CC BY
31
Денисов Е.Н.
Оренбургская государственная медицинская академия
СОСТОЯНИЕ ЭНДОТЕЛИЙ-ЗАВИСИМОЙ РЕГУЛЯЦИИ ТОНУСА СОСУДОВ ПРИ ХРОНИЧЕСКОЙ СЕРДЕЧНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ
Исследовались эндотелий-зависимые механизмы регуляции тонуса сосудов у больных хронической сердечной недостаточностью 1-111 функционального класса. Обнаружены изменения в регуляции тонуса сосудов, прогрессирующие по мере утяжеления сердечной недостаточности. Показано, что одной из причин возникающей дисфункции эндотелия являются нарушения в системе красной крови, развивающиеся при хронической сердечной недостаточности.
Материал и методы исследования
У 38 пациентов с хронической сердечной недостаточностью ЫП функционального класса (ЫП ФК) по классификации NYHA изучали вазомоторную функцию эндотелия сосудов. В исследование включали мужчин в возрасте от 44 до 63 лет, не страдающих сахарным диабетом, симптоматической гипертонией, заболеваниями крови, почечной и печеночной недоста-точностью.Исследование проводили по методу D.S.Celermajer et э1., 1992 [12] с использованием ультразвука высокого разрешения. Измерение диаметра плечевой артерии осуществлялось с помощью линейного датчика 7 МГц на ультразвуковой установке «Acuson 128 XP» (США). Плечевая артерия лоцировалась в продольном сечении на 2-15 см выше локтевого сгиба на правой конечности. Исследование проводили в триплексном режиме. Системное артериальное давление измеряли по методу Короткова после предварительного нахождения обследуемого в состоянии покоя, лежа на протяжении 10 минут, затем с помощью ультразвука измеряли диаметр сосуда. Далее выше места локации накладывали манжету сфигмоманометра и нагнетали воздух до тех пор, пока давление его не становилось на 50 мм рт.ст. выше уровня САД. Это приводило к компрессии плечевой артерии и временному прекращению кровотока, которое поддерживалось в течение 3 минут. Прекращение кровотока по плечевой артерии ниже уровня наложения манжетки сфигмома-нометра отслеживали с помощью цветного доп-леровского картирования потока. По завершении компрессии воздух из манжетки выпускали и в течение первых 15 секунд (в фазу реактивной гиперемии) регистрировали диаметр сосуда. Через 15 минут, по мере восстановления изначального диаметра сосуда, пациент получал сублингвально 500 мкг нитроглицерина, который вызывал эндотелий-независимую вазодилятацию (реакция сосуда при этом запи-
сывалась на протяжении 4-5 минут), что использовалось в качестве контроля за состоянием гладкомышечных клеток сосудистой стенки.
Методом измерения «спектра мутности» [4, 8, 9] исследовались параметры циркулирующих в крови эритроцитов. При этом регистрировались концентрация эритроцитов в крови, средний диаметр и объем, содержание сухих веществ и воды в эритроцитах, концентрация гемоглобина в крови. Обработка полученных данных проводилась с помощью программы «Биостатистика 4.03» для Windows с использованием ^ критерия Стьюдента и вычислением коэффициента корреляции. Контрольную группу составили 12 практически здоровых лиц.
Результаты и обсуждение
Компрессионная проба с последующим восстановлением кровотока по плечевой артерии приводила в контрольной группе у всех обследуемых лиц к увеличению просвета сосуда на 17,5% или 0,7± 0,3 мм величины изначального диаметра. Это свидетельствует о преобладании в регуляции базального тонуса сосудов нитро-ксидергических механизмов [7,12,16] у обследованной нами контрольной группы здоровых лиц. У больных ХСН ЫП ФК обнаружены иные закономерности в функционировании эндотелий зависимых механизмов регуляции тонуса сосудов.
