CC BY
33
Науковий вюник Льв1вського нацюнального утверсигету ветеринарно! медицини та бютехнологш 1мен1 С.З. Гжицького Scientific Messenger of Lviv National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies named after S.Z. Gzhytskyj
doi:10.15421/nvlvet7129
ISSN 2413-5550 print ISSN 2518-1327 online
http://nvlvet.com.ua/
УДК 619:612.17:619:616.07:636.7
"IT* • •• •• • ^ • •
Дтгностика хрошчно1 серцево1 недостатност1 собак - 1снуюч1 методи та по-
дальш1 перспективи
Р.М. Троф1м'як, Л.Г. Сл1вшська [email protected]
Львiвський нацiональний ун1верситет ветеринарног медицини та бютехнологш iMeHi С. З. Гжицького,
вул. Пекарська 50, м. Львiв, 79010, Украгна
У cmommi проан^зовано дат лтератури щодо iснyючих Memedie дiагностики хвороб серця (i3 ознаками хрошчног сер-цевог недостатностi). Дiагноз встановлюють комплексно на пiдcmавi проведення клтчних, тструментальних мemодiв дiагноcmики (ехокардюграфп, рeнmгeнодiагноcmики, електрокардюграфп) та лабораторного визначення тропоттв i на-тршуретичного пептиду в кровi. Визначення даних бiомаркeрiв е перспективним у комплекснш дiагноcmицi хрошчног сер-цевог нeдоcmаmноcmi, прогнозi стану пащента i монторингу eфeкmивноcmi тератг.
KrnKoei слова: хрошчна серцева недостаттсть, собака, ceрцeвi бюмаркери, мюкард, ceрцeвi тропонти С, I, Т.
Диагностика хронической сердечной недостаточности собак -существующие методы и дальнейшие перспективы
Р.Н. Трофимьяк, Л.Г. Сливинская [email protected]
Львовский национальный университет ветеринарной медицины и биотехнологий имени С.З. Гжицкого,
ул. Пекарская, 50, г. Львов, 79010, Украина
В статье проанализированы данные литературы по существующим методам диагностики болезней сердца (с признаками хронической сердечной недостаточности). Диагноз устанавливают комплексно на основании проведения клинических, инструментальных методов диагностики (эхокардиографии, рентгенодиагностики, электрокардиографии) и лабораторного определения тропонинов и натрийуретического пептида в крови. Определение данных биомаркеров является перспективным в комплексной диагностике хронической сердечной недостаточности, прогнозе состояния пациента и мониторинга эффективности терапии.
Ключевые слова: хроническая сердечная недостаточность, собака, сердечные биомаркеры, миокард, сердечные тро-понины С, I, Т.
Diagnosis of chronic heart failure dogs - existing methods and future
prospects
R. Trofimjak, L. Slivinska [email protected]
Lviv national university of veterinary medicine and biotechnologies named after S. Gzhytskyj, Pekarska Str., 50, Lviv, 79010, Ukraine
Citation:
Trofimjak, R., Slivinska, L. (2016). Diagnosis of chronic heart failure dogs - existing methods and future prospects. Scientific Messenger LNUVMBT named after S.Z. Gzhytskyj, 18, 3(71), 130-133.
