Imaging techniques for diffuse myocardial fibrosis as a marker of high cardiovascular risk in young patients with type 1 diabetes mellitus

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Background. Type 1 diabetes mellitus (DM 1) disrupts all types of metabolism, especially carbohydrate and lipid ones, leading to many complications. The most serious DM complication is damage to the cardiovascular system (CVS). Prolonged preclinical changes precede the development of pathological processes in the CVS. One of the earliest manifestations of cardiovascular system dysfunction is myocardial remodeling. In patients with DM 1, myocardial remodeling is diagnosed using echocardiography. However, the examination algorithm does not include echocardiography for young patients with DM 1 without evident cardiovascular diseases (CVD). The state of the heart's extracellular matrix and the presence of fibrotic changes in it are actively studied as a marker of changes in the CVS at the preclinical stage. Assessment of the presence of fibrosis foci is available during echocardiography; however, it is generally relevant for patients with DM 1 with pre-existing CVD. The initial formation of diffuse fibrosis (DF) of the myocardium in patients with DM without diagnosed CVD can be verified by magnetic resonance imaging (MRI) of the heart. Given that DF increases the risk of life-threatening arrhythmias and significantly increases the risk of sudden cardiac death in young patients with DM 1, it is necessary to revise the strategy of primary prevention of CVD for patients in this population.

Aim. To assess the CVS structural and functional state in young patients with DM 1 without CVD according to echocardiography and MRI of the heart using T1 mapping. To determine the presence and instrumental imaging options of fibrous tissue in the myocardium without laboratory markers of its formation in young DM 1 patients without CVD.

Materials and methods. The study included 110 participants without CVD and obesity: 80 patients with DM 1 (mean age 26 years) and 30 patients in the comparison group without DM (mean age 27 years). All participants underwent a general clinical examination, bioelectrical impedance analysis, electrocardiography, echocardiography, and cardiac MRI with T1 mapping.

Conclusion. DF of the myocardium was detected using heart MRI in 8.7% of young patients with DM 1. In healthy peers, these changes in the myocardium were not detected. The group of patients with DM 1 and DF of the myocardium had a longer duration of the disease (8 years vs 5 years) and more severe initial structural changes in the myocardium (according to echocardiography) compared to patients with DM 1 without myocardial fibrosis. In the presence of initial signs of myocardial remodeling in patients with DM 1, it is advisable to conduct a heart MRI to exclude the DF formation.

Full Text

Список сокращений

ВМС – внеклеточный матрикс сердца

ВСС – внезапная сердечная смерть

ДД – диастолическая дисфункция

ДФ – диффузный фиброз

ЗСЛЖ – задняя стенка левого желудочка

ИММЛЖ – индекс массы миокарда левого желудочка

ИМТ – индекс массы тела

МЖП – межжелудочковая перегородка

ММП – матриксная металлопротеиназа

МРТ – магнитно-резонансная томография

ОТС – относительная толщина стенки

СД 1 – сахарный диабет 1-го типа

ССЗ – сердечно-сосудистые заболевания

ССС – сердечно-сосудистая система

ТИМП – тканевый ингибитор матриксных металлопротеиназ

ТТГ– тиреотропный гормон

ФВЛЖ– фракция выброса левого желудочка

ХСН – хроническая сердечная недостаточность

ЭКГ – электрокардиография

ЭхоКГ – эхокардиография

E/А – отношение максимальной скорости кровотока во время раннего диастолического наполнения к максимальной скорости потока во время предсердной систолы

ECV (extracellular volume) – внеклеточный объем матрикса миокарда

E/Eaver – отношение максимальной скорости раннего диастолического наполнения митрального (трикуспидального) потока к ранней диастолической скорости движения фиброзного кольца митрального клапана (трикуспидального клапана)

HbA1c – гликированный гемоглобин

Введение

Сахарный диабет 1-го типа (СД 1) – одно из наиболее распространенных заболеваний, поражающих молодое трудоспособное население. В соответствии с данными Международной федерации диабета Российская Федерация входит в топ-10 стран по заболеваемости СД среди взрослого населения (от 20 до 64 лет). При СД возникают множественные осложнения, но наиболее серьезное из них – поражение сердечно-сосудистой системы (ССС) [1]. Развитию патологических процессов в системе сердца и сосудов предшествуют длительные доклинические изменения. Одно из первых проявлений дисфункции кардиоваскулярной системы – ремоделирование миокарда [2]. Диагностика ремоделирования миокарда у больных СД 1 проводится на основании данных эхокардиографии (ЭхоКГ), которая не включена в стандартный алгоритм обследования при СД 1 [3]. В настоящее время одним из патогенетических механизмов развития ремоделирования миокарда принято считать появление фиброзной ткани в миокарде, верификация которой возможна посредством проведения магнитно-резонансной томографии (МРТ) сердца [4].

