Arterial stiffness in patients with chronic obstructive pulmonary disease

Full Text

Жесткость артерий у больных хронической обструктивной болезнью легких В последние годы все шире обсуждаются вне-легочные проявления ХОБЛ, из которых наиболее изучены метаболические и мышечно-скелетные нарушения: дисфункция скелетных мышц, снижение массы тела, остеопороз и др. [1]. Показано, что развитие внелегочных эффектов хронической об-структивной болезни легких (ХОБЛ) имеет большое клиническое и прогностическое значение [2]. В качестве одних из потенциальных системных проявлений ХОБЛ рассматриваются сердечно-сосудистые эффекты, среди которых артериальная гипертония (АГ), атеросклероз с развитием ишемической болезни сердца (ИБС) [1, 3]. Сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) не только часто сочетаются с ХОБЛ, но, по данным разных авторов, являются второй (а по некоторым данным и основной) причиной смерти больных ХОБл [5—7]. В то же время патогенез взаимоотношений АГ, ИБС и ХОБЛ изучен недостаточно. Проведенные ранее исследования показывают, что при ХОБЛ создаются благоприятные условия для формирования сердечно-сосудистых системных эффектов: системной АГ, атеросклероза и ИБС. В основе их развития лежит комплекс механизмов, которые действуют непосредственно на органы-мишени или опосредованно через изменение свойств сосудистой стенки. К таким факторам относят гипоксемию в покое или при физической нагрузке, курение, нарушение в организме баланса между прооксидантами и компонентами системы антиоксидантной защиты, системное воспаление низкой градации [1, 8, 9]. Более изученной является взаимосвязь этих факторов с формированием дисфункции эндотелия. В то же время одной из точек приложения указанных факторов может быть жесткость артерий (ЖА). Избыточная ригидность, с одной стороны, отражает далеко зашедшие изменения геометрии и функции артерий, а с другой — существенно влияет на гемодинамику, увеличивая посленагруз-ку на миокард и ухудшая коронарную перфузию. В последние годы интерес к исследованиям жесткости сосудистого русла усилился, что связано с необходимостью получить надежные и доступные в клинической практике критерии стратификации риска развития сердечно-сосудистых осложнений. Определение ЖА и центрального давления предложены в качестве тестов для оценки риска развития ССЗ [10, 11]. Термины "растяжимость" (способность сосуда изменять объем под действием меняющегося давления) и "жесткость" (величина, обратно пропорциональная растяжимости) используются для характеристики упруго-эластических свойств сосудистой стенки [12]. Основными показателями для оценки эластических свойств артерий и аорты являются скорость распространения пульсовой волны (СРПВ) и индекс аугментации (ИА). Целью работы явилось определение ЖА у больных ХОБЛ. Сведения об авторах Кароли Нина Анатольевна — д-р мед. наук, доц. каф. госпитальной терапии лечебного факультета Саратовского ГМУ им. В. И. Разумовского Материалы и методы В открытое исследование включили 139 больных ХОБЛ в возрасте старше 40 лет, подписавших информированное согласие на участие в исследовании. Все пациенты были мужского пола, их средний возраст составил 59,81 ± 8,33 года. Диагноз ХОБЛ устанавливали в соответствии с критериями ATS/ERS (2004 г.) [13] после проведения спирографии. В соответствии с поставленной целью из анализа исключили пациентов с клиническими признаками ИБС, атеросклероза периферических сосудов, других тяжелых хронических заболеваний в стадии обострения. Таким образом, в основную группу вошли 112 больных ХОБЛ, средний возраст 59,52 ± 8,33 года. По степени тяжести ХОБЛ пациенты были распределены следующим образом: с I стадией — 6,3%, со II стадией — 31,3%, с III стадией — 40,6% и с IV стадией — 21,8%. Средняя длительность заболевания составила 9,11 ± 6,91 года. Контрольную группу сформировали из 26 практически здоровых добровольцев в возрасте от 40 до 65 лет, средний возраст 51,62 ± 6,52 года. ЖА