підвищуються (білки виходять з некротизованих міоцитів).
Крок 7 — при повторних епізодах (місяці-роки): деякі міоцити гинуть апоптозом від повторних ішемічних епізодів → заміщення фібробластами → дрібновогнищевий кардіосклероз. ЯК ЦЕ ВИГЛЯДАЄ МАКРОСКОПІЧНО: дрібні (1-2 мм) сіро-білі вогнища рубців. МІКРОСКОПІЧНО: пучки колагенових волокон забарвлюються синім при трихромі за Массоном. НАСЛІДОК: поступова втрата скоротливої маси → при накопиченні значної кількості фіброзу → зниження фракції викиду → хронічна серцева недостатність.
ЧОМУ "ВАРІАНТНА": це варіант стенокардії, що відрізняється від класичної стабільної стенокардії: (1) виникає у спокої, а не при навантаженні; (2) може бути без значущого атеросклерозу (в 60-70% випадків); (3) елевація ST, а не депресія (трансмуральна ішемія замість субендокардіальної); (4) механізм — спазм, а не фіксований стеноз.
Нестабільна стенокардія
Клінічна картина
Нестабільна стенокардія — нові, наростаючі або частішають напади загруднинного болю стискаючого характеру, що виникають при незначному фізичному навантаженні (ходьба на коротку відстань) або у спокої (без провокації). Тривалість нападів >15-20 хвилин (довше ніж при стабільній стенокардії, де 5-15 хв). Ефект нітрогліцерину слабший і повільніший (замість 1-3 хвилин потрібно 5-10 хвилин або препарат не діє взагалі). Зв'язок з навантаженням прогресивно зменшується — напади стають непередбачуваними.
Провокуючі фактори: ерозія або розрив атеросклеротичної бляшки (нестабільна бляшка з тонкою капсулою, великим ліпідним ядром, інтенсивним запаленням), пристінковий тромбоз на поверхні ушкодженої бляшки (неоклюзивний тромб, що періодично наростає і частково лізується), спазм артерії (додатково звужує просвіт). Полегшуючі: спокій (ефект слабший ніж при стабільній стенокардії), нітрати (діють повільніше і менш ефективно), антиагреганти (аспірин, клопідогрель — зменшують агрегацію тромбоцитів).
Морфологічна основа
Вінцеві артерії: ушкоджена атеросклеротична бляшка з розривом або ерозією фіброзної капсули в одній конкретній артерії (найчастіше LAD — передня міжшлуночкова гілка лівої вінцевої артерії, або RCA — права вінцева артерія). Макроскопічно при розтині: бляшка з порушеною цілісністю поверхні — кратероподібне заглиблення, тріщина в фіброзній капсулі, оголене ліпідне ядро жовто-білого кольору (м'яке, крихке). На поверхні бляшки пристінковий тромб червоно-сірого кольору (свіжий) або сірувато-білий (організований), що частково перекриває просвіт на 50-90% (НЕ повна оклюзія!). Тромб прикріплений до ушкодженої ділянки, неоклюзивний — залишає щілиноподібний просвіт (10-50% від нормального діаметру) для кровотоку.
Міокард макроскопічно: строкатий вигляд — ділянки блідішого кольору (зони тривалішої ішемії) чергуються з нормальним червоно-коричневим міокардом. Зона ураження локальна — відповідає басейну кровопостачання ушкодженої артерії (наприклад, при LAD — передня стінка лівого шлуночка + верхівка). Можливі дрібні (1-5 мм) жовтувато-білі вогнища в субендокарді — дрібновогнищеві некрози (мікроінфаркти) від тривалих епізодів ішемії. Міокард дещо набряклий, консистенція млява. Маса серця може бути збільшена (350-400 г) — попередня гіпертрофія від хронічної ІХС.
Мікроскопічна картина
Мікроскопічно дрібновогнищевий некроз кардіоміоцитів, розташований переважно в субендокарді (внутрішній шар стінки серця, найдальше від епікардіальних судин, а тому якщо епікардіальна судина і так обтурована - зменшується кровообіг по всій цій судині, а значить у найдальші гілки. які кровопостають ендокард доходить менше крові): невеликі групи (5-20 клітин) або окремі кардіоміоцити з ознаками некрозу. Некротизовані міоцити: цитоплазма інтенсивно еозинофільна (яскраво-рожева), однорідна, без посмугованості; ядра пікнотичні (щільні, зменшені, інтенсивно базофільні) або каріолізовані (не профарбовуються, контури розмиті). Контракційні смужки — поперечні еозинофільні потовщення (ширина 4-10 мкм) в цитоплазмі некробіотичних міоцитів (ознака гіперконтракції перед загибеллю).
Електронна мікроскопія некротизованих міоцитів: мітохондрії з повністю зруйнованими кристами, матрикс просвітлений або з флокулентними кальцієвими депозитами (електронно-щільні гранули).
Діагностичні дані
ЕКГ: депресія сегмента ST >1 мм (горизонтальна або косонизхідна) — ознака субендокардіальної ішемії (страждає тільки внутрішній шар стінки, а не вся товща), інверсія зубця T (негативний T у відведеннях з позитивним QRS). Можливі дрібновогнищеві зміни — патологічний Q в ізольованих відведеннях (при мікроінфарктах). На відміну від стабільної стенокардії — зміни не завжди зникають між нападами, можуть персистувати (бо тромб не зникає повністю).
Кардіомаркери (тропоніни I/T): можливе помірне підвищення (0,1-1,0 нг/мл) при дрібних некрозах — виділяють NSTEMI (non-ST elevation myocardial infarction, дрібновогнищевий субендокардіальний інфаркт без елевації ST). Якщо тропоніни в нормі — власне нестабільна стенокардія без некрозу. КФК-МВ частіше в нормі (менш чутливий маркер).
Ризики
Розвиток трансмурального інфаркту міокарда (при прогресуванні тромбозу до повної оклюзії 100%) — у 10-20% пацієнтів протягом наступних 3 місяців без лікування. Раптова серцева смерть від фібриляції шлуночків — у 5% пацієнтів, але ризик РСС особливо високий при молодшому віці (
УЗАГАЛЬНЮЮЧА ТАБЛИЦЯ: Порівняння форм ішемічної хвороби серця
| Форма ІХС | Причина оклюзії | Ступінь оклюзії | Глибина ішемії | ЕКГ | Некроз | Тропоніни |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Стабільна стенокардія | Стабільна атеросклеротична бляшка | 70-80% (фіксована) | Субендокард (при навантаженні) | Депресія ST (під час нападу, нормалізується в спокої) | Ні | Норма |
| Нестабільна стенокардія | Розрив бляшки + пристінковий тромб | 50-90% (динамічна) | Субендокард | Депресія ST (може персистувати) | Ні (якщо епізод | Норма |
| NSTEMI | Розрив бляшки + пристінковий тромб | 50-90% (динамічна) | Субендокард | Депресія ST | Так, дрібновогнищевий субендокардіальний (епізод >15-30 хв) | Підвищені (0,1-1,0 нг/мл) |
| Стенокардія Принцметала | Спонтанний повний спазм артерії | 90-100% (тимчасова) | Вся товща стінки (трансмуральна) | Елевація ST (під час спазму, нормалізується після) | Ні (якщо спазм | Норма (якщо спазм короткий) |
| STEMI | Розрив бляшки + оклюзивний тромб | 100% (стійка) | Вся товща стінки (трансмуральна) | Елевація ST | Так, трансмуральний (оклюзія >40 хв) | Високі (>1,0 нг/мл) |
| Раптова серцева смерть | Розрив бляшки + оклюзивний тромб (або спазм) | 90-100% | Вся товща стінки | VF → асистолія (якщо зареєстрована) | Ні (смерть ДО некрозу, через 3-10 хв) | Норма (немає часу підвищитись) |
КЛЮЧОВІ ПРИНЦИПИ:
- Оклюзія 50-90% (неповна) → кровотік частково збережений → страждає ТІЛЬКИ субендокард (найдальше від судин) → депресія ST → нестабільна стенокардія/NSTEMI
- Оклюзія 90-100% (повна) → кровотік припинений → страждає ВСЯ ТОВЩА стінки (субендокард + інтрамуральний + епікард) → елевація ST → Принцметала/STEMI/раптова смерть
- Чому різні наслідки при 100% оклюзії: залежить від наявності ішемічного прекондиціювання (адаптації міокарда до ішемії). Якщо міокард адаптований (була попередня стенокардія) → STEMI. Якщо НЕ адаптований (молоді без стенокардії) → висока ймовірність VF → раптова смерть
- Локалізація: всі форми (крім дифузного ураження) — локальні, тобто уражається одна конкретна артерія → ішемія в зоні її кровопостачання
- Принцметала особлива: хоча оклюзія 90-100% (як при STEMI), але спазм тимчасовий (5-15 хв) → некроз не встигає розвинутись → зворотна трансмуральна ішемія
Гостра ішемія міокарда (гостра вогнищева дистрофія)
Визначення та місце в структурі ІХС
Гостра ішемія міокарда або гостра вогнищева дистрофія — морфологічний стан тканини (донекротична стадія ішемічного ураження серцевого м'яза), що характеризується зворотними метаболічними та структурними змінами кардіоміоцитів без розвитку некрозу. Це не окрема клінічна форма ІХС, а морфологічний субстрат, на фоні якого розвиваються різні клінічні прояви гострого коронарного синдрому.
Клінічно гостра ішемія міокарда проявляється як епізод коронарного кризу (напад стенокардії): зміни на ЕКГ присутні (депресія/елевація ST), але ферментемія відсутня (кардіомаркери в нормі) — це ключова відмінність від інфаркту міокарда. ВАЖЛИВО: той самий морфологічний стан (гостра ішемія) може мати різні клінічні наслідки залежно від вираженості та тривалості порушення кровопостачання.
КОНЦЕПТУАЛЬНЕ РОЗУМІННЯ: Гостра ішемія як морфологічний субстрат клінічних форм ІХС
Гостра ішемія міокарда — це морфологічний стан тканини (зворотні зміни кардіоміоцитів від дефіциту кисню), а НЕ окрема клінічна нозологія. На фоні цього морфологічного стану виникають різні клінічні форми залежно від:
- Ступеня оклюзії артерії (70%, 90%, 100%) → визначає вираженість ішемії
- Тривалості ішемії (5 хв, 15 хв, >20 хв, >40 хв) → визначає зворотність/незворотність
- Зони ураження (субендокард, вся товща стінки) → визначає глибину ішемії
- Адаптованості міокарда (є/немає ischemic preconditioning) → визначає ризик VF
| Оклюзія | Тривалість | Морфологія | Клінічна форма | Наслідок |
|---|---|---|---|---|
| 70-80% | 5-15 хв | Гостра ішемія субендокарда (зворотна) | Стабільна стенокардія | Відновлення після спокою |
| 50-90% (динамічна) | 15-30 хв | Гостра ішемія + дрібні некрози субендокарда | Нестабільна стенокардія/NSTEMI | Дрібновогнищевий кардіосклероз |
| 90-100% | 5-15 хв | Гостра трансмуральна ішемія (зворотна) | Стенокардія Принцметала | Відновлення після зняття спазму |
| 90-100% | 3-10 хв | Гостра трансмуральна ішемія (донекротична) | Раптова серцева смерть | VF → смерть ДО некрозу |
| 100% | >40 хв | Некроз (незворотний) | Інфаркт міокарда (STEMI) | Трансмуральний некроз → рубець |
| Будь-яка >30-40% ЛШ | Будь-яка | Гостра ішемія великої зони | Кардіогенний шок | Серцевий викид ↓ → смерть |
КЛЮЧОВИЙ ПРИНЦИП: Різні механізми порушення кровопостачання (фіксований стеноз, пристінковий тромб, оклюзивний тромб, спазм) → всі призводять до ОДНАКОВОГО морфологічного стану (гостра ішемія міокарда з дефіцитом АТФ, іонними зсувами, набряком ультраструктур). Але вираженість та тривалість ішемії визначають клінічні наслідки: від зворотного нападу стенокардії до незворотного некрозу або раптової смерті від аритмії.
Макроскопічна картина
Макроскопічно при розтині померлих від гострої ішемії (без розвитку некрозу — смерть настала ДО переходу в інфаркт) міокард має млявий вигляд, консистенція в'яла (втрата нормального пружного тургору через дефіцит АТФ і порушення скоротливості), поверхня блідо-сірувата або блідо-червоно-коричнева. В ділянках найтяжчої ішемії (зазвичай субендокард при частковій оклюзії, вся товща при повній) міокард строкатий — блідіші ділянки чергуються з темнішими (через нерівномірність кровонаповнення капілярів, стаз, діапедезні крововиливи). М'язова тканина дещо набряклих, на розрізі поверхня волога, блищить (міжклітинний набряк від підвищеної проникності капілярів). Порожнини серця можуть бути розширені (миттєва дилатація від зниження скоротливості ішемізованої зони — серце не може ефективно вигнати кров).
У вінцевій артерії при розтині нерідко виявляється свіжий тромб червоно-сірого кольору (пухкий, не прикріплений міцно до стінки, не організований) або ділянка критичного стенозу від атеросклеротичної бляшки. Якщо смерть настала під час нападу вазоспастичної стенокардії — артерія різко звужена (спазмована), стінка блідіша, але тромб може бути відсутній. ВАЖЛИВО: наявність тромбу/стенозу/спазму вказує на механізм порушення кровопостачання, але морфологічний стан тканини (гостра ішемія) однаковий незалежно від причини оклюзії.
Макроскопічна діагностика ішемічних ділянок проводиться спеціальними методами, про які буде сказано в розділі "інфаркт міокарда" (бо візуально гостра ішемія мало помітна — міокард ще не встиг змінити колір як при некрозі):
Мікроскопічна картина
Мікроскопічно в зоні ішемії найперші зміни стосуються судинного русла (з'являються через 5-10 хвилин після припинення кровотоку): паретичне розширення капілярів — капіляри нерівномірно розширені (діаметр збільшений в 2-3 рази), повнокровні, стінки розслаблені (втрата тонусу через гіпоксію ендотеліоцитів та перицитів, дефіцит АТФ для підтримання скорочення). Стаз еритроцитів — в просвіті капілярів еритроцити нерухомі, злипаються в монетні стовпчики або агрегати (сладж-синдром через ацидоз і підвищення в'язкості крові), закупорюють просвіт. Діапедезні крововиливи — поодинокі еритроцити проникають через підвищено проникну стінку капілярів в інтерстицій (навколо судин скупчення еритроцитів). Лейкодіапедез — нейтрофільні лейкоцити в стані краєвого стояння (прилипають до ендотелію через експресію молекул адгезії) або мігрують через стінку в інтерстицій (але це ще не інфільтрація, а поодинокі клітини — масивна інфільтрація нейтрофілами з'являється тільки при некрозі >18-24 год).
Інтерстицій (простір між м'язовими волокнами): виразний набряк — міжклітинні простори розширені в 2-4 рази, заповнені гомогенною блідо-рожевою рідиною (транссудат з плазми через підвищено проникні капіляри), колагенові волокна розпушені, відстань між кардіоміоцитами збільшена. Набряк виникає через пошкодження міжендотеліальних контактів від гіпоксії та ацидозу.
М'язові волокна (кардіоміоцити) мають характерні зміни некробіозу (передсмертного стану, але ще не некрозу): втрата поперечної посмугованості (найранніша мікроскопічна ознака, з'являється через 20-30 хвилин ішемії) — при забарвленні гематоксилін-еозином нормальна чергування темних A-дисків і світлих I-дисків зникає, цитоплазма стає однорідно блідо-рожевою (розмитою через набряк і деформацію міофібрил). М'язові волокна хвилеподібні (втрата прямолінійності) — волокна вигинаються, звиваються (через нерівномірне скорочення окремих ділянок: одна ділянка гіперконтрактована, інша релаксована). Частина волокон стоншена і розтягнута (релаксація від виснаження АТФ), частина — потовщена (гіперконтракція від надлишку Ca²⁺). Глибки кардіоміоцитів — розривання міжклітинних контактів (вставні диски розхитані через руйнування адгезивних білків), волокна фрагментовані на окремі сегменти. Цитоплазма інтенсивно забарвлюється еозином (стає яскраво-рожевою), фуксином (червоною), піроніном (малиновою), реактивом Шиффа (ШИК-реакція, малиновою) — ознака некробіозу (денатурація білків від ацидозу). КРИТИЧНО ВАЖЛИВА ОЗНАКА: ядра кардіоміоцитів ще збережені — овальні, з везикулярним хроматином, не пікнотичні і не лізовані (це абсолютна відмінність від справжнього некрозу, де ядра каріопікнотичні/каріорексичні/каріолізовані). Збереження ядер вказує, що клітина ще жива і може відновитись при відновленні кровопостачання.
