Integral stiffness of arterial system in patients with arterial hypertension of different genesis

Cover Page

Abstract


Aim. To study and comparatively analyze the integral stiffness of arterial system in healthy subjects and in patients with hypertensive heart disease, hypothyroidism associated with arterial hypertension and rheumatoid arthritis associated with arterial hypertension. Methods. The study included 32 healthy volunteers and 178 patients with arterial hypertension, including 63 patients with hypertensive heart disease of 1-3 degree, 82 patients with hypothyroidism associated with arterial hypertension, 33 patients with rheumatoid arthritis associated with arterial hypertension. All patients underwent echocardiography; modulus of volume elasticity (MVE), pulse pressure, mean arterial pressure (MAP), total peripheral vascular resistance (TPVR), and MVE/TPVR ratio were calculated. The stiffness of arterial system was considered the main component if MVE/TPVR ratio exceeded 1; if MVE/TPVR ≤1, TPVR was considered the leading component. Results. Patients with arterial hypertension had higher rates of stiffness of arterial system in comparison with control group by MVE and pulse pressure. In control group, 87.5% persons had prevalence of TPVR, and in 12.5% arterial stiffness prevailed. In 77.8% of patients with hypertensive heart disease prevalence of TPVR was found, and in 22.2% arterial stiffness prevailed. In patients with combination of rheumatoid arthritis and hypertension arterial stiffness prevailed, while patients with combination of hypothyroidism and hypertension had higher TPVR. Conclusion. All patients with combination of rheumatoid arthritis and hypertension had arterial stiffness prevailing over TPVR. In patients with hypothyroidism associated with arterial hypertension TPVR prevailed over arterial stiffness.

