CC BY
47
УДК 616.072-7
НОВЫЙ ПОДХОД К ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАФИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКЕ НАРУШЕНИЙ РЕПОЛЯРИЗАЦИИ МИОКАРДА ЖЕЛУДОЧКОВ У БОЛЬНЫХ САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ
А.О. ОВЕЧКИН***, Ю.К. ФРЕЛИХ***, О.М. КУСТЫШЕВА***, Я.Э. АЗАРОВ *,**
* Институт физиологии Коми НЦ УрО РАН, г. Сыктывкар **Коми филиал ГБОУ ВПО «Кировская государственная медицинская академия», г. Сыктывкар alex 72ov@smail.com
Для диагностики нарушений реполяризации миокарда желудочков выявлена меньшая, чем у здоровых лиц, амплитуда и дисперсия амплитуды волны T. В клиническом исследовании были изучены амплитудные показатели волны Т в прекордиальных отведениях ЭКГ у больных сахарным диабетом. Это может отражать уменьшение апикобазального градиента длительностей реполяризации миокарда желудочков. Множественный регрессионный анализ показал независимость изменения амплитудных характеристик волны Т от возраста, типа сахарного диабета и наличия артериальной гипертензии. Этот вывод может быть использован для диагностики нарушений реполяризации желудочков при данном заболевании.
Ключевые слова: сахарный диабет, электрокардиография, реполяризация, Г-волна
A.O. OVECHKIN, YU.K. FRELIKH, O.M. KUSTYSHEVA, YA.E. AZAROV. A NEW APPROACH TO THE ELECTROCARDIOGRAPHIC DETECTION OF VENTRICULAR REPOLARIZATION ABNORMALITIES IN PATIENTS WITH DIABETES MELLITUS
Diabetes mellitus is associated with the high risk of ventricular arrhythmias and sudden cardiac death. Early diagnosis of life-threatening conditions remains obscured. In the present clinical study, the T-wave amplitude in patients with diabetes mellitus was examined in unipolar precordial ECG leads. We observed the flattening of the T-wave and the reduction of the T-wave amplitude dispersion in the leads suggested. This may reflect a decrease of apicobasal gradient of ventricular repolarization in diabetic patients. Multiple regression analysis showed that the T-wave amplitude dispersion was independent of age, type of diabetes, presence of hypertension and can be used for the evaluation of ventricular repolarization pattern in diabetes.
Key words: diabetes mellitus, electrocardiography, repolarization, Г-wave
Сахарный диабет (СД) связан с высоким риском желудочковых аритмий и внезапной сердечной смерти (ВСС) [1-3], который нельзя полностью объяснить ассоциацией диабета с коронарным атеросклерозом, артериальной гипертензией и сердечной недостаточностью. Дополнительный вклад в повышение риска ВСС вносят диабетическая кар-диомиопатия и автономная нейропатия сердца, развивающиеся при сахарном диабете 1 и 2 типов [4,5]. Возникающие нарушения электрофизиологи-ческих свойств миокарда при СД затрагивают в большей степени процессы реполяризации миокарда желудочков [6], что и ведет к повышению риска развития жизнеугрожающих аритмий. Очевидно, что большинство подходов к прогнозированию развития желудочковых аритмий при диабете
направлено на раннюю диагностику нарушений реполяризации по ЭКГ.
Большое внимание уделяется вариабельности (дисперсии) величины ОТ интервала, поскольку увеличенная дисперсия интервала ОТ отражает в основном нарушения реполяризации миокарда желудочков и является предиктором развития ряда серьезных нарушений ритма [7-9]. Оценка альтернации волны (зубца) Т - еще один метод изучения подверженности миокарда возникновению спонтанных желудочковых аритмий [10].
В норме реполяризация начинается и заканчивается раньше на верхушке сердца [11], что приводит к появлению разности потенциалов между верхушкой и основанием в период реполяризации и формирует волну Т на поверхностной ЭКГ. Ранее
было показано, что на эпикарде животных с экспериментальным СД происходит удлинение времени реполяризации преимущественно в области верхушки сердца [12]. Поэтому нами сделано предположение, что удлинение реполяризации на верхушке может привести к уменьшению разности потенциалов, определяющих амплитудные характеристики волны Т на ЭКГ.
С целью проверки данной гипотезы у больных сахарным диабетом были изучены амплитудные характеристики волны Т поверхностной ЭКГ.
