Сердце и гормоны

 Сердце и гормоны

   

Ежегодное число смертей от сердечной недостаточности (когда сердце бьется слабее, прокачивает меньше крови) к 1993 году в США выросло до 42 000 в год. Обычно люди с сердечной недостаточностью живут несколько лет; в настоящее время около 5,7 млн. людей в США страдают сердечной недосточностью. Распространенность и смертность от других сердечно-сосудистых заболеваний (таких как гипертония и аномалии коронарных артерий) выше, но застойная сердечная недостаточность особенно важна для понимания, поскольку она связана с дефектной функцией самой сердечной мышцы.

Когда сердечная мышца бьется чаще, удары становятся более мощными — это ее основное свойство. Его называют эффектом лестницы — из-за того, как прослеживается начало движения, удар за ударом, по мере возрастания стимула. Это последовательное поведение, но иногда оно не срабатывает: во время шока и сердечного приступа пульс повышается без увеличения объема прокачиваемой с каждым ударом крови.

Сент-Дьёрди обнаружил, что применение эстрогенов уменьшает эффект лестницы, а прогестерона — увеличивает. Он описал лестницу как ситуацию, в которой функция (скорость сжатия) строит структуру (размер сокращения). Прогестерон позволяет сжатию построить «структуру», а эстроген предотвращает это.

Тестостерон, как и прогестерон, также вызывает быстрое и экстенсивное чередование сокращения и релаксации. Эстроген — ухудшает как релаксацию, так и сокращение.

В состоянии шока или преобладания эстрогена инотропное лекарственное средство замедляет сердечный ритм за счет увеличения количества прокачиваемой крови.

Я полагаю, незадолго до эксперимента на сердце Сент-Дьёрди Ганс Селье обнаружил, что в больших дозах эстроген вызывает шоковое состояние. Шок и стресс приводят к росту эстрогена, снижая прогестерон и тестостерон.

Также известно, что гормон щитовидной железы для оказания на сердце положительного воздействия (наращивая его накачивающую способность) и учащает сердечный ритм, но не допускает предельных значений.

Когда мышца или нерв утомляется, возникает отек, удерживающий воду. При чрезмерном отеке способность к сокращению ограничена. При избыточном содержании воды состояние напоминает частично возбужденное, при котором в цитоплазме повышено количество свободного натрия и кальция. Для вывода натрия и кальция или связывания кальция требуется энергия, которая позволит клетке выдавить избыток воды и вернуться в состояние покоя. Гормон щитовидной железы позволяет митохондриям клеток эффективно вырабатывать энергию, а также регулирует синтез белков (фосфоламбана и кальциксекреина), которые контролируют связывание кальция. Когда клетка наполняется энергией за счет митохондрий, работающих с гормоном щитовидной железой, кислородом и сахаром, то эти белки быстро меняют свою форму, связывая кальций и удаляя его из сократительной системы, позволяя клетке расслабиться и как следует подготовиться к следующему сокращению. Если кальций не связан быстро и без остатка, то клетка удерживает лишнюю воду и натрий, что не позволяет ей полностью расслабиться.

Сердечную недостаточность описывают как «диастолическую недостаточность», когда мышца не может полностью расслабиться. На ранней стадии это просто чрезмерно насыщенное водой (Iseri, et al., 1952) состояние усталости, но если это оно длительно повторяется, то соответствующие метаболические изменения приводят к фиброзу и даже к кальцификации сердечной мышцы.

У многих детей с приближением к половому созреванию по мере роста эстрогена, который вмешивается в работу щитовидной железы, возникают «боли роста», при которых мышцы после продолжительной активности становятся напряженными и болезненными. В случае серьезного гипотиреоза (снижение функции щитовидки) может возникнуть миопатия — болезненное отечное состояние с утечкой мышечных белков (особенно миоглобина) в кровоток, поэтому его можно диагностировать с помощью анализа крови. Сочетание гипотиреоза с усталостью и стрессом может привести к распаду и гибели мышечных клеток, рабдомиолизу.

Снижающие липиды крови лекарства, статины и фибраты, нарушают митохондриальное дыхание (Satoh, et al., 1995, 1994; Brunmair, et al., 2004) и увеличивают случаи распада мышечных клеток (Barker, et al., 2003; Wu, et al., 2009; Fallah, et al., 2013). 

Вредоносный эффект от снижения холестерина, по-видимому, имеет отношение к сердечной недостаточности: «В свете взаимосвязи между высоким уровнем холестерина и повышенной выживаемостью при сердечной недостаточности, терапия статинами или другими снижающими липиды препаратами при сердечной недостаточности остается спорной!!! (Хорвич, 2009)».

При диагностированной сердечной недостаточности аналогичные изменения можно обнаружить и в скелетных мышцах (van der Ent, et al., 1998).

