CC BY
69
ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ■
МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ И МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ СОСТОЯНИЯ МИОКАРДА: ПРОГНОЗ ИСХОДОВ ХИРУРГИЧЕСКОГО ЛЕЧЕНИЯ БОЛЬНЫХ ИШЕМИЧЕСКОЙ КАРДИОМИОПАТИЕЙ
В.М. Шипулин2, С.С. Гутор1, И.В. Суходоло1, Л.В. Борисова1, С.Л. Андреев2, В.А. Катков2, В.В. Иванова1
1 ГБОУ ВПО «Сибирский государственный медицинский университет» Минздрава России, Томск
2 ФГБНУ «Научно-исследовательский институт кардиологии», Томск
Актуальность. Ишемическая кардиомиопатия является распространенным заболеванием сердечно-сосудистой системы с неоднозначным послеоперационным исходом. Возможность прогнозирования неблагоприятных исходов на до- или интраоперационном этапе позволит скорректировать тактику хирургического лечения и послеоперационного ведения пациента. Цель работы - поиск морфологических и молекулярных показателей состояния миокарда, прогнозирующих раннюю послеоперационную смертность и неблагоприятные отдаленные результаты хирургического лечения больных ишемической кардиомиопатией. Материал и методы. Объектом исследования стали миокард 36 и венозная кровь 77 больных ишемической кардиомиопатией обоего пола с передневерхушечной аневризмой, находившихся на стационарном лечении в отделении сердечно-сосудистой хирургии ФГБУ «НИИ кардиологии» СО РАМН с 2009 по 2013 г. Пациенты были разделены на 3 группы: 1-я группа с неизменной или уменьшенной фракцией выброса (ФВ) через год, 2-я группа с увеличенной ФВ через год, 3-я группа - пациенты, умершие в раннем послеоперационном периоде. Использовались гистологические, морфометрические, иммуногистохимические, биохимические и статистические методы. Исследование носит проспективный характер, уровень доказательности - II. Результаты. Диаметр капилляров в миокарде из зоны нормокинеза был меньше в 1-й группе пациентов - 4,658+0,531, по сравнению со 2-й группой - 5,605+0,588. В миокарде из зоны гипокинеза
2-й группы удельный объем (УО) интерстициального отека был выше, чем в 3-й группе и составил 0,039 (0,024-0,078) и 0,017 (0,012-0,023) соответственно. В миокарде левый желудочек (ЛЖ) из зоны акинеза УО ядер клеток стромы больше в 1-й группе (0,019+0,009), чем во 2-й (0,010+0,007). УО паренхимы и диаметр кардиомицитов в зоне дискинеза были увеличены в 1-й группе, составляя 0,620+0,059 и 23,0 (23,9-27,2) соответственно по сравнению с 3-й группой пациентов - 0,481+0,130 и 19,2 (18,6-20,8). Морфометрия миокарда УПП показала, что УО ядер клеток стромы ниже в 1-й группе - 0,021 (0,015-0,033) по сравнению со 2-й группой - 0,012 (0,006-0,017). При этом ядерно-цитоплазматическое отношение кардиомиоцитов 1-й группы было выше (0,062+0,022), чем в 3-й группе пациентов (0,042+0,010). Трофический индекс был выше во 2-й группе (0,137+0,047) по сравнению с 3-й группой (0,093+0,039). Концентрации ММР-3 и ММР-9 различались между 1-й и 2-й группами в крови: в 1-й группе - 5,70 (5,16-7,05) и 455,8 (426-502,6) нг/мл; во 2-й группе - 7,11 (6,25-8,49) и 480,8 (447,4-512,4) нг/мл соответственно. Концентрация TGF-p у пациентов
3-й группы ниже (2,382+1,345), чем у пациентов 1-й (10,253+6,036) и 2-й групп (10,035+6,253). Выводы. Изучение участков гипо- и дискинеза стенки ЛЖ, а также низкая концентрация трансформирующего фактора роста-р в сыворотке крови позволяют прогнозировать раннюю послеоперационную смертность, а оценка нормо- и акинетичного миокарда при высоких концентрациях ММР-3 и ММР-9 в крови - повторное ремоделирование ЛЖ в отдаленном послеоперационном периоде. Наибольшей прогностической значимостью для исходов хирургического лечения больных ишемической кардиомиопатией обладают морфометрические характеристики миокарда ушка правого предсердия.
Клин. и эксперимент. хир. Журн. им. акад. Б.В. Петровского. - 2015. - № 1. - С. 5-14.
ДЛЯ КОРРЕСПОНДЕНЦИИ
Гутор Сергей Сергеевич -ассистент кафедры морфологии и общей патологии ГБОУ ВПО «Сибирский государственный медицинский университет» Минздрава России (Томск) E-mail: [email protected]
Ключевые слова:
ишемическая
кардиомиопатия, миокард, прогнозирование исходов
Morphological and molecular condition indicators of myocardium: outcomes prediction of surgical treatment in patients with ischemic cardiomyopathy
CORRESPONDENCE
Gutor Sergey S. - Assistant of the Department of Morphology and Pathology, Siberian State Medical University (Tomsk) E-mail: [email protected]
V.M. Shipulin2, S.S. Gutor1, I.V. Suhodolo1, L.V. Borisova1, S.L. Andreev2, V.A. Katkov2, V.V. Ivanova1
1 Siberian State Medical University, Tomsk
2 Research Institute of cardiology, Tomsk
Keywords:
ischemic cardiomyopathy, myocardium, outcome prediction
Relevance. Ischemic cardiomyopathy is a common disease of the cardiovascular system with ambiguous postoperative outcomes. The ability to predict adverse outcomes in the pre- or intraoperative stage will help adjust tactics of surgical treatment and postoperative management of the patient.
Objective. The aim is to search for morphological and molecular indicators of myocardial condition forecasting early postoperative mortality and adverse long-term results of surgical treatment of patients with ischemic cardiomyopathy.
