Патогенез хронической сердечной недостаточности: новые механизмы развития
Хроническая сердечная недостаточность (ХСН) является осложнением многих заболеваний сердечно-сосудистой системы. Наиболее часто ХСН развивается у больных ишемической болезнью сердца (ИБС) (60% всех случаев ХСН), клапанными пороками сердца (14%), дилатационной кардиомиопатией (11%). Артериальная гипертензия (АГ) как основная причина развития ХСН наблюдается всего в 4% случаев, однако она часто сопутствует ИБС и способствует развитию данного осложнения. (1)
Повышение заболеваемости ИБС, ГБ в последние годы способствовало росту и частоты ХСН. Она составила 2% взрослого населения всех стран мира (2, 3, 4). ХСН стала одной из главных причин инвалидизации и смертности больных сердечно- сосудистой патологией, несмотря на достигнутые успехи в их лечении. Это делает проблему изучения патогенеза и диагностики ХСН одной из наиболее актуальных в современной практической и теоретической кардиологии.
Отсутствие четкой ясности о том, что представляет собой ХСН - завершающая стадия хронических заболеваний сердца, проявляющаяся патофизиологическим синдромом, вызванным снижением его насосной функции, или самостоятельная нозологическая форма, сформировавшаяся в результате нейрогуморальных нарушений, находящихся вне зависимости от этиологии поражения (1,3).
Выделение ХСН в нозологическую форму имеет больше практическую направленность, ибо оно облегчает практикующим врачам выбор стандартов лечения данного состояния, но не раскрывает сущности патологического процесса, приводящего к этим изменениям. Хронические заболевания сердечно-сосудистой системы в данной ситуации рассматриваются как «факторы риска», способствующие развитию ХСН.
По-видимому, при решении столь сложной проблемы лучше ориентироваться не на «факторы риска», а на точное представление о механизмах становления и развития патологических процессов.(5).
Хорошо известно, что с самого начала действия патогенного раздражителя в организме происходит повреждение клеточных и тканевых структур и включение компенсаторных реакций на всех уровнях, включая внутриклеточный, что проявляется регенерацией клеток или гиперплазией клеточных органелл, гипертрофией клеток и органа. В основе этого процесса лежит активация генного аппарата клеток (6).
В виду того, что кардиомиоциты не обладают митотической активностью, материальной основой компенсаторных реакций сердца является гиперплазия органелл клеток миокарда и гипертрофия органа, а также включение механизма Франка-Старлинга. Эти реакции поддерживают на должном уровне сократительную функцию сердца, нарушенную гибелью части клеток, на месте которых развивается соединительная ткань, и обеспечивают на какое-то время нормальное кровообращение в организме.
Следует отметить, что независимо от того, какие причины вызвали повреждение структур, компенсаторные реакции будут протекать однотипно. По-видимому, этим можно объяснить единый генез ХСН. Однако гипертрофированная ткань обладает меньшим жизненным потенциалом, так как она хуже кровоснабжается и иннервируется, и при повышенной нагрузке она быстрее утрачивает нормальные функциональные свойства (6). При продолжающемся действии повреждающих факторов происходит гибель функционирующих клеток, компенсаторный резерв постепенно исчерпывается. Это приводит к декомпенсации сердечной деятельности, которая проявляется в первую очередь снижением инотропной функции и развитием сердечной недостаточности.
С этих позиций нами была предпринята попытка изучения механизмов становления и развития ХСН у больных ИБС и ГБ
Материалы и методы исследования
В исследование было включено 166 больных. Мужчины составили 85%, женщины – 15 %.Все больные были разделены на три группы. Формирование пациентов по группам соответствовало делению больных с ХСН на стадии «А», «В» и «С» по классификации Американской коллегии кардиологов и Американской коллегии сердца (АСС/АНА,11). Первую группу (стадия «А» ХСН) составили 33 больных, у которых были выявлены заболевания сердечно- сосудистой системы (ИБС и ГБ) без структурного и функционального ремоделирования сердца и при отсутствии в прошлом и настоящем каких-либо признаков сердечной недостаточности. Вторая группа (стадия «В» ХСН) представлена 41 больным с отчетливыми признаками гипертрофии мышцы сердца и делатации полстей, но без явных субъективных признаков сердечной недостаточности. В третью группу (стадия «С» ХСН) включены 92 больных с признаками ХСН, которые выявлялись при обычной физической нагрузке и развивались на фоне структурного и функционального ремоделирования сердца. Наличие ХСН и ее функциональный класс определяли с помощью методов объективного обследования и пробы с 6-минутной ходьбой.