The article analyzes the current scientific work related to the study of processes of chronic heart failure (CHF), and the use of biomarkers in the diagnosis of heart disease in dogs. Thoracic radiography, electrocardiography, and echocardiography are used to diagnose heart disease in dogs but despite the use of non-invasive methods, there is uncertainty about the severity of the disease and prognosis for each patient individually. In veterinary practice for the diagnosis of myocardial lesions in animals are clinically valuable, highly sensitive and simple to use cardiac biomarkers. A biomarker is typically a substance in the blood that can be objectively measured and indicates a biologic or pathologic process or response to therapy.1 There are scores of cardiac biomarkers,but this article will focus on the 2 most clinically useful ones in the dog and cat:cardiac troponin I (cTnl) and N-terminal pro-B-type natriuretic peptide (NT-proBNP). The cardiac troponins I, T, and C (cTnl, cTnT, and cTnC) are thin filament-associated regulatory proteins of the heart muscle. Cardiac troponin I («I» for inhibition) is uniquely expressed in the myocardium and is a potent inhibitor of the process of actin-myosin cross-bridge formation. The molecular weight is 24.000 D. Cardiac troponin T («T» for tropomyosin binding) has a molecular weight of37.000 D and binds the troponin complex to tropomyosin. Cardiac troponin C («C» for calcium) binds to calcium and starts, therefore, the crossbridge cycle. As with cTnI, approximately 95% of cTnT in man and dogs is myofibril bound and about 5% is cytosolically dissolved. Mechanisms for an elevation in circulating cardiac troponins include an increase of myocyte membrane permeability (initial release of the cytosolic troponin pool) or cell necrosis (release of myofibrilbound troponins). Four to six hours after acute myocardial cell injury, the cardiac troponin concentration in blood increases in a biphasic pattern. Plasma half-life of cardiac troponins is approximately two hours, and elimination mainly occurs via the reticuloendothelial system (cTnI and cTnT) and renal loss (cTnT). Cardiac troponins are phylogenetically highly preserved proteins with a more than 95% total structural agreement between mammals. Therefore, established human serologic tests for troponin analysis may be used reliably in pets as well. Myocardial cell injury, manifested anatomically as inflammation (endomyocarditis, myocarditis, perimyocarditis), acute degeneration, apoptosis, or necrosis or hemodynamically as transient or permanent cardiac contractile dysfunction, is a frequent consequence of physical myocardial trauma (cardiac contusion), cardiomyopathy, metabolic or toxic myocardial damage (anthracy-clines, catecholamines, bacterial endotoxins, tumor necrosis factor), myocardial ischemia or infarction. However, early diagnosis of myocardial injury may be important from a therapeutic and prognostic perspective.
Key words: chronic heart failure, dog, cardiac biomarkers, myocardium, cardiac troponin C, I and T.
Хвороби серця у др1бних домашшх тварин широко розповсюджет i становлять близько 10% ввд Bciei' внутршньо! патологи (Rudenko and Cvilihovs'kij, 2009). За даними авторiв Шманда Х.Г., Сутера П.Б. (Nimand and Suter, 2001) хвороби серця у собак становлять 9,3%, Mandigers P.J. - 22,2% (Mandigers et al., 2006), Nielsen L - 3,8%, а Аншкова В.В - 5,0% вщ загального числа випадшв незаразних хвороб. 1з за-хворювань мюкарда у собак найчастше рееструють дилятацшну кардюмюпатш i мюкардит, рвдше - гше-ртрофiчну кардюмюпатш, аритмогенну правошлуно-чкову кардюмюпатш, мюкардюдистрофш, досить рщко - новоутвори серця, рестриктивну кардюмюпатш, ендомiокардiальний фiброелаcтоз, кардюсклероз, забш серця, амшо!доз i дилятацш коронарного синуса (Rudenko and Cvilihovs'kij, 2009). Вивченням особли-востей дiагноcтики та л^вання собак за серцево! патологи займались вичизняш науковщ: Т.В. Швнен-ко, М.1. Карташов (2005), В.П. Фасоля (2008), А.А Руденко, Л.Г. Слiвiнcька, I.A. Максимович (2013).
Хрошчна серцева недостатшсть (ХСН) - це пато-лопчний стан iз комплексом характерних cимптомiв, зумовлених неадекватною перфузiею тканин, оргашв в сташ спокою i при навантаженш, часто iз затрим-кою рщини в оргашзмг Основною причиною е зни-ження здатносп серця до наповнення або опорожнения, обумовлене ушкодженням мюкарда, а також дисбалансом вазоконстрикторних i вазодилятацшних нейрогуморальних систем. З певного етапу прогресу-вання серцево! недостатносп вщбуваеться за загаль-ними закономiрноcтями, практично незалежними ввд етюлопчного фактора (Illarionova, 2010).