определяли с использованием артериографа Tensioclinic ("Tensiomed", Венгрия). Анализ пульсовой волны выполняли с помощью оригинальной компьютерной программы Tensiomed. Определяли систолическое артериальное давление (САД) и диастолическое артериальное давление (ДАД), пульсовое артериальное давление (ПАД), частоту сердечных сокращений (ЧСС), брахиальный и аортальный ИА, СРПВ в аорте, центральное давление в аорте (SBPao), площадь систолического (SAI) и диастолического (DAI) компонентов пульсовой волны (ПВ). Разницу между САД, определенным в аорте и плечевой артерии (ПА) (ДСАД), находили вычислением по формуле [14]: АСАД = САД в аорте (SBPao) — САД в ПА. Вычисляли индекс соответствия (ИС) центрального САД периферическому по формуле: ИС = (SBP^/САД в ПА) ■ 100. Статистическую обработку полученных данных проводили с использованием пакета программ Statistica 6.0. Для сравнения двух независимых групп применяли параметрический (Стью-дента) и непараметрический (Манна—Уитни) методы. Анализ связи двух признаков проводили по методу Спирмена. Описание признаков, имеющих нормальное распределение, приведено в виде M ± а, где М — среднее значение, а — стандартное отклонение. Для признаков с распределением, отличным от нормального, результаты представлены в виде Me [Q; Q3], где Me — медиана, Qj — первый квартиль, Q3 — третий квартиль. При р < 0,05 результаты считали статистически значимыми. Результаты и обсуждение Учитывая наши предыдущие данные о значимом влиянии возраста на показатели жесткости сосудов [15], мы проанализировали показатели жесткости сосудистой стенки у пациентов двух возрастных групп: 40—59 лет и 60 лет и старше. Анализ ПВ показал, что ригидность артерий у больных ХОБЛ была достоверно больше, чем у здоровых лиц (табл. 1). Наиболее выраженным оказалось повышение жесткости сосудов у пациентов старшей возрастной группы. В настоящее время для оценки ЖА чаще всего используется показатель СРПВ. По результатам анализа СРПВ в клинической практике можно оценить сосудистый тонус, составить представление о состоянии регионарного кровотока, дифференцировать органический и функциональный характер сосудистых изменений. Нами выявлено статистичеКонтактная информация: Ребров Андрей Петрович — д-р мед. наук, проф., зав. каф. госпитальной терапии леч. факультета Саратовского ГМУ им. В.И. Разумовского, тел. 8-8452-51-49-60, e-mail: rebrov@sgu.ru — 13 — Н. А. Кароли, А. П. Ребров Таблица 1 Показатели жесткости сосудистой стенки у больных ХОБЛ разных возрастных групп (M ± а) Показатель Больные ХОБЛ моложе 60 лет (n = 66) Больные ХОБЛ в возрасте 60 лет и старше (n = 46) Группа контроля (n = 26) САД, мм рт. ст. 129,83 ± 17,85 131,76 ± 19,13 125,58 ± 7,78 ЧСС в 1 мин 79,56 ± 13,32** 75,27 ± 14,00** 66,88 ± 6,51 ИА брахиальный, % -23,91 ± 30,44 -11,29 ± 29,07#* -25,88 ± 13,87 ИА аортальный, % 22,60 ± 12,69 27,66 ± 12,30#** 20,20 ± 6,06 СРПВ, м/с 9,89 ± 3,32* 10,58 ± 5,94*** 8,41 ± 1,25 SBP , мм рт. ст. ao’ г 124,12 ± 12,67 130,04 ± 21,38** 116,72 ± 11,34 SAI/DAI, усл. ед. 0,98 (0,81; 1,09) 1,14 (0,86; 1,26)# 1,03 (0,82; 1,33) ИС ИА, усл. ед. 3,92 (3,08; 4,12)* 3,58 (3,05; 3,60)** 3,82 (3,39; 4,27) ДИА, % 46,54 (33,36; 59,55) 38,95 (28,01; 50,51)*# 46,08 (40,42; 57,38) СРПВ/брахиальный ИА, усл. ед. 0,17 (-0,42; -0,06)** 0,84 (-0,51; 0,49)* -0,56 (-0,58; -0,14) ДСАД, мм рт. ст. -6,06 (-11,88; -1,11) -1,72 (-8,05; 2,54)#** -8,86 (-11,16; -3,13) ИС САД, усл. ед. 95,26 (90,94; 99,23)* 98,77 (93,35; 102,27)#** 92,83 (91,15; 97,10) Примечание. Различия показателей статистически значимы между больными ХОБЛ и лицами группы контроля (* — p < 0,05;: между больными ХОБЛ разных возрастных групп (# — p < 0,05). p < 0,01) и ски значимое повышение СРПВ у пациентов с ХОБЛ обеих возрастных групп (p < 0,05 и p < 0,001 соответственно) по сравнению с таковым у лиц группы контроля, что может свидетельствовать о повышении ригидности сосудов у больных ХОБЛ. СРПВ зависит как от отношения толщины стенки