Ішемічна хвороба серця.Інфаркт міокарда

Лектор – к.м.н., старший науковий співробітник Інституту фізіології імені О.О.Богомольця НАНУ

Нагібін Василь

William Heberden1710 — 1801

В 1768-му році вперше дав детальний опис симптомів стенокардії

Стенокардія (від грецького στένωσις – звуження)Angina pectoris (від лат. Angere - стискати)Грудна жаба (в англ. Quinsy – гнійний тонзилит, протороманський gaba – зоб у птахів, стравохід) застаріла назва

ІШЕМІЧНА ХВОРОБА СЕРЦЯ – мультифакторне захворювання, що характеризується абсолютним або відносним порушенням кровопостачання міокарда внаслідок ураження коронарних артерій серця

1. Раптова коронарна смерть2. Стенокардія3. Інфаркт міокарда4. Аритмії5. Постінфарктний кардіосклероз

КЛІНІЧНІ ФОРМИ ІХС

ФАКТОРИ РИЗИКУ ІШЕМІЧНОЇ ХВОРОБИ СЕРЦЯ

ЕКЗОГЕННІ ЕНДОГЕННІАлельний поліморфізмгенів - SNP

Переїдання (дисліпідемії,

ожиріння, цукровий діабет ІІ типу)

Стрес, “невідреаговані емоції” (артеріальна

гіпертензія)Паління

Гіподинамія

ІШЕМІЧНА ІШЕМІЧНА ХВОРОБА СЕРЦЯ ХВОРОБА СЕРЦЯ ЯК ПОЛІГЕННЕ ЯК ПОЛІГЕННЕ ЗАХВОРЮВАННЯЗАХВОРЮВАННЯ

PPAR-α, , δ

CEPT

Печінкова ліпаза

Ліпопротеїд-ліпаза Ангіотензиноге

н

AПФ

Адипонектин

5-ліпоксигеназа

Фактор XIIIФактор V

CD14

Рецептор ox-LDLПараоксоназа

Апо-ліпопротеїни

eNOS

Епоксигеназа

Рецептор ангіотензину ІІ

Фактор VII

Toll-рецептор

ФУНКЦІОНАЛЬНЕ ЗНАЧЕННЯ АЛЕЛЬНОГО ПОЛІМОРФІЗМУ (T-786C) ПРОМОТОРУ ГЕНА еNOS

0

10

20

30

40

50

%

T/T T/C C/C

χ2 = 10.01P < 0.05

0

0,5

1

1,5

2

T/T T/C C/C

умов

ні о

дини

ці

Розподіл алельних варіантів Рівень експресії мРНК eNOS

*

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

T/T T/C C/C

UF/

106 к

літи

н х

хв

TTCT+CC

0 50 100 150 200 250 300 350 400

время, дни

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

% б

ольн

ых

без

собы

тий

p=0,042

Активність продукції NO Виживання хворих

*

Головні ланки патогенезу ІХС ІШЕМІЯ – це типове порушення периферічного

кровообігу, за якого зменшується кровонаповнення органу через недостанє надходження крові артеріальними судинами.

• Гіпоксія• Зменшення надходження глюкози та інших поживних речовин• Зменшення відведення метаболітів.

Головні ланки патогенезу ІХС

РЕПЕРФУЗІЯ – це відновлення кровопостачання органу

• Реоксигенація• Утворення вільних радикалів•Перекисне окиснення ліпідів і пошкодження мембран• Надходження нейтрофілів

Патогенез болю - головного симптому ІХС

Пошкодження клітини і вторинна альтерація – це запалення.

Медіатори запалення посилюють чутливість больових рецепторів

Р2Х – рецептори до позаклітинного АТФ та АДФ

ASIC (Acid-Sensing Ion Channels ) – канали, чутливі до зниження рН

TRP (Transient receptor potential) – рецептор-керовані катіонні канали, чутливі до різних стимулів у тому числі до розтягнення, змін об’єму клітини, осмотичного тиску тощо.