Среди причин смерти больных СД 1 преобладают острые сердечно-сосудистые события, в число которых входит и внезапная сердечная смерть (ВСС). По данным литературы, само наличие у пациента СД 1 уже повышает риск ВСС в 4 раза среди больных в возрасте до 40 лет [5]. При этом молодым пациентам с СД 1 без выявленных сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) из кардиологических обследований показана только ежегодная электрокардиография (ЭКГ), при отсутствии специфических жалоб более углубленное кардиологическое обследование не проводится.

Прогнозирование неблагоприятных сердечно-сосудистых исходов у молодых пациентов с СД 1 затруднено. Большинство шкал для оценки сердечно-сосудистого риска валидизированы для больных сахарным диабетом 2-го типа (СД 2) и в возрасте более 40 лет. Это также вероятная причина высокого уровня смертности среди молодых пациентов с СД 1. В свою очередь, именно для молодых людей с СД 1 описан феномен внезапной смерти в постели Dead in bed, генез которого до сих пор не ясен [6]. Несомненно, эти пациенты входят в группу очень высокого сердечно-сосудистого риска, что требует разработки более чувствительных методов диагностики ССС.

Одна из известных причин ВСС – развитие жизнеугрожающих аритмий. В свою очередь, к наиболее частым причинам нарушения ритма и проводимости сердца относится формирование фиброза в миокарде: чем больше мышечной ткани сердца замещено, тем ожидаемо хуже сердечно-сосудистый прогноз.

При СД 1 очаговый фиброз миокарда может также формироваться при наличии ССЗ. Но мало данных, на каком этапе нарушения углеводного обмена патологическая ткань начинает вымещать миокард у пациентов без явной сердечно-сосудистой патологии. Не ясно, имеет ли значение состояние углеводного обмена, а также обязателен ли этот процесс у всех пациентов с СД 1.

Обратимся к патогенезу возникновения фиброза в миокарде. Диффузный фиброз (ДФ) возникает во внеклеточном матриксе сердца (ВМС). Прямое влияние на ускорение/замедление процессов формирования фиброзной ткани имеют матриксные металлопротеиназы (ММП) и тканевые ингибиторы ММП (ТИМП). ММП являются внеклеточными эндопептидазами, участвующими в деградации ВМС и базальной мембраны. В межклеточном пространстве ММП находятся в неактивной форме, их активация происходит под действием протеаз. После активации они принимают участие в тканевой перестройке миокарда. ТИМП – это небольшие белки, состоящие из двух доменов, фиксируемые шестью дисульфидными связями. ТИМП связывают MMП в соотношении 1:1. На сегодняшний день хорошо изучены 4 типа: ТИМП-1, 2, 3 и 4. Разные типы имеют специфическое воздействие на ММП (табл. 1) [7].

 

Таблица 1. Разновидности тканевых ТИМП

Table 1. Types of tissue matrix metalloproteinase inhibitors

Ингибитор

Субстрат

ТИМП-1

Образует нековалентный комплекс со всеми активными ММП, за исключением МТ1, МТ3, МТ5. Наибольшая аффинность – к ММП-1, 2, 8, 13, 18, стромелизину-1. Образует комплекс с ММП-9, блокируя ее активацию стромелизинами

ТИМП-2

Активен в отношении всех ММП, с высокой специфичностью ингибирует ММП-2

ТИМП-3

Ингибирует преимущественно ММП-1, 2, 3, 9. Обладает высокой аффинностью к компонентам матрикса, проявляет ингибиторную активность в местах связывания с ними

ТИМП-4

Ингибирует разные ММП, в наибольшей степени ММП-2

 

На равновесие про- и противофиброгенных компонентов ВМС влияет множество факторов: у пациентов с СД 1 это хроническая гипергликемия, дисбаланс уровня про- и противовоспалительных адипокинов, митохондриальная дисфункция и, как следствие, окислительный стресс [8].

Однако в рутинной клинической практике лабораторная оценка наличия фиброзной ткани у пациентов с СД носит вероятностный характер. Более того, лабораторная диагностика формирования фиброза пока проводится только в крупных городах и медицинских центрах. В связи с этим перспективно использование инструментальных методов визуализации патологических компонентов в миокарде.

Один из методов оценки структурно-функционального состояния ССС – ЭхоКГ, незаменимая в верификации хронической сердечной недостаточности (ХСН), ишемической болезни сердца, гипертонической болезни и других ССЗ. Геометрия сердца при СД меняется под действием многих факторов, например хронической гипергликемии, что приводит к снижению эффективности кардиореспираторной системы, возникновению тканевой гипоксии, гиперсимпатикотонии. Структурные нарушения сердечной мышцы сопровождаются функциональным ухудшением состояния миокарда. У молодых больных СД 1 в сравнении со сверстниками без диабета нарушена релаксация миофибрилл, приводящая к жесткости миокарда. Известно, что уже в детском возрасте выявляются ЭхоКГ-признаки незначительной дисфункции правого и левого желудочков [9]. В настоящее время ЭхоКГ позволяет верифицировать наличие очагового фиброза, однако диагностика ДФ посредством этого метода не представляется возможной.

