CC BY
0УДК 616.124.2 - 079
ДИАГНОСТИКА ДИАСТОЛИЧЕСКОЙ ДИСФУНКЦИИ ЛЕВОГО ЖЕЛУДОЧКА СЕРДЦА У РАБОТНИКОВ ВЫСОКОГОРНОГО ПРОМЫШЛЕННОГО
ПРЕДПРИЯТИЯ
Аннотация. Целью настоящего исследования было изучить частоту встречаемости диастолической дисфункции левого желудочка (ДДЛЖ) сердца, риск факторы ее развития у работников высокогорного промышленного предприятия и возможность применения одноканальной электрокардиограммы (ОЭКГ) для экспресс диагностики ДДЛЖ. Материал и методы. Проведено комплексное клинико-инструментальное обследование S11 работников (493 мужчин и 18 женщин, в возрасте от 32 до 60 лет) высокогорного промышленного предприятия, рабочие площадки которого расположены на высоте от 2800 до 3800 метров над уровнем моря. Методы исследования включали: клинический осмотр, стандартную и ОЭКГ, эходопплерокардиографию (ЭХОДКГ) и лабораторно-биохимические анализы. ДДЛЖ сердца определяли методом ЭХДОКГ на аппарате Sono Site Micro Maxx Belse X2 по общепринятой методике [1]. Одновременно у 86 работников определяли ДДЛЖ с помощью датчика ОЭКГ (DuoEK 118, фирмы Lepu Medical) по разработанной нами методике [2]. Результаты исследования. Среди обследованных 511 работников предприятия было выявлено 65 человек (12.7%) с ДДЛЖ. Результаты клинических и ЭХОДКГ исследований показали, что лица с ДДЛЖ по сравнению с контрольной группой (75 человек) без ДДЛЖ были существенно старше по возрасту, у них было статистически значимо повышено диастолическое артериальное давление, ЭХОДКГ размеры левого желудочка и левого предсердия. По данным лабораторных исследований у исследуемой группы были значимо выше показатели сахара крови, липопротеидов низкой плотности (ЛНП), триглицеридов и снижено количество липопротеидов высокой плотности (ЛВП). Показатели стандартной ЭКГ в анализируемых группах существенно не отличались. ДДЛЖ сердца, определенная методом спектрального анализа у 86 человек в сравнении с ЭХОДКГ методом показала высокую чувствительность (0.81) и специфичность (0.97). Заключение. Метод спектрального анализа ОЭКГ с использованием искусственного интеллекта можно рекомендовать для экспресс диагностики и мониторинга ДДЛЖ сердца. Необходимы дальнейшие исследования основных и дополнительных факторов риска развития ДДЛЖ сердца в условиях ВГ.
Ключевые слова: высокогорье, гипоксия, диастолическая дисфункция левого желудочка сердца, спектральный анализ ОЭКГ, артериальная гипертензия.
ДФЛЖ характеризует способность миокарда расширяться и расслабляться, а нарушения ее определяются методом ЭХОДКГ или во время катетеризации сердца. Распространенность ДДЛЖ сердца среди взрослого населения в целом на равнине колеблется от 20 до 36 % [3,4]. В мировой литературе опубликовано всего одно популяционное исследование, в которой изучалась частота встречаемости различных степеней ДДЛЖ сердца в зависимости от высоты над уровнем моря. Установлена значительная положительная связь между высотой проживания и ДДЛЖ сердца (особенно степенью I и II) среди людей, живущих на высотах более 1500 метров над уровнем моря [5]. Имеются также данные, полученные на небольшом числе наблюдений о том, что высота 3840 метров над уровнем моря была независимым фактором риска ДДЛЖ сердца среди подростков-шерпов [6]. Показано также, что даже 6 дней пребывания на высоте 4350 м может привести к нарушению диастолической функции левого желудочка (ДФЛЖ), причем наибольший эффект наблюдался на вторые сутки у 11 испытуемых мужского пола, одновременно с возникновением острой горной болезни [7]. Ограниченное
МОЛДОТАШЕВ И.К.
Профессор университета Адам, Бишкек, Кыргызстан
Введение.
число публикаций о влиянии ВГ на развитие ДДЛЖ сердца, а также все усиливающееся освоение высокогорных территорий с целью разработки и добычи различных месторождений массовый туризм, альпинизм и паломничество требуют проведения дальнейших углубленных научных исследований в этом направлении.
Целью настоящего исследования было изучить частоту развития ДДЛЖ сердца и факторы риска ее развития у работников высокогорного промышленного предприятия. Исследовалась также возможность применения спектрального анализа ОЭКГ для экспресс диагностики и мониторинга ДДЛЖ сердца в условиях ВГ.
