Ремоделирование сердца представляет собой процесс комплексного нарушения его структуры и функции и включает увеличение массы миокарда, дилатацию полостей и изменение геометрической характеристики желудочков [1]. Имеются данные о влиянии ремоделирования сердца на прогноз в отношении не только возникновения аритмий, становления и прогрессирования сердечной недостаточности, но и сердечно-сосудистой смертности [2].
При сахарном диабете типа 2 (СД2) именно сердце признается важнейшей мишенью поражения. Сочетание инсулинорезистентности, гиперинсулинемии и гипергликемии ускоряет развитие и прогрессирование заболеваний, связанных с атеросклерозом, повышая риск сердечнососудистых осложнений [3]. Ранним маркером поражения миокарда при СД2 считают диастолическую дисфункцию левого желудочка (ЛЖ), отмечая патогенетическую взаимосвязь диастолической дисфункции ЛЖ и гипертрофии ЛЖ (ГЛЖ) в развитии и прогрессировании хронической сердечной недостаточности (ХСН) [4, 5]. Желудочковые нарушения ритма (ЖНР) рассматривают как непосредственную причину прогрессирования ХСН, при этом до 35-50% больных с ХСН умирают внезапно, без нарастания признаков сердечной декомпенсации [6].
Несмотря на имеющийся материал о патогенезе ремоделирования, результаты работ не отражают целостной картины процессов формирования структурно-функциональных нарушений сердца у больных СД2 при ХСН. Вопрос о выраженности изменений сердца в электрофизиологическом ре-моделировании при СД2 остается нерешенным.
Цель исследования - изучение показателей структурно-функционального ремоделирования сердца у больных СД2 при оценке риска кардиоваскулярных осложнений.
Материал и методы
Исследование проводилось в соответствии с протоколом № 58 от 15.02.2012, утвержденным решением локального этического комитета ГБОУ ДПО "Пензенский институт усовершенствования врачей" Минздрава России. От каждого пациента было получено информированное согласие на добровольное участие в исследовании.
Под наблюдением находились 165 больных (91 мужчина и 74 женщины), средний возраст - 58,3±4,9 года (табл. 1). Критериями включения в исследование стали наличие СД2, диастолическая сердечная недостаточность при фракции выброса (ФВ) ЛЖ >50%. Уровень гликозилированного гемоглобина (HbA1c) у пациентов составлял 6,7±2,8%. Критерии исключения: артериальное давление (АД) >180/110 мм рт.ст., хронические заболевания легких с дыхательной недостаточностью, хроническая печеночная недостаточность, хроническая почечная недостаточность, ХСН IV функционального класса (ФК), наличие в анамнезе мозгового инсульта.
В 1-ю группу включили 40 больных СД2 без сердечнососудистых заболеваний в анамнезе, во 2-ю группу вошли 60 пациентов с СД2 и артериальной гипертензией (АГ) I-II степени, в 3-ю группу - 65 больных ИБС с СД2 и АГ (см. табл. 1).
Комплекс обследования, кроме проведения клинико-лабораторных исследований, включал электрокардиографию (ЭКГ) в 12 отведениях, эхокардиографию (ЭхоКГ), холтеровское мониторирование ЭКГ, суточное мониторирование АД, регистрацию сигнал-усредненной ЭКГ (СУ-ЭКГ) с выделением поздних потенциалов желудочков (ППЖ), анализ вариабельности ритма сердца (ВРС) и оценку интервала Q-T.
ЭхоКГ выполняли на аппарате "VIVID E9" ("GE Healthcare") в режиме секторального сканирования с использованием цветового допплеровского картирования, тканевого допплера, импульсного и непрерывно-волнового допплеров. При оценке диастолической функции ЛЖ анализировали показатели трансмитрального диастолического потока в раннюю и позднюю диастолу (Е, А, м/с), соотношение Е/А, время изоволюметрического расслабления (IVRT, мс). При тканевой допплерографии изучали максимальные скорости движения фиброзного кольца митрального клапана и трикуспидального клапана: S' (см/с) - пиковая систолическая скорость; E' (см/с) - пиковая скорость раннего диастолического расслабления; A' (см/с) - пиковая скорость в фазу систолы предсердий; соотношение максимальной скорости раннего наполнения ЛЖ (Е) к максимальной скорости движения фиброзного кольца митрального клапана в раннюю диастолу (E'), соотношения Е'/А' и Е/Е'. В качестве диагностических критериев нарушения диастолической функции ЛЖ использованы ультразвуковые нормативы Европейского общества кардиологов, рекомендованные Всероссийским научным обществом кардиологов. На основе показателей относительной толщины стенки левого желудочка (ОТС ЛЖ) и индекса массы миокарда ЛЖ (ИММ ЛЖ) оценивали геометрическую модель ЛЖ и выделяли типы ремоделирования ЛЖ: нормальная геометрия ЛЖ - при нормальном значении ИММ ЛЖ и ОТС ЛЖ <0,45; концентрическое ремоделирование ЛЖ - при нормальном значении ИММ ЛЖ и ОТС ЛЖ >0,45; эксцентрическая ГЛЖ - при ИММ ЛЖ больше нормы и ОТС ЛЖ <0,45; концентрическая ГЛЖ - при ИММ ЛЖ больше нормы и ОТС ЛЖ >0,45.