Full Text

Рост смертности по причине сердечно-сосудистых заболеваний диктует необходимость поиска доступных практической медицине, надёжных критериев стратификации риска развития осложнений, таких как мозговой инсульт, инфаркт миокарда, хроническая сердечная недостаточность. Сосуды - один из главных органов-мишеней, которые поражаются при разнообразных заболеваниях и состояниях: артериальных гипертензиях (АГ), сахарном диабете, аутоиммунных заболеваниях, гипотиреозе (ГТ), развитии атеросклероза, старении и др. При этом меняется состояние стенки артериальных сосудов и, прежде всего, эластично-вязкие свойства. По мнению Я.А. Орловой и Ф.Т. Агеева, жёсткость артерий является фактором, определяющим сердечно-сосудистый риск, так как он реализуется через изменение состояния стенки артериальных сосудов [4]. Анализ интегральной жёсткости артериальной системы - сложная задача, так как этот показатель зависит от многих факторов: сердечного выброса, продолжительности фаз сердечного цикла, частоты сердечных сокращений, артериального давления (АД). В свете этого наиболее адекватно задача по расчёту интегрального показателя жёсткости артериальной системы может быть решена с использованием математической модели сердечно-сосудистой системы. А.Э. Терегуловым была предложена математическая модель сердечно-сосудистой системы на основе упругого резервуара Франка (патент №Ru2373843C1). По данной модели может быть проведён расчёт коэффициента объёмной упругости (КОУ), который отражает упругие свойства полого образования. Если в модели вся артериальная система представлена как единая упругая камера, то КОУ, вычисленный по модели, является интегральным показателем, характеризующим упругие свойства или жёсткость всей артериальной системы [7]. Известна гемодинамическая гетерогенность АГ. Многочисленные клинические наблюдения подтверждают тот факт, что выделение гемодинамических особенностей АГ необходимо для выбора наиболее рациональных и эффективных методов лечения [1, 8]. В настоящее время на основе анализа показателей сердечного выброса принято выделение трёх типов центральной гемодинамики (эукинетический, гиперкинетический и гипокинетический), как для здоровых людей, так и для больных с АГ. В то же время уровень АД обеспечивается тремя факторами: сердечным выбросом [ударный объём (УО), минутный объём крови (МОК)], общим периферическим сосудистым сопротивлением (ОПСС) и интегральной жёсткостью артериальной системы. Под интегральной (системной) жёсткостью понимают упругие свойства артериальной системы в целом, что отличает этот показатель от локальной жёсткости, которая оценивает состояние стенки конкретного участка артерии [2, 3]. Если показатели сердечного выброса и ОПСС при различных типах кровообращения у здоровых людей и больных с АГ изучены хорошо, то интегральная жёсткость артериальной системы при разных гемодинамических типах у здоровых лиц и пациентов с различной патологией требует изучения. Особенно это актуально у больных с АГ, когда необходимо выделить звено гемодинамики, ответственное за повышение АД: сердечный выброс, ОПСС или жёсткость артериальной системы. В связи с этим нами проведено исследование жёсткости артериальной системы у больных с АГ различного генеза. Цель - провести сравнительный анализ интегральной жёсткости артериальной системы у здоровых лиц и пациентов с гипертонической болезнью, ГТ с АГ и ревматоидным артритом (РА) с АГ. Обследованы четыре группы пациентов. В первую группу вошли 63 пациента с гипертонической болезнью 1-3-й степени в возрасте от 18 до 77 лет, средний возраст 48,9±12,38 года (M±σ), из них 22 (34,9%) женщины и 41 (65,1%) мужчина. У всех пациентов показатели тиреоидных гормонов находились в пределах нормы. Продолжительность АГ в данной группе составляла в среднем 9±7,5 года. Вторую группу составили 82 пациента с первичным ГТ средней степени тяжести в стадии медикаментозной субкомпенсации и АГ 1-3-й степени. Возраст больных составлял от 41 до 75 лет (59,8±7,9 года). В их числе были 79 (96,3%) женщин и 3 (3,7%) мужчин. На момент исследования средний уровень тиреотропного гормона был 11,57±8,54 мкМЕ/мл, свободного тироксина - 6,98±1,8 мкМЕ/мл, свободного трийодтиронина - 2,16±0,56 мкМЕ/мл. Продолжительность ГТ в среднем составила 6,5±7 года. В третью группу были включены 33 больных РА, из них 23 (69,7%) женщины и 10 (30,3%) мужчин в возрасте от 17 до 67 лет, средний