Effect of L-arginine on endothelial dysfunction in patients with congenital mitral valve prolapse

Full Text

В последние годы в современной кардиологии широко дискутируются вопросы о роли дисфункции эндотелия как одного из ключевых механизмов развития и прогрессирования недифференцированной дисплазии соединительной ткани у больных с врождённым пролапсом митрального клапана (ПМК) [4, 10]. Характерные особенности дисфункции эндотелия - нарушение микроциркуляции, гипоксия, активация ангиогенеза и образование вазоактивных веществ. Эти процессы обусловлены снижением образования базального уровня оксида азота (NO) в эндотелии сосудов [3, 4]. Значительное место в этом процессе играет фактор роста эндотелия сосудов (VEGF - от англ. vascular endothelial growth factor) [13, 16]. Уменьшение содержания VEGF обусловливает апоптоз эндотелия, ведущий к обструкции просвета и регрессии сосудов. Одновременно моделируются пролиферативные процессы гладкомышечных структур клеточно-сосудистой стенки, стимулируется образование эндотелина-1 (ЭТ-1) - одного из ведущих факторов вазоконстрикции и регуляции метаболизма коллагена, являющегося основным компонентом дисфункции при недифференцированной дисплазии соединительной ткани [3, 14]. Активация ЭТ-1 сопряжена с инициацией свободнорадикальных процессов, экспрессией индуцибельной синтазы оксида азота (iNOS), усиливающей образование NO в 3-5 раз больше по сравнению с эндотелиальной NO-синтазой (eNOS) [12]. Активация iNOS, обусловливающая усиленный синтез NO, стимулируется активированными формами кислорода и провоспалительными цитокинами [10]. Этот процесс не связан с биопревращением L-аргинина и запускается в ответ на снижение его уровня в клетках [8]. Снижение содержания L-аргинина сопряжено с участием eNOS. Снижение активности eNOS и образование NO из L-аргинина стимулирует процесс синтеза L-пролина - важнейшей аминокислоты для синтеза коллагена I и IV типа и соответственно экстрацеллюлярного матрикса [15]. Для коррекции дисфункции эндотелия в последние годы в кардиологической практике широко используют донаторы NO: нитроглицерин, 5-изосорбид, нитропруссид натрия и др. [7]. Появились отдельные сообщения о высокой эффективности аналогов L-аргинина [8]. В этом плане перспективен препарат тивортин (L-аргинина гидрохлорид), обладающий антигипоксическим, мембраностабилизирующим, цитопротективным и антиоксидантным действием. В кардиологии L-аргинин (тивортин) используют как антиаритмическое и антигипертензивное средство, а также как средство коррекции дисфункции эндотелия [8]. Вместе с тем, в литературе отсутствуют данные о влиянии L-аргинина на клиническое течение и функции эндотелия у больных с недифференцированной дисплазией соединительной ткани и врождённым ПМК при назначении с профилактической целью. В связи с вышеизложенным целью исследования было изучение влияния L-аргинина (тивортина) на эндотелий-зависимую вазодилатацию у пациентов с различной степенью регургитации кровотока при врождённом ПМК. В настоящее обследование включены 86 пациентов, в том числе 36 (41,9%) мужчин и 50 (58,1%) женщин, в возрасте от 15 до 25 лет (средний возраст 19,9±1,42 года), с этологическими признаками (идиопатического, врождённого) ПМК. Диагноз устанавливали на основании классификации Т.И. Кадуриной [4] и подтверждали данными эхокардиографии. Условно пациентов разделили на две группы. В первой группе (41 пациент) в течение 6 мес применяли с профилактической целью L-аргинин (тивортин, фирма «Юрiя-ФАРМ», Украина) в суточной дозе 4,2 г в 100 мл изотонического раствора натрия хлорида, 7-10 дней подряд внутривенно капельно с последующим перерывом 2 мес, тремя повторными курсами. Обследование проводили в динамике до и через 6 мес наблюдения. Вторую группу составили 45 пациентов, за которыми вели наблюдение без назначения вышеуказанного препарата. Пациенты обеих групп не получали какие-либо иные препараты и процедуры, так как клиническая картина ПМК была безманифестной, с прогредиентным течением. В каждой группе выделены подгруппы А и Б. Подгруппу А в первой и второй группах составили 20 и 22 пациента с ПМК и регургитацией I степени, подгруппу Б - 21 и 23 человека с ПМК и регургитацией II степени соответственно. Эндотелий-зависимую вазодилатацию оценивали как по показателю сосудодвигательной функции эндотелия, так и по биохимическим маркёрам активности эндотелия. Все исследования в группах проводили до первичного обследования и через 6 мес. Сосудодвигательную функцию эндотелия определяли на ультразвуковом аппарате «Sequoia 512» («Acusion», США) линейным датчиком 5,5-7,5 МГц по методике D.S. Celermajer и соавт. [1], заключающейся в установке курсоров на двух противоположных точках стенок артерии на границе слоёв адвентиция-медиа. В режиме двухмерного сканирования фиксировали диаметр плечевой артерии (ДПА), максимальную скорость кровотока и линейную скорость кровотока в покое (в диастолу). Затем путём пережатия плеча манжетой сфигмоманометра проксимальнее места исследования на 4,5 мин достигали прекращения кровотока в плечевой артерии. После 4,5-минутной экспозиции быстрым выдавливанием воздуха из манжеты восстанавливали кровоснабжение конечности и повторно измеряли ДПА и скорость кровотока. Потокозависимую дилатацию (как характеристику эндотелий-зависимого ответа) рассчитывали как отношение разницы ДПА (ΔД), полученной при измерении диаметра после реперфузии (Д2) и в состоянии покоя (Д1), к диаметру артерии в покое (Д1). Дилатацию выражали в процентах исходного диаметра, условно принятого за 100%. Прирост (%) = × 100%, где ΔД = Д2 - Д1. Нормальной реакцией принято считать дилатацию артерии на фоне реактивной гиперемии (манжеточная проба) более чем на 10% исходного диаметра (Д1). Меньшие её значения или вазоконстрикцию считают патологическими состояниями [11]. Аналогичным способом измеряли показатель максимальной скорости потока в плечевой артерии и индекс реактивности (отношение скорости потока после пробы к скорости потока до пробы, в норме превышает 1,0) [7]. В качестве маркёров функциональной активности эндотелия у пациентов с ПМК оценивали содержание стабильных метаболитов NO - нитритов (NO2-) и нитратов (NO3-) в сыворотке крови по методу П.П. Голиковой и соавт. [2], активность eNOS - по методу Сумбаева и Ясинской [9], активность iNOS и уровень пероксинитрита ONO2- - по А.С. Комарину и Р.К. Азимову [5]. Измерение оптической плотности уровня NO, eNOS, iNOS и ONO2- в сыворотке крови осуществляли с использованием компьютеризированного с программным обеспечением двухлучевого спектрофотометра UV VIS-1200 (LTD, Китай). Одновременно в плазме крови определяли содержание VEGF и ЭТ-1 с помощью компьютеризированного с программным обеспечением иммуноферментного анализатора марки АТ-858 (LTD, Китай), использовали тест-системы фирмы «Bender Med Systems GmGH» (Австрия) и «R&CD System» (США). Измерение оптической плотности производили с помощью универсального планшетного ридера при длине волны спектрофотометра λ= 450 нм. Полученные данные подвергали статистической обработке в программной сфере Microsoft Windows с использованием программ Microsoft Excel-2003 и Statistica V.6. Статистическую значимость различий определяли по t-критерию Стьюдента и считали её достоверной при р <0,05. Коэффициент корреляции (r) между группами рассчитывали по Пирсону. В группе контроля у пациентов, которым проведена проба с реактивной гиперемией, отмечен прирост ДПА на 12,6±0,49%. Индекс резистентности в среднем был равен 1,51±0,07. Систолическое артериальное давление составило 108,6±3,84 мм рт.