Термином"микронасосная функция миокарда" (МФМ) обозначают активную внутриорганную нагнетательную деятельность сер­дечной мышцы в отношении коронарного кровотока, которая обнаружена в опытах с применением ручного массажа на изолированном сердце собаки [4, 5], азатем экспериментально подтверждена в условиях естественной сократи­тельной активности сердца [10]. На основе этих экспериментальных данных возникло представление о том, что сердечная мышца является сложным механизмом, выполняющим насосную функцию по перекачиванию крови в большой и малый круги кровообращения, и микронасосную функцию, реали­зующуюся в венечной сосудистой системе. Механизм МФМ находит свое объяснение с позиций биофизической вибрационной гипотезы [2], согласно которой гемодинамический микронасосный эффект в сердечной мышце реали­зуется в процессе взаимодействия асинхронно сокращающихся со звуковой частотой мышечных волокон и эндотелия капилляров. Эта гипотеза получила многочисленные экспериментальные подтверждения [3, 5, 8]. На ее основе разработана неинвазивная методика косвенной оценки МФМ по данным спектрального анализа первого сердечного тона [6, 12]. С помощью этой методики возможно исследовать физиологическое значение микронасосной гемодинамической деятельности сердечной мышцы в обеспечении адекват­ности коронарного кровотока как в норме, так и при патологии. В настоящей работе предпринята попытка показать роль нарушений МФМ в патогенезе ишемической болезни сердца (ИБС).

Исследованием были охвачены 40 больных ИБС 2—3 функционального класса с подтвержденным диагнозом. Средний возраст составил 44±3 года. Контролем служила группа, состоявшая из 20 практически здоровых людей того же возраста. Для уменьшения возможного разброса данных в группы были включены лица только мужского пола.

В качестве фактора, провоцирующего ишемию миокарда у больных ИБС, был использован изометрический нагрузочный тест в виде удержания на протяжении 3 мин кистевого динамометра с силой в 30% максимального произвольного усилия. Тест прерывался досрочно при возникновении боле­вого приступа или электрокардиографических признаков ишемии миокарда. В день и за сутки до исследования пациенты не принимали лекарственных препаратов.

МФМ оценивалась по спектральной энергии низкочастотных составляю­щих (ЭНЧС) первого сердечного тона в диапазоне 20—60 Гц. Для получения спектральных характеристик первого сердечного тона использовался селек­тивный микровольтметр В-6 (СССР), который настраивался на различные частоты спектра с последующей регистрацией и обработкой получаемых спектральных фонокардиограмм. Запись звуков сердца производилась в звукоизолированном помещении в положении испытуемого лежа на спине при задержанном выдохе. Микрофон НМ—692 ("RFT", ГДР) располагался на передней грудной стенке в области верхушечного толчка. Звуковой сигнал от микрофона подавался через усилитель фонокардиографического блока кардиомонитора ММ-21 ("Medicor", ВНР) на входе селективного микровольтметра, минуя систему собственных фильтров кардиомонитора. С выхода селективного вольтметра отфильтрованный фоносигнал поступал на вход быстродействующего самописца BR-11 ("Medicor", ВНР), который регистрировал на термочувствительной бумаге частотные составляющие тонов сердца. Фильтр селективного микровольтметра последовательно настра­ивался на частоты в диапазоне 20—60 Гц через каждые 2 Гц. Усиление фонокардиографического блока кардиомонитора оставалось постоянным для всех составляющих. Величина амплитуды первого сердечного тона на каждой спектральной фонокардиограмме определялась отноше­нием амплитуды максимальной осцилляции к величине калибровочного сигнала и выражалась в милливольтах. В расчет принималась усредненная величина из пяти после­довательных сердечных циклов.

У всех испытуемых регистрировалась общепринятая ЭКГ в 12 отведениях, измерялось систолическое и диастолическое артериальное давление (АДс и АДд, мм рт. ст.) по методу Короткова, подсчитывалась частота сердечных сокращений (ЧСС, мин^-1) по интервалу R—R ЭКГ, рас­считывалось двойное произведение (ДП, усл. ед.).