ДІАГНОСТИКАБільЕКГМаркери некрозу клітин (ЛДГ, зараз

тропонін)

Новий діагностичний набір для визначення гострого інфаркту

міокарда(B R A H M S copeptin us)

КОПЕПТИН – маркер утворення вазопресину (який є нестабільним), що свідчить про падіння серцевого викидуТРОПОНІН – маркер некрозу кардіоміоцитів

МЕХАНІЗМИ ІШЕМІЧНОГО УШКОДЖЕННЯ КАРДІОМІОЦИТІВ

ЗАГИБЕЛЬ КЛІТИНИЗАГИБЕЛЬ КЛІТИНИ

Зменшення надходження кисню

Пригнічення аеробних шляхів отримання енергії

Активація гліколізу Накопичення лактату

Ацидоз

Активація Na-H транспортеру Активація Na-Са транспортеру Накопичення Са++ в клітині

Контрактури міофібрил

Накопичення жирових кислот Детергентоподібна дія вільних жирових кислот

Активація фосфоліпаз, ліпоксигеназ та ін. ферментів

Інактивація мембранних ферментів

МЕХАНІЗМИ РЕПЕРФУЗІЙНОГО УШКОДЖЕННЯ КАРДІОМІОЦИТІВ

ЗАГИБЕЛЬ КЛІТИНИ

Відновлення надходження кисню

Активація аеробних шляхів отримання енергії

Надходження активованих лейкоцитів в осередок ішемії

Утворення вільних радикалів на тлі зменшення вмісту антиоксидантних ферментів

Активація протеолізу

Ушкодження мембранних білків

Ушкодження мембранних ліпідів

ЗАГИБЕЛЬ КАРДІОМІОЦИТІВ

ЗАПРОГРАМОВАНА НЕЗАПРОГРАМОВАНА

АПОПТОЗ АУТОФАГІЧНА СМЕРТЬ ОНКОЗ(НЕКРОЗ)

Варіанти загибелі клітин

• Всі ці види клітинної смерті спостерігаються в міокарді при ішемії-реперфузії

МІТОХОНДРІЇ – ГОЛОВНІ ОРГАНЕЛИ З “УТИЛІЗАЦІЇ” КИСНЮ – ВІДПОВІДАЮТЬ ЗА ЗАГИБЕЛЬ КЛІТИНИ

ПОХОДЖЕННЯ МІТОХОНДРІЙ

АпоптозВ перекладі з грецької – опадіння, листопад

Механізми розвитку

Мембранні

Мітохондріальні

Ядерні

•Рецептори смерті – TNF, Fas/APO-1 (CD95), DR3/WSL•Внутрішньоклітиннй домен рецепторів (DD) безпосередньо активує каспази

•Пошкодження генетичного матеріалу та

активація р53•Ферменти

репарації (mismatch repair) здатні

запускати р53-незалежний

апоптоз

Апоптоз

Мітохондріальна пора структура, що забезпечує перехід мембран мітохондрій у стан підвищеної

проникностіVDAC – вольтаж-Залежний аніонний канал;ANT – аденін нуклеотид транслоказа;Циклофілін Д, креатинкіназа, тощо

Білки родини BCL-2 (B cell lymphoma) регулюють проникність апоптичної пори

Апоптоз. Мітохондріальні механізми

Ендонуклеаза G

Bcl-2,Bcl-XL

Прокаспаза 9

Apaf

Прокаспаза 3

АпоптозКаспаза 3

Апоптосома

Smac/DIABLO

Htr2/Omi

Протеасома

Убіквітин

Протеасомна деградація інгібіторів апоптозу

Міжнуклеосомальна фрагментація ДНК

Bax, Bad та ін.

Ішемія-реперфузіяОкисний стрес Порушення окисного

фосфорилювання

Основні механізми Основні механізми ушкодження клітин при ушкодження клітин при

аноксії-реоксигенаціїаноксії-реоксигенації

ВІЛЬНОРАДИКАЛЬНІВІЛЬНОРАДИКАЛЬНІ ЛІПІДНІЛІПІДНІ

ПРОТЕОЛІТИЧНІПРОТЕОЛІТИЧНІ

Лізосомнийпротеоліз

Протеасомний протеоліз

КИСНЕВА ДЕПРИВАЦІЯКИСНЕВА ДЕПРИВАЦІЯ КАЛЬЦІЄВІКАЛЬЦІЄВІ

Відкриття убіквітин-залежного протеасомного

протеолізу

Нобелівська премія в галузі хімії за 2004 рік

Aaron Ciechanover Avram

Hershko Irwin Rose

Будова протеасоми

19 S субодиниця

20 S субодиниця

β - кільцеα - кільце

Послідовність подій при убіквітин-залежному

протеасомному протеолізі

Убіквітин

Білок-мішень

E1

Поліубіквітинізованийпротеїн

Продукти деградації

Протеоліз модифікованих при

оксидативному стресі білків

Деградація білків цитоскелету

Протеоліз актину, міозину

Експресія молекул адгезії

Деградація білків з коротким терміном напівжиття (еNOS, адренорецептори, Са-канали та ін.)

