Ключевые слова: артериальная гипертензия, ремоделирование левого желудочка сердца, тип, функциональное состояние левого желудочка сердца

Артериальная гипертензия (АГ) остается одной из основных проблем современной кардиологии [8]. Наличие у больных АГ при отсутствии других факторов риска, согласно разработанной ВОЗ концепции стратификации риска сердечно-сосудистых заболеваний, увеличивает вероятность их развития до 20 % в течение ближайших 10 лет [17].

Несмотря на множество исследований, проводимых в последние годы, патогенез АГ как заболевания, поражающего все звенья сердечно-сосудистой системы (ССС), остается уравнением с множеством неизвестных [7].

Целью работы является исследование функционального состояния левого желудочка сердца, а также особенностей циркадного ритма артериального давления у больных с артериальной гипертензией в зависимости от типа геометрического ремоделирования левого желудочка.

Материал и методы

Обследованы 112 больных с эссенциальной АГ мягкой и умеренной степени (72 (64,3 %) мужчин и 40 (35,7 %) женщин) в возрасте 26–65 лет (в среднем (46,29±8,08) года) и со средней длительностью заболевания (5,02±3,70) года. После клинического обследования, направленного на исключение симптоматической, злокачественной АГ, ишемической болезни сердца и тяжелой органной патологии, были проведены эхокардиография, допплерэхокардиография и суточное мониторирование артериального давления (СМАД).

В контрольную группу вошли 20 практически здоровых нетренированных добровольцев, не имеющих признаков сердечно-сосудистых нарушений, в том числе и вегетативного характера, сопоставимых по поло-возрастному составу с основной группой (12 (60 %) мужчин, 8 (40 %) женщин, в возрасте в среднем (42,50±9,69) года).

Для определения показателей центральной и внутрисердечной гемодинамики, включающих систолическую и диастолическую функции сердца, а также оценки функционального состояния миокарда левого желудочка (ЛЖ) проводили эхокардиографию и допплерэхокардиографию с применением ультразвуковой системы “Shimadzu 500A” (Япония), оснащенной электронными секторными датчиками с частотой 2,5 и 3,75 МГц. Измерения проводили из парастернального доступа по длинной оси в М-режиме, согласно рекомендациям Американской сонографической ассоциации [5]. Регистрировали следующие параметры: диастолический размер левого предсердия (ЛП), конечно-диастолический (КДР) и конечно-систолический размеры (КСР) ЛЖ, толщину межжелудочковой перегородки (ТМЖП), задней стенки (ТЗС) ЛЖ в систолу и диастолу.

Импульсную допплерэхокардиографию проводили при выполнении эхокардиографии в В-режиме. Регистрировали следующие допплерэхокардиографические параметры для ЛЖ: период изгнания (ПИ), время ускорения изгнания (ВУИ), максимальную скорость изгнания (Vm), период наполнения (ПН), периоды раннего наполнения (ПРН) и предсердного наполнения (ППН), время ускорения (ВУРН) и замедления раннего наполнения (ВЗРН), пиковые скорости раннего наполнения (Е) и предсердного наполнения (А).