Материал и методы. Проведено комплексное клинико-инструментальное обследование 511 работников (493 мужчин и 18 женщин, в возрасте от 32 до 60 лет) высокогорного промышленного предприятия, рабочие площадки которого расположены на высоте от 2800 до 3800 метров над уровнем моря. Методы исследования включали: клинический осмотр, стандартную и ОЭКГ, ЭХОДКГ и лабораторно-биохимические анализы (общий анализ крови, сахар крови, липопротеиды высокой и низкой плотности, триглицериды и трансаминазы сыворотки крови. ДДЛЖ сердца определяли методом ЭХОДКГ на аппарате Sono Site Micro Maxx Belse X2 по общепринятой методике [1]. Одновременно у 86 работников определяли ДДЛЖ сердца с помощью датчика ОЭКГ (DuoEK 118, фирмы Lepu Medical) по разработанной нами методике [2]. Статистическую обработку результатов проводили с использованием пакета прикладных программ SPSS 16 for Windows. Критический уровень значимости при проверке статистических гипотез в данном исследовании принимался равным 0,05. Описание нормально распределенных количественных признаков представлено в виде среднего значения и стандартного отклонения (M±o). Описание количественных признаков, распределение которых не соответствует нормальному закону, приведено в виде медианы и межквартильного размаха Me (Q1; Q3). Сравнение двух нормально распределенных независимых выборок проводилось при помощи критерия Стьюдента. Сравнение количественных данных, не соответствующих нормальному закону распределения, проводилось при помощи критерия Манна-Уитни.
Результаты исследования.
Среди обследованных 511 работников промышленного предприятия было выявлено 65 человек (12.7%) с ДДЛЖ сердца, при этом у 62 из них был установлен диагноз гипертонической болезни I стадии, I-II степени. Результаты клинических и ЭХОДКГ исследований показали (табл. 1), что лица с ДДЛЖ сердца по сравнению с контрольной группой (75 человек) без ДДЛЖ были существенно старше по возрасту (Р=0.000), у них было статистически значимо повышено диастолическое артериальное давление (Р=0.032), ЭХОДКГ размеры левого желудочка (P=0.000) и левого предсердия (P=0.000).
Таблица 1. Показатели артериального давления, эходопплеркардиографии и ЭКГ у лиц с ДДЛЖ по сравнению с контрольной группой (M±o или Me (Q1; Q3)^ зависимости от нормальности распределения).
Описательные статистики и сравнение средних в группах
Параметры группа N Описательные статистики Значимость различия (Р)
Возраст исследуемая группа 65 47,5±9,4 0,000
контрольная группа 75 36,7±8,4
Систолическое артериальное давление, мм рт. ст. исследуемая группа 63 120 (119 - 130) 0,071
контрольная группа 74 120 (113 - 130)
Диастолическое артериальное давление, мм рт. ст. исследуемая группа 63 80 (79 - 85) 0,021
контрольная группа 74 80 (74 - 81)
Конечно-диастолический размер левого желудочка, мм исследуемая группа 61 51,6±3,3 0,000
контрольная группа 75 48,9±3,1
Конечно-систолический размер левого предсердия, мм исследуемая группа 61 33,8±3,5 0,001
контрольная группа 75 31,9±3,3
Фракция выброса левого желудочка, % исследуемая группа 61 65,2±4,3 0,697
контрольная группа 75 65,5±3,5
Конечно-диастолический размер левого предсердия, мм исследуемая группа 61 30 (29 - 33) 0,000
контрольная группа 75 28 (26 - 30)
Длительность зубца Р, мсек исследуемая группа 64 98,7±16,9 0,071
контрольная группа 75 93,0±19,8
Длительность интервала PQ, мсек исследуемая группа 64 149,0±19,8 0,334
контрольная группа 75 145,5±21,9
По данным лабораторных исследований (табл. 2) у исследуемой группы были значимо выше показатели сахара крови ^=0.013), ЛНП ^=0.040), триглицеридов ^=0.000) и снижено количество ЛВП ^=0.036). Показатели стандартной ЭКГ в анализируемых группах существенно не отличались.
Таблица 2. Лабораторные показатели у лиц с ДДЛЖ по сравнению с контрольной группой (М±о или Ме ^1; Q3).в зависимости от нормальности распределения).