ст., диастолическое артериальное давление - 68,5±2,84 мм рт.ст., частота сердечных сокращений - 67,3±2,15 в минуту. Содержание в сыворотке крови маркёров, определяющих активность NO-системы (NO, eNOS, iNOS, ONO2-) и ангиогенеза (ЭТ-1 и VEGF), составило 9,6±0,491 мкмоль/л, 18,7±1,1332 мкмоль/мин/л, 0,66± ±0,034 мкмоль/мин/л, 0,103±0,004 мкмоль/л, 0,61±0,030 пг/мл и 3,9±0,21 пг/мл соответственно. У пациентов с ПМК и регургитацией I степени исходные показатели прироста ДПА в среднем по первой и второй группам в подгруппах А были ниже контроля в 1,47 раза (р <0,01), а индекса резистентности - в 1,54 раза (р <0,01). В подгруппах Б ДПА был ниже в 2 раза (р <0,01), а индекс резистентности - в 1,8 раза (р <0,01). При этом в первой группе в сыворотке крови концентрация NO по сравнению с контрольными данными была ниже в 1,20 раза (р <0,05), активность eNOS - в 1,18 раза (р <0,05) на фоне высокой активности фермента iNOS (в 1,18 раза, р <0,05) и концентрации ONO2- (в 1,15 раза, р <0,05). Содержание в сыворотке крови факторов ангиогенеза (ЭТ-1 и VEGF) было в пределах нормы. Отсутствие изменений показателей ЭТ-1 и VEGF у больных с ПМК и регургитацией I степени по сравнению с контролем, по-видимому, связано с наличием достаточного количества функционирующих эндотелиоцитов. У пациентов первой и второй групп с ПМК и регургитацией II степени исходные показатели прироста ДПА в среднем были существенно ниже, чем у пациентов с I степенью ПМК, в 1,35 раза (р <0,01), в контроле - в 2 раза (р <0,001) раза, а индекс резистентности - в 1,17 раза (р <0,05) и 1,79 раза (р <0,001) соответственно. Нарушение показателей потокозависимой дилатации у пациентов с ПМК и регургитацией II степени одновременно характеризировалось статистически значимыми сдвигами как в отношении активности eNOS, так и в системе ангиогенеза. Анализ полученных данных показал, что концентрация NO превышала контрольные данные в 1,28 раза (р <0,01) на фоне пониженной активности eNOS (в 1,38 раза, р <0,01), высокой степени активности iNOS (в 1,35 раза, р <0,05) и повышенных концентраций ONO2- (в 1,31 раза, р <0,05), ЭТ-1 и VEGF (в 1,3 и 1,42 раза соответственно (р <0,01 и р <0,001, табл. 1, 2). При сравнительном анализе с таковыми данными у пациентов с ПМК и регургитацией I степени, следует отметить, что активность eNOS была ниже в 1,17 раза (р <0,05), а концентрация NO в сыворотке крови, наоборот, была увеличенной в 1,48 раза (р <0,02), активность iNOS и содержание ONO2-, ЭТ-1 и VEGF были выше соответственно в 1,14 раза (р <0,05), 1,17 раза (р <0,05), 1,26 раза (р <0,01) и 1,37 раза (р <0,002, см. табл. 2). Следовательно, можно предположить, что у пациентов с ПМК и регургитацией II степени вследствие угнетения активности eNOS включается система NO-стимуляции через iNOS, а также активация ангиогенеза. При этом происходит неадекватное уровню NO снижение прироста ДПА и индекса резистентности, эндотелий-зависимого ответа на регургитацию, что, по-видимому, связано с экспрессией ЭТ-1. Возрастание концентрации ЭТ-1 снижает чувствительность эндотелия к вазодилатирующему эффекту NO. Повышение содержания ЭТ-1, как следует из данных литературы, стимулирует процессы вазоконстрикции, ишемии, гипоксии в тканях и как следствие инициацию свободнорадикальных механизмов с образованием супероксид-аниона (О2-) [14]. С последним связывается избыток NO с образованием высокоцитотоксичного пероксинитрита ОNO2-, который по системе обратной связи ёще в большей степени угнетает базальный уровень активности eNOS, инициирует патологическую изоформу NOS - iNOS, усиленный стимулированный iNOS синтез NO, ангиогенных факторов ЭТ-1 и VEGF. После 6 мес наблюдения у пациентов второй