Choroba serca
Patofizjologia i mechanizm
Choroby serca, głównie wywołane miażdżycą tętnic, stanowią istotny problem zdrowotny na świecie. Miażdżyca rozwija się w wyniku dysfunkcji śródbłonka, stanu zapalnego, stresu oksydacyjnego oraz nieprawidłowej odpowiedzi immunologicznej, prowadząc do tworzenia blaszek miażdżycowych, które zwężają światło naczyń wieńcowych i mogą powodować ostre zespoły wieńcowe (ACS). Dysfunkcja śródbłonka, charakteryzująca się zmniejszoną produkcją tlenku azotu (NO) i nadprodukcją reaktywnych form tlenu (ROS), jest najwcześniejszym markerem miażdżycy. Wartości cholesterolu w osoczu powyżej 150 mg/dl są kluczowym czynnikiem ryzyka rozwoju miażdżycy. Procesy zapalne, w tym aktywność cytokin takich jak TNFα i TGF-β, odgrywają istotną rolę w patogenezie chorób sercowo-naczyniowych, wpływając na apoptozę komórek mięśnia sercowego i przebudowę serca. Epigenetyczne mechanizmy regulujące ekspresję genów, takie jak metylacja DNA i modyfikacje histonów, mają znaczenie w rozwoju i progresji tych chorób, oferując potencjalne biomarkery diagnostyczne i terapeutyczne. Feroptoza, specyficzny rodzaj śmierci komórkowej związany z metabolizmem żelaza i stressem oksydacyjnym, jest nowo rozpoznanym mechanizmem uszkodzenia mięśnia sercowego, szczególnie w niedokrwieniu/reperfuzji.
- Patofizjologia chorób serca
- Miażdżycowa choroba serca
- Dysfunkcja śródbłonka naczyniowego
- Choroba wieńcowa
- Skurcz tętnic wieńcowych
- Rola stanu zapalnego
- Mechanizmy molekularne i epigenetyczne
- Mechanizmy związane ze stresem oksydacyjnym
- Feroptoza w chorobach serca
- Mechanizmy łączące choroby serca z innymi schorzeniami
- Patofizjologia niewydolności serca
- Aktywacja neurohormonalna w niewydolności serca
- Regeneracja mięśnia sercowego
- Równowaga wazodilatorów i wazokonstryktorów
- Peptydy natriuretyczne
- Inne czynniki wazoaktywne
- Niewydolność serca z zachowaną frakcją wyrzutową
- Choroba serca a COVID-19
- Podsumowanie mechanizmów patofizjologicznych
Patofizjologia chorób serca
Choroby serca (ang. heart disease) to grupa zaburzeń związanych z sercem i układem krążenia, które dotykają miliony ludzi na całym świecie. Miażdżyca tętnic stanowi główną przyczynę leżącą u podłoża większości chorób sercowo-naczyniowych. W ostatnich latach znacząco poprawiła się diagnostyka kluczowych mechanizmów, takich jak dysfunkcja śródbłonka i stan zapalny, które zostały zidentyfikowane jako krytyczne ścieżki rozwoju choroby wieńcowej.12 Zrozumienie złożonych patomechanizmów chorób serca ma kluczowe znaczenie dla opracowywania skutecznych metod diagnostycznych i terapeutycznych.