возраст составил 47,2±8,12 года. Давность заболевания у пациентов с РА была от полугода до 37 лет, в среднем 8±6,2 года. Диагноз РА устанавливали по критериям Американской ревматологической ассоциации (1987) [9]. Из исследования исключали больных с почечной и печёночной недостаточностью, сердечной недостаточностью, тяжёлыми сопутствующими заболеваниями. Больные с АГ не принимали регулярно антигипертензивные средства длительного действия в течение последних 2 нед. В группу контроля (четвёртая группа) вошли 32 здоровых добровольца: 19 (59,4%) женщин и 13 (40,6%) мужчин в возрасте от 21 до 37 лет, в среднем 24,7±5,34 года. Критериями отбора пациентов в группу контроля являлись нормальные показатели липидного обмена (холестерин, триглицериды, липопротеины высокой и низкой плотности) и отсутствие сердечно-сосудистых заболеваний, в том числе АГ, заболеваний эндокринной системы, болезни почек, анемии. АД в данной группе при исследовании не превышало 130/90 мм рт.ст. Всем больным и здоровым проводили электрокардиографию и эхокардиографическое исследование. Перед проведением эхокардиографии и измерением АД пациент находился в горизонтальном положении в течение 30 мин. По модели сердечно-сосудистой системы рассчитывали следующие параметры: КОУ, среднее АД, ОПСС, КОУ/ОПСС [7]. Систолическое и диастолическое АД определяли аускультативным методом. Пульсовое АД рассчитывали по формуле: пульсовое АД = систолическое АД - диастолическое АД. УО и частоту сердечных сокращений (ЧСС) определяли при эхокардиографии методом Тейхольца. МОК (л/мин) рассчитывали по формуле: МОК=УО×ЧСС. Статистическую обработку полученных данных проводили с помощью компьютерных программ Statistica 8.0 и Biostat. Средние значения представлены в виде М±σ. Вероятность межгрупповых различий определяли с помощью однофакторного дисперсионного анализа и критерия Стьюдента. Вероятность различия качественных параметров оценивали по критерию z. Различия считали статистически значимыми при р <0,05. Показатели гемодинамики больных с АГ и здоровых лиц представлены в табл. 1. Пациенты с АГ и здоровые лица отличались по возрасту. Это связано с тем, что жёсткость артериальной системы увеличивается с возрастом из-за развития атеросклероза и артериосклероза. Нашей задачей было минимизировать влияние этих факторов, поэтому в группу контроля (здоровых лиц) мы ввели добровольцев в возрасте до 45 лет с учётом отсутствия у них в анамнезе каких-либо указаний на болезни сердечно-сосудистой системы, в том числе повышение АД, и любые другие хронические заболевания. Больные с АГ в сравнении с контрольной группой имели статистически значимо более высокие показатели жёсткости артериальной системы и ОПСС. Значения сердечного выброса отличались от здоровых лиц только у больных ГТ с АГ. Между группами больных с АГ выявлены статистически значимые различия по АД, жёсткости артериальной системы и ОПСС. Так, при РА с АГ были выявлены наибольшие значения жёсткости (КОУ), при этом данные ОПСС сохранялись на уровне показателей здоровых людей. Увеличение системной жёсткости у больных РА подтверждается не только более высокими значениями КОУ в сравнении с другими группами больных с АГ, но и высоким пульсовым АД. Это соответствует общепризнанному мнению о роли жёсткости артериальной системы в увеличении последнего [2, 6]. У больных ГТ с АГ значения ОПСС были выше, чем в других группах. Роль повышения ОПСС у больных ГТ широко обсуждается. Предполагают, что выраженное повышение сосудистого тонуса у больных ГТ - неадекватная гемодинамическая реакция на уменьшение МОК. Кроме того, важную роль отводят мукоидному отёку и снижению эластичности сосудистой стенки артериол, а также задержке натрия в организме [5, 10]. При близких значениях МОК формирование АД будет определяться жёсткостью артериальной системы и ОПСС. Показатели КОУ и ОПСС с точки зрения гидродинамики определяют ту энергию, которая затрачивается на преодоление эластического сопротивления артериальной системы (КОУ), ОПСС [6]. Соотношение КОУ/ОПСС позволяет оценить, преобладание жёсткости над ОПСС, если КОУ/ОПСС >1; либо ОПСС над жёсткостью, если КОУ/ОПСС <1. Основываясь на этих положениях, в каждой группе обследуемых мы провели анализ распределения долей пациентов, у которых преобладала жёсткость артериальной системы (КОУ/ОПСС >1) или ОПСС (КОУ/ОПСС ≤1) (табл. 2). В группе здоровых добровольцев 87,5% составили лица