CC BY
62
У.В. Харламова, О.Е. Ильичева
ГБОУ ВПО «Челябинская государственная медицинская академия» Минздравсоцразвития России
Роль эндотелия в ремоделировании миокарда левого желудочка у больных на гемодиализе
Изучалось влияние маркеров функции эндотелия на структурно-функциональные показатели левого желудочка у 98 больных, находящихся на гемодиализе. Определяли концентрации стабильных метаболитов оксида азота сыворотки крови, общего холестерина, липопротеинов высокой и низкой плотности, триглицеридов, гомоцистеина, фактора Виллебранда. При помощи корреляционного и многофакторного регрессионного анализа установлено независимое влияние показателей функции эндотелия на структурно-функциональные показатели миокарда левого желудочка, что отражает параллельность процессов формирования дисфункции сердца и эндотелия.
Ключевые слова: гемодиализ, эндотелий, ремоделирование миокарда.
Введение
В последние десятилетия не ослабевает интерес к роли эндотелия в развитии сердечно-сосудистых осложнений, в том числе у больных, находящихся на лечении гемодиализом. В многочисленных исследованиях установлено, что эндотелиальный монослой участвует в регуляции сосудистого тонуса, гемостаза, иммунного ответа, репаративных процессов, миграции клеток крови в сосудистую стенку, а также синтезирует факторы воспаления и их ингибиторы [1]. Нарушенная функция эндотелия ассоциируется с запуском каскада явлений, ведущих к увеличению жесткости сосудистой стенки, атеросклерозу, атеротромбозу, что в результате приводит к структурно-геометрическим изменениям левого желудочка [2].
Цель исследования: изучить влияние маркеров функции эндотелия на структурно-функциональные показатели левого желудочка у больных на гемодиализе.
Материалы и методы
Обследовано 98 пациентов, из них 57 мужчин (58,2%) и 41 женщина (41,8%), средний возраст 45,1±3,2 лет, дли-
тельность диализа 39,6±4,1 мес. Пациенты находились на лечении программным гемодиализом в период 2008—
2010 гг. на базе МУЗ ГКБ № 8 г. Челябинска. Обследуе- 25 мые получали адекватное лечение (Kt/V =1,3±0,3), имели стабильные показатели систолического (САД) и диастолического (ДАД) артериального давления (САД 138±6 мм рт.ст.,
ДАД 90±7 мм рт.ст.), небольшую междиализную прибавку веса (2250,0+500,3 г), умеренную анемию (Hb 110+5,1 г/л).
Критериями включения в исследование стали наличие у пациентов терминальной стадии хронической почечной недостаточности (ХПН) и проводимая терапия гемодиализом; обязательным критерием было информированное согласие на участие в исследовании.
Гемодиализ проводили на аппарате Fresenius с использованием бикарбонатного диализирующего раствора и полисульфоновых диализаторов F8 и F10 HPS. Продолжительность сеанса гемодиализа составляла 4—5 ч, частота — 3 раза в нед. Обеспеченная доза диализа (индекс spKT/V) составляла не менее 1,3 по логарифмической формуле Дж. Даугирдаса.
Биохимические и иммуноферментные исследования выполнены в лабораториях ЦНИЛ ГБОУ ВПО ЧелГМА Минздравсоцразвития России.
Всем пациентам проводили определение концентрации стабильных метаболитов сыворотки крови
U.V. Kharlamova, О.E. Пyichevа
The Chelyabinsk state medical academy of Federal agency on public health services and social development
Role of endothelium in remodelling a myocardium left ventricular at patients on a hemodialysis
To study influence of markers offunction endothelium on structurally functional indicators left ventricular at patients on a hemodialysis.. 98 Patients on a hemodialysis are surveyed. To all patients defined concentration stable metabolites of oxyde nitrogen whey of blood, total cholesterol, cholesterol of low density lipoproteine, cholesterol of high density lipoproteine, triglycerides, homocysteine, Willebrand factor, spent echocardiography research. During correlation, multiple regression the analysis independent influence of indicators offunction endothelium on structurally functional indicators of a myocardium left ventricular, processes offormation of dysfunction of heart reflecting parallelism and endothelium is revealed.