Гістохімічна картина
Гістохімічно (спеціальні забарвлення для виявлення ферментів і метаболітів): зменшення гранул глікогену — при ШИК-реакції (PAS, periodic acid-Schiff) нормальні кардіоміоцити інтенсивно малинові (багато глікогену в цитоплазмі у вигляді гранул), ішемічні кардіоміоцити стають блідо-рожевими або взагалі не забарвлюються (глікоген вичерпаний за перші 30-60 хвилин ішемії, витрачений на анаеробний гліколіз — єдине джерело АТФ при відсутності кисню). Зниження активності окисно-відновних ферментів — при забарвленні на сукцинатдегідрогеназу (SDH, фермент мітохондрій, цикл Кребса) нормальні кардіоміоцити мають численні дрібні сині гранули формазану в цитоплазмі (відповідають мітохондріям з активним циклом Кребса), ішемічні — майже не містять гранул (активність SDH різко знижена через пошкодження мітохондрій і зупинку аеробного дихання). Аналогічно знижується активність інших дегідрогеназ (лактатдегідрогенази, малатдегідрогенази) і діафораз (NADH-діафораза, NADPH-діафораза). Ці гістохімічні методи дозволяють виявити ішемію через 30-60 хвилин, коли макроскопічно і світлооптично зміни ще мінімальні.
Ультраструктура
Електронна мікроскопія виявляє найранніші зміни (з'являються через кілька хвилин ішемії, коли макро- і мікроскопічно ще нічого не видно): мітохондрії набряклі (об'єм збільшений в 1,5-2 рази через осмотичне набухання), матрикс просвітлений (електронна прозорість підвищена через накопичення води), кристи зближені, деформовані, частково фрагментовані (зовнішні мембрани місцями розірвані через розтягування). В матриксі з'являються флокулентні (пухкі) електронно-щільні депозити аморфного матеріалу (преципітати кальцію і денатурованих білків — кальцій накопичується в мітохондріях при дефіциті АТФ). Саркоплазматичний ретикулум (СР) різко розширений — цистерни роздуті в 2-3 рази (накопичення іонів і води, Ca²⁺-АТФаза SR не працює без АТФ), мембрани місцями розірвані, фрагменти мембран у вигляді везикул. Міофібрили: частина в стані релаксації (саркомери розтягнені до 2,5-3,0 мкм замість норми 2,2 мкм, Z-диски відстоять далеко — міозин не може відірватись від актину без АТФ), частина в стані пересокорочення (гіперконтракції) — саркомери стиснуті до 1,5-1,8 мкм, Z-диски зближені майже до контакту (через надлишок Ca²⁺). Ядро: хроматин частково маргінований (зміщений до периферії, під ядерну оболонку), але ядерна оболонка ще збережена (не фрагментована — абсолютна відмінність від некрозу, де оболонка фрагментована). Глікогенові гранули майже повністю зникають з цитоплазми (в нормі їх десятки тисяч, при ішемії залишаються поодинокі — витрачені на гліколіз).
Діагностичні дані
ЕКГ: під час епізоду ішемії виявляються транзиторні (минущі) зміни — депресія сегмента ST >1 мм (субендокардіальна ішемія при частковій оклюзії 50-90%, стабільна/нестабільна стенокардія) або елевація ST (трансмуральна ішемія при повній/майже повній оклюзії 90-100%, вазоспазм Принцметала). Інверсія зубця T (негативний T). Можливі порушення ритму (екстрасистоли, шлуночкова тахікардія — від електричної нестабільності ішемізованого міокарда). КЛЮЧОВА ДІАГНОСТИЧНА ОЗНАКА: зміни на ЕКГ зникають після припинення нападу (через 15-60 хвилин при відновленні кровотоку) — це зворотні зміни, на відміну від інфаркту, де патологічний Q і початкова елевація ST персистують. Зникнення змін підтверджує, що це була гостра ішемія (зворотна), а не некроз (незворотний).
Кардіомаркери (тропоніни I/T, КФК-МВ, ЛДГ, АСТ): залишаються в нормі — це абсолютна діагностична ознака відсутності некрозу. Тропоніни починають підвищуватись тільки через 4-6 годин після початку некрозу (коли мембрани кардіоміоцитів розриваються і тропоніни виходять в кров), при гострій ішемії без некрозу (мембрани ще збережені, клітини живі) вони не виходять в кров. Нормальні кардіомаркери при наявності змін на ЕКГ = діагноз "гостра ішемія міокарда" (стенокардія), а не інфаркт.
Ускладнення та механізми смерті
Раптова серцева смерть від фібриляції шлуночків.
Гостра серцева недостатність: виникає при обширній зоні ішемії (>30-40% маси лівого шлуночка) — міокард втрачає скоротливість через дефіцит АТФ (без АТФ актин-міозинова взаємодія неможлива, частина міоцитів гіперконтрактована і не може релаксувати, частина релаксована і не може скорочуватись). МЕХАНІЗМ: зниження скоротливості → зменшення ударного об'єму → зменшення серцевого викиду → систолічний АТ падає <90 мм рт.ст. → кардіогенний шок (гіпоперфузія органів). ЩО ВІДБУВАЄТЬСЯ: нирки (олігурія, анурія), мозок (порушення свідомості), печінка/кишечник (ішемія) не отримують достатньо крові → поліорганна недостатність → смерть. Клінічно: холодна липка шкіра (периферична вазоконстрикція від симпатичної активації), слабкий частий пульс, низький АТ. ПАТОМОРФОЛОГІЯ: на розтині великий міокард млявий, бліда консистенція, порожнини розширені (дилатація від зниженої скоротливості), гостра ішемія в зоні оклюзії, можливі ранні ознаки застою в легенях (набряк) і печінці (повнокров'я).
Перехід в інфаркт міокарда: якщо ішемія триває >20-40 хвилин і кровопостачання не відновлюється (тромб не лізується, спазм не минає) → зворотні зміни стають незворотними → розвивається некроз. МЕХАНІЗМ: тривала відсутність кисню → критичне пошкодження мітохондрій (мембрани розриваються, кристи повністю руйнуються) → навіть при відновленні кровотоку клітина не може відновити аеробне дихання → масивне надходження Ca²⁺ → активація фосфоліпаз і протеаз → руйнування клітинних мембран → вихід вмісту клітини назовні → каріолізис (ядро розпадається) → некроз. ЯК ЦЕ ВИГЛЯДАЄ: через 2-4 години на гістохімічному дослідженні (тетразолій) зона стає чіткою безбарвною (повна втрата активності ферментів), через 12-18 годин мікроскопічно з'являються пікнотичні/лізовані ядра + масивна інфільтрація нейтрофілами (достовірна ознака некрозу), тропоніни підвищуються в крові (через 4-6 год). Межа зворотності: до 20-40 хвилин — зворотні зміни, після — незворотний некроз.
Інфаркт міокарда: визначення, епідеміологія, класифікація
Визначення та регіональність ураження
Інфаркт міокарда (ІМ) — ішемічний некроз серцевого м'яза внаслідок гострого порушення коронарного кровообігу. Морфологічно інфаркт міокарда — це білий інфаркт з геморагічним вінчиком (зона некрозу блідо-жовта, оточена зоною повнокров'я та діапедезних крововиливів по периферії). Клінічно діагностується за сукупністю критеріїв: зміни на ЕКГ (елевація/депресія сегмента ST, патологічний зубець Q) + ферментемія (підвищення кардіоспецифічних ферментів: тропоніни I/T, КФК-МВ, ЛДГ, АСТ).
Критично важливий принцип: кровопостачання міокарда людини має регіональний характер — кожна гілка епікардіальних вінцевих артерій забезпечує кров'ю специфічний сегмент міокарда від ендокарда до епікарда. В нормальному серці функціонального перекриття між сусідніми артеріями немає. Це означає, що оклюзія однієї артерії призводить до інфаркту строго в зоні її кровопостачання — регіонального інфаркту. Виняток — циркулярний субендокардіальний некроз при глобальній гіпоксії/шоку (не регіональний, а дифузний).
Епідеміологія
Інфаркт міокарда — провідна причина смертності від серцево-судинних захворювань у розвинених країнах та індустріалізованих країнах, що розвиваються (Китай). Найчастіше вражає чоловіків 40–65 років (у жінок частота зростає після менопаузи). Летальність в гострій стадії (перші 48 годин) становить 30–40% через кардіогенний шок, фатальні аритмії, механічні ускладнення (розриви серця). Основний фактор ризику — атеросклероз вінцевих артерій (90% випадків ІМ).
Етіологія та патогенетичні варіанти
Сучасна клінічна класифікація інфаркту міокарда (Universal Definition)
Інфаркт міокарда Type 1 (атеротромботичний, >70% випадків): некроз внаслідок розриву/ерозії атеросклеротичної бляшки → тромбоз коронарної артерії (пристінковий або оклюзивний) та/або внутрішньобляшковий крововилив. Це класичний "первинний" інфаркт від коронарного тромбозу.
Інфаркт міокарда Type 2 (вторинний, supply-demand mismatch, 10–30% випадків): некроз внаслідок дисбалансу між потребою міокарда в кисні та його доставкою, НЕ пов'язаний з гострим атеротромбозом. Механізми порушення доставки кисню: (1) рідкісні неатеросклеротичні коронарні захворювання — спонтанна дисекція коронарної артерії (розшарування стінки з формуванням інтрамуральної гематоми, частіше у жінок післяпологового періоду), васкуліт (запалення стінки артерії — вузликовий поліартеріїт, гігантоклітинний артеріїт, хвороба Кавасакі), трансплантаційна васкулопатія (хронічне відторгнення), емболія коронарних артерій (джерело: вегетації при ендокардиті, пристінковий тромб лівого передсердя при фібриляції, пухлинні емболи, парадоксальна емболія через відкрите овальне вікно), аномалії вінцевих артерій (аномальне відходження від легеневої артерії, міжартеріальний хід між аортою і легеневою артерією зі стисненням), коронарний спазм тяжкий тривалий; (2) тяжке падіння артеріального тиску — шок будь-якої етіології (септичний, гіповолемічний, кардіогенний), масивна крововтрата; (3) тяжка гіпоксемія — дихальна недостатність, тяжка анемія (
Інфаркт міокарда Type 3 (раптова серцева смерть): пацієнти з серцевою смертю і високою підозрою на інфаркт (клінічні симптоми, зміни ЕКГ або фібриляція шлуночків), але які померли до визначення біомаркерів (тропоніни не встигли підвищитись) або до виявлення інфаркту на розтині. Це діагностична дилема для патологоанатома: гістологічні зміни некрозу відсутні (смерть настала в донекротичну стадію 0–2 год), але потрібно ідентифікувати коронарне ураження (атеротромбоз, рідкісні причини). При нормальних коронарних артеріях шукати екстракардіальні причини.
Інфаркт міокарда Type 4 (процедурний): ушкодження міокарда, пов'язане з процедурами реваскуляризації (ангіопластика, стентування) протягом Інфаркт міокарда Type 5 (після аортокоронарного шунтування): пов'язаний з операцією CABG, може бути процедурним (технічна помилка, рідко) або через низький потік/погану реперфузію ("poor run off"), реперфузійне ушкодження.
MINOCA — інфаркт без обструктивного атеросклерозу
MINOCA (Myocardial Infarction with Non-Obstructive Coronary Arteries) — інфаркт міокарда при відсутності значимого стенозу коронарних артерій на ангіографії. Поширеність до 14% від усіх пацієнтів з гострим коронарним синдромом. Дуже важливо: жінки мають у 5 разів вищі шанси MINOCA порівняно з чоловіками, зазвичай без традиційних факторів ризику, але більш схильні до гіперкоагуляційних станів. Летальність за 12 місяців нижча ніж при обструктивному ІМ. Найчастіші причини MINOCA: ерозія коронарної бляшки (без глибокого розриву, тонкий тромб), in situ тромбоз (гіперкоагуляція), спонтанна дисекція коронарної артерії, коронарний спазм (тривалий, подібний до Принцметала), мікроваскулярний спазм/дисфункція, кардіоміопатія Такоцубо (stress cardiomyopathy), міокардит (запальне ураження міокарда імітує інфаркт), тромбоемболія коронарних артерій, інші форми Type 2 інфаркту, MINOCA невизначеної етіології. При розтині випадки гістологічно підтвердженого ІМ з нормальними коронарними артеріями зустрічаються при раптовій серцевій смерті — найчастіша локалізація передньосептальна (басейн передньої міжшлуночкової гілки), зв'язок з алкоголем, наркотиками класу А (кокаїн), запаленням, гіперкоагуляцією, фізичним навантаженням.
Класифікація інфаркту міокарда
За часом виникнення
Гострий (первинний) інфаркт міокарда: перший епізод некрозу, одна ділянка ураження на одній стадії розвитку. Тривалість гострого періоду — 4 тижні з моменту больового нападу (коронарного кризу). Протягом цього часу відбувається некроз → резорбція → організація з формуванням рубця.
Рецидивуючий інфаркт міокарда: виникає протягом 4 тижнів існування первинного інфаркту (тобто до завершення організації першого вогнища). На розтині виявляють декілька ділянок інфаркту на різних стадіях розвитку — одна ділянка в стадії некрозу (свіжа, 1–3 доба), інша в стадії організації (1–2 тижні), третя вже рубець (понад 4 тижні). Це відображає складність людських інфарктів: тромбоз "коливається" (waxing and waning), може бути переривчастим, з можливим внеском коронарного спазму(тобто, первинний інфаркт може виникати через пристінковий тромб, а потім по певним причинам кровообіг нормалізується, але тромб залишається на своєму місці, але кровообіг +- достатній, а потім через певний час може виникнути коронароспазм і на фоні пристінкового тромбу відбувається знову гостре порушення кровопостачання - рецидивуючий інфаркт). Важливо: навіть в межах одного регіонального інфаркту можливе злиття дрібніших ділянок некрозу різного віку (особливо при нетрансмуральних інфарктах). Рецидив вказує на прогресування тромбозу або повторні епізоди оклюзії в інших вінцевих артеріях на тлі тяжкого атеросклерозу.
Повторний інфаркт міокарда: виникає через 4 тижні після первинного (коли перший інфаркт вже організувався в рубець). На розтині виявляють свіжу ділянку некрозу + ділянку великовогнищевого кардіосклерозу (сіро-білий щільний рубець від попереднього інфаркту). Повторний інфаркт може локалізуватись в іншій ділянці міокарда (інша артерія) або в тій самій зоні (повторний тромбоз тієї самої артерії).
За локалізацією в камерах серця
Лівошлуночковий інфаркт (найчастіше, 95–98% випадків) — ураження лівого шлуночка, який несе максимальне гемодинамічне навантаження (систолічний тиск 120–140 мм рт.ст.) і має найвищу потребу в кисні. Правошлуночковий інфаркт (рідко, 1–3%) — ізольоване ураження правого шлуночка; частіше поєднується із заднім інфарктом ЛШ при оклюзії правої вінцевої артерії. Септальний інфаркт — ураження міжшлуночкової перегородки (МШП); найчастіше передніх відділів перегородки при оклюзії передньої міжшлуночкової гілки лівої вінцевої артерії (ЛВА). Передній інфаркт — ураження передньої стінки ЛШ. Задній (постеросептальний) інфаркт — ураження задньої (діафрагмальної) стінки ЛШ.
За локалізацією в стінці серця
Верхівка серця — найчастіша локалізація (60–70% інфарктів), зона найбільшого механічного навантаження під час систоли; кровопостачається передньою міжшлуночковою гілкою ЛВА. Передня стінка лівого шлуночка — інфаркт від оклюзії передньої міжшлуночкової гілки ЛВА (найчастіше уражувана артерія, 40–50% випадків). Бокова стінка лівого шлуночка — інфаркт від оклюзії огинаючої гілки ЛВА. Задня (діафрагмальна) стінка лівого шлуночка — інфаркт від оклюзії правої вінцевої артерії (30–40% випадків) або огинаючої гілки ЛВА при лівому типі кровопостачання. Міжшлуночкова перегородка (МШП) — передні відділи від передньої міжшлуночкової гілки, задні відділи від правої вінцевої артерії.