Все данные были занесены в сводные таблицы для последующего расчета и анализа таких показателей: артериального давления гемодинамического (АДГ), рассчитываемого по формуле Хи Кема; ударного объема сердца, отнесенного к площади поверхности тела (УИ); минутного объема кровообращения, отнесенного к площади поверхности тела (СИ); конечно-диастолического объема, рассчитываемого по формуле L. Teicholz и отнесенного к площади поверхности тела (ИКДО); фракции выброса (ФВ) ЛЖ; фракции укорочения волокон (ФУ) ЛЖ; общего периферического сопротивления сосудов (ОПСС); конечно-систолического напряжения стенки ЛЖ (КСНС), рассчитываемого по формуле R.V. Devereux и соавторов; конечно-диастолического напряжения стенки ЛЖ (КДНС), рассчитываемого по уравнению Лапласа; относительной толщины стенок ЛЖ, согласно Фремингемской классификации; массы миокарда (ММ) ЛЖ, рассчитанной по формуле R.B. Devereux и соавторов и отнесенной к площади поверхности тела; отношения КДО к ММ ЛЖ (КДО/ММ ЛЖ); cоотношения пиковых скоростей раннего и предсердного наполнения ЛЖ (E/A); фракции раннего наполнения ЛЖ (ФРН); конечно-диастолического давления (КДД) в полости ЛЖ, рассчитываемого по методу Th. Stork и соавторов; продолжительности периода активной релаксации ЛЖ, складывающейся из фаз ускорения раннего наполнения и изоволюмического расслабления ЛЖ (ВУРН+ФИР); продолжительности фазы изоволюмического расслабления ЛЖ, нормализованной к длительности сердечного цикла (ФИРн); жесткости миокарда ЛЖ (St), рассчитываемой через систему интегральных уравнений с привлечением уравнения неразрывности движения жидкости, уравнения Эйлера и уравнения F.A. Flashskampf; отношения периода изоволюмического напряжения к продолжительности периода изгнания ЛЖ (ПИН/ПИ); степени ускорения изгнания крови из ЛЖ в систолу (СУИ).

В зависимости от типа геометрического ремоделирования ЛЖ все больные были распределены на три группы: 1-я – 37 (33 %) больных с нормальным типом геометрии ЛЖ (НГ); 2-я – 51 (45,5 %) больной с тенденцией к уменьшению полости ЛЖ (УП), куда вошли больные с изолированной гипертрофией межжелудочковой перегородки и задней стенки ЛЖ, концентрическим ремоделированием по классификации P. Verdeccyia и соавторов (1994) и концентрической гипертрофией ЛЖ по Фремингемской классификации (A. Canau и соавт., 1992); 3-я – 24 (21,5 %) больных с эксцентрической гипертрофией ЛЖ (ЭГ).

Циркадный ритм артериального давления (АД) изучали методом СМАД с помощью автоматической программируемой системы “Кардиотехника 4000-АД” (“Инкарт”, Россия) с определением суточного коэффициента АДГ [6].

Статистическую обработку данных проводили на персональном компьютере типа IBM PC/AT с использованием пакета электронных таблиц Excel6.0 для Windows-95. Все значения в таблицах представлены в виде средней арифметической величины вариационного ряда ± стандартная ошибка. В качестве статистической гипотезы использовали альтернативную с уровнем значимости не менее 95 % (P=0,05). Все показатели подчинялись нормальному распределению. Для проверки гипотез о равенстве средних применяли метод Ньюмана–Кейла для трех и более групп. Корреляционный анализ проводили с использованием коэффициента корреляции r, с проверкой его значимости с помощью t-критерия Стьюдента и c2-критерия Пирсона.

Результаты и их обсуждение

Уровень АДГ у больных 2-й и 3-й групп был значительно выше, чем таковой у больных 1-й группы (P<0,001) (табл. 1). ММ ЛЖ во всех группах больных, даже в 1-й группе, достоверно превышала показатели, характерные для здоровых лиц (P<0,01). Максимальный показатель индекса ММ (ИММ) ЛЖ отмечали в 3-й группе (P<0,001 по сравнению со 2-й группой), что было связано не с большей толщиной стенок ЛЖ (этот показатель был достоверно выше во 2-й группе), а с увеличением ИКДО (P<0,01). Выраженное увеличение КДО, несмотря на относительное снижение ФВ и ФУ у больных этой группы, свидетельствующее о нарушении систолической функции ЛЖ, привело к достоверному увеличению УИ и СИ. Причем даже столь значительный прирост ИКДО у больных 3-й группы не компенсировал увеличения ММ ЛЖ – показатель КДО/ММ ЛЖ был достоверно ниже, чем таковой в контрольной группе (P<0,001). КДО/ММ ЛЖ во 2-й группе был еще ниже за счет выраженного увеличения толщины стенок при сохранении нормального КДО (P<0,001).