Key words: hemodialysis, endothelium, myocardium remodelling.
ВЕСТНИК РАМН /2012/ № 4
Таблица 1. Показатели исследования функции эндотелия в обследуемых группах
Показатель Пациенты, получающие лечение программным гемодиализом (n =98) Группа сравнения (n =20) р
Гомоцистеин, мкмоль/л 22,07+7,56 7,12+2,56 0,001
Нитраты, ммоль/л 10,5+3,2 18,6+1,0 0,003
Нитриты, ммоль/л 3,6+3,0 4,8+2,3 0,02
Суммарная концентрация стабильных метаболитов оксида азота, ммоль/л 13,8+3,0 23,4+2,2 0,004
ОХС, ммоль/л 5,3+0,6 5,0+0,1 0,008
Триглицериды, ммоль/л 2,1+0,8 1,3+0,2 0,01
ХС ЛПНП, ммоль/л 3,5+0,4 3,1+0,1 0,04
ХсЛПВП, ммоль/л 0,9+0,1 1,3+0,3 0,001
Фактор Виллебранда, % 126,06+40,08 75,02+??? 0,005
(нитритов NO2, нитратов NO3, суммарных метаболитов оксида азота NO), гомоцистеина, фактора Виллебранда, показателей липидограммы — холестерина (ОХС), холестерина липопротеинов высокой плотности (ХС ЛПНП), холестерина липопротеинов низкой плотности (ХС ЛПВП), триглицеридов (ТГ).
Эхо кардиография (ЭхоКГ), включавшая эхо-26 и допплер-кардиографию, выполнялась на аппарате HP Sonos 100 CF с использованием датчика 3,5 МГц в М-модальном и двухмерном режиме в стандартных позициях по методике Н.М. Мухарлямова, Ю.Н. Беленкова (1981) с учетом рекомендаций Американского эхокардиографического общества. Оценивали: состояние
клапанного аппарата сердца, конечный систолический и диастолические размер (КСР, КДР), конечный систолический и диастолический объем (КСО, КДО), фракцию выброса (ФВ), толщину задней стенки левого желудочка (ТЗСЛЖ), толщину межжелудочковой перегородки (ТМЖП), массу левого желудочка (ММЛЖ) по формуле R.B. Devereux et al.; индекс массы миокарда левого желудочка (ИММЛЖ) определяли как отношение ММЛЖ к площади поверхности тела; относительную толщину стенки левого желудочка (ОТС) рассчитывали по формуле:
ОТС =2хЗСЛЖ/КДР
Кроме того измеряли максимальную скорость раннего диастолического наполнения (Е), максимальную скорость диастолического наполнения в систолу предсердий (А), отношение Е/А, время изоволюмического расслабления (ВИР).
В качестве контрольной группы были обследованы 20 практически здоровых добровольцев сопоставимого возраста (10 женщин и 10 мужчин, средний возраст 43,9+15,5 лет).
Статистическая обработка произведена с использованием пакета статистических прикладных программ SPSS for Windows. Данные представлены как среднее + стандартное отклонение. Значимость различий для количественных данных между группами оценивалась посредством U-критерия Манна—Уитни. Статистическую связь между количественными показателями выявляли с помощью коэффициента ранговой корреляции Спирмена. Методом множественного пошагового регрессионного анализа изучали степень влияния различных факторов на исследуемый. Критический уровень значимости (р) при проверке статистических гипотез принимали равным 0,05.
Результаты
В настоящее время одним из методов оценки степени нарушений эндотелиальной функции является определение содержания в крови факторов, концентрация которых сопоставима с морфофункциональными изменениями эндотелиального плацдарма. К ним относят фактор Виллебранда, гомоцистеин, стабильные метаболиты оксида азота, показатели липидного обмена.
