Основною функцією коронарного кровообігу є постачання міокарда адекватною до його потреб кількістю кисню, тому коронарний кровотік повинен абсолютно відповідати метаболічним потребам серця (рис. I.F.2-1).
Артеріальна частина коронарного кровообігу складається з:
1) великих епікардіальних вінцевих артерій з дуже низьким опором
2) артеріол мікроциркуляції з діаметром <200 мкм, і високим («Опір мікроциркуляції в спокої») опором (resting microvascular resistance – RMR) в спокої внаслідок сильного скорочення гладком’язових клітин судинної стінки в спокої.
В результаті, в нормі практично весь коронарний опір виникає на рівні артеріол мікроциркуляції, і оскільки опір є похідною діаметра судини, то діаметр артеріол мікроциркуляції є регулятором коронарного кровотоку. Діаметр великих епікардіальних артерій у цьому контексті не має жодного значення (рис. I.F.2-2A).
Зі збільшенням навантаження на міокад зростає потреба серця в кисні, що вимагає посилення коронарного кровообігу. Це відбувається внаслідок дилятації чутливих до метаболічних факторів артеріол коронарної мікроциркуляції, що призводить до зниження опору мікроциркуляції (рис. I.F.2-2A та рис. I.F.2-2B). В такий спосіб потік пристосовується до потреби міокарда в кисні (рис. I.F.2-1). Основну роль відіграє («Коронарний резерв») коронарний резерв, тобто можливість збільшити коронарний кровотік по відношенню до вихідного стану. У нормальному серці він становить ≥100% і цього завжди достатньо. Це похідна можливості зниження опору коронарної мікроциркуляції. Чим більший RMR і нижчий мінімальний опір («Мінімальний мікросудинний опір») minimal microvascular resistance – MMR), тим більша амплітуда можливої дилятації та більший коронарний резерв (рис. I.F.2-2A та рис. I.F.2-2B).
Зниження коронарного резерву (рис. I.F.2-1) відіграє основну роль у патогенезі хронічних коронарних синдромів (ХКС). Чим він менший, тим нижчий поріг ішемії міокарда, тобто ішемія виникає при меншому навантаженні серця.
Найпоширенішою причиною зниження коронарного резерву при ХКС є атеросклеротичне звуження епікардіальної артерії. Через низький вихідний опір лише звуження просвіту судини на ~ 50% викликає значне підвищення локального опору. Тому менші звуження називають гемодинамічно незначимими звуженнями. Добрим показником міри стенозу є т.зв «Фракційний резерв кровоплину» (fractional flow reserve – FFR): відношення тиску за стенозом і тиску перед стенозом в умовах максимальної дилятації периферичного мікроциркуляторного русла. У здорових епікардіальних судинах артеріальноий тиск не знижується, тому FFR дорівнює 1. Чим більше звуження і спричинений ним опір для кровотоку, тим більше зниження артеріального тиску за стенозом і тим нижче значення FFR. Величини <0,8 вказують на гемодинамічно значимий стеноз, який пов'язаний зі значним зниженням коронарного резерву. Прогресування стенозу призводить до збільшення локального опору і, щоб зберегти загальний коронарний опір і кровотік у стані спокою незмінними, виникає дилятація артеріол мікроциркуляції та зниження RMR (рис. I.F.2-2C). Наслідком останнього є зменшення коронарного резерву (рис. I.F.2-2D) і зниження ішемічного порогу (рис. I.F.2-1).
Цей процес триває до тих пір, поки коронарний резерв не вичерпається - в таких умовах подальша вазоконстрикція призводить до зниження кровотоку і виникнення ішемії в спокої, як при гострих коронарних синдромах.
При ХКС, спричинених атеросклеротичним стенозом коронарної артерії, зазвичай переважно спостерігається ішемія субендокардіального шару міокарду лівого шлуночка. У цьому шарі позасудинний тиск найвищий, а значить, коронарний резерв тут найменший. Додатково значне звуження великої епікардіальної артерії змушує коронарні судини мікроциркуляції в епікарді та субендокарді конкурувати за один і той самий пул крові. Особливо при збільшенні навантаження на міокард і, пов'язаному з цим збільшенні частоти серцевих скорочень, підвищений зовнішній тиск збільшує опір і обмежує кровообіг у субендокарді. Екстраваскулярна компресія, натомість, не впливає на опір субепікардіальної мікроциркуляції, яка починає «підкрадати» кров із внутрішніх шарів.