Материал и методы исследования
Обследовано 74 чел., из них 28 практически здоровых лиц составили контрольную группу, а 46 обследованных были пациентами с СД 1 (п=25) и 2 типов (п=21), находившихся на стационарном лечении. Течение СД у всех расценено как тяжелое, большинство из них (93%) находились в стадии субкомпенсации или декомпенсации. Всем участникам исследования выполнена ЭКГ с помощью аппаратно-компьютерного комплекса «Кардиотехника-04» фирмы ИНКАРТ (Санкт-Петербург) в 12 стандартных отведениях ЭКГ, а также дополнительно в шести модифицированных прекордиальных отведениях Л -ив (рисунок). Данная схема расположения позволяет регистрировать потенциалы на поверхности тела в проекции основания (Л^3) и верхушки сердца (и4-ив).
Схема модифицированного наложения прекордиаль-ных электродов Л^6.
Кроме стандартных показателей ЭКГ в пре-кордиальных отведениях оценивали параметры, отражающие процессы реполяризации миокарда желудочков. Измеряли интервалы ОTend (ОТе) и ОТреак (ОТр), Tpeak-Tend (Тр-е), амплитуду волны Т (Татр). Для коррекции показателей в зависимости от длительности сердечного цикла использовали формулу Bazett. Расчет производился отдельно для верхнего, или базального (Л-и3), и нижнего, или апикального ^4^6), рядов отведений. Для каждого
обследованного рассчитывали средние, максимальные величины показателей и разницу между соответствующими данными апикального и базального рядов отведений: ОRSamp Л-ив, ОТемах Л-иЗ и и4-ив, АОТетаХ, ОТрмах Л-и и и4-ив, АОТртаХ, Тр-етах Л-иЗ и и4-ив, АТр-етах, Татртах Л-иЗ и и4-ив, АТатртах. По полученным показателям больных с СД сравнивали с контрольной группой, а также группы больных СД 1 и 2 типов между собой.
Статистическая обработка. Изучаемые признаки не имели нормального распределения в группах, поэтому в работе данные представлены в виде медианы и интерквартильного интервала (Ме (25%; 75%)). Для проверки нулевой гипотезы при сравнении групп использовали непараметрический и-критерий Манна-Уитни для количественных переменных и критерий хи-квадрат для качественных. При вероятности ошибочно отвергнуть нулевую гипотезу менее 5% (р<0,05) различия считали статистически значимыми. Для оценки влияния различных факторов на изменение показателей реполяризации использовался метод множественного регрессионного анализа. Статистическая обработка данных проводилась с помощью программ ВЮ-STAT 4.03, SPSS 11.5.
Результаты и обсуждение
Пациенты с СД были значимо старше, чем здоровые лица. По изученным показателям реполяризации больных с диабетом характеризовали меньшая глубина волны Т в базальных отведениях и сниженная дисперсия амплитуды Т волны (разница амплитуд апикального и базального отведений), а также увеличенный интервал ОТс как в базальных, так и в апикальных прекордиальных отведениях, меньшая дисперсия ОТ(АОТетах) (табл.1).
При сравнении пациентов с СД 1 и 2 типов между собой, последние оказались старше, а встречаемость артериальной гипертензии среди них была выше. На ЭКГ в апикальных отведениях у пациентов с СД 1 типа регистрировался более длинный интервал ОТестах. По остальным ЭКГ показателям лица с разными типами СД между собой не отличались (табл.2).
Учитывая разницу сравниваемых групп по возрасту, встречаемости артериальной гипертензии и медикаментозному фону, которые могли определять различия в ЭКГ параметрах, нами проведен множественный регрессионный анализ для поиска независимых детерминант выявленных изменений реполяризации (табл.3).
В представленной модели множественной регрессии из трех детерминант только наличие СД было независимым предиктором выявленных изменений дисперсии амплитуды волны Т и дисперсии интервала ОТ в отведениях Л-ив. Важно, что данные показатели, оцененные в отведениях Л-ив, не зависели от возраста, в отличие от длительности интервала ОТ во 11-м стандартном отведении.
