Метаболический синдром при сердечной недостаточности

Недостаточность сердца — патологическое состояние, выраженное несостоятельностью сердца обеспечить органы и ткани адекватным кровоснабжением. Основным пусковым механизмом сердечной недостаточности является уменьшение сердечных выбросов и замедление кровотока. Оно может быть вызвано метаболическим поражением миокарда или его перегрузкой. В практике чаще всего встречается сочетание обоих патогенетических механизмов.

В основе метаболической сердечной недостаточности лежат тяжелые нарушения обмена веществ в миокарде, которые приводят к недостаточному образованию макроэргических фосфорных соединений (фосфата креатина, АТФ) или блокируют использование их энергии кардиомиоцитами. Замедление синтеза макроэргов возникает при гипоксии миокарда коронарного или общего происхождения, ограничении доступа субстратов окисления (жирных кислот, глюкозы, молочной кислоты), подавление функции митохондрий, инактивации креатинкиназы и других ферментов, которые участвуют в энергетическом обеспечении миокарда.

Препятствия для использования энергии кардиомиоцитами создаются в результате нарушения функции мембранных ионных насосов (№+К+-АТФазы, Са2+-АТФазы) и нарушения соотношения между содержимым ионов натрия, калия и кальция во внутриклеточном и внеклеточном пространствах. Одной из причин этого явления считается активация вольнорадикального окисления липидов мембран кардиомиоцитов и повышение их проницаемости. Расстройства электролитного обмена влияют на сократительную способность кардиомиоцитов. В частности, увеличение в них ионов натрия вызывает их набухание. Выход калия из клеток нарушает взаимодействие между контрактильными белками — актином и миозином. Насыщение кардиомиоцитов ионами кальция отражается на процессах ритмичного обеспечения актомиозина энергией АТФ. Кроме того, возможно нарушение структуры сократительных белков.

Метаболический механизм развития недостаточности сердца преобладает при острой ишемии и инфаркте миокарда, миокардитах (ревматизм, скарлатина, сыпной тиф), миокардиодистрофиях эндокринного (тиреотоксикоз, микседема), обменного (гиповитаминоз В12, В6) и токсичного (алкоголизм) происхождения. Белки поврежденных кардиомиоцитов попадают в кровь и вызывают аутоиммунизацию организма. Первичное повреждение миокарда дополняется очагами аллергического поражения, которые распространяются на другие органы: перикард, легкие, суставы (постинфарктный синдром Дреслера).

Перегрузочная недостаточность сердца возникает при пороках сердца и сосудов, гипертонической болезни и вторичных артериальных гипертензиях, увеличении объема циркулирующей крови. Патогенетическая основа недостаточности этого типа — длительная перегрузка сердца в результате затрудненного оттока или усиленного притока крови.

В процессе ее развития различают три стадии: приспособление, компенсации и декомпенсации.

Стадия приспособления характеризуется функциональными изменениями без структурных нарушений миокарда. Приспособление осуществляется путем мобилизации резервных возможностей энергетического и сократительного аппарата кардиомиоцитов, который приводит к росту силы сокращения миокарда. Наблюдаются тахикардия и одышка, которые увеличивают минутный объем крови и вентиляцию легких. Стимуляция эритропоэза увеличивает кислородную емкость крови за счет эритроцитоза и увеличения содержимого гемоглобина. Растет отдача кислорода оксигемоглобином. Активируются дыхательные ферменты тканей.

Стадия компенсации обеспечивается главным образом гипертрофией миокарда. Выделяют три стадии гипертрофии: аварийная, стадия завершенной гипертрофии и стадия истощения. Аварийная стадия характеризуется ростом нагрузки на единицу массы миокарда. Это привело бы к быстрому изнашиванию миокарда, если бы его масса оставалась неизменной. Приспособительная суть гипертрофии в том, что с увеличением массы миокарда постепенно нормализуется нагрузка на каждую его структурную единицу, что и обеспечивает длительное функционирование сердца при условиях его перегрузки.

В основе компенсаторной гипертрофии лежит разрастание внутриклеточных ультраструктур, а именно: увеличение размеров ядра, количества и величины митохондрий и миофибрилл. Макроскопически гипертрофия проявляется расширением полостей сердца, которое в данном случае определяется как активное, компенсаторное, тоногенне.

Третья стадия недостаточности сердца (декомпенсация, собственно недостаточность) совпадает с третьей стадией гипертрофии миокарда — стадией истощения. В гипертрофированных кардиомиоцитах возникают дистрофические изменения, в строме миокарда — склеротические процессы. Сократительная функция миокарда слабеет, то есть возникает недостаточность — состояние, при котором сердечная мышца не способна перекачивать кровь. Макроскопически полости сердца расширены, мышца вялая, глинистого вида. Происходит пассивное (поперечное), или миогенное, расширение полостей желудочков сердца.