Описательные статистики и сравнение средних в группах
Параметр группы Описательные статистики Значимость (Р)
Возраст Контрольная группа 38 (32 - 43) Р = 0,000
Исследуемая группа 50 ± 9
Глюкоза крови Контрольная группа 4,7 (4,5 - 5,1) Р = 0,013
Исследуемая группа 5,0 (4,6 - 5,4)
ЛВП Контрольная группа 1,01 (0,91 - 1,21) Р = 0,036
Исследуемая группа 0,96 (0,83 - 1,04)
ЛНП Контрольная группа 2,64 (2,21 - 3,25) Р = 0,040
Исследуемая группа 3,15 ±0,74
Триглицериды Контрольная группа 1,16 ± 0,44 Р = 0,000
Исследуемая группа 1,43 (1,14 - 2,10)
Трансаминаза-АЛТ Контрольная группа 20,0 (15,4 - 30,7) Р = 0,199
Исследуемая группа 22,9 (16,8 - 35,8)
Трансаминаза-АСТ Контрольная группа 19,0 (17,4 - 22,8) Р = 0,762
Исследуемая группа 19,5 (16,6 - 25,7)
Эритроциты (RBC) Контрольная группа 5,3 ± 0,47 Р = 0,473
Исследуемая группа 5,3 (5,1 - 5,6)
Гемоглобин (HGB) Контрольная группа 162 (154 - 171) Р = 0,248
Исследуемая группа 160 (154 - 166)
Лейкоциты (WBC) Контрольная группа 7,7 (5,7 - 10,1) Р = 0,526
Исследуемая группа 7,9 ± 1,6
Тромбоциты (PLT) Контрольная группа 249 ± 51 Р = 0,604
Исследуемая группа 253 ± 55
Метод определения ДДЛЖ сердца по нашей методике [2] в сравнении с ЭХОДКГ продемонстрировал высокую чувствительность (0,81) и специфичность (0,97). Прогностическая значимость положительного результата (0.87) и прогностическая значимость отрицательного результата (0.96) оказалась также очень высокой.
Обсуждение.
Известно, что организм человека во время пребывания в условиях ВГ испытывает нагрузку прежде всего на сердечно-сосудистую систему, которая приводит в первые дни адаптации к усилению сократительной функции миокарда и ухудшению его диастолического расслабления [8-10]. Выявлена высокая распространенность и значительная положительная связь между числом кластеров метаболических факторов риска и ДДЛЖ среди населения, проживающего на большой высоте, особенно у взрослых среднего возраста [11,12].
Среди обследованных 511 работников промышленного предприятия было выявлено 65 человек (12.7%) с ДДЛЖ сердца, при этом у 62 из них был установлен диагноз гипертонической болезни I стадии, I-II степени. Относительно меньшая частота ДДЛЖ у работников промышленного предприятия, расположенного на высотах от 2800 до 3800 метров над уровнем моря, по нашему мнению, связана с тем, что при приеме на работу они проходят комплексное медицинское обследование и лица с явными сердечно-сосудистыми заболеваниями не допускаются к работе в условиях ВГ. Кроме того, возраст обследованных нами контингента не превышал 60 лет. Высокая распространенность АГ и предгипертонии выявлена и среди работающего населения на больших высотах в Китае, с очень низким уровнем осведомленности, лечения и контроля [13]. Установлено, что у пациентов с легкой и умеренной АГ систолическое АД в высокогорье повышается более чем на 20 мм рт. ст. [14]. Показано также, что у лиц с АГ при подъеме на большие высоты (5400 метров) происходит дальнейшее повышение АД, которое сохраняется во время пребывания на высоте (12 дней), причем более значительно у пожилых людей [15]. Такие же данные были получены в исследовании HIGHCARE-Andes Lowlanders Study [16] на высоте 3259 метров при суточном мониторировании АД у шахтеров на высоте 4500 метров в Китае [17]. Важно, что восстановление диастолической функции сердца после кратковременного пребывания (50 дней) на большой высоте (3700 метров) не происходит в течение 15 дней [18]. Две-три недели пребывания в гипобарических и гипоксических условиях сменяющиеся нормоксией, подвергают сердечно-сосудистую, респираторные и эндокринные компенсаторные механизмы хроническому стрессу [19]. Высокую восприимчивость людей с АГ к ВГ объясняют повышением чувствительности периферических и центральных хеморецепторов, а также изменениями в кальциевом обмене [20]. Показано, что пациенты с гипертрофией левого желудочка (ГЛЖ) имели значительно чаще большие размеры левого предсердия и ДДЛЖ сердца, чем пациенты без ГЛЖ [21]. Установлено, что масса миокарда ЛЖ и выраженная ДДЛЖ сердца независимо друг от друга имеют неблагоприятное прогностическое значение для развития ХСН у больных с АГ, а выраженная ДДЛЖ сердца более значима для ее развития, чем наличие ГЛЖ сердца [22].
