При фиксированной ЧСС напряжение стенки миокарда является основной детерминантой потребления миокардом кислорода. Поскольку потребление миокардом кислорода в конце концов отражает уровень митохондриального метаболизма и синтеза АТФ, любое повышение потребности в АТФ будет приводить к увеличению потребления кислорода. При этом, потребность в АТФ определяется не только внешней работой. Возникновение напряжения стенки повышает потребление кислорода даже при отсутствии выполнения внешней работы. Разницу между внешней работой и возникновением напряжения можно проиллюстрировать на примере человека, который стоит и держит очень тяжелый чемодан.

При этом он не выполняет никакой внешней работы, но устает гораздо сильнее человека, который постоянно поднимает легкий чемодан, то есть выполняет внешнюю работу, но при этом не устает. Чем больше размер полости ЛЖ, тем больше его радиус и, соответственно, большее напряжение стенки. Следовательно, выброс аналогичного объема крови из дилатированного ЛЖ при аналогичном артериальном давлении будет продуцировать аналогичное количество внешней работы, что и выброс того же объема крови желудочком нормального размера, но в случае большего желудочка напряжение стенки будет существенно больше. Таким образом, потребность в кислороде также будет существенно выше. С клинической точки зрения, важной детерминантой потребления миокардом кислорода является размер сердца. У пациента со стенокардией и большой полостью ЛЖ адекватной является терапия, которая способствует уменьшению полости ЛЖ, что приведет к снижению потребности миокарда в кислороде.

Общая концепция напряжения включает постнагрузку, потому что повышение постнагрузки ведет к повышению систолического напряжения стенки. Напряжение стенки также зависит и от преднагрузки, которая генерирует диастолическое напряжение стенки. Напряжение стенки возрастает пропорционально степени повышения давления и радиусу полости ЛЖ, факторам, которые, соответственно, отвечают за повышение пост- и преднагрузки. Напряжение стенки позволяет потреблять энергию, требуемую для генерирования мышечного сокращения, которое не приводит к внешней работе. Более того, состояния повышенной сократимости сопровождаются повышением напряжения стенки. Таким образом, концепция напряжения стенки обеспечивает всесторонний подход к проблеме потребления миокардом кислорода. Помимо метаболического компонента, роль которого обычно незначительна, но может существенно возрастать при определенных обстоятельствах, например патологически высокий уровень циркулирующих свободных жирных кислот, изменения ЧСС и напряжения стенки также определяют большинство из клинически значимых изменений потребления миокардом кислорода.

Внешняя и внутренняя работа и потребность миокарда в кислороде

Принимая во внимание, что основным фактором работы сердца является произведение давления и объема, внешняя работа может быть количественно рассчитана по интегрированной площади «давление-объем», которая представляет собой произведение систолического давления и УО. Чтобы соотнести работу с потреблением кислорода, следует учесть как внешнюю работу, так и внутреннюю работу, которая соответствует треугольнику «давление-объем», соединяющим конечно-систолическую точку «давление-объем» с начальной точкой. Внутреннюю работу более корректно назвать потенциальной энергией, поскольку эта работа генерируется при каждом цикле сокращения и не превращается во внешнюю работу.