МРТ относится к наиболее информативным и объективным методам оценки параметров кардиоваскулярной системы. Уникальным аспектом МРТ сердца является оценка чувствительности мягких тканей к контрастному усилению и скорости выведения контраста, что отражает структурное и функциональное состояние миокарда. В настоящее время доступна не только методика Т1-взвешенных изображений, которые помогают выявить очаговую патологию (фиброз после перенесенного инфаркта миокарда, жировую инфильтрацию миокарда), но и метод Т1-картирования, с помощью которого можно оценить морфологические изменения миокарда и перикардиальных тканей. МРТ сердца с Т1-картированием используется для количественного измерения фиброзных изменений миокарда, экстрацеллюлярной фракции и построения пиксельной схемы строения сердца, что позволяет визуализировать ДФ в миокарде. Время T1-релаксации уменьшается при накоплении жировой ткани и увеличивается при интерстициальном отеке (например, вследствие инфаркта миокарда). Крайне важен показатель МРТ сердца с T1-картированием – внеклеточный объем матрикса миокарда (extracellular volume – ECV). ECV отражает объемную долю ткани сердца, не занятую клетками, в том числе показывая состояние ВМС. ВМС составляют протеины (эластин, фибронектин, ламинин и коллаген I и III типов), которые в зависимости от строения и структурной локализации выполняют разные функции. Снижение ECV может быть связано с патологическим ремоделированием миокарда [10]. В настоящее время МРТ сердца с Т1-картированием активно применяется как маркер риска развития ВСС у пациентов с аритмиями, что актуально для пациентов с СД 1. Учитывая преимущества данного метода в сравнении с ЭхоКГ, необходимо рассмотреть возможность более активного использования МРТ у молодых пациентов с СД 1 с целью улучшения стратегии первичной профилактики ССЗ.

Цель исследования – оценить структурно-функциональное состояние ССС у молодых пациентов с СД 1 без ССЗ по данным ЭхоКГ и МРТ сердца с применением T1-картирования. Определить наличие и возможности инструментальной визуализации фиброзной ткани в миокарде у молодых пациентов с СД 1, не имеющих ССЗ, без применения лабораторных маркеров ее формирования.

Материалы и методы

Исследование проведено на базе ФГБУ «НМИЦ эндокринологии» с 2020 по 2022 г. В него включены 110 участников без ССЗ, с разделением на 2 группы: 80 пациентов с СД 1 (основная группа) и 30 человек без СД 1 (группа сравнения). Использован произвольный способ формирования выборки.

Основная группа – пациенты с длительностью СД 1 от 1 года до 14 лет, без тяжелых осложнений СД.

Критерии включения в основную группу: возраст от 18 до 40 лет включительно; индекс массы тела (ИМТ) от 18,5 до 29,9 кг/м2; диагноз СД 1 был установлен в соответствии с клиническими рекомендациями по СД 1 от 2019 г.

Критерии включения в группу сравнения: возраст от 18 до 40 лет включительно; отсутствие СД 1; ИМТ от 18,5 до 29,9 кг/м2.

Критерии исключения из обеих групп: наличие сенсомоторной или автономной диабетической нейропатии; снижение скорости клубочковой фильтрации менее 60 мл/мин/1,73 м2; наличие синдрома диабетической стопы; диабетическая ретинопатия препролиферативной и пролиферативной стадий; артериальная гипертензия любой степени; ишемическая болезнь сердца; артериальная гипертензия любой степени и/или ХСН; нарушения ритма сердца и другие ССЗ; транзиторная ишемическая атака или инсульт; клаустрофобия; злоупотребление алкоголем; беременность и период грудного вскармливания; аллергическая реакция на гадобутрол, калкобутрол натрия, трометамол, хлористоводородную кислоту; ферромагнитные объекты в теле; психические заболевания; онкологические заболевания.

Всем участникам исследования (n=110) проводились: консультация эндокринолога и кардиолога, биоимпедансометрия, ЭКГ, ЭхоКГ, эргоспирометрия, МРТ сердца с Т1-картированием, забор крови на общий и биохимический анализ, тиреотропный гормон (ТТГ).

В работе использовался анализатор крови для общего анализа крови Sysmex XN-1000, для биохимического анализа крови – Architect c8000, для определения уровня гликированного гемоглобина – D-10 Bio-Rad Laboratories, для определения уровня ТТГ – Cobas 6000 Roche/Hitachi.