ОФ "Международный научно-исследовательский центр "Endless Light in Science"
Результаты наших клинических и ЭХОДКГ исследований показали, что лица с ДДЛЖ по сравнению с контрольной группой (75 человек) без ДДЛЖ были существенно старше по возрасту, у них было статистически значимо повышено диастолическое артериальное давление, размеры левого желудочка и левого предсердия. Показатели стандартной ЭКГ в анализируемых группах существенно не отличались. Следует подчеркнуть, что вышеуказанные ЭХОДКГ параметры в исследуемой группе не превышали общепринятых нормальных значений, но они были значимо выше, чем в контрольной группе. Это свидетельствует о том, что выявленные изменения носят компенсаторный характер, что подтверждается отсутствием гипертрофии миокарда как по данным ЭКГ, так и по данным ЭХОДКГ и отсутствием клинических симптомов ХСН. В тоже время мы предполагаем, что у части наших работников можно обнаружить «скрытые» признаки диастолической сердечной недостаточности с помощью теста с физической нагрузкой и определением уровня предсердного натрийуретического гормона. Следует разобраться и в том, имеется ли ДДЛЖ у выявленных работников в низкогорье, где они постоянно проживают, или же она появляется в высокогорье, где они работают? Для ответа на эти вопросы необходимы дальнейшие исследования. Важно отметить, что ДДЛЖ сердца возникает задолго до появления ГЛЖ сердца, что подтвердили и наши результаты.
По данным лабораторных исследований у исследуемой группы были значимо выше показатели сахара крови (Р=0.013), ЛНП (Р=0.040), триглицеридов (Р=0.000) и снижено количество ЛВП (Р=0.036). Эти показатели в исследуемой группе не выходили за пределы общепринятых нормальных значений, но они были существенно выше, чем в нашей контрольной группе. Мы полагаем, что это можно объяснить возрастной разницей исследуемой и контрольной групп.
Учитывая неизбежность перехода ДДЛЖ сердца в стадию клинической диастолической, а затем и систолической ХСН, необходимо мониторировать это состояние с помощью метода, который не требует больших затрат времени и материальных ресурсов и проводить профилактические мероприятия у работников высокогорных предприятий. Полученные нами результаты о высокой чувствительности и специфичности метода спектрального анализа ОЭКГ с использованием искусственного интеллекта, позволяют рекомендовать для этих целей предложенный нами способ диагностики ДДЛЖ сердца.
Выводы. Метод спектрального анализа ОЭКГ с использованием искусственного интеллекта можно рекомендовать для экспресс диагностики и мониторинга ДДЛЖ сердца в условиях ВГ. Необходимы дальнейшие исследования основных и дополнительных факторов риска развития ДДЛЖ сердца в условиях ВГ (артериальная гипертензия, высотная гипоксия, легочная артериальная гипертензия, физические нагрузки, холод, нарушения жирового обмена, курение, синдром ночного апноэ и др.).
1. C.Mitchell, P.S.Ranko, L.A.Blauwet, B.Canaday et.al. Guidelines for performing a comprehensive transthoracic echocardiography examination in adults: recommendations from the american society of echocardiography. J Am Soc Echocardiogr. Jan; 32(1):1-64. Doi: 10.1016/j.echo.2018.06.004. Epub 2018 Oct 1. (2019)
2. I.K.Moldotashev, Y.A.Bogdanov, A.A.Sorokin. Evaluation of the possibility of using spectral analysis of a single-channel ECG for the diagnosis of diastolic dysfunction of the left ventricle of the heart. Heart, Vessels and Transplantation 7: 329-37. Doi: 10.24969/hvt.2023.424. (2023)
3. S.H.Wan, M.W.Vogel, H.H.Chen. Pre-clinical diastolic dysfunction. J Am Call Cardiol 63:40716. (2014)
4. E.E.van Riet, A.W.Hoes, K.P.Wagenaar, A.Limburg et.al. Epidemiology of heart failure: the prevalence of heart failure and ventricular dysfunction in older adults over time. A systemic review. Eur J Heart Fail. 18:242-52. Doi: 10.1002/ejhf.483 (2016)
ЛИТЕРАТУРА