Сопоставление всех показателей производилось по конституциональным подгруппам (астеники, нормостеники, гиперстеники). Необходимость такого разделения связана с тем, что тип грудной клетки определяет условия проведения звуков сердца и существенно влияет на амп­литуду фоносигнала, поэтому исследовать влияние функ­ционального состояния сердца на спектральные характе­ристики сердечных тонов можно лишь в рамках относи­тельно однородных в акустическом отношении объектов.

Статистическая обработка показателей, зарегистриро­ванных при обследовании испытуемых в состоянии по­коя, позволила установить достоверное уменьшение ЭНЧС первого сердечного тона у больных ИБС по сравнению со здоровыми во всех трех конституциональных подгруппах. АДс у испытуемых обеих групп достоверно не различа­лось, однако АДд у больных имело тенденцию к повыше­нию. ЧСС у пациентов гиперстенического конституцио­нального типа достоверно превышала соответствующий показатель у здоровых лиц, а в подгруппах астеников и нормостеников имела тенденцию к повышению. Во всех трех подгруппах у больных ИБС по сравнению со здоро­выми установлено достоверное увеличение ДП, отражаю­щего повышенную потребность миокарда в кислороде [14, 29]. Все обнаруженные тенденции и различия между показателями приобрели еще более выраженный харак­тер под воздействием изометрического нагрузочного тес­та. Так, в подгруппе астеников под влиянием изометри­ческой нагрузки тенденция к повышению АДд и ЧСС в состоянии покоя перешла в достоверное различие по этим показателям. Повысилась статистическая значимость раз­личий по остальным показателям. Сходные изменения отмечались и в других конституциональных подгруппах.

Особого рассмотрения заслуживает динамика ЭНЧС первого сердечного тона под влиянием изометрического нагрузочного теста в сопоставлении с аналогичной дина­микой ДП. Исходные значения ЭНЧС и ДП принимались за 100%, при этом у всех испытуемых контрольной группы ЭНЧС увеличивалась. В то же время у 85% больных ИБС данный показатель имел тенденцию к уменьшению. ДП достоверно возрастало в обеих группах. Ухудшение МФМ на фоне роста его потребности в кислороде, по нашему мнению, является существенным звеном в патогенезе при­ступа ишемии. У 6 больных изометрический тест был досрочно прекращен из-за развития болевого синдрома, который связан с острым нарушением кровоснабжения сердечной мышцы. Однако ишемические изменения на ЭКГ, регистрируемые во время теста, отмечались только у 3 пациентов, причем именно у них оказались самые низкие значения ЭНЧС. Это позволяет предположить, что ЭНЧС первого сердечного тона является более чувст­вительным показателем миокардиальной ишемии, чем общепринятая ЭКГ в 12 отведениях.

Если раньше безоговорочно считалось, что экстраваскулярное сжатие коронарных сосудов во время систолы затрудняет коронарный кровоток [21, 22, 24], то авторы более поздних работ не так однозначно подходили к решению вопроса о влиянии механических факторов, воздействующих на коронарный кровоток во время со­кращения сердечной мышцы. Получены эксперимен­тальные данные, свидетельствующие о том, что миокард в значительной степени кровоснабжается и в период систолы [17, 20, 30]. Установлено, что нарушение перфу­зии миокарда при нагрузке сердца не обязательно сопро­вождается снижением миокардиального тканевого крово­тока [26], следовательно, кровоснабжение сердечной мыш­цы зависит не только от сосудистых факторов. Обнаружен также эффект систолического "выжимания" крови в сто­рону венозных коллекторов [15]. По нашему мнению, в реализации этого эффекта принимает участие биофизи­ческий вибрационный механизм. Внешним проявлением его деятельности служат звуковые колебания, возникаю­щие в фазе изометрического сокращения сердца. Однако до сих пор преобладает представление, что кровоснабже­ние миокарда регулируется в сторону как увеличения, так и уменьшения, благодаря изменению просвета коронар­ных сосудов. Исходя из этого, усилия, направленные на улучшение кровоснабжения сердечной мышцы, сосредо­точены главным образом на сосудах коронарного русла и на применении препаратов спазмолитического действия. Но не всегда эти усилия достигают желаемого результата. Обнаружение микронасосного свойства сердечной мыш­цы показало, что кровоснабжение миокарда зависит и от вазомоторного регуляторного механизма, и от микронасосного. Не исключена возможность, что то или иное нарушение питания сердечной мышцы — не только след­ствие изменений, возникших в коронарных сосудах, оно связано также с недостаточностью деятельности микро­насосов миокарда. Поэтому коррекция таких нарушений должна проводиться с учетом обоих механизмов крово­снабжения сердечной мышцы.