Регистрация ЭКГ проведена на аппарате Cardioline ECG200s в 12 стандартных отведениях, трансторакальная ЭхоКГ выполнена на аппарате Vividi-7 (General Electric) с помощью датчиков с частотой 1,7–3,5 МГц, для биоимпедансометрии использовали аппарат InBody 770, для МРТ сердца – томограф GE SIGNA Pioneer 3.0 T (с введением гадолиния – Гадовист, Bayer, Германия, 0,2 мл/кг). Для оценки миокардиального фиброза применили методику MOLLY (Modified LookLocker inversion recovery) со съемкой левого желудочка по короткой оси на 3 срезах до контраста и на 15-й минуте после контраста. Учитывая отсутствие единых референсных значений показателя Т1-картирования после контрастного усиления (Т1+КУ) и тот факт, что при наличии ДФ миокарда определяется снижение показателя Т1+КУ, в нашем исследовании за референсное значение этого показателя был принят нижний показатель Т1+КУ в группе сравнения, равный 412. Также наличие ДФ миокарда определялось в постконтрастном периоде посредством визуальной оценки.

В рамках исключения кардиальной автономной нейропатии пациентам с СД 1 (n=80) проводилась ортостатическая проба и измерение частоты сердечных сокращений в покое. Больных СД 1 с тахикардией покоя (более 100 ударов в минуту) не выявлено: у всех пациентов с СД 1 отрицательный результат ортостатической пробы.

Анализ полученных данных проведен с помощью программ IBM SPSS Statistics 23 (2021) и Microsoft Excel (2019). Различия значений частот в подгруппах оценивали с помощью критерия двустороннего точного решения Фишера и критерия Манна–Уитни. В ходе анализа количественных данных рассчитывались медиана, верхний и нижний квартили (Me [Q1; Q3]). Параметры имеют следующие обозначения: Me [25; 75] – медиана, 25- и 75-й перцентили; n – объем анализируемой подгруппы; r – коэффициент линейной корреляции; р – достигнутый уровень статистической значимости. Критическое значение уровня статистической значимости принимали равным 5%, или р<0,05.

Корреляционный анализ проводили с применением критерия корреляции Спирмена. В ходе анализа качественных данных рассчитывали абсолютные и относительные (%) значения.

Все пациенты и участники группы сравнения подписали добровольное информированное согласие на участие в исследовании.

Задачи исследования

  1. Оценить возможности инструментальной диагностики фиброзной ткани у молодых пациентов с СД 1, сопоставить данные с группой контроля.
  2. Проанализировать ценность показателей ЭхоКГ и МРТ сердца с Т1-картированием в оценке структурной перестройки миокарда в группе пациентов с СД 1.
  3. Провести сравнительную взаимосвязь стажа СД и структурных изменений сердечной мышцы у молодых пациентов с СД 1 и наличия/отсутствия ДФ миокарда.

Результаты

Группа пациентов с СД 1 и группа сравнения были сопоставимы по возрасту, полу, ИМТ, процентному содержанию мышечной и жировой ткани. Пациенты с СД 1 не различались между собой по уровню физической активности, выраженности осложнений СД. По данным общего, биохимического анализа крови и уровню ТТГ группы также не различались. Описательная характеристика участников исследования представлена в табл. 2.

 

Таблица 2. Описательная характеристика пациентов с СД 1 и группы сравнения

Table 2. Descriptive characteristics of patients with type 1 diabetes mellitus (DM) and comparison groups

Характеристика

Группа СД 1, n=80, Me [Q1; Q3]

Группа сравнения, n=30, Me [Q1; Q3]

p1,2

Возраст, лет

26 [21; 33]

27 [22; 34]

0,9791

ИМТ, кг/м2

21,8 [20, 3; 23, 8]

21,2 [19, 6; 22, 4]

0,1661

Пол, мужчины/ женщины

39/41

13/17

0,0922

Жировая ткань, %

21,8 [17, 7; 25, 4]

21,0 [16, 9; 24, 4]

0,2231

Мышечная ткань, %

40,8 [36, 2; 43, 2]

42,7 [37, 8; 44, 5]

0,6211

Длительность СД, лет

6,0 [3, 2; 10, 1]

HbA1c, %

7,6 [6, 9; 8, 9]

5,2 [5, 0; 5, 6]

<0,001

Примечание. р1 – критерий Манна–Уитни, р2 – точный критерий Фишера.

 

Всем пациентам и участникам группы сравнения проведено инструментальное исследование ССС. Данные ЭхоКГ представлены в табл. 3, данные МРТ сердца с Т1-картированием – в табл. 4.

 

Таблица 3. Сравнительная оценка групп с СД 1 и без него по данным ЭхоКГ

Table 3. Comparative assessment of groups with and without type 1 DM using echocardiography

 

Параметр

Группа СД 1, n=80, Me [Q1; Q3]

Группа сравнения, n=30, Me [Q1; Q3]

p1

Индекс левого предсердия, мл/м2

25,1 [23, 8; 28, 1]

26,3 [24, 2; 27, 8]

0,345

Индекс правого предсердия, мл/м2

20,1 [18, 4; 22, 3]

20,0 [18, 1; 22, 0]

0,641

МЖП, см

0,83 [0, 72; 0, 90]

0,79 [0, 68; 0, 85]

0,098

КДР, см

4,6 [4, 4; 4, 9]

4,5 [4, 3; 4, 8]

0,722

ИММЛЖ, г/м2

74,3 [68, 2; 79, 5]

69,0 [63, 0; 72, 2]

0,005

ЗСЛЖ, см

0,9 [0, 8; 1, 0]

0,8 [0, 6; 0, 9]

0,002

ОТС, отн. ед.

