Carsten Tschöpe, Matthias Pauschinger a Heinz-Peter Schultheiss Nie je čas na odpočinok • Pozícia personálu
Servisná navigácia
- Domovská stránka
- Sitemap
- index
- Kontakt
- odtlačok
- súkromia
- pohotovosť
- Prístupnosť
- Zamestnanci
- Uchádzači
- Utečenci
- Študenti a doktorandi
- Vedci
- Absolventi a sponzori
- Učitelia
- Stlačte
- ďalšie vzdelávanie
Tlač a komunikácia
Starnúce srdce
predkladajú Carsten Tschöpe, Matthias Pauschinger a Heinz-Peter Schultheiss
Tak ako všetky orgány, aj srdce podlieha v starobe rôznym morfologickým a funkčným zmenám, ktoré vedú k zníženiu pohybovej schopnosti mládeže. V čoraz starnúcej spoločnosti sa dnešného kardiológa čoraz viac pýtajú, či je starnúce srdce ako také „choroba“, ktorá sa má liečiť, a/alebo či je možné rozlišovať medzi „prirodzeným“ a „patologickým“ procesom starnutia.
S vekom klesá schopnosť srdca relaxovať. To závisí okrem iného od vaskulárnej funkcie a stupňa srdcovej tvorby spojivového tkaniva. Na Oddelení kardiológie a pulmológie na univerzite Benjamina Franklina sa zameralo na výskum, ktorý analyzuje tieto vzťahy. K tomu bolo potrebné nastaviť diagnostický systém vo forme špeciálneho systému vodivého katétra, pomocou ktorého je možné skúmať relaxačnú schopnosť srdca v súvislosti s koronárnou vaskulárnou funkciou.
Bolo tiež možné preskúmať mechanizmy tvorby srdcového kolagénu po imunohistologickej a molekulárnej analýze malých vzoriek srdcového tkaniva.
Systola a diastola
V zmysle sacieho tlakového čerpadla sa srdcu darí vylučovať krv obohatenú kyslíkom do obehu. Vo fáze ejekcie v systole dochádza k silnému kontrakčnému a rotačnému pohybu ľavej srdcovej komory (komory). Počas tejto kontrakcie sa do obehu transportuje až osemdesiat percent absorbovaného objemu krvi. Potom musí srdce povoliť (relaxovať), aby sa ľavá komora mohla opäť naplniť krvou. Táto fáza plnenia sa nazýva diastola. Poruchy v systole a/alebo diastole môžu viesť k zlyhaniu srdca.
Obrázok 1: S vodivostným katétrom možno zaznamenať pracovnú schému srdca, ktorá zodpovedá vzťahu tlak-objem: Vo fáze plnenia (diastola) ľavej komory (B-C) sa objem zvyšuje bez toho, aby tlak v srdcovej komore stúpal. Na konci tejto fázy (C) - po uzavretí predsieňovej chlopne - začne kontrakčná fáza (systola), ktorá končí otvorením aortálnej chlopne (D) a krvou sa vypudí do obehu (A) a po izovolometrickej relaxácii sa vráti do diastolickej fázy vyteká. Počas krátkeho zníženia predpätia z. B. po oklúzii vena cava dochádza k ľavému posunu krivky tlak-objem (modrá šípka). Uhol dotyčnice (oranžový), ktorý vyplýva zo spojenia zmien nameraných koncových diastolických tlakov v ľavej komore, predstavuje vzťah medzi koncovým a diastolickým tlakom a objemom a je mierou tuhosti ľavej komory. Toto je najšpecifickejšia metóda na opis diastolickej funkcie a nevyhnutný predpoklad vedeckých klinických výskumov v tejto súvislosti.
Systolické dysfunkcie boli doteraz dobre študované, zvyčajne sa vyskytujú spolu s diastolickou dysfunkciou a formujú obraz srdcového zlyhania. Často ich možno zistiť echokardiografiou. Srdcové zlyhanie je často výsledkom srdcového infarktu po mnohých rokoch nekontrolovaného vysokého krvného tlaku alebo sa vyskytuje ako súčasť rozšírenej kardiomyopatie. To znamená zväčšenie srdcovej komory bez zväčšenia hrúbky srdcových svalov so zníženou systolickou ejekčnou fázou. Pacienti so srdcovým zlyhaním sa sťažujú na pokles ich cvičebnej kapacity, dýchavičnosti a na rozvoj pľúcnych a dolných končatín.