Все вышесказанное предопределяет актуальность ис­следований, направленных на изучение МФМ в норме и при патологии. Однако до сих пор не существовало неинвазивных методов оценки этой функции, пригодных для применения в клинике. Благодаря открытию некото­рых сторон биофизического вибрационного механизма микронасосной функции скелетных мышц и миокарда [3, 5, 8] в последние годы наметился методологический подход к решению проблемы создания бескровного мето­да оценки МФМ. Имеется в виду использование с этой целью звуковых явлений, сопровождающих сердечную деятельность, в частности первого сердечного тона. Хотя в настоящее время не существует единой общепринятой концепции генеза звуковых феноменов сердца, большин­ство исследователей считают, что миокардиальные звуки — существенный компонент первого сердечного тона [7, 19, 23, 28]. Однако метод стандартной фонокардиографии не обеспечивает регистрации мышечных звуков сердца, потому что использующиеся в современных фонокардиографах широкополостные фильтры подавляют низкочас­тотные звуковые сигналы, несущие информацию о виб­рационных колебаниях волокон миокарда, и усредня­ют информативные высокоэнергетические составляю­щие с малоинформативными низкоэнергетическими. Этих недостатков не имеет метод спектральной фонокардиографии, который позволяет получить развернутую частотно-амплитудную характеристику исследуемого фоносигнала по всему частотному диапазону. Именно такой метод был применен в нашей работе для регистрации и выделения миокардиальных звуков. Ранее было показано, что звуко­вая энергия низкочастотных составляющих первого сер­дечного тона в диапазоне 20—60 Гц отражает вибрацион­ную активность сердечной мышцы [6, 12]. С позиций биофизической вибрационной гипотезы кровоснабжения сердечной мышцы этот показатель косвенно характеризу­ет МФМ.

Как свидетельствуют результаты исследований, у боль­ных ИБС имеет место достоверное угнетение суммарной вибрационной активности миокарда, что указывает на относительную недостаточность у них МФМ. Наиболее вероятной причиной этой недостаточности является атеросклеротический миокардиосклероз, который встреча­ется практически у всех больных ИБС, особенно в пожи­лом возрасте [11, 25]. В свою очередь недостаточная эффективность МФМ, по-видимому, ухудшает крово­снабжение миокарда и способствует прогрессированию миокардиосклероза. Здесь можно говорить и о формиро­вании типичного "порочного" патофизиологического круга с положительной обратной связью. Полученные результа­ты не позволяют дать ответ на неизбежно возникающий вопрос, что в данном порочном круге является причиной, а что — следствием, поскольку исследованию были под­вергнуты больные ИБС с развернутым патологическим процессом без учета динамики заболевания. Для выясне­ния этого вопроса, по-видимому, целесообразно исследо­вать состояние МФМ на ранней стадии заболевания с последующим наблюдением пациентов.

Относительное недополучение миокардом крови из-за ухудшения МФМ, на наш взгляд, должно компенсиро­ваться усилением перфузии. Одним из факторов, способ­ных повышать перфузию миокарда, является увеличение АД, которое в свою очередь увеличивает перфузионный градиент в процессе диастолы [15, 27]. В нашем исследо­вании установлена тенденция к повышению АДд у боль­ных со сниженной ЭНЧС, что подтверждает данное мне­ние. Известно, что гипертоническая болезнь и симптома­тические артериальные гипертензии часто сопутствуют ИБС [9]. Повышение АД у этого контингента больных объясняют главным образом атеросклерозом аорты и крупных артерий [ 1 ]. Возможно, наряду с этими фактора­ми в возникновении артериальной гипертензии при ИБС играет роль и недостаточность МФМ. Относительно кон­кретной взаимосвязи МФМ и уровня АД можно пока только делать предположения. Одним из них может быть допущение, что эта взаимосвязь реализуется рефлектор­ным путем с помощью рецепторов интрафузальных мы­шечных волокон.

