Структурно-функциональное ремоделирование сердца при сахарном диабете: клинико-инструментальная оценка

• Алла Геннадьевна Денисова
• Иван Порфирьевич Татарченко
• Надежда Викторовна Позднякова

РезюмеЦель исследования - изучение показателей структурно-функционального ремоделирования сердца у больных сахарным диабетом типа 2 при оценке риска кардиоваскулярных осложнений. Гипертрофия и ремоделирование левого желудочка с сегментарными нарушениями структуры обусловливают нарушение диастолической функции, способствуют прогрессированию сердечной недостаточности и формированию электрической нестабильности миокарда. Особенности структурно-функциональной перестройки левых отделов сердца у больных сахарным диабетом типа 2 с формированием дисфункций левого желудочка должны учитываться при определении сердечно-сосудистого прогноза и прогнозировании степени риска.

Ключевые слова:сахарный диабет, ремоделирование, диастолическая дисфункция левого желудочка

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 (HbA_1c) 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 (↓ST_max), 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.

Материалы данного сайта распространяются на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License («Атрибуция - Всемирная»)