0,37 [0, 34; 0, 41]

0,34 [0, 32; 0, 36]

<0,001

ФВЛЖ, %

59 [56; 63]

61 [59; 63]

0,072

E/A, отн. ед.

1,6 [1, 3; 1, 82]

1,67 [1, 4; 1, 9]

0,17

E/Eaver, отн. ед.

6 [6; 7]

6 [6; 8]

0,703

Примечание. р1 – критерий Манна–Уитни ; КДР – конечный диастолический размер.

 

Таблица 4. Сравнительная оценка групп пациентов с СД 1 и без него по показателям МРТ сердца с T1-картированием

Table 4. Comparative assessment of groups of patients with and without type 1 DM using MRI of the heart with T1 mapping

Показатель

Группа СД 1, n=80, Me [Q1; Q3]

Группа сравнения, n=30, Me [Q1; Q3]

p1,2

МЖП, см

0,71 [0, 58; 0, 80]

0,60 [0, 47; 0, 62]

0,0281

ЗСЛЖ, см

0,50 [0, 45; 0, 56]

0,45 [0, 40; 0, 50]

0,0121

ECV

48 [39; 56]

52 [42; 59]

0,0921

T1+КУ

485 [442; 531]

463 [431; 524]

0,5881

T1+КУ<412

5/75

0/30

0,3442

Т1 нативный

1241 [1201; 1269]

1249 [1217; 1290]

0,2571

ДФ миокарда (да/нет)

7/73

0/30

0,0292

Примечание. р1 – критерий Манна–Уитни, р2 – точный критерий Фишера; T1 нативный – до контрастирования.

 

В рамках поиска начального проявления сердечной недостаточности всем пациентам обеих групп проводилась оценка показателей диастолической дисфункции (ДД) миокарда. Соотношение скоростей наполнения левого желудочка в раннюю диастолу и систолу предсердий (Е/А), соотношение максимальной скорости раннего диастолического наполнения митрального (трикуспидального) потока к ранней диастолической скорости движения фиброзного кольца митрального клапана (E/Eaver) и индексированный объем левого предсердия находились в пределах референсных значений. Данных за наличие ДД в обеих группах не получено.

В группе пациентов с СД 1 обращает на себя внимание увеличение индекса массы миокарда левого желудочка (ИММЛЖ), задней стенки левого желудочка (ЗСЛЖ) и относительной толщины стенки (ОТС) в сравнении со сверстниками без СД 1.

При оценке состояния ССС посредством МРТ сердца с Т1-картированием получены следующие данные (см. табл. 4).

В обеих группах ДФ миокарда (по данным МРТ сердца с КУ, посредством визуальной оценки) выявлен у 7 пациентов с СД 1, что составило 8,7% из основной группы.

Учитывая отсутствие единых референсных границ показателя Т1 картирования после контрастного усиления (Т1+КУ), в нашем исследовании за референсное значение был принят нижний показатель Т1+КУ в группе сравнения, равный 409. Среди группы пациентов с СД 1 выявлено 5 (6,2%) пациентов с Т1+КУ<412. При этом у 5 пациентов с уровнем Т1+КУ<412 не определялось диффузное накопление (посредством визуальной оценки) контрастного препарата в миокарде левого желудочка при отсроченном контрастировании.

В дальнейшем мы провели сравнительный анализ пациентов с СД 1 и наличием ДФ миокарда (n=7) и пациентов с СД 1 без ДФ миокарда (n=73). Результаты приведены в табл. 5.

 

Таблица 5. Сравнительная оценка пациентов с СД 1 с ДФ миокарда и без ДФ миокарда

Table 5. Comparative assessment of patients with type 1 DM with and without diffuse myocardial fibrosis

 

Показатель

Группа СД 1 с ДФ миокарда, n=7, Me [Q1; Q3]

Группа СД 1 без ДФ миокарда, n=73, Me [Q1; Q3]

p1

Возраст, лет

29 [24; 34]

27 [22; 31]

0,282

ИМТ, кг/м2

23,2 [21, 2; 23, 9]

21,5 [20, 1; 23, 4]

0,069

Длительность СД, лет

8,0 [4, 4; 11, 1]

5,3 [2, 9; 9, 9]

0,011

HbA1c, %

7,9 [7, 0; 9, 1]

7,5 [6, 8; 8, 1]

0,078

ИММЛЖ, г/м2 (ЭхоКГ)

74,1 [67, 8; 78, 9]

72,2 [66, 6; 77, 5]

0,621

ЗСЛЖ, см (ЭхоКГ)

0,9 [0, 8; 1, 0]

0,8 [0, 7; 1, 0]

0,074

ОТС, отн. ед. (ЭхоКГ)

0,39 [0, 36; 0, 41]

0,36 [0, 33; 0, 39]

0,038

ЗСЛЖ, см (МРТ сердца)

0,53 [0, 45; 0, 58]

0,47 [0, 40; 0, 52]

0,029

Примечание. р1 – критерий Манна–Уитни.