Більшість атеросклеротичних бляшок розташовані ексцентрично і охоплюють лише частину окружності судини. Частина окружності судини, не охоплена бляшкою, особливо чутлива до вазоконстрикторних факторів (оскільки функція ендотелію, який її покриває, зазвичай, порушена), і тому під час фізичного навантаження часто реагує парадоксальним спазмом, що додатково погіршує коронарний кровотік. Ступінь цього спазму змінюється з часом і під впливом таких факторів, як дієта з високим вмістом насичених жирів, тютюнопаління та низька фізична активність. Тому ішемічний поріг, у разі стенозів, спричинених ексцентричними бляшками, часто змінюється (рис. I.F.2-3).
«Дисфункція коронарної мікроциркуляції» Дисфункція коронарної мікроциркуляції може бути причиною до 50% випадків ХКС. Протікає без змін у великих епікардіальних коронарних артеріях або супроводжується незначними змінами. Якщо у пацієнта діагностовано стенокардію і неінвазивні дослідження підтверджують наявність ішемії міокарда, таке захворювання називається мікросудинною стенокардією. Характерним для дисфункції коронарної мікроциркуляції є зниження коронарного резерву через неможливість повної дилятації судин мікроциркуляції (рис. I.F.2-2E та рис. I.F.2-2F). Характерною ознакою є збільшення MMR, яке вимірюють при інвазивному гемодинамічному обстеженні (рис. I.F.2-2). Дисфункція коронарної мікроциркуляції може також супроводжувати атеросклеротичний стеноз великої епікардіальної артерії; в цьому випадку додатково знижується коронарний резерв і посилюється ішемія (рис. I.F.2-2G і рис. I.F.2-2H).
Дисфункція мікроциркуляції — це гетерогенна група функціональних і структурних порушень, які часто співіснують у різних комбінаціях. Включає ≥3 різних аномалій:
1) 1) дисфункція ендотелію коронарної мікроциркуляції, що обмежує можливість вазодилятації в умовах підвищеного навантаження в результаті зниження продукції або активності вазодилататорів, особливо оксиду азоту (NO) та пероксиду водню (H2O2)
2) патологічно посилене скорочення гладких м'язів судин мікроциркуляції, пов'язане з порушеннями у цих м'язах (надмірне фосфорилювання легких ланцюгів міозину Rho кіназою), що нагадує вазоконстрикторну (Принцметала) стенокардію великих артерій.
3) структурні порушення, передовсім екстраваскуляна компресія, а також зменшення щільності судин і ремоделювання їх стінки.
Порушення коронарного кровотоку при дисфункції мікроциркуляції мають ряд характерних ознак. Ці порушення не обмежені певною ділянкою, як у випадку значного епікардіального стенозу, а є більш дифузними, що ускладнює їх підтвердження при діагностичних обстеженнях. Крім того, вони, мабуть, є компонентом системного захворювання, яке включає не тільки коронарний кровообіг. Дисфункція мікроциркуляції особливо часто спостерігається у жінок та при інших захворюваннях серця (напр., гіпертрофія, пов’язана з артеріальною гіпертензією), системних метаболічних і запальних захворюваннях (цукровий діабет, псоріаз). На відміну від значного стенозу артерії, ішемія не обмежується субендокардом лівого шлуночка. Якщо переважає вазоконстрикція, ішемічний поріг суттєво коливається, а симптоми можуть також з’являтися у спокої. Всупереч попереднім припущенням, дисфункція мікроциркуляції не пов’язана з оптимістичним прогнозом і значно підвищує ризик розвитку гострих коронарних синдромів, особливо якщо вона супроводжується атеросклеротичними змінами, у тому числі незначними.
Два найважливіші порушення, що лежать в основі ХКС - атеросклеротичне звуження епікардіальних артерій і дисфункція коронарної мікроциркуляції - найчастіше зустрічаються в різних співвідношеннях і призводять до патофізіологічного спектру, кінцевим ефектом якого є зниження коронарного резерву (рис. I.F. 2-4).