Miażdżycowa choroba serca
Miażdżyca jest główną przyczyną zgonów związanych z układem sercowo-naczyniowym na całym świecie. Charakteryzuje się pogrubieniem i twardnieniem ścian tętnic, co towarzyszy starzeniu się i ma istotny negatywny wpływ na układ sercowo-naczyniowy. Podwyższony poziom cholesterolu w osoczu (>150 mg/dl) jest główną przyczyną rozwoju miażdżycy.3 Miażdżyca to proces patologiczny zachodzący w tętnicach i aorcie, który potencjalnie może powodować chorobę w wyniku zmniejszonego lub nieobecnego przepływu krwi spowodowanego zwężeniem naczyń krwionośnych.4
Miażdżyca jest złożonym, wieloczynnikowym procesem, w który zaangażowane są dyslipidemie, zjawiska immunologiczne, stan zapalny i dysfunkcja śródbłonka. Czynniki te uważane są za wyzwalacze tworzenia się pasma tłuszczowego, które jest charakterystycznym elementem w rozwoju blaszki miażdżycowej – procesu postępującego, który może rozpocząć się już w dzieciństwie.5 Proces ten obejmuje pogrubienie błony wewnętrznej z następującym gromadzeniem się makrofagów obładowanych lipidami (komórki piankowate) i macierzy pozakomórkowej, po czym następuje agregacja i proliferacja komórek mięśni gładkich, tworząc blaszkę miażdżycową.6
Miażdżyca występuje w określonych regionach naczyń w wyniku różnic w przepływie, który jest obecny w miejscach niskiego naprężenia ścinającego, turbulencji i przepływu oscylacyjnego. Charakteryzuje się zatrzymaniem lipidów i komórek zapalnych, takich jak makrofagi, limfocyty T i komórki tuczne w uszkodzonej ścianie tętnicy – w błonie wewnętrznej.7 W miarę powiększania się blaszki miażdżycowej może dojść do apoptozy głębokich warstw, co przyspiesza dalszą rekrutację makrofagów, które mogą ulegać zwapnieniu i przekształcać się w zaawansowane blaszki miażdżycowe.8
Dysfunkcja śródbłonka naczyniowego
Śródbłonek naczyniowy to warstwa komórek leżąca pod nabłonkiem wyściełającym wewnętrzną część naczynia i warstwą mięśniową, stanowiąca granicę między krążącą krwią a ścianą naczynia. Jego komórki są wyspecjalizowane w utrzymywaniu homeostazy naczyniowej, co ma kluczowe znaczenie dla prawidłowego funkcjonowania narządów, szczególnie serca.9 Śródbłonek naczyniowy reaguje na bodźce fizyczne i chemiczne poprzez uwalnianie autokrynnych i parakrynnych czynników wazoaktywnych. Czynniki pochodzenia śródbłonkowego regulują napięcie powierzchniowe i adhezję komórek, w tym aktywację płytek krwi i adhezję leukocytów, proliferację komórek mięśni gładkich i stan zapalny ściany naczynia.10
Dysfunkcja śródbłonka we współczesnej medycynie sercowo-naczyniowej jest opisywana jako zmiany w produkcji i dostępności pochodzącego ze śródbłonka tlenku azotu (NO), prostacykliny i endoteliny, a także ich wpływu na reaktywność naczyń. W tym przypadku reaktywne formy tlenu (ROS), takie jak H2O2, docierają do cząsteczek regulacyjnych, co prowadzi do aktywacji komórek.11 Ekspresja oksydazy fosforanu dinukleotydu nikotynamidu i adeniny (NADPH) w ścianie naczynia z wynikającą z tego nadprodukcją NO została zaproponowana jako początkowy krok w przewlekłej dysregulacji normalnej produkcji NO przez śródbłonkową syntazę tlenku azotu (eNOS), która jest charakterystyczna dla monomerycznych form eNOS.12
Dysfunkcja śródbłonka jest bezpośrednio związana ze zmniejszoną produkcją i wrażliwością komórek na NO. W rezultacie dochodzi do skutecznego zaburzenia funkcjonowania całego naczynia i jego homeostazy, co prowadzi do obserwacji zjawisk prozakrzepowych i prozapalnych, wraz z mniejszą podatnością ściany naczynia krwionośnego.13 Śródbłonek jest uważany za silny wskaźnik funkcji i kondycji układu sercowo-naczyniowego. Jego dysfunkcja jest uznawana za najwcześniejszy marker miażdżycy, a w konsekwencji choroby wieńcowej.14
Choroba wieńcowa
Choroba wieńcowa (CAD) to powszechna choroba serca, w której obserwuje się zwężenie lub zablokowanie głównych naczyń krwionośnych – tętnic wieńcowych. CAD jest spowodowana przede wszystkim tworzeniem się blaszki miażdżycowej w błonie wewnętrznej ściany naczynia, przy czym blaszka jest definiowana jako materiał tłuszczowy rosnący wewnątrz błony wewnętrznej wraz z ciężkim stanem zapalnym, szczególnie jeśli stan zapalny ma charakter przewlekły.15 Choroba wieńcowa powstaje w wyniku miażdżycy tętnic wieńcowych: podśródbłonkowego odkładania się ateromów w dużych i średnich tętnicach wieńcowych.16
Miażdżyca tętnic wieńcowych jest często nieregularnie rozmieszczona w różnych naczyniach, ale typowo występuje w punktach turbulencji (np. rozgałęzienia naczyń). W miarę wzrostu blaszki miażdżycowej światło tętnicy stopniowo się zwęża, powodując niedokrwienie (często wywołujące dławicę piersiową). Stopień zwężenia wymagany do wywołania niedokrwienia zależy od zapotrzebowania na tlen.17
Okazjonalnie blaszka miażdżycowa pęka lub rozszczepia się. Przyczyny nie są jasne, ale prawdopodobnie związane są z morfologią blaszki, zawartością wapnia w blaszce i zmiękczeniem blaszki w wyniku procesu zapalnego. Pęknięcie odsłania kolagen i inne materiały trombogenne, które aktywują płytki krwi i kaskadę krzepnięcia, prowadząc do ostrej zakrzepicy, która przerywa przepływ krwi w tętnicach wieńcowych i powoduje pewien stopień niedokrwienia mięśnia sercowego.18
Konsekwencje ostrego niedokrwienia, określane łącznie jako ostre zespoły wieńcowe (ACS), zależą od lokalizacji i stopnia niedrożności i obejmują niestabilną dławicę piersiową, zawał mięśnia sercowego bez uniesienia odcinka ST (NSTEMI), zawał mięśnia sercowego z uniesieniem odcinka ST (STEMI), który może powodować zawał pełnościenny i inne powikłania, w tym złośliwe arytmie komorowe, zaburzenia przewodzenia, niewydolność serca i nagłą śmierć.19
Skurcz tętnic wieńcowych
Skurcz tętnicy wieńcowej to przemijające, ogniskowe zwiększenie napięcia naczyniowego, znacznie zwężające światło i zmniejszające przepływ krwi; może to prowadzić do objawowego niedokrwienia (dławica naczynioruchowa). W tętnicach z ateromą, ateroma powoduje dysfunkcję śródbłonka, potencjalnie prowadząc do miejscowej nadmiernej kurczliwości.20
Proponowane mechanizmy obejmują utratę wrażliwości na wewnętrzne wazodylatatory (np. acetylocholinę) i zwiększoną produkcję wazokonstryktorów (np. angiotensyny II, endoteliny, leukotrienów, serotoniny, tromboksanu) w obszarze ateromy. Rozwarstwienie tętnicy wieńcowej to rzadkie, nieurazowe rozdarcie błony wewnętrznej tętnicy wieńcowej z utworzeniem fałszywego światła. Krew przepływająca przez fałszywe światło rozszerza je, co ogranicza przepływ krwi przez prawdziwe światło, czasami powodując niedokrwienie wieńcowe lub zawał.21
Rola stanu zapalnego
Zapalenie odgrywa kluczową rolę w rozwoju chorób serca. Mimo różnorodnych etiologii chorób serca, udział nieprawidłowych procesów zapalnych wydaje się być wspólnym łącznikiem między różnymi typami chorób sercowo-naczyniowych.22 W świetle przeciwstawnych efektów różnych cytokin w patogenezie i terapeutyce chorób sercowo-naczyniowych, staje się oczywiste, że równowaga między cytokinami prozapalnymi i przeciwzapalnymi jest niezbędna do utrzymania zdrowia układu sercowo-naczyniowego.23
W kontekście tkankowym serca, czynnik martwicy nowotworów alfa (TNFα) indukuje apoptozę komórek zarówno w miocytach, jak i komórkach śródbłonka. Zahamowanie transformującego czynnika wzrostu beta (TGF-β) u myszy z ograniczeniem aorty powodowało mniejszą aktywację fibroblastów i włóknienie mięśnia sercowego bez zmiany przerostu serca.24 Ogólnie uważa się, że cytokiny prozapalne hamują włóknienie przebudowy serca.25
Stan zapalny jest związany z podwyższonym ryzykiem niewydolności serca i niekorzystnym rokowaniem. Ukierunkowanie na zapalenie serca zostało zasugerowane jako obiecująca strategia leczenia niewydolności serca.26 Istnieją również dowody, że inne czynniki, takie jak tlenek azotu i endotelina (oba podwyższone w niewydolności serca), mogą odgrywać rolę w patogenezie niewydolności serca.27
Mechanizmy molekularne i epigenetyczne
Epigenetyka jest ściśle związana z chorobami sercowo-naczyniowymi. Ogólnogenomowe analizy sprzężeń i asocjacyjne oraz podejścia oparte na genach kandydujących ilustrują multigenetyczną złożoność chorób sercowo-naczyniowych. Kilka mechanizmów epigenetycznych, takich jak metylacja DNA, modyfikacja histonów i niekodujące RNA, ma znaczenie dla rozwoju i regresji chorób sercowo-naczyniowych.28
Najnowsze badania wykazały, że modyfikacja epigenetyczna odgrywa ważną rolę w powstawaniu i rozwoju chorób sercowo-naczyniowych. Epigenetyka głównie reguluje związane z chorobami sercowo-naczyniowymi funkcje genów i poziom ekspresji poprzez metylację DNA, modyfikację histonów i regulację niekodującym RNA, wpływając tym samym na progresję chorób sercowo-naczyniowych.29 Co najważniejsze, można ją wykorzystać jako biomarkery chorób sercowo-naczyniowych do diagnostyki, przewidywania odpowiedzi na leczenie i oceny.30
Kilka badań wykazało, że metylacja DNA odgrywa ważną rolę w chorobach sercowo-naczyniowych. Nieprawidłowy status metylacji genów kandydujących jest zaangażowany w mechanizm i rozwój chorób sercowo-naczyniowych i może być wykorzystany jako marker do oceny progresji chorób sercowo-naczyniowych. Ostatnio wiele uwagi przyciągnęła regulacyjna rola metylacji DNA w przeroście serca i niewydolności serca.31
Modyfikacja histonów jest jednym z ważnych mechanizmów regulacyjnych w epigenetyce. Nieprawidłowa modyfikacja histonów powoduje zaburzenie równowagi w ekspresji genów związanych z chorobami sercowo-naczyniowymi, co prowadzi do zmian w fenotypach komórkowych i funkcji serca. Choroba sercowo-naczyniowa może być również regulowana przez metylację histonów.32
Mechanizmy związane ze stresem oksydacyjnym
Reactive oxygen species (ROS) wykazują szkodliwe działanie w wysokich stężeniach, ale działają jako niezbędne cząsteczki sygnałowe na poziomach fizjologicznych, odgrywając kluczową rolę w patofizjologii chorób sercowo-naczyniowych. Mimo postępów terapeutycznych, powiązanie między patologicznie podwyższonym poziomem ROS a patogenezą chorób sercowo-naczyniowych pozostaje słabo zrozumiane.33
W warunkach stresu oksydacyjnego glutationu i inne przeciwutleniacze są zużywane podczas swojej aktywności, a zdolność komórki do utrzymania równowagi redoksowej jest ostatecznie upośledzona. Gdy ilość endogennych i/lub egzogennych ROS przekracza zdolność przeciwutleniaczy do ich wychwytywania, ROS zaczyna dominować i powodować uszkodzenia kardiomiocytów.34 Apoptoza i nekroza komórek występują w różnych typach komórek w sercu po ekspozycji na promieniowanie, wśród których dysfunkcja mitochondrialna i nieodwracalne uszkodzenia są kluczowymi ogniwami apoptozy i nekrozy komórek, a wystąpienie dysfunkcji mitochondrialnej jest ściśle związane ze stresem retikulum endoplazmatycznego (ER).35
Feroptoza w chorobach serca
Feroptoza, którą postulowano około dziesięć lat temu, jest rodzajem śmierci komórkowej, który różni się od apoptozy, autofagii i pirozy. Ten charakterystyczny wzorzec śmierci komórkowej jest wyzwalany przez zaburzenie równowagi między utleniaczami a przeciwutleniaczami i jest silnie związany z metabolizmem żelaza, lipidów, aminokwasów i glutationu.36
Ostatnio feroptoza zyskała uwagę jako kluczowy mechanizm regulacyjny leżący u podstaw inicjacji i rozwoju różnych chorób sercowo-naczyniowych, w tym uszkodzenia mięśnia sercowego w wyniku niedokrwienia/reperfuzji, kardiomiopatii, arytmii, chemioterapii i uszkodzenia serca wywołanego przez koronawirusa-2.37
Feroptoza występuje we wczesnych stadiach uszkodzenia niedokrwienno-reperfuzyjnego i stanowi dominującą formę śmierci komórkowej podczas przedłużonej reperfuzji. Dlatego feroptoza odgrywa ważną rolę w uszkodzeniu niedokrwienno-reperfuzyjnym.38
Mechanizmy łączące choroby serca z innymi schorzeniami
Istnieją dowody na to, że choroby serca mogą być powiązane z innymi poważnymi schorzeniami, w tym z nowotworami. Badania wykazały mechanizm odpowiedzialny za zwiększone ryzyko rozwoju nowotworu u pacjentów z chorobą serca: małe pozakomórkowe pęcherzyki lub pęcherzyki (sEVs), wydzielane z chorego serca w celu samoleczenia, są uwalniane do krwiobiegu i promują wzrost komórek nowotworowych w całym organizmie.39
Badacze wykazali po raz pierwszy, że chore serce wydziela sEVs zawierające tysiące różnych czynników wzrostu. Te pęcherzyki bezpośrednio promują wzrost niektórych guzów i modulują również układ odpornościowy, czyniąc organizm bardziej podatnym na wzrost guza.40
Innym przykładem powiązań między chorobami jest mechanizm łączący stres z chorobami serca. Zwiększona aktywność ciała migdałowatego została powiązana z większym ryzykiem choroby serca i udaru mózgu. Badacze odkryli również, że zwiększona aktywność ciała migdałowatego była związana ze zwiększoną aktywnością szpiku kostnego i zapaleniem tętnic, i sugerują, że może to powodować zwiększone ryzyko sercowo-naczyniowe.41
Patofizjologia niewydolności serca
Wspólny stan patofizjologiczny, który podtrzymuje progresję niewydolności serca, jest niezwykle złożony, niezależnie od czynnika wywołującego. Mechanizmy kompensacyjne istnieją na każdym poziomie organizacji, od subkomórkowego aż po interakcje między narządami. Niewydolność serca pojawia się dopiero wtedy, gdy ta sieć adaptacji zostaje przeciążona.42