 

В группе пациентов с ДФ миокарда стаж СД был больше (р=0,011). Показатели ремоделирования миокарда также различались: значения ОТС (по данным ЭхоКГ) и ЗСЛЖ (по данным МРТ) выше при наличии фиброза в сравнении с его отсутствием (р=0,038 и 0,029 соответственно).

Корреляционный анализ

В ходе исследования проведен анализ корреляционных связей параметров ССС с уровнем компенсации углеводного обмена в группе пациентов с СД 1 (n=80). Полученные данные приведены в табл. 6.

 

Таблица 6. Корреляционный анализ связей параметров ССС и уровня компенсации углеводного обмена у пациентов с СД 1 (коэффициент ранговой корреляции Спирмена), n=80

Table 6. Correlation analysis of the relationships between CVS parameters and the compensation level of carbohydrate metabolism in patients with type 1 DM (Spearman rank correlation coefficient), n=80

Показатель

HbA1c, %

r

р

ЗСЛЖ (МРТ)

0,376

0,046

ОТС (ЭхоКГ)

0,240

0,027

ИММЛЖ (ЭхоКГ)

0,558

0,022

Примечание. p – ранговый коэффициент корреляции Спирмена, p<0,005 – пороговый уровень значимости.

 

В группе пациентов с СД 1 получены корреляционные взаимосвязи показателя компенсации углеводного обмена – гликированного гемоглобина (HbA1c) со структурными параметрами ЭхоКГ и МРТ сердца.

Обсуждение

В нашем исследовании изучено состояние ССС по данным ЭхоКГ и МРТ сердца с применением T1-картирования у молодых пациентов с СД 1. Полученные данные сопоставлены с группой сверстников без СД 1, проведен анализ. Мы также оценили наличие и возможности инструментальной визуализации фиброзной ткани в миокарде у молодых пациентов с СД 1, не имеющих ССЗ, без применения лабораторных маркеров ее формирования.

По результатам проведенной работы даже на небольшой выборке пациентов с СД 1 были выявлены начальные признаки ремоделирования миокарда. В группе пациентов с СД 1 отмечено увеличение ОТС (р<0,001) и ИММЛЖ (р=0,005) в сравнении со сверстниками без СД 1. Данные изменения – первая ступень к развитию ДД и ХСН, но также могут быть признаком развития фиброза в ВМС. В свою очередь, развитие фиброзной ткани в миокарде сопряжено с прогрессированием ХСН с сохраненной фракцией выброса левого желудочка (ФВЛЖ) [11], для определения которой необходимо проведение узкоспецифических программ ЭхоКГ, направленных на оценку наличия ДД. К одной из таких программ относится speckle tracking (STRAIN), позволяющая охарактеризовать сократительную функцию левого желудочка. Данная программа позволяет точно определить наличие ДД и выявить пациентов с ХСН и сохраненной ФВЛЖ, которая, в свою очередь, может быть следствием формирования фиброза миокарда [11].

По данным МРТ также выявлены структурные различия сердца среди пациентов с СД 1 и сверстников. У больных СД 1 – более выраженная толщина межжелудочковой перегородки – МЖП (р=0,028) и ЗСЛЖ (р=0,012).

В ходе исследования ДФ миокарда выявлен у 7 пациентов в группе СД 1. В группе сравнения данные за ДФ миокарда не получены. Очаговый фиброз не выявлен ни в одной из групп. В группе больных СД 1 с ДФ миокарда более длительный стаж СД и более выраженные структурные изменения сердечной мышцы. В то же время степень компенсации углеводного обмена сопоставима как при наличии ДФ миокарда, так и в его отсутствие. Вероятно, именно стаж СД и структурные изменения миокарда запускают механизм формирования фиброзной ткани у молодых пациентов с СД 1.

Посредством методики Т1-картирования мы также выявили 5 (6,2%) пациентов с Т1+КУ<412. Но, принимая во внимание отсутствие референсных границ данного показателя (Т1+КУ) и отсутствие диффузного накопления (посредством визуальной оценки) контрастного препарата в миокарде при отсроченном контрастировании, мы не можем достоверно утверждать, что у этих 5 пациентов также присутствует ДФ миокарда. Состояние ВМС при Т1-картировании отражает показатель ECV. По данным литературы снижение ECV связано с патологическим ремоделированием миокарда [9]. В нашей работе не удалось получить достоверных данных по снижению ECV, вероятно, необходима более обширная выборка. Подчеркиваем необходимость дальнейших клинических исследований для определения референсных значений Т1+КУ, ECV и полноценного применения методики Т1-картирования.