По результатам проведенного исследования (табл. 1) было установлено, что средние концентрации гомоци-стеина, фактора Виллебранда у гемодиализных больных выше, чем в группе сравнения. Концентрация стабильных метаболитов оксида азота в обследуемых группах была достоверно ниже, чем у практически здоровых лиц. При исследовании показателей липидограммы обнаружено достоверное повышение атерогенных липопротеинов у пациентов, находящихся на программном гемодиализе, при этом концентрация ХС ЛПВП была достоверно ниже, чем в группе сравнения.
По данным эхокардиографического обследования (табл. 2), у пациентов на гемодиализе показатели КСР, КДР, КДО, КСО, ЗС, МЖП, ОТС, ЛП, ИММЛЖ, пиков Е и А были достоверно выше, чем у практически здоровых лиц. Отношение Е/А, ВИР в группе контроля оказалось достоверно выше, чем у диализных пациентов. ФВ в группах достоверно не различалась.
При проведении корреляционного анализа найдены взаимосвязи между концентрацией гомоцистеина и ВИР (г =0,31, р =0,03), Е/А (г =0,3, р =0,05); уровнем фактора Виллебранда и КСР (г =0,31, р =0,03). Отмечена взаимосвязь между концентрацией N0 и КСО(г = —0,23, р =0,08), ММЛЖ (г = -0,28, р =0,06), ИММЛЖ (г = -0,3, р =0,05), А (г = -0,3, р =0,04); концентрацией N03 и А (г = -0,3, р =0,05). Существуют корреляционные взаимосвязи между концентрацией ОХС и КДР (г = -0,3, р =0,01), КДО (г = -0,3, р =0,03), А (г =0,3, р =0,02); концентрацией ТГ и КДР (г = -0,2, р =0,07), КДО (г = -0,23, р =0,03), ФВ (г = -0,3, р =0,05); концентрацией ХС ЛПНП и КДО (г =0,23, р =0,06), Е (г = -0,3, р =0,08), А (г =0,3, р =0,01), ВИР (г =0,25, р =0,08).
В ходе многофакторного регрессионного анализа подтверждено независимое влияние концентрации гомоцистеина на Е ^2 =0,36, р =0,05), ОТС ^2 =0,31, р =0,03), ВИР ^2 =0,26, р =0,08). Многофакторный регрессионный анализ продемонстрировал независимое влияние уровня фактора Виллебранда на КСР ^2 =0,38, р =0,03), КСО ^2 =0,43, р =0,009), ФВ ^2 =0,4, р =0,03), ММЛЖ ^2 =0,4, р =0,02), ИММЛЖ ^2 =0,40, р =0,04).
Таблица 2. Показатели эхокардиографии и допплер-эхокардиографии у больных, находящихся на лечении хроническим гемодиализом
Показатели Пациенты на гемодиализе (п =98) Группа сравнения (п =20) р
КДР, см 5,2+0,6 4,9+1,7 0,01
КСР, см 3,2±0,4 2,9+0,6 0,007
КДО, см3 126,9+27,3 114,7+15,8 0,01
КСО, см3 46,0+15,4 35,4+11,3 0,01
ТМЖП, см 1,3+0,2 0,97+0,1 0,03
ТЗСЛЖ, см 1,3+01 0,96+0,1 0,03
ФВ, % 60,9+6,7 60,6+5,2 0,34
ЛП, см 4,1+0,7 2,8+0,7 0,001
ИММЛЖ, г/м2 171,1+32,5 98,1+26,3 0,0001
ОТС, см 0,5+0,1 0,36+0,1 0,001
Е, см/ 78,1+22,9 73,2+8,5 0,01
А, см/с 68,1+19,5 49,3+3,0 0,001
Е/А 1,2+0,4 1,4+0,3 0,02
ВИР, м/с 73,41+23,56 82,6+14,2 0,04
Выявлено независимое влияние концентрации N0 на КСР ^2 =0,44, р =0,001); уровня ^2 на КСР ^2 =0,41, р =0,04) и КСО ^2 =0,48, р =0,002), концентрации N03 на КСО ^2 =0,45, р =0,003).