За поширеністю в товщі міокарда
Трансмуральний інфаркт — некроз через всю товщу стінки серця (від ендокарда до епікарда). Найчастіша форма (70–80% інфарктів), виникає при тяжкій стійкій ішемії внаслідок оклюзивного тромбозу вінцевої артерії. Патофізіологія формування: некроз поширюється "хвилею" (wave front phenomenon) від субендокарда до епікарда — субендокардіальний некроз починається через 20-40 хвилин оклюзії (субендокард найбільш вразливий: найдальше від епікардіальних судин, максимальний систолічний тиск стискає судини, найменше колатералей), через 2-4 години некроз досягає середніх шарів, через 4-6 годин стає повністю трансмуральним (досягає епікарда). Час формування залежить від: (1) наявності колатералей (при виражених колатералях навіть 100% оклюзія може дати нетрансмуральний інфаркт або взагалі не дати інфаркту), (2) динаміки тромбозу (постійна оклюзія vs коливання "то оклюзія-то часткова реканалізація"), (3) спазму (додатковий внесок). В експериментальних моделях на тваринах (без попередніх колатералей) для створення регіонального трансмурального інфаркту потрібна оклюзія артерії мінімум 6 годин; у людини через колатералі, коливання тромбозу та реперфузію картина складніша. На ЕКГ проявляється елевацією сегмента ST (STEMI) — через трансмуральну ішемію струм пошкодження спрямований назовні (від некротичного епікарда). Специфічні ускладнення саме для цього типу інфаркту: (1) розрив серця (міомаляція 2–10 доба), (2) гостра аневризма серця (1–2 тиждень), (3) хронічна аневризма (після 4–6 тижнів), (4) епістенокардитичний перикардит (фібринозний, 2–3 доба), (5) пристінковий тромбоз над інфарктом.
Інтрамуральний інфаркт — некроз в товщі стінки (середній м'язовий шар), не досягає ні ендокарда, ні епікарда. Виникає при частковій оклюзії артерії (70–90%) або при добре розвинутих колатералях, які забезпечують кровопостачання субендокардіальних і субепікардіальних шарів, але не середніх. На ЕКГ змінений комплекс QRS (патологічний Q може бути відсутнім), неспецифічні зміни ST-T. Ускладнення менш тяжкі ніж при трансмуральному.
Субендокардіальний інфаркт — некроз під ендокардом (внутрішній шар міокарда). Виникає при: (1) глобальній гіпоксії (дихальна недостатність, тяжка анемія, отруєння чадним газом), (2) різкому падінні артеріального тиску (шок будь-якої етіології, масивна крововтрата), (3) частковій оклюзії артерії 50–80%. Субендокард найбільш вразливий через: віддаленість від епікардіальних судин (найдовший шлях для крові), максимальний систолічний тиск (стискає субендокардіальні судини під час скорочення), найменша кількість колатералей. Може бути циркулярним (охоплює субендокардіальний шар по всьому колу ЛШ) при глобальній гіпоксії — це ЄДИНА форма нерегіонального інфаркту. На ЕКГ депресія сегмента ST (NSTEMI) — струм пошкодження спрямований всередину (від ішемічного субендокарда). Специфічне ускладнення: пристінковий тромбоз (некротизований ендокард — тромбогенна поверхня).
Субепікардіальний інфаркт — некроз під епікардом (зовнішній шар). Найрідкісніша форма (Специфічне ускладнення: епістенокардитичний перикардит (некроз безпосередньо під епікардом → запальна реакція вісцерального листка перикарда).
Особливості нетрансмуральних інфарктів: характерно формуються злиттям дрібніших ділянок некрозу різного віку (різні стадії некрозу та загоєння в сусідніх ділянках). Навіть всередині зони інфаркту можуть виявлятись острівці життєздатних кардіоміоцитів (збереглись через колатералі або короткочасну реперфузію). "Муміфіковані" кардіоміоцити (без ядер, але структура волокон збережена, оточені фіброзом) можуть зберігатись місяцями і роками — їх не треба плутати зі свіжим некрозом. Результатом є складна гістологічна картина: різні поля показують різні стадії некрозу та загоєння.
За величиною вогнища некрозу
Великовогнищевий інфаркт — некроз діаметром >3 см, зазвичай трансмуральний. Виникає при оклюзії великої епікардіальної вінцевої артерії (ствол ЛВА, передня міжшлуночкова гілка, права вінцева артерія). Високий ризик ускладнень: кардіогенний шок (>40% маси ЛШ некротизовано), розрив серця, аневризма. Дрібновогнищевий інфаркт — некроз діаметром Регіональні мікроінфаркти — можуть виникати в міокарді у зв'язку з внутрішньоміокардіальними емболами тромбоцитів з дрібних розривів проксимальних епікардіальних артерій (виявляються гістологічно).
Залежність локалізації інфаркту від ураженої артерії
Передня міжшлуночкова гілка лівої вінцевої артерії (LAD, найчастіше уражувана, 40–50% інфарктів, співвідношення локалізацій anteroseptal : posteroseptal : lateral = 3:2:1) → інфаркт верхівки серця + передньої стінки ЛШ + передніх 2/3 міжшлуночкової перегородки (МШП). LAD постачає до 50% загальної маси лівого шлуночка — це найважливіша артерія. Її оклюзія призводить до найбільших інфарктів → високий ризик кардіогенного шоку, розриву, аневризми. Передчасний атеросклероз у осіб Огинаюча гілка лівої вінцевої артерії (LCx, 15–20%) → інфаркт бокової стінки ЛШ. Постачає приблизно 20% маси міокарда. Зона кровопостачання менша → інфаркти зазвичай менші, прогноз кращий. Права вінцева артерія (RCA, 30–40%) → інфаркт задньої (діафрагмальної) стінки ЛШ + задніх відділів МШП + інколи правого шлуночка (при проксимальній оклюзії). Постачає 30–40% маси ЛШ. Специфічні ускладнення заднього інфаркту: атріовентрикулярна блокада (некроз провідних шляхів в задніх відділах МШП), розрив/відрив задньо-медіального сосочкового м'яза (кровопостачається тільки від правої вінцевої артерії з єдиного джерела, на відміну від передньо-латерального, який має подвійне кровопостачання від LAD і LCx → стійкіший).
Інфаркт міокарда: донекротична стадія (0–2 години)
Визначення та патофізіологічне значення
Донекротична стадія інфаркту міокарда — перші 0–2 години після гострої оклюзії вінцевої артерії, коли кардіоміоцити перебувають у стані тяжкої ішемії з незворотними метаболічними порушеннями (детально описані в розділі "Загальні механізми ішемічного ушкодження кардіоміоцитів"), але морфологічні ознаки некрозу (каріопікноз, каріолізис, міоцитоліз) ще не сформовані. Це критичний період "вікна можливостей" для реперфузійної терапії (межа зворотності детально описана в розділі "Межа зворотності ішемічного ушкодження"). Клінічна важливість: у цій стадії можлива раптова серцева смерть від фібриляції шлуночків (смерть настає ДО розвитку некрозу), що ускладнює посмертну діагностику.
Макроскопічна картина
"Обличчя смерті від тромбу" (термін Н.Я. Рапопорта, радянський патологоанатом) — при розтині померлих у донекротичну стадію (0–2 год після оклюзії) міокард макроскопічно візуально не змінений або має лише мінімальні неспецифічні ознаки: незначну строкатість (нерівномірність кольору від стазу в капілярах), невелику набряклість. Міокард зберігає нормальний червоно-коричневий колір, консистенція млява (через дефіцит АТФ і зниження скоротливості), поверхня може бути дещо матовою (міжклітинний набряк). ЧОМУ НЕ ВИДНО: макроскопічні зміни кольору (блідість, жовтизна) з'являються тільки при масивному некрозі кардіоміоцитів (>12-18 годин), коли міоглобін денатурується, гемоглобін із крововиливів деградує до гематоїдину (жовтий пігмент), а нейтрофіли лізують тканину. У донекротичну стадію кардіоміоцити ще живі (хоч і некробіотичні), міоглобін не денатурований → колір залишається нормальним.
У вінцевій артерії (при розрізанні поперечними зрізами кожні 2-3 мм) виявляється свіжий тромб: червоно-сірого кольору, м'який, пухкий, не щільно прикріплений до стінки (легко зміщується при маніпуляціях), складається переважно з еритроцитів і фібрину з домішкою тромбоцитів. Тромб розташований над ділянкою розриву/ерозії атеросклеротичної бляшки — видно кратероподібне заглиблення, фісуру капсули, оголений жовто-білий ліпідний стрижень бляшки. Тромб оклюзивний (закупорює 100% просвіту) або майже оклюзивний (>90%), просвіт артерії звужений до щілини або відсутній.
Макроскопічні методи виявлення донекротичної стадії
Метод солей тетразолію (найчастіше нітроблакитний тетразолій, NBT або трифенілтетразолій хлорид, TTC): свіжі поперечні зрізи міокарда (товщиною 1 см) занурюють в 1% розчин NBT на 15-30 хвилин при 37°C. ПРИНЦИП: тетразолій відновлюється дегідрогеназами живих кардіоміоцитів (сукцинатдегідрогеназа мітохондрій, лактатдегідрогеназа цитоплазми) до нерозчинного формазану, який має темно-синій (NBT) або червоний (TTC) колір. РЕЗУЛЬТАТ: життєздатний міокард з активними ферментами забарвлюється інтенсивно синім/червоним, ішемічні/некротизовані ділянки (де активність дегідрогеназ різко знижена/відсутня через пошкодження мітохондрій і виснаження субстратів) залишаються безбарвними або блідо-жовтими на темному тлі. Метод виявляє ішемію вже через 30-60 хвилин після оклюзії, некроз — через 2-4 години. ОБМЕЖЕННЯ: потрібна свіжа тканина (не фіксована), свіжоприготовлений реактив, можливі артефакти від нерівномірної інкубації.
На фото бачимо що після занурення в NBT субендокардіальний шар став бліднішим відносно решти міокарду. Це означає, що в субендокарді втрачена функціональність ферментів дегідрогеназ (ішемія), як правило такі інфаркти виникають на фоні гіпоксії (будь-якого генезу)
Метод телуриту калію: зрізи міокарда занурюють в 2% розчин телуриту калію на 20-30 хвилин. ПРИНЦИП: телурит (TeO₃²⁻) відновлюється до металевого телуру (Te⁰, чорного кольору) в життєздатній тканині з активними окисно-відновними процесами (електронно-транспортний ланцюг мітохондрій). РЕЗУЛЬТАТ: нормальний міокард стає темно-коричневим або чорним, ішемічні/некротизовані ділянки (де мітохондрії пошкоджені, окисно-відновні процеси зупинені) залишаються світлими жовто-сірими на темному тлі. Метод менш чутливий ніж тетразолій, але простіший у виконанні.
Люмінесцентна мікроскопія з акридиновим помаранчевим: зрізи міокарда забарвлюють акридиновим помаранчевим (флуорохромний барвник, зв'язується з нуклеїновими кислотами), досліджують в ультрафіолетовому світлі. ПРИНЦИП: акридиновий помаранчевий інтеркалює в подвійну спіраль ДНК (дає зелену флуоресценцію 530 нм) і зв'язується з одноланцюговою РНК (дає помаранчево-червону флуоресценцію 650 нм). В нормальних кардіоміоцитах багато цитоплазматичної РНК (рибосоми, шорсткий ендоплазматичний ретикулум — активний білковий синтез) → при УФ дає помаранчево-червоне світіння. В ішемічних кардіоміоцитах РНК швидко деградує (рибосоми руйнуються від ацидозу, рибонуклеази активуються) → залишається тільки ядерна ДНК → світіння змінюється на зелене. РЕЗУЛЬТАТ: ішемічні ділянки світяться зеленим замість помаранчевого. Метод дуже чутливий (виявляє ішемію через 10-20 хвилин), але потребує люмінесцентного мікроскопа.
Мікроскопічна картина
Часові рамки мікроскопічних змін: перші достовірні зміни в кардіоміоцитах, видимі при світловій мікроскопії, з'являються через 4-6 годин після оклюзії (це вже перехід до некротичної стадії). Однак тонкі зміни можна виявити раніше — детально описані в розділі "Морфологічні маркери ішемії міокарда". ВАЖЛИВО: у донекротичну стадію (0-2 год) ядра кардіоміоцитів ще збережені — овальні, з везикулярним хроматином (не пікнотичні, не лізовані) — це абсолютна відмінність від некрозу.
Хвилеподібність волокон (fiber waviness) — характерна картина для перших годин інфаркту (детальний механізм описаний у розділі "Морфологічні маркери ішемії")
М'язові волокна (кардіоміоцити) у зоні ішемії демонструють морфологічні зміни, детально описані в розділі "Морфологічні маркери ішемії міокарда": втрата поперечної посмугованості, хвилеподібність волокон, контракційні смужки.
Стрілочки вказують на контракційні смужки (contraction bands) — детальний механізм формування описаний у розділі "Морфологічні маркери ішемії"
Судинне русло в зоні ішемії (унікальні зміни для донекротичної стадії): Паретичне розширення капілярів — капіляри нерівномірно розширені (діаметр збільшений в 2-3 рази), повнокровні (переповнені еритроцитами), стінки розслаблені через втрату тонусу ендотелію і перицитів (дефіцит АТФ → дисфункція Na⁺/K⁺-АТФази → деполяризація → вазодилатація). Стаз і сладж-синдром — в просвіті капілярів еритроцити нерухомі, злипаються в монетні стовпчики (rouleaux formation) або агрегати (sludge — "мул"), закупорюють просвіт (механізм: ацидоз → зміна заряду мембран еритроцитів → агрегація). Діапедезні крововиливи — поодинокі еритроцити або невеликі групи проникають через підвищено проникну стінку капілярів в інтерстицій (навколо судин скупчення еритроцитів) — це створює макроскопічну строкатість (темніші плями на фоні блідішого міокарда). Краєве стояння лейкоцитів (margination) — нейтрофільні лейкоцити в стані адгезії до ендотелію (експресія молекул адгезії: селектини, ICAM-1, VCAM-1), деякі мігрують через стінку в інтерстицій (діапедез), але це ще не масивна інфільтрація (масивна інфільтрація нейтрофілами з'являється тільки через 12-18 годин — достовірна ознака некрозу).
Інтерстицій (простір між м'язовими волокнами): виразний набряк — міжклітинні простори розширені в 2-4 рази, заповнені гомогенною блідо-рожевою рідиною (транссудат з плазми через підвищено проникні капіляри), колагенові волокна розпушені, відстань між кардіоміоцитами збільшена. Набряк створює макроскопічну набряклість і неоднорідність кольору (строкатість).
Ультраструктура (електронна мікроскопія)
Електронна мікроскопія виявляє найранніші зміни (з'являються через кілька хвилин ішемії, коли світлооптично ще нічого не видно) — детально описані в розділі "Загальні механізми ішемічного ушкодження — ультраструктурні зміни". Специфічна особливість донекротичної стадії: ядерна оболонка ще збережена, не фрагментована (фрагментація оболонки — ознака незворотної загибелі, з'являється при переході до некротичної стадії через 2-4 години).
Набряк мітохондрії на електронній мікроскопії — ранній маркер ішемії (детальний механізм описаний у розділі "Ультраструктурні зміни при ішемії")
Нормальний вигляд мітохондрії на електронній мікроскопії
Гістохімічна картина
Гістохімічні зміни (втрата глікогену, зниження активності сукцинатдегідрогенази) детально описані в розділі "Морфологічні маркери ішемії міокарда".
ШИФ-негативна реакція на глікоген (глікогену дуже мало в клітинах) — маркер ішемії (механізм описаний у розділі "Морфологічні маркери")
Так виглядає ШИФ-позитивна реакція на глікоген (в даному випадку — це печінка)
Діагностичні дані
ЕКГ у донекротичну стадію (якщо зареєстрована за життя): при трансмуральній ішемії елевація сегмента ST >2 мм (STEMI) — через трансмуральну ішемію струм пошкодження спрямований назовні (від ішемічного епікарда); при субендокардіальній ішемії депресія сегмента ST >1 мм (NSTEMI потенційний) — струм пошкодження спрямований всередину. Можливі порушення ритму: шлуночкові екстрасистоли, шлуночкова тахікардія, фібриляція шлуночків — механізм електричної нестабільності детально описаний у розділі "Механізми електричної нестабільності та раптової смерті". Посмертно ЕКГ неінформативна.