Хроническая сердечная недостаточность (ХСН), являясь исходом многих сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ), в первую очередь ишемической болезни сердца (ИБС), получает все большее распространение среди общей популяции — 1,5—2,0%, а среди лиц старше 65 лет — 6—10% [1]. Вызывает особую озабоченность увеличение терминальной ХСН (III—IV ФК), которая в России достигла 2,1% [3], а смертность в 4—8 раз превышает таковую от онкологических заболеваний. Помимо ИБС, важными факторами развития ХСН являются артериальная гипертензия (АГ) [1], абдоминальное ожирение (АО) [9] и дислипидемия (ДЛП) [12]. Благодаря исследованиям, проведенным в течение последних двух десятилетий, патогенез ХСН обогатился новыми данными о роли метаболического синдрома (МС) в ее развитии. Установлено, что основные компоненты МС, такие как АО, инсулинорезистентность (ИР) и ДЛП, независимо от наличия АГ и перенесенного инфаркта миокарда (ИМ), могут служить факторами риска развития сердечно-сосудистых заболеваний, в частности ХСН. Увеличение массы тела как у мужчин, так и у женщин, связано с увеличением риска развития ХСН. Повышение глюкозы в крови на 1% связано с увеличением развития ХСН в 2—4 раза [15]. ИР, нарушая метаболические процессы в миокарде, способствуя вегетативной дисрегуляции, является фактором риска развития ХСН неишемического генеза [13]. Патогенетическая роль МС в развитии ХСН также реализуется путем поражения почек [8], что обусловлено формированием патологического типа кардиоренальных взаимоотношений. В свою очередь развитие микроальбуминурии является проявлением поражения сердечно-сосудистой системы [10], в частности эндотелиальной дисфункции (ЭД). С другой стороны, доказана адаптивно-дизадаптивная роль ЭД в развитии ХСН.

МС является уникальным сочетанием важнейших и провоцирующих факторов риска ССЗ. Одним из путей реализации патогенного действия этих факторов риска является развитие ремоделирования сосудов (РС), которое считается начальным проявлением атеросклероза. В последнее время считается, что наряду с АГ, ДЛП, СД, АО и ИР также является независимым фактором в развитии атеросклероза [5, 14]. Характер и механизмы функциональных изменений сосудов при различных ССЗ, в частности при ХСН под влиянием МС, изучены недостаточно. Цель настоящей работы — изучить состояние эндотелиальной функции (ЭФ) у больных с хронической сердечной недостаточностью в зависимости от представленности МС.

Обследованы 46 больных мужского пола с ХСН (II—III ФК NYHA) с постинфарктным кардиосклерозом (ПИКС). Давность перенесенного ИМ — от 6 мес до 5 лет. Всем обследованным проведено комплексное исследование, включающее: антропометрические параметры (масса тела, кг; рост, см; индекс массы тела — ИМТ, кг/м2; окружность талии — ОТ и бедер — ОБ, см), измерение А.Д. Лабораторное исследование (гликемия натощак, ммоль/л; липиды крови, ммоль/л). В зависимости от компонентов МС выделены три группы больных: 1-я группа (n=15) — больные без МС; 2-я группа (n=16) — с различной комбинацией ДЛП с АО, АГ и гипертриглицеридемией (ГТП); 3-я группа (n=15) — с различной комбинацией ДЛП и СД 2-го типа с АО, АГ и ГТП. О состоянии ЭФ сосудов судили по данным допплерографии плечевой артерии. При этом использовали пробу с реактивной гиперемией по методике D. Celemajer (1992). Изменения диаметра правой плечевой артерии (ППА) оценивали с помощью линейного датчика 7 МГц ультразвуковой системы Siemens (Корея). Плечевая артерия лоцировалась в продольном сечении на 2—15 см выше локтевого сгиба, изображение синхронизировалось с зубцом R электрокардиограммы (ЭКГ). Исследование проводилось в триплексном режиме.

