Среди заболеваний сердечно-сосудистой системы у детей особую роль играют миокардиты – поражение миокарда преимущественно воспалительной природы, которое нередко сопровождается латентным течением, что затрудняет его своевременную диагностику.
Цель исследования: рассмотреть основные механизмы повреждения миокарда при миокардитах.
Материалы и методы исследования
По данной теме проанализированы научные литературные источники, в том числе из баз данных Scopus, Web of Science, PubMed.
Результаты исследования и их обсуждение
Чаще всего ведущим этиологическим фактором миокардитов являются вирусы, как например, энтеровирусы (Коксаки, ECHO), парвовирус В19 (PVB19), человеческий вирус герпеса 6-го типа (HHV6), причем в ряде случаев имеет место сочетание двух и более возбудителей (PVB19 и HHV6), что ухудшает прогноз заболевания [1]. При этом вирусный геном может быть представлен и рибонуклеиновой, и дезоксирибонуклеиновой кислотой. Однако в настоящее время считается, что причиной поражения миокарда может быть практически любой из инфекционных возбудителей. Несмотря на то, что бактерии вызывают миокардиты более редко в сравнении с вирусами, их роль в развитии миокардита, особенно в сочетании с другими возбудителями, также имеет большое значение. Среди бактерий наиболее значимы микобактерии туберкулеза, стрептококк, гемофильная палочка и многие другие. Также в роли этиологических факторов миокардитов могут выступать грибы рода Candida, некоторые гельминты и простейшие (например, Toxoplasma gondii).
Также поражение миокарда может быть обусловлено действием различных токсических факторов, например, значение имеет прямое токсическое действие на миокард лекарственных препаратов (хлорамфеникол) [2]. К лекарственным препаратам, которые могут выступать в роли этиологического фактора миокардита, можно также отнести цитостатические препараты, сульфаниламиды и некоторые другие. Кроме вышеперечисленных факторов определенную роль играет аутоиммунный характер патологии. Повреждение миокарда может быть обусловлено и действием избыточных концентраций гормонов при патологии эндокринной системы (гипертиреозе, феохромоцитоме) [3]. Однако еще раз необходимо подчеркнуть, что основную роль в этиологии миокардитов играет все-таки вирусная инфекция, а почти у каждого четвертого пациента выявляется микст-инфекция [4].
К предрасполагающим факторам миокардита у детей относятся ранний возраст (до 3 лет), генетическая предрасположенность, патология иммунной системы (как иммунодефициты, так и аллергии), а также микст-инфекция (особенно протекающая бессимптомно).
Поскольку в большинстве случаев в роли этиологического фактора выступают инфекционные возбудители, рассмотрим патогенез миокардита, вызванный различными инфекциями. Повреждение кардиомиоцитов может произойти при участии разных механизмов: возможно прямое повреждающее действие, повреждение клетки циркулирующими кардиотоксинами, неспецифическое повреждение кардиомиоцитов на фоне генерализованного воспалительного процесса или с помощью аутоиммунных механизмов. Определенным вирусам свойственна генетическая способность вызывать повреждение миокарда, то есть кардиовирулентность. Прямое вирусное повреждение кардиомиоцитов характерно для острого периода болезни. В это время вирус внедряется в клетки миокарда, происходит репликация вируса в кардиомиоцитах через взаимодействие с эндотелиальными рецепторами [5]. Причем в этот период вирус может полностью элиминироваться. Однако в случае массовой гибели кардиомиоцитов (при развитии молниеносной формы миокардита) нарушается сократительная функция миокарда, что может привести к острой сердечной недостаточности [5]. Таким образом, на начальной стадии заболевания миокард повреждается вследствие прямого вирус-опосредованного лизиса кардиомиоцитов или в результате активации клеточного иммунного ответа.
Эффекторные механизмы клеточного иммунитета в основном связаны с действием цитотоксинов цитотоксических Т-лимфоцитов. После связывания TCR (антигенраспознающего рецептора Т-лимфоцитов) с антигеном происходит дегрануляция цитотоксических Т-лимфоцитов. Из гранул высвобождается перфорин, в результате его действия в мембране клетки-мишени образуются поры, через которые внутрь клетки проникают гранзимы. Вследствие этого в клетке запускается программа апоптоза. Таким образом, при активации первичного иммунного ответа клетка-мишень погибает путем апоптоза либо осмотического лизиса.