сосудов к их радиусу, так и от растяжимости сосудов. Чем растяжимее сосуд, тем медленнее распространяется и быстрее ослабевает ПВ. И, наоборот, чем ригиднее и толще сосуд, чем меньше его радиус, тем выше СРПВ. Повышение СРПВ более 10% выявлено у 47,3% больных ХОБЛ и ни у одного из здоровых лиц (p < 0,001), а увеличение СРПВ более 12 м/с — у 21,4% больных ХОБЛ (p < 0,05). При этом повышение СРПВ более 10 м/с отмечено у 40,9% больных ХОБЛ моложе 60 лет и у 56,5% пациентов старшей возрастной группы, а более 12 м/с — у 22,7 и 19,6% больных соответственно. Повышение ригидности артерий при ХОБЛ отмечали и другие авторы [14]. При сравнении групп по показателям жесткости не выявлено повышения средних значений ИА как в аорте, так и на периферии у больных ХОБЛ моложе 60 лет (см. табл. 1). В то же время повышение брахиального ИА более 10% выявлено у 35,6% больных ХОБЛ (у 34,8% больных моложе 60 лет и у 45,7% пациентов старше 59 лет) и лишь у 3 здоровых лиц (p < 0,05 и p < 0,01 соответственно). Увеличение брахиального ИА более 10% выявлено у 15,1% пациентов с ХОБЛ (у 13,6% первой и у 21,7% больных второй возрастной группы) и ни у одного из контрольной группы (p > 0,05 и p < 0,05 соответственно). ИА — важная характеристика ригидности артерий, представляющая собой соотношение прямой и отраженной ПВ, проходящих по сосудистой стенке. Считается, что ИА отражает функциональную активность сосудистого эндотелия. В наших ранних работах продемонстрированы развитие дисфункции эндотелия и структурные изменения в виде увеличения толщины и уменьшения диаметра ПА у пациентов с ХОБЛ [16]. Для получения более полной информации об изменении периферических и центральных отделов сосудистого русла мы предложили дополнительные индексы. Вычисляли ИС аортального ИА брахиальному ИА по формуле: ИС ИА (усл. ед.) = (брахиальный ИА + 100)/аортальный ИА. Разницу между ИА, определенным в аорте и в ПА (ДИА), находили по формуле: ДИА = аортальный ИА брахиальный ИА. Кроме того, вычисляли ИС СРПВ и брахиального ИА (см. табл. 1, табл. 2). Выявлены статистически значимые изменения индексов реактивности сосудов, свидетельствующие о более выраженном изменении периферических сосудов у больных ХОБЛ, в том числе с нормальным АД (см. табл. 2). Обращают внимание разнонаправленные (статистически значимые с группой контроля) изменения ИС ИА (см. табл. 1) у больных ХОБЛ разных возрастных групп. Необходимо отметить повышение индекса коронарной перфузии (SAI/DAI) у пациентов старшей возрастной группы, что свидетельствует об ухудшении условий коронарной перфузии у больных данной категории. У пациентов с ХОБЛ часто встречается АГ. Так, у 69,4% обследованных больных ХОБЛ в анамнезе имелось повышенное АД. Длительность АГ колебалась от нескольких месяцев до десятка лет. Из обследованных пациентов мы выделили группу больных (n = 39) моложе 60 лет, сопоставимых по возрасту с лицами группы контроля с нормальным АД (см. табл. 2). Согласно представленным данным, пациенты были сопоставимы с лицами группы контроля по средним уровням САД и ДАД, основным показателям жесткости сосудов. В то же время у 35,9% больных ХОБЛ брахиальный ИА был больше — 10% (p = 0,057 при сравнении с группой контроля), а увеличение брахиального ИА более 10% выявлено у 15,4% пациентов с ХОБЛ. СРПВ выше 10 м/с отмечена у 35,9% пациентов с ХОБЛ (p < 0,01 при сравнении с группой контроля). Известно, что САД на уровне ПА выше, чем в аорте, в то время как различия ДАД или среднего — 14 — Жесткость артерий у больных хронической обструктивной болезнью легких АД минимальны [11, 12, 17]. Артериальное русло обладает мощными адаптационными механизмами и имеет разные упруго-эластические характеристики стенки на различных участках. Аорта и крупные артерии являются сосудами эластического типа. По мере продвижения к периферии пропорция эластических волокон в сосудистой стенке уменьшается, а мышечных увеличивается. ЖА увеличивается от аорты к периферии. На ЖА