В исходном состоянии измеряли диаметр артерии и максимальную скорость артериального кровотока. Затем для получения увеличенного кровотока вокруг плеча накладывали манжету сфигмоманометра и накачивали ее до давления, превышающего систолическое АД на 50 мм рт.ст. и держали в течение 5 мин. Сразу после выпуска воздуха из манжеты в течение первых 15 с измеряли скорость кровотока (СК) в артерии и в течение 60 с записывали диаметр артерии. Через 15 мин отдыха, после восстановления исходного диаметра артерии, пациент сублингвально получал 500 мкг нитроглицерина (НТГ). Измеряли скорость кровотока и диаметр ППА на 3-й и 6-й минуте после приема НТГ. Регистрировали следующие показатели ЭФ ППА: D0, см — диаметр ПА в покое; D1 — диаметр ПА после пробы с РГ, см; D2 — диаметр ПА на 3-й минуте после пробы с НТГ, см; D3 — диаметр ПА на 6-й минуте после пробы с НТГ, см; Vs — пиковая систолическая скорость кровотока на ПА; Vd — максимальная диастолическая скорость на П.А. Рассчитывали показатели: Vср — усредненная скорость во времени: Vср= (Vs + 2Vd )/3; Pi — пульсационный индекс: Pi = (Vs — Vd)/Vср; Ri — индекс резистентности: Ri = (Vs — Vd)/Vср; τ0 — исходное напряжение сдвига на эндотелии, дин/см2: τ0 = 4ήV0 D0; τ1 — напряжение сдвига на эндотелии при РГ: τ1 = 4ήV1 D1; Δτ — изменение стимула напряжения сдвига, дин/см2; ΔD — прирост диаметра ППА; К — чувствительность ППА к напряжению сдвига; ЭЗВД — эндотелий-зависимая вазодилатация: ЭЗВД = (D1 —D0)/D0×100%; ЭНЗВД — эндотелий-независимая вазодилатация (НТГ 3’ и 6’): ЭНЗВД = (D2 (3) —D0)/D0×100%. В качестве группы контроля (ГК) обследованы 15 практически здоровых лиц.

Статистический анализ полученных данных осуществлялся на персональном компьютере типа IBM PC/AT с использованием пакета стандартной электронной программы biostatic for Windows, версия 4,03. Параметры описывались в виде М±δ. При распределении значений групповые сравнения количественных переменных проводили с использованием вариационного статистического t-критерия Стьюдента.

Представленные общеклинические данные (табл. 1) указывают на то, что обследованные группы больных являются сопоставимыми по возрасту, полу, давности ИБС и перенесенного И.М. Существенное различие между группами имеется по показателям липидного профиля, глюкозы в крови, ОТ, ИМТ и ДАД. Больные 2-й группы отличаются от больных 1-й статистически достоверно высоким содержанием ТГ и ИМТ. Больные 3-й группы отличаются от 1-й и 2-й групп значительно низким содержанием в крови липопротеидов высокой плотности (ЛПВП), высоким содержанием липопротеидов низкой плотности (ЛПНП) и глюкозы, а также большим ОТ и высоким ДАД.

Таблица 1. Клиническая характеристика обследованных больных Примечание. * — р<0,05 по отношению к 1-й группе исследования.

Результаты исследования эндотелиальной функции ППА (табл. 2) показали, что больные с ХСН с различной представленностью компонентов МС существенно не отличаются от лиц ГК по исходному диаметру ППА. Однако у больных 3-й группы исходная систолическая СК в ПА превышает на 14,5% (р<0,05) показатель ГК. В ответ на декомпрессию во всех группах отмечается статистически достоверное увеличение скорости кровотока. При увеличении Vs в ГК на 28,9% (р<0,01) во 2-й и 3-й группах этот показатель возрос на 43 и 41,6% (р<0,01) соответственно. В 1-й группе изменение данного показателя оказалось незначительным (на 21,7%).

Таблица 2. Показатели Э.Ф. ППА у больных с ХСН в зависимости от представленности компонентов МС Примечание. * — р<0,05; ** — р<0,01; *** — р<0,001 по сравнению с показателем ГК; • — р<0,05; •• — р<0,01; ••• — р<0,001 по сравнению с исходными показателями.

В оценке состояния ЭФ важное значение имеет анализ реакции стенки сосудов на изменение СК. В ответ на ее повышение в КГ диаметр ППА увеличился на 13,1% (р<0,05). Несмотря на сравнительно небольшое ускорение кровотока, в 1-й группе наблюдается статистически достоверное увеличение диаметра ППА (9,7%; р<0,05). Во 2-й и 3-й группах, где отмечено наибольшее ускорение кровотока, диаметр ППА увеличился на 4,8 и 5,3% (р>0,05) соответственно. В 3-й группе диаметр ППА после пробы с РГ по сравнению с ГК меньше на 11,1% (р<0,05). Таким образом, у больных с ХСН, развивающейся на фоне различной комбинации компонентов МС (2-я и 3-я группы), в ответ на значительное увеличение стимула наблюдается неадекватное расширение сосудов. Несмотря на значительное ускорение кровотока после пробы с РГ, их диаметр уступал диаметру сосудов ГК.

Приведенные данные свидетельствуют о наличии определенных трудностей в их интерпретации, что связано с различного характера изменениями СК и диаметра ПА в исследуемых группах. Исходя из этого, важным является расчет чувствительности ППА к изменению механического стимула — напряжения сдвига на эндотелии. Это обосновано тем, что напряжение сдвига пропорционально расходу жидкости на ее вязкость. Увеличивая напряжение сдвига, повышение СК должно вызывать расширение артерий [4, 5].