При холтеровском мониторировании ЭКГ (комплекс ООО "ДМС Передовые технологии") анализировали положение сегмента ST в режиме повседневной активности при обязательном ведении пациентом дневника с отражением характера деятельности и субъективных ощущений. При оценке каждого эпизода подъема сегмента ST или его снижения отмечали наличие либо отсутствие болей (по дневнику или маркеру на мониторной записи); рассчитывали общую продолжительность эпизодов ишемии за сутки (суточная ишемия миокарда - СИМ), максимальную глубину снижения сегмента ST (↓STmax), изучали дисперсию интервала Q-T (Q-Td), ЖНР, суточную вариабельность интервалов RR.
При суточном мониторировании АД (система BPlab) определяли средние значения АД за сутки, день и ночь; показатели нагрузки давлением (индекс времени гипертензии) за сутки, день и ночь; суточный индекс (степень ночного снижения АД), суточную вариабельность систолического и диастолического АД.
Для анализа ППЖ использовали программное обеспечение аппарата "CARDIOVIT AT-10" ("Schiller"), учитывали показатели СУ-ЭКГ: продолжительность фильтрованного комплекса QRS (HF QRS-Dauer), среднеквадратичную амплитуду последних 40 мс комплекса QRS (RMS 40), продолжительность низкоамплитудных сигналов в конце фильтрованного комплекса QRS (lAH Fd). Патологическими параметрами СУ-ЭКГ считали HF QRS-Dauer - >114 мс, RMS 40 - <25 мкВ, lAH Fd - >38 мс.
Статистическая обработка и анализ полученных результатов проведены в системе статистического анализа Statistica (пакет прикладных программ Statistica, "StatSoft Inc.", версия 6.0). При оценке линейной связи между величинами вычисляли коэффициент парной корреляции Пирсона (r). При исследовании взаимосвязи между количественными признаками использовали ранговый коэффициент корреляции Спирмена (R). За статистическую достоверность различий принимали р<0,05.
Результаты
Все обследованные пациенты в группах имели сохраненную систолическую функцию ЛЖ при нормальных показателях ФВ >50% (табл. 2), но при этом у всех больных СД2 отмечены ультразвуковые признаки диастолической дисфункции ЛЖ (табл. 3). Аномальная релаксации ЛЖ выявлена у 85% пациентов 1-й группы и у 70% пациентов 2-й группы, что достоверно выше по сравнению с 3-й группой - 50,8% (р<0,05). Следует отметить, что степень выраженности диастолической дисфункции ЛЖ преобладала у больных СД2 в сочетании с АГ и ИБС: чаще регистрировались псевдонормальный (30,7%) и рестриктивный тип диастолической дисфункции ЛЖ (18,5%) при увеличении частоты клинических проявлений ХСН (86,2%), р<0,03.
Анализ структурно-геометрических показателей левых камер сердца показал, что в 3-й группе по сравнению с 1-й группой имели место нарастание дилатации полостей ЛЖ, увеличение массы миокарда ЛЖ. Установлена корреляционная связь степени тяжести диастолической дисфункции ЛЖ с ФВ ЛЖ: r=-0,48 (р<0,04), индексом конечного диастолического объема: r=0,51 (р=0,02) и ИММ ЛЖ: r=0,45 (р=0,034).