Если в начальную фазу миокардита вирус полностью не элиминировался из миокарда, то возможен переход во вторую фазу – аутоиммунную, которая сопровождается синтезом антител к мембранам кардиомиоцитов; то есть вирусы осуществляют запуск аутоиммунных реакций, что усиливает повреждение миокарда. В-лимфоциты синтезируют антитела класса IgG. В ответ на образование иммунных комплексов синтезируются медиаторы, токсически действующие на кардиомиоциты.
На протяжении различных этапов патогенеза высвобождаются медиаторы воспаления, такие как гистамин, серотонин, простагландины, гепарин, лизосомальные ферменты; имеют значение и гуморальные медиаторы – компоненты комплемента, брадикинин. Особенно важное значение в патогенезе миокардитов приобретает нарушение баланса цитокинов (низкомолекулярных клеточных медиаторов, синтез которых осуществляется многими ядросодержащими клетками организма), которые выполняют роль связующего звена между нервной, эндокринной и иммунной системами [6]. В ходе воспалительного процесса усиливается синтез провоспалительных цитокинов, таких как интерлейкин 1 (ИЛ-1), интерлейкин 6 (ИЛ-6), фактор некроза опухоли α (ФНО α), γ-интерферон (γ-ИФ) и другие. Цитокины формируют направление дифференцировки Th0-лимфоцитов в сторону в Th1 или Th2 [7]. При остром миокардите сначала запускается иммунный ответ с участием Th1, что необходимо для снижения вирусной нагрузки. Затем при участии Th2 активируются В-лимфоциты и осуществляется синтез антител к кардиомиоцитам (во второй фазе заболевания). То есть, цитокины, выполняя, с одной стороны, защитную роль, в то же время могут привести к избыточному иммунному ответу, что влияет на прогноз заболевания.
Провоспалительные цитокины высвобождаются также вследствие повреждения эндотелиальных клеток; так как в отличие от вирусов, обладающих тропностью к кардиомиоцитам, ряд вирусов другого типа инфицируют главным образом эндотелиальные клетки сосудов сердца (мелкие артерии, венулы и капилляры). Это стимулирует синтез таких цитокинов, как ИЛ-1, ИЛ-6, ФНО α. Таким образом, при воздействии некоторых вирусов первоначально происходит повреждение эндотелия, и лишь затем кардиомиоцитов. Провоспалительные цитокины (ИЛ-1, ИЛ-6, ФНО α) оказывают воздействие на многие системы организма, в том числе участвуют в развитии сердечно-сосудистых заболеваний.
Известно, что ИЛ-1 синтезируется прежде всего макрофагами, но также и эндотелием сосудов. Среди цитокинов семейства интерлейкина ИЛ-1 особенно важное значение играет ИЛ-1β, поскольку индуцирует синтез ФНО α и ИЛ-6, а также низкомолекулярных медиаторов воспаления (оксид азота и простагландины) [8]. ФНО α участвует в активации синтеза NO-синтазы (NOS). Повышенное содержание цитокининдуцированной формы NO отрицательно влияет на функции эндотелия, угнетает продукцию эндотелиального NO, нарушает сократительную функцию миокарда и оказывает прямое токсичное действие на кардиомиоциты [9]. На фоне этих нарушений снижается общее периферическое сопротивление сосудов, развиваются нарушения метаболизма.
Клетки сосудистого эндотелия также продуцируют ИЛ-6, который, как ИЛ-1 и ФНО α, но в гораздо большей степени, является одним из главных регуляторов синтеза белков острой фазы гепатоцитами. ИЛ-6 также участвует в иммунорегуляции, действуя на процессы пролиферации и дифференциации В-лимфоцитов [9, с. 326]. Активация В-лимфоцитов (под влиянием ИЛ-6) приводит к усиленному антителообразованию.
Повреждение эндотелия, таким образом, приводит к выраженным нарушениям системы гемостаза, повышению проницаемости сосудистой стенки, прогрессирующей гипоксии миокарда, образованию микронекрозов. Высвобождение провосполительных цитокинов также приводит к активации апоптоза.
Воспалительный процесс приводит к ремоделированию камер сердца и в дальнейшем к фиброзу миокарда. Эти изменения соответствуют третьей фазе миокардита, в которую помимо фиброза, формируется кадиосклероз, гипертрофия мышечных волокон. Сократительная способность миокарда снижается. При длительном патологическом процессе, развитии хронического воспаления возможно формирование сердечной недостаточности. Электрическая нестабильность миокарда желудочков и повреждение проводящей системы сердца повышают вероятность формирования аритмий, в том числе атриовентрикулярных блокад.