с преобладанием ОПСС, а у 12,5% преобладала жёсткость артериальной системы. Таким образом, группа здоровых по данному показателю была неоднородной: присутствовали лица с преобладанием как ОПСС, так и жёсткости артериальной системы при нормальных значениях АД. В группе пациентов с гипертонической болезнью в 77,8% случаев выявлено преобладание ОПСС, в 22,2% - преобладание жёсткости артериальной системы. Среднее значение КОУ/ОПСС составило 0,85±0,13 и статистически значимо не отличалось от здоровых лиц (0,89±0,12). Вероятно, это связано с тем, что у пациентов с гипертонической болезнью наблюдается гемодинамическая неоднородность: у одних больных основным звеном повышения АД является увеличение жёсткости артериальной системы, у других - увеличение ОПСС, у третьих - повышение сердечного выброса. У больных РА с АГ соотношение КОУ/ОПСС составило в среднем 1,42±0,32, и у всех пациентов оно было больше 1. У больных ГТ с АГ соотношение КОУ/ОПСС составило 0,74±0,1, и только у 1 больного из 82 этот показатель был больше 1. Таким образом, можно предполагать, что у пациентов с ГТ в формировании АГ ведущее значение имеет увеличение ОПСС, а у больных РА - увеличение жёсткости артериальной системы. ВЫВОДЫ 1. Среди здоровых добровольцев и пациентов с гипертонической болезнью присутствовали пациенты как с преобладанием общего периферического сосудистого сопротивления, так и с преобладанием жёсткости артериальной системы. 2. У всех больных ревматоидным артритом с артериальной гипертензией отмечено преобладание жёсткости артериальной системы над общим периферическим сосудистым сопротивлением. 3. У больных гипотиреозом с артериальной гипертензией выявлено преобладание общего периферического сосудистого сопротивления над жёсткостью артериальной системы. Таблица 1 Показатели гемодинамики здоровых лиц, с гипертонической болезнью (ГБ), гипотиреозом (ГТ) и ревматоидным артритом (РА) Группы пациентов Возраст, годы, M±σ ЧСС, в минуту, M±σ САД, мм рт.ст., M±σ ДАД, мм рт.ст., M±σ ПАД, мм рт.ст., M±σ Ср.АД, мм рт.ст., M±σ УО, мл, M±σ МОК, л/мин, M±σ СИ, л/мин×м2, M±σ ОПСС, дин×с/мл, M±σ КОУ, дин/мл, M±σ КОУ/ОПСС, M±σ Первая группа, ГБ, n=63 р 48,9±12,38 <0,001 74,1±13,0 0,011 157±13,8 <0,001 96,4±14,6 <0,001 60,6±14,1 0,007 124,8±10,7 <0,001 77,9±19,4 0,158 5,72±1,55 0,57 2,95±0,77 0,06 2286±501 <0,001 1560±505 <0,001 0,85±0,21 0,322 Вторая группа, ГТ с АГ, n=82 р 59,8±8,0 <0,001 67,2±4,97 0,628 164,9±10,3 <0,001 100,3±5,1 <0,001 64,6±7,8 <0,001 129,8±9,4 <0,001 76,2±11,7 0,008 5,13±0,89 0,011 2,81±0,57 <0,001 2069±356 <0,001 1522±275 <0,001 0,74±0,10 <0,001 Третья группа, РА с АГ, n=33 р 47,2±8,12 <0,001 76±10,5 <0,001 151,2±15,05 <0,001 71,2±9,22 0,009 79,7±12,0 <0,001 105,5±11,2 <0,001 76,8±16,3 0,099 5,71±0,76 0,341 3,26±0,58 0,742 1386±222 0,185 1949±418 <0,001 1,42±0,32 <0,001 Здоровые, n=32 p* 24,7±5,34 <0,001 67,8±7,6 <0,001 119,4±8,7 <0,001 66,2±5,2 <0,001 53,2±8,85 <0,001 91,2±5,54 <0,001 83,3±14,9 0,792 5,56±0,46 0,004 3,22±0,37 0,006 1323±149 <0,001 1184±227 <0,001 0,89±0,12 <0,001 Примечание: р - статистическая значимость различий показателей гемодинамики пациентов первой, второй и третьей групп в сравнении с контролем; р* - статистическая значимость различий показателей гемодинамики между пациентами первой, второй и третьей групп; АГ - артериальная гипертензия; ЧСС - частота сердечных сокращений; САД - систолическое артериальное давление; ДАД - диастолическое артериальное давление; ПАД - пульсовое артериальное давление; Ср.АД - среднее артериальное давление; УО - ударный объём; МОК - минутный объём крови; СИ - сердечный индекс; ОПСС - общее периферическое сосудистое сопротивление; КОУ - коэффициент объёмной упругости. Таблица 2 Распределение пациентов по преобладанию жёсткости артериальной системы или общего периферического сосудистого сопротивления в обследуемых группах Группы пациентов КОУ/ОПСС>1 КОУ/ОПСС≤1 p Первая группа, ГБ, n=63 14 (22,2%) 49 (77,8%) <0,001 Вторая группа, ГТ с АГ, n=82 1 (1,2%) 81 (98,8%) <0,001 Третья группа, РА с АГ, n=33 33 (100%) 0 (0%) <0,001 Здоровые, n=32 4 (12,5%) 28 (87,5%) 0 Примечание: р - статистическая значимость различий долей в группах пациентов, определённых по критерию z; ГБ - гипертоническая болезнь; ГТ - гипотиреоз; АГ - артериальная гипертензия; РА - ревматоидный артрит; ОПСС - общее периферическое сосудистое сопротивление; КОУ - коэффициент объёмной упругости.