группы с регургитацией I и II степени (в подгруппах А и Б) не отмечено существенных различий при исследовании показателей потокозависимой дилатации (прироста ДПА и индекса резистентности) по сравнению с исходными данными. Вместе с тем следует отметить некоторое снижение активности eNOS - в 12,1 и 1,33 раза (р <0,05 и р <0,01), увеличение уровня NO - в 1,18 и 1,25 раза (р <0,005 и р <0,02), активности iNOS - в 1,16 и 1,08 раза (р <0,05 и р <0,001), содержания ОNO2- - в 1,15 и 1,20 раза (р <0,05 и р <0,05), ЭТ-1 - в 1,21 и 1,20 раза (р <0,05), VEGF - в 1,24 и 1,26 раза (р <0,02) соответственно. Следовательно, важными факторами прогрессирования ПМК выступают дисфункция эндотелия и активация факторов роста (ЭТ-1 и VEGF), что обосновывает необходимость проведения коррекции выявленных нарушений в этих системах. В первой группе у пациентов с ПМК и регургитацией I и II степени через 6 мес профилактического назначения L-аргинина (тивортина) отмечена отчётливая позитивная динамика показателей прироста ДПА и индекса резистентности. По сравнению с исходными данными у пациентов с ПМК и регургитацией I степени прирост ДПА увеличился в 1,44 раза (р <0,001), индекса резистентности - в 1,50 раза (р <0,001), с ПМК II степени - в 1,65 и 1,39 раза (р <0,001 и р <0,01) соответственно. Через 6 мес у пациентов первой группы с митральной регургитацией I и II степени одновременно улучшились показатели NO-системы: активность eNOS повысилась в 1,18 и 1,29 раза (р <0,05 и р <0,02), уровень NO снизился в 1,17 и 1,18 раза (р <0,05), активность iNOS - в 1,17 и 1,29 раза (р <0,05 и р <0,02), а также отмечалось снижение уровня ОNO2- в 1,23 и 1,34 раза (р <0,02 и р <0,01), ЭТ-1 - в 1,07 и 1,26 раза (р <0,05 и р <0,02), VEGF - в 1,08 и 1,24 раза (р <0,05 и р <0,01) соответственно. Обращает на себя внимание тот факт, что применение L-аргинина (тивортина) в течение 6 мес влияет на показатели эндотелий-зависимого ответа через восстановление нарушенной активности eNOS и iNOS. Улучшение функциональной активности eNOS при назначении L-аргинина (тивортина) у больных с ПМК и I степенью регургитации привело к позитивным сдвигам показателей прироста ДПА и индекса резистентности, что характеризовалось восстановлением их до уровня контроля, а также других параметров активности NOS и системы ангиогенеза. Аналогичная тенденция выявлена и у больных с ПМК со II степенью регургитации. Вышеизложенное позволяет предположить, что L-аргинин (тивортин) влияет на один и тот же механизм - на восстановление активности eNOS. Это приводит к нормализации функций эндотелия путём увеличения доступности оксида азота (II) для гладкомышечных волокон, который оказывает вазорелаксирующий эффект, снижает вазоконстрикторное действие ЭТ-1 и, как следствие, повышает резервные возможности артерий, способствует увеличению скорости кровотока по ним и обеспечению тканей кислородом. Таким образом, проведённые исследования показали, что в основе механизмов прогрессирования недифференцированной дисплазии соединительной ткани у больных с ПМК и регургитацией I и II степени лежат дисфункция эндотелия и нарушение процесса ангиогенеза. Важное патогенетическое звено снижения резервных возможностей вазодилатирующей функции эндотелия - дисбаланс в NO-системе и, как следствие, активация факторов роста (ЭТ-1 и VEGF). L-аргинин (тивортин) в курсовой дозе, назначаемый в течение 6 мес пациентам с ПМК, улучшает активность eNOS, повышает резервные возможности интимы сосудов центральной гемодинамики и микроциркуляторного русла в органах и тканях. ВЫВОДЫ 1. У больных с пролапсом митрального клапана и регургитацией I и II степени нарушение эндотелий-зависимой вазодилатации проявляется в виде снижения реакции эндотелия на увеличение напряжения сдвига (при оценке во время пробы с реактивной гиперемией) и снижения максимальной скорости потока в плечевой артерии. 