Полученные результаты позволяют говорить о том, что увеличение длительности реполяризации в области верхушки, регистрируемое на эпикарде желудочков при экспериментальном СД [12],
Таблица 1
Клинические и электрокардиографические показатели у здоровых лиц и пациентов
с сахарным диабетом
———Г руппа Сахарный диабет, n=46 Здоровые, n=28 P
Параметры —— Ме (25%; 75%) Ме (25%; 75%)
Возраст, лет 51 (32; 57) 26 (24; 29,5) <0,001
Пол, м/ж 19/27 13/15 нз*
ЧСС, уд/мин 72 (60;76) 75 (58;84) нз
QRSamp J1-J6, mV 0,67(0,55;0,81) 0,74 (0,66; 0,84) нз
QTpc II, мс 356 (343; 367) 339 (324; 355) 0,002
Tampmax J1-J3, mV -0,160 (-0,213; -0,12) -0,218 (-0,259; -0,17) 0,002
ATampmax, mV 0,347 (244; 0,493) 0,449 (0,336; 0,553) 0,049
QTpc max J4-J6, мс 362 (334; 392) 347 (329; 365) 0,047
QTec max J1-J3, мс 440 (413; 474) 424 (394; 495) 0,040
AQTemax, мс 15 (5; 27) 32 (22; 43) <0,001
Примечание: в табл. 1 и 2 *нз - статистически незначимые различия
Таблица 2
Клинические и электрокардиографические показатели у пациентов с сахарным диабетом 1 и 2 типов
руппа Параметры ' " СД 1 тип, n=25 Ме (25%; 75%) СД 2 тип, n=21 Ме (25%; 75%) P
Возраст 32 (26; 45) 56,5 (54; 62) <0,001
Пол, м/ж 13/12 6/15 нз
АГ,% 48% 81% 0,046
Приём p-адрено-блокаторов, % 4% 38,1% 0,011
ЧСС, уд/мин 78 (71 ;89) 71 (68;77) нз
QRSamp J1-J6, mV 0,67 (0,60; 0,78) 0,70(0,53;1,01) нз
QTp II, мс 302 (291; 333) 328 (317; 339) 0,030
QTpc II, мс 355 (337; 363) 359 (351; 367) нз
Tampmax J1-J3, mV -0,164 (-0,213; -0,114) -0,14 (-0,213; -0,095) нз
ATampmax, mV 0,330 (0,258; 0,504) 0,357 (0,213; 0,474) нз
QTec max J4-J6, мс 447 (437; 488) 413 (397; 455) 0,036
Таблица 3
Коэффициенты множественной регрессии для независимых переменных по отношению к показателям реполяризации на электрокардиограмме в общей группе обследованных (п=74)
Переменные ATampmax R=0,29;R2=0,08 AQTeMax R=0,57; R2=0,32 QTpc max J4-J6 R=0,33; R2=0,11 QTpc II R=0,47; R2=0,22
Возраст -0,07 0,20 -0,02 0,45*
Артериальная гипертензия 0,15 0,18 0,15 -0,17
Сахарный диабет -0,34* -0,65** 0,21 0,15
Прием р-адрено-блокаторов 0,08 -0,19 -0,22 0,06
Примечание: * - p<0,05;
p<0,001; R - коэффициент множественной корреляции для всех перемен-
ных, R - коэффициент детерминации для всех переменных.
может привести к изменениям амплитуды волны Т поверхностной ЭКГ. Известно, что с возрастом амплитуда регистрируемых потенциалов электрической активности сердца может уменьшаться [13]. В нашем исследовании это могло бы стать причиной обнаружения более низкой амплитуды волны Т у пациентов с СД. Однако такой показатель регистрируемых потенциалов, как амплитуда комплекса ОЯБ, в изучаемых группах не отличался.
Для сравнения информативности предлагаемых показателей амплитуды волны Т дополнительно изучены традиционный параметр оценки изменения реполяризации миокарда желудочков - интервал ОТ и его дисперсия. В предложенных пре-кордиальных отведениях выявлено удлинение ин-
тервала ОТ, измеренного различными способами и уменьшение дисперсии его длительности. Если удлинение интервала ОТ согласуется с данными других исследований, то снижение дисперсии ОТ при диабете требует объяснения. Вероятно, увеличение длительности реполяризации в области верхушки сердца при СД нивелирует имеющуюся в норме разницу между основанием и верхушкой, что проявляется уменьшением дисперсии интервала на поверхностной ЭКГ. Кроме того, в нашем исследовании, исходя из поставленных задач, оценивалась только пространственная дисперсия ОТ, а временная дисперсия не изучалась.
По амплитудным показателям Т волны пациенты с разными типами СД были сопоставимы. Это
** —
свидетельствует об однотипном характере нарушений процессов реполяризации при разных типах СД, что ранее было показано в экспериментальных работах [14].
Ограничением исследования можно считать разный возраст сравниваемых групп, отличия во встречаемости артериальной гипертензии и прием медикаментов некоторыми пациентами с СД 1 и 2 типов. Однако множественный регрессионный анализ показал, что возраст, артериальная гипертензия и прием уб-адреноблокаторов, способные повлиять на изучаемые параметры, не являются значимыми факторами изменения показателей реполяризации на ЭКГ. Это позволяет предположить, что в нашей практике различия в возрасте и встречаемости артериальной гипертензии не оказывали существенного влияния на полученные результаты. Тем не менее, для точного ответа на данный вопрос необходимо изучение предложенных параметров ЭКГ в различных возрастных группах.
