Физиологические основы: сократимость и насосная функция
Базовой и самой важной функцией рабочих кардиомиоцитов является сократимость, которую в медицинской литературе обозначают термином инотропизм. Именно благодаря скоординированному сокращению этих клеток сердце способно выполнять свою главную физиологическую задачу — работать как непрерывный насос.
Насосная функция сердца критически важна для поддержания жизнедеятельности всего организма. Она обеспечивает бесперебойную доставку строго необходимого объема крови ко всем периферическим тканям и органам.
Точкой приложения кардиотонических препаратов являются исключительно рабочие кардиомиоциты. Важно понимать, что их первичная мишень — не гладкомышечные клетки сосудов, не эндотелиальные клетки и не элементы проводящей системы сердца, а именно сократительный аппарат рабочего миокарда.
Патология: когда нужны кардиотоники
Когда насосная функция сердца по каким-либо причинам снижается, развивается патологическое состояние, известное как сердечная недостаточность (СН). При этой патологии сердце теряет способность перекачивать объем крови, достаточный для удовлетворения потребностей периферических тканей.
Клинически сердечная недостаточность классифицируется на две основные формы:
- Острую сердечную недостаточность.
- Хроническую сердечную недостаточность.
Именно для фармакологической коррекции этого состояния и стимуляции ослабленного миокарда применяются кардиотонические средства. Их главная терапевтическая цель — заставить сердце сокращаться сильнее, преодолевая проявления недостаточности.
Фармакологические эффекты и терминология
В фармакологии действие препаратов, увеличивающих силу сокращений миокарда, строго определяется как положительный инотропный эффект.
Для точного понимания предмета необходимо отличать этот эффект от других видов воздействия на сердце. Кардиотоники в первую очередь повышают именно сократимость, что отличает их от препаратов, влияющих преимущественно на возбудимость миокарда, частоту сердечных сокращений (положительный хронотропный эффект) или скорость проведения импульса (положительный дромотропный эффект). Также их действие прямо противоположно отрицательному инотропному эффекту, при котором сила сокращений падает.
Классификация по механизму действия
Все кардиотонические средства делятся на две большие группы в зависимости от того, каким именно образом они заставляют кардиомиоцит сокращаться сильнее.
- Средства, повышающие концентрацию цитоплазматического кальция ($Ca^{2+}$).
Для того чтобы мышечное волокно сократилось, внутри клетки должен накопиться кальций. Препараты этой подгруппы различными путями увеличивают количество свободных ионов $Ca^{2+}$ в цитоплазме. Сюда относятся:
- Сердечные гликозиды.
- $\beta_1$-адреномиметики (обратите внимание: именно $\beta_1$-рецепторы отвечают за стимуляцию сердца, в отличие от $\alpha_1$- или $\beta_2$-адреномиметиков, а $\beta$-адреноблокаторы, напротив, угнетают эту функцию).
- Ингибиторы фосфодиэстеразы III типа.
- Средства, повышающие чувствительность к кальцию (сенситайзеры кальция).
Их уникальность заключается в том, что они не увеличивают абсолютную концентрацию ионов $Ca^{2+}$ внутри клетки. Вместо этого они повышают сродство сократительного белка тропонина к уже имеющемуся кальцию. Ярким примером такого механизма является препарат левосимендан.
Классификация по химической структуре
Помимо механизма действия, в традиционной фармакологии принято разделять кардиотоники на основе их химического строения. Эта классификация предельно проста и включает два класса:
- Сердечные гликозиды. Это препараты, молекула которых имеет характерную гликозидную структуру.
- Негликозидные кардиотоники. Это обширная, собирательная группа, в которую входят абсолютно все остальные препараты с положительным инотропным эффектом, не имеющие гликозидной структуры (включая упомянутые выше адреномиметики, ингибиторы фосфодиэстеразы и сенситайзеры кальция).
Коротко: ответы на вопросы по теме
Какие основные лекарственные препараты относятся к группе сердечных гликозидов?
К группе сердечных гликозидов относятся препараты, разделённые по источнику на гликозиды наперстянки, строфанта Комбе и ландыша майского. К гликозидам наперстянки относятся Дигоксин, Ацетилдигоксин В, Ланатозид С и Дигитоксин. Из гликозидов строфанта Комбе указан Уабаин (строфантин Г). К гликозидам ландыша майского относятся Коргликон и Конваллотоксин. В современной медицинской практике применяются Дигоксин, Ацетилдигоксин В, Ланатозид С и Уабаин; Дигитоксин и препараты ландыша в список актуальных не включены.
Какие препараты входят в подгруппу ингибиторов фосфодиэстеразы III типа?
К подгруппе ингибиторов фосфодиэстеразы III типа относится Милринон. Он применяется для кратковременной терапии острой сердечной недостаточности, резистентной к другим препаратам. Ибопамин упоминается среди разрабатывавшихся средств для приёма внутрь, предназначавшихся для замены сердечных гликозидов.
Какие конкретные средства относятся к группе бета1-адреномиметиков с кардиотоническим действием?
К группе агонистов $\beta_1$-адренорецепторов с кардиотоническим действием относятся $\beta_1$-адреномиметики и дофаминомиметики. Конкретными препаратами этой группы являются Добутамин, который стимулирует непосредственно $\beta_1$-адренорецепторы миокарда, и Допамин, являющийся дофаминомиметиком и биохимическим предшественником норадреналина, оказывающим кардиотоническое действие за счет аналогичной стимуляции рецепторов.
Каков точный биохимический механизм действия сердечных гликозидов на кардиомиоциты?
Биохимический механизм действия сердечных гликозидов заключается в ингибировании фермента $K^+$-$Na^+$-АТФазы в мембране кардиомиоцита. Это нарушает выход ионов натрия и повышает его внутри концентрацию, что меняет работу $Na^+$-$Ca^{2+}$-обменника. В результате замедляется выведение кальция из клетки и увеличивается его накопление в цитозоле с последующим депонированием в саркоплазматическом ретикулуме, что обеспечивает усиление сокращения миокарда.
В чем заключается механизм действия ингибиторов фосфодиэстеразы III типа?
Механизм действия ингибиторов фосфодиэстеразы III типа заключается в ингибировании фосфодиэстеразы III. В норме этот фермент разрушает цАМФ до неактивного 5'-АМФ. Его ингибирование приводит к накоплению цАМФ внутри клетки, поддержанию активности протеинкиназы, открытию кальциевых каналов и увеличению входа ионов кальция в кардиомиоциты, что обеспечивает усиление сокращения. В сосудах ингибирование фосфодиэстеразы вызывает прямую вазодилатацию, снижение общего периферического сосудистого сопротивления и постнагрузки.
Какие основные побочные эффекты характерны для сердечных гликозидов?
Для сердечных гликозидов характерны кардиальные и внекардиальные побочные эффекты, возникающие при интоксикации или передозировке. Кардиальные проявления включают нарушения ритма и проводимости, такие как желудочковые экстрасистолы и атриовентрикулярная блокада. Внекардиальные эффекты охватывают диспепсические расстройства в виде тошноты, рвоты и диареи, зрительные нарушения со специфической ксантопсией, а также неврологические и психические расстройства, включая головные боли, нарушения сна и галлюцинации.
Чем отличается хронотропный эффект от инотропного и дромотропного?
| Эффект | Влияние на сердечную деятельность |
|---|---|
| Инотропный | Изменение сократимости миокарда (усиление сокращений при положительном эффекте) |
| Хронотропный | Изменение частоты сердечных сокращений (замедление ритма при отрицательном эффекте) |
| Дромотропный | Изменение скорости проведения возбуждения по проводящей системе сердца |
Таким образом, инотропизм отвечает за силу сокращений, хронотропизм — за частоту ритма, а дромотропизм — за проводимость.
Какие абсолютные и относительные противопоказания существуют к назначению сердечных гликозидов?
В предоставленных материалах содержится информация о том, что сердечные гликозиды противопоказаны при атриовентрикулярной блокаде. Другие абсолютные или относительные противопоказания к их назначению в текстах методичек подробно не приводятся.
Каковы фармакокинетические особенности левосимендана?
Фармакокинетические особенности левосимендана включают очень высокую степень связывания с белками плазмы крови, которая составляет 97–98%. Препарат подвергается почти полной биотрансформации в организме с образованием активного метаболита, доля которого составляет 5%. Период полувыведения самого вещества равен примерно 1 часу, что обеспечивает быстрое начало действия.
Чтобы легко запомнить два механизма действия кардиотоников, представьте, что ионы кальция ($Ca^{2+}$) — это грузчики, а белок тропонин — прораб. Первая группа препаратов (гликозиды, $\beta_1$-адреномиметики, ингибиторы ФДЭ III) просто «нанимает больше грузчиков», повышая концентрацию кальция в цитоплазме. Вторая группа (сенситайзеры, например, левосимендан) действует хитрее: она не увеличивает число рабочих, а «выдает прорабу рупор», повышая чувствительность тропонина к уже имеющемуся кальцию.
Вопросы с занятий и экзамена
Что такое инотропизм и как он связан с кардиотониками?
Инотропизм — это базовая функция рабочих кардиомиоцитов, обеспечивающая сократимость сердца. Кардиотонические средства обладают положительным инотропным эффектом, то есть они целенаправленно стимулируют и усиливают эту сократительную активность.
На какие именно клетки действуют эти препараты?
Точкой приложения кардиотонических средств являются непосредственно рабочие кардиомиоциты. Они не оказывают первичного стимулирующего действия на гладкомышечные или эндотелиальные клетки, а также на элементы проводящей системы сердца.
В чем принципиальное отличие левосимендана от сердечных гликозидов?
Сердечные гликозиды усиливают сокращение за счет повышения концентрации цитоплазматического кальция. Левосимендан же относится к сенситайзерам: он не меняет концентрацию ионов $Ca^{2+}$, но увеличивает сродство к ним сократительного белка тропонина.
Какие рецепторы стимулируют адреномиметики для достижения кардиотонического эффекта?
Положительный инотропный эффект достигается за счет стимуляции $\beta_1$-адренорецепторов. Препараты, действующие на $\alpha_1$- или $\beta_2$-рецепторы, а также $\beta$-адреноблокаторы, для этой цели не применяются.
Что ещё разобрать по теме
- Подробный механизм действия сердечных гликозидов на клеточном уровне.
- Фармакодинамика $\beta_1$-адреномиметиков и ингибиторов фосфодиэстеразы III типа.
- Особенности применения кардиотоников при острой и хронической сердечной недостаточности.
- Клиническое значение сенситайзеров кальция (на примере левосимендана).
Разберите тему целиком в курсе «Фармакология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Кардиотонические средства» и ещё 5 262 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 116 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Средства, повышающие артериальное давление (Гипертензивные средства)»
Весь раздел «Средства, повышающие артериальное давление (Гипертензивные средства)»Бесплатные видеоуроки: фармакологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.