среднего и мелкого калибра влияет вазомоторный тонус, зависящий от состояния функции эндотелия, активности ренин-ангиотензи-новой и симпатической нервной систем. Увеличение жесткости, большое количество и близость точек отражения (разветвления периферических артерий) обусловливают более высокую амплитуду ПВ и более высокий уровень АД в периферических артериях по сравнению с центральным. Этот феномен называется "амплификация". Она подвергается САД и ПАД, в то время как среднее АД и ДАД остаются относительно постоянными на протяжении артериального русла. Физиологическое значение амплификации состоит в препятствии угасанию центральной волны и обеспечении адекватного САД для перфузии периферических органов и тканей. Повышение ЖА приводит к увеличению скорости распространения ударной ПВ и более раннему ее отражению. Последствиями более раннего появления волны отражения становятся повышение центрального САД с увеличением нагрузки на левый желудочек (ЛЖ) и снижение ДАД с потенциальным уменьшением коронарного кровотока. Центральное АД складывается из давления ударной волны (САД) и давления отраженной волны. Таким образом, центральное АД является своего рода интегрирующим показателем, который определяется состоянием сосудистого русла на всем протяжении — от сердца, аорты до микроциркуляторного русла. У молодых людей центральные артерии значительно более эластичны, чем периферические. В связи с этим у молодых людей различия между центральным и периферическим САД могут достигать 20 мм рт. ст. и более. У лиц старше 60 лет градиент жесткости между центральными и периферическими артериями уменьшается за счет снижения эластичности центральных артерий. Периферические артерии в меньшей степени подвержены возрастным изменениям ввиду меньшего содержания в их стенке эластических волокон. В связи с этим у лиц старше 60 лет уровни центрального и периферического АД существенно не различаются. По данным литературы, центральное АД коррелирует с массой миокарда ЛЖ и его функцией. Получены данные о тесной взаимосвязи между центральным АД и сердечно-сосудистой заболеваемостью и смертностью [11, 12, 17]. Нами отмечена тенденция к повышению центрального АД (SBPao) у больных ХОБЛ по сравнению с лицами группы контроля (см. табл. 1). У здоровых людей различие между центральным и периферическим САД (ДСАД) составляет -8,86 (-11,16; -3,13) мм рт. ст., а у пациентов с ХОБЛ -4,28 (-11,40; -1,14) мм рт. ст. (p < 0,05), что наряду с достоверно более высоким индексом соответствия САД (p < 0,05) свидетельствует о диспропорции соотношений центрального и периферического Таблица 2 Показатели жесткости сосудистой стенки у больных ХОБЛ моложе 60 лет с нормальным АД (M ± а) Показатель Больные ХОБЛ (n = 39) Группа контроля (n = 26) САД, мм рт. ст. 125,54 ± 13,17 125,58 ± 7,78 ДАД, мм рт. ст. 78,06 ± 9,27 76,35 ± 5,83 ЧСС в 1 мин 78,11 ± 20,81** 66,88 ± 6,51 ИА брахиальный, % -22,61 ± 27,48 -25,88 ± 13,87 ИА аортальный, % 22,98 ± 11,65 20,20 ± 6,06 СРПВ, м/с 9,33 ± 2,84 8,41 ± 1,25 SBP , мм рт. ст. ao 119,96 ± 13,66 116,72 ± 11,34 SAI/DAI, усл. ед. 1,03 (0,80; 1,18) 1,03 (0,82; 1,33) ИС ИА, усл. ед. 3,66 (3,08; 3,78)* 3,82 (3,39; 4,27) ДИА, % 45,59 (33,16; 59,37) 46,08 (40,42; 57,38) СРПВ/брахиальный ИА, усл. ед. 0,71 (-0,44; 0,25)* -0,56 (-0,58; -0,14) ДСАД, мм рт. ст. -5,58 (-11,40; -0,95)* -8,86 (-11,16; -3,13) ИС САД, усл. ед. 95,58 (91,36; 100,45)* 92,83 (91,15; 97,10) Примечание. Различия показателей статистически значимы между больными ХОБЛ и лицами группы контроля (* — p < 0,05; ** — p < 0,01). АД, вплоть до полного нивелирования физиологических различий между ними. У 24,1% больных ХОБЛ и лишь у одного группы контроля (p < 0,05) периферическое САД превышало центральное (ДСАД > 0). Это были преимущественно лица старшей возрастной группы, однако у 19,7% больных ХОБЛ моложе 60 лет ДСАД было больше 0. Необходимо отметить, что пациенты с ХОБЛ и лица контрольной группы были сопоставимы по САД (см. табл. 