Materials and methods. The objects of the study were myocardium (36) and venous blood (77) of ischemic cardiomyopathy patients of both sexes with antero-apical aneurysms who were treated in the Department of Cardiovascular Surgery of the Research Institute for Cardiology from 2009 to 2013. The patients were divided into 3 groups: group 1 with unchanged or reduced ejection fraction (EF) one year after, group 2 with increased EF one year after, group 3 with the patients who died in the early postoperative period. We used histological, morphometric, immunohisto-chemical, biochemical and statistical methods. The research is prospective in nature, the level of evidence is II.
Results. The capillary diameter in the normokinetic segments of the myocardium was less in group 1 (4.658+0.531) compared to group 2 (5.605+0.588). In the group 2 hypokinetic segments of the myocardium the specific volume (SV) of the interstitial edema was higher than in group 3 and reached 0.039 (0.024-0.078) and 0.017 (0.012-0.023), respectively. In the akinetic zone of the left ventricular (LV) myocardium the specific volume (SV) of the stromal cell nuclei was more in group 1 (0.019 +0.009) than in group 2 (0.010+0.007). The SV of parenchyma and cardiomyocyte diameter in the dyskinetic zone were increased in group 1, accounting for 0.620+0.059 and 23.0 (23.9-27.2), respectively, compared with group 3: 0.481+0.130 and 19.2 (18.6-20.8). The right atrial appendage (RAA) myocardial morphometry showed that the SV of the stromal cell nuclei was lower in group 1: 0.021 (0.015-0.033) compared with group 2: 0.012 (0.006-0.017). However, nuclear-cytoplasmic ratio of cardiomyocytes in group 1 was higher (0.062+0.022) than in the third group of patients (0.042+0.010). Trophic index was higher in group 2 (0.137+0.047) compared to the third group (0.093+0.039). The concentrations of MMP-3 and MMP-9 were different in the 1st and 2nd groups in blood: in group 1: 5.70 (5.16-7.05) and 455.8 (426-502.6) ng/ml; in group 2: 7.11 (6.25-8.49) and 480.8 (447.4-512.4) ng/ml, respectively. The concentration of TGF-p in the patients of group 3 were lower (2.382+1.345) than in the patients of group 1 (10.253+6.036) and group 2 (10.035+6.253).
Conclusions. Both evaluation of hypo- and dyskinetic segments of the LV wall and low concentration of transforming growth factor-p in the serum can be predictive of early postoperative mortality; assessment of normal and akinetic myocardium with high concentrations of MMP-3 and MMP-9 in the blood can forecast repeated LV remodeling in the late postoperative period. Morphometric characteristics of the right atrial appendage (RAA) myocardium have the greatest predictive value for outcomes of surgical treatment of patients with ischemic cardiomyopathy.
Clin. Experiment. Surg. Petrovsky J. - 2015. - N 1. - Р. 5-14.
Ишемическая кардиомиопатия (ИКМП) - патологическое состояние, обусловленное комплексом диффузных морфофункциональных нарушений, развивающихся в результате хронической или острой ишемии миокарда, основными проявлениями которого являются дилатация камер
сердца и симптомокомплекс хронической сердечной недостаточности (ХСН) [1]. Одним из проявлений ИКМП является структурно-геометрические изменения левого желудочка - его ремоделирование [2, 3].
Наиболее радикальным методом лечения ИКМП является трансплантация сердца, но из-за
проблемы донорства проведение такого рода операций недоступно всем нуждающимся. Самым распространенным и оптимальным методом лечения ИКМП является реконструктивная операция: восстановление кровоснабжения миокарда проводят с помощью аортокоронарного шунтирования (АКШ), размеры желудочка уменьшают методом вентрикулопластики по V. Dor.
Однако после проведения комплексного хирургического вмешательства существует высокий риск смерти пациентов в течение 30 дней после операции, а в отдаленном послеоперационном периоде (через год) в 10-35% случаев наблюдаются возврат гемодинамических характеристик сердца к дооперационным значениям и последующее прогрессирование ХСН, так называемое повторное ремоделирование левого желудочка (ЛЖ) [4].
Повышенная смертность после оперативного лечения больных ИКМП связана со следующими дооперационными показателями: размеры ЛЖ, конечный систолический индекс (КСИ) ЛЖ ->80 мл/м2, фракция выброса ЛЖ - <30%, митральная недостаточность, количество сегментов, пораженных асинергией, легочная гипертензия ->33 мм рт. ст., комплекс QRS - >130 мс, сопутствующая митральная недостаточность, жизнеспособность - >50% миокарда ЛЖ, по данным МРТ -включения контрастного препарата, почечная недостаточность до операции, время от инфаркта до оперативного лечения, возраст более 75 лет [5-16].
Ремоделирование сердца вовлекает в свою орбиту большое количество местных тканевых, клеточных и молекулярных факторов, инициирующих и усугубляющих патологический процесс [4, 17]. В этой связи понятно желание исследователей сопоставить глубину морфологических изменений миокарда с колебаниями количества молекулярных маркеров в периферической крови больных ИКМП. Цель настоящего исследования - поиск морфологических и молекулярных показателей состояния
миокарда, прогнозирующих раннюю послеоперационную смертность и неблагоприятные отдаленные результаты хирургического лечения больных ИКМП.
Материал и методы
Объектом исследования стал миокард 36 больных ИКМП обоего пола (средний возраст - 56,2+ 7,8 лет) с передневерхушечной аневризмой. У всех пациентов во время операции на этапе аневризмэк-томии брали биопсии миокарда передней, задней, боковой стенки ЛЖ и межжелудочковой перегородки (МЖП) со стороны ЛЖ с сопоставлением зоны взятия материала с ее сократимостью (участки нор-мо-, гипо-, а- и дискинеза), а во время канюляции предсердия - миокард УПП. Для поиска и оценки молекулярных маркеров на дооперационном этапе забирали венозную кровь у 77 больных ИКМП и у 17 добровольцев сопоставимого возраста без заболеваний сердечно-сосудистой системы, выступивших в качестве контрольной группы исследования. Все пациенты находились на стационарном лечении в отделении сердечно-сосудистой хирургии ФГБУ «НИИ кардиологии» СО РАМН с 2009 по 2013 г. На основании изменения фракции выброса (ФВ) в до- и послеоперационных ЭхоКГ данных все обследованные пациенты были разделены на 3 группы: 1-я группа с неизменной или уменьшенной ФВ через год, 2-я группа с увеличенной ФВ через год, 3-я группа - пациенты, умершие в раннем послеоперационном периоде (30 дней). Объем выборок в различных группах представлен в таблице 1.