5. C.Zheng, X.Wang, H.Tang, Z.Chen et.al. Habitation altitude and left ventricular diastolic function: a population-based study. J Am Heart Assoc. Feb 2; 10(3): e018079. doi: 10.1161/JAHA.120.018079. (2021)
6. C.Maufrais, T.Rupp, P.Bouzat, G.Doucende et.al. Heart mechanics at high altitude: 6 days on the top of Europe. Eur Heart J Cardiovasc Imaging.18:1369-1377.[PubMed] [Google Scholar].(2017)
7. X.Qi, S.Xu, R.Ma, L. Jiang et.al. Comparison of echocardiography parameters in healthy Chinese children born and livingat high altitude or at sea-level. Zhonghua Xin Xue Guan Bing Za Zhi. 43:774-781.[PubMed] [Google Scholar].(2015)
8. S.Mehata S, N.Shrestha, S.Ghimire, E.Atkins et. al. Association of altitude and urbanization with hypertension and obesity: analysis of the Nepal Demographic and Health Survey 2016. Int Health. Feb 24;13(2):151-160. doi: 10.1093/inthealth/ihaa034.(2021)
9. R.T.Mallet, J.Burtscher, J-P.Richalet, G.P.Millet et. al. Impact of High Altitude on Cardiovascular Health: Current Perspectives. Vasc Health Risk Manag. 17:317-355.(2021)
10. A.Bernabe-Ortiz, R.M.Carrillo-Larco. Urbanization, Altitude and Cardiovascular Risk. Glob Heart. Jun 21;17(1):42. doi: 10.5334/gh.1130. eCollection 2022. PMID: 35837362 (2022)
11. X.Huang, Y.Hu, L.Du, X.Lin. Et. al. Metabolic syndrome in native populations living at high altitude: a cross-sectional survey in Derong, China. BMJ Open. Jan 6;10(1):e032840. doi: 10.1136/bmjopen-2019-032840.(2020)
12. C.Zheng, Z.Chen, L.Zhang, X.Wang et.al. Metabolic risk factors and left ventricular diastolic function in middle-aged Chinese living in the Tibetian plateau. J Am Heart Assoc. 8:e010454. Doi: 10.1161/JAHA.118.010454. [PubMed] [Google Scholar].(2019)
13. Y.Shang, C.Chang, J.Zhang, Y.Jiang et.al. Prevalence and risk factors associated with hypertention and prehypertension in a working population at high altitude in China: a cross sectional study. Environment Health Prev Med. 22.19. Doi: 10.1186/s 12199-017-0634-7.(2017)
14. L.Hofstetter, U.Scherrer, S.F. Rimoldi. Going to high altitude with heart disease. Cardiovascular medicine. 20 (4):87-95.(2017)
15. G.Parati, G.Bilo, A.Faini, B.Bilo et.al. Changes in 24 h ambulatory blood pressure and effects of angiotensin 11 receptor blockage during acute and prolonged high-altitude exposure: randomized clinical trial. Eur Heart J. 35:3113-3122.(2014)
16. G.Bilo, F.C.Villafuerte, A.Faini, C.Anza-Ramirez et.al. Ambulatory blood pressure in untreated and treated hypertensive patients at high altitude: the High Altitude Cardiovascular Research-Andes study. Hypertention 65:1266-1272.(2015)
17. S.Yang, C.Tian, F.Yang, Qi.Chen et.al. Cardiorespiratory function, resting metabolic rate and heart rate variability in coal miners exposed to hypobaric hypoxia in highland workplace. Peer J. 10:e13899. Doi: 10.7717/peerj.13899.(2022)
18. Q.Zhou, S.Yang, Y. Luo, Y.Qi. A randomly-controlled study on the cardiac function at the early stage of return to the plains after short-term exposure to high altitude. PloS ONE. v.7, issue 2, e31097. Doi:10.1371/journal.pone.00311097.(2012)
19. D.Vinnikov, V.Krasotski. Healthy worker survival effect at a high altitude mine: prospective cohort observation. Sci Rep, 12:13903. Doi: 10.1038/s41598-022-18331-4. (2022)
20. G.Parati, P.Agostoni, B.Basnyat, G.Bilo et.al. Clinical recommendations for high altitude exposure of individuals with pre-existing cardiovascular conditions. European Heart Journal. 0, 1-11. Doi: 10.1093/eurheart/ehx720.(2018)
21. A.Diaz-Lazo, C.Barrientos-Huamani,C.cordova-Rosales. Factors associated with left ventricular hyperttrophy in adults living at high altitude city in Peru. Rev. Fac. Med. Hum. Enero 21(1): 8289. Doi: 10.25176/RFMH. V21il.3270.(2021)
22. V.R.Veber, M.P.Rubanova, S.V.Zhmaylova, P.M.Gubskaya. Heart failure development in patients with arterial hypertension and various variants of heart remodeling. Cardiovascular therapy and profilactic, 7 (7).(2007)