Diastolické srdcové zlyhanie
Starší pacienti nad 65 rokov s týmito príznakmi opakovane konzultujú svojho rodinného lekára, bez toho, aby vždy dokázali systolické srdcové zlyhanie, poruchu srdcovej chlopne, ochorenie pľúc alebo nedostatočnú činnosť štítnej žľazy a obezitu. Mnoho všeobecných lekárov pripisuje tieto príznaky nedostatku výdrže, depresívnej nálade alebo veku. Dnes však vieme, že títo pacienti majú často izolovanú diastolickú dysfunkciu s normálnou systolickou funkciou. Kvôli narušenej plniacej fáze ľavej komory dochádza k hromadeniu krvi v krvi, ktoré spočiatku iba narúša takzvaný malý obeh, ku ktorému patria pľúca. To spôsobuje u pacienta dýchavičnosť, ktorá sa zvyšuje najmä pri strese. Môže sa tiež vyskytnúť edém nohy. Je teda pochopiteľné, že z klinického hľadiska nemožno systolické a diastolické srdcové zlyhanie ľahko odlíšiť.
Obrázok 2: U pacientov starších ako 70 rokov významne stúpa incidencia izolovaného diastolického srdcového zlyhania (po: Senni et al. 1998).
Diastolická dysfunkcia v starobe
Klinický obraz izolovanej diastolickej dysfunkcie predstavuje u 70-ročných 42 až 67 percent prípadov. Väčšina žien má tieto poruchy, najmä ak dlhodobo trpia vysokým krvným tlakom. (Fischer a kol. 2003). Mnoho pacientov je hospitalizovaných niekoľkokrát a majú nižšiu priemernú dĺžku života ako zdraví ľudia v rovnakom veku. Rozpoznanie a liečba tohto ochorenia je preto v starnúcej spoločnosti osobitnou výzvou (Vasan a kol. 1995; Zile a Brutsaert 2000).
Mechanizmy
Patofyziologické pozadie, ktoré vedie k izolovanej diastolickej dysfunkcii u starších pacientov, nebolo doteraz veľmi dobre preskúmané. Tak pri systolickom srdcovom zlyhaní, ako aj pri izolovanej diastolickej dysfunkcii dochádza k nežiaducej aktivácii hormonálnych systémov, ktoré z dlhodobého hľadiska poškodzujú srdce a vedú k neúčinnej energetickej bilancii buniek myokardu (Khan et al. 2002, Shivakumar et al. 2003). . Lekári rozlišujú medzi procesom fyziologického starnutia srdca a procesmi, ktoré vedú k nadmernej strate elasticity srdca v dôsledku ďalších komorbidít. Z morfologického hľadiska možno vekovo typické zmeny zistiť vo všetkých troch oblastiach srdca - bunkách myokardu, spojivovom tkanive a cievach, čo vedie k narušeniu diastoly.
Obrázok 3: Dôkazy o zvýšení srdcovej fibrózy súvisiacej s vekom na modeli u potkanov (po Nguyen et al. 2001).
Zmeny v bunkách srdcového svalu
Pri izolovanej diastolickej dysfunkcii v starobe sa zväčšuje tkanivová hmotnosť ľavej komory. To vedie k zvýšeniu tuhosti komory a zníženiu elasticity. U starších ľudí to platí pre všetky zložky srdca. Aj keď sa bunky srdcového svalu (myocyty) zväčšujú, ich počet klesá (Gazoti et al. 2001 b). Starnúci srdcový sval je zároveň čoraz menej schopný udržiavať rýchlu, koordinovanú a intracelulárnu rovnováhu vápnika. Intracelulárny vápnik je nevyhnutný pre stiahnutie srdca v systole. Vápnik však musí byť pumpovaný späť do zásobných organel špeciálnou pumpou na vápnik (vápnik-ATPáza [SERCA-2a]), aby mohlo srdce počas fázy diastolickej výplne relaxovať. Tento rýchly a energeticky náročný intracelulárny spätný transport vápniku sa s pribúdajúcim vekom spomaľuje a bráni schopnosti srdca relaxovať (Nguyen et al. 2001). Celkovo vzniká začarovaný kruh, ktorý súvisí so znížením schopnosti srdca relaxovať (Varagic et al. 2001).