Средний возраст больных составлял 52,5_+1,7 лет, у больных 3 группы он был несколько больше, чем у больных 1 и 2 групп (Табл.1). Больные не различались по росту, массе тела и полу. Однако длительность заболевания оказалась самой большой у больных 3 группы.
Таблица 1. Общая характеристика обследованных
Группа контроля в составе 37 человек по половому признаку была идентичной с группами больных, но отличалась по возрасту (32,8+1,9 лет) и массе тела (65,5+ 1,4 кг). Выбор такой группы контроля обусловлен тем, что лица этого возраста по состоянию здоровья ближе всего находятся к истинной норме и у них, как правило, отсутствуют возрастные изменения, в том числе атеросклероз и гипертензия (7)
Обследование больных и здоровых лиц включало общее клиническое и лабораторное исследование, запись ЭКГ, эхокардиографию, суточное мониторирование ЭКГ, допплерографию сонных, плечевых и бедренных артерий, а у больных ГБ – дополнительное мониторирование. А/Д.
При эхокардиографии выполняли морфометрию миокарда и полостей сердца. Для оценки диастолической функции левого желудочка (ЛЖ) в режиме импульсной допплерографии изучались следующие показатели трансмитрального кровотока: максимальная скорость раннего диастолического кровотока (Ve), максимальная скорость потока предсердной систолы (Va), их соотношение, время изоволюмического расслабления. Стандартные морфологические показатели и параметры внутрисосудистого кровотока оценивали с помощью дуплексного сканирования и допплерографии.
Примечание: S лж -общ – общая площадь поперечного сечения ЛЖ; S лж-внутр – внутренняя площадь поперечного сечения ЛЖ; МЖП – толщина межжелудочковой перегородки; ЗСлж – толщина задней стенки ЛЖ в диастолу; КДР ЛЖ – конечный диастолический размерЛЖ; КСРЛЖ – конечный систолический размер ЛЖ; КДРлп – конечный диастолический размер левого предсердия; ФВлж – фракция выброса ЛЖ; ПСрн – пиковая скорость трансмитрального кровотока во время раннего диастолического наполнения; ПСпн – пиковая скорость трансмитрального кровотока во время позднего диастолического наполнения.
Результаты исследования
Анализ полученных данных, отражающих как морфологические, так и функциональные изменения, показал определенную динамику нарушений структуры и функций сердца у больных разных групп (Табл.2).
Из данной таблицы следует, что у больных 1 группы по сравнению со здоровыми наблюдалось увеличение общей площади ЛЖ, конечного систолического и диастолического размера и систолического объема ЛЖ, умеренное снижение фракции выброса (ФВ), утолщение задней стенки ЛЖ в диастолу, увеличение диаметра левого предсердия (ЛП) в диастолу, расширение аорты. Необходимо отметить, что в соответствии с принципом формирования групп у пациентов 1-й группы отсутствовали объективные и субъективные признаки ХСН.
Больные 2 группы существенно отличались по значительному числу изучаемых показателей от здоровых людей, но в меньшей степени от больных 1 группы. У них выявлено повышение систолического, диастолического А/Д, увеличение частоты сердечных сокращений, общей и внутренней площади ЛЖ, его размеров и объемов, минутного и ударного объемов. Установлено дальнейшее снижение фракции выброса, нарастание толщины задней стенки ЛЖ и межжелудочковой перегородки (МП) в систолу и диастолу, увеличение размеров ЛП, диаметра и толщины стенки аорты.
