CC BY
18
Оф
Клшшна пед1атр1я
УДК 616.12-092:612.13:616-008.9-056.52-053.6
СЕНАТОРОВА A.C., ЧАЙЧЕНКО Т.В. Харьковский национальный медицинский университет, кафедра педиатрии № 1 и неонатологии
РЕМОДЕЛИРОВАНИЕ СЕРДЦА КАК РЕЗУЛЬТИРУЮЩАЯ МЕТАБОЛИЧЕСКИХ И ГЕМОДИНАМИЧЕСКИХ ВЛИЯНИЙ У ПОДРОСТКОВ С ИЗБЫТОЧНОЙ МАССОЙ И ОЖИРЕНИЕМ
Резюме. С целью совершенствования диагностики стадийремоделирования сердца обследовано 100 подростков в возрасте от 10 до 18лет с избыточной массой тела и ожирением. Установлено, что процесс ремоделирования в виде увеличения индекса массы миокарда и толщины межжелудочковой перегородки (МЖП) инициируется уже при избыточной массе тела на начальной стадии инсулинорезистентности в присутствии повышения систолического и диастолического артериального давления в ночное время. Раннее вовлечение в процесс ремоделирования МЖП на фоне метаболических расстройств — причина нарушения ее кинетики и, по-видимому, является специфичным для метаболической кардиомиопатии при ожирении. Колебания артериального давления на фоне повышения его средних и максимальных значений могут рассматриваться как гемодинамическая компенсаторная антиремоделирующая реакция. Ключевые слова: ожирение, избыточная масса тела, подростки, ремоделирование сердца.
Актуальность
Ремоделирование сердца — молекулярные, клеточные, интерстициальные изменения, которые манифестируют клинически в виде изменений размера, формы и функции сердца вследствие повреждения или стресса [1]. Гипертрофия миокарда является наиболее распространенным вариантом ремоделирования сердца, поскольку кардиомиоци-ты увеличиваются в размерах компенсаторно с целью поддержания сердечного выброса.
У ремоделирования при ожирении две основные причины — гемодинамическая и метаболическая [2]. Метаболическая предрасположенность заключается в прямом воздействии регулирующих метаболитов, отложении адипоцитов между волокнами миокарда с возможным прямым токсическим влиянием.
Избыточное накопление жировой ткани у подростков происходит не за счет увеличения числа адипоцитов (как во внутриутробном периоде и раннем возрасте), а за счет увеличения их размеров, что с учетом экспрессированности инсулиновых рецепторов на адипоцитах ведет к снижению плотности этих рецепторов и формированию инсули-норезистентности (ИР), которая, в свою очередь, вызывает компенсаторный гиперинсулинизм. ИР снижает уровень поступающего в клетку инсулина с последующим энергодефицитом в инсулинзависи-мых тканях и компенсаторной стимуляцией симпа-
тоадреналовой системы с активацией ренин-ангио-тензин-альдостероновой системы с последующим повышением артериального давления (АД) и формированием компенсаторной гипертрофии из-за увеличения нагрузки на миокард.
Цель настоящего исследования — совершенствование диагностики стадий ремоделирования сердца у подростков с избыточной массой тела (ИМТ) и ожирением.
Объект и методы исследования
Под наблюдением находилось 100 подростков в возрасте от 10 до 18 лет с избыточной массой тела и ожирением. Проводилось стандартное антропометрическое исследование. Диагноз устанавливался согласно международным рекомендациям и действующему украинскому протоколу диагностики и лечения эндокринных заболеваний у детей. Среди обследованных 60 мальчиков и 40 девочек. Подростки были разделены на 3 группы относительно перцентильного значения индекса массы тела: с избыточной массой тела (+ 1 стандартное отклонение (СО)) и ожирением (+ 2—3 СО и + > 3 СО) при отсутствии достоверной разницы в возрасте (р > 0,05).
Для характеристики углеводного обмена оценивали уровень глюкозы и инсулина натощак с расчетом индекса тощаковой инсулинорезистентности НОМА, а также проводили стандартный оральный глюкозотолерантный тест.