About the authors

Yu E Teregulov

Kazan State Medical University, Kazan, Russia

Email: tereg2@mail.ru

E T Teregulova

Kazan State Medical Academy, Kazan, Russia

D K Khusainova

Kazan State Medical University, Kazan, Russia; Republican Clinical Hospital, Kazan, Russia

F N Mukhametshina

Kazan State Medical University, Kazan, Russia; Republican Clinical Hospital, Kazan, Russia

D I Abdulganieva

Kazan State Medical University, Kazan, Russia

M M Mangusheva

Kazan State Medical University, Kazan, Russia

References

  1. Калев О.Ф., Строева В.С., Калева Н.Г. Ранняя диагностика и профилактика артериальной гипертонии. - М.: Практика, 2011. - 216 с.
  2. Каро К., Педли Т., Шротер Р., Сид У. Механика кровообращения. - М.: Мир, 1981. - 624 с.
  3. Никитин Ю.П., Лапицкая И.В. Артериальная жёсткость: показатели, методы определения и методологические трудности // Кардиология. - 2005. - Т. 45, №11. - С. 113-120.
  4. Орлова Я.А., Агеев Ф.Т. Жёсткость артерий как интегральный показатель сердечно-сосудистого риска: физиология, методы оценки и медикаментозной коррекции // Сердце. - 2006. - Т. 5, №2. - С. 65-69.
  5. Пагаева Ф.П., Селиванова Г.Б., Джанашия П.Х. Артериальная гипертензия и гипотиреоз в фазе медикаментозной субкомпенсации // Рос. кардиол. ж. - 2006. - Т. 6, №62. - С. 29-34.
  6. Савицкий Н.Н. Биофизические основы кровообращения и клинические методы изучения гемодинамики. - М.: Медицина, 1974. - 307 с.
  7. Терегулов Ю.Э., Терегулов А.Э. Жёсткость артериальной системы как фактор риска сердечно-сосудистых осложнений: методы оценки // Практ. мед. - 2011. - №4 (52). - С. 133-137.
  8. Шхвацабая И.К. Внутрисердечная гемодинамика и клинико-патогенетические варианты течения гипертонической болезни // Кардиология. - 1977. - №10. - С. 8-18.
  9. Arnett F.C., Edworthy S.M., Bloch D.A. et al. The American Rheumatism Association 1987 revised criteria for the classification of rheumatoid arthritis // Arthritis Rheum. - 1988. - Vol. 31. - P. 315-324.
  10. Fazio S., Biondi B., Lupoly G. et al. Evaluation by noninvasive methods, of the effects of acute loss of thyroid hormones on the heart // Angiology. - 1992. - Vol. 43, N 4. - P. 287-293.

Statistics

Views

Abstract - 302

PDF (Russian) - 193

Cited-By


PlumX

Dimensions


© 2014 Teregulov Y.E., Teregulova E.T., Khusainova D.K., Mukhametshina F.N., Abdulganieva D.I., Mangusheva M.M.

Creative Commons License

This work is licensed
under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.





This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies