Евгений Иринин - Холестериновый атеросклероз, или Как предупредить инфаркт. Немного о гипотезах старения нашего организма

АТФ-азную активность миозина впервые (1939 г.) обнаружил выдающийся русский биохимик В. А. Ангельгардт со своей женой и сотрудницей М. Любимовой-Энгельгардт, что приесло им научную известность и сталинскую премию. Одновременно в эти же годы венгерский биохимик Сент-Дьердьи выделил миозин из мышцы кролика и сформировал из него тонкие нити. Когда он добавил к ним АТФ, нити быстро сократились на треть, как при сокращении мышечного волокна. Позже Сент-Дьердьи говорил: «Увидеть, как миозин быстро сокращается и как впервые вне организма воспроизводится древний и таинственный признак живого – движение – было самым волнующим моментом в моей работе». Затем этот ученый с мировым именем (до этого он получил Нобелевскую премию за исследования в области биологического окисления) основал институт исследования мышц, открыл актомиозиновый комплекс и был удостоен еще одной очень престижной премии – Ласкеровской премиии.

Итак, в норме универсальный источник энергии АТФ поставляет «горючее» для универсального молекулярного двигателя – актомиозинового белкового комплекса, и наше сердце исправно «стучит». Однако в эту стройную картину энергообразования и работы сердца, к сожалению, часто вмешиваются рассмотренные нами выше атеросклеротические бляшки , которые нарушают рассмотренные процессы и являются главным патологическим фактором в формировании ишемической болезни сердца и развитии инфаркта миокарда. Так какие же процессы происходят при ишемии? Как обеспечивается выработка АТФ и жизнеспособность миокарда в условиях ишемии? Каким образом формируется опасный для жизни инфаркт? Эти вопросы мы обсудим в завершающем параграфе этой главы.

Приведенные в эпиграфе слова принадлежат знаменитому врачу и научному деятелю, исключительно образованному человеку – Дмитрию Дмитриевичу Плетневу, ученому с трагической судьбой (был расстрелян в 1941 году по ложному обвинению в «антисоветском» заговоре). В словах этого талантливого врача сквозит грустная мысль, что очередной припадок грудной жабы (приступ стенокардии) может быть последним, то есть привести к смерти (инфаркту миокарда).

С периода деятельности этого ученого прошло много времени. Остались ли забытыми сердечные приступы и связанная с ними преждевременная смерть? Далеко нет. Но так ли уж неизбежен инфаркт миокарда при возникшей стенокардии? Конечно же, сравнить положение современного «сердечника» с таким же пациентом более отдаленного времени никак нельзя. Сегодня разработаны и внедрены в практику различные лекарственные препараты, обеспечивающие не только жизнь, но и трудоспособность пациента с признаками ИБС. Разумеется, что разработка современных лекарств базируется на знании механизмов , протекающих в сердце в условиях ишемии. Так что же теперь известно о механизмах развития стенокардии и инфаркта миокарда?

В рамках обозначенной в книге темы мы рассмотрим только узкий вопрос: как возникает та самая «грудная жаба», которая может закончиться трагически – смертельным сердечным приступом. Почему ослабевает, а затем и прекращается работа сердечной мышцы? Конечно же, наш читатель, ознакомившийся с изложенными выше сведениями, может уже ответить на эти вопросы: причиной стенокардии является ишемия , ограничивающая доступ поставляемого кровью кислорода и приводящая к гипоксии . Однако это ответ в общем виде. Чтобы раскрыть природу явлений, лежащих в основе развития «грудной» жабы, необходимо понять, как изменяется энергоснабжение миокарда в условиях ишемии, как изменяется выработка энергии АТФ, которая обеспечивает, как мы уже знаем, работу нашего сердца.

Основными субстратами для выработки АТФ являются глюкоза и свободные жирные кислоты (СЖК), окисление которых и сопровождается высвобождением энергии.

Начнем с глюкозы и посмотрим, каким образом она участвует в снабжении миокарда энергией. Распад глюкозы приводит к образованию пирувата (пировиноградная кислота), который при аэробных условиях (при отсутствии дефицита кислорода) превращается в упоминаемый нами ранее ацетил-КоА, являющийся, как мы уже знаем, субстратом для цикла Кребса. После завершения всего комплекса окислительно-восстановительных реакций из одной молекулы глюкозы образуется 38 молекул АТФ. Этого количества энергии, образующейся при аэробном гликолизе, недостаточно для нормальной работы миокарда.

Основным энергетическим субстратом миокарда являются СЖК. В этом случае при окислении одной молекулы СЖК образуется 130 молекул АТФ. В нормальных условиях процессы превращения глюкозы и СЖК в энергию АТФ находятся в динамическом равновесии, однако решающий вклад в биоэнергетику сердца вносят СЖК. В норме около 30% вырабатываемой энергии АТФ осуществляется за счет окисления глюкозы, вклад СЖК в биоэнергетику сердца значительно больше и составляет около 70%. Существенное замечание, которое следует учесть в понимании механизма энергоснабжения миокарда в условиях ишемии , состоит в том, что если получение энергии АТФ за счет окисления СЖК возможно только в аэробных условиях (при отсутствии дефицита кислорода), то образование АТФ за счет метаболизма глюкозы возможно не только при аэробных условиях, но и при анаэробных условиях, то есть при дефиците кислорода. Подробнее об этом – ниже.

Какие изменения в энергообеспечении миокарда возникают при гипоксии? Чтобы понять характер этих изменений, следует принять во внимание тот факт, что с позиций гипоксии (нехватки кислорода, вызванной ишемией) СЖК, по сравнению с глюкозой, являются менее «выгодным» источником АТФ, поскольку при их окислении на выработку одного и того же количества АТФ требуется кислорода на 14% больше, чем при окислении глюкозы. Другими словами, «кислородная стоимость» молекулы АТФ, полученной от окисления глюкозы, ниже, чем у молекулы АТФ, полученной от окисления СЖК. Такой дисбаланс между потребностью кислорода при окислении глюкозы и СЖК в сторону последних приводит к тому, что уже в случае умеренной ишемии в митохондриях кардиомиоцитов накапливается большое количество недоокисленных жирных кислот, при этом аэробное окисление обоих субстратов снижается , а таким образом и уменьшается выработка АТФ. Однако даже при выраженной ишемии, несмотря на усиление утилизации глюкозы, преимущественным субстратом окисления остаются СЖК.