Для своевременной диагностики миокардита требуется тщательный сбор анамнеза. Особое внимание следует уделить недавно перенесенным вирусным или бактериальным инфекциям. Оценить возможную связь перенесенных инфекций и жалоб со стороны сердечно-сосудистой системы. Чаще всего миокардит можно заподозрить, если сердечная недостаточность выявлена относительно недавно (менее 6 месяцев), если определяется аритмия или беспокоят боли в грудной клетке [10]. При болях в грудной клетке требуется исключение ишемической болезни сердца. Боли в сердце сначала кратковременные, но через несколько дней приобретают постоянный характер; локализация – левая половина грудной клетки, колющего или давящего характера. В случае миоперикардита боли усиливаются при глубоком вдохе [10]. Чаще всего в отличии от болей при ишемической болезни сердца иррадиация в левую руку отсутствует.
Сердечная недостаточность проявляется одышкой, формированием периферических отеков, слабостью и быстрой утомляемостью. Одышка выявляется при физической нагрузке, при тяжелом течении – и в состоянии покоя. Одним из проявлений может быть артериальная гипотензия, что сопровождается головокружением, слабостью, склонностью к обморочным состояниям. Поскольку нарушение ритма при миокардитах может быть и в виде пароксизмальной тахикардии, и в виде полной атриовентрикулярной блокады, или экстрасистолии, при клиническом обследовании возможно определение как тахикардии, так и брадикардии. Однако в ряде случаев наблюдается латентное течение, практически бессимптомное в начале заболевания, что существенно затрудняет своевременную диагностику.
Лабораторная диагностика включает общий анализ крови (выявляются лейкоцитоз и увеличение СОЭ, что не является специфичным и определяется при любой патологии воспалительного характера), биохимическое исследование крови с определением уровня белков острой фазы (например, СРБ – что также неспецифично), маркеров цитолиза миокарда (определение уровня тропонинов Т и I – увеличение уровня сердечного тропонина Т; повышение АСТ). Исследование уровня натрийуретического пептида также помогает заподозрить миокардит [1]. Имеет значение определение уровня аутоантител к структурам миокарда и проводящей системы. Специфичными для миокардита являются сердечные аутоантитела к миозину (anti-amyosin IgG) [1], которые чаще определяются при тяжелом течении. Также при миокардитах проводится серологическое обследование с целью определения вируса (полимеразная цепная реакция – ПЦР). Однако, доказательством значимости какого-либо возбудителя в формировании миокардита является его выявление в материале биопсии [2, с.9].
Среди инструментальных методов диагностики используются электрокардиография (ЭКГ), рентгенография органов грудной клетки, эхокардиография, магнитно-резонансная томография (МРТ). Изменения на ЭКГ неспецифичны: возможны определение AV-блокады, блокада любой из ножек пучка Гиса, желудочковые тахиаритмии, изменения сегмента ST или зубца Т и др. Эхокардиография также показана, несмотря на то, что специфичных для миокардита признаков нет [1]. При данном исследовании возможно выявить признаки дисфункции миокарда, исключить пороки сердца и другие заболевания (дифференциальная диагностика). Рентгенография органов грудной клетки помогает определить кардиомегалию, признаки венозного застоя в легких. С помощью МРТ можно оценить процесс воспаления на различных его фазах; это исследование является точным методом визуализации при воспалительных заболеваниях миокарда, ассоциированным с высокой чувствительностью и специфичностью [2, с. 10]. «Золотым стандартом» диагностики миокардита считается эндомиокардиальная биопсия. Однако, так как это инвазивный метод, он показан только тогда, когда результаты этого исследования могут повлиять на тактику лечения пациента [2].
Заключение
Таким образом, ведущим этиологическим фактором миокардита является вирусная инфекция. В острый период болезни в патогенезе на первый план выступает прямое повреждение кардиомиоцитов. Имеют значение повреждение клетки циркулирующими кардиотоксинами и неспецифическое повреждение кардиомиоцитов на фоне генерализованного воспалительного процесса, а также аутоиммунные механизмы. На протяжении различных этапов патогенеза высвобождаются различные медиаторы воспаления, оказывающие не только защитное, но и повреждающее воздействие.