Wśród adaptacji najważniejsze są: mechanizm Franka-Starlinga, w którym zwiększone obciążenie wstępne pomaga utrzymać wydolność serca; zmiany w regeneracji i śmierci miocytów; przerost mięśnia sercowego z rozszerzeniem lub bez rozszerzenia jamy serca, w którym masa tkanki kurczliwej jest zwiększona; aktywacja układów neurohumoralnych.43
Pierwotna odpowiedź mięśnia sercowego na przewlekły wzrost obciążenia ściany to przerost miocytów, śmierć/apoptoza i regeneracja. Proces ten ostatecznie prowadzi do przebudowy, zwykle typu ekscentrycznego. Ekscentryczna przebudowa dodatkowo pogarsza warunki obciążenia pozostałych miocytów i utrwala szkodliwy cykl.44
Aktywacja neurohormonalna w niewydolności serca
Zmniejszenie pojemności minutowej serca po uszkodzeniu mięśnia sercowego uruchamia kaskadę zaburzeń hemodynamicznych i neurohormonalnych, które prowokują aktywację układów neuroendokrynnych, zwłaszcza wspomnianych wcześniej układów adrenergicznych i układu renina-angiotensyna-aldosteron (RAAS).45
Uwolnienie epinefryny i norepinefryny, wraz z substancjami wazoaktywnymi endoteliną-1 (ET-1) i wazopresyną, powoduje skurcz naczyń, który zwiększa obciążenie następcze wapniem i, poprzez wzrost cyklicznego monofosforanu adenozyny (cAMP), powoduje zwiększenie napływu cytoplazmatycznego wapnia. Zwiększony napływ wapnia do miocytów zwiększa kurczliwość mięśnia sercowego i upośledza relaksację mięśnia sercowego (luzytropię).46
Wzrost obciążenia następczego i kurczliwości mięśnia sercowego (znany jako inotropia) oraz upośledzenie luzytropii mięśnia sercowego prowadzą do zwiększenia wydatku energetycznego mięśnia sercowego i dalszego zmniejszenia pojemności minutowej serca. Zwiększenie wydatku energetycznego mięśnia sercowego prowadzi do śmierci/apoptozy komórek mięśnia sercowego, co skutkuje niewydolnością serca i dalszym zmniejszeniem pojemności minutowej serca, utrwalając cykl dalszej zwiększonej stymulacji neurohumoralnej i dalszych niekorzystnych odpowiedzi hemodynamicznych i mięśnia sercowego.47
Dodatkowo aktywacja RAAS prowadzi do zatrzymania soli i wody, co skutkuje zwiększonym obciążeniem wstępnym i dalszym zwiększeniem wydatku energetycznego mięśnia sercowego.48
Regeneracja mięśnia sercowego
Koncepcja serca jako narządu samoodnawialnego jest stosunkowo nowym rozwojem. Ten paradygmat biologii miocytów stworzył całe pole badań skierowanych bezpośrednio na zwiększenie regeneracji mięśnia sercowego. W niewydolności serca ten mechanizm wymiany zostaje przytłoczony przez jeszcze szybszy wzrost szybkości utraty miocytów. Ta nierównowaga przerostu i śmierci nad regeneracją jest ostateczną wspólną ścieżką na poziomie komórkowym dla progresji przebudowy i niewydolności serca.49
Badania wskazują, że lokalna produkcja Ang II w sercu (która zmniejsza luzytropię, zwiększa inotropię i zwiększa obciążenie następcze) prowadzi do zwiększonego wydatku energetycznego mięśnia sercowego. Wykazano również in vitro i in vivo, że Ang II zwiększa tempo apoptozy miocytów. W ten sposób Ang II ma podobne działanie do norepinefryny w niewydolności serca.50
Ang II pośredniczy również w przeroście komórek mięśnia sercowego i może promować postępującą utratę funkcji mięśnia sercowego. Opisane wcześniej czynniki neurohumoralne prowadzą do przerostu miocytów i zwłóknienia śródmiąższowego, co skutkuje zwiększoną objętością mięśnia sercowego i zwiększoną masą mięśnia sercowego, a także utratą miocytów.51
Równowaga wazodilatorów i wazokonstryktorów
W miarę postępu niewydolności serca występuje względny spadek przeciwregulacyjnych efektów endogennych wazodilatorów, w tym tlenku azotu (NO), prostaglandyn (PGs), bradykininy (BK), przedsionkowego peptydu natriuretycznego (ANP) i peptydu natriuretycznego typu B (BNP).52
Spadek ten występuje jednocześnie ze wzrostem substancji wazokonstrykcyjnych z RAAS i układu adrenergicznego, co sprzyja dalszemu wzrostowi skurczu naczyń, a tym samym obciążenia wstępnego i następczego. Prowadzi to do proliferacji komórek, niekorzystnej przebudowy mięśnia sercowego i antynatriurezy, z całkowitym nadmiarem płynu w organizmie i pogorszeniem objawów niewydolności serca.53
Zarówno skurczowa, jak i rozkurczowa niewydolność serca skutkują zmniejszeniem objętości wyrzutowej. Chociaż istnieją podobieństwa w odpowiedziach neurohormonalnych na zmniejszoną objętość wyrzutową, zdarzenia sterowane przez neurohormony, które następują, zostały najbardziej wyraźnie wyjaśnione dla osób z skurczową niewydolnością serca.54
Wynikające z tego podwyższenie poziomu norepinefryny w osoczu bezpośrednio koreluje ze stopniem dysfunkcji serca i ma istotne implikacje prognostyczne. Norepinefryna, będąc bezpośrednio toksyczna dla komórek mięśnia sercowego, jest również odpowiedzialna za różne zaburzenia transdukcji sygnału, takie jak zmniejszenie regulacji receptorów beta1-adrenergicznych, rozsprzęganie receptorów beta2-adrenergicznych i zwiększona aktywność hamującego białka G.55
Peptydy natriuretyczne
ANP i BNP są endogennie generowanymi peptydami aktywowanymi w odpowiedzi na rozszerzenie objętości/ciśnienia przedsionka i komory. ANP i BNP są uwalniane odpowiednio z przedsionków i komór, a oba promują wazodylatację i natriurezę. Ich efekty hemodynamiczne są wywoływane przez zmniejszenie ciśnień napełniania komór, dzięki redukcji obciążenia wstępnego i następczego serca.56
BNP, w szczególności, powoduje selektywną wazodylatację tętniczek doprowadzających i hamuje reabsorpcję sodu w proksymalnym kanaliku krętym. Hamuje również uwalnianie reniny i aldosteronu, a tym samym aktywację adrenergiczną. ANP i BNP są podwyższone w przewlekłej niewydolności serca.57
Inne czynniki wazoaktywne
Inne układy wazoaktywne, które odgrywają rolę w patogenezie niewydolności serca, obejmują układ receptorowy ET, układ receptorowy adenozyny, wazopresynę i czynnik martwicy nowotworów alfa (TNF-alfa). Podwyższone poziomy ET-1 ściśle korelują z ciężkością niewydolności serca.58
TNF-alfa został zaangażowany w odpowiedź na różne stany infekcyjne i zapalne. Podwyższenia poziomów TNF-alfa są konsekwentnie obserwowane w niewydolności serca i wydają się korelować ze stopniem dysfunkcji mięśnia sercowego.59
U osób z dysfunkcją skurczową odpowiedzi neurohormonalne na zmniejszoną objętość wyrzutową skutkują tymczasową poprawą skurczowego ciśnienia krwi i perfuzji tkanek. Jednak we wszystkich okolicznościach istniejące dane potwierdzają pogląd, że te odpowiedzi neurohormonalne przyczyniają się do progresji dysfunkcji mięśnia sercowego w długim terminie.60
