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

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

Supplementary files