CC BY
19
— ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ МЕДИЦИНА —
DOI 10.25587/SVFU.2018.3(13).18856 УДК 616.151.4
С.С. Паршина, Л.К. Токаева, Е.М. Долгова, Т.Н. Афанасьева
РЕОЛОГИЧЕСКИЕ НАРУШЕНИЯ И ФУНКЦИЯ ЭНДОТЕЛИЯ У БОЛЬНЫХ НЕСТАБИЛЬНОЙ СТЕНОКАРДИЕЙ В РАЗЛИЧНЫЕ ПЕРИОДЫ СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ
Аннотация. Характер гемореологических и эндотелиальных нарушений у больных нестабильной стенокардией (в сравнении с показателями здоровых лиц) определяется периодом солнечной активности: при высокой солнечной активности возрастает вязкость крови в сосудах среднего и мелкого диаметров, отмечается локальная декомпенсированная дисфункция эндотелия мелких сосудов (зона микроциркуляции). В период низкой солнечной активности в сосудах всех диаметров происходит повышение вязкости крови и развивается генерализованная субкомпенсированная дисфункция эндотелия на фоне активации III фазы свертывания крови. В период высокой солнечной активности отмечена более высокая вязкость крови в сравнении с периодом низкой солнечной активности.
Ключевые слова: солнечная активность, нестабильная стенокардия, вязкость крови, дисфункция эндотелия.
S.S. Parshina, L.K. Tokayeva, E.M. Dolgova, T.N. Afanasyeva
RHEOLOGICAL DISORDERS AND ENDOTHELIAL FUNCTION IN PATIENTS WITH UNSTABLE ANGINA IN DIFFERENT PERIODS
OF SOLAR ACTIVITY
Abstract. The origin of hemorheologic and endothelial defects in patients with unstable angina (comparing with healthy persons) is determined by a solar activity period: the blood viscosity increases in a period of high solar activity in the vessels of small, medium and macro diameters, a local decompensate dysfunction of small
ПАРШИНА Светлана Серафимовна -ФГБОУ ВО Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского. Кафедра терапии с курсом кардиологии, функциональной диагностики и геронтологии. 8-905-321-90-39. 1parshinasvetlana@mail.ru
PARSHINA Svetlana Serafimovna - Saratov State Medical University named after V.I. Razumovsky. Department of therapy with a course of cardiology, functional diagnostics and gerontology
ТОКАЕВА Лилиана Константиновна - ФГБОУ ВО Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского. 8 - 927-221-98-54. 624494@mail.ru
TOKAEVA Liliana Konstantinovna - Saratov State Medical University named after V.I. Razumovsky. Department of normal physiology named after I. A.Chuevsky
ДОЛГОВА Елена Михайловна - ФГБОУ ВО Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского. Кафедра организации здравоохранения, общественного здоровья и медицинского права. 8 - (845-2)-27-30-32. emdolgova@list.ru
DOLGOVA Elena Mikhailovna - Saratov State Medical University named after V.I. Razumovsky. Department of health care organization, public health and medical law.
АФаАНАСЬЕВА Татьяна Николаевна - ФГБОУ ВО Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского. Кафедра терапии с курсом кардиологии, функциональной диагностики и геронтологии. 8 - (845-2)-64-77-21. clematis63@mail.ru
AFANAS'EVA Tatyana Nikolaevna - Saratov State Medical University named after V.I. Razumovsky. Department of therapy with a course of cardiology, functional diagnostics and gerontology.
vessels endothelium had been fixed (microcirculation area). In the period of a low solar activity there is an increase of a blood viscosity in vessels of all diameters, generalized subcompensated endothelial dysfunction is developed (on the background of the III phase blood clotting activating). In the period of a high solar activity a higher blood viscosity had been fixed, comparing with the period of a low solar activity.
Key words: solar activity, unstable angina, blood viscosity, endothelial dysfunction.