2. Важным механизмом нарушения эндотелий-зависимой вазодилатации является дисбаланс в NO-системе - угнетение эндотелиальной NO-синтазы (зависимое от уровня экспрессии индуцибельной синтазы оксида азота) и рост уровня NO, пероксинитрита, эндотелина-1 и фактора роста эндотелия сосудов. 3. L-аргинин (тивортин) в рекомендуемых дозах при 6-месячном курсовом назначении восстанавливает нарушенную потокозависимую вазодилатацию, активность NO-системы и процесса ангиогенеза. Таблица 1 Показатели потокозависимой вазодилатации в сравниваемых группах пациентов с пролапсом митрального клапана (ПМК), I (А) и II (Б) степенью митральной регургитации до профилактического назначения L-аргинина (числитель) и через 6 мес по сравнению с контролем Группа Подгруппа ДПА, см Прирост, % МСППА, см/с ИР До теста После теста До теста После теста ПМК, первая группа, n=41 А (I степени), n=20 0,47±0,01* 0,48±0,02* 0,51±0,02 0,54±0,02 8,5±0,28* 12,2±0,47• 84,2±3,81 85,4±3,67 82,5±2,48* 126,2±4,04• 0,98±0,04* 1,47±0,05• Б (II степени) n=21 0,48±0,02* 0,49±0,02* 0,51±0,02 0,54±0,02 6,3±0,02*Δ 10,2±0,41*•Δ 84,1±4,12 85,1±3,44 71,3±3,52*Δ 99,7±4,21*•Δ 0,84±0,03*Δ 1,17±0,04*•Δ ПМК,вторая группа, n=45 А (I степени), n=22 0,48±0,02* 0,48±0,02* 0,52±0,02 0,51±0,03 8,5±0,28* 8,1±0,35*Ο 83,6±3,76 83,9±3,55 82,5±3,08* 82,5±3,30* Ο 0,99±0,05* 0,98±0,09*Ο Б (II степени), n=23 0,48±0,02* 0,49±0,02* 0,51±0,02 0,52±0,03 6,3±0,10*Δ 6,1±0,12*ΔΟ 83,9±3,65 83,6±2,90 71,5±3,21*Δ 71,5±2,85*ΔΟ 0,85±0,04*Δ 0,85±0,04*ΔΟ Контрольная группа, n=20 0,48±0,02 0,54±0,02 12,6±0,49 86,1±4,05 129,3±6,44 1,51±0,07 Примечание: р <0,05: *по сравнению с контролем, •по сравнению с данными до профилактики, Δпо сравнению с подгруппой А, Οпо сравнению с первой группой для соответствующей подгруппы; ДПА - диаметр плечевой аретрии; МСППА максимальная скорость потока в плечевой артерии; ИР - индекс резистентности. Таблица 2 Показатели дисфункции эндотелия и ангиогенеза в сравниваемых группах пациентов с пролапсом митрального клапана (ПМК), I (А) и II (Б) степенью митральной регургитации до профилактического назначения L-аргинина (числитель) и через 6 мес по сравнению с контролем Группа Подгруппа NO, мкмоль/л eNOS, мкмоль/мм/л iNOS, мкмоль/мм/л ONO2-, мкмоль/л ЭТ-1, пг/мл VEGF, пг/мл ПМК, первая группа, n=41 А (I степени), n=20 10,1±0,281* 9,5±0,335• 15,9±0,525* 18,8±0,771• 0,78±0,034* 0,65±0,026• 0,118±0,005* 0,096±0,004• 0,62±0,003 0,58±0,002 3,8±0,149 3,6±0,156 Б (II степени) n=21 12,3±0,517*Δ 10,4±0,406• 13,6±0,404*Δ 17,5±0,631• 0,89±0,038*Δ 0,69±0,032• 0,135±0,006*Δ 0,101±0,004• 0,78±0,004*Δ 0,62±0,003• 5,2±0,229*Δ 4,1±0,214• ПМК, вторая группа, n=45 А (I степени), n=22 7,9±0,348* 9,3±0,324• 15,8±0,646* 13,1±0,511*•Ο 0,77±0,027* 0,89±0,035*•Ο 0,119±0,003* 0,137±0,005*•Ο 0,64±0,003 0,70±0,005Ο 3,7±0,138 3,6±0,142 Б (II степени), n=23 12,2±0,512*Δ 15,3±0,439*•ΔΟ 13,4±0,395*Δ 10,1±0,490*•ΔΟ 0,88±0,039*Δ 0,95±0,036*•Ο 0,134±0,006*Δ 0,164±0,005*•ΔΟ 0,79±0,004*Δ 0,94±0,005*•ΔΟ 5,3±0,191* 6,7±0,232*•Ο Контрольная группа, n=20 9,6±0,491 18,7±1,132 0,66±0,034 0,103±0,004 0,61±0,030 3,8±0,210 Примечание: р <0,05: *по сравнению с контролем, •по сравнению с данными до профилактики, Δпо сравнению с подгруппой А, Οпо сравнению с первой группой для соответствующей подгруппы; NO - оксид азота (II); iNOS - индуцибельная синтаза оксида азота; eNOS - эндотелиальная синтаза оксида азота; ONO2- - пероксинитрит; ЭТ-1 - эндотелин-1; VEGF - фактор роста эндотелия сосудов.

About the authors

G Z Shodikulova

Samarkand State Medical Institute, Samarkand, Uzbekistan

Email: shodikulovagulandom@mail.ru

References

Supplementary files