Клинические критерии отбора пациентов, включенных в настоящее исследование:
• наличие участков а- и дискинеза ЛЖ;
• конечный диастолический индекс ЛЖ >100 мл/м2;
• КСИ ЛЖ >80 мл/м2;
• конечное диастолическое давление ЛЖ >30 мм рт.ст.;
Таблица 1. Количество пациентов, у которых был взят материал (биоптат и кровь) в различных группах исследования
Группа Материал Количество материала Количество пациентов
1-я группа (с неизменной или уменьшенной ФВ через год) Биоптат 35 7
Кровь 13 13
2-я группа (с увеличенной ФВ через год) Биоптат 60 14
Кровь 34 34
3-я группа (пациенты, умершие в раннем послеоперационном периоде) Биоптат 45 9
Кровь 4 4
Пациенты, которые не прошли повторное обследование Биоптат 30 6
Кровь 26 26
Группа больных ИКМП (1-3-я группы + пациенты, отдаленный послеоперационный исход которых не удалось оценить по различным причинам) Биоптат 180 36
Кровь 77 77
Контрольная группа Кровь 17 17
• ФВ ЛЖ <40%;
• длительность ишемической болезни более 1 года;
• стеноз >75% ствола левой коронарной артерии, проксимальный стеноз передней нисходящей артерии или стенозы, превышающие 75%, не менее чем в двух коронарных артериях.
Критерии исключения пациентов из исследования:
• наличие органических пороков сердца ревматической и инфекционной этиологии;
• острый инфаркт миокарда;
• острое нарушение мозгового кровообращения;
• правожелудочковая недостаточность;
• тяжелая легочная гипертензия, не связанная с митральной недостаточностью.
У всех пациентов получено информированное согласие на участие в исследовании, одобренном этическими комитетами ГБОУ ВПО СибГМУ Минздрава России и ФГБУ «НИИ кардиологии» СО РАМН. Исследование носит проспективный характер (выбор пациентов, соответствующих критериям включения и не соответствующих критериям исключения) с разделением на группы в зависимости от исхода хирургического лечения, уровень доказательности - II.
На дооперационном этапе все пациенты проходили клиническое обследование, включающее ЭхоКГ на аппарате АсиБоп 128 XP/10. Для изучения геометрии ЛЖ и его систолической функции оценивались следующие показатели: конечный диастолический индекс (КДИ) ЛЖ, КСИ ЛЖ, ФВ ЛЖ. Для изучения нарушений локальной сократимости миокарда ЛЖ была оценена сократимость 16 его сегментов по 4-балльной системе: 1 - нормокинез, 2 - гипокинез, 3 - акинез, 4 - дискинез.
Образцы миокарда, полученные интраопераци-онно, фиксировали в 10% растворе нейтрального формалина в течение 24 ч, промывали в проточной воде и обезвоживали в растворе на основе изо-пропилового спирта IsoPrep («БиоВитрум», Санкт-Петербург), заливали в парафиновую среду для заливки HISTOMIX® («БиоВитрум», Санкт-Петербург). Парафиновые срезы толщиной 5-7 мкм, полученные при помощи санного микротома МС-2, окрашивали гематоксилином и эозином («BioOptica», Италия). Окрашенные препараты заключали в монтирующую среду BioMount («BioOptica», Италия). При иммуногистохимическом (ИГХ) исследовании оценивали CD-маркеры: CD3, CD68, CD34 (Novocastra Laboratories, UK), CD8, CD4, CD20 (Thermo Scientific, USA). Препараты изучали в световом микроскопе Axioskop 40 (CarlZeiss, Германия). Микрофотографии препаратов получали с помощью фотокамеры Canon G10 (Япония).
Проводили морфометрию ударного объема (УО) капилляров, паренхимы, стромы, ядер кардиомио-
цитов (КМЦ) и клеток стромы, перинуклеарного отека в КМЦ и интерстициального отека методом точечного счета в 5-7 случайных полях зрения (1 мм2) с помощью программ обработки графических изображений (AxioVision, CarlZeiss; ImageJ, NIH USA) [18, 19]. Диаметры КМЦ и капилляров измеряли на продольных срезах на уровне ядра КМЦ или эндотелиоцита. Дополнительно оценивали паренхиматозностромальное отношение (ПСО), трофический индекс (ТИ) и зону перикапиллярной диффузии (ЗПкД). ПСО - это отношение УО паренхимы миокарда к УО стромы; ТИ - это отношение УО капилляров к УО паренхимы; ЗПкД - отношение диаметра капилляров к их УО [18, 19].
Содержание в крови больных ИКМП предшественников натрийуретических пептидов (pro-ANP и NT-proBNP), матриксных металлопротеиназ (MMP) -1, -3, -9 и тканевых ингибиторов металлопротеиназ (TIMP) 1 и 2, цитокинов (TGF-p, ИЛ-6, ФНО-а, hs-CRP) и C-терминального пропептида коллагена определяли иммуноферментным методом с помощью стандартных наборов фирм: pro-ANP и NT-proBNP - Biomedica (Австрия); ММP-1 и MMP-9 - Quantikine® (R&DSystems, США); MMP-3, TIMP-2 и TIMP-1 - Biosource (Бельгия), Human TGF-p 1 Platinum - eBioscience (Австрия), ИЛ-6, ФНО-а -БЕСТ (Россия), C-Terminal Propeptide - BioPorto Diagnostics (Дания), hs-CRP - ALPCO Diagnostics (США).