Изучение влияния параметров внешней среды на здоровье человека является одной из актуальных тем современной медицины [1-6]. Помимо явно влияющих факторов внешней среды, таких как метеорологические и социальные факторы, было обнаружено, что нерегистрируемые чувствами человека электрические и магнитные поля, электромагнитные излучения могут оказывать влияние на его самочувствие. В конце прошлого века, после начала полетов космических аппаратов, измеряющих параметры потоков частиц, электромагнитных полей и излучений, появилось понимание того, что представляет собой околоземное космическое пространство и каким образом поля, частицы и излучения могут достигать той или иной области околоземного космического пространства и оказывать влияние на жизнь на Земле.
Изменение солнечной активности является одним из природных факторов риска для здоровья человека. Активные явления на Солнце сопровождаются колебаниями электромагнитного поля Земли. Геомагнитное поле Земли - один из тех немногочисленных факторов окружающей среды, который действует на организм и его регуляторные механизмы на всех уровнях, включая молекулярный, внутриклеточный, межклеточный и др. [7]. Гелиогеофизические возмущения нарушают временную последовательность информационных сигналов, которые организм использует для согласования ритмики биологических процессов с ритмикой окружающей среды.
Изменения напряженности магнитного поля на Земле в результате активных процессов на Солнце и в магнитосфере Земли - один из фактов срыва адаптации и обострения хронических заболеваний. Поэтому выявление механизмов связи между активностью Солнца, обладающего наиболее явно выраженным 11-летним циклом активности, и функционированием различных объектов биосферы, включая человека, является одной из фундаментальных проблем современной науки.
Известно, что сердечно-сосудистая система является основной мишенью для воздействия гелиогеомагнитной активности [1, 4-6, 8, 9]. У большинства больных ишемической болезнью сердца геомагнитные возмущения провоцируют повышение артериального давления, эпизоды аритмии и нарушение реологических свойств крови, вызывая замедление капиллярного кровотока, повышение вязкости крови и изменение агрегации эритроцитов [8, 9].
Поскольку реологические нарушения признаются независимым фактором риска ишемической болезни сердца [10], представляет интерес исследование вязкости крови (ВК) и функциональных свойств эндотелия сосудов различного диаметра у больных нестабильной стенокардией (НС) в периоды высокой и низкой солнечной активности (СА) на протяжении 11-летнего солнечного цикла.
Объекты и методы исследования.
В течение 23-го солнечного цикла (с сентября 1996 г. по сентябрь 2007 г.) были обследованы 310 больных нестабильной стенокардией II класса по Braunwald: 129 - в период высокой солнечной активности, 81 - в период низкой солнечной активности. Обследуемые подгруппы были сопоставимы по возрасту, полу, тяжести заболевания, количеству перенесенных инфарктов миокарда, артериальной гипертензии и др.
Контрольную группу составили 80 практически здоровых лиц, обследованных в те же сроки (с сентября 1996 г. по сентябрь 2007 г.): 40 - в период высокой солнечной активности, 40 -в период низкой солнечной активности.
Для характеристики активности Солнца по числам Вольфа использованы данные Института космических исследований РАН. Среднее значение чисел Вольфа в период высокой СА составило 112,0±2,9, в период низкой СА - 62,4±3,9 (p<0,05).
Оценивалась ВК при трех скоростях сдвига (200 с-1, 100 с-1, 20 с-1) на вискозиметре АКР-2 , что позволяет судить о текучести крови в сосудах крупного, среднего и мелкого диаметров соответственно.
Функциональная способность эндотелия сосудистой стенки оценивалась по окклюзионно-му тесту - манжеточной пробе (МП) - основанному на создании кратковременной (3 мин.) локальной ишемии, вызванной накладыванием манжеты сфигмоманометра на плечо пациента и созданием в ней давления, превышающего систолическое давление на 10 мм рт. ст. (Балу-да В.П. с соавт., 1992). При МП из сосудистого эндотелия в кровоток выделяются вещества, понижающие свертывание крови и уменьшающие агрегацию тромбоцитов, влияющие на вязкость крови и функциональные свойства эритроцитов. Проведение МП моделирует сосудистый спазм и позволяет судить о резервах эндотелия сосудистой стенки у обследуемых в условиях кратковременной ишемии.
Эндотелиальная дисфункция оценивалась по результатам измерения ВК до и после проведения манжеточной пробы при трех скоростях сдвига (200 с-1, 100 с-1, 20 с-1) [11], что отражает состояние эндотелия в сосудах крупного, среднего и мелкого диаметров соответственно.