1, 2). Выявлены корреляции между SBP и брахиальным ИА (r = 0,53; p < 0,01), аортальным ИА (r = 0,53; p < 0,01), СРПВ (r = 0,36; p < 0,05), ДИА (r = -0,52; p < 0,01) у пациентов моложе 60 лет. У пациентов старшей возрастной группы помимо аналогичных взаимосвязей также отмечена взаимозависимость между центральным АД и ИС ИА (r = -0,43; p < 0,01), индексом СРПВ/ИА (r = 0,60; p < 0,01). У здоровых лиц данные взаимосвязи отсутствуют. У пациентов моложе 60 лет выявлены взаимосвязи между возрастом пациентов и ИА брахиальным (r = 0,28; p < 0,05), аортальным ИА (r = 0,25; p < 0,05), ДИА (r = -0,29; p < 0,05), ДСАД (r = 0,33; p < 0,05), ИС САД (r = 0,33; p < 0,05), в то время как значимого влияния возраста на жесткость сосудов у более пожилых пациентов не отмечено. У пациентов моложе 60 лет обнаружена взаимосвязь между длительностью курения и брахиальным ИА (r = 0,39; p < 0,05), аортальным ИА (r = 0,37; p < 0,05), ДИА (r = -0,39; p < 0,05), ДСАД (r = 0,37; p < 0,05), ИС сАд (r = 0,30; p < 0,05). При этом у пациентов старшего возраста значимое влияние на показатели жесткости оказывает интенсивность курения (пачко/лет): для корреляции с брахиальным ИА r = 0,36 (p < 0,05), ИА аортальным r = 0,38 (p < 0,05), ДИА r = -0,35 (p < 0,05), СРПВ r = 0,30 (p < 0,05). У пациентов моложе 60 лет отмечены взаимосвязи между результатом теста с 6-минутной ходьбой и 15 Н. А. Кароли, А. П. Ребров брахиальным ИА (r = 0,55 ; p < 0 ,05), аортальным ИА (r = 0,55; p < 0,05), ДИА (r = -0,55; p < 0,05), ДСАД (r = 0,5; p < 0,05), ИС САД (r = 0,55; p < 0,05), а также повышение центрального САД по мере снижения форсированной жизненной емкости легких (r = -0,30; p < 0,05). Обнаружены взаимосвязи между некоторыми показателями эхокардиографии и параметрами жесткости сосудов: между конечным диастолическим размером (КДР) правого желудочка (ПЖ) и брахиальным ИА (r = 0,42; p < 0,05) и аортальным ИА (r = 0,37; p < 0 ,05); между КДР ЛЖ и брахиальным ИА (r = 0,44; p < 0,05) и аортальным иА (г = 0,41; p < 0,05); между СРПВ и конечным диастолическим объемом ЛЖ (r = 0,44; p < 0,05), максимальной скоростью раннего наполнения ПЖ (Е) (r = -0,42; p < 0,05), фракцией выброса (ФВ) ЛЖ (r = -0,37; p < 0,05). Отмечены также взаимосвязи между ФВ ПЖ и индексом соответствия ИА (r = -0,50;p < 0,05), индексом СРПВ/брахиальный ИА (r = -0,47; p < 0,05). Указанные взаимосвязи более характерны для пациентов моложе 60 лет. Обращает внимание взаимосвязь между SBPao и формированием диастолической дисфункции ЛЖ (r = -0,78; p < 0,05) у пациентов старшего возраста. Выявлена зависимость между показателем системного воспаления (С-реактивный белок) и индексом соответствия ИА (r = 0,70; p < 0,05), индексом СРПВ/ брахиальный ИА (r = 0,73; p < 0,05), а также между уровнем фибриногена и перечисленными показателями (r = 0,92; p < 0,05 и r = 0,90; p < 0,05 соответственно), сРпВ (г = 0,93; p < 0,05). Заключение Таким образом, наши данные свидетельствуют о нарушении свойств стенки артерий у больных ХОБЛ разных возрастных групп, более выраженные у пациентов старшего возраста. Избыточная ригидность артерий и ускоренное отражение ПВ (увеличение СРПВ и ИА) оказывают существенное влияние на повышение центрального АД. Повышение давления в восходящей аорте увеличивает нагрузку на ЛЖ и способствует формированию его гипертрофии, ухудшает диастолическое расслабление, и в конечном счете снижает насосную функцию сердца. Учитывая установленное повышение жесткости сосудистой стенки у больных ХОБЛ, можно предполагать увеличение у них риска развития ССЗ, что обусловливает необходимость проведения проспективных наблюдений. Разработанные нами индексы могут быть использованы в клинической практике, так как позволя ют дополнить информацию о нарушениях РА у пациентов с ХОБЛ.

About the authors

N A Karoli

V.I. Razumovsky State Medical University

A P Rebrov

V.I. Razumovsky State Medical University

Email: rebrov@sgu.ru

References

Supplementary files