Кардіомаркери (тропоніни I/T, КФК-МВ, ЛДГ, АСТ) у донекротичну стадію залишаються в нормі або тільки починають підвищуватись. МЕХАНІЗМ: кардіомаркери виходять в кров тільки при руйнуванні мембран кардіоміоцитів (некроз з міоцитолізом). У донекротичну стадію мембрани хоч і пошкоджені, але ще не повністю лізовані → тропоніни залишаються всередині клітини. ЧАСОВІ РАМКИ: тропоніни I/T починають підвищуватись через 4-6 годин після початку некрозу, досягають максимуму через 24-48 годин. КФК-МВ підвищується через 4-8 годин. КЛІНІЧНЕ ЗНАЧЕННЯ: якщо смерть настала в донекротичну стадію (<2 год), тропоніни будуть нормальними — це ускладнює клінічну діагностику (Type 3 MI за Universal Definition).
Реперфузійне пошкодження міокарда
Реперфузійне пошкодження міокарда — парадоксальне пошкодження кардіоміоцитів, що виникає при відновленні коронарного кровотоку після періоду ішемії. Реперфузія виникає внаслідок: (1) тромболітичної терапії (стрептокіназа, альтеплаза — розчиняють тромб у вінцевій артерії), (2) первинної ангіопластики/стентування (механічне відновлення просвіту судини), (3) рідше — аортокоронарного шунтування в гострій фазі або спонтанної реканалізації тромбу. Реперфузія здатна врятувати ішемічний міокард (якщо проведена протягом перших 4-6 годин), але парадоксально може викликати додаткове пошкодження клітин, які були зворотно ушкоджені під час ішемії.
Умови виникнення реперфузійного пошкодження
Реперфузійне пошкодження виникає у специфічному часовому вікні, коли є клітини "на межі" між життям і смертю:
(1) Якщо реперфузія дуже рано (перші 20-30 хв ішемії) — ушкодження кардіоміоцитів зворотне; при відновленні кровотоку всі клітини виживають; реперфузійного пошкодження практично немає. Це "ідеальне вікно" для втручання, але на практиці недосяжне (пацієнт не встигає потрапити в лікарню так швидко).
(2) Якщо реперфузія в "терапевтичному вікні" (30 хв – 6 год ішемії) — це критичний період, коли реперфузія ефективна. "Хвиля некрозу" поширюється від субендокарда (найбільш вразливий, бо найдальший від кровопостачання) до епікарда протягом 4-6 годин. В міокарді формуються три зони: (а) центральна зона незворотного некрозу (субендокардіальні кардіоміоцити вже мертві, найчастіше протягом перших 40-60 хв ішемії — реперфузія їх не врятує); (б) периінфарктна зона зворотно пошкоджених клітин (інтрамуральні кардіоміоцити живі, але на межі: накопичили Ca²⁺, лактат, АТФ виснажений майже до критичного рівня, мітохондрії пошкоджені але ще функціональні) — це "зона ризику" (area at risk), де виникає реперфузійне пошкодження; (в) периферична зона мінімально ушкоджених клітин (субепікардіальні/інтактні ділянки з колатеральним кровопостачанням — виживуть навіть без реперфузії).
Парадокс реперфузійного пошкодження: клітини зони (б) могли б вижити при поступовому відновленні метаболізму, але раптове повернення кисню і кровотоку запускає каскад додаткового пошкодження: ROS burst (масивна генерація вільних радикалів) → відкриття мітохондріальних пор (MPTP) → вивільнення cytochrome c → апоптоз; Ca²⁺ overload → гіперконтракція саркомерів → контракційні смужки; пошкодження ендотелію капілярів → екстравазація еритроцитів → геморагічний інфаркт. Реперфузія, яка призначена врятувати, парадоксально додатково знищує 10-25% клітин з "зони ризику".
ОДНАК загальний баланс позитивний: незважаючи на реперфузійне пошкодження, реперфузія в перші 4-6 годин зменшує кінцевий розмір інфаркту на 30-50% порівняно з відсутністю лікування (врятовано більше клітин ніж додатково пошкоджено). Оптимальне вікно — перші 90 хвилин ("golden hour" або "золота година"): максимальна кількість врятованого міокарда, мінімальне реперфузійне пошкодження.
(3) Якщо реперфузія пізно (6-12 год ішемії) — "хвиля некрозу" досягла епікарда, більшість міокарда вже незворотно некротизована; реперфузія врятує лише вузьку периферичну зону з колатералями (5-15% "зони ризику"), але зробить інфаркт інтенсивно геморагічним (кров під тиском проходить через масивно пошкоджені капіляри → просочує некротичну тканину). Реперфузія все ж виконується для відновлення прохідності артерії (покращує колатеральне кровопостачання, зменшує ризик повторного ІМ), але вплив на гострий інфаркт мінімальний.
(4) Якщо реперфузія дуже пізно (>12-24 год) — повний трансмуральний некроз сформований; реперфузія НЕ зменшує розмір інфаркту, але може призначатись для відновлення кровотоку в артерії (зменшення ремоделювання ЛШ, покращення прогнозу).
Макроскопія реперфузованого інфаркту
Реперфузовані інфаркти геморагічні (на відміну від білого інфаркту з геморагічним вінчиком при MI без реперфузії). Макроскопічно ділянка інфаркту темно-червона, інтенсивно геморагічна, межі менш чіткі ніж при стандартному MI, розмір зазвичай менший (реперфузія врятувала частину міокарда від некрозу). Механізм геморагічності: під час ішемії ендотелій капілярів пошкоджується → при реперфузії через пошкоджені капіляри кров виливається в інтерстицій → масивні крововиливи. Час: через 4-24 год після реперфузії геморагічність максимальна.
Реперфузія уже некротизованих кардіоміоцитів - геморагічний інфаркт
Розмір інфаркту при реперфузії залежить від часу до реперфузії: 60 хв — великий (але менший ніж без реперфузії). Реперфузія в перші 4-6 год після оклюзії може зменшити розмір інфаркту на 30-50%.
Мікроскопія реперфузійного пошкодження
Вогнищевий некроз кардіоміоцитів (обмежений, менший ніж при стандартному MI): некротизовані волокна еозинофільні, без ядер, але розташовані не суцільно, а вогнищами (перемішані з життєздатними клітинами). Життєздатні кардіоміоцити між некротичними вогнищами показують ознаки контракційних смужок (гіперконтракція від раптового надходження Ca²⁺ при реперфузії) — поперекові еозинофільні смужки.
Виражений інтерстиціальний набряк (більш виразний ніж при стандартному MI): інтерстицій розширений в 2-3 рази, заповнений еозинофільною рідиною (набряковою), розділяє кардіоміоцити. Механізм: раптове відновлення кровотоку → підвищений гідростатичний тиск + пошкоджені капіляри → масивна транссудація рідини.
Накопичення еритроцитів в інтерстиції (найхарактерніша ознака реперфузії): еритроцити масово заповнюють розширені інтерстиціальні простори між кардіоміоцитами (екстравазація). При забарвленні ГЕ яскраво-червоні маси еритроцитів між волокнами. Механізм: пошкоджений ендотелій капілярів під час ішемії → при реперфузії еритроцити проходять через дефекти → геморагії.
Нейтрофільна інфільтрація розсіяна (менш виразна ніж при MI): поодинокі або невеликі групи нейтрофілів (а не масивні скупчення як при стандартному MI). Кількість нейтрофілів значно менша (в дослідженнях ~60 на поле зору vs ~110 при MI). Механізм: реперфузія зменшує час для хемотаксису нейтрофілів, але ROS від реперфузії все ж стимулює їх міграцію.
Апоптотичні клітини (більш виразний апоптоз ніж при MI): кардіоміоцити з пікнотичними ядрами, конденсованим хроматином, зменшені в розмірі, без ознак запалення навколо. При імунногістохімії cleaved caspase-3 позитивні клітини значно численніші ніж при MI (~18 на поле vs ~9 при MI). Cytochrome c вивільнений з мітохондрій → цитоплазматична експресія інтенсивна. Механізм: реперфузія відновлює АТФ → достатньо енергії для апоптозу (при MI АТФ дуже низький → некроз).
Ультраструктурні зміни при реперфузії
Мітохондрії набряклі, кристи дезорганізовані, мітохондріальні пори перехідної проникності (MPTP) відкриті — електронно-світлі вакуолі в мітохондріях від набряку матриксу. Саркоплазматичний ретикулум фрагментований. Міофібрили в стані гіперконтракції (саркомери скорочені
Діагностичні відмінності MI vs реперфузійне пошкодження
Морфологічні відмінності: (1) реперфузія — геморагічний інфаркт, MI — білий з геморагічним вінчиком; (2) реперфузія — виражений інтерстиціальний набряк + масивні еритроцити в інтерстиції, MI — менший набряк; (3) реперфузія — розсіяні нейтрофіли, MI — масивна нейтрофільна інфільтрація; (4) реперфузія — виражений апоптоз, MI — переважно некроз. Біохімічні: тропонін I значно нижчий при реперфузії (~3,7 пг/мл) ніж при MI (~12,6 пг/мл), бо реперфузія зменшує розмір некрозу. IL-6 нижчий при реперфузії (56 пг/мг) ніж при MI (131 пг/мг) — менше запалення.
Як реперфузія призводить до парадоксального пошкодження міокарда:
Крок 1 — генерація реактивних форм кисню (ROS): під час ішемії електронно-транспортний ланцюг мітохондрій пошкоджений, електрони накопичуються в комплексах I і III; при реперфузії раптово надходить кисень → накопичені електрони взаємодіють з O₂ → утворюється супероксид-аніон (O₂⁻), потім H₂O₂, потім гідроксильний радикал (OH·). ЩО ВІДБУВАЄТЬСЯ: ROS масивно генерується в перші хвилини реперфузії ("burst" ROS); також нейтрофіли (які мігрували під час ішемії) при реперфузії активуються → мієлопероксидаза → ще більше ROS. ЯК ЦЕ ВИГЛЯДАЄ: ROS не видно мікроскопічно, але його наслідки — ліпідна пероксидація мембран (мембрани стають "дірявими"), окислення білків (денатурація), пошкодження ДНК.
Крок 2 — відкриття мітохондріальних пор перехідної проникності (MPTP): під час ішемії Ca²⁺ накопичується в цитоплазмі (через неактивну Na⁺/K⁺-АТФазу → накопичення Na⁺ → Na⁺/Ca²⁺ exchanger працює в зворотному напрямку → Ca²⁺ всередину); при реперфузії раптово відновлюється pH (вимивається лактат), приходить кисень → мітохондрії перевантажені Ca²⁺ + ROS + відновлений pH → MPTP відкривається. ЩО ВІДБУВАЄТЬСЯ З МІТОХОНДРІЯМИ: через відкриті пори протони виходять з міжмембранного простору → зникає мембранний потенціал → припиняється синтез АТФ; вода входить в матрикс → мітохондрії набрякають → зовнішня мембрана розривається → вивільняється cytochrome c в цитоплазму. ЯК ЦЕ ВИГЛЯДАЄ: електронна мікроскопія — мітохондрії набряклі електронно-світлі, кристи фрагментовані; імунногістохімія — cytochrome c інтенсивно в цитоплазмі (вивільнений з мітохондрій).
Крок 3 — активація апоптозу через мітохондріальний шлях: вивільнений cytochrome c + Apaf-1 + ATP (який відновився при реперфузії!) → апоптосома → активація caspase-9 → активація caspase-3 → розщеплення клітинних білків, ДНК → апоптоз. ЧОМУ АПОПТОЗ А НЕ НЕКРОЗ: ключова різниця — при реперфузії відновлюється АТФ (достатньо для енергозатратного апоптозу), при MI без реперфузії АТФ критично низький → тільки некроз можливий. ЯК ЦЕ ВИГЛЯДАЄ: кардіоміоцити зменшені, ядра пікнотичні з маргінацією хроматину, немає набряку, немає запальної реакції навколо; імунногістохімія — cleaved caspase-3 позитивні ядра і цитоплазма (~18 клітин на поле зору, значно більше ніж ~9 при MI).
Крок 4 — перевантаження Ca²⁺ і контракційні смужки: під час ішемії Ca²⁺ накопичується в цитоплазмі (механізм вище); при реперфузії раптово відновлюється енергія (АТФ) → саркоплазматичний ретикулум намагається "перекачати" Ca²⁺ назад але його надто багато → міофібрили отримують надмірний сигнал до скорочення → гіперконтракція саркомерів (скорочення ЩО ВІДБУВАЄТЬСЯ: міофібрили стискаються з такою силою що пошкоджуються самі (руйнування Z-дисків, фрагментація міофіламентів); також гіперконтракція → механічне розтягування сарколеми → розриви мембрани. ЯК ЦЕ ВИГЛЯДАЄ МІКРОСКОПІЧНО: контракційні (поперекові) смужки — товсті еозинофільні поперечні смуги в кардіоміоцитах (від гіперскорочених саркомерів), часто в клітинах між некротичними вогнищами; електронна мікроскопія — саркомери дуже короткі, Z-диски близько один до одного.
Крок 5 — пошкодження ендотелію і геморагічність: під час ішемії ендотеліоцити капілярів також страждають від гіпоксії → набрякають, міжендотеліальні контакти розхитуються, базальна мембрана пошкоджується; при реперфузії раптово підвищується гідростатичний тиск (відновлюється кровоток) + ROS додатково пошкоджують ендотелій → масивна екстравазація еритроцитів. ЩО ВІДБУВАЄТЬСЯ: еритроцити проходять через дефекти в ендотелії і базальній мембрані → накопичуються в інтерстиції; також плазма масивно транссудує → інтерстиціальний набряк. ЯК ЦЕ ВИГЛЯДАЄ МАКРОСКОПІЧНО: інфаркт темно-червоний геморагічний (замість білого); МІКРОСКОПІЧНО: інтерстицій розширений в 2-3 рази, заповнений рідиною (еозинофільною) і масами еритроцитів (червоні) між кардіоміоцитами — це найхарактерніша ознака реперфузії.
Крок 6 — обмежене запалення порівняно з MI: хоча ROS стимулює міграцію нейтрофілів, але реперфузія зменшує час для їх масивної інфільтрації (при MI 24 год для хемотаксису, при реперфузії після 30 хв ішемії — менше часу); також IL-6 і інші цитокіни секретуються менше. ЯК ЦЕ ВИГЛЯДАЄ: розсіяні поодинокі нейтрофіли (~60 на поле vs ~110 при MI), не масивні скупчення; імунногістохімія myeloperoxidase — поодинокі позитивні клітини; IL-6 в тканині 56 пг/мг (vs 131 при MI).
ФІНАЛЬНА КАРТИНА: реперфузований інфаркт — геморагічний, з вогнищевим некрозом + виразним апоптозом + масивним інтерстиціальним набряком і екстравазацією еритроцитів + розсіяними нейтрофілами. РОЗМІР НЕКРОЗУ: менший ніж при MI без реперфузії (реперфузія врятувала частину міокарда), тропонін I нижчий (~3,7 vs ~12,6 пг/мл при MI). КЛІНІЧНЕ ЗНАЧЕННЯ: хоча реперфузія парадоксально пошкоджує деякі клітини (апоптоз від ROS і MPTP), загальний баланс позитивний — реперфузія зменшує розмір інфаркту на 30-50% якщо проведена в перші 4-6 год.
Клінічне значення і профілактика
Реперфузійне пошкодження може збільшувати кінцевий розмір інфаркту на 25-50% (додаткова смерть клітин від апоптозу/ROS), хоча загальний ефект реперфузії позитивний (врятовано більше міокарда ніж пошкоджено). Проблема: незважаючи на досягнення в антитромботичній терапії і ангіопластиці, немає ефективного способу повністю запобігти реперфузійному пошкодженню. Експериментальні підходи: (1) ішемічне прекондиціонування (короткі епізоди ішемії перед тривалою оклюзією), (2) постконідиціонування (короткі епізоди реоклюзії після реперфузії), (3) блокатори MPTP (циклоспорин А), (4) антиоксиданти — але клінічна ефективність обмежена.
Реперфузійні аритмії: у перші хвилини після реперфузії можливі шлуночкові аритмії (фібриляція шлуночків, шлуночкова тахікардія) від електричної нестабільності міокарда (ROS, іонні зсуви). Це може призвести до раптової серцевої смерті навіть при успішній реперфузії. Частота ~10-15% при первинній ангіопластиці.