Определялся также фибриноген (ФГ), поскольку его повышение в плазме крови способствует увеличению ВК.
Статистическая обработка материала проводилась при помощи статистической компьютерной программы "MED STAT", имеющей сертификат качества МЗ РФ. Статистическая обработка полученных результатов включала проверку гипотез о виде распределения, о равенстве средних, дисперсий и т.д. В зависимости от типа распределения данных использовались параметрические либо непараметрические критерии: общепринятый t-критерий Стьюдента, парный t-критерий Стьюдента, корреляционный анализ, критерий х2 и точный критерий Фишера для анализа таблиц сопряженности 2х2, парные критерии знаков, парный критерий Уилкоксо-на, критерий Манна-Уитни, t-критерий Уэлча, ранговые корреляции по Кенделу и Спирмэну, дисперсионный анализ, критерий Бартлетта, анализ таблиц сопряженности m x n, m>2, n>2 (Афифи А., Эйзен С., 1982; Поллард Дж., 1982; Лакин Г.Ф., 1983; Иванов Ю.И., Погорелюк О.Н., 1990). Однородность изучаемых групп больных проверялась с помощью однофакторного дисперсионного анализа по всем изучаемым показателям.
Результаты исследования. Установлено, что характер гемореологических и эндотелиаль-ных нарушений у больных НС в сравнении с показателями здоровых лиц определяется периодом СА.
При высокой СА у больных НС отмечено нарастание ВК при сравнении с показателями здоровых лиц в сосудах среднего и мелкого диаметров (при скорости сдвига 100 с-1 и 20 с-1, р<0,05) (табл. 1). Однако в сосудах крупного калибра (200 с-1) существенных изменений вязкости крови не выявлено (р>0,05). Таким образом, реологические нарушения отмечены только в сосудах среднего и мелкого диаметров.
При проведении МП в сосудах крупного и среднего диаметров (200 с-1, 100 с-1) реакция эндотелия соответствует таковой у здоровых лиц для периода высокой СА: ВК не изменяется до и после проведения манжеточной пробы (р>0,05) (табл. 1). В сосудах мелкого диаметра (20 с-1) отмечается статистически достоверное увеличение ВК после проведения манжеточной пробы (p<0,05).
Таким образом, при высокой СА у больных НС (в сравнении со здоровыми) в крупных сосудах не изменены ни вязкость крови, ни функциональные свойства эндотелия. В сосудах среднего диаметра вязкость крови повышена, однако реакция эндотелия на индуцированную ишемию сохранена. В мелких сосудах повышена вязкость крови и выявлена эндотелиальная дисфункция - парадоксальное повышение ВК после МП, что свидетельствует о срыве адаптационно-приспособительных свойств эндотелия в условиях спазма и развитии декомпенсированной эндо-телиальной дисфункции. Указанные нарушения не связаны с повышением прокоагулянтного потенциала крови, поскольку содержание фибриногена у больных НС в период высокой СА не отличается от показателя здоровых лиц (р>0,05) (табл. 1).
Таблица 1
Показатели вязкости крови при индуцированной ишемии и содержания фибриногена в период высокой солнечной активности у больных нестабильной стенокардией и здоровых лиц (M±m)
Показатели Высокая СА
НС (п=129) Контроль(п=40)
ВК 200 с-1, мПас
до МП 6,58± 0,13 6,47±0,33
после МП 6,99± 0,13 6,56±0,52
ВК 100 с-1, мПа с
до МП 10,50± 0,44 ■ 7,06±0,40
после МП 11,67± 0,56 ■ 7,12±0,64
ВК 20 с-1, мПа с
до МП 11,73±0,45 ■ 9,62±0,46
после МП 13,52± 0,47 ■ * 9,69±1,00
ФГ, г/л 3,69± 0,08 3,59±0,10
Примечание: ■ - различие между показателями больных НС и группой контроля статистически достоверно, р<0,05; * - различие между показателями до и после манжеточной пробы статистически достоверно, р<0,05
При низкой СА у больных НС в сосудах всех диаметров (200 с-1, 100 с-1, 20 с-1) происходит повышение ВК (р<0,05) в сравнении с показателями здоровых лиц в данный период (табл. 2).