Интерес представляет динамика ЭНЧС под влиянием изометрической нагрузки. В последнее время изометри­ческие нагрузочные тесты широко применяются с целью диагностики ИБС и оценки функционального состояния миокарда при данном заболевании [13, 16]. Эти тесты способны индуцировать ишемию миокарда у лиц, имею­щих суженные приспособительные возможности коро­нарного кровообращения. В механизме этой ишемии, по нашему мнению, играет роль и ухудшение МФМ, прояв­ляющееся угнетением вибрационной активности миокар­да. В литературе имеются сведения о том, что уменьшение спектральной энергии первого сердечного тона может быть связано с острым нарушением коронарного крово­обращения [18]. Ишемия миокарда, возникающая во время изометрической нагрузки, достаточно отчетливо отражается в изменениях спектральной энергии первого сердечного тона в его низкочастотной полосе, что может быть использовано для диагностики ИБС. Уменьшение ЭНЧС зарегистрировано у 85% больных. В то же время ишемические изменения на ЭКГ возникли только у 7,6% пациентов. Однако вопрос о чувствительности данного метода по сравнению с традиционными методами диа­гностики миокардиальной ишемии требует специального исследования.

Таким образом, определение спектральной энергии низ­кочастотных составляющих первого сердечного тона в диапазоне 20—60 Гц и ее динамики под влиянием нагрузоч­ных тестов позволяет оценить МФМ по его вибрационной активности. Ухудшение МФМ — существенное звено в патогенезе ишемической болезни сердца.

Литература 

1. Арабидзе Г. Г. Симптоматические артериальные гипертен­зии // Кардиология. — 1981. — Т. 21, № 3. — С. 5 — 9.

2. Аринчин Н. И. Вибрационная теория кровоснабжения работающих мышц // Материалы симпозиума по вопросам регуляции кровообращения. — Ростов-на-Дону, 1968. — Ч. 1. — С. 11.

3. Аринчин Н. И., Наймитенко Л. В., Недвецкая Г. Д., Новго­родцев В. М. Раферная микрокинодинамика кровоснабжения гладких мышц // Becцi АН БССР. Сер. біял. навук. — 1972. — № 1.- С. 94-96.

4. Аринчин Н. И., Недвецкая Г. Д. Внутримышечное перифе­рическое сердце //Докл. АН СССР. Сер. биол. — 1973. — Т. 210, № 1. -С. 244- 246.

5. Аринчин Н. И., Недвецкая Г. Д. Внутримышечное перифе­рическое сердце. — Мн.: Наука и техника, 1974. — 152 с.

6.  Аринчин Н. И., Фекета В. П. Возможность изучения микронасосной функции миокарда с помощью регистрации мышечного компонента первого сердечного тона // Докл. АН БССР. - 1987. - Т. 31, № 10. - С. 945 - 947.

7. Василенко В. X., Голочевская В. С. О тонах сердца // Клин. медицина. - 1975. - № 1. - С. 134 - 144.

8. Володько Я. Т. Ультраструктурные данные о механизме микронасосной функции // Физическая тренировка микрона­сосной деятельности внутримышечных периферических "сер­дец". — Мн.: Наука и техника, 1984. — С. 55 — 56.

9. Кушаковский М. С. Гипертоническая болезнь и вторичные артериальные гипертензии. — Л.: Медицина, 1983. — 288 с.

10.Недвецкая Г. Д. Микронасосная гемодинамическая функ­ция миокарда. — Мн.: Наука и техника, 1989. — 199 с.

11. Ольбинская Л. И., Литвицкий П. Ф. Коронарная и миокардиальная недостаточность (Патофизиология, диагностика, фар­макотерапия). — М.: Медицина, 1986. — 269 с.