(^ъюробье ^ЛГ/рвбёши
Эхокардиография проводилась с использованием ультразвуковых аппаратов Sigma-21 (Kontron, Франция) и AU-3 Partner (Esaote Biomedica, Италия) с оценкой толщины задней стенки левого желудочка (ТЗСЛЖ), толщины межжелудочковой перегородки (ТМЖП), линейных размеров левого и правого желудочков с расчетом конечного систолического и диастолического объемов левого желудочка, диаметров правого и левого предсердий, кинетики стенок в разные фазы сердечного цикла, с расчетом параметров систолической функции левого желудочка. Использовалась методика эхокардиоскопии, рекомендованная Американским эхокардиографическим сообществом [3], с расчетом базовых параметров согласно методике L. Teicholz.
Индекс массы миокарда (ИММ) рассчитывали по формуле [4], общую толщину стенок (ОТС) — по формуле Canau (1992) [5], для характеристики геометрии левого желудочка использовали метод P. Verdecchia (1994) [6].
Всем обследованным проводилось измерение офисного АД. Диагноз АГ устанавливался согласно The Fourth Report on the diagnosis, evaluation and treatment of high blood pressure in children and adolescents [7]. При проведении суточного мониторирования артериального давления использовали стандартные нормативы для детей подросткового возраста [8].
Полученные данные анализировались с помощью стандартных методов статистического анализа с использованием персонального компьютера с применением пакета прикладных программ Microsoft Office Exel.
Результаты и обсуждение
В ходе настоящего исследования установлено, что избыточное жироотложение происходит по абдоминальному типу у всех обследованных подростков и ассоциируется с формированием инсулино-резистентности, а затем гиперинсулинизма на фоне инсулинорезистентности.
Пороговое значение (95-й перцентиль) по показателю индекса массы миокарда для детей старше 9 лет в норме составляет: для девочек — 40 г/м2'7, для мальчиков — 45 г/м2,7. По нашим данным, у подростков с избыточной массой тела значение ИММ 28,313 ± 1,23 г/м2,7, при ожирении + 2-3 СО — 42,611 ± 1,210 г/м2,7, а при ожирении + > 3 СО — 49,62 ± 2,88 г/м2,7. Причем разница между группами (р < 0,001; p < 0,05 соответственно) является достоверной и свидетельствует о нарастании гипертрофии миокарда в зависимости от степени избытка массы.
Проведенный по формуле Canau расчет ОТС выявил преимущественно эксцентрическую гипертрофию миокарда левого желудочка: 0,311 ± 0,040 при избытке массы 1-2 СО; 0,328 ± 0,011 при + 2-3 СО; 0,333 ± 0,025 при +> 3 СО без достоверной разницы значений между группами.
Характеристика геометрии левого желудочка по методу P. Verdecchia подразумевает дополнительный расчет ОТС межжелудочковой перегородки (ОТСмжп) и ОТС задней стенки левого желудочка (ОТСзс). По
нашим данным, среднее значение ОТСзс составило менее 0,45 и не имело достоверной разницы в группах (р > 0,05). В то же время обращает на себя внимание прогрессирующее увеличение ОТСмжп в зависимости от степени избытка массы: 0,345 ± 0,009 при избытке массы 1-2 СО; 0,397 ± 0,007 при + 2-3 СО; 0,400 ± 0,021 при +> 3 СО с достоверной (р < 0,01, р < 0,05) разницей между группами. Значимым представляется факт утолщения МЖП на фоне достоверного увеличения полости левого желудочка в диастолу, что в некоторой степени занижает абсолютный прирост толщины МЖП.
Таким образом, значимым компонентом гипертрофии миокарда левого желудочка сердца у обследованных является изменение морфологии межжелудочковой перегородки. Проанализировав детально толщину МЖП на ее протяжении, пришли к выводу о преимущественной гипертрофии в апикальной части у 53 % подростков с ожирением, что согласуется с литературными данными [9, 10].