В частности, у пациентов с ХСН ЬП ФК (рис. 1) окклюзионная проба приводила к эндотелий зависимой вазодилятаторной реакции в 20% случаев, а ее величина составляла 0,2±0,05 мм, что достоверно меньше, чем в контрольной группе (р<0,02). В 10% случаев реакция на пробу вообще отсутствовала, а в 70% - имела место вазоконстрикторная реакция сосудов, составлявшая 0,3±0,04 мм.
Выявленные закономерности в изменении реакций сосудов усиливались по мере прогрессирования ХСН.
Так у пациентов с ХСН П-Ш ФК доля диля-таторных реакций уменьшалась (рис.2) до 5%, в таком же количестве случаев реакции отсутствовали совсем и в 90% случаев имели место вазо-констрикторные реакции сосудов, величина которых составляла 0,5±0,07 мм, что достоверно больше по сравнению с констрикторными реакциями у пациентов группы ХСН 1-11 ФК (р<0,05).
Изменения направленности реакций сосудов у больных ХСН 11-111 ФК в%
Увеличение количества констрикторных реакций у пациентов с ХСН по мере прогрессирования заболевания свидетельствует о значительных изменениях в механизмах формирования тонуса сосудов. Эндокринные функции эндотелия сосудов [1] позволяют ему секрети-ровать биологически активные вещества, обеспечивающие участие эндотелия в процессах гемостаза, клеточной пролиферации,воспаления, регуляции тонуса сосудов [2,13,16,17,18,19]. В условиях нормы эндотелий зависимая регуляция тонуса сосудов обеспечивается сбалансированным взаимодействием вазодилятаторных (оксид азота, эндотелиальный гиперполяризующий фактор,проста-циклин, натрийуретичес-кий пептид С типа,адре-номедулин) и вазоконст-рикторных (эндотелин I, эндопероксиды, тром-боксан А2, ангиотензины, простагландин Н2) веществ секретируемых прежде всего стенкой сосуда [7,15,16,17]. Наибольший интерес исследователей вызывают оксид азота и эндотелин 1, участие которых в регуляции тонуса сосудов представляется доминирующим [5,16,21]. В условиях нормы, действующие на секрецию факторы регуляции обеспечивают сбалансированность констрикторных и дилятаторных реакций сосудов адекватную потребностям организма и достаточную для поддержания его гомеостаза.
При развитии ХСН возникают нарушения прежде всего в механизмах нейрогуморальной регуляции функций организма [3,6,21], в частности развивается дисфункция эндотелия, ограничивающая участие системы кровообращения в компенсаторных реакциях организма в условиях ХСН. При этом происходит ослабление вазомоторных влияний нитроксидергичес-ких механизмов на фоне усиления вазоконст-рикторных воздействий эндотелина 1 [3,11,21]. Среди причин возникновения дисфункции эндотелия выделяют: 1).Нарушение превращения L-аргинина в оксид азота в ответ на рецептор или поток обусловленное воздействие 2).Уве-личение инактивации оксида азота свободнорадикальными веществами 3).Повышение активности ренин-ангиотензиновой системы и,со-ответственно,увеличенный распад брадикини-на 4).Стимуляция секреции эндотелина-1 5).Функциональное и структурное ремоделирование сосудов 6).Изменение адгезивных свойств гладкомышечных клеток 7).Апоптоз клеток эндотелия [3,11].
100
80
60
40
20
0
100
20
контроль
- вазодилятация
ХСН 11-111 ФК
10
ХСН 11-111
вазоконстрикция
ХСН 11-111 ФК
- отсутствие реакции
Рисунок 1.Изменения направленности реакции сосудов у больных ХСН 1-11 ФК в%.
100
80
60
40
20
0
100
контроль
вазодилятация
ХСН 11-111 ФК
ХСН 11-111 ФК
- вазоконстрикция
ХСН ФК 11-11
- отсутствие реакции
Рисунок 2. Изменения направленности реакций сосудов у больных ХСН 11-111 ФК в %
Появились сообщения об участии эритроцитов и гемоглобина в эндотелий зависимой регуляции тонуса сосудов [16], в частности гемоглобин находящийся в плазме крови способен вмешиваться в обмен NO и нарушать нит-роксидергический гомеостаз. В то же время при ХСН ЫП ФК происходит изменение параметров циркулирующих в крови эритроцитов.