ГЛЖ диагностирована у большинства пациентов 2-й группы (СД+АГ) (86,7% случаев), у всех (100%) больных 3-й группы (СД+АГ+ИБС) и всего у 45% пациентов 1-й группы (СД) (р<0,05). Анализ индивидуальных показателей ОТС и ИММ ЛЖ позволил определить различные варианты структурно-геометрического ремоделирования ЛЖ (табл. 3). Между группами обнаружены существенные расхождения в характере ремоделирования ЛЖ. В 1-й группе (СД) нормальный тип геометрии отмечен в 22 (55%) наблюдениях, концентрическое ремоделирование - у 17 (42,5%) больных, концентрическую ГЛЖ наблюдали у 1 (2,5%) пациента.
При сочетании СД2 с АГ (2-я группа) преобладали варианты структурно-геометрического ремоделирования сердца в виде концентрического ремоделирования ЛЖ и эксцентрической ГЛЖ - соответственно у 36,7 и 31,7% пациентов. У 11 (18,3%) больных выявлена концентрическая ГЛЖ. В 3-й группе отметили сопоставимую частоту ремоделирования ЛЖ по вариантам концентрического ремоделирования (33,8%), эксцентрической (37%) и концентрической (29,2%) ГЛЖ при отсутствии нормальной геометрии ЛЖ. Следует отметить, что именно у пациентов с эксцентрической ГЛЖ (n=24) и концентрической ГЛЖ (n=19) по сравнению с больными при концентрическом ремоделировании ЛЖ (n=22) частота встречаемости перенесенного инфаркта миокарда выше (соответственно 16, 17 и 2 больных), как и клинических проявлений ХСН (соответственно 95,8, 100 и 63,6%; р<0,05).
Учитывая роль гемодинамических нарушений в развитии структурно-геометрических особенностей ремоделирования сердца, авторы провели корреляционный анализ параметров структурно-геометрического ремоделирования миокарда ЛЖ с показателями суточного мониторирования АД. Установлена корреляционная связь между недостаточной степенью ночного снижения АД и ОТС ЛЖ (r=0,59, р<0,002), патологическим повышением артериального давления в ночные часы и ИММ ЛЖ (r=0,64, р<0,003), что указывает на их значимость при формировании ремоделирования сердца у больных СД2 с АГ при не только гемодинамической перегрузке давлением, но и нарушенях циркадного ритма АД. Выявлена связь длительности АГ с ИММ ЛЖ (r=-0,59, р<0,05) и с ОТС (r=-0,54, р<0,05).
У всех больных 3-й группы регистрировались ЖНР (100%), а также по сравнению с пациентами других групп более высокие показатели желудочковой экстрасистолии (ЖЭ) высоких градаций (III, IV, V) - 44,6%, р<0,05. Однако убедительной связи ЖЭ III-V градаций с уровнем мозгового натрийуретического пептида не получено (r=0,216, р=0,063).
Учитывая значимость электрического ремоделирования при структурно-геометрических изменениях ЛЖ, авторы провели анализ интервала Q-T, а также показателей СУ-ЭКГ и ВРС.
Электрическая стабильность миокарда преимущественно зависит от синергизма именно двух отделов вегетативной нервной системы: симпатической и парасимпатической. Полученные данные свидетельствуют о снижении вагусной активности и нарушении баланса вегетативных влияний в пользу симпатического отдела вегетативной нервной системы. Наиболее низкие значения ВРС отмечены в 3-й группе (СД+АГ+ИБС). Стандартное отклонение от средней длительности всех синусовых интервалов R-R (SDNN) в данной группе составило 22,7±3,2 мс, у 38 (58,5%) пациентов значение SDNN не превышало 20 мс. lF/HF - соотношение мощности спектра симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы составило 5,46±0,31 усл.ед. У больных СД и СД+АГ показатели ВРС оказались сопоставимы (см. табл. 3). В 1-й группе (СД) нарушение показателя, отражающего суммарную активность вегетативных воздействий на сердечный ритм, LF/HF (7,84±0,65 усл.ед.) и снижение SDNN <50 мс (41,8±5,6 мс) отметили у 72,5% пациентов. Во 2-й группе нарушения нейрогуморальной регуляции, указывающей на повышенную симпатическую активность, диагностированы у 78,3% больных: SDNN - 43,7±4,2 мс; lF/HF - 8,39±0,72 усл.ед.