Исходная оценка уровней офисного АД продемонстрировала его повышение более 95-го перцентиля относительно пола и роста у 49,5 ± 8,3 % подростков с избыточной массой тела, у 61,3 ± 4,4 % подростков с ожирением при ИМТ в диапазоне + 2-3 СО и у 69,7 ± 7,3 % подростков с ИМТ в диапазоне +> 3 СО.
По нашим данным, количество лиц с нормальным артериальным давлением прогрессивно уменьшается в зависимости от степени избытка массы тела с одновременным увеличением доли более тяжелых форм АГ. Интересным представляется факт отсутствия достоверной разницы в доле гипертензии «белого халата» в каждой из групп.
Исходя из факта вторичности изменений в миокарде по отношению к инсулинорезистентности с энергодефицитом и компенсаторной гиперсимпати-котонией с последующим повышением уровней артериального давления, провели анализ зависимости геометрических параметров от ИР и суточных профилей АД (табл. 1)
Как видно из представленных данных, наиболее значимо гемодинамическое влияние (преимущественно уровень и вариабельность ДАД) на увеличение массы миокарда как за счет общей толщины стенок, так и ТМЖП у пациентов с избыточной массой тела в присутствии инсулинорезистентности. То есть уже при избыточной массе тела начинается процесс ремоделирования сердца. Причем ночные воздействия САД и ДАД напрямую связаны с увеличением ТМЖП.
При дальнейшем возрастании массы тела на увеличение ТМЖП влияют уровни САД как днем, так и ночью, а также длительность повышенного САД. Интересным представляется факт сильной отрицательной зависимости ТМЖП с вариабельностью давления в ночное время. То есть высокая вариабельность АД при условии его повышения может рассматриваться как проявление компенсации, направленной на предупреждение дальнейшего эксцентрического ремоделирования.
Клтт'чна педтатр!я
7(34) • 2011
Таблица 1. Корреляция между ремоделированием сердца, инсулинорезистентностью и суточным профилем АД у подростков с избыточной массой тела и ожирением, г
Параметр Избыточная масса тела (n = 18) Ожирение
+ 2-3 СО (n = 56) + > 3 СО (n = 26)
ИММ ОТС ТМЖП ИММ ОТС ТМЖП ИММ ОТС ТМЖП
срСАДц -0,81 -0,44 -0,49 0,03 -0,49 0,57 0,49 -0,5 0,68
срСАДн -0,11 0,45 0,81 -0,3 -0,12 0,55 -0,12 -0,23 -0,48
срДАДц -0,8 -0,37 -0,42 0,05 -0,42 0,19 0,07 -0,02 0,38
срДАДн 0,1 0,16 0,99 -0,01 -0,2 0,31 -0,09 0,08 -0,44
ИВ САДц -0,8 0,26 -0,27 -0,27 -0,53 0,5 0,96 -0,63 0,88
ИВ САДн -0,76 0,27 0,09 -0,32 0,049 0,32 -0,82 -0,08 -0,46
ИВ ДАДц -0,82 -0,15 -0,15 0,17 -0,57 -0,32 0,37 -0,12 0,61
ИВ ДАДн 0,6 0,59 0,94 -0,26 -0,16 0,28 -0,7 -0,09 -0,6
КВ САДц 0,97 0,57 0,67 0,003 -0,01 -0,78 0,8 0,27 0,05
КВ САДн -0,93 -0,31 -0,37 -0,12 0,02 -0,63 -0,11 0,23 0,1
КВ ДАДц -0,47 0,43 0,5 -0,3 0,19 -0,25 0,02 -0,26 -0,13
КВ ДАДн -0,63 -0,28 -0,76 -0,29 0,15 -0,31 -0,5 -0,4 -0,3
НОМА 0,38 -0,64 0,11 -0,25 -0,07 -0,08 -0,43 -0,62 -0,75
Инсулин 0,1 -0,35 0,28 -0,11 -0,01 -0,07 -0,43 -0,82 -0,94
У пациентов со значительным увеличением массы тела (+ > 3 СО) длительность повышенного САД при увеличении его вариабельности продолжает оказывать проремоделирующий эффект преимущественно за счет ТМЖП, а колебания ДАД — анти-ремоделирующий. Причем значимость инсулино-резистентности и гиперинсулинизма на этой стадии максимальна.
В литературе имеются описания колебания диа-столического АД у пациентов с ожирением и предполагается их гемодинамическая и метаболическая значимость [11], в том числе и ассоциированность с инсулинорезистентностью [12]. Однако не проводятся четкие параллели с со стадийностью ре-моделирования. В то же время результаты недавно проведенного исследования у взрослых женщин свидетельствуют в пользу ремоделирования миокарда уже при увеличении ИМТ на 5 пунктов с предположением факта существования метаболитов с прямым кардиотоксическим влиянием [13], что, собственно, и подтверждается нашими данными, т.к. именно при неморбидном ожирении продолжается увеличение массы миокарда, но теряются корреляционные связи со стандартными патогенетическими факторами — инсулинорезистентностью и артериальной гипертензией. Таким образом, имеется необходимость в продолжении исследований в данном направлении.
Выводы
1. Метаболические нарушения, ассоциированные с избытком массы тела, ведут уже в подростковом периоде к формированию ремоделирования миокарда левого желудочка сердца, проявляюще-
гося в виде прогрессивной дилатации его полости в диастолу, увеличения индекса массы миокарда, эксцентрического ремоделирования при избытке массы тела и эксцентрической гипертрофии миокарда при ожирении за счет преимущественно апикальной гипертрофии межжелудочковой перегородки с одновременной ее гипокинезией.
2. Процесс ремоделирования в виде увеличения ИММ и ТМЖП инициируется уже при избыточной массе тела на начальной стадии инсулинорези-стентности при повышении САД и ДАД в ночное время.
3. Раннее вовлечение в процесс ремоделирова-ния МЖП на фоне метаболических расстройств — причина нарушения ее кинетики и, по-видимому, является специфичным для метаболической кардиомиопатии при ожирении.
4. Колебания артериального давления на фоне повышения его средних и максимальных значений могут рассматриваться как гемодинамическая компенсаторная антиремоделирующая реакция.
5. Терапевтическое воздействие как на метаболизм, так и на гемодинамику должно начинаться при избыточной массе тела, когда возможно предупреждение дальнейшего ремоделирования миокарда.
Список литературы
1. Cohn J.N., Ferrari R., Sharpe N. Cardiac remodeling-con-cepts and clinical implications: a consensus paper from an international forum on cardiac remodeling. Behalf of an International Forum on Cardiac Remodeling// J. Am. Coll Cardiol. — 2000. — 35. — 569.
2. Hutan Asshrafian, Thanos Athanasiou, Carel W. le Roux. Heart remodelling and obesity: the complexities and variation
of cardiac geometry // Heart. — 2011. — 97. — 171-172. 5ad doi:10.1136/hrt.2010.207092 Editorial
3. Leo Lopez,, Steven D. Colan, Peter C. Frommelt et al. Recommendations for Quantification Methods During the Performance of a Pediatric Echocardiogram: A Report From the Pediatric Measurements Writing Group of the American Society of Echocardiography Pediatric and Congenital Heart Disease Council// J. Am. Soc. Echocardiogr. — 2010. — 23. — 465-95.
4. Khoury P.R., Mitsnefes M., Daniels S.R., Kimball T.R. Age-specific refernce intervals for indexed left ventricular mass in children // J. Am. Soc. Echocardiogr. — 2009 Jun. — 22(6). — 709-14.
5. Canau A., Devereux R.B., Roman M.J. et al. Petterns of left ventricular hypertrophy and geometric remodeling in essential hypertension// J. Am. Coll Cardiol. — 1992. — 19. — 1550-1558.
6. Verdecchia P., Porcellati C., Zampi I. et al. Asymmetric left ventricular remodeling due to isolated septal thickening in patients with systemic hypertension and normal left ventricular masses // Am. J. Cardiol. — 1994. — 73. — 247-252.