Более существенным ограничением выполненного исследования следует признать проецирование результатов, полученных при регистрации электрограмм на эпикарде животных с развившимся в эксперименте сахарным диабетом, на популяцию людей, больных диабетом. Изначально выдвинутая гипотеза исходит из того, что на эпикарде людей, больных СД, происходят те же изменения, что и у животных. Регистрация записей эпикардиальных электрограмм человека в рамках целенаправленного исследования и в том же объеме что и у животных ограничена правовыми и этическими аспектами проведения исследовательских работ.
Заключение
Уменьшение амплитуды и дисперсии амплитуды волны T в прекордиальных отведениях J1-J6 может отражать изменение апикобазального взаимоотношения длительностей реполяризации миокарда желудочков у больных с сахарным диабетом. Изменения амплитудных характеристик волны Т на поверхностной электрокардиограмме не зависят от возраста, типа сахарного диабета и наличия артериальной гипертензии и могут быть использованы для диагностики нарушений реполяризации желудочков при данном заболевании.
Работа выполнена в рамках интеграционного проекта конкурсных программ научных исследований УрО РАН №12-И-4-2059.
Литература
1. Kannel W.B., McGee D.L. Epidemiology of sudden death: insights from the Framingham Study. In: Sudden Cardiac Death. Josephson ME, ed. Philadelphia, Pa: Cardiovascular Clinics, FA Davis Co; 1985:93-104.
2. Curb J.D., Rodriguez B.L., Burchfiel C.M. et al. Sudden death, impaired glucose tolerance, and diabetes in Japanese American men // Circulation. 1995.Vol.91. P.2591-2595.
3. Barratt-Connor E, Ferrara A. Isolated post challenge hyperglycaemia and the risk of fatal cardiovascular disease in older women and men. The Rancho Bernardo Study// Diabetes Care. 1998. Vol. 21.P. 1236-1239.
4. Nunoda S., Genda A., Sugihara N. et al. Quantitative approach to the histopathology of the biopsied right ventricular myocardium in patients with diabetes mellitus // Heart Vessels. 1985. Vol.1(1). P.43-47.
5. Stevens M.J., Raffel D.M., Allman K.C. et al. Cardiac sympathetic dysinnervation in diabetes: implications for enhanced cardiovascular risk // Circulation. 1998. Vol 8. №.10. P.961-968.
6. Lengyel C., Virdg L., Bнrу T. et al. Diabetes mellitus attenuates the repolarization reserve in mammalian heart // Cardiovasc. Res. 2007. Vol. 73. №3. Р. 512-520.
7. Aytemir K, Aksoyek S., Ozer N. et al. QT dispersion and autonomic nervous system function in patients with type 1 diabetes // Int. J. Cardiol. 1998. Vol. 65. №1. P.45-50.
8. Pourmoghaddas A., Hekmatnia A. The relationship between QT interval and cardiac autonomic neuropathy in diabetes mellitus // Molecular and Cellular Biochemistry. 2003. Vol. 249. № 1-2. P. 125-128.
9. Veglio M., Chinaglia A., Cavallo-Perin P. QT interval, cardiovascular risk factors and risk of death in diabetes // J. Endocrinol. Invest. 2004. Vol. 27. № 2. P.175-181.
10. Heinz L, Sax A., Robert F. et al. T-wave variability detects abnormalities in ventricular repolarization: a prospective study comparing healthy persons and Olympic athletes // Ann. Noninvasive Electrocardiol. 2009. Vol.14.№ 3. P.276-279.
11. Azarov J.E., Shmakov D.N., Vityazev VA. et al. Ventricular repolarization pattern under heart cooling in the rabbit // Acta Physiol. (Oxf). 2008. Vol. 193. № 2. P.129-138.
12. Ovechkin A.O., Vaykshnorayte M.A., Sedova KA., Azarov J.E. Ventricular repolarization heterogeneity in alloxan diabetic rabbits // The XXX Annual Meeting of the European Section of the International Society for Heart Research, 26-29 June 2011, Haifa, Israel. Book of abstracts. P.76.
13. Levy D., Bailey J.J., Garrison R.J. et al. Electrocardiographic changes with advancing age. A cross-sectional study of the association of age with QRS axis, duration and voltage // J. Electrocardiol. 1987. Vol. 20 Suppl. P. 44-47.
14. Szebeni A., Falus A., Kecskemuti V. Electro-physiological characteristics of heart ventricular papillary muscles in diabetic histidine decarboxylase knockout and wild-type mice // J. Interv. Card. Electrophysiol. 2009. Vol.26. №3. P.155-158.
Статья поступила в редакцию 28.09.2012.