Niewydolność serca z zachowaną frakcją wyrzutową
W niewydolności serca z zachowaną frakcją wyrzutową (HFpEF) występują te same procesy patofizjologiczne, które prowadzą do zmniejszenia pojemności minutowej serca w skurczowej niewydolności serca, ale czynią to w odpowiedzi na inny zestaw hemodynamicznych i krążeniowych czynników środowiskowych, które obniżają pojemność minutową serca.61
W HFpEF zmieniona relaksacja i zwiększona sztywność komory (z powodu opóźnionego wychwytu wapnia przez retikulum sarkoplazmatyczne miocytu i opóźnionego wypływu wapnia z miocytu) występują w odpowiedzi na wzrost obciążenia następczego komory (przeciążenie ciśnieniowe). Upośledzona relaksacja komory prowadzi następnie do upośledzonego napełniania rozkurczowego lewej komory (LV).62
Choroba serca a COVID-19
COVID-19 może powodować zaburzenia sercowo-naczyniowe, w tym uszkodzenie mięśnia sercowego, arytmie, ostry zespół wieńcowy i żylną chorobę zakrzepowo-zatorową. Obecność współistniejących chorób sercowo-naczyniowych u pacjentów z COVID-19 jest związana z wysoką śmiertelnością.63
Duże obciążenie ogólnoustrojowym stanem zapalnym związanym z COVID-19 zostało zaproponowane jako czynnik przyspieszający rozwój subklinicznych zaburzeń lub powodujący de novo uszkodzenie sercowo-naczyniowe. Uszkodzenie mięśnia sercowego w przebiegu COVID-19 jest niezależnie związane z wysoką śmiertelnością. COVID-19 może wyzwalać ostry zespół wieńcowy.64
Zakażenie koronawirusem przyczyniło się do zmiany przebiegu zawału mięśnia sercowego u pacjentów poddawanych rewaskularyzacji mięśnia sercowego. Częstość występowania zakrzepicy w stencie wykazuje dodatnią korelację z ciężkością zakażenia koronawirusem. Wcześniejsze zabiegi rewaskularyzacji mięśnia sercowego znacznie zwiększają ryzyko śmiertelności u pacjentów z zakażeniem koronawirusem. Jest to szczególnie aktualne w przypadku pacjentów w podeszłym wieku.65
Podsumowanie mechanizmów patofizjologicznych
Patofizjologia chorób serca jest niezwykle złożona i obejmuje liczne, wzajemnie powiązane mechanizmy. Miażdżyca jako główna przyczyna chorób sercowo-naczyniowych rozwija się poprzez złożone procesy obejmujące dysfunkcję śródbłonka, stres oksydacyjny, stan zapalny i nieprawidłową odpowiedź immunologiczną. Dysfunkcja śródbłonka jest uznawana za najwcześniejszy marker miażdżycy i chorób wieńcowych.
Choroba wieńcowa jest bezpośrednim skutkiem miażdżycy tętnic wieńcowych, gdzie tworzenie się blaszek miażdżycowych prowadzi do zwężenia światła naczyń i potencjalnej niestabilności tych blaszek, co może prowadzić do ostrych zespołów wieńcowych. Aktywacja neurohormonalna w niewydolności serca prowadzi do kaskady zdarzeń, które początkowo mają charakter kompensacyjny, ale z czasem stają się szkodliwe i przyczyniają się do progresji choroby.
Badania nad nowymi mechanizmami, takimi jak epigenetyka, feroptoza i interakcje między różnymi chorobami, otwierają nowe możliwości terapeutyczne. Zrozumienie tych złożonych mechanizmów jest kluczowe dla opracowania skutecznych strategii prewencyjnych i terapeutycznych w walce z chorobami serca.
Kolejne rozdziały
Zapraszamy do dalszego czytania naszego leksykonu.
Wybierz kolejny rozdział z menu poniżej, aby otworzyć nową podstronę kompedium wiedzy i uzyskać szczegółowe informację o leku, substancji lub chorobie.