Патологические изменения в миокарде сопровождаются различными нарушениями электрической активности сердца, и ППЖ, являясь отражением фрагментированной задержанной электрической активности, прогностически неблагоприятны в плане возникновения фатально опасных нарушений сердечного ритма. Частота регистрации патологических показателей СУ-ЭКГ в 3-й группе (33,8%) преобладала по сравнению с 1-й (10%) и 2-й (16,7%) группами, р<0,05. Получена значимая связь ЖЭ IV-V градаций с HF QRS-Dauer (R=0,694; р<0,05), с lAH Fd (R=0,5197;p<0,05).
При изучении временной реполяризации желудочков доля больных с Q-Td >50 мс (30,8%) была достоверно выше в группе СД+АГ+ИБС по сравнению с аналогичным показателем 1-й и 2-й групп, соответственно 15 и 18,3% (p<0,05).
Установлена связь Q-Td с ЖЭ III-V градаций (R=0,584, р<0,01), с продолжительностью фильтрованного комплекса HF QRS-Dauer (R=0,563; р<0,05) и продолжительностью фрагментированной активности lAH Fd (R=0,531, р<0,02).
Обсуждение
Эксперты ВОЗ признают СД неинфекционной эпидемией, при этом упоминают о связанных с ним кардиоваскулярных событиях. При динамическом наблюдении за больными главная задача заключается в замедлении развития макро-сосудистых осложнений, обусловленных метаболическими отклонениями и приводящих к прогрессированию атеросклероза, а также сердечно-сосудистым катастрофам.
Несомненно, дисфункция ЛЖ является серьезным следствием ИБС и АГ, но у больных СД2 диастолическая дисфункция сердца может опережать нарушение систолической функции ЛЖ и, более того, изолированно приводить к развитию симптомов ХСН. В собственном исследовании эхокардиографические признаки нарушения диастолической функции при сохраненной ФВ ЛЖ выявлены у всех больных СД2, однако при сочетании СД2 с ССЗ (АГ и ИБС) степень выраженности диастолических расстройств нарастала, что проявлялось в увеличении частоты встречаемости псевдонормального и рестриктивного типа диастолической дисфункции во 2-й и 3-й группах, соответственно 23,3 и 6,7%; 30,7 и 18,5%, p<0,05. В основе формирования дисфункции ЛЖ и ХСН лежат процессы, связанные со структурными изменениями кардиомиоциотов на фоне хронической гипоперфузии, повышения диастолической жесткости и нарушения активной релаксации миокарда, реактивных изменений опорно-трофического остова, уменьшения диастолического наполнения и ремоделирования с сегментарными нарушениями структуры сердца [4]. Полученные данные позволяют утверждать, что степень выраженности диастолической дисфункции ЛЖ при СД2 является прогностически значимым фактором в формировании ХСН: частота клинических проявлений ХСН составила 17,5% у больных в 1-й группе и 86,2% у больных в 3-й группе, р<0,03.
Высокий риск развития кардиоваскулярных осложнений при нарушениях углеводного обмена связываем с развитием ГЛЖ, его ремоделированием. Преобладание концентрического типа ремоделирования ЛЖ у пациентов 1-й (42,5%) и 2-й (36,7%) групп объясняем компенсаторным характером ГЛЖ [7]. С другой стороны, увеличение частоты концентрической и эксцентрической ГЛЖ у больных СД в сочетании с АГ и ИБС (соответственно 29,2 и 37%) может свидетельствовать о прогрессировании структурных и геометрических изменений сердца, способствующих не только изменению геометрической формы желудочка и увеличению напряжения его стенок, но и дальнейшему возрастанию миокардиального стресса, что сопровождается прогрессированием сердечной недостаточности.
Наблюдения авторов указывают на один из важнейших факторов структурно-геометрического ремоделирования ЛЖ - циркадные колебания АД у больных СД2. Выявлена связь между длительностью АГ, ИММ ЛЖ (r=-0,59, p<0,05) и ОТС ЛЖ (r=-0,54, p<0,05). Активация симпатоадреналовой системы, стимуляция выработки ренина и ангиотензина II с последующим увеличением образования альдостерона способствуют трансформации гиперкинетического варианта АГ в объем-зависимый, при этом гипертрофические и пролиферативные процессы, приводящие к концентрической ГЛЖ, дополняются процессами перегрузки сердца объемом, что способствует эксцентрическому ремоделированию ЛЖ.