Статистическую обработку результатов проводили с помощью пакета программ SPSS 17 для Windows (SPSS Inc). Нормальность закона распределения количественных показателей проверяли с помощью критерия Шапиро-Уилка. Параметры, подчиняющиеся нормальному закону распределения, описывали с помощью среднего значения (M) и стандартного отклонения (m); не подчиняющиеся нормальному закону распределения - с помощью медианы (Me) и интерквантильного интервала (Q25-Q75). Качественные данные описывали частотой встречаемости или ее процентом. В случае нормального закона распределения для проверки достоверности различий количественных показателей в сравниваемых группах использовали t-критерий Стьюдента, критерий Манна-Уитни -в случае ненормального закона распределения. Для проверки достоверности различия количественных данных использовали критерий х2 (или с помощью z-критерия с поправкой Бонферонни на непрерывность при p=0,05 в тех случаях, когда X2 провести было невозможно). Для нахождения статистических зависимостей линейного характера, определения их силы и направления рассчитывали коэффициент корреляции (r) Пирсона (между количественными показателями, подчиняющимися нормальному закону распределения) и коэффициент корреляции Спирмана (для количественных по-
казателей, не подчиняющихся нормальному закону распределения, и для качественных показателей в порядковой шкале). Все статистические показатели считали достоверными при р<0,05.
Результаты
Морфологические изменения в ЛЖ были изучены в передней, боковой, задней стенках ЛЖ и МЖП со стороны ЛЖ с учетом функционального состояния сегмента по данным ЭхоКГ. Оказалось, что характер изменений кинеза миокарда у обследованных пациентов имеет сходную топографию. Морфологические находки в миокарде определялись именно степенью нарушения сократимости сердечной стенки и не зависели от места взятия биоптата (рис. 1).
При микроскопическом исследовании нормо-кинетичного миокарда стенки ЛЖ повсеместно наблюдались гипертрофия и полиморфизм ядер КМЦ, а более чем в половине случаев - перину-клеарный отек КМЦ, неравномерное окрашивание их цитоплазмы, интерстициальный отек, расширение перикапиллярных пространств. Липоматоз в нормокинетичных участках миокарда ЛЖ больных ИКМП, умерших в раннем послеоперационном периоде (3-я группа), встречается чаще, чем у пациентов 2-й группы. Диаметр капилляров миокарда был статистически достоверно снижен у пациентов 1-й группы (¿=-2,51; р=0,03) -4,658+0,531 мкм по сравнению с аналогичным показателем во 2-й группе (5,605+0,588 мкм).
При исследовании гипокинетичного миокарда стенки ЛЖ повсеместно регистрировались кардио-мегалия, полиморфизм ядер, неравномерное уплотнение цитоплазмы КМЦ, что нередко сочеталось с миоцитолизом и глыбчатым распадом миофи-брилл. Кроме того, наблюдался в разной степени выраженный диффузный или плексиморфный фиброз с лимфоидной инфильтрацией. У одного и того же пациента фиброз был более выражен в зонах гипокинеза сердечной стенки по сравне-
нию с нормокинетичными участками. Морфометрия миокарда из зоны гипокинеза стенки ЛЖ больных ИКМП показала наличие статистически достоверных отличий в УО интерстициального отека во 2-й и в 3-й группах. У больных 2-й группы с увеличенной ФВ через год этот показатель составил 0,039 (0,024-0,078), а в 3-й группе был 0,017 (0,0120,023).
КМЦ в зоне акинеза характеризовались кардио-мегалией, гиперхромией и полиморфизмом ядер. Неравномерное окрашивание цитоплазмы, миоцито-лиз, фрагментация и глыбчатый распад КМЦ встречались гораздо реже. Отмечался фиброз разной степени выраженности, более чем в половине случаев сопровождающийся лимфоидной инфильтрацией, спазмом и пролиферацией гладкомышечных клеток артериол и общим отеком. В акинетичном миокарде ЛЖ плексиморфный кардиомиофиброз встречался статистически достоверно чаще у больных ИКМП 1-й группы по сравнению со 2-й, а расширение пери-капиллярных пространств статистически достоверно чаще отмечали в миокарде 3-й группы больных. В миокарде ЛЖ из зоны акинеза больных 1-й группы УО ядер стромальных клеток превышал аналогичный показатель пациентов 2-й группы (0,019+0,009 и 0,010+0,007 соответственно). УО стромы, УО пе-ринуклеарного отека, ПСО у пациентов 1-й группы были значительно выше, а УО паренхимы - ниже по сравнению с больными 3-й группы.
Миокард дискинетичной стенки ЛЖ больных ИКМП характеризовался увеличением размеров и полиморфизмом, как правило, гиперхромных ядер КМЦ. В отличие от акинетичного миокарда ЛЖ больных ИКМП в дискинетичном практически повсеместно встречались плексиморфный кар-диомиофиброз и ветвление КМЦ. У половины пациентов в дискинетичном миокарде ЛЖ больных ИКМП наблюдались перинуклеарный отек КМЦ, миоцитолиз, неравномерное уплотнение цитоплазмы. Миокард ЛЖ из зоны дискинеза статистически достоверно отличался у пациентов 1-3-й групп с различными послеоперационными исходами
Рис. 1. Миокард боковой (А) и задней (Б)стенки левого желудочка при нормокинезе: перинуклеарный отек (А), полиморфизм, гипертрофия и гиперхроматоз ядер кардиомиоцитов, контрактуры кардиомиоцитов; Б - диффузный фиброз (Б). х400. Окраска -гематоксилин-эозин
Рис. 2. Миокард левого желудочка: А - из зоны нормокинеза, полиморфизм и гипертрофия ядер кардиомиоцитов, волнообразная деформация волокон (А); Б - из зоны гипокинеза, слабовыраженный диффузный фиброз (Б), периваскулярный фиброз (В), неравномерное окрашивание цитоплазмы кардиомиоцитов (Г); В - из зоны акинеза, лакунарный фиброз (Д), ветвление кардиомиоцитов (Е); Г - из зоны дискинеза, диффузный фиброз, звездчатые кардиомиоциты (Ж), неравномерное уплотнение цитоплазмы (З). х400. Окраска -гематоксилин-эозин
■ IШ
11 Ш
тЩ
Д
" ' * Л 9$ /- $
(ЪЕН! ¿^Ял .V Р.: нПВВвтю *<
■к^ШьЖЧ ) «Г-
I - ' . . • .