Таблица 1 Параметры структурно-функционального состояния левого желудочка сердца у больных с артериальной гипертензией в зависимости от типа геометрического ремоделирования левого желудочка

Примечание. Различия показателей достоверны по сравнению с таковыми: * – в контрольной группе; ° – в 1-й группе; D – во 2-й группе (P<0,05–0,01). То же в табл. 3. ЧСС – частота сокращений сердца.

Увеличение постнагрузки (ОПСС) на миокард было компенсировано увеличением толщины стенки только у больных 2-й группы, в которой показатель напряжения стенки (КСНС) достоверно не отличался от такового у здоровых лиц. В остальных же группах вышеуказанный параметр был достоверно выше, чем в контрольной группе.

При АГ увеличение ММ связано не только с увеличением постнагрузки, но и с изменением нейрогуморальной регуляции сердца: активация симпатической нервной (СНС) и ренин-ангиотензиновой (РАС) систем приводит к нарушению функционирования энергозависимого транспорта кальция и нарушению процессов диастолического расслабления миокарда, следствием чего является замедление процессов изоволюмического напряжения (относительное увеличение ПИН) и изоволюмического расслабления миокарда (ФИРн). Наиболее выраженные нарушения указанных показателей выявлены во 2-й группе. Несмотря на увеличение продолжительности ПИН, систолическая функция ЛЖ у больных этой группы (ФВ, ФУ, СУИ) не была нарушена. У больных 3-й группы замедление процессов изоволюмического напряжения, хотя и достоверно не отличается от такового во 2-й группе, сочетается с относительным снижением ФВ и СУИ ЛЖ.

Во 2-й группе наблюдали наиболее выраженное нарушение активной релаксации ЛЖ, при этом не только увеличивается ее продолжительность (ФИРн и ВУРН+ФИР), но и снижается эффективность – уменьшается градиент давления между левым предсердием и ЛЖ, формирующийся в процессе активной релаксации и ответственный за величину максимальной скорости раннего наполнения ЛЖ – Е.

ФРН, отражающая функциональную структуру диастолы, снижена во всех группах больных. Однако механизмы этого процесса различны: во 2-йгруппе ФРН снижается в связи с уменьшением скорости раннего диастолического наполнения, в 3-й группе – в связи с увеличением вклада предсердного наполнения.

Для проведения корреляционного анализа были выбраны показатели, характеризующие основные параметры структурно-функционального состояния ЛЖ: ИММ ЛЖ; ФИРн как показатель активного диастолического расслабления миокарда ЛЖ; КДД как показатель эффективности пассивного диастолического расслабления; St как показатель упруго-эластических свойств стенки ЛЖ (табл. 2).

Таблица 2 Коэффициенты корреляции между основными структурно-функциональными показателями левого желудочка в зависимости от типа его ремоделирования

Примечание. Р<0,05.

Приведенные закономерности позволяют предположить следующий механизм развития нарушений описываемых показателей: в контрольной группе достоверной связи между описываемыми показателями нет. При увеличении ММ ЛЖ нарушается пассивное диастолическое расслабление (связь между ИММ ЛЖ и КДД – средняя положительная достоверная в 1-й и 2-й группах, недостоверность связи в 3-й группе объясняется малым количествомбольных). У больных всех групп жесткость стенки миокарда была выше по сравнению с таковой в контрольной группе. При этом отмечена связь между ИММ ЛЖ и жесткостью стенки миокарда: чем больше ИММ ЛЖ, тем больше St. При анализе зависимости КДД и ФИРн от жесткости стенки ЛЖ отмечена отрицательная средняя связь в 1-й группе, положительная средняя – во 2-й группе и положительная сильная – в 3-й группе (P<0,05). Положительная связь между ФИРн и КДД возрастает со средней (в 1-й группе, P<0,05) до сильной (во 2-й и 3-й группах, P<0,05). Средняя положительная связь между ИММ ЛЖ и ФИРн постепенно ослабевает от 1-й группы к 3-й (P<0,05 в 1-й и 2-й группах, P>0,05 в 3-й группе). Исходя из описанных явлений можно заключить, что типы ремоделирования НГ–УП–ЭГ являются последовательными, и в этом ряду наблюдают усиление процессов фиброза миокарда (в 1-й группе увеличение ИММ ЛЖ сопровождается уменьшением его жесткости, а в 3-й группе – увеличением). Проявлением тех же процессов есть динамика нарушения диастолического расслабления ЛЖ (как активного – ФИРн, так и пассивного – КДД), свидетельствующая о том, что в 3-й группе начинает формироваться диастолическая дисфункция по рестриктивному типу, хотя у всех больных наблюдали диастолическую дисфункцию только гипертрофического типа.