Для больных этой группы характерно развитие диастолической дисфункции ЛЖ, что проявляется уменьшением скорости диастолического потока и увеличением скорости потока предсердной систолы и нарушением их соотношения. Отмечено увеличение модуля упругости, массы и индекса массы ЛЖ, которые достоверно превышают подобные показатели у больных 1 группы, развитие гипертрофии и ремоделирования сердца. Несмотря на приведенные нарушения центральной гемодинамики и структуры сердца, у больных второй группы не выявлено субъективных признаков ХСН.
Параметры, отражающие морфологию и функцию сердца, у больных 3 группы достоверно отличались от таковых в контроле и у больных 1 группы. Различия же большинства показателей у больных 2 и 3 групп оказались недостоверными. Размеры ЛП, ЛЖ, их объемы в систолу и диастолу, ФВ, А/Д у больных этих групп были примерно одинаковыми. Однако следует отметить, что происходило дальнейшее увеличение частоты пульса, минутного объема при наметившейся четкой тенденции к уменьшению массы и индекса массы ЛЖ, толщины задней стенки и межжелудочковой перегородки. При одинаковых показателях нарушения гемодинамики с больными 2 группы у пациентов 3 группы наблюдались признаки ХСН: одышка, утомляемость, акроцианоз, периодически появляющиеся или постоянные отеки на нижних конечностях, в ряде случаев выслушивались влажные незвучные хрипы в легких.
Изучение соотношений некоторых структур сердца и их функций у здоровых лиц позволило установить закономерности, соответствующие правилам «ЗС» (Табл.3). В таком соотношении находились размеры ЛЖ в систолу и диастолу, толщина задней стенки ЛЖ в разные фазы сердечной деятельности, объемы левого желудочка в систолу и диастолу, ударный и систолический, ударный и диастолический объемы, пиковые скорости трансмитрального кровотока, систолическое и диастолическое А/Д. Колебания этих отношений находились в пределах ±1-5% от «ЗС» и только диапазон колебаний Ve/Va составлял ±10%
Таблица 3. Соотношение некоторых морфологических элементов сердечной деятельности у больных ХСН
Примечание: (5) – отклонение от величины (ЗС) в процентах.
У больных всех групп данные закономерности были существенно нарушены. Характер и степень этих нарушений зависели от выраженности морфологических изменений мышцы сердца. Отчетливые отклонения от «ЗС» выявлены уже у больных 1 группы. По большинству показателей эти отклонения составляли 10-20%. Процент отклонений изучаемых показателей от цифр «ЗС» были в 2-4 раза больше, чем в контроле. Максимальные отклонения от пропорции «ЗС» наблюдались у больных 2 группы и составляли 15-50%, что примерно в 3-10 раз больше контрольных показателей. От «ЗС» больше всего отклонялись отношения систолического объема ЛЖ к ударному объему и пиковых скоростей диастолического кровотока.
У больных с ХСН (3группа) отклонения отношений изучаемых величин от «ЗС» достоверно не отличались от таковых у больных 2 группы. Более того, у них наметилась наклонность к уменьшению некоторых показателей: отношений толщины задней стенки, межжелудочковой перегородки в систолу и диастолу.
Таблица 4. Характеристика гемодинамики в плечевых артериях у больных ХСН
Одновременно с морфофункциональными изменениями в сердце у больных ИБС и ГБ выявлено нарушение кровотока по сосудам мышечного и эластического типа (сонные, плечевые и бедренные артерии) (Табл. 4) Эти нарушения в разных сосудах имели однонаправленный характер, хотя в количественной выражении они отличались друг от друга. В первую очередь следует отметить достоверное снижение пиковых скоростей кровотока по перечисленным артериям. Наибольшее снижение скорости кровотока наблюдалось у больных 2 и 3 групп, хотя достоверной разницы в показателях больных данных групп не выявлено.
Снижение скоростей кровотока по артериям сопровождалось падением минутного объема. Резкое снижение этого показателя по всем сосудам отмечено у больных 1 группы. У больных 2 и особенно 3 группы он несколько возрастал, достигая половины от контрольного (p