Изменения диастолической функции могут служить надежным и чувствительным маркером как раннего, так и более позднего повреждения миокарда. Патологические изменения в миокарде сопровождаются различными нарушениями электрической активности сердца [8]. Анализ поздних потенциалов желудочков позволяет оценить связь между аритмиями у больных СД2 с диастолической дисфункцией ЛЖ. В 3-й группе (СД+АГ+ИБС) частота регистрации ППЖ преобладает по сравнению с 1-й группой (СД), соответственно 33,8 и 10%. На фоне инсулинорезистентности и гиперинсулинемии в условиях лимитированного коронарного кровотока присутствуют изменения на клеточно-тканевом уровне: гетерогенность сократительного миокарда вследствие чередования кардиомиоцитов с различной активностью оксиредуктаз, их диссеминированные повреждения, гипертрофия, атрофия и апоптоз; интерстициальный отек и явления кардиосклероза, нарушающие консолидацию клеток миокарда, - все эти процессы усиливают проявления негомогенности процессов деполяризации и способствуют формированию ППЖ. Авторы не исключают возможность того, что причиной возникновения фрагментированной электрической активности миокарда у больных СД в 1-й (10%) и 2-й (16,7%) группах являются нарушения электрофизиологических свойств кардиомиоцитов, в том числе вследствие повышения конечного диастолического давления, увеличения степени напряжения стенки ЛЖ. Негомогенностью электрофизиологических свойств ткани авторы объясняют корреляционную зависимость дисперсии Q-T и показателей СУ-ЭКГ, прежде всего от продолжительности фильтрованного QRS-комплекса - HF QRS-Dauer, продолжительности замедленной фрагментации lAH Fd и желудочковых аритмий высоких градаций. Негомогенность волны реполяризации и деполяризации миокарда создает условия для формирования аритмогенного субстрата и развития угрожающих жизни нарушений ритма сердца, повышая риск аритмогенной смерти.
Авторы считают, что "болевой" точкой дисфункции ЛЖ при СД2 является нарушение нейрогуморальной регуляции: повышение альдостероновой и симпатической активности; рост уровня и активности ангиотензина II, брадикинина; уменьшение парасимпатической и барорецепторной активности [9]. Проведенный анализ показателей вегетативных воздействий на сердечный ритм указывает на повышенную симпатическую активность во всех группах с более выраженными изменениями у больных СД2 с коронарной недостаточностью.
Заключение
Особенности структурно-функциональной перестройки левых отделов сердца у больных СД2 с формированием дисфункций ЛЖ должны учитываться в определении сердечнососудистого прогноза. Гипертрофия и ремоделирование ЛЖ с сегментарными нарушениями структуры обусловливают нарушение диастолической функции ЛЖ, способствуют прогрессированию сердечной недостаточности и формированию электрической нестабильности миокарда.
ЛИТЕРАТУРА
1. Беленков Ю.Н. Ремоделирование левого желудочка: комплексный подход // Сердечная недостаточность. 2004. № 4. С. 161164.
2. Арболишвили Г.Н., Мареев В.Ю., Орлова Я.А. и др. Связь различных показателей вариабельности ритма с механизмом смерти больных с хронической сердечной недостаточностью и систолической дисфункцией левого желудочка // Сердечная недостаточность. 2006. № 7 (4). С. 172-178.
3. Дедов И.И. Сахарный диабет: развитие технологий в диагностике, лечении и профилактике // Сахарный диабет. 2010. № 3. С. 6-13.
4. lee P.W., Zhang Q., Yip G.W. et al. left ventricular systolic and diastolic dyssynchrony in coronary artery disease with preserved ejection fraction // Clin. Sci. (lond.). 2009. Vol. 116. P. 521-529.
5. Vanhecke T.E., Kim R., Raheem S.Z., McCullough P.A. Myocardial Ischemia in Patients with Diastolic Dysfunction and Heart Failure // Curr. Cardiol. Rep. 2010. Vol. 12. P. 216-222.
6. Бокерия Л.А., Бокерия О.Л., Базарсадаева Т.С. Новые предикторы внезапной сердечной смерти // Анналы аритмологии. 2009. № 4. С. 41-49.
7. Ohara T., little W.C. Evolving focus on diastolic dysfunction in patients with coronary artery disease // Curr. Opin. Cardiol. 2010. Vol. 25, N 6. P. 613-621.
8. Иванов Г.Г., Грачев С.В., Сыркин А.Л. Электрокардиография высокого разрешения. М. : Триада-Х, 2003. С. 14-25.
9. Явелов И.С. Вариабельность ритма сердца при сердечно-сосудистых заболеваниях: взгляд клинициста // Сердце. 2006. № 1. С. 18-23.