Концентрация ОХС достоверно оказывала влияние на КДР ^2 =0,38, р =0,002), КДО (R2 =0,45, р =0,009), А (R2 =0,25, р =0,01). Отмечено независимое влияние концентрации ТГ на ФВ ^2 =0,28, р =0,06), КДО ^2 =0,25, р =0,08), КДР (R2 =0,28, р =0,06). Многофакторный регрессионный анализ показал влияние уровня ХС ЛПНП на А ^2 =0,38, р =0,02), КДР ^2 =0,29, р =0,07).
Обсуждение
По данным нашего исследования, у пациентов, находящихся на терапии программным гемодиализом, имеет место дисфункция эндотелия. Содержание гомоцистеина у пациентов на гемодиализе было достоверно выше, чем у практически здоровых доноров. По-видимому, могут присутствовать как нарушения почечного обмена гомоци-стеина, так и системные нарушения его метаболизма [3]. Проведенный анализ состояния липидного спектра у больных с ХПН, получающих лечение программным гемодиализом, позволил обнаружить существенные изменения, которые выражались в увеличении ОХС, ТГ, ХС ЛПНП и снижении ХС ЛВП. Известно, что дисбаланс в обмене жиров прогрессирует по мере ухудшения функции почек. С другой стороны, снижение функции почек усугубляет уже имеющиеся нарушения метаболизма липидов. Если на этапе сохранной функции почек более выражены гипо- и диспротеинемия, то на азоте-мической стадии развития болезни среди обменных нарушений больший удельный вес приобретают гипер-и дислипидемия [4]. Средняя концентрация нитратов сыворотки крови была ниже у всех больных в сравнении с донорами. Снижение активности продукции N0 в эндотелии связано со снижением эндотелийзависимой вазо-дилатации. Гемодиализ способствует инактивации N0 за счет образования при контакте лейкоцитов с диализной мембраной большого количества свободных радикалов [5]. Вместе с тем, существуют данные о связи гомоци-стеина с продукцией N0 через N0-синтазу, что позволило объяснить механизм дисфункции эндотелия [6].
Развитие гипертрофии левого желудочка (ГЛЖ) при почечно-заместительной терапии связывают с влиянием ряда факторов, основными из которых являются гемоди-намические и нейрогуморальные. Среди первых важное 27 место занимает перегрузка ЛЖ давлением вследствие АГ и перегрузка ЛЖ объемом вследствие анемии, артерио-венозной фистулы и увеличения объема циркулирующей крови из-за задержки натрия и воды. Основными нейрогу-моральными факторами, ответственными за развитие ГЛЖ, считают активацию ренин-ангиотензиновой и симпатической системы, вторичный гиперпаратиреоз, воздействие «уремических токсинов», факторов воспаления, концентрация которых повышена у больных на гемодиализе [7].
У пациентов на гемодиализе установлены тесные взаимосвязи между структурно-функциональными параметрами миокарда и показателями функции эндотелия.
При проведении многофакторного регрессионного анализа, корреляционного анализа выявлены связи между структурно-функциональными показателями левого желудочка и липидограммы. Известно, что ОХС, ТГ, ХС ЛПВП стимулируют образование молекул адгезии, прилипание лейкоцитов к поверхности эндотелия, повышают секреторную активность и пролиферацию макрофагов в атеросклеротической бляшке, активируют миграцию и пролиферацию гладкомышечных клеток. Следствием указанных эффектов является развитие эндотелиальной дисфункции, повышение жесткости сосудистой стенки и миокарда. Атеросклеротическое изменение сосудов приводит к ишемии кардиомиоцитов, активации процессов некроза и апоптоза. Снижение количества функционирующих кардиомиоцитов, интерстициальное ремоделирование сопровождаются развитием как систолической, так и диастолической дисфункции миокарда [8].
Показатели нитроксидергической системы (N02 и N0^ N0) независимо влияли на КСР, КСО; выявлены корреляционные взаимосвязи с показателями систолической и диастолической функции левого желудочка.