Г
/ /
В
■ И§I
частотой выраженности перинуклеарного отека. УО паренхимы и диаметр КМЦ в зоне дискинеза были статистически достоверно увеличены в 1-й группе, составляя 0,620+0,059 и 23,0 (23,927,2), соответственно, по сравнению с 3-й группой пациентов - 0,481+0,130 и 19,2 (18,6-20,8). Миокард ЛЖ больных ИКМП в зонах с различной степенью нарушения локальной сократимости представлен на рисунке 2.
Обнаружены статистически значимые корреляционные связи сократительной способности миокарда в ряду «нормокинез-гипокинез-аки-нез-дискинез» с УО паренхимы (г=-0,205, р=0,02), УО стромы (г=0,310, р<0,001) и УО перинуклеарного отека (г=-0,216, р=0,02).
В УПП всех обследованных больных ИКМП выражены увеличение размеров, полиморфизм ядер и волнообразная деформация КМЦ. Более чем у половины пациентов в миокарде УПП наблюдались перинуклеарный отек, гиперхроматоз ядер, неравномерное окрашивание цитоплазмы и глыб-чатый распад миофибрилл КМЦ, фиброз разной степени выраженности, интерстициальный отек. Реже встречались кариолизис, лизис и диском-плексация миокардиальных волокон, звездчатые КМЦ, выбухание ядер эндотелиоцитов в просвет капилляров, спазм артериол, полнокровие и утолщение эндокарда. Гиперхромия и лизис ядер
КМЦ встречались статистически достоверно чаще в 3-й группе пациентов по сравнению со 2-й группой. УО ядер клеток стромы УПП больных ИКМП характеризовался статистически достоверным снижением у больных 1-й группы, составляя 0,021 (0,015-0,033), по сравнению со 2-й группой - 0,012 (0,006-0,017). При этом ядерно-цитоплазматиче-ское отношение КМЦ в 1-й группе больных было достоверно выше (0,062+0,022), чем в 3-й группе пациентов (0,042+0,010). ТИ достоверно повышался в миокарде больных 2-й группы (0,137+0,047) по сравнению с 3-й группой (0,093+0,039). Корреляционный анализ показал наличие прямой статистической зависимости средней силы (г=0,378; р=0,03) между диаметром КМЦ и УО перинуклеарного отека, а также обратной статистической зависимости средней силы (г=-0,451; р=0,01) между УО паренхимы и диаметром капилляров и между УО стромы и УО капилляров (г=-0,443; р=0,001).
Известно, что повторное ремоделирование сердца в послеоперационном периоде, как правило, развивается у пациентов с морфологически идентифицируемой воспалительной инфильтрацией (более 14 клеток на квадратный миллиметр площади среза), являющейся признаком миокардита (Казаков В.А., 2009-2011). В наших исследованиях инфильтрат визуализирован у пациентов 1-й и 2-й групп, причем во всех случаях в большом
количестве встречались С03+-, С08+-клетки, единичные С020+- и С0-68+-клетки, а у пациентов 1-й группы выявлялись и С04+ клетки (рис. 3, 4).
Поскольку до- и интраоперационную оценку состояния миокарда нельзя рекомендовать в качестве скринингового метода, мы считаем перспективным исследование крови больных с целью выявления молекулярных прогностических маркеров. Оказалось, что концентрация в крови рго^Р и NT-proBNP у больных ИКМП статистически достоверно превышает таковую у здоровых добровольцев (критерий Шапиро-Уилка равнялся 0,912 и 0,733 соответственно при р<0,001): рго^Р составил 6,53 (3,93-8,94) нмоль/л, тогда как в группе контроля - 2,42 (1,78-2,77) нмоль/л; NT-proBNP составил
39,35 (23,05-71,26) фмоль/л, а в группе контроля 6,12 (4,45-8,25) фмоль/л. Статистически значимых различий показателей концентрации рго^Р, NT-proBNP в крови у больных ИКМП с разной динамикой отдаленного послеоперационного периода не обнаружено. Концентрации ММР-3 и ММР-9 в крови у больных ИКМП с разной динамикой отдаленного послеоперационного периода статистически достоверно отличались (р=0,03) и составили в 1-й группе - 5,70 (5,16-7,05) и 455,8 (426-502,6) нг/мл соответственно, во 2-й группе -7,11 (6,25-8,49) и 480,8 (447,4-512,4) нг/мл. Чувствительность (5е) и специфичность (5р) диагностического теста составили: для ММР-3=7,7 нг/мл, 5е=84,6%, 5р=100,0%; для ММР-9=102,4 нг/мл,
CD-3
CD-4
CD-8
Рис. 3. Периваскулярный инфильтрат больного ишемической кардиомиопатией в 1-й группе с неизменной или уменьшенной фракцией выброса через год после операции. х400
CD-20 CD-3
CD-68 CD-4
CD-34 CD-8
№WSL % ; • tos ■ • • : • а «»л • • . - . ■ ;-. -г. V * Л • • ■ • 'А Шгл ь./ • Ш! . г. ■ 4 ш ж • /л. /4 Ш 4 •
. А? т т' {< £. '«iäKaiS » ' ' ЩЩЯ $ • v Р - •: а JH1 : : : М 4 1 ' - г к * • .' ■ ' ф • 1 т ГШ-, т ■I тш- ' щщ .1 »tt »•:, . •• • ■ О • '""У • « у. 4. * •• •
Рис. 4. Периваскулярный инфильтрат больного ишемической кардиомиопатией во 2-й группе с увеличившейся фракцией выброса через год после операции. х400
CD-20
CD-68
CD-34
5е=53,8%, 5р=100,0%. Концентрация TGF-p у пациентов, умерших в раннем послеоперационном периоде, была статистически достоверно ниже (2,382+1,345), чем у выживших пациентов 1-й (10,253+6,036) и 2-й групп (10,035+6,253).
Обсуждение
Попытка дать описательную и морфометриче-скую характеристику миокарда стенок ЛЖ больных ИКМП с передневерхушечной аневризмой с учетом сократительной способности в зоне проведения биопсии предпринята впервые. В литературе при описании морфологии миокарда указывается только место взятия биопсии, тогда как на основании полученных нами данных очевидно, что морфологические изменения миокарда определяются его функциональным состоянием. Наличие данной зависимости подтверждается выявленными корреляционными связями.