При проведении МП в сосудах всех диаметров (200 с-1, 100 с-1, 20 с-1) выявлена однотипная реакция: ВК не изменяется до и после проведения манжеточной пробы (р<0,05) (табл. 2). В то же время у здоровых лиц в период низкой СА при проведении МП отмечается снижение ВК (р<0,05) (табл. 2). Таким образом, у больных НС развивается эндотелиальная дисфункция в сосудах всех диаметров, то есть нарушение функции эндотелия носит генерализованный характер. В то же время характер эндотелиальной дисфункции отличается от таковой в период высокой СА: в условиях спазма ВК не меняется, тогда как при высокой СА после МП происходит повышение ВК (декомпенсированная эндотелиальная дисфункция). Выявленные нами нарушения функции эндотелия в период низкой СА можно обозначить как субкомпенсированную эндотелиальную дисфункцию.
Выявленные нарушения происходят на фоне нарастания уровня фибриногена у больных НС (в сравнении с показателями здоровых лиц) в период низкой СА (р<0,05) (табл. 2).
Таблица 2
Показатели вязкости крови при индуцированной ишемии и содержания фибриногена в период низкой солнечной активности у больных нестабильной стенокардией и здоровых лиц (M±m)
Показатели Низкая СА
НС (п=81) Контроль (п=40)
ВК 200 с-1, мПас
до МП 6,38± 0,13 ■ 4,49±0,22
после МП 6,48± 0,19 ■ 3,81±0,15 *
ВК 100 с-1, мПас
до МП 7,19± 0,18 ■ 4,54±0,21
после МП 6,9± 0,22 ■ 3,89±0,21 *
ВК 20 с-1, мПас
до МП 10,59±0,39 ■ 5,29± 0,33
после МП 10,18± 0,47 ■ 3,98±0,24 *
ФГ, г/л 3,97± 0,11 ■ 3,09± 0,17
Примечание: ■ - различие между показателями больных НС и группой контроля статистически достоверно, р<0,05; * - различие между показателями до и после манжеточной пробы статистически достоверно, р<0,05
Результаты исследования свидетельствуют, что однонаправленная реакция сосудистого эндотелия на индуцированную ишемию в сосудах различного диаметра отмечается только в период низкой СА (генерализованная субкомпенсированная дисфункция эндотелия). В период высокой СА наблюдается рассогласование реакции эндотелия сосудов различного диаметра на индуцированную ишемию с развитием локальной (в мелких сосудах) декомпенсированной дисфункции эндотелия. Таким образом, в период низкой СА наблюдается большее сохранение механизмов центральной регуляции, чем в период высокой СА.
Таким образом, у больных НС нарушения в микроциркуляторном русле (20 с-1) развиваются независимо от периода СА, однако дисфункция эндотелия мелких сосудов при высокой СА является хоть и локальной, но более опасной (декомпенсированной). При низкой СА выявлена генерализованная (в сосудах всех диаметров), но менее опасная - субкомпенсированная - дисфункция эндотелия. Аналогично выглядят нарушения ВК (в сравнении с показателями здоровых лиц): в период высокой СА - в сосудах среднего и мелкого диаметров, а в период высокой СА - во всех сосудах.
При сравнении ВК у больных НС в периоды низкой и высокой СА выявлено следующее: более высокая ВК в период высокой СА в крупных сосудах отмечается только в условиях спазма (после МП), в сосудах среднего диаметра - и в покое, и в условиях спазма (и до, и после МП), в мелких сосудах - только в условиях спазма (после МП) (р<0,05) (табл. 3). Содержание фибриногена у больных НС выше в период низкой СА (р<0,05) (табл. 3).