Так у больных (рис.3) с ХСН Ш ФК диаметр эритроцитов увеличивается с 4,95±0,13 мкм в контрольной группе до 6,52±0,07 мкм (р<0,05). Еще более выраженный прирост диаметра эритроцитов оказался характерен для лиц с ХСН П-Ш ФК, он составил 51% или 7,46 ± 0,08 мкм (р< 0,001) по сравнению с контролем.
Изменения размеров касается и объема циркулирующих у больных ХСН эритроцитов (рис.4).
Так у пациентов с ХСН 1-11 ФК он увеличивался до 83,2 ± 8,3 мкм3 против 63,5± 0,3 мкм3 в контроле, а у больных с ХСН П-Ш ФК объем эритроцитов составлял 88,2± 6,6 мкм3 при (р < 0,01).
Увеличивалось также и содержание эндо-эритроцитарной воды, нарастающее по мере прогрессирования ХСН. Столь выраженное изменение размеров циркулирующих эритро-
цитов при ХСН, нарастающее по мере прогрессирования заболевания, не могло не сказываться на реологических свойствах крови. В частности, отмечают снижение скорости осевого потока крови, увеличение гидростатического давления и силы трения циркулирующей крови приводящее к повреждению эндотелиоцитов стенки сосуда [10], что несомненно, должно сказываться на эндотелий зависимых механизмах регуляции тонуса сосудов при ХСН. Так, коэффициент корреляции между диаметром эритроцитов и выраженностью эндотелий зависимых реакций сосудов у пациентов с ХСН ЬП ФК составил (г = - 0,58 при р<0,01), а у больных с ХСН П-Ш ФК эта зависимость была еще более значительной (г = -0,64 при p< 0,01). Менее значимой оказалась связь у больных ХСН ЬП ФК между изменением объема эритроцитов и выраженностью эндотелий зависимых реакций сосудов (г = - 0,32 при p> 0,05), в то же время такая связь отчетливо прослеживается по мере прогрессирования ХСН, так у больных с ХСН II-III ФК коэффициент корреляции составил -0,55 при p< 0,05. Таким образом, с увеличением размеров циркулирующих эритроцитов выраженность реакций сосудов понижается в обратнопропорциональной зависимости. Большие размеры эритроцитов повышают их деформируемость [10] и способствуют разрушению в сосудистом русле, приводя к повышению концентрации свободного гемоглобина в плазме крови. Содержащийся в плазме гемоглобин [16] в свою очередь способен связывать образующийся NO и усугублять дисфункцию эндотелия сосудов, способствуя также возникновению анемии, появление которой у больных ХСН [22] расценивается как предиктор неблагоприятного исхода.
Следовательно, еще одной из причин развития и прогрессирования дисфункции эндотелия при ХСН являются нарушения, возникающие со стороны системы красной крови.
8-, 76543210-1-
-6,52.
.4,95
контрол ь
______
ХСН 1-11 ФК
7,46
ХСН !!-!!!ФК
90-, 80 70 60 50 40 30 20 10
83,2
88,2
-635-
к:
**
контрол ь ХСН !-!! Ф К ХСН !!-!!! Ф К
Рисунок 4. Изменения среднего объема эритроцитов у больных ХСН 1-111 ФК
Список использованной литературы:
1 Гомазков О.А. Система эндотелиновых пептидов: механизмы кардиоваскулярных патологий.// Вопросы мед. химии. -1999.-Т.45-№4.-с.290-304.
2 Затейщикова А.А., Затейщиков Д.А. Эндотелиальная регуляция сосудистого тонуса: методы исследования и клиническое значение.//Кардиология.-1998.-№9.-с.68-80.
3 Карпов Ю.А. Роль нейрогуморальных систем в развитии и прогрессировании хронической сердечной недостаточности: эндотелиальные факторы.// Сердечная недостаточность.- 2002.-т.3.- №1.-с.22-25.