Поиски морфологических предикторов неблагоприятных послеоперационных исходов хирургического лечения больных кардиомиопатиями зарубежные и российские исследователи начали более 15 лет назад. Литературные данные свидетельствуют о достоверном увеличении диаметра КМЦ ЛЖ у больных ИКМП, однако исследователи трактуют этот факт по-разному [20, 22]. Так, по мнению Могеиа и соавт. [22], данный фактор является предиктором повторного ремоделиро-вания ЛЖ, тогда как В.А. Казаков [20] не считает диаметр КМЦ предиктором. Возможно, данные расхождения в трактовке увеличения диаметра КМЦ связаны с тем, что изучаемый авторами миокард имел разное функциональное состояние. Так, по нашим данным, диаметр КМЦ достоверно отличался у пациентов 1-й и 3-й групп только в зоне дискинетичного миокарда. Морфометри-ческие характеристики миокарда ушка правого предсердия, по нашим данным, можно использовать для прогноза как ранних, так и поздних послеоперационных осложнений при ИКМП. Тот факт, что исследование гемодинамически ненагружен-ного миокарда УПП дает наиболее интегральную прогностическую характеристику течения и раннего, и позднего послеоперационного периода у больных ИКМП свидетельствует о системности этиопатогенетических взаимосвязей при данной патологии
Результаты ИГХ исследования свидетельствуют об активации Т-клеточного звена иммунного ответа, что может быть косвенным свидетельством вирусной этиологии миокардита, морфологически идентифицированного у наших пациентов. Немногочисленные литературные источники, в которых упоминается проведение ИГХ исследований миокардиального инфильтрата [23, 24] убеждают
в необходимости дальнейших, более углубленных исследований.
Степень восстановления функции ЛЖ после операции во многом определяется выраженностью фиброзных изменений в миокарде, зависящих от наличия/отсутствия воспалительной инфильтрации, процессов синтеза белков экстрацеллюлярного ма-трикса и их деградации. Система ММР и их тканевых ингибиторов (Т1МР) чрезвычайно важна в местной регуляции этих процессов, что объясняет предиктор-ные свойства ММР-3 и ММП-9 в реализации неблагоприятных отдаленных исходов операций. Наряду с ММР в развитии фиброза миокарда участвует трансформирующий фактор роста-р (^-р) [25], который продуцируется миофибробластами, гладкомышеч-ными клетками сосудов, эндотелиальными клетками и макрофагами [26]. Роль TGF-p в развитии сердечнососудистых заболеваний двояка: он усиливает формирование межклеточного матрикса и снижает иммунную реакцию за счет блока продукции ИЛ-2, экспрессии МНС-2- и др. [27-29]. Так как у пациентов 3-й группы концентрация TGF-p в крови была в 5 раз ниже, чем в других исследуемых группах, можно предположить, что это обстоятельство увеличивает риск ранней послеоперационной смерти. Вместе с тем концентрации в крови таких общепризнанных воспалительных маркеров, как ИЛ-6, ФНО-а, С-реактивного белка, достоверно не отличались у пациентов всех исследуемых групп.
Выводы
Структура миокарда ЛЖ у больных ИКМП с пе-редневерхушечной аневризмой гетерогенна, тесно связана с его функциональным состоянием и представлена сочетанием диффузных и очаговых изменений: участки нормокинеза характеризуются полиморфизмом и гипертрофией ядер КМЦ, наличием участков перерастяжений миокардиальных волокон, малым количеством соединительной ткани; зоны гипокинеза характеризуются выраженным интерстициальным и периваскулярным фиброзом на фоне перинуклеарного отека КМЦ; зоны акинеза -выраженным фиброзом, уменьшением количества КМЦ, появлением ветвящихся форм; зоны диски-неза - фиброзом, фрагментацией и расщеплением КМЦ, а также гиперплазией мышечной оболочки артериол. Морфологическое изучение участков гипо- и дискинеза стенки ЛЖ позволяет прогнозировать раннюю послеоперационную смертность, а нормо- и акинеза - повторное ремоделирование ЛЖ в отдаленном послеоперационном периоде.
Наибольшей прогностической значимостью для исходов хирургического лечения больных ИКМП обладают морфометрические характеристики миокарда ушка правого предсердия. Снижение трофического индекса и ядерно-цитоплазматического
отношения КМЦ УПП является прогностически важным маркером ранней послеоперационной смерти, а диаметр капилляров и удельный объем ядер клеток стромы УПП позволяют прогнозировать значения анатомических и функциональных характеристик сердца через год после операции (конечного диастолического индекса и ФВ).
Низкая концентрация ТGF-p в сыворотке крови больных ИКМП на дооперационном этапе является предиктором высокого риска смерти в раннем послеоперационном периоде, тогда как высокие концентрации ММР-3 и ММР-9 могут служить маркерами неблагоприятного отдаленного результата хирургического лечения.
Литература
1. Осовская Н.Ю. Ишемическая кардиомиопатия: терминология, эпидемиология, патофизиология, диагностика, подходы к лечению [Электронный ресурс]: лекция // Газета «Новости медицины и фармации» Кардиология (тематический номер). 2011. Режим доступа: http://www. mif-ua. com/archive/issue-16858/ article-16868/pririt. html
2. Закирова А.Н., Оганов Р. Г., Закирова Н. Э. и др. Ремоде-лирование миокарда при ишемической болезни сердца // Рациональная фармакотер. в кардиологии. 2009. Т. 5, № 1. С. 42-45.
3. Darzmarr L.C., Bodarese L.C., I. Kohler M.R. Torres Left atrioventricular remodeling in the assessment of the left ventricle diastolic function in patients with heart failure: a review of the currently studied echocardiography variables // Cardiovasc. Ultrasound. 2008. Vol. 6. P. 56.
4. Дземешкевич С. Л., Стивенсон Л. У. Дисфункции миокарда и сердечная хирургия. Классификация, диагностика, хирургическое лечение. М. : ГЭОТАР-МЕД, 2009. 352 с.
5. Yamaguchi A. et al. Left ventricular reconstruction benefits patients with dilated ischemic cardiomyopathy // Ann. Thorac. Surg. 2005. Vol. 79. P. 456-461.