Інфаркт міокарда: стадія некрозу (2–14 днів)
Загальні принципи
Тип некрозу: інфаркт міокарда — коагуляційний некроз (coagulative necrosis), при якому архітектоніка тканини збережена (контури клітин видимі), але клітини мертві (ядра відсутні, цитоплазма еозинофільна). Складність встановити термін: більшість людських інфарктів формується злиттям дрібніших ділянок некрозу різного віку (через коливання тромбозу: то оклюзія, то часткова реканалізація), тому в одному інфаркті можуть бути ділянки на різних стадіях. Реперфузійна терапія також змінює розмір і вигляд інфаркту.
4–12 годин після оклюзії
Макроскопічно інколи блідість міокарду.
Зовсім свіжий інфаркт: в верхній частині препарату бачимо бліду зону(рожеву) - уражена ділянка + дрябла
Мікроскопічно початок коагуляційного некрозу: кардіоміоцити інтенсивно еозинофільні (яскраво-рожеві), втрата поперечної посмугованості, хвилеподібність волокон (wavy fibers) — особливо по краях інфаркту (мертві волокна розтягуються/вигинаються під дією скорочення сусідніх живих). Ядра: початкова маргінація хроматину. Інтерстицій: набряк, крововиливи. Початкова нейтрофільна інфільтрація (beginning neutrophilic infiltrate) — перші нейтрофіли з'являються в інтерстиції, часто ДО того як зміни в кардіоміоцитах стають очевидними; ця інфільтрація з'являється вже через 4-8 годин.
Інфаркт міокарду давністю приблизно 8 годин - клітинна цілісність міокардіоцитів ще збережена, починається інфільтрація нейтрофілами
12–24 години
Макроскопічно темна строкатість (dark mottling) стає виразнішою: ділянка інфаркту червоно-синюватого кольору (red-blue discoloration) від застійної крові (стагнована кров в капілярах + діапедезні крововиливи). Межі нечіткі.
Зліва на препарату бачимо потемніння - dark mottling, міокард в цьому місці дряблий
Мікроскопічно прогресуючий коагуляційний некроз: інтенсивна еозинофілія кардіоміоцитів, ядра — каріопікноз (зменшені, щільні, інтенсивно базофільні). Контракційні смужки по периферії інфаркту (marginal contraction band necrosis). Початкова нейтрофільна інфільтрація стає помітнішою (beginning neutrophilic infiltrate) — нейтрофіли в інтерстиції між волокнами, але ще не масивна.
High-power: міокардіоцити починають втрачати ядра - розвивається еозинофілія(бо залишається лише цитоплазма) + посилюється нейтрофільна інфільтрація
Інфаркт міокарду давністю 12 годин: починається каріолізис(розпад ядер в кардіоміоцитах) + з'являється запальна інфільтрація. + зправа на зображенні видно обтуровану судину
1–3 доби (24–72 години)
Макроскопічно строкатість з жовто-коричневим центром (mottling with yellow-tan infarct center): центральна ділянка блідне (міоглобін денатурується) і набуває жовтуватого відтінку, по периферії червоно-сірі ділянки (гіперемія). Консистенція м'яка.
Темніші ділянки - геморагічний інфаркт давністю 3 дні
Мікроскопічно повний коагуляційний некроз: втрата ядер і посмугованості (coagulation necrosis with loss of nuclei and striations) — м'язові волокна представлені еозинофільними масами БЕЗ ядер (ядра пройшли каріопікноз→каріорексис→каріолізис), структура саркомерів не диференціюється, але контури волокон збережені (це суть коагуляційного некрозу — архітектоніка збережена). Масивна нейтрофільна інфільтрація інтерстицію (heavy interstitial infiltrate of neutrophils) — ПІКОВА інфільтрація, щільні скупчення нейтрофілів між волокнами. 1-3 доби — період максимального домінування нейтрофілів.
Інфаркт міокарду давністю 36 годин: міокардіоцити повністю втратили ядра та поперечну посмугованість, виражена запальна інфільтрація
3–7 днів: міомаляція
Макроскопічно гіперемічна облямівка, центральне жовто-коричневе розм'якшення (hyperemic border, central yellow-tan softening): центр жовтуватий, м'який (розм'якшення = міомаляція), оточений червоною гіперемічною зоною 3-5 мм (новоутворені судини). КРИТИЧНИЙ ПЕРІОД — максимальний ризик розриву серця (2-10 доба), бо стінка найслабша.
Інфаркт давністю 3-7 днів: в нижній частині бачимо жовте вогнище(розм'якшеня), навколо якого виражена гіперемія(червоне - розширення судин)
Мікроскопічно початок дезінтеграції мертвих волокон (beginning disintegration of dead myofibers): нейтрофіли гинуть (багато з пікнотичними ядрами), макрофаги починають з'являтися і фагоцитують некротичні маси по краю інфаркту (early phagocytosis at infarct border). Некротичні волокна фрагментуються. Початок фіброваскулярної відповіді по краях (onset of marginal fibrovascular response) — поодинокі капіляри і фібробласти - починається слабковмражена депозиція(вікдладання) колагену .
Інфаркт міокарду на 3 день: нейтрофіли гинуть, зявляються макрофаги, початок вираженого руйнування кардіоміоцитів
Інфаркт міокарду давністю 5 днів: виражена деструкція кардіоміоцитів
7–10 днів: пік міомаляції
Макроскопічно максимально жовтуватий і м'який (maximally yellow-tan and soft), краї червоно-коричневі, западають (depressed red-tan margins). Це стадія максимального розм'якшення.
«Леопардовий вигляд» - жовтуваті ділянки міокарду(відбувається активне розростання сполучної тканини) оточене гіперемією(бо іде проліферація - тому інтенсивне кровопостачання), так як колаген грануляційної тканини нестабільний(третій тип), то зараз ця ділянка міокарду найм'якша
Мікроскопічно добре розвинутий фагоцитоз (well-developed phagocytosis): більшість нейтрофілів загинули і резорбовані, домінують макрофаги (цитоплазма вакуолізована від поглинутих ліпідів — "пінисті клітини"), інтенсивно фагоцитують некротичні маси. Рання формація фіброваскулярної грануляційної тканини по краях (early formation of fibrovascular granulation tissue at margins) — новоутворені капіляри проростають з демаркаційної зони, фібробласти проліферують.
Інфаркт давністю 7 днів: майже всі міокардіоцити зруйновані, відзначається лише запальна інфільтрація, макрофаги
10–14 днів: грануляційна тканина
Макроскопічно червоно-сірі западаючі краї інфаркту (red-gray depressed infarct borders): краї представлені грануляційною тканиною (червона від васкуляризації, сіра від початку фіброзу), западають нижче поверхні.
Мікроскопічно добре встановлена грануляційна тканина (well-established granulation tissue): численні новоутворені судини (капіляри повнокровні, тонкостінні) + проліферуючі фібробласти + депозиція колагену (collagen deposition). Макрофаги продовжують очищати зону.
Інфаркт міокарду 14 - 20 день: відзначається виражене розростання грануляційної тканини, поява волокон колагену
Особливості людських інфарктів
Складна гістологічна картина: більшість інфарктів формується злиттям дрібніших вогнищ некрозу різного віку → в одному інфаркті різні поля показують різні стадії некрозу та загоєння. Виживання інтерстиціальних клітин всередині зони інфаркту дозволяє швидку фібробластичну відповідь → депозиція колагену може початися вже через 2-3 доби (в нетрансмуральних інфарктах). "Муміфіковані" кардіоміоцити (mummified myocytes) — некротичні волокна БЕЗ ядер, але структура збережена, оточені фіброзом — можуть зберігатись місяцями/роками.
Діагностичні дані
ЕКГ: патологічний Q (трансмуральний), елевація ST (гостра фаза, поступово знижується), депресія ST (субендокардіальний), інверсія Т. Кардіомаркери: тропоніни I/T максимум 24-48 год, залишаються підвищеними 7-14 днів; КФК-МВ підвищена 2-3 доби.
Таблиця 1. Морфологічні зміни при інфаркті міокарда за часом
| Час | Макроскопія | Мікроскопія | Ключові ознаки |
|---|---|---|---|
| 0-4 год (донекротична) |
Не видно або мінімальна строкатість | Збережені ядра, хвилеподібність, контракційні смужки | Ядра ЗБЕРЕЖЕНІ |
| 4-12 год | Інколи темна строкатість | Початок коагуляційного некрозу, початкова інфільтрація нейтрофілами, набряк | Перші нейтрофіли |
| 12-24 год | Темна строкатість | Прогресуючий некроз, каріопікноз, початкова нейтрофільна інфільтрація | Каріопікноз ядер |
| 1-3 доби | Строкатість з жовто-коричневим центром | Повна втрата ядер і посмугованості, МАСИВНА нейтрофільна інфільтрація | Пік нейтрофілів (достовірна ознака >18-24 год) |
| 3-7 днів | Гіперемічна облямівка, жовто-коричневе м'яке розм'якшення центру | Дезінтеграція волокон, нейтрофіли гинуть, макрофаги з'являються, початок фіброваскулярної відповіді | Міомаляція (РИЗИК РОЗРИВУ) |
| 7-10 днів | Максимально жовтуватий і м'який, червоно-коричневі западаючі краї | Добре розвинутий фагоцитоз макрофагами, рання грануляційна тканина по краях | Пік міомаляції, початок грануляційної тканини |
| 10-14 днів | Червоно-сірі западаючі краї | Добре встановлена грануляційна тканина (капіляри + фібробласти + колаген) | Грануляційна тканина (починає дозрівати в рубець) |
| 2-8 тижнів | Сіро-білий рубець від країв до центру | Наростаюча депозиція колагену, зменшення клітинності | Дозрівання рубця |
| >2 місяці | Щільний білий рубець, західає | Щільний колагеновий рубець | Зрілий рубець (неможливо визначити вік 8 тижнів vs 10 років) |
Таблиця 2. Критичні ознаки для датування інфаркту
| Ознака | З'являється | Значення |
|---|---|---|
| Перші нейтрофіли в інтерстиції | 4-8 годин | Початок некрозу (часто до видимих змін в кардіоміоцитах) |
| Масивна нейтрофільна інфільтрація | >18-24 години | ДОСТОВІРНА ознака що інфаркт >18-24 год |
| Макрофаги починають замінювати нейтрофіли | З 3 доби | Інфаркт >3 доби |
| Початок депозиції колагену | 5-6 днів (2-3 доби в нетрансмуральних) | Інфаркт >5-6 днів |
| Добре встановлена грануляційна тканина | 10-14 днів | Інфаркт 1-2 тижні |
| Наявність колагену (рубець) | >10 днів | Після появи колагену — неможливо точно визначити вік |
Таблиця 3. Спеціальні форми некрозу при інфаркті
| Форма | Коли з'являється | Морфологія | Значення |
|---|---|---|---|
| Хвилеподібні волокна (wavy fibers) |
Рано (4-12 год) | М'язові волокна S-подібно вигнуті, розтягнуті | По краях інфаркту; мертві волокна розтягуються живими сусідніми; НЕСПЕЦИФІЧНА ознака |
| Контракційні смужки (contraction band necrosis / coagulative myocytolysis) |
Дуже рано при реперфузії | Поперечні інтенсивно еозинофільні смужки 4-10 мкм (гіперконтрактовані саркомери) | Патогномонічна ознака РЕПЕРФУЗІЇ; якщо регіональні (тільки в одній зоні) → достовірна ознака раннього інфаркту; якщо дифузні (по всьому серцю) → аго нальний артефакт/фібриляція шлуночків |
| Вакуолізація міоцитів | Рано | Внутрішньоклітинні вакуолі (втрата міофібрил), ядра збережені | Сублетальна ішемія; клітини живі, але погано скорочуються (гібернація); можуть відновитись при реперфузії |
| "Муміфіковані" міоцити (mummified myocytes) |
Пізно (місяці-роки) | Контури волокон збережені, БЕЗ ядер, оточені фіброзом | Некротичні волокна, що не резорбувались, зберігаються роками; не плутати зі свіжим некрозом |
Інфаркт міокарда: стадія організації і рубцювання (2 тижні – 2+ місяці)
2–4 тижні: дозрівання грануляційної тканини
Макроскопічно ділянка інфаркту поступово стає блідішою — з яскраво-червоної (васкуляризована грануляційна тканина 10-14 днів) змінюється на червоно-сірий, сіро-рожевий колір (капілярів стає менше, з'являється колаген — сірий). Поверхня западає нижче рівня незміненого міокарда (через ущільнення тканини і зменшення набряку). Консістенція стає щільнішою, менш соковитою. РИЗИК формування аневризми (1-2 тиждень): якщо грануляційна тканина витончена, стінка може випинатись під систолічним тиском → гостра аневризма.
Мікроскопічно дозрівання грануляційної тканини (з 3 тижня стає домінуючим процесом): капілярів поступово меншає (частина редукується, зникає), фібробластів менше але вони активніші (синтезують більше колагену), прогресуюче накопичення колагену — колагенові волокна потовщуються, організовуються в пучки, щільність збільшується. Макрофаги ще присутні (завершують фагоцитоз залишків некротичних мас), але їх кількість зменшується. Дозрівання колагену: спочатку колаген III типу (тонкі ретикулінові волокна), поступово заміщується колагеном I типу (товсті волокна, більш міцні). Забарвлення трихромом за Массоном: колаген синій, незрілий колаген блідо-синій, зрілий — інтенсивно синій.
Зліва на препараті відзначається розростання грануляційної, зправа - колаген (який поступово "наступає" на грануляційну - заміщує її)
4–6 тижнів (з 5 тижня): формування рубця
Макроскопічно сіро-білий рубець добре окреслений, щільний, западає нижче поверхні (на 2-4 мм від рівня незміненого міокарда через відсутність м'язової тканини і щільність колагену). Поверхня гладка, глянцева (колаген щільний). БЕЗ червоного відтінку (аваскулярний — капіляри редуковані). На розрізі однорідний білувато-сірий, без жовтих включень (некротичні маси повністю резорбовані).
Мікроскопічно щільний колагеновий рубець: переважає колаген I типу (товсті еозинофільні пучки волокон, хвилясті, паралельно розташовані), судин поодинокі (дрібні капіляри в глибині рубця, більшість редукувалась), фібробластів мало (перетворились на фіброцити — веретеноподібні клітини з щільними ядрами, неактивні). Рубець ацелюлярний і аваскулярний — основна маса колаген, клітин і судин мінімум. Забарвлення гематоксилін-еозином: рубець однорідно рожевий (еозинофільний колаген), ван-Гізон: інтенсивно червоний (колаген), трихром: синій.
Понад 2 місяці: зрілий рубець і постінфарктний кардіосклероз
Макроскопічно щільний білий рубець (може до 5-7 мм при великих трансмуральних інфарктах), чіткі межі з незміненим міокардом. Локалізація впливає на морфологію: (а) трансмуральний ІМ → рубець через всю товщу стінки → витончення стінки (товщина може зменшитись з 10-12 мм до 2-4 мм) → ризик аневризми (хронічна аневризма після 4-6 тижнів); (б) субендокардіальний ІМ → рубець під ендокардом → дифузне фіброзне стовщення ендокарда (3-5 мм замість норми 0,5-1 мм), ендокард білуватий, щільний, непрозорий; (в) інтрамуральний ІМ → рубець у товщі стінки, не досягає епікарда/ендокарда.
Зправа на препараті бачимо бліду, жорстку, щільну тканину - рубець на місці великовогнищевого інфаркту (це називається великовогнищевий кардіосклероз)
Мікроскопічно зрілий рубець з початком гіалінізації: колагенові пучки максимально щільні, хвилясті, зливаються, місцями гіалінізація (колаген перетворюється на гомогенну еозинофільну масу — гіалін, PAS-позитивну). Судин немає або поодинокі склерозовані (стінки потовщені, просвіти звужені). Фіброцити поодинокі. По периферії рубця — компенсаторна гіпертрофія збережених кардіоміоцитів: волокна товщі (діаметр збільшений в 1,5-2 рази), ядра великі гіперхромні (збільшена кількість хроматину), можлива жирова дистрофія (дрібні ліпідні вакуолі в цитоплазмі — через відносну коронарну недостатність в гіпертрофованому міокарді).
Бачимо товсті, щільні, аваскулярні розростання волокон колагену (переважно зліва)
Постінфарктний кардіосклероз: (а) великовогнищевий — після трансмурального ІМ, рубець >1 см, чіткі межі, відповідає басейну однієї артерії; (б) дрібновогнищевий — після субендокардіальних/інтрамуральних/множинних дрібних ІМ, множинні дрібні рубці 1-5 мм, розсіяні по міокарду, неправильної форми.