12. Фекета В. П. Внутримиокардиальное происхождение низкочастотных составляющих первого сердечного тона // VII съезд БФО им. И. П. Павлова: Тез. докл. — Витебск, 1987. — С. 248 - 249.

13. Шимелис И. В., Преварский Б. П.. Замостьян В. Г. и др. Общие изометрические нагрузки в диагностике ИБС // Карди­ология. - 1984. - № 12. - С. 85 - 87.

14. Amsterdam Е., Mason D. Exercise testing and direct assessment of myocardial oxygen consumption in evaluation of angina pectoris // Cardiology. - 1977. - V. 62. - P. 174.

15. Arnold G., Kosche P., Miessner E. The importance of the perfusion in the coronary arteries for the contractility and oxygen consumption of the heart // Pflug. Arch. ges. Physiol. — 1968. — V. 299, N 4. - P. 854 - 864.

16. Balady G. J., Donald A. W., Corolyn H. M. Value of arm exercise testing in detection coronary artery diseases // Amer. J. Cardiol. - 1985. - V. 55, N 1. - P. 37 - 39.

17. Caulfield J., Borg Т., Abel F. The effects of systole on left ventricular blood flow // Adv. Myocardiol. - 1983. - V. 4. - P. 370 - 373.

18. Clarce W. В., Austin S. N., Shah P. M. // Spectral energy of the first heart sound in acute myocardial ischemia // Circulation . — 1978. - V. 57, N 3. - P. 593 - 598.

19. Drui S., Brandt С. М., Fincker J. I. Opigine valvulaive on musculature des bruits du coeur? // Ann. cardiol. Angeiol. — 1983. — V. 32. - P. 247 - 252.

20. Goto M., Jansen C., Stork M. Effects of myocardial contraction on intramyocardial vessels // Cyrculation. — 1989. — V. 80, N 4. — Suppl. -P. 211 - 212.

21. Gregg D., Gree H. Registration and interpretation of normal phasic inflow in intact anesthetized dogs //Amer. J. Physiol. — 1950. - V. 162, N 3. - P. 521 - 537.

22.Kolin A., Ross G., Caal P., Austin S. Simultaneous electromag­netic measurement of blood flow in the major coronary arteries // Nature. - 1964. - V. 203, N 4941. - P. 148 - 150.

23.  Luisada A. A., McCanon D. M., Kumar S., Feigen L. P. Changing views on the mechanism of the first and second heart sounds // Amer. Heart J. - 1974. - V. 88, N 4. - P. 503 - 511.

24. Martin W., Tweddel A., McChie I., Hutton J. Simultaneous assessment of myocardial flow and perfusion // Nuklearmed. : New trends and Possibilities in Nucl. Med.: Tur. Nucl. Med. Congr., Budapest. Aug. 24 - 27, 1987. - P. 193 - 196.

25. Maseri A., L’Abbate A., Pesola A. Regional myocardial perfusion in patients with atherosclerotic coronary artery disease at rest and during angina pectoris induced by tachycardia // Circulation. — 1977. - V. 55. - P. 423 - 433.

26. Menno A., Schenk W. Dynamics of coronary arterial flow: Flow alternation resulting from certain surgical procedures and drugs — surgical importance // Surgery. - 1961. — V. 50, N 1. - P. 82 - 90.

27. Osher W. Pressure flow relationship of the coronary system // Amer. J. Physiol. - 1953. - V. 172, N 2. - P. 403 - 416.

28. Ozawa J., Nagasawa M., Tanigawa N. et al. Experimental studies on the genesis of flow-frequency vibrations (M-sound) of the first heartsound using a miniature acceierometer// J. Cardiol. — 1983. - V. 13. - P. 137 - 147.

29. Robinson B. Relation of heart rate and systolic blood pressure to the onset of pain in angina pectoris // Circulation. — 1967. — V. 35. - P. 1073.

30. Scholtholt J., Lochner W. Systolischer und diastolischer Anteil am CoronarsinusausfluB in Abhangigkeit von der Grosse des mitteren Ausflusses // Pflug. Arch. ges. Physiol. — 1966. - Bd 290, N 4. - S. 349- 361. 

Медицинские новости. – 1996. – №5. – С. 13-16.