В эксперименте показано, что коррекция эндотелиальной дисфункции приводит к уменьшению массы миокарда левого желудочка, улучшению коронарной гемодинамики, увеличению инотропной функции миокарда, предотвращает апоптоз, а также уменьшается активность фибробластов, подавляется синтез внеклеточного матрикса [9]. Это, в свою очередь, вызывает уменьшение
ВЕСТНИК РАМН /2012/ № 4
степени выраженности периваскулярного фиброза вокруг интрамиокардиальных кровеносных сосудов и заместительного фиброза, предотвращая развитие интерстициального ремоделирования [10].
В ходе проведенного анализа показано независимое влияние фактора Виллебранда на КСР, КСО, ФВ, ММЛЖ, ИММЛЖ; обнаружена корреляционная взаимосвязь с КСО. В патофизиологии, как носитель фактора VIII, фактор Виллебранда может координировать образование фибрина и с помощью тромбоцитов способствовать образованию тромбов на стороне повреждения клеток эндотелия, вызывая ишемические изменения с последующим нарушением систолической функции левого желудочка. Фактор Виллебранда может опосредовать начальную адгезию тромбоцитов к субэндотелию путем присоединения его к специфическим рецепторам мембран тромбоцитов и образовывать субэндокарди-альную соединительную ткань, способствуя повышению жесткости и массы миокарда (за счет периваскулярного фиброза) [11].
При проведении корреляционного анализа выявлена положительная взаимосвязь между уровнем гомоци-стеина и Е/А, ВИР, ММЛЖД. Многофакторный регрессионный анализ показал независимое влияние на показатели Е, ВИР, ОТС гомоцистеина. Имеющиеся взаи-28 мосвязи отражают влияние повышенного уровня гомо-цистеина на развитие ГЛЖ, диастолической дисфункции левого желудочка. Подтверждением этому могут служить работы, раскрывающие механизм пролиферации гладкомышечных клеток в ответ на действие свободного гомо-цистеина в сыворотке крови. В частности, показано, что гомоцистеиновые остатки индуцируют экспрессию мРНК циклинов D1 и А (ключевых ферментов, участвующих в регуляции клеточного цикла) и факторов роста соединительной ткани CTGF [12]. Стимулируемые гомоци-стеином, эндотелиальное повреждение и оксидативный стресс приводят к развитию патологического ремоделирования миокарда [12, 13]. Основной чертой этого процесса
является постепенная гибель кардиомиоцитов через процессы некроза и апоптоза [14]. Эти механизмы способствуют не только изменениям в содержании миоцитов, но и количественной и качественной перестройке интерстициального матрикса. Это относится главным образом к развитию периваскулярного фиброза вокруг интрами-окардиальных кровеносных сосудов и заместительного фиброза, т.е. отложения волокон фибриллярного коллагена на месте погибших миоцитов. Интерстициальное ремоделирование сопровождается снижением сократимости и повышением жесткости миокарда, играя важную роль в развитии диастолической дисфункции левого желудочка [10, 15].
Выводы
1. У пациентов, находящихся на гемодиализе, установлена дисфункция эндотелия: отмечено достоверное повышение уровней гомоцистеина, атерогенных показателей липидного спектра, фактора Виллебранда по сравнению с практически здоровыми лицами; концентрация конечных метаболитов оксида азота сыворотки крови у диализных пациентов оказалась достоверно ниже, чем в группе сравнения.
2. По данным эхокардиографического исследования у диализных пациентов обнаружены изменения структурно-функциональных показателей миокарда: КСР, КДР, КДО, КСО, ЗС, МЖП, ОТС, ЛП, ИММЛЖ, пиков Е, А были достоверно выше, чем у практически здоровых лиц. Отношение Е/А, ВИР в группе контроля оказалось достоверно выше, чем у больных на гемодиализе.
3. В ходе корреляционного, многофакторного регрессионного анализа выявлено независимое влияние показателей функции эндотелия на структурно-функциональные показатели миокарда левого желудочка, отражающее параллельность процессов формирования дисфункции сердца и эндотелия.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бувальцев В.И., Камышова Т.В., Спасская М.Б. и др. Дисфункция эндотелия как интегральный фактор риска атеросклероза и возможности ее коррекции. Клиническая фармакология и терапия. 2002; 11(5): 30—32.