Тривалість організації та особливості загоєння
Тривалість організації залежить від розміру інфаркту: дрібновогнищевий субендокардіальний (1-2 см) → рубцювання 4-6 тижнів; великовогнищевий трансмуральний (5-8 см) → рубцювання 4-6 місяців і більше. МЕХАНІЗМ: загоєння йде від країв до центру (запальні клітини і капіляри мігрують з демаркаційної зони) → великий інфаркт має довший шлях до центру → повільніше загоєння. Фактори що уповільнюють: недостатнє харчування, погана васкуляризація (виражений атеросклероз колатералей), екзогенні протизапальні стероїди (пригнічують фібробласти і ангіогенез).
ВАЖЛИВО для судово-медичної експертизи: після повного рубцювання (>8 тижнів) неможливо визначити вік — рубець віком 8 тижнів виглядає ідентично рубцю 10 років. Можна тільки стверджувати що інфаркт >2 місяців.
Нетрансмуральні інфаркти (складна гістологічна картина): формуються злиттям дрібніших ділянок некрозу різного віку (через коливання тромбозу) → в одному інфаркті різні ділянки на різних стадіях організації: одна ділянка з грануляційною тканиною (7-14 днів), сусідня вже з молодим рубцем (3-4 тижні), третя з дозріваючим рубцем (5-6 тижнів). Виживання інтерстиціальних клітин всередині зони інфаркту → швидка фібробластна відповідь → депозиція колагену може початися через 2-3 доби (замість стандартних 5-6 днів при трансмуральному). "Муміфіковані" кардіоміоцити (некротичні волокна БЕЗ ядер, оточені фіброзом) можуть зберігатись місяцями/роками. Довгострокові рубці часто містять жирову інфільтрацію (адипоцити між колагеновими пучками) — НЕ плутати з аритмогенною кардіоміопатією.
Діагностичні дані
ЕКГ: патологічний Q залишається назавжди (рубцева тканина не проводить імпульси), сегмент ST повертається до ізолінії (немає гострого ушкодження). Кардіомаркери: нормалізуються (тропоніни до норми через 7-14 днів, повністю нормальні в стадії організації).
Зміни в інтактному міокарді після інфаркту: компенсаторне ремоделювання шлуночка
Загальний принцип
Після інфаркту міокарда збережена (неінфарктна) частина міокарда зазнає структурно-функціональних змін через втрату скоротливих міокардіоцитів. Ремоделювання шлуночка — сукупність змін геометрії, маси і функції ЛШ після інфаркту: рубцювання інфарктної зони + компенсаторна гіпертрофія/дилатація неінфарктних зон + витончення стінки в зоні некрозу. Початково гемодинамічно вигідне (збільшення серцевого викиду через закон Франка-Старлінга), але прогресує до серцевої недостатності.
Макроскопічна картина
Серце збільшене: маса зростає до 400-600 г (норма 250-350 г), форма стає кулястою (замість овоїдної). Стінка ЛШ потовщена (15-20 мм замість норми 10-12 мм) в неінфарктних зонах (компенсаторна гіпертрофія), але порожнина дилатована (діаметр збільшений до 6-8 см замість норми 4-5 см) → ексцентрична гіпертрофія. У зоні рубця стінка витончена (2-5 мм при трансмуральному ІМ), випинається (якщо аневризма). Порожнина асиметрична: один діаметр більший за інший (через випинання стінки в зоні рубця). Трабекули зглажені (розтягнуті), сосочкові м'язи витончені.
Мікроскопічна картина неінфарктного міокарда
Компенсаторна гіпертрофія кардіоміоцитів: волокна товщі (діаметр збільшений з 10-15 мкм до 20-30 мкм), довжина також збільшена. Ядра великі (діаметр 12-15 мкм замість 8-10 мкм), гіперхромні (інтенсивно базофільні через збільшення кількості хроматину), форма овальна або видовжена. Деякі ядра з інвагінаціями (втискування ядерної оболонки всередину — ознака патологічної гіпертрофії). Цитоплазма еозинофільна, міофібрили товсті, поперечна посмугованість збережена. При забарвленні PTAH міофібрили інтенсивно синьо-фіолетові (багато міозину).
Дистрофічні зміни: (а) жирова дистрофія — в цитоплазмі дрібні ліпідні вакуолі 1-3 мкм (при забарвленні Суданом III оранжево-червоні), переважно навколо ядер і між міофібрилами; виникає через відносну коронарну недостатність (капіляри не встигають проліферувати пропорційно масі гіпертрофованих волокон); (б) білкова дистрофія — цитоплазма мутна, зерниста (дрібні базофільні гранули — фрагменти органел), міофібрили місцями втрачають чіткість; (в) дифузна субендокардіальна вакуолізація — кардіоміоцити субендокардіального шару (найбільш віддаленого від епікардіальних судин) містять великі порожнини 5-10 мкм (втрата міофібрил), ядра збережені, розташовані по периферії клітини; це сублетальна ішемія — клітини живі, але скорочуються погано (гібернація міокарда).
Під ендокардом бачимо "пусті кардіоміоцити": вони втратили міофібрили, але при цьому залишились ядра і збережена цілісність мембрани
Дрібновогнищевий кардіосклероз: між гіпертрофованими волокнами з'являються дрібні вогнища фіброзу 0,5-2 мм, неправильної форми, представлені тонкими колагеновими волокнами з поодинокими фібробластами. Це заміщувальний фіброз — на місці загиблих кардіоміоцитів (від мікроінфарктів при відносній коронарній недостатності внаслідок гіпертрофії). При забарвленні трихромом за Массоном: колаген синій, міокард червоний → видно синьо-червону мозаїку. Навколо судин також периваскулярний фіброз — колагенові муфти 10-20 мкм навколо артеріол і капілярів.
Капіляри: щільність зменшена відносно маси міоцитів (в нормі 1 капіляр на 1 кардіоміоцит, при гіпертрофії 1 капіляр на 2-3 міоцити) → відносна коронарна недостатність. Артеріоли: стінки потовщені (медія гіпертрофована, можливий гіалін), просвіт звужений.
Стадії прогресування
Тоногенна дилатація (компенсована ексцентрична гіпертрофія, перші тижні-місяці після інфаркту): втрата частини скоротливого міокарда через некроз призводить до того, що збережені кардіоміоцити мають викачувати той самий об'єм крові меншою кількістю клітин. У відповідь на підвищене механічне навантаження ці клітини гіпертрофуються (збільшуються в розмірах, синтезують більше саркомерних білків), що дозволяє їм генерувати більшу силу скорочення і тимчасово підтримувати серцевий викид на достатньому рівні. Одночасно порожнина лівого шлуночка поступово розширюється через декілька механізмів: (1) інфарктна експансія — некротична/міомалятична зона в перші тижні розтягується під систолічним тиском (некротизована тканина не чинить опору), стінка в цій ділянці витончується і випинається, що збільшує об'єм порожнини; (2) нейрогуморальна активація — зниження серцевого викиду після ІМ активує ренін-ангіотензин-альдостеронову систему (РААС) і симпатичну нервову систему, що призводить до затримки натрію і води нирками, збільшення об'єму циркулюючої крові (ОЦК), і як наслідок — більше крові повертається до серця під час діастоли (підвищене переднавантаження); (3) компенсаторне розтягування збережених ділянок — не тільки рубець, але й здорові ділянки міокарда розтягуються, щоб вмістити збільшений діастолічний об'єм. Згідно з законом Франка-Старлінга, більший об'єм наповнення призводить до сильнішого розтягування м'язових волокон під час діастоли, що автоматично забезпечує більш потужне скорочення під час систоли (до певної межі). На цій стадії ремоделювання є гемодинамічно вигідним: серце досягає того ж або навіть вищого серцевого викиду при збереженні адекватної фракції викиду (компенсована серцева недостатність або навіть відсутність недостатності).
Декомпенсація з переходом у міогенну дилатацію (місяці-роки): компенсаторна гіпертрофія неминуче вичерпує свої резерви. Гіпертрофовані кардіоміоцити потребують більше кисню та поживних речовин, але капілярна мережа не встигає проліферувати пропорційно збільшеній масі міокарда, що створює стан відносної коронарної недостатності. Це призводить до хронічної гіпоксії гіпертрофованих клітин, розвитку жирової та білкової дистрофії, появи дрібновогнищевого фіброзу (від повторних мікроінфарктів гіпертрофованих міокардіоцитів, яким не вистачає крові бо їх ріст перевищує ріст судин). Кардіоміоцити слабшають, їх скоротлива здатність прогресивно знижується. На відміну від тоногенної дилатації, коли розширення порожнини було наслідком інфарктної експансії та підвищеного переднавантаження (компенсаторні механізми), тепер порожнина продовжує розширюватись через прогресуючу слабкість стінки — міокард не може ефективно викинути кров, залишковий об'єм після систоли зростає, що ще більше розтягує порожнину за принципом "порочного кола". Фракція викиду прогресивно падає (може знизитись до 20-30% замість норми 55-70%), розвивається клінічно явна хронічна серцева недостатність з усіма проявами застою в малому та великому колах кровообігу (детальна морфологія застійних змін в органах описана в розділі "Ускладнення інфаркту: хронічна серцева недостатність").
Дрібновогнищевий кардіосклероз (для порівняння з великовогнищевим)
Особливості при різних локалізаціях інфаркту
Трансмуральний передній/верхівковий ІМ (найчастіша локалізація): рубець великий → виразне витончення стінки → асиметрія порожнини → максимальний ризик аневризми; задня стінка гіпертрофується найбільше (компенсує втрату передньої). Трансмуральний задній ІМ: передня стінка/перегородка гіпертрофуються; ризик аневризми менший (задня стінка меншої кривизни). Субендокардіальний/дрібновогнищевий ІМ: витончення стінки менше (рубець не трансмуральний), але гіпертрофія все одно розвивається (через втрату частини маси); ендокард дифузно потовщений.
Ускладнення інфаркту міокарда: кардіогенний шок і аритмії
Кардіогенний шок
Кардіогенний шок — найчастіша причина смерті в перші години/доби після гострого ІМ; виникає коли некротизовано >40% маси ЛШ (критична межа для підтримання мінімального серцевого викиду). Морфологічний субстрат: великий трансмуральний інфаркт, найчастіше передньої стінки/верхівки ЛШ при проксимальній оклюзії передньої міжшлуночкової гілки ЛВА; часто поєднується з субендокардіальним циркулярним некрозом (інфаркт поширюється на інші зони через падіння перфузійного тиску).
Патогенез: масивний некроз → різке зменшення серцевого викиду (з норми 5-6 л/хв падає до 2-3 л/хв) → артеріальна гіпотензія (<80 мм рт.ст.) → поліорганна недостатність. Додаткові фактори погіршення: (1) больовий синдром → вагусна стимуляція → брадикардія → ще більше зменшення серцевого викиду; (2) патологічні рефлекси з некротичної зони (рецептори в міокарді) → вазодилатація → падіння периферійного опору → гіпотензія; (3) порочне коло: гіпотензія → зменшення коронарної перфузії → поширення інфаркту (субендокардіальний циркулярний некроз) → ще більше зменшення викиду → ще глибша гіпотензія.
Наслідки в органах: (а) нирки — гостра ниркова недостатність (олігурія <400 мл/добу), мікроскопічно гострий тубулярний некроз (епітелій проксимальних канальців некротизований, просвіти забиті детритом), макроскопічно нирки блідо-сірі набряклі; (б) мозок — порушення свідомості (сплутаність, кома) від гіпоксії, можливі дрібновогнищеві інфаркти в зонах суміжного кровопостачання; (в) печінка — гострий центролобулярний некроз (гепатоцити зони 3 найбільш чутливі до гіпоксії), підвищення трансаміназ; (г) шкіра — холодна липка (периферійна вазоконстрикція + активація симпатики), ціаноз акральних ділянок; (д) кишечник — можлива ішемія слизової (діарея з кров'ю, можливі ерозії).
Смертність 50-80% навіть при інтенсивній терапії. Причина смерті: незворотна поліорганна недостатність або фатальні аритмії на тлі масивного некрозу.
Фібриляція шлуночків
Фібриляція шлуночків (ФШ) — найчастіша причина раптової серцевої смерті в перші хвилини/години після тромботичної оклюзії вінцевої артерії. Виникає у 10-15% пацієнтів з гострим ІМ до госпіталізації. ВАЖЛИВО: ризик ФШ НЕ прямо пропорційний розміру інфаркту — навіть дрібні інфаркти можуть спровокувати фатальні аритмії (через електричну нестабільність в зоні ішемії).
Механізм: в зоні гострої ішемії/некрозу виникає електрична нестабільність міокарда: (1) реентрі (кругове збудження) — в зоні ішемії провідність уповільнена (гіпоксія → закриття натрієвих каналів) → імпульс обходить цю зону і повертається після того як вона вийшла з рефрактерного періоду → циркулюючий імпульс → безперервна стимуляція шлуночків → фібриляція; (2) підвищений автоматизм ішемічних волокон (накопичення K⁺ і Ca²⁺ в інтерстиції → деполяризація мембран → спонтанні імпульси); (3) тригерна активність (ранні/пізні постдеполяризації від перевантаження Ca²⁺). Морфологічний субстрат: зона некрозу оточена поясом ішемічного (життєздатного але електрично нестабільного) міокарда → неоднорідність проведення імпульсу → реентрі.
ФШ призводить до зупинки ефективних скорочень серця → припинення кровообігу → смерть через 3-5 хвилин (якщо негайно не проведена дефібриляція). На розтині: морфологічні зміни можуть бути мінімальні (донекротична стадія) — смерть випереджає розвиток видимого некрозу.
Шлуночкова тахікардія
Шлуночкова тахікардія (ШТ) — серія з 3+ шлуночкових екстрасистол з частотою >100/хв. Виникає в перші години/доби після ІМ. Механізм: аналогічний ФШ (реентрі в зоні ішемії), але ще не дезорганізований. НЕБЕЗПЕКА: ШТ може дегенерувати у ФШ → зупинка кровообігу. Також ШТ знижує серцевий викид (дуже висока ЧСС → недостатнє наповнення шлуночків під час короткої діастоли) → гіпотензія → погіршення коронарної перфузії → розширення зони некрозу.
Атріовентрикулярні блокади
Атріовентрикулярні (АВ) блокади при ІМ виникають від ішемії/некрозу провідної системи. Локалізація: частіше при задньому ІМ (оклюзія правої вінцевої артерії) — АВ-вузол кровопостачається від правої вінцевої артерії у 90% людей → ішемія АВ-вузла → уповільнення проведення (АВ-блокада I-II ступеня) або повна блокада (III ступеня). При передньому ІМ АВ-блокади рідкісні, але якщо виникають → свідчать про дуже великий інфаркт (некроз міжшлуночкової перегородки з ушкодженням пучка Гіса). НАСЛІДОК: брадикардія (ЧСС 30-50/хв при повній блокаді) → зменшення серцевого викиду → гіпотензія → можлива синкопа (втрата свідомості) або асистолія (зупинка серця).
Профілактика/лікування аритмій: антиаритміки (лідокаїн, аміодарон для ШТ), дефібриляція при ФШ, тимчасова електрокардіостимуляція при АВ-блокадах, β-блокатори (зменшують симпатичну стимуляцію → знижують ризик аритмій). Реперфузійна терапія (тромболізис/ангіопластика) зменшує зону ішемії → знижує ризик аритмій.
Ускладнення інфаркту міокарда: розриви серця
Міомаляція як морфологічна основа розривів
Критичний період для розривів: 2–10 доба після ІМ — стадія міомаляції (детально описана в розділі "Некротична стадія інфаркту"), коли некротичні маси лізуються нейтрофільними протеазами і тканина втрачає механічну міцність. Стінка ЛШ в зоні некрозу не витримує систолічного тиску (120 мм рт.ст.) → розрив. ПІКОВА НЕБЕЗПЕКА: 3–7 доба (коли міомаляція максимальна, а грануляційна тканина ще не сформувалась). Розрив серця — друга за частотою причина смерті після кардіогенного шоку в перший тиждень ІМ (5-10% летальності при великих трансмуральних інфарктах).