В результате корреляционного анализа в группе пациентов с СД 1 получены взаимосвязи показателя компенсации углеводного обмена – HbA1c со структурными параметрами ЭхоКГ и МРТ сердца. Увеличение уровня HbA1c ассоциировано с большими значениями ОТС, ИММЛЖ по данным ЭхоКГ и большим значением ЗСЛЖ по данным МРТ сердца. Соответственно, компенсация углеводного обмена – необходимое условие для первичной профилактики ремоделирования миокарда и, следовательно, развития ССЗ.

Исходя из полученных данных удалось определить, что у 8,7% молодых пациентов с СД 1 без ССЗ выявляется ДФ миокарда, который в дальнейшем может приводит к развитию ССЗ, в частности к жизнеугрожающим аритмиям. Возможно, эти результаты могут частично объяснить феномен Died in bed. Для получения более точных данных по распространенности ДФ миокарда среди молодых пациентов с СД 1 необходимо проведение более обширных клинических исследований.

Заключение

В ходе проведенной работы мы получили данные, что МРТ сердца с отсроченным контрастированием – существенно более чувствительный метод диагностики ДФ миокарда по сравнению с ЭхоКГ в отношении патологического процесса, определяющего неблагоприятный сердечно-сосудистый прогноз. В исследовании в 8,7% случаев ДФ миокарда выявлен у пациентов с СД 1 с помощью МРТ сердца. У здоровых сверстников данных изменений в миокарде не было.

Группа больных СД 1 с ДФ миокарда характеризовалась более длительным стажем заболевания (8 лет vs 5 лет) и более выраженными начальными структурными изменениями миокарда (по данным ЭхоКГ).

При наличии начальных признаков ремоделирования миокарда у больных СД 1 целесообразно проведение МРТ сердца для исключения формирования ДФ.

Раскрытие интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Disclosure of interest. The authors declare that they have no competing interests.

Вклад авторов. Авторы декларируют соответствие своего авторства международным критериям ICMJE. Все авторы в равной степени участвовали в подготовке публикации: разработка концепции статьи, получение и анализ фактических данных, написание и редактирование текста статьи, проверка и утверждение текста статьи.

Authors’ contribution. The authors declare the compliance of their authorship according to the international ICMJE criteria. All authors made a substantial contribution to the conception of the work, acquisition, analysis, interpretation of data for the work, drafting and revising the work, final approval of the version to be published and agree to be accountable for all aspects of the work.

Источник финансирования. Госзадание «Дисфункция миокарда и формирование сердечной недостаточности в исходе морфологических, молекулярно-генетических и биохимических нарушений в сердечной мышце у пациентов с эндокринопатией» НИР №123021000043-0 (IDC#22237).

Funding source. The study was supported by the Governmental. Task, assignment number №123021000043-0 (IDC#22237).

Соответствие принципам этики. Протокол исследования одобрен локальным этическим комитетом (ФГБУ «НМИЦ эндокринологии», выписка №24 из протокола от 24.11.2021). Одобрение и процедуру проведения протокола получали по принципам Хельсинкской декларации.

Compliance with the principles of ethics. The study protocol was approved by the local ethics committee (Endocrinology research centre, Minutes No. 24, 20.11.2021). Approval and protocol procedure was obtained according to the principles of the Declaration of Helsinki.

Информированное согласие на публикацию. Пациенты подписали форму добровольного информированного согласия на публикацию медицинской информации.

Consent for publication. Written consent was obtained from the patients for publication of relevant medical information and all of accompanying images within the manuscript.

×

About the authors

Oksana I. Vengrzhinovskaya

Endocrinology Research Centre

Email: vengrzhinovskay@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-3370-8630

рук. группы платной госпитализации, врач-эндокринолог 

Russian Federation, Moscow

Irina Z. Bondarenko

Endocrinology Research Centre

Email: vengrzhinovskay@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-5178-6029

д-р мед. наук, врач-кардиолог, гл. науч. сотр. 

Russian Federation, Moscow

Olga A. Shatskaia

Endocrinology Research Centre

Email: vengrzhinovskay@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-1831-8052

канд. мед. наук, врач-эндокринолог, вед. науч. сотр.

Russian Federation, Moscow

Natalia V. Tarbaeva

Endocrinology Research Centre

Email: vengrzhinovskay@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-7965-9454

канд. мед. наук, врач-рентгенолог, зав. отд-нием

Russian Federation, Moscow

Anastasya Iu. Korneluk

Endocrinology Research Centre

Email: vengrzhinovskay@gmail.com
ORCID iD: 0009-0007-4475-8752

врач-рентгенолог

Russian Federation, Moscow

Victor Iu. Kalashnikov

Endocrinology Research Centre

Email: vengrzhinovskay@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-5573-0754

чл.-кор. РАН, д-р мед. наук, проф., врач-кардиолог, зам. дир.