2. Загидуллин Н.Ш., Валеева К.Ф., Гассанов Н. и др. Значение дисфункции эндотелия при сердечно-сосудистых заболеваниях и методы ее медикаментозной коррекции. Кардиология. 2010; 5: 54-60.
3. Bostom A., Brosnan J.T., Hall B. Net uptake of plasma homocysteine by the rat kidney in vivo. Atherosclerosis. 1995; 116: 59-62.
4. Смирнов А.В., Есаян А.М., Каюков И.Г и др. Современные подходы к замедлению прогрессирования хронической болезни почек. Нефрология. 2004; (3): 89-99.
5. Hoenicb N.A. Platelet and leucocytes behaviour during haemodi-alysis. Contrib. Nephrol. 1999; 125: 120-132.
6. Lang D., Kredan M.B., Lang D., Moat S.J. et al. Homocysteine-induced inhibition of endothelium-dependent relaxation in rabbit aorta: Role for superoxide anions. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2000; 5: 257-261.
7. Дядык А.И., Канелла Дж., Багрий А.Э. и др. Гипертрофия левого желудочка сердца у больных с хронической почечной недостаточностью. Укр. кардиол. журн. 2000; 3: 81-87.
8. Кремнева Л.В., Шалаев С.В. Модифицированные липопро-теины низкой плотности: атерогенная и провоспалительная
активность, роль в патогенезе острых коронарных синдромов Росс. Кардиол. Журнал. 2004; 46 (2): 70—75.
9. Манухина Е.Б., Малышев И.Ю. Роль оксида азота в сердечнососудистой патологии: взгляд патофизиолога. Росс. кард. Журн. 2000; 5: 55-63.
10. Беленков Ю.Н. Ремоделирование левого желудочка: комплексный подход. Сердечная недостаточность. 2002; 4 (14): 161-163.
11. Насонов Е.Л., Баранов А.А., Шилкина Н.П. Маркеры активации эндотелия (тромбомодулин, антиген фактора Виллебранда и ангиотензинпревращающий фермент): клиническое значение. Клиническая медицина. 1998; 11: 4-9.
12. Liu X., Luo F., Li J. et al. Homocysteine induces connective tissue grows factor expression in vascular smooth muscle cells. J. Thromb. Haemost. 2008; 6 (1): 184-192.
13. Zang C., Cai Y, Adachi M.T. Homocysteine induces programmed cell death in human vascular endothelial cells through activation of the unfolder protein response. J. Biol. Chem. 2001; 276: 35867-35874.
14. Korandji C., Zeller M., Guilland J.C. et al. Asymmetric dimethylar-ginine (ADMA) and hyperhomocysteinemia in patients with acute myocardial infarction. Clin. Biochem. 2007; 40 (1-2): 66-72.
15. Агеев Ф.Т., Овчинников А.Г Диастолическая дисфункция как проявление ремоделирования сердца. Сердечная недостаточность. 2002; 4 (14): 190-195.
КОНТАКТНАЯ ИНФОРМАЦИЯ Харламова Ульяна Владимировна — кандидат медицинских наук, ассистент кафедры внутренних болезней и военнополевой терапии ГБОУ ВПО «Челябинская государственная медицинская академия» Минздравсоцразвития России Адрес: 454007, Челябинск, пр-т Ленина, д. 19, кв. 4 Тел.: 8(912) 472-38-20 E-mail: top120@yandex.ru
Ильичева Ольга Евгеньевна — доктор медицинских наук, профессор кафедры внутренних болезней и военнополевой терапии, декан лечебного факультета ГБОУ ВПО «Челябинская государственная медицинская академия» Минздравсоцразвития России Адрес: 454080, Челябинск, пр-т Ленина, д. 65, кв. 75 E-mail: pochka56@mail.ru Тел.: 8(912) 897-50-44
