Сердечная недостаточность — это синдром, при котором сердце не может перекачивать кровь со скоростью, соизмеримой с клеточными потребностями в кислороде в состоянии покоя или во время стресса. Для него характерна задержка жидкости, одышка и быстрая утомляемость, в частности при физической нагрузке. Сердечная недостаточность является растущей проблемой общественного здравоохранения, основной причиной госпитализации и основной причиной смертности. Ишемическая болезнь сердца – основная причина сердечной недостаточности1.
Ремоделирование желудочков относится к изменениям структуры, размера и формы левого желудочка. Другими словами, ремоделирование желудочков связано с изменением архитектуры левого желудочка. Это архитектурное ремоделирование левого желудочка вызвано травмой (например, инфарктом миокарда), перегрузкой давлением (например, системной артериальной гипертензией или аортальным стенозом) или объемной перегрузкой (например, митральной недостаточностью). Поскольку ремоделирование желудочков влияет на напряжение стенок, оно оказывает глубокое влияние на сердечную функцию и развитие сердечной недостаточности.
Потеря ткани миокарда после острого инфаркта миокарда приводит к уменьшению систолического выброса и увеличению конечного диастолического объема и давления левого желудочка. Механизм Франка-Старлинга, подразумевающий, что увеличение конечного диастолического объема приводит к повышению давления, развивающегося во время систолы, может помочь восстановить сердечный выброс. Тем не менее, сопутствующее повышенное напряжение стенки может вызвать регионарную гипертрофию в неинфарктированном сегменте, в то время как в инфарктной области может произойти расширение и истончение. Экспериментальные исследования на животных показывают, что инфарктный желудочек гипертрофируется и что степень гипертрофии зависит от размера инфаркта2.
Потеря ткани миокарда после острого инфаркта миокарда приводит к внезапному увеличению условий нагрузки. Постинфарктное ремоделирование происходит в условиях объемной перегрузки, так как растянутая и расширенная инфарктная ткань увеличивает объем левого желудочка. Увеличенный объем желудочков подразумевает не только повышенную преднагрузку (пассивное напряжение стенки желудочка в конце диастолы), но и повышенную постнагрузку (общее напряжение стенки миокарда при систолическом выбросе). Постнагрузка увеличивается, так как увеличивается систолический радиус. Таким образом, ремоделирование желудочков после инфаркта миокарда характеризуется смешанными признаками объемной перегрузки и перегрузки давлением.
Миокард состоит из 3 интегрированных компонентов: кардиомиоцитов, внеклеточного матрикса и капиллярной микроциркуляции. В процессе реконструкции задействованы все 3 компонента. Матриксные металлопротеиназы, продуцируемые воспалительными клетками, индуцируют деградацию интермиоцитарных коллагеновых распорок и соскальзывание кардиомиоцитов. Это приводит к расширению инфаркта, характеризующемуся непропорциональным истончением и расширением3-го сегмента инфаркта. На более поздних стадиях ремоделирования индуцируется интерстициальный фиброз, что негативно сказывается на диастолических свойствах сердца.
Сосудистый и кардиомиоцитарный компартмент в миокарде должен оставаться сбалансированным в процессе ремоделирования желудочков, чтобы избежать гипоксии тканей4,5. Прогрессирует ли гипертрофия до сердечной недостаточности или нет, может критически зависеть от этого баланса между сосудистым и кардиомиоцитарным компартментом в миокарде.
Модель постоянного лигирования левой передней нисходящей коронарной артерии у мышей используется для исследования ремоделирования желудочков и сердечной функции после инфаркта миокарда. Данная модель принципиально отличается с точки зрения целей и патофизиологической значимости по сравнению с моделью транзиторного лигирования левой передней нисходящей коронарной артерии. В этой последней модели ишемии/реперфузионного повреждения начальная степень инфаркта может модулироваться факторами, влияющими на спасение миокарда после реперфузии6. Напротив, область инфаркта фиксируется через 24 часа после постоянной перевязки левой передней нисходящей коронарной артерии. На сердечную функцию в этой модели будут влиять 1) процесс расширения инфаркта, заживления инфаркта и образования рубцов; и 2) сопутствующее развитие дилатации левого желудочка, гипертрофии сердца и ремоделирования желудочков.