7. The Fourth Report on the diagnosis, evaluation and treatment of high blood pressure in children and adolescents // Pediatrics. — 2004. — V. 114, № 2.
8. Soergel M., Kirschstein M., Busch C. et al. Oscillometric twenty-four-hour ambulatory blood pressure values in healthy children and adolescents: a multicenter trial including 1141 subjects // J. Pediatr. — 1997Feb. — 130(2). — 178-84.
9. Строгий В.В., Амбросимова Н.Н. Функциональное состояние сердца у детей с артериальной гипертензией и ожирением // Современная педиатрия. — 2009. — № 1(23). — С. 117-120.
10. Khositseth A., Suthutvoravut U, Chongviriyaphan N. Left ventricular mass and geometry in obese children // Asian. J. Clin. Nutr. — 2009. — 1. — 58-64.
11. Ruiz. Pons М, Garcia Nieto V., Garcia M. Glez et al. Reduced nocturnal systolic blood pressure dip in obese children // Nefrologia. — 2008. — 28(5). — 517-524.
12. Marcovecchio M.L., Patricelli L, Zito M. et al. Ambulatory blood pressure monitoring in obese children: role of insulin resistance // Journal of Hypertension. — 2006. — 24(12). — 2431-6.
13. Rider O.J., Petersen S.E., Francis J.M. et al. Ventricular hypertrophy and cavity dilatation in relation to body mass index in females with uncomplicated obesity // Heart. — 2011. — 97. — 203-85.
Получено 18.04.11 □
Сенаторова Г.С., Чайченко T.B.
Харк!вський нацюнальний медичний унверситет, кафедра пед1атрП № 1 ¡ неонатолопi
РЕМОДЕЛЮВАННЯ СЕРЦЯ ЯК РЕЗУЛЬТУЮЧА METABOAÍ4HMX ТА ГЕМОДИНАМ1ЧНИХ ВПЛИВ|В У niMiTKiB ¡3 НАДМ|РНОЮ ВАГОЮ Й ОЖИРШНЯМ
Резюме. З метою вдосконалення диагностики стадш ремо-делювання серця було обстежено 100 шдлггкш Í3 надмiрною вагою й ожиршням вщ 10 до 18 рокш. Встановлено, що про-цес ремоделювання у вигляд! збшьшення шдексу маси мю-карда й товщини м1жшлуночково1 перетинки (МШП) шщь юеться вже за надмрно! ваги на початкових стадях шсуль норезистентносп в присутносп пщвищеного систсшчного та дастсотчного артерiального тиску вноч1 Ранне залучення до процесу ремоделювання МШП на ini метаболiчних роз-ладав — чинник порушення ii ынетики та, вiрогiдно, специ-фiчне для метаболiчноi кардюмюпати при ожиршш. Коли-вання артерiального тиску на тл пщвищення його середнгх та максимальних значень е вiрогiдною гемодинамiчною компенсуючою антиремоделюючою реакщею.
Kro40BÍ слова: ожиршня, надмiрна вага, тдлггки, ремо-делювання серця.
Senatorova A.S., Chaychenko T.V.
Kharkiv National Medical University, Department of Pediatrics № 1 with Neonatology, Kharkiv, Ukraine
CARDIAC REMODELING AS A RESULTANT OF METABOLIC AND HEMODYNAMIC EFFECTS IN OVERWEIGHT AND OBESE ADOLESCENTS
Summary. In order to improve the diagnostics of cardiac remodeling stages there were examined 100 overweight and obese adolescents aged from 10 to 18 years. It was established that the remodeling process in the form of increased myocardial mass index and interventricular septum (IVS) is initiated already at overweight at the initial stage of insulin resistance in the presence of increasing systolic and diastolic blood pressure during the night. Early involvement in the process of remodeling interventricular septum against metabolic disorders is the cause of disoredrs of its kinetics and, apparently, is specific to the metabolic cardiomyopathy in obesity. Variations in blood pressure secondary to increase of its average and maximum values can be regarded as a hemodynamic compensatory antiremodeling reaction.
Key words: obesity, overweight, adolescents, remodeling of the heart.