Таблица 3
Сравнительная характеристика реологических нарушений у больных нестабильной стенокардией в различные периоды солнечной активности (M±m)
Показатели Высокая СА Низкая СА
(п=129) (п=81)
ВК 200 с-1 , мПас
до МП 6,58± 0,13 6,38± 0,13
после МП 6,99± 0,13** 6,48± 0,19
ВК 100 с-1 , мПас
до МП 10,50± 0,44 ** 7,19± 0,18
после МП 11,67± 0,56 ** 6,9± 0,22
ВК 20 с-1 , мПас
до МП 11,73±0,45 10,59±0,39
после МП 13,52± 0,47 *** 10,18± 0,47
ФГ, г/л 3,69± 0,08 ** 3,97± 0,11
Примечание: * - различие между показателями до и после манжеточной пробы статистически достоверно, р<0,05; ** - различие между высокой и низкой СА статистически достоверно, р<0,05.
Обсуждение.
Полученные данные свидетельствуют, что реологические нарушения и эндотелиальная дисфункция выявляются у больных нестабильной стенокардией в период как высокой, так и низкой солнечной активности в 11-летнем солнечном цикле.
В целом в период высокой СА вязкость крови у больных НС выше, чем в период низкой СА и эндотелиальная дисфункция выражена больше. Однако различие в ВК у больных НС в периоды высокой и низкой СА касается только сосудов среднего диаметра, а в зоне микроциркуляции и в крупных сосудах отличий по ВК не выявлено.
В то же время установлено, что оба периода характеризуются развитием не только патологических, но и активацией защитно-приспособительных механизмов, причем как те, так и другие имеют особенности в зависимости от уровня солнечной активности. Выявить их возможно
только при сравнении реологического и эндотелиального статуса больных НС и здоровых лиц в один и тот же период СА.
Патогенетическими звеньями реологических и эндотелиальных нарушений в период высокой СА являются возрастание ВК в сосудах среднего и мелкого диаметров, а также локальная дисфункция эндотелия мелких сосудов (зона микроциркуляции), которая носит декомпен-сированный характер (патологическое повышение ВК в условиях индуцированной ишемии). Адаптационно-компенсаторные механизмы представлены сохранением функции эндотелия и вязкости крови в сосудах крупного диаметра, а также отсутствием активации III фазы свертывания крови и нормальным содержанием фибриногена. Отсутствие значимых реологических нарушений и гиперфибриногенемии на фоне сохраненной функции эндотелия в крупных сосудах и является основным фактором, предотвращающим тромбозы в крупных сосудах в период высокой СА. Нарушение подобных адаптационных механизмов способно привести к тромбозу крупных артерий и развитию острого инфаркта миокарда либо острого коронарного синдрома, такие пациенты оказываются за пределами настоящего исследования. В то же время развитие реологических нарушений на фоне нормальных значений фибриногена свидетельствует о более неустойчивом состоянии реологической защиты.
Период низкой СА характеризуется активацией конечных этапов свертывания крови и повышением уровня фибриногена, нарушением ВК в сосудах всех диаметров (200 с-1, 100 с-1, 20 с-1) в сочетании с нарушением функции эндотелия (в сравнении с показателями здоровых лиц). При этом развивается субкомпенсированная генерализованная дисфункция эндотелия (отсутствие физиологического снижения ВК при манжеточной пробе, как у здоровых лиц в этот период). Таким образом, ВК в крупных сосудах повышается у больных НС только в период низкой СА. Адаптационно-компенсаторные механизмы в этот период представлены только отсутствием декомпенсации функции эндотелия (в отличие от периода высокой СА).
То, что обострение стенокардии в период более высокой СА происходит на фоне нормального содержания фибриногена, который признается в настоящее время независимым фактором риска ишемической болезни сердца, заставляет задуматься о пересмотре мнения о факторах риска: возможно, различные факторы риска в качестве «пускового» момента обострения также реализуются в определенные периоды, связанные с изменением космической погоды. Полученные нами данные подтверждают слова А.Л. Чижевского о том, что человек, как и все живое на Земле, является частицей Вселенной, и все процессы в организме человека находятся в гармонии с ритмами изменения геофизических и космических факторов окружающей среды [12, 13].
Выводы.
1. Характер гемореологических и эндотелиальных нарушений у больных НС в сравнении с показателями здоровых лиц определяется периодом СА.
2. Повышение вязкости крови и дисфункция эндотелия у больных НС в сравнении со здоровыми лицами отмечается в период как высокой, так и низкой солнечной активности 11-летнего солнечного цикла, однако в различные периоды характер этих нарушений различный.