По данным СМАД выявлено увеличение суточного АДГ и показателя нагрузки временем (ИВсад+ +дад) у больных всех групп (P<0,001) (табл. 3). Величина суточного коэффициента (СК) у больных 2-й (P<0,05) и 3-й (P<0,001) групп была меньше, чем в контрольной группе, а показатель вариабельности АД (ВАД) был выше в 1-й группе (P<0,01).

Таблица 3 Результаты суточного мониторирования артериального давления у больных с артериальной гипертензией в зависимости от типа ремоделирования левого желудочка

Ремоделирование ССС у больных с АГ связано с активацией механизмов нейрогуморальной регуляции тонуса и метаболизма гладкомышечных клеток – СНС и РАС [10, 15]. Кратковременная активация СНС и РАС приводит к развитию положительного кардиоинотропного и вазоконстрикторного эффектов [4, 11]. Длительная активация указанных механизмов оказывает анаболический эффект на миоциты сердца и сосудов и фибробласты соединительной ткани, изменяет митохондриальную функцию, нарушая АТФ-зависимый транспорт ионов [7].

В процессе исследования у больных с АГ выявлено значительное увеличение тонуса периферических сосудов, о чем свидетельствовали высокие величины ОПСС. Увеличение постнагрузки ведет к росту показателя систолического напряжения миокарда ЛЖ (КСНС), одним из компенсаторных механизмов которого является развитие гипертрофии ЛЖ. Увеличение толщины стенок ЛЖ приводит к увеличению ММ и изменению геометрии – увеличению относительной толщины стенок и уменьшению соотношения КДО/ММ ЛЖ.

Возросшее напряжение миокарда увеличивает степень кальциевой нагрузки и нарушает процессы активного расслабления миокарда ЛЖ, сопряженные с АТФ-зависимым транспортом кальция [12–14, 16]. Затруднение активного расслабления проявляется как увеличением времени расслабления (удлинение ФИРн и ФИР+ВУРН), так и уменьшением его эффективности (градиент давления ЛП–ЛЖ, достигаемый в результате ФИР, значительно ниже по сравнению с таковым в контрольной группе, что характеризуется малой величиной Е).

Утолщение стенок, а также сопутствующие процессы фиброза миокарда приводят к увеличению жесткости стенки [11, 15], что затрудняет процессы пассивного диастолического наполнения ЛЖ. Показателями чего служат увеличение КДД и уменьшение спектра наполнения (Е/А) ЛЖ. Уменьшение ФРН приводит к компенсаторному росту параметров предсердного наполнения ЛЖ (А), что увеличивает нагрузку на левое предсердие, проявляющуюся увеличением его конечно-диастолического размера.

Распределение больных по типам геометрического ремоделирования ЛЖ позволяет выявить следующие особенности. Во 2-й группе преобладает увеличение толщины стенок ЛЖ при относительном уменьшении его полости. Гипертрофия ЛЖ у этих больных носит адаптивный характер, что подтверждается наименьшими величинами напряжения миокарда в различные периоды систолы. Во время диастолы наиболее нарушенной оказывается фаза активного диастолического расслабления, в результате градиент давления между ЛП и ЛЖ в конце этой фазы был недостаточен. Это привело к нарушению соотношения между фазами диастолического наполнения. Вероятно, основным звеном патогенеза диастолической дисфункции у больных этой группы является нарушение АТФ-зависимого транспорта кальция.