У практищ ветеринарно! медицини серцево-судинну систему дослвджують у певнш послвдовносп, починаючи iз загального огляду тварин та пальпаци грудно! клггки в дмнщ серця, звертають увагу при цьому на серцевий поштовх. Попм проводять перку-сш дмнки серця - з метою визначення його перку-сшних меж i виявлення патолопчного стану перикар-
да та мюкарда. Найб№ш поширеним й шформатив-ним методом дiагноcтики хвороб серця е аускульта-щя. Шсля цього дослщжують пульс i периферичш кровоност судини. При необхщносп використовують додатковi методи: електрокардюграфш, ехокардюг-рафiю, рентгенографш (Levchenko ety al., 2004). Така рiзноманiтнicть iнcтрументальних методiв зажиттево! дiагноcтики полягае в тому, що кожен з них мае свою специфшу-направлешсть, яка визначаеться анатомо-гicтологiчною будовою та фiзiологiею серцево-судинно! системи. Так, електрокардiографiя - це метод графiчно! реестрацй' електричних процеciв у сер-цi, що виникають за його збудження (об'ектом оцiнки в даному випадку слугуе проввдна система серця) (Maksimovich and Slivins'ka, 2013). Вперше шструмен-тальний запис електрично! активноcтi серця у собаки був здшснений у 19 ст. англшським фiзiологом A.D. Waller за допомогою катлярного електрометра (Illarionova, 2010). A.A. Руденко розробив i встановив високу дiагноcтичну iнформативнicть модифiковаиих прекардiальних електрокардiографiчних в1дведень у собак (Patent Ukraini №51272), а також вiдcлiдкував електрокардiографiчнi маркери порушення функцil серця у цих тварин (Rudenko, 2008).
Ехокардiографiя серця - нешвазивний метод дос-л1дження серця та магicтральних судин за допомогою ультразвуку (дозволяе вивчати динашку руху клапа-нiв, стшок серця i м1жшлуночково1 перегородки, ви-мiряти рiзнi структури органу, а також визначати основш параметри його насосно! функц^). За допомогою цього методу Т. В. Швненко i M.I. Карташов провели порiвияльний аналiз ехопоказникiв у собак хворих на ДКМП та iнтактних i встановити, що у тварини iз ДКМП просл1дковуеться розширення пере-важно лiвого шлуночка, зниження фракцй' викиду, виражена дифузна гiпокiнезiя задньо! стшки лiвого шлуночка (Pivnenko and Kartashov, 2013).
Рентгенодiагноcтика - досл^дження внутршньо! структури об'ектiв, як1 в1дображаються за допомогою
рентгешвських промешв (ощнюють стан оргашв гру-дно! клики, включаючи скелет, повпроносш шляхи, легеш, судини i серце, стан д1афрагми). А.А. Руденко займався вивченням варiабiльностi рентгенокардюме-тричних показник1в у клiнiчно здорових собак рiзноl маси, довiвши мгж ними прямопропорцiйну залеж-нiсть (Rudenko, 2010).
Холтeрiвськe монiторування - метод eлeктрофiзiо-лопчно! шструментально! дiагностики, який полягае в тривалiй реестрацп ЕКГ в умовах щоденно! активнос-п пацiента з подальшим аналiзом отриманого запису, проте у дрiбних тварин даний метод не набув широкого практичного застосування (Illarionova, 2010).
Останш десять рок1в головну роль як при постано-вцi дiагнозу, так i пiд час мониторингу стану серця людини, вiдiграють бюмаркери, в основному серце-вий тропонш i натрiйурeтичний пептид (Rejnol'ds and Ojjama, 2009). Актуальним сьогоднi е 1'хне визначення й при хрошчнш сeрцeвiй нeдостатностi у собак, що дозволяе оцiнювати змiни на пстолопчно-молекулярному рiвнi. Клiнiчнe значення мають тi бiомаркeри, к1льк1сть яких зростае пропорцшно роз-витку певних процеав, i таким чином дають уявлення про наявшсть, важкiсть i прогноз хвороби. Бюмаркер повинен бути стабшьним, легко i швидко визначатися у бiоматeрiалах. Ранiшe традицiйнe визначення фер-мeнтiв (таких як креатинк1наза), що використовува-лись при захворюваннях серця у собак, не показали достатньо! чутливостi i спeцифiчностi для успiшного використання у клтчнш практицi. Визначення рiвнiв тропонiну i натрiйурeтичного пептиду е важливим джерелом шформацп при серцевих захворювань у собак (Tilley et al., 2008).