Obrázok 4: Zvýšený obsah kolagénu v myokarde ako indikácia prítomnosti možnej diastolickej dysfunkcie (podľa: Pauschinger et al. 1999).
Zmeny v spojivovom tkanive
Srdcové spojivové tkanivo, takzvaná extracelulárna matrix, sa tiež mení s vekom, čo môže narušiť plnenie srdca. Na rozdiel od vyššie popísaného zvýšenia hypertrofie ľavej komory sú zmeny súvisiace s vekom v spojivovom tkanive oveľa výraznejšie a majú rozhodujúci dôsledok pre pokles (pasívnej) schopnosti srdca napínať sa.
Úlohou srdcového spojivového tkaniva je okrem iného to, aby bunky srdcového svalu neboli pri prečerpávaní nadmerne preťažené a aby sa orgánová štruktúra nekĺzala od seba. Spojivové tkanivo je zložené z vlákien podobných kolagénu, z ktorých niektoré sú elastické, ale môžu byť tiež pevnejšie ako oceľ.
Zloženie rôznych kolagénových vlákien je preto rozhodujúce pre správanie srdca pri rozťahovaní - a teda rozhodujúce pre kvalitu diastolickej funkcie (MacKenna et al. 2000).
Na rozdiel od myocytov sa extracelulárna matrix neustále obnovuje. Hormonálne systémy, ako je renín-angiotenzínový systém, môžu zvýšiť tvorbu kolagénu stimuláciou buniek tvoriacich kolagén, fibroblastov. Iné hormonálne systémy, ako je systém kallikreín-kinín, môžu pôsobiť proti tomu a kompenzovať nadmernú tvorbu kolagénu (Tschöpe et al. 2002). Okrem hormonálnych systémov sa cytokínová kaskáda podieľa aj na kolagénovej homeostáze (Li et al. 2002). Okrem toho určité enzýmové systémy, takzvané matricové metaloproteinázy (MMP), zabezpečujú odbúravanie starého kolagénu. Zníženie ich aktivity by prerušilo cyklus obnovy kolagénu.
Proces starnutia srdca súvisí so zmenami v tomto cykle. Vyskytuje sa srdcová fibróza, ktorá je charakterizovaná nárastom oceľového kolagénu typu I a poklesom elastického kolagénu typu III (Gazoti et al 2001 a, b, Xu et al. 2003). Zdá sa, že tu sa pozornosť nebude sústreďovať na zvýšenú tvorbu nového kolagénu a viac na neúčinnosť rozpadu kolagénu. Štúdie ukazujú, že aktivita MMP-2 klesá v starobe, to znamená, že dochádza k narušeniu enzýmu, čo je obzvlášť dôležité pre odbúravanie kolagénu typu I (Robert et al 1997, Xu et al. 2003). Okrem toho sú v starobe kolagény oveľa užšie prepojené („zosieťovanie“) (Nguyen et al. 2001), takže aj pri normálnej činnosti systému MMP by bola jeho účinnosť obmedzená.
Funkcia systému MMP závisí okrem iného od estrogénu, čo by mohlo byť aspoň vysvetlením skutočnosti, že na rozdiel od mužov sa u starších žien na rozdiel od mužov vyvinie izolovaná diastolická dysfunkcia.
Cievny systém
| Vek | hypertenzia | Cukrovka | |
| Hypertrofia myocytov | + | ++ | +/++ |
| Počet myocytov | - | - | - |
| Fibróza | + | ++/+++ | ++/+++ |
| Cievna funkcia | - | --/--- | --/--- |