Зовнішній розрив серця (free wall rupture)
Макроскопічно наскрізний розрив через всю товщу стінки трансмурального ІМ. Лінія розриву: щілиноподібна або неправильної форми, довжина 1-3 см, локалізація в зоні некрозу або на межі некроз/життєздатний міокард (максимальне напруження зсуву між нерухомою некротичною і скорочується живою тканиною). Найчастіша локалізація: передня/бокова стінка ЛШ (40-50%), верхівка (30%), задня стінка (20%) — зони найбільшого тиску і найбільших трансмуральних інфарктів. Гемоперикард: порожнина перикарда містить 200-500 мл крові з рихлими згортками (кров швидко виливається під високим тиском → не встигає згортатись). Серце оточене темно-червоною масою крові зі згортками.
Мікроскопічно в зоні розриву: край рани представлений некротичними масами (безструктурна еозинофільна маса без ядер — некротизовані кардіоміоцити), навколо масивна нейтрофільна інфільтрація з тканинним детритом (лізис міофібрил нейтрофільними еластазами/колагеназами). Можлива крововилива в товщі стінки вздовж лінії майбутнього розриву (за кілька годин до розриву — прогресуюче розшарування стінки). При ранніх розривах (<3 доба) некроз коагуляційний (збережена архітектура волокон), при пізніх (5-10 доба) міомаляція виражена (тканина розріджена, безструктурна).
Фактори ризику розриву: (1) великий трансмуральний передній ІМ (>20% ЛШ), (2) перший ІМ (немає колатералей, інфаркт великий), (3) жіноча стать (стінка тонша), (4) артеріальна гіпертензія (підвищений систолічний тиск прискорює розрив), (5) літній вік (>70 років, уповільнене загоєння), (6) рання реперфузія з контракційними смужками (посилює механічне напруження через гіперскорочення збережених волокон).
Наслідок: гемоперикард → тампонада серця (кров стискає серце ззовні, перешкоджає діастолічному наповненню) → зупинка серця → раптова смерть (хвилини). Виживання виняткове (якщо розрив прикритий тромбом/перикардом, формується псевдоаневризма).
Розрив міжшлуночкової перегородки (ventricular septal defect)
Макроскопічно наскрізний дефект в міжшлуночковій перегородці, діаметр 0,5-3 см, локалізація залежить від інфаркту: передній ІМ (оклюзія передньої міжшлуночкової гілки) → розрив передніх відділів МШП (60-70%); задній ІМ (оклюзія правої вінцевої) → розрив задніх відділів МШП (30-40%). Краї дефекту неправильні, представлені некротичними масами або грануляційною тканиною (залежно від терміну). Навколо дефекту зона некрозу/інфаркту.
Механізм: трансмуральний інфаркт МШП → некроз наскрізний через всю товщу перегородки → міомаляція → тиск з боку ЛШ (систолічний 120 мм рт.ст.) > тиск з боку ПШ (25 мм рт.ст.) → перегородка розривається. Гемодинамічний наслідок: утворюється ліво-правий шунт — кров під високим тиском з ЛШ скидається через дефект в ПШ → різке збільшення навантаження на ПШ (обсягове перевантаження) → гостра правошлуночкова недостатність.
Клініка: раптова поява систолічного шуму (турбулентний потік через дефект), швидка декомпенсація з застоєм у великому колі (набряк яремних вен, гепатомегалія, периферійні набряки). Смертність висока (50-90% без хірургічного лікування). При автопсії: ПШ дилатований, стінка витончена, печінка застійна (мускатна).
Розрив/відрив сосочкового м'яза (papillary muscle rupture)
Макроскопічно сосочковий м'яз частково або повністю відірваний від стінки ЛШ. Який м'яз частіше: задньо-медіальний (60-70% випадків) — кровопостачається тільки від однієї артерії (задня міжшлуночкова гілка ПВА), тому вразливіший; передньо-латеральний рідше (30-40%) — подвійне кровопостачання (передня міжшлуночкова + огинаюча ЛВА). Типи розриву: (а) повний відрив (весь м'яз з хордами відривається) — несумісний з життям, смерть хвилини-години; (б) частковий розрив (одна субголовка м'яза) — можливе виживання годин-діб, але тяжка гостра недостатність мітрального клапана.
Відірваний м'яз знаходять в лівому передсерді (проваленний через мітральний клапан під час систоли), прикріплений до заплутаних хорд. Основа м'яза (місце відриву): некротизована, жовто-сіра, м'яка (міомаляція). Інфаркт може бути невеликим (1-2 см), обмеженим тільки ділянкою сосочкового м'яза — тому розрив можливий навіть при дрібних інфарктах.
Механізм: інфаркт ділянки міокарда що живить сосочковий м'яз → некроз м'яза → міомаляція (2-7 доба) → під час систоли м'яз не витримує напруження (натяг від закриття стулок клапана) → відривається по лінії некрозу. ЧОМУ задньо-медіальний частіше: єдина артерія-джерело → при її оклюзії весь м'яз ішемізується; передньо-латеральний має колатералі → частіше виживає.
Гемодинамічний наслідок: гостра тяжка мітральна недостатність → під час систоли стулка клапана не підтримується м'язом → провисає в ліве передсердя → масивна регургітація (до 50-70% ударного об'єму повертається в ЛП) → різке зменшення серцевого викиду вперед → кардіогенний шок. Одночасно ЛП різко перевантажується об'ємом → ретроградний застій → набряк легень (серозна рідина заповнює альвеоли, "пінисте легеня" — при розтині з бронхів виділяється біла/рожева піна). Смерть: від кардіогенного шоку + набряку легень, годин-доба. Хірургічна корекція можлива при частковому розриві (протезування мітрального клапана), при повному відриві зазвичай фатально.
Сучасна профілактика розривів: рання реперфузія (тромболізис/ангіопластика) зменшує зону некрозу → зменшує ризик розриву; контроль АТ (β-блокатори) → зменшення систолічного тиску → менше навантаження на стінку; обмеження фізичної активності в перші 2 тижні.
Ускладнення інфаркту міокарда: аневризми серця
Гостра аневризма серця
Гостра аневризма серця — локальне випинання стінки ЛШ в зоні некрозу/міомаляції під тиском систоли, що формується в 1-2 тиждень після трансмурального ІМ. Механізм є проявом інфарктної експансії (детально описаної в розділі "Патогенез ремоделювання шлуночка, етап 8"): некротичні маси або незріла грануляційна тканина не витримують систолічного тиску → стінка розтягується і випинається назовні під час кожної систоли → поступове збільшення випинання.
Макроскопічно локалізоване випинання стінки в зоні інфаркту, форма мішкоподібна або дифузна (залежить від розміру інфаркту), діаметр 2-6 см. Найчастіша локалізація: верхівка ЛШ (40-50%) або передня стінка ЛШ (40%) — зони найбільшого систолічного напруження і найчастіших трансмуральних інфарктів (оклюзія передньої міжшлуночкової гілки). Стінка аневризми тонка (2-5 мм), м'яка, некротична (жовтувато-сіра в'язка маса) або представлена ранньою грануляційною тканиною (червонувата, соковита). На епікарді можливі фібринозні нашарування (епістенокардитичний перикардит). Порожнина ЛШ деформована — випинання створює "кишеню".
Мікроскопічно стінка аневризми: (а) некротичні маси (безструктурні еозинофільні волокна без ядер) — якщо аневризма сформувалась на стадії некрозу (3-7 днів); (б) рання грануляційна тканина (численні новоутворені капіляри з еритроцитами в просвітах, проліферуючі фібробласти, макрофаги з фагоцитованим детритом, тонкі колагенові волокна) — якщо аневризма на стадії 10-14 днів. Стінка дуже тонка, розтягнута, структура дезорганізована. Ендокард: потовщений (набряк + відкладення фібрину), можливі свіжі пристінкові тромби (червоні, рихлі, слабо прикріплені).
Ускладнення гострої аневризми: (1) розрив (найнебезпечніше) — тонка стінка легко рветься під систолічним тиском → гемоперикард 200-500 мл → тампонада → раптова смерть (аналогічно зовнішньому розриву серця); (2) тромбоз порожнини — стаз крові в аневризмі (не скорочується) + ушкоджений ендокард → утворення тромбу → ризик тромбоемболії. Смертність при гострій аневризмі висока (розрив у 30-40% випадків).
Хронічна аневризма серця
Хронічна аневризма серця — стійке випинання стінки ЛШ з рубцевої тканини, що формується пізніше 4-6 тижнів після великого трансмурального ІМ. Відмінність від гострої: стінка представлена щільною рубцевою тканиною (а не некрозом/грануляціями) → НЕ розривається (колаген міцний), але створює хронічні гемодинамічні проблеми. Частота: 10-30% пацієнтів після великого переднього трансмурального ІМ.
На зображенні бачимо хронічну аневризму в стінці лівого шлуночку (в таких аневризмах часто формуються тромби - загроза тромбоемболії)
Макроскопічно мішкоподібне (з відносно вузькою шийкою) або дифузне (з широкою шийкою) випинання стінки. Рубцева тканина витончена (товщина 2-3 мм, може до 1 мм при великих аневризмах), щільна, сіро-біла, випинається назовні навіть в діастолу (на відміну від гострої, яка випинається тільки в систолу). Локалізація: верхівка ЛШ (найчастіше), передня стінка ЛШ, рідко задня стінка. Форма ЛШ спотворена — верхівка округла замість конічної. ОСОБЛИВІСТЬ: аневризма не скорочується під час систоли (рубець нееластичний) → частина крові "застряє" в аневризмі → зменшення фракції викиду.
Порожнина аневризми вистелена потовщеним ендокардом (3-8 мм замість норми 0,5-1 мм), білуватим, щільним, з шаруватими тромботичними нашаруваннями. Тромби: організовані (білувато-сірі, щільно прикріплені до стінки), шаруваті (видно концентричні шари різного віку — свіжіші темно-червоні, старіші сірі), можуть заповнювати всю порожнину аневризми або вистилати її частково. Найглибші шари тромбу часто кальциніфіковані (тверді білі включення при розрізі). Поверхневі шари свіжішого тромбу можуть фрагментуватись → джерело емболів.
Мікроскопічно стінка аневризми: щільний колагеновий рубець (товсті хвилясті пучки колагену I типу, орієнтовані паралельно поверхні), аваскулярний (судин немає або поодинокі склерозовані капіляри), ацелюлярний (фіброцити поодинокі). М'язових волокон НЕ видно (повністю заміщені колагеном). При забарвленні ван-Гізон: інтенсивно червоний (колаген), трихром: синій. Місцями початкова гіалінізація (колаген зливається в гомогенні еозинофільні маси). Ендокард: різко потовщений (колаген + організовані тромби), шаруваті тромботичні маси на різних стадіях організації — свіжі шари (фібрин MSB-позитивний, червоний) + старі шари (колаген, проростання капілярів і фібробластів). По краю аневризми — компенсаторна гіпертрофія збережених кардіоміоцитів (детально описана в розділі "Організація інфаркту — компенсаторна гіпертрофія по периферії рубця").
Типи хронічних аневризм за формою шийки: (1) широка шийка (true aneurysm) — найчастіший тип, стінка містить рубцеву тканину + залишки міокарда, результат інфарктної експансії з подальшим рубцюванням; (2) вузька шийка (псевдоаневризма, false aneurysm) — рідкісний тип, виникає від часткового розриву стінки в гостру стадію, що був обмежений перикардом → формується мішок, стінка якого переважно з перикарда (а не міокарда), вузьке сполучення з порожниною ЛШ; псевдоаневризми мають вищий ризик розриву.
Ускладнення хронічних аневризм
(1) Тромбоемболія великого кола кровообігу: поверхневі шари пристінкових тромбів фрагментуються → емболи з током крові → оклюзія артерій великого кола. Наслідки: (а) мозок — ішемічний інсульт (геміплегія, порушення мови, кома); (б) нирки — інфаркти нирок (біль у попереку, гематурія, гостра ниркова недостатність); (в) селезінка — інфаркти селезінки (біль у лівому підребер'ї); (г) кінцівки — гостра ішемія/гангрена (біль, відсутність пульсу, некроз тканин); (д) мезентеріальні судини — інфаркт кишки (гострий живіт, перитоніт). Профілактика: антикоагулянти довічно.
(2) Хронічна серцева недостатність: аневризма не скорочується під час систоли (рубець не еластичний) → частина ударного об'єму залишається в аневризмі замість викидання в аорту → зменшення фракції викиду (з норми 55-70% падає до 30-40%) → зменшення серцевого викиду → ХСН. Додатково: парадоксальна пульсація аневризми (розширюється в систолу від підвищення тиску) → ще більше "крадіжка" об'єму. Клініка: задишка, набряки, низька толерантність до навантаження. Лікування: хірургічна резекція аневризми (якщо збережена достатня маса міокарда).
(3) Аритмії: рубцева тканина на межі з життєздатним міокардом створює субстрат для реентрі (круговий рух імпульсу). МЕХАНІЗМ: імпульс з нормального міокарда доходить до рубця → не проводиться через рубець (колаген не проводить імпульси) → обходить рубець по краю → повертається до вихідної точки після рефрактерного періоду → циркулюючий імпульс → шлуночкова тахікардія. Також можливі острівці виживших кардіоміоцитів всередині рубця (муміфіковані волокна) або в потовщеному ендокарді → джерела ектопічної активності. Клініка: напади шлуночкової тахікардії (серцебиття, запаморочення, синкопа), ризик фібриляції шлуночків. Лікування: антиаритміки, імплантований дефібрилятор.
ВАЖЛИВО: хронічні аневризми НЕ розриваються (на відміну від гострих), тому що рубцева тканина дуже міцна (колаген витримує навантаження). Основні проблеми — тромбоемболії, ХСН, аритмії, а не розрив.
Профілактика аневризм: рання реперфузія (тромболізис/ангіопластика) зменшує розмір трансмурального інфаркту → зменшує ризик аневризми; інгібітори АПФ в перші тижні після ІМ зменшують ремоделювання шлуночка → зменшують інфарктну експансію.
Ускладнення інфаркту міокарда: тромбоемболічні, запальні, серцева недостатність
Пристінковий тромбоз і тромбоемболії
Пристінковий тромбоз — утворення тромбу на ендокарді над зоною інфаркту. Механізм: (1) ушкодження ендокарду від трансмурального некрозу → оголення субендокардіального колагену (тромбогенна поверхня); (2) стаз крові в зоні інфаркту (некротизований міокард не скорочується → турбулентність потоку → сповільнення кровотоку); (3) гіперкоагуляція (гострофазова відповідь після ІМ → підвищення фібриногену, тромбоцитів, зменшення фібринолізу). Частота: 20-40% при великих трансмуральних передніх ІМ, 10-15% при задніх/нетрансмуральних.
Макроскопічно на ендокарді над інфарктом (або в порожнині аневризми) — шаруваті тромботичні маси, білувато-червоні, щільно прикріплені до стінки. Свіжі тромби (перші дні): червоні, рихлі, легко фрагментуються. Організовані тромби (тижні): сірувато-білі, щільні, шаруваті (видно концентричні шари різного віку). Товщина від кількох міліметрів до 1-2 см. Можуть частково заповнювати порожнину ЛШ.
Тромбоемболія великого кола кровообігу: фрагменти тромбу відриваються → з током крові через аорту → оклюзія артерій органів. Найчастіші локалізації емболій:
(а) Мозок (40-50% емболій) — оклюзія мозкових артерій → ішемічний інсульт. Макроскопічно: білий інфаркт мозку в басейні середньої мозкової артерії (найчастіше), ділянка розм'якшення сірувато-жовта, межі нечіткі. Клініка: раптова геміплегія (параліч половини тіла), афазія (порушення мови), порушення свідомості, можлива кома. Прогноз залежить від розміру інфаркту.
(б) Нирки/селезінка (20-30% емболій) — інфаркти паренхіми. Нирки: білий інфаркт з геморагічним вінчиком, конусоподібна форма (основа до капсули, верхівка до воріт), розмір 1-5 см; клініка: біль у попереку, гематурія, гостра ниркова недостатність при великих/двобічних інфарктах. Селезінка: білий інфаркт клиноподібної форми, базою до капсули; клініка: біль у лівому підребер'ї, можливий розрив капсули при великих інфарктах.
(в) Кінцівки (10-15% емболій) — оклюзія периферійних артерій → гостра ішемія → гангрена. Найчастіше: біфуркація аорти, клубові, стегнові артерії. Макроскопічно: дистальні відділи кінцівки спочатку бліді холодні (спазм колатералей), через години-доби темніють (суха гангрена пальців/стопи/гомілки). Клініка: раптовий біль, відсутність пульсу дистальніше оклюзії, похолодання, парестезії, параліч. Лікування: емболектомія (якщо протягом перших 4-6 год), інакше ампутація.