Через порушення функцй' серця ввдбуваеться пос-тiйна надмiрна стимуляцiя ренш-ангютензин-альдостероново! системи, що призводить до гшерт-рофп мiокарда, об'емного перевантаження серця i , в результат^ до iшeмiчних процeсiв в ньому. Натршу-ретики протистоять цим процесам, стимулюючи видь лення натрiю, нирковий кровопк, дiурeз i вазодилята-цш, а також позитивно впливають на дiастолiчну функцш серця. Концeнтрацiя атрiального натр^ре-тичного пептиду (ANP) i натрiйурeтичного пептиду В-типу (BNP) зростае, в основному, як ввдповвдь на зростання тиску на стiнки мюкарда. ANP синтезуеть-ся в передсердях, в той час як BNP виднеться м'язовими клiтинами як передсердь, так i шлуночк1в. Обидва пептиди - це молекули-попередники, якi шзшше розщеплюються протeолiтичним ферментом на однакову кiлькiсть активних С-фратмeнтiв (часто називають С-ANP i С- BNP) i неактивних N-фрагмeнтiв (NT-proANP i NT- proBNP). С-ANP i С-BNP мають ультракороткий пeрiод напiввивeдeння, тому визначити 1'х кiлькiсно в кровi важко. NT-proANP i NT- proBNP володшть бiльш тривалим пeрiодом напiввивeдeння, бiльш стiйкi в сироватщ i плазмi кровi, тому застосовуються у клтчних досль дженнях (Rejnol'ds and Ojjama, 2009).
Серцевий тропонш е природшм мiофiбрилярним бшком. Тропонiновий комплекс складаеться iз трьох субодиниць (cTnl, cTnT, cTnC), яш регулюють процес «збудження-скорочення» в м'язових клггинах серця.
cTnl (вщ "inhibition") - компонент шпбщп, який уне-можливлюе взаемодш мгж актином i мюзином шд час вщновлювально! фази. cTnC (ввд "for calcium") зв'язуеться i3 iонами кальцiю, викликаючи скорочен-ня м'язових волокон, cTnT (ввд "tropomyosin") - за-безпечуе зв'язок тропоншового комплекса з волокнами тропомюзина. Молекулярна маса тропонiнiв С, I, Т складае 18000 Да, 22500 Да, 37000 Да ввдповщно (Linklater et al., 2007; Tilley et al., 2008). Тропонши Т i I мають по двi iзоформи, одна з них специфiчна для серцевого м'яза, а друга - для скелетних. Тропонш С становить малу цшшсть для специфiчноI дiагностики мiокардiальних ушкоджень, тому що мае бшьш екст-ракардiальне походження (скелетнi м'язи) (Lilly, 2003; O'Brien et al., 2011). В нормi сироватковi конце-нтрацiI' TnI i ^Т е дуже низькими (Adams ety al., 1993). Iнтенсивнiсть вившьнення тропонiнiв залежить вiд характеру ушкодження кардiомiоцитiв i проходить пiд час активно! фази руйнування клiтин на рiвнi де-струкцiI мiофiбрил (змши незворотного характеру). Слiд наголосити, що концентращя TnI в кров'яному ру^ визначаеться загальним вмiстом його в тканинах. Хрошчне "виснаження" тканин викидом TnI при довготривалих мiокардiальних ушкодженнях пояснюе причину того, що хрошчна серцева недостатшсть може супроводжуватись зниженою концентрацiею маркера в кровi (O'Brien et al., 2011). Ушкодження кардюмюципв може виникати при запальних захво-рюваннях (ендомiокардит, мiокардит, перикардит), кардюмюпапях, метаболiчних порушеннях (цукровий дiабет, ниркова недостатнiсть, панкреатит) чи токсич-них ушкодженнях (антрациклiни, катехоламiни, бак-терiальнi ендотоксини, фактор некрозу пухлин), мiо-кардiальних iшемiях (спричинених тахiкардiею), ар-терiосклерозi.