У больных 3-й группы наряду с гипертрофией ЛЖ, превышающей адаптивные параметры, наблюдали увеличение внутреннего размера полости, однако полной компенсации гипертрофией ЛЖ не было. Помимо гиперплазии кардиомиоцитов, у больных этой группы наблюдают фиброз миокарда, приводящий к увеличению жесткости стенки сердца и нарушению пассивного диастолического наполнения.

Разнонаправленные изменения гемодинамических параметров, выявленные в 1-й группе больных с достоверно малым сроком заболевания, указывают на неоднородность этой группы по составу. Это позволяет предположить, что нормальный тип геометрии ЛЖ является начальным в ряду ремоделирования ЛЖ, и впоследствии может развиться по одному из обозначенных типов.

Циклические процессы в организме регулируются супрахиазматическим ядром гипоталамуса. Резкое уменьшение числа активно функционирующих нейронов в нем приводит к хронической активации симпатоадреналовой системы и гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы, вызывая нарушение адаптивных реакций ряда физиологических процессов при смене дня и ночи, что и наблюдают у больных с АГ с нарушением циркадного ритма АД [3]. Нарушение вегетативной регуляции сердца приводит к снижению ваготонических влияний и усилению тонуса симпатоадреналовой системы, в то время как у здорового человека в состоянии покоя тонического влияния симпатоадреналовой системы на ССС нет [1, 2, 9]. Приведенные закономерности позволяют объяснить наблюдающееся в нашем исследовании значительное прогрессирование нарушений функционального состояния ССС у больных с АГ в ряду НГ–УП–ЭГ и их связь с нарушением циркадного ритма. Высокая вариабельность АД у больных 1-й группы указывает на функциональный характер АГ и подтверждает, что НГ ЛЖ – это первичная ступень в развитии ремоделирования ЛЖ у больных с АГ.

Выводы

1. У больных с артериальной гипертензией наблюдают ремоделирование сердечно-сосудистой системы. При этом у больных с тенденцией к уменьшению полости левого желудочка гипертрофия миокарда носит адаптивный характер, а в процессе диастолы наиболее нарушенной оказывается фаза активного диастолического расслабления. У больных с эксцентрической гипертрофией левого желудочка наряду с увеличением массы миокарда, превышающей адаптивные параметры, наблюдают увеличение жесткости стенки сердца и нарушение пассивного диастолического расслабления.
2. Нарушение суточного ритма артериального давления у больных с артериальной гипертензией проявлялось как уменьшением реакции гемодинамических параметров на смену дня и ночи (у больных с эксцентрической гипертрофией левого желудочка), так и увеличением вариабельности артериального давления в течение суток (наиболее выражено у больных с нормальной геометрией левого желудочка).