Полученные расчетные данные в этой работе указывают на увеличение исходного напряжения сдвига на эндотелии (τ0) у больных с ХСН. Причем прослеживается динамика нарастания данного показателя по мере нарастания представленности у больных компонентов М.С. Максимальное значение τ0 определяется у больных 3-й группы, которая превышает показатель ГК на 20,2% (р<0,05).

При пробе с РГ напряжение сдвига на эндотелии (τ1) во всех группах статистически достоверно возрастает. Наибольшее увеличение данного показателя наблюдается в группах больных. В связи с этим данный показатель в 1-й группе превышает показатель ГК на 12,0% (р<0,05), во 2-й — на 19% (р<0,01) и в 3-й — на 25,7% (р<0,001).

Вычислив изменение напряжения сдвига (Δτ) по разнице τ1 и τ0, которое статистически достоверно было выше у больных по сравнению с ГК, а также зная разницу давления (ΔD) в ППА (см. табл. 2), можно вычислить способность ППА к вазодилатации (К). Чувствительность ППА к напряжению сдвига в 1-й группе оказалась ниже на 42,8% (р<0,05), во 2-й — на 114,2% (р<0,01) и в 3-й — на 114,2% (р<0,001).

Изменение диаметра ППА в различных группах, вызванное применением НТГ, достоверно не различалось.

Наличие МС у больных с ХСН значительно снижает и без этого невысокое качество жизни, драматически ухудшает выживаемость пациентов [6]. Установлено, что МС, независимо от наличия ИБС, может быть риском развития ХСН у пожилых [14], что связано с поражением сердца и сосудов. Одним из путей реализации патогенного действия МС является РС, характер которого зависит от компонента М.С. Это и явилось основанием для выделения групп больных без МС и с различной комбинацией компонентов МС.

Расположение эндотелиальных клеток между кровью и тканями делает их уязвимыми для различных патогенных факторов. Именно эти клетки первыми встречаются с реактивными свободными радикалами, гиперхолестеринемией, высоким гидростатическим давлением и гипергликемией. Причинами Э.Д. являются различные факторы, в том числе ДЛП. Исходя из этого, необходимо указать на наличие данного фактора у большинства обследованных больных, в основном 2-й и 3-й групп.

Увеличение ИМТ у больных с ХСН в сочетании с МС сопровождается прогрессированием экспансивного Р.С. Это объясняется увеличением гемодинамической и метаболической нагрузки на сосуды, что стало основанием для нас в подборе больных с высоким ИМТ.

Отдельного внимания в развитии ЭД заслуживает гипергликемия. Она способствует активации свободнорадикальных процессов в эндотелиальных и гладкомышечных клетках сосудов, нейронах, макрофагах и других клетках, что является одним из триггерных факторов, ведущих к развитию и прогрессированию атеросклероза [2]. Кроме того, гипергликемия приводит к дефициту NO, а также к активации продукции ЭТ-1 [7]. Все вышеизложенное явилось основанием для формирования 3 групп больных в зависимости от представленности у них компонентов МС.

Результатами наших исследований установлено, что у больных с ХСН имеется ЭД, выраженность и характер этой дисфункции зависят от наличия и характера представленности компонентов М.С. Нами установлено, что ХСН без МС протекает с менее выраженными проявлениями ЭД. В отличие от больных с МС у них в ответ на небольшое ускорение кровотока после декомпрессии наблюдается статистически достоверное увеличение диаметра ППА, несколько уступающее показателю Г.К. Несмотря на это и близкие исходные показатели напряжения сдвига на эндотелии, у них после декомпрессии данный показатель статистически достоверно возрастает по сравнению с Г.К. Значительное ухудшение ЭФ у больных с ХСН без МС подтверждается и статистически достоверно низким показателем чувствительности ППА к напряжению сдвига (К).

Нами установлено, что ХСН, сочетающаяся с МС и проявляющаяся различным сочетанием ДЛП с АО и АГ, протекает с более выраженными проявлениями Э.Д. Это выражается в несоразмерном увеличении ППА в ответ на ускорение кровотока при пробе с РГ, значительном увеличении К на эндотелии и очень низкой чувствительностью ППА к изменению К. Результаты наших исследований показали, что наиболее выраженное нарушение ЭФ у больных с ХСН связано с сочетанием СД 2-го типа с другими компонентами МС, особенно с ДЛП. Доказательством этому является наименьший диаметр ППА при наибольшем ускорении кровотока при пробе с РГ, исходно со значительно высоким К на эндотелии, которое достигает максимального значения после декомпрессии очень низкой чувствительностью ППА к К.

Хроническая сердечная недостаточность сопровождается нарушением функции эндотелия, что наиболее выражено у больных с М.С. Фактором, значительно ухудшающим ЭФ у больных с ХСН, является сочетание СД 2-го типа с другими компонентами МС, особенно с ДЛП.