Вважаеться, що cTnI е бiльш чутливий, н1ж cTnT, при дiагностицi мiокардiальних уражень серця собак, що, ймовiрно, пов'язано iз розмiром молекул. Зростання cTnI вщбуваеться прямопропорцiйно до важко-сп ушкодження мiокарда (DeFrancesko, 2011). Перюд напiвжиття серцевих тропонiнiв становить близько двох години, !хня елiмiнацiя з кровi проходить голов-ним чином завдяки ретикулоендотелiальнiй системi (cTnI та cTn^, а також через ниркову фiльтрацiю (cTnТ) (Schober et al., 2001). Подiбнiсть будови cTnI у ссавшв (близько 95%, рiзняться одшею амiнокисло-тою iз 83 присутшх) дозволяе виконувати точнi замi-ри у собак i котiв, використовуючи iмунологiчнi тести, розробленi для людей (Sleeper et al., 2001 Undhad; et al., 2012). Шдвищення рiвня cTnI рееструеться про-тягом 3-4 годин шсля ушкодження мiокардi i залиша-еться високим ще протягом 4-7 днiв. У собак причиною рiзкого зросту рiвня тропонiну I може бути то-метра, гастроектазiя, перикардiальний випiт, травма, сепсис i мiокардит (Fox et al., 1991). В дослвдженнях Лшклейтера показано скорочення термiну життя собак з пороком мггрального клапана i пiдвищеною концентрацiею cTnI, яш були доставленi в клiнiку для надання першо! допомоги у зв'язку iз застiйною сер-цевою недостатшстю. Згiдно дослiджень, виконаних T. Falk, I. Ljungvall, N.E. Zois (Oyama and Sisson, 2004), сироваткова концентращя cTnI ввдображае
шиву iнтрaмioкaрдiaльнoгo фiбрoзy i aртeрiocклeрoзy y co6aK iз мiкcoмaтoзoм мiтрaльнoгo клaпaнa. Haвeдe-нi дaнi дoзвoляють викoриcтoвyвaти cTnI як ^oraoc-тичний мaркeр фiбрoзy зa xрoнiчнoï xвoрoби ceрдя. Слад зaзнaчити, щo дiннicть дaнoгo мaркeрy e як при гocтриx прoдecax (мioкaрдити, iшeмiï, кoндeнтрaцiя дyжe виcoкa), тaк i при xрoнiчниx (ocкiльки пocтiйнo йдe рeмoдeлювaння, щo й зyмoвлюe тривaлe пeрeбy-вaння кoндeнтрaдiï cTnI га пiдвищeнoмy рiвнi).
Пiдcyмoвyючи прoвeдeний aнaлiз лiтeрaтyрниx джeрeл, cлiд зaзнaчити, щo визнaчeння рiвнiв Tnl i нaтрiйyрeтичниx пeптидiв e пeрcпeктивним у кoмплe-кcнiй дiaгнocтидi XCH, прoгнoзi айну пaцieнтa i мo-нiтoрингy eфeктивнocтi тeрaпiï.
Бiблiографiчнi посилання
Rudenko, A.A., Cvilihovs'kij, M.I. (2009). Poshirenist' ta etiologichna struktura sercevo-sudinnih hvorob u sobak. Vet. Medicina Ukraïni. 10, 13-15 (in Ukrainian).
Nimand, H.G., Suter, P.B. (2001). Bolezni sobak. M: Akvarium (in Russian).
Mandigers, P.J., Senders, T., Rothuizen, J. (2006). Morbidity and mortality in 928 dobermanns in the Netherlands between 1993 and 1999. Vet.Res. 158, 7, 226-229.