Апоптоз. Участь протеасоми

Протеоліз проапоптотичних

білків

Протеоліз антиапоптотичних

білків

Апоптоз. Електронномікроскопічне дослідження кардіоміоцитів

Контроль

Апоптоз

Визначення різних варіантів загибеліклітин за допомогою флуорисцентних

барвників

АПОПТОЗХьохст позитивні

фрагментовані ядра

НЕКРОЗПропідіум-іодидпозитивні ядра

ЖИВІХьохст позитивні

ядра

Подвійне забарвлення клітин барвниками Hoechst та пропідіум іодид.

Флуорисцентна мікроскопія, зб. 700х

Апоптоз. Цитологічне дослідження культури кардіоміоцитів

Контроль

Аноксія-реоксигенація Вплив інгібітору протеасоми

Апоптоз. Кількість загиблих клітин при аноксії-реоксигенації та за впливу протеасомних інгібіторів

0

2

4

6

8

10

12

Контроль Аноксія Аноксія-реоксигенація

cL 5 μM MG-132 10μM

Кіль

кіст

ь кл

ітин

, %

**

*

Аутофагія (від грецького auto та phagos –

самопожирання)

Види аутофагії

Мітохондрії та аутофагія

Джерело вільних амінокислот

Деградація рецепторів

факторів росту

Деградація білків з коротким терміном напівжиття (еNOS, адренорецептори, Са-канали та ін.)

Аутофагія. Участь протеасоми

Протеоліз білків-регуляторів аутофагії ?

Аутофагія. Флуорисцентна мікроскопія кардіоміоцитів

(монодансилкадаверин)Контроль Аноксія-реоксигенація

Метиладенин, 100мМІнгібітор протеасоми

Аутофагія. Електронна мікроскопія кардіоміоцитів

Я

Різні стадії розвитку аутофагічної смерті.

Аутофагія. Кількість загиблих клітин при аноксії-реоксигенації та за впливу протеасомних інгібіторів

0

5

10

15

20

25

Контроль А/Р Лактацистин MG132

Аут

офаг

ичес

кие

клет

ки, %

* *

*

ЗНАЧЕННЯ ЗАПРОГРАМОВАНИХ ВАРІАНТІВ КЛІТИННОЇ СМЕРТІ

Попередження вторинної альтерації (загибелі суміжних клітин)

Локалізація ураження

“Виграш часу”

У пері-інфарктній ділянці на ранньому етапі інфаркту знаходяться клітини, в процесі реалізації апоптотичної та аутофагічної

програм

Запрограмована клітинна загибель є фактором попередження вторинної альтерації і таким

чином є протекторноим механізмом для цілого організму

Співвідношення різних видівклітинної загибелі

• Інігібітор каспази 3 – N-acetyl-Asp-Glu-Val-Asp-al (DEVD) (100 мкМ)

• Інгібітор аутофагії – N-3-метиладенін (100мМ)

• Аноксія-реоксигенація та інгібітори протеасоми

Співвідношення різних видівклітинної загибелі

Вплив аноксії-реоксигенації

KA/R A/R+DEVDK

A/R+DEVD+MA

A/R A/R+DEVD

A/R+DEVD+MA

Різке збільшення кількості некротичнихклітин за умов блокування

програмованих шляхів клітинної загибеліпри ішемії-реперфузії кардіоміоцитів

Некроз

Некроз – трігер запалення та вторинної альтерації

Некроз. Участь протеасоми

Протеоліз супероксиддисмутази Протеоліз каталази

Активацію Активацію фагоцитів фагоцитів

при при асептичному асептичному

запаленні запаленні забезпечують забезпечують МІТОХОНДРІЇМІТОХОНДРІЇ

Nature 464, 104-107 (4 March 2010)

Запалення та ІХСнейтрофільні позаклітинні пастки

Інфаркт міокарду та NETs“There is an inflammation, lets go there”