1. Аникин В.В., Курочкин А.А. Вегетативный статус и особенности диастолической функции левого желудочка сердца у детей и подростков с нейроциркуляторной дистонией // Росс. кардиол. журн. – 2000. – № 4(24). – С. 24-31.
2. Гельцер Б.И., Котельников В.Н. Суточный профиль артериального давления и его взаимосвязь с вегетативной регуляцией сердца при изолированной систолической и систоло-диастолической артериальной гипертензии у пожилых // Кардиология. – 2001. – № 4. – С. 55-56.
3. Гончарук В.Д., Баюс Р.М. Функционально-морфологический статус супрахиазматического ядра гипоталамуса при первичной гипертензии: отношение к нарушениям суточных ритмов гемодинамики // Кардиология. – 2000.– № 4. – С. 36-39.
4. Диденко В.А., Симонов Д.В., Джанашия П.Х. Взаимоотношения инсулинорезистентности, активности ренин-ангиотензин-альдостероновой системы и кальциевого обмена у больных артериальной гипертонией, ассоциированной с метаболическим синдромом // Росс. кардиол. журн. – 2000. – № 3(23). – С. 12-17.
5. Клиническое руководство по ультразвуковой диагностике. – 5-й т. / Под. ред. В.В. Митькова. – М.: Видар, 1998.
6. Кобалава Ж.Д., Котовская Ю.В., Терещенко С.Н., Моисеев В.С. Клиническое значение суточного мониторирования артериального давления для выбора тактики лечения больных артериальной гипертонией // Кардиология. – 1997. – № 9. – С. 98-104.
7. Постнов Ю.В. К истокам первичной гипертензии: подход с позиций биоэнергетики // Кардиология. – 1998. – № 12. – С. 41-48.
8. Смертность от сердечно-сосудистых заболеваний в центральноазиатских республиках // Информационный бюллетень WHO CAR NEWS. – 1999. – № 8(15). – С. 7-12.
9. Смирнов В.М. Исследования в хронических экспериментах роли тонуса симпатического нерва в регуляции деятельности сердца // Росс. кардиол. журн. – 2001. – № 2(28). – С. 54-58.
10. Терентьев В.П., Беловолова Е.В., Зонис Б.Я. Особенности функционирования СА у больных с различными вариантами ремоделирования левого желудочка при его гипертрофии // Росс. кардиол. журн. – 2001. – № 4(30). – С. 39-42.
11. Физиология и патофизиология сердца / Под. ред. Н. Сперелакиса. – Т.1. – М.: Медицина, 1990. – 622 с.
12. Bryant S.M., Sears C.E., Wallis H., Casadei B. Mechanical and electrophysiological properties of murine hypertrophied left ventricular myocytes // Eur. Heart J. – 2001. – Vol. 22 (Abstr. Suppl.). – P. 55.
13. Kugler H., Hartmann O., Roncon-Albuquerque R. et al. Baseline hypercontractility and disturbed Ca2+ homeostasis in monocrotaline-induced right ventricular hypertrophy of the rat // Eur. Heart J. – 2002. – Vol. 4 (Abstr. Suppl.). – Р. 329.
14. Mountian I.I., Baba-Aissa F., Jonas J.C. Expression of Ca(2+) Transport genes in platelets and endothelial cells in hypertension // Hypertension. – 2001. – Vol. 37, № 1. – P. 135-141.
15. Patel V.B., Siddiq T., Richardson P.J., Preedy V.R. Protein synthesis in the hypertrophied heart of spontaneously hypertensive rats and a comparison of the effects of an ACE-inhibitor and a calcium channel antagonist // Cell. Biochem. Funct. – 1995. – Vol. 13, № 2. – P. 111-124.
16. Seki S., Takeda H., Horikoshi K., Onodera T., Mochizuki S. Impaired Ca handling in perfused hypertrophied hearts from Dahl salt-sensitive rats // Eur. Heart J. – 2001. – Vol. 22 (Abstr. Suppl.). – P. 149.
17. 1999 World Health Organization – International Society of Hypertension Guidelines for the Management of Hypertension. Guidelines Subcommittee // J. Hypertension. – 1999. – Vol. 17. – P. 151-183.

Functional status of cardiovascular system in hypertensive patients

A.L. Alyavi, N.I. Azimova, Sh.R. Ibabekova, D.I. Arnopolskaya

The aim of our work was to investigate indexes of morphofunctional status of left ventricle and daily rhythm of blood pressure in hypertensives with different type of left ventricular (LV) remodeling. 112 hypertensive patients with different types of LV remodeling and 20 healthy volunteers were examined by means of echocardiography and blood pressure monitoring. We founded the most expressed violation of the active diastolic relaxation in patient with tendency to decrease of LV volume and passive diastolic filling – in patient with eccentric hypertrophy. LV myocardial mass and rigidity increased in row “normal geometry – tendency to decrease of LV volume – eccentric hypertrophy”. Blood pressure monitoring data demonstrated increase of time index of pressure load and decrease of daily coefficient in the same row. Correlation analysis demonstrated increase of connection between disturbance of active diastolic relaxation and myocardial rigidity from group with normal LV geometry to eccentric hypertrophy.