Illarionova, V.K. (2010). Diagnostika boleznej serdca u sobak i koshek. M.: Kolos (in Russian).
Levchenko, V.I., Vlizlo, V.V., Kondrahin, I.P. ta in. (2004). Klinichna diagnostika vnutrishnih hvorob tvarin: pidruchnik. Bila Cerkva (in Ukrainian).
Maksimovich, I.A., Slivins'ka, L.G. (2013). Elektrokardiografija v sobak: bioelektrichna aktivnist', providna sistema, osnovni funkciï sercja. Veterinarna medicina ukraïni. 8 (210), 18-22 (in Ukrainian).
Pat.51272 Ukraini, MPK A61V 5/0468. Sposib elektrokardiografichnoï diagnostiki dribnih tvarin/ Rudenko A.A. Rudenko P.A.; zajavnik i patentovlasnik Lugan.nac.agrar.un-t-№u201000293 ;zajavl 12.07.104 opubl. 12.07.10, Bjul № 13 (in Ukrainian).
Rudenko, A.A. (2008). Elektrokardiografichni markeri porushennja funkciï sercja u sobak. V kn.: Materiali IV mizhnarodnoï nauk.-prakt. Konf. Z utrimannja, godivli ta likuvannja dikih tvarin, 16-18 kvitnja 2008 r. K., 109111 (in Ukrainian).
Pivnenko, T.V., Kartash, M.I. (2013). Jehokardiografija sobak s dilatacionnoj kardiomiopatiej.
Naukovij visnik veterinarnoi' medicini. 11, 125-128 (in Ukrainian).
Rudenko, A.A.. (2010). Rentgenokardiometrichni pokazniki u klinichno zdorovih sobak. Vet.medicina: Mizhvid. Tematichnij nauk. Zb. 93, 334-339 (in Ukrainian).
Rejnol'ds, K., Ojjama, M. (2009). Biomarkery v diagnostike serdechnyh zabolevanij u sobak. Zhurnal Veterinary Focus. 18, 2-6.
Tilley, P.L., Francis, W.K., Smith, J., Oyama, M.A. (2008). Manual of canine and feline cardiology. Copyright by Saunders, an imprint of Elsevier Inc, 105106 (Fourth edition).
Linklater, A.J., Lichtenberger, M.K., Thamm, D.H. (2007). Serum concentrations of cardiac troponin I and cardiac troponinT in dogs with class IV congestive heart failure due to mitral valve disease. Journal of Veterinary Emergency and Critical Care. 17, 243-249.
O'Brien, P.J., Reagan, W.J., York, M.J. (2011). Review of Qualification Data for Cardiac Troponins. Center for Drug Evaluation and Research U.S. Food and Drug Administration.
Lilly, L.S. (2003). Patophysiology of heart disease. Leonard. Lippincott Williams and Wilkins, 93-96.
Adams, J.E., Bodor, G.S., Davila-Roman, V.G. (1993). Cardiac troponin I: A marker with high specificity for cardiac injury. Circulation. 88, 101-116.
DeFrancesko, T. (2011). Cardiac biomarkers. NAVC Clinician's Brief, 15-19.
Schober, K.E., Kirbach, B., Cornand, C. (2001). Circulating cardiac troponins in small animals. Denver, 2-3.
Undhad, V.V., Fefar, D.T., Jivan, B.M. (2012). Cardiac troponin: an emerging cardiac biomarker in animal health. Vet. World. 5(8), 508-511.
Sleeper, M.M., Clifford, C.A., Laster, L.L. (2001). Cardiac Troponin I in the Normal Dog and Cat. Brief Communication J. Vet Intern Med. 15, 501-503.
Fox, P.R., Sisson, D., Sydney, N. (1999). Textbook of canine and feline cardiology, Principles and Clinical Practice. W.B. Saunders company, 10-11.
Oyama, M.A., Sisson, D.D. (2004). Cardiac troponin-I concentration in dogs with cardiac disease. J. Vet Intern Med. Nov-Dec; 18(6):831-9.
Cmammn nadiümna do peda^ii 5.10.2016