3. При высокой СА возрастает ВК в сосудах среднего и мелкого диаметров, локальная дисфункция эндотелия мелких сосудов (зона микроциркуляции) носит декомпенсированный характер (патологическое повышение ВК в условиях индуцированной ишемии). В сосудах крупного диаметра ВК и функция эндотелия сохранены.
4. В период низкой СА в сосудах всех диаметров (200 с-1, 100 с-1, 20 с-1) происходит повышение ВК и развитие субкомпенсированной генерализованной дисфункции эндотелия (отсутствие физиологического снижения ВК при манжеточной пробе).
5. В период низкой СА нарушения ВК и функции эндотелия происходят на фоне активации III фазы свертывания крови (повышение фибриногена), в период высокой СА - без активации указанного механизма (нормальное содержание фибриногена).
6. При высокой СА у больных НС отмечена более высокая ВК и рассогласование функции эндотелия сосудов различного диаметра в сравнении с периодом низкой СА.
Работа выполнена при частичной финансовой поддержке гранта РФФИ № 18-415-140002.
Литература
1. Samsonov, S.N. Space weather and a state of cardiovascular system of human being with a weakened adaptation system / S.N. Samsonov // Odessa Astronomical Publications. - 2013. - V. 26/2. - P. 297-299.
2. Рагульская, М.В. Влияние солнечных возмущений на человеческий организм / М.В. Рагульская, О.В. Хабарова // Биомедицинская радиоэлектроника. - 2001. - № 2. - С. 5-14.
3. Комаров, Ф.И. Хронобиологические аспекты природы и характера воздействия магнитных бурь на функциональное состояние организма людей / Ф.И. Комаров, С.И. Раппопорт, Т.К. Бреус, Р.М. Баевский, Ю.И. Гурфинкель, А.Н. Рогоза, Н. Ораевский, Т.Д. Большакова, Н.К. Малиновская, В.М. Петров // Хронобиология и Хрономедицина / под. ред. Ф.И. Комарова и С.И. Раппопорта. М.: Триада, 2000. C. 299-317.
4. Самсонов, С.Н. Связь солнечных и геофизических возмущений с сердечно-сосудистыми заболеваниями / С.Н. Самсонов, П.Г. Петрова, А.А. Стрекаловская, В.И. Маныкина, М.И. Томский, Р.З. Алексеев // Наука и образование. - 2008. - № 2 (50). - С. 50-55.
5. Cornelissen, G. Nonphotic solar associations of heart rate variability and myocardial infarction / G. Cornelissen, F. Halberg, T. Breus, E.V. Syutkina, R. Baevsky, A. Weydahl, et al. // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. - 2002. - V. 64. - P. 707-720.
6. Breus, T.K. Some aspects of the biological effects of space weathe / T.K. Breus, V.A. Ozheredov, E.V. Syuitkina and A.N. Rogoza // J. Atmosph.Solar-Terr.Physics. - 2008. - V. 70. - P. 436-441.
7. Рагульская, М.В. Биотропное воздействие космической погоды / М.В. Рагульская и др. М.: ИЗМИ-РАН, 2010. - С. 312.
8. Бреус Т.К. // Автореф. дис. ... докт. физико-математич. наук. - М., 2003. - С. 45.
9. Гурфинкель, Ю.И. Ишемическая болезнь сердца и солнечная активность / Ю.И. Гурфинкель. - М.: ИИКЦ «Эльф-3», 2004. - С. 170.
10. Backer T.L., Buyezere M., Segers P. et al. // Ateriosclerosis, 2002. V. 165 (2). - P. 367-373.
11. Паршина, С.С. Адаптационные механизмы системы гемостаза и реологии крови у больных различными формами стенокардии: дис. ... д-ра мед. наук / С.С. Паршина. - Саратов, 2006. - 360 с.
12. Чижевский, А.Л. Земное эхо солнечных бурь / А.Л. Чижевский. - М.: Мысль, 1973. - 367 с.
13. Чижевский, А.Л. Космический пульс жизни. Земля в объятиях Солнца. Гелиотараксия / А.Л. Чижевский. - М.: Мысль, 1995. - 768 с.