6. Fishbein M.C., MacLean D., Maroko P.R. The histologic evolution of myocardial infarction // Chest. 1978. Vol. 73. P. 843-849.
7. Athanasuleas C.L. et al. Surgical ventricular restoration in the treatment of congestive heart failure due to postinfarction ventricular dilation // J. Am. Coll. Cardiol. 2004. Vol. 44. P. 1439-1445.
8. Yamaguchi H. et al. Characteristics of myocardial 18F-fluo-rodeoxyglucose positron emission computed tomography in dilated cardiomyopathy and ischemic cardiomyopathy // Ann. Nucl. Med. 2000. Vol. 14, N 1. P. 33-38.
9. Di Donato M. еt al. Intermediate survival and predictors of death after surgical ventricular restoration // Semin. Thorac. Car-diovasc. Surg. 2001. Vol. 13. P. 468-475.
10. Yamaguchi A. et al. Left ventricular reconstruction benefits patients with dilated ischemic cardiomyopathy // Ann. Thorac. Surg. 2005. Vol. 79. P. 456-461.
11. Athanasuleas C.L. et al. Surgical ventricular restoration in the treatment of congestive heart failure due to postinfarction ventricular dilation // J. Am. Coll. Cardiol. 2004. Vol. 44. P. 1439-1445.
12. Schroder J.N. et al. Impact of mitral valve regurgitation evaluated by intraoperative transesophageal echocardiography on long-term outcomes after coronary artery bypass grafting // Circulation. 2005. Vol. 112. P. 1293-1298.
13. Sartipy U., Albage A., Lindblom D. Risk factors for mortality and hospital re-admission after surgical ventricular restoration // Eur. J. Cardiothorac. Surg. 2006. Vol. 30. P. 762-769.
14. Di Donato М. et al. Akinetic versus dyskineticpostinfarc-tion scar: relation to surgical outcome in patients undergoing endo-ventricular circular patch plasty repair // J. Am. Coll. Cardiol. 1997. Vol. 29. P. 1569-1575.
15. Athanasuleas C.L. et al. Surgical ventricular restoration in the treatment of congestive heart failure due to postinfarction ventricular dilation // J. Am. Coll. Cardiol. 2004. Vol. 44. P. 1439-1445.
16. Athanasuleas C.L., Buckberg G.D., Stanley A.W. et al.; RESTORE group Surgical ventricular restoration in the treatment of congestive heart failure due to post-infarction ventricular dilation // J. Am. Coll. Cardiol. 2004. Vol. 44, N 7. P. 1439-1445.
17. Фундаментальные аспекты лечения сердечной недостаточности в кардиохирургии / Под ред. В.М. Шипулина, Р.С. Карпова. Томск: STT, 2009. 262 с.
18. Автандилов Г.Г. Медицинская морфометрия. М. : Медицина, 1990. 384 с.
19. Непомнящих Л.М., Лушникова Е.Л., Колесникова Л.В. и др. Морфометрический и стереологический анализ миокарда. Новосибирск: Полиграфкомбинат, 1984. 159 с.
20. Казаков В.А. Тканевые, клеточные молекулярные аспекты послеоперационного ремоделирования левого желудочка у больных ишемической кардиомиопатией: Автореф. дис. ... д-ра мед. наук. Томск, 2011. 46 с.
21. Ferramola M.L., Perez Diaz M.F., Honore S.M. et al. Cadmium-induced oxidative stress and histological damage in the myocardium. Effects of a soy-based diet // Toxicol. Appl. Pharmacol. 2012. Vol. 265, N 3. P. 380-389.
22. Moreira L.F., Stolf N.A., Higuchi M.L. et al Current perspectives of partial left ventriculectomy in the treatment of dilated cardiomyopathy // Eur. J. Cardiothorac. Surg. 2001. Vol. 19. P. 54-60.
23. P. Seizer, T. Geisler, B. Bigalke et al. EMMPRIN and its ligand Cyclophilin A as novel diagnostic markers in inflammatory cardiomyopathy // Int Cardiol. 2013. Vol. 163, N 3. P. 299-304.
24. Lamparter S., Pankuweit S., Maisch B. Clinical and immunologic characteristics in peripartum cardiomyopathy // Int. J. Cardiol. 2007. Vol. 118, N 1. P. 14-20.
25. Khan R., Sheppard R. Fibrosis in heart disease: understanding the role of transforming growth factor-p1 in cardiomyopathy, valvular disease and arrhythmia Immunology // Immunology. 2006. Vol. 118, N 1. P. 10-24.
26. Agrotis A., Kalinina N., Bobik A. Transforming growth factor-beta, cell signaling and cardiovascular disorders // Curr. Vasc. Pharmacol. 2005. Vol. 3. P. 55-61.
27. Гасанов А. Г., Бершова Т. В. Роль изменений внеклеточного матрикса при возникновении сердечно-сосудистых заболеваний // Биомед. химия. 2009. Т. 55, № 2. С. 155-168.
28. Бабышкина Н.Н., Малиновская Е.А., Стахеева М.Н. и др. Роль трансформирующего фактора роста TGF-p^ патогенезе рака молочной железы // Сибир. онкол. журн. 2010. № 6 (42). С. 63-70.
References
1. Osovskaya N.Yu. Ischemic cardiomyopathy: terminology, epidemiology, pathophysiology, diagnostics, approaches to treatment: lecture. Newspaper «Novosti Meditsiny I Farmatsii», Cardiology (thematic number). 2011: http://www. mif-ua. com/archive/ issue-16858/article-16868/print. html. (in Russian)
2. Zakirova A.N., Oganov R. G., Zakirova N. E. et al. Remodeling of a myocardium at coronary heart disease. Ratsional'naya farma-koterapiya v kardiologii [Rational pharmacotherapy in cardiology]. 2009. Vol. 5 (1): 42-5. (in Russian)
3. Danzmann L.C., Bodanese L.C., I. Kohler M.R. Torres Left atrioventricular remodeling in the assessment of the left ventricle diastolic function in patients with heart failure: a review of the currently studied echocardiography variables. Cardiovasc Ultrasound. 2008; Vol. 6: 56.