4. КленинВ.И., Степовик Л.В., Хайруллина А.Б., Чемолосов Ю.Б. Определение относительного показателя преломления размеров и концентрации эритроцитов по спектру мутности.//Биофизика.-1978.-т.23.-вып.4.-с.53-55.
5 Ковалев И.В., Баскаков М.Б., Капилевич Л.В.и др. Механизмы регуляции оксидом азота электрической и сократительной активности гладких мышц.// Успехи физиологических наук.-2004.-т.-35.-№3.-с.20-36.
6 Мареев В.Ю. Новый век-эра применения ингибиторов АПФ в кардиологии.// Сердечная недостаточность.-2001.-т.2.-№4.-с.149-151.
7 ПокровскийВ.И., Виноградов Н.А. Оксид азота, его физиологические и патофизиологические свойства.// Терапевтический архив.-2005.-№1.- с. 82-87.
8 Хайруллина А.Б. Изучение некоторых физико-химических свойств эритроцитов по светорассеянию.// Автореф. дисс. канд. биол. наук. М., 1983.-17с.
9 Хайруллина А.Б., Хайруллина Д.Ш. Изучение эритроцитов периферической крови по светорассеянию и поглощению. Орен-
бург.-1997.-74с.
10 Шляхто Е.В., Беркович О.А., Моисеева О.М. Клеточные и молекулярно-генетические аспекты эндотелиальной дисфункции.// Вестник РАМН.-2004.-10.-с.50-52.
11 Bachetti T.Endothelial dysfunction in chronic heart failure: some new basic mechanisms.// Ital.Heart.J.2000 Oct.;1 (10): 656-61.
12.Celermajer D.S., Sorensen K.E., Gooch V.M. et al. Non-invasive detection of endothelial dysfunction in children and adults at risk
of atherosclerosis. // Lancet. 1992.- Vol. 340 (8828). - P.1111-1115.
13 Cooke J.P.,Tsao P.S. Is NO an endogenous antiatherogenic molecule?// Arterioscler.Thromb.-1994.-Vol.14.-P.-653-655.
14 Furchgott R.F., Zawadszki J.V. The obligatory role of endothelial cells in the relaxation of arterial smooth muscle by acetylcholine./ / Nature. 1980.-Vol. 288.-P. 373-376.
15 Furchgott R.F., Vanhoutte PM. Endothelium-derived relaxing and contracting factors. //FASEB J. 1989.-Vol.3-P. 2007-2018.
16 Gladwin M.T., Crawford J.H., Patel R.P. The biochemistry of nitric oxide, nitrite, and hemoglobin: role in blood flow regulation./ / Free Radic. Biol. Med. -2004 Mar 15;36 (6): 707-17.
17 Hahn A.W., Resink T.J., Scott-Burden T. et al. Stimulation of endothelin mRNA and secretion in rat vascular smooth muscle cells: a novel autocrine function.// Cell Regulation. 1990.-Vol.1 - P. 649 -659.
18 Lusher T.F., Barton M. Biology of the endothelium.// Clin Cardiol. 1997.-Vol. 20 (11 Suppl 2): II-P.3-10.
19 Mombouli J.V., Vanhoutte P.M. Endothelial dysfunction: from physiology to therapy.// J.Mol.Cardiol.- 1999 Jan;31(1):61-74.
20 Sandgren P.E., Murray A.M., Herzog C.A.et al. Anemia and new-onset congestive heart failure in the general medicare population./ / J.Card Fail. 2005 Mar; 11 (2): 99-105.
21 Sharma R., Coats A.J., Anker S.D. The role of inflammatory mediators in chronic heart failure: cytokines, nitric oxide, and endothelin-1.// Int J Cardiol. 2000 Jan 15;72(2): 175-86.
22 van der Zander K., Houben A.J., Kroon A.A. et al. Nitric oxide and potassium channels are involved in brain natriuretic peptide induced vasodilatation in man.//J.Hypertens.2002; 20:493-499.