Proinflammatory factors

Normal conditions Myocardial

infarction

Situation after myocardial infarction

“There is an inflammation, lets go there”

Proinflammatory factorsThrombosis

induction

Fluorescent microscopy of PMN using Hoechst dye

control PMA

PMA

PMA was used for activatio9n of NETs formation in dose 5 nM for 3 hours

Hoechst was used for detection of DNA at fluorescent microscopy

40x

DNA concentration in media after cultivation of 200 000 neutrophils

without (control) or with PMA

0

5

10

15

20

25

30

35

control PMA

% o

f DNA

rele

ased

The percentage of necrotic cardiomyocytes in coculture with PMN at different conditions of NETs formation (%)

0

5

10

15

20

25

30

контроль PMA лактацистин PMA+лактацистин

Запалення та ІХС: ліпоксигеназа

РНК-інтерференція – новий метод лікування інфаркту міокарда

Silencing ALOX5 siRNA 5`-GUACAGGAAGGGAACAUUUUU-3` 5`-UUCAUGUCCUUCCCUUGUAAA-3`

Вперше розроблено метод специфічного заглушення гена 5-ліпоксигенази та Вперше розроблено метод специфічного заглушення гена 5-ліпоксигенази та доведено його протективне значення при експериментальному інфаркті міокардадоведено його протективне значення при експериментальному інфаркті міокарда

0

10

20

30

40

ControlScrambled

Controlinterference

A-Rscrambled

А-Rinterference

Кіль

кіст

ь кл

ітин

, %

Некротичні клітини

1 2

Від

носн

ий р

івен

ь A

LOX

-5 m

RN

A

Scrembled ALOX5 siRNA

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Пло

ща

некр

отич

ної д

ілян

ки,

%

Уявнаоперація

Ішемія-реперфузія

І-Р +scrembled

siRNA

І-Р + ALOX5siRNA

Розмір зони інфаркту

**

*

Рівень експресії мРНК

Лікування• СПОСІБ ЖИТТЯ• МЕДИКАМЕНТОЗНЕ

• Нітрогліцерин• Блокатори кальцієвих каналів

• Бета-адрено блокатори• Антиаґреганти (інгібітори

циклооксигенази, рецепторів АДФ на тромбоцитах, тощо)

• ХІРУРГІЧНЕ (стентування, шунтування)

Явища прекондиціонуваннята посткондиціонування

ЕНДОГЕННІ ПРОГРАМИ ЗАХИСТУ СЕРЦЯ

ПРЕКОНДИЦІОНУВАННЯ - феномен підвищеної стійкості міокарда до ішемії-реперфузії, який виникає за рахунок попереднього впливу которкочасної ішемії або інших ушкоджуючих факторів

ПОСТКОНДИЦІОНУВАННЯ - феномен підвищеної стійкості міокарда до реперфузії, який виникає за рахунок впливу ушкоджуючих факторів після ішемії (перед початком тривалої реперфузії)

ХІМІЧНІзасоби для інгаляційного наркозу (десфлуран, ізофлуран, галотан), опіати, інгібітори протеасоми активатори АТФ-чутливих калієвих каналів та ін.

ФАКТОРИ ІНДУКЦІЇ ПРЕ- ТА ПОСТКОНДИЦІОНУВАННЯ

ФІЗИЧНІгіпоксія, гіпероксія, гіпертермія

БІОЛОГІЧНІліпополісахариди бактерій

ЕНДОГЕННІ:ішемія, ішемія-реперфузія, аденозин, NO, брадикінін, ацетилхолін та ін.

ЕКЗОГЕННІ:

АТФ-чутливі калієві канали мітохондріальної мембрани

Наслідки відкриття АТФ-чутливих калієвих каналів мітохондрій

За умов ішемії:• Гіперполяризація зовнішньої мембрани• Підвищення порогу збудливості• Скорочення тривалості фази плато ПД• Зменшення функціонального навантаженняЗа умов прекондиціонування:• Деполяризація мітохондріальної внутрішньої

мембрани• “набухання” мітохондрій (свелінг)• Зменшення концентрації кальцію

Свелінг мітохондрій з одного боку оптимізує дихальний ланцюг, а з іншого призводить до

утворення невеликої кількості вільних радикалів, що стимулює антиоксидантні системи перед ішемією

О.О.МойбенкоО.О.Мойбенко

Дякую за увагуДякую за увагу