4. Dzemeshkevich S.L., Stivenson L.U. Dysfunctions of a myocardium and heart surgery. Classification, diagnostics, surgical treatment. Moscow: GEOTAR-Media, 2009: 352 p. (in Russian)
5. Yamaguchi A. et al. Left ventricular reconstruction benefits patients with dilated ischemic cardiomyopathy. Ann Thorac Surg. 2005; Vol. 79: 456-61.
6. Fishbein M.C., MacLean D., Maroko P.R. The histologic evolution of myocardial infarction. Chest. 1978; Vol. 73: 843-849.
7. Athanasuleas C.L. et al. Surgical ventricular restoration in the treatment of congestive heart failure due to postinfarction ventricular dilation. J Am Coll Cardiol. 2004; Vol. 44: 1439-45.
8. Yamaguchi H. et al. Characteristics of myocardial 18F-fluo-rodeoxyglucose positron emission computed tomography in dilated cardiomyopathy and ischemic cardiomyopathy. Ann Nucl Med. 2000; Vol. 14, N 1: 33-8.
9. Di Donato M. et al. Intermediate survival and predictors of death after surgical ventricular restoration. Semin Thorac Cardiovasc Surg. 2001; Vol. 13: 468-75.
10. Yamaguchi A. et al. Left ventricular reconstruction benefits patients with dilated ischemic cardiomyopathy. Ann Thorac Surg. 2005; Vol. 79: 456-61.
11. Athanasuleas C.L. et al. Surgical ventricular restoration in the treatment of congestive heart failure due to postinfarction ventricular dilation. J Am Coll Cardiol. 2004; Vol. 44: 1439-45.
12. Schroder J.N. et al. Impact of mitral valve regurgitation evaluated by intraoperative transesophageal echocardiography on long-term outcomes after coronary artery bypass grafting. Circulation. 2005; Vol. 112; 1293-8.
13. Sartipy U., Albage A., Lindblom D. Risk factors for mortality and hospital re-admission after surgical ventricular restoration. Eur J Cardiothorac Surg. 2006; Vol. 30: 762-9.
14. Di Donato M. et al. Akinetic versus dyskineticpostinfarction scar: relation to surgical outcome in patients undergoing endoventricu-lar circular patch plasty repair. J Am Coll Cardiol. 1997; Vol. 29: 1569-75.
15. Athanasuleas C.L. et al. Surgical ventricular restoration in the treatment of congestive heart failure due to postin-
29. Gordon K. J., Blobe G. C. Role of transforming growth factor-p superfamily signaling pathways in human disease // Bio-chim. Biophys. Acta. 2008. Vol. 1782, N 4. P. 197-228.
farction ventricular dilation. J. Am. Coll. Cardiol. 2004; Vol. 44: 1439-45.
16. Athanasuleas C.L., Buckberg G.D., Stanley A.W. et al.; RESTORE group. Surgical ventricular restoration in the treatment of congestive heart failure due to post-infarction ventricular dilation. J Am Coll Cardiol. 2004; Vol. 44, N 7: 1439-45.
17. Fundamental'nye aspekty lecheniya serdechnoy nedostato-chnosti v kardiokhirurgii [Fundamental aspects of treatment of heart failure in a heart surgery]. Eds V.M. Shipulin, R.S. Karpov. Tomsk: STT, 2009: 262 р. (in Russian)
18. Avtandilov G.G. Medical morphometry. Moscow: Meditsina, 1990: 384 р. (in Russian)
19. Nepomnyashchikh L.M., Lushnikova E.L., Kolesnikova L.V. еt al. Morfometricheskiy i stereologicheskiy analiz miokarda [Mor-phometric and stereological analysis of a myocardium]. Novosibirsk: Poligrafkombinat, 1984: 159 р. (in Russian)
20. Kazakov V.A. Tissue, cellular and molecular aspects of postoperative left ventricular remodelling in patients with ischemic car-diomyopathy: Diss. Tomsk, 2011: 46 с. (in Russian)
21. Ferramola M.L., Perez Diaz M.F., Honore S.M. et al. Cadmium-induced oxidative stress and histological damage in the myocardium. Effects of a soy-based diet. Toxicol Appl Pharmacol. 2012; Vol. 265, N 3: 380-9.
22. Moreira L.F., Stolf N.A., Higuchi M.L. et al. Current perspectives of partial left ventriculectomy in the treatment of dilated cardiomyopathy. Eur J Cardiothorac Surg. 2001; Vol. 19: 54-60.
23. P. Seizer, T. Geisler, B. Bigalke et al. EMMPRIN and its ligand Cyclophilin A as novel diagnostic markers in inflammatory cardiomyopathy. Int J Cardiol. 2013; Vol. 163, N 3: 299-304.
24. Lamparter S., Pankuweit S., Maisch B. Clinical and immunologic characteristics in peripartum cardiomyopathy. Int J Cardiol. 2007; Vol. 118, N 1: 14-20.
25. Khan R., Sheppard R. Fibrosis in heart disease: understanding the role of transforming growth factor-p1 in cardiomyopa-thy, valvular disease and arrhythmia. Immunology. 2006. Vol. 118, N 1: 10-24.
26. Agrotis A., Kalinina N., Bobik A. Transforming growth factor-beta, cell signaling and cardiovascular disorders. Curr Vasc Pharmacol. 2005; Vol. 3: 55-61.
27. Gasanov A.G., Bershova T.V. The role of extracellular matrix changes in cardiovascular diseases. Biomeditsins-kaya khimiya [Biomedical Chemistry]. 2009; Vol. 55 (2): 155-68. (in Russian)
28. Babyshkina N.N., Malinovskaya E.A., Stakheeva M.N. et al. Role of transforming growth factor TGF-p1 in pathogenesis of breast cancer. Sibirskiy onkologicheskiy zhurnal [Siberian Oncological Journal]. 2010. Vol. 6 (42): 63-70. (in Russian)
29. Gordon K. J., Blobe G. C. Role of transforming growth factor-p superfamily signaling pathways in human disease. Biochim Biophys Acta. 2008; Vol. 1782, N 4: 197-228.