Russian Federation, Moscow

Marina V. Shestakova

Endocrinology Research Centre

Email: vengrzhinovskay@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-3893-9972

акад. РАН, д-р мед. наук, проф., врач-эндокринолог, дир.

Russian Federation, Moscow

Natalia G. Mokrysheva

Endocrinology Research Centre

Author for correspondence.
Email: vengrzhinovskay@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-9717-9742

чл.-кор. РАН, проф., д-р мед. наук, врач-эндокринолог, зав. каф.

Russian Federation, Moscow

References

  1. Дедов И.И., Шестакова М.В., Викулова О.К. Эпидемиология сахарного диабета в Российской Федерации: клинико-статистический отчет по данным Федерального регистра сахарного диабета. Сахарный диабет. 2017;20(1):13-41 [Epidemiology of diabetes mellitus in the Russian Federation: clinical and statistical report for 2016 according to the federal diabetes registry. Diabetes Mellitus. 2017;20(1):13-41 (in Russian)]. doi: 10.14341/DM8664
  2. Бодрова Е.А., Бабаева А.Р., Осадчук М.А., и др. Особенности сердечного ремоделирования и дисфункции миокарда при метаболическом синдроме. Лучевая диагностика и терапия. 2020;11(4):52-9 [Bodrova EA, Babaeva AR, Osadchuk MA, et al. Peculiarities of cardiac remodeling and myocardial dysfunction in metabolic syndrome. Diagnostic Radiology and Radiotherapy. 2020;11(4):52-9 (in Russian)]. doi: 10.22328/2079-5343-2020-11-4-52-59
  3. Дедов И.И., Шестакова М.В., Майоров А.Ю. Алгоритмы специализированной медицинской помощи больным сахарным диабетом. 11-й выпуск. Сахарный диабет. 2023;26(2S):1-231 [Dedov I, Shestakova MV, Mayorov AYu. Standards of Specialized Diabetes Care. 11th ed. Diabetes Mellitus. 2023;26(2S):1-231 (in Russian)]. doi: 10.14341/DM13042
  4. Flett AS, Hayward MP, Ashworth MT, et al. Equilibrium contrast cardiovascular magnetic resonance for the measurement of diffuse myocardial fibrosis: preliminary validation in humans. Circulation. 2010;122(2):138-44. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.109.930636
  5. Hsieh A, Twigg SM. The enigma of the dead-in-bed syndrome: challenges in predicting and preventing this devastating complication of type 1 diabetes. J Diabetes Complications. 2014;28(5):585-7. doi: 10.1016/j.jdiacomp.2014.04.005
  6. Tu E, Bagnall RD, Duflou J, et al. Post-mortem pathologic and genetic studies in ”dead in bed syndrome” cases in type 1 diabetes mellitus. Hum Pathol. 2010;41(3):392-400. doi: 10.1016/j.humpath.2009.08.020
  7. Венгржиновская О.И., Бондаренко И.З., Шацкая О.А. Роль микроРНК в структурном ремоделировании миокарда при сахарном диабете. Медицина. Социология. Философия. Прикладные исследования. 2021;(2):8-14 [Vengrzhinovskaya OI, Bondarenko IZ, Shatskaya OA. The role of microrna in structural myocardial remodeling in diabetes mellitus. Meditsina. Sotsiologiia. Filosofiia. Prikladnye Issledovaniia. 2021;(2):8-14 (in Russian)].
  8. Gyöngyösi M, Winkler J, Ramos I, et al. Myocardial fibrosis: biomedical research from the bench to the patient’s bed. European Journal of Heart Failure. 2017;19(2):177-91. DOI:10.1002/ ejhf.696
  9. Abd-El Aziz FM, Abdelghaffar S, Hussien EM. Evaluation of cardiac functions in children and adolescents with type 1 diabetes. J Cardiovasc Ultrasound. 2017;25(1):12-9. doi: 10.4250/jcu.2017.25.1.12
  10. Miller CA, Naish JH, Bishop P, et al. Comprehensive validation of cardiovascular magnetic resonance techniques for the assessment of myocardial extracellular volume. Circ Cardiovasc Imaging. 2013;6(3):373-83. doi: 10.1161/CIRCIMAGING.112.000192
  11. Piek A, de Boer RA, Silljé HH. The fibrosis-cell death axis in heart failure. Fail Rev. 2016;21(2):199-211. doi: 10.1007/s10741-016-9536-9

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2024 Consilium Medicum

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

Address of the Editorial Office:

  • Alabyan Street, 13/1, Moscow, 127055, Russian Federation

Correspondence address:

  • Alabyan Street, 13/1, Moscow, 127055, Russian Federation

Managing Editor:

  • Tel.: +7 (926) 905-41-26
  • E-mail: e.gorbacheva@ter-arkhiv.ru

 

© 2018-2021 "Consilium Medicum" Publishing house