(г) Мезентеріальні судини (5-10% емболій) — інфаркт кишки. Макроскопічно: сегмент кишки (тонка частіше) темно-червоний/чорний, стінка потовщена набрякла, слизова некротизована; мезентерій гіперемований з геморагіями. Мікроскопічно: трансмуральний некроз стінки, тромбоз брижових судин. Клініка: гострий живіт (інтенсивний біль, блювання, кривава діарея), перитоніт (при перфорації), септичний шок. Смертність 50-70% навіть при хірургічному лікуванні.
Перикардит
Епістенокардитичний (фібринозний) перикардит — запалення перикарда над зоною трансмурального некрозу, виникає на 2-3 добу після ІМ (коли некроз досягає епікарда). Механізм: некротичні маси контактують з перикардом → асептичне запалення → ексудація фібриногену на поверхню → згортання в фібрин. Частота: 15-20% при великих трансмуральних передніх ІМ, рідко при субендокардіальних (немає трансмуральності).
Макроскопічно "волохате серце" (cor villosum) — епікард вкритий сіро-жовтими фібринозними нашаруваннями, що нагадують волохату поверхню. Нитки фібрину тонкі (0,5-2 мм), розташовані перпендикулярно до поверхні, при розтягуванні листків перикарда тягнуться з одного на інший. Локалізація: над зоною інфаркту (найчастіше верхівка/передня стінка). В порожнині перикарда невелика кількість каламутної рідини (10-50 мл) з фібрином.
Фібринозний перикардит: бачимо "нитки" при спробі відділення між собою листків перикарда
Мікроскопічно на епікарді: фібринозний ексудат (еозинофільна сітка фібрину з вплетеними нейтрофілами), під ним розширені капіляри, набряк, нейтрофільна інфільтрація субепікардіальної жирової клітковини. При забарвленні MSB фібрин червоний. Некротизовані кардіоміоцити безпосередньо під епікардом.
Фібринозний перикардит: "гори" зліва на препараті - нитки фібрину
Клініка: біль у грудях (гострий, посилюється при вдиху/нахилі вперед, зменшується сидячи), шум тертя перикарда при аускультації (скрипучий звук від тертя фібринозних листків). Прогноз: зазвичай сприятливий (фібрин розсмоктується протягом тижнів). Ускладнення: при організації фібрину (проростання фібробластів, колагенізація) → облітерація порожнини перикарда (листки зрощуються) → панцирне серце (якщо кальцифікація) → обмеження діастолічного наповнення → серцева недостатність.
Синдром Дресслера
Синдром Дресслера (післяінфарктний синдром) — аутоімунне ускладнення ІМ, виникає через 2-6 тижнів після гострого епізоду. Механізм: некротизовані кардіоміоцити вивільняють внутрішньоклітинні антигени (міозин, тропонін) → імунна система розпізнає їх як чужі → утворюються антитіла (IgG, IgM) → імунні комплекси відкладаються в перикарді/плеврі/легенях → запалення. Частота: 3-5% після ІМ (зменшилась завдяки ранній реперфузії).
Морфологія: (а) Перикардит — фібринозний або серозно-фібринозний, більш виражений ніж епістенокардитичний, може поширюватись на весь перикард (не тільки над інфарктом); можливий перикардіальний випіт (до 200-300 мл серозної рідини з фібрином). (б) Плеврит — односторонній (частіше лівобічний) або двобічний, фібринозний, на плеврі фібринозні нашарування, в порожнині 50-200 мл випоту. (в) Пневмоніт — вогнищева інтерстиціальна запальна інфільтрація легень, мікроскопічно потовщені альвеолярні перегородки з лімфоцитами/плазмоцитами/еозинофілами.
Клініка: лихоманка (38-39°C), біль у грудях (від перикардиту), задишка (від плевриту/пневмоніту), загальна слабкість. Лабораторно: еозинофілія (10-20% замість норми 1-5%), підвищення ШОЕ (40-60 мм/год), високі титри антитіл до міокардіальних антигенів. Лікування: кортикостероїди/НПЗП (пригнічують аутоімунне запалення), зазвичай добра відповідь протягом тижнів.
Гостра серцева недостатність після ІМ
Гостра серцева недостатність (перші години-доби після ІМ)
Гостра лівошлуночкова недостатність виникає при великому інфаркті ЛШ (некротизовано >25-30% маси міокарда) — різке зменшення скоротливості призводить до застою крові в легенях. Основний прояв: гострий набряк легень (набряк альвеол).
Серозний/серозно-геморагічний набряк легень: легені різко збільшені (маса 800-1200 г замість норми 300-400 г кожна), важкі, тістоподібна консистенція, на розрізі виділяється рожева піниста рідина з бронхів. Макроскопічно поверхня легень вологіша ніж в нормі, сіро-рожевого кольору з червонуватими плямами (крововиливи). Мікроскопічно альвеоли заповнені гомогенною блідо-рожевою рідиною (серозний транссудат — еозинофільний), в частині альвеол домішка еритроцитів (діапедез від різко підвищеного капілярного тиску 25-30 мм рт.ст. замість норми 8-10 мм рт.ст.). Капіляри альвеолярних перегородок різко повнокровні. При смерті від гострого набряку легень — "пінисті легені": білувато-рожева дрібнопухирчаста піна виділяється з носа і рота (суміш транссудату з повітрям при агональному диханні). Клініка: раптова задишка в спокої, ортопное (змушене сидяче положення), ціаноз, вологі хрипи по всіх легеневих полях, кашель з рожевим пінистим харкотинням. Смерть від асфіксії (альвеоли заповнені рідиною → не відбувається газообмін).
Гостра правошлуночкова недостатність рідша, виникає при інфаркті ПШ (зазвичай при оклюзії правої вінцевої артерії) або при розриві міжшлуночкової перегородки (раптовий ліво-правий шунт → перевантаження ПШ). Гострі прояви: набухання шийних вен, швидке збільшення печінки (гостре венозне повнокров'я — печінка збільшена, край болючий при пальпації, поверхня гладка), можливий гострий асцит (сотні мілілітрів рідини за години). Макроскопічно печінка (при розтині) збільшена, темно-червона на розрізі (застійне повнокров'я), край заокруглений, капсула напружена. Мікроскопічно центральні вени і синусоїди різко розширені, переповнені еритроцитами, гепатоцити зони 3 набряклі. Клініка: артеріальна гіпотензія (знижений серцевий викид), тахікардія, задишка, ціаноз.
Хронічна серцева недостатність (місяці-роки після великого ІМ)
Якщо пацієнт пережив гострий період інфаркту, але втратив значну частину міокарда (великовогнищевий рубець), розвивається хронічна застійна серцева недостатність від неспроможності залишкового міокарда забезпечити достатній серцевий викид (патогенез розвитку ХСН детально описаний в розділі "Компенсаторне ремоделювання шлуночка — декомпенсація"). Хронічний застій крові призводить до специфічних морфологічних змін в легенях і органах великого кола кровообігу.
Хронічна лівошлуночкова недостатність: тривалий застій крові в легенях (місяці-роки) призводить до розвитку бурого набряку, який трансформується в буру індурацію легень.
Бура індурація легень ("ціанотична індурація"): легені щільні (консистенція гуми), важкі (маса 600-900 г кожна), на розрізі буро-коричневого кольору (колір іржі або молотої кави). Плевра потовщена, фіброзована. Патогенез: хронічний венозний застій → стійко підвищений тиск в легеневих капілярах (20-25 мм рт.ст. протягом місяців) → повторні діапедези еритроцитів в альвеоли → гемоліз еритроцитів → гемоглобін розпадається → утворюється гемосидерин (залізовмісний бурий пігмент) → накопичується в альвеолярних макрофагах. Одночасно хронічна гіпоксія стимулює фіброз. Мікроскопічно: альвеоли містять сидерофаги (альвеолярні макрофаги переповнені жовто-коричневими гранулами гемосидерину 1-3 мкм); при реакції Перлса (берлінська лазур) гранули забарвлюються в інтенсивно синій колір (Fe³⁺ + ферроціанід калію → берлінська лазур). Сидерофаги також називають "клітини серцевих вад" (heart failure cells), бо вони типові для хронічного венозного застою будь-якої етіології. Альвеолярні перегородки потовщені (фіброз), капіляри склерозовані. Периваскулярний і перибронхіальний фіброз. Клініка: прогресуюча задишка при навантаженні і в спокої, кашель (часто сухий або з невеликою кількістю харкотиння), можливе кровохаркання (від розриву дрібних судин), зниження толерантності до фізичного навантаження.
Хронічна правошлуночкова недостатність розвивається вторинно (від ЛШ недостатності → легенева гіпертензія → перевантаження ПШ) або первинно (при великому інфаркті ПШ). Хронічний застій у великому колі кровообігу призводить до специфічних змін в органах:
(1) Мускатна печінка ("мускатна печінка серцевого походження"): печінка збільшена (маса 2-3 кг замість норми 1,5 кг), щільна, край заокруглений, капсула напружена. На розрізі характерний строкатий малюнок — темно-червоні точки (центри часточок) на жовто-сірому тлі (периферія часточок), що нагадує розріз мускатного горіха. Патогенез: хронічний венозний застій → центральні вени постійно переповнені кров'ю → ретроградний застій в синусоїдах зони 3 (центролобулярної) → гіпоксія гепатоцитів зони 3 (найвіддаленіші від артеріального кровопостачання) → жирова дистрофія і атрофія гепатоцитів. Мікроскопічно: центри часточок (зона 3) темно-червоні від переповнених кров'ю синусоїдів і центральних вен, гепатоцити атрофовані або відсутні; периферія часточок (зона 1) жовтувата від жирової дистрофії гепатоцитів (дрібнокраплинні ліпідні вакуолі в цитоплазмі). При тривалому застої (роки) → серцевий (застійний, кардіальний) цироз: фіброз розвивається навколо центральних вен, фіброзні септи сполучають центральні вени сусідніх часточок (центро-центральні септи), формуються регенераторні вузли гепатоцитів, але портальні тракти відносно збережені (на відміну від алкогольного цирозу, де фіброз портальний). Клініка: важкість у правому підребер'ї, можлива жовтяниця (при вираженому фіброзі), асцит.
(2) Застійна (ціанотична) спленомегалія: селезінка збільшена (маса 300-500 г замість норми 150-200 г), щільна ("фіброконгестивна спленомегалія"), капсула потовщена, на розрізі темно-червона з сіруватим відтінком. Мікроскопічно: синуси червоної пульпи різко розширені, переповнені еритроцитами; фіброз капсули, трабекул і червоної пульпи; гемосидероз (макрофаги містять гемосидерин від гемолізу еритроцитів). Клініка: важкість у лівому підребер'ї, можливий гіперспленізм (анемія, тромбоцитопенія від секвестрації клітин).
(3) Хронічні периферійні набряки: набряк нижніх кінцівок (гомілки, стопи — "ямка" після натискання залишається), асцит (накопичення 5-10 л прозорої жовтуватої рідини в черевній порожнині), гідроторакс (по 500-1000 мл в кожній плевральній порожнині), рідше анасарка (тотальні набряки — обличчя, тулуб, кінцівки, набряк підшкірної клітковини). Патогенез: підвищений венозний тиск (застій) + активація РААС (від зниженого серцевого викиду) → затримка натрію і води нирками → збільшення ОЦК + зниження онкотичного тиску (гіпоальбумінемія від печінкової дисфункції) → транссудація рідини з судин в тканини і серозні порожнини.
Хронічна ішемічна хвороба серця
Хронічна ішемічна хвороба серця (ХІХС) — прогресуюча серцева недостатність внаслідок тривалого ішемічного ураження міокарда, що призводить до ішемічної кардіоміопатії. Характеризується дилатацією шлуночків, дифузним фіброзом міокарда, компенсаторною гіпертрофією збережених кардіоміоцитів і прогресуючою застійною серцевою недостатністю.
Патогенетичні варіанти розвитку
(1) Постінфарктний варіант (найчастіший, 70-80% випадків): анамнез одного або декількох попередніх ІМ → великовогнищеві рубці займають значну частину міокарда (>20-30% маси ЛШ) → розвивається компенсаторне ремоделювання шлуночка з ексцентричною гіпертрофією (детально описано в розділі "Компенсаторне ремоделювання шлуночка") → спочатку компенсація (тоногенна дилатація) → потім декомпенсація (міогенна дилатація) → прогресуюча ХСН. Часто поєднується з хронічною аневризмою серця.
(2) Неінфарктний варіант (20-30% випадків): тяжкий стенозуючий атеросклероз вінцевих артерій (можливо, тотальна оклюзія з колатералями) → хронічна дифузна гіпоксія міокарда → повторні епізоди мікроішемії → дрібновогнищеві некрози окремих кардіоміоцитів (мікроінфаркти без клінічних проявів) → заміщуються дрібними вогнищами фіброзу → дифузний дрібновогнищевий кардіосклероз → дисфункція міокарда → ХСН. Формується без клінічно явних епізодів гострого ІМ (безболісна ішемія або атипові симптоми).
Морфологія серця при ХІХС
Макроскопічна і мікроскопічна картина при ХІХС ідентична постінфарктному компенсаторному ремоделюванню шлуночка (детально описано в розділі "Компенсаторне ремоделювання — макроскопія" та "Компенсаторне ремоделювання — мікроскопія"): ексцентрична гіпертрофія серця (маса 400-700 г, кулеподібна форма, дилатація ЛШ 6-9 см), гіпертрофія кардіоміоцитів (діаметр 20-35 мкм), дистрофічні зміни (жирова, білкова дистрофія, субендокардіальна вакуолізація), фіброз (великовогнищевий/дрібновогнищевий кардіосклероз, периваскулярний, інтерстиціальний), зниження щільності капілярів.
Ексцентрична гіпертрофія (об'єм ЛШ різко збільшений) міокарда — типова картина для ХІХС
На внутрішній оболонці ЛШ видно жовті плями та полоски - накопичення жиру в міокардіоцитах (жирова дистрофія при ХІХС)
Вінцеві артерії при ХІХС: виражений/тотальний атеросклероз — просвіт звужений на 70-100%, стінки щільні від атеросклеротичних бляшок (жовтувато-білі випинання), бляшки часто з кальцинозом (білі кам'янисті включення), можлива повна оклюзія з організованими тромбами (сірі щільні маси заповнюють просвіт). При розрізі артерії бляшки виступають в просвіт, іноді циркулярні. Колатералі розвинені (дрібні звивисті судини на поверхні серця), але недостатні для компенсації.
Клініка і ускладнення
Клініка: прогресуюча ХСН з усіма проявами застою (детальна клініка і морфологія описані в розділі "Хронічна серцева недостатність"); напади стенокардії напруги (у 40-60% пацієнтів) або безболісна ішемія; низька толерантність до навантаження; можливі нові епізоди гострого ІМ на тлі ХІХС (інтеркурентний ІМ).
Ускладнення: (1) аритмії — фібриляція передсердь (від дилатації ЛП), шлуночкові екстрасистоли/тахікардія (рубці — субстрат для реентрі), раптова серцева смерть від фібриляції шлуночків; (2) застійна ХСН — морфологія детально описана в розділі "Хронічна серцева недостатність" (бура індурація легень, мускатна печінка → серцевий цироз, застійна спленомегалія, анасарка); (3) тромбоемболії — від пристінкових тромбів → інсульт, інфаркти нирок/селезінки, гангрена кінцівок (детально описані в розділі "Пристінковий тромбоз і тромбоемболії"); (4) інтеркурентний ІМ — новий інфаркт на тлі ХІХС (можливий в будь-який момент від прогресування атеросклерозу/тромбозу).
Діагностика: ЕКГ — рубцеві зміни (патологічний Q від попередніх ІМ), ознаки гіпертрофії ЛШ (високий R у лівих грудних відведеннях), можливі аритмії (фібриляція передсердь, екстрасистоли), ознаки перевантаження ЛП. ЕхоКГ — дилатація порожнин, зниження фракції викиду (<30-40%), гіпокінезія/акінезія стінок, рубці видно як ехогенні ділянки, можлива аневризма.
Прогноз: несприятливий, 5-річна виживаність 30-50%, смерть від прогресуючої ХСН, раптової серцевої смерті, інтеркурентного ІМ, тромбоемболій. Лікування: β-блокатори, інгібітори АПФ, діуретики, антиагреганти; реваскуляризація (стентування/аортокоронарне шунтування) можлива при збереженому життєздатному міокарді; імплантація дефібрилятора при високому ризику раптової смерті.