Стресс в форме перенапряжения (Zhabyeyev, et al., 2013), гиперактивности ренин-ангиотензиновой системы (Mori, et al., 2013), симпатической нервной системы, адренергических химических препаратов (Mori, et al., 2012), недостаток энергии, вызванный диабетом, дефицитом инсулина или гипотиреозом, — все это вызывает сдвиг энергопроизводства от окисления глюкозы к окислению жирных кислот с высвобождением, а не окислением молочной кислоты, полученной из глюкозы. Этой последовательности, от снижения эффективности энергопроизводства до сердечной недостаточности, можно противопоставить ​​агенов, которые уменьшают доступность жирных кислот и способствуют окислению глюкозы. 

Ниацинамид ингибирует выделение свободных жирных кислот из тканей, а щитовидная железа поддерживает окисление глюкозы. Сердечная и скелетная мышца проявляют похожие структурные реакции на вмешательство в функции митохондрий, а именно: набухание, снижение сократительной способности и распад. Когда миоглобин появляется в крови и моче, предполагается, что его источник — скелетные мышцы, но было обнаружено, что у пациента с миоглобинурией миоглобин сердца был истощен (Lewin and Moscarello, 1966).

 По-видимому, окисление глюкозы необходимо для предотвращения внутриклеточного накопления свободных кальция и жирных кислот (Jeremy, et al., 1992; Burton, et al., 1986; Ivanics, et al., 2001). Связывающий кальций белок, активируемый щитовидной железой и ингибируемый эстрогеном, как представляется, активируется глюкозой и подавляется жирными кислотами (Zarain-Herzberg and Rupp, 1999).

Диабет или голодание повышают свободные жирные кислоты и заставляют клетки переходить от окисления глюкозы к окислению жирных кислот, ингибируя связывание кальция (McKnight, et al., 1999). Прием небольшого количества сахара (0,8 % сахарозы в питьевой воде) восстановил связывание кальция и функцию сердца, не увеличив ни гормон щитовидной железы, ни инсулин (Rupp, et al., 1988, 1999, 1994). Глюкоза сыворотки понизилась, поскольку за счет снижения свободных жирных кислот восстановилась способность окислять сахар. По мере роста эффективности активность симпатической нервной системы снизилась.

Статины оказывают противоположное действие, снижая окисление глюкозы.

Одним из свойств эстрогена является хроническое увеличение циркуляции свободных жирных кислот и поддержка длинноцепочечных полиненасыщенных жирных кислот, таких как ЭПК и ДГК. Эти жирные кислоты, замедляющие сердечный ритм (Kang and Leaf, 1994). 

       Во многих публикациях эстроген все еще продвигают в качестве кардиопротекторного средства, но растет осознание его роли в сердечной недостаточности и внезапной сердечной смерти. Известно, что длительное возбужденное состояние (потенциал действия) и замедленная релаксация (интервал QT) повышают риск возникновения аритмии и внезапной смерти, а эстроген, который является причиной этих изменений у людей, у восприимчивых кроликов вызывает внезапную сердечную смерть, при этом адренергический стимулятор повышает аритмию, а прогестерон и андроген предотвращают ее (Odening et al., 2012).

О взаимодействии эстрогена с адреналином в стимулировании сужения кровеносных сосудов известно уже много лет (например, Cheng and Gruetter, 1992). Прогестерон блокирует это действие эстрогена (Moura and Marcondes, 2001).

В состоянии стресса и энергетической недостаточности мышечные клетки сердца погибают, и их заменяют клетки соединительной ткани. По-видимому, одним из гормонов, позволяющих стволовым клеткам дифференцироваться в кардиомиоциты, является гормон щитовидной железы.

В контексте клеточной дифференциации, как процесса длиною в жизнь, можно считать изменения сердца при недостаточности результатом дифференциации, которой пришлось идти неподходящим курсом. Кальцификация кровеносных сосудов, вызванная избытком фосфата и дефицитом витамина К, включает экспрессию белка, который имеет свое место в скелете. Замена сердечной мышцы волокнистой соединительной тканью и даже костью является основной биологической проблемой дифференциации, а ответственные факторы — стресс, повышенный эстроген, дефицит гормона щитовидной железы, подавление окисления глюкозы жирными кислотами и т. д. — участвуют в проблемах дифференциации, возникающих в других дегенеративных процессах, таких как саркопения, деменция и рак.

Дедифференцировку клеток могут вызывать различные стрессы, но распространенной проблемой, повидимому, является гипоксия.

Такие простые вещи, как прием гормона щитовидной железы, прогестерона и сахара, избегание избыточного фосфата по отношению к кальцию и отказ от полиненасыщенных жиров, позволяет людям действовать самостоятельно, вне зависимости от медицинской системы. Кардиохирурги-трансплантологи обнаружили, что введение Т3 донору с погибшим мозгом перед удалением сердца улучшает жизнеспособность и функцию донорского сердца у реципиента (Новицкий, 1996).

Другой простой метод снижения артериального давления и улучшения сердечного ритма — дышать в бумажный пакет в течение минуты или двух за раз, чтобы увеличить содержание углекислого газа в крови. Это дает вазодилатирующий эффект, снижающий необходимое для циркуляции крови усилие, и уменьшает беспокойство.