CC BY
34
ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ
ипсртензия
Структурно-функциональные особенности общих сонных артерий у больных эссенциальной гипертензией в зависимости от величины систолического артериального давления
Л.В. Мельникова
ГОУ ДПО «Пензенский институт усовершенствования врачей Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию», Пенза, Россия
Мельникова Л.В. — к.м.н., заведующая кафедрой ультразвуковой диагностики.
Контактная информация: ГОУ ДГК) «Пензенский институт усовершенствования врачей Федерального агентства по здравоохранению ^ социальному развитию», ул. Стасова, д. 8Л, Пенза, Россия, 440066. Факс: 8 (412) 43 58 97. E-mail: [email protected] (Мельникова Людмила §ладимировна).
Резюме
В работе исследовалась зависимость параметров ремоделирования общих сонных артерий (ОСА) от величины летолического артериального давления у больных эссенциальной гипертензией в возрасте от 30 до 62 лет. Прово-юсь ультразвуковое исследование ОСА и сердца. Оценивались структурные изменения стенки ОСА и показатели тральной гемодинамики. Выявлена взаимосвязь между величиной систолического артериального давления, диа-«етром ОСА и толщиной комплекса интима-медиа. Обнаружено снижение упругоэластических свойств сосудистой знки по мере увеличения артериального давления. Ключевые слова: систолическое артериальное давление, общие сонные артерии.
The dependency of structural and functional features of common carotid arteries on systolic blood pressure in hypertensive patients
L.V. Melnikova
Penza Advanced Training Institute for Doctors, Penza, Russia
Corresponding author: Penza Advanced Training Institute lor Doctors. 8A Stasov st.. Penza. Russian Federation, 440066. Fax: 8 (412) 43 58 -97. hmail: [email protected] (Melnikova Lyudmila, MD, PhD. the Head of Ultrasound Diagnostics Department).
Abstract
The paper addresses the dependence of common carotid arteries (CCA) remodeling parameters from systolic blood pressure value in patients with essential hypertension aged 30-62 years. Ultrasound examination of CCA and heart was ied out. Structural changes of CCA and central hacmodynamic indices were estimated. Correlation between systolic )lood pressure, CCA diameter and intima-media complex thickness was detected. Reduction of wall elasticity was revealed as blood pressure increased.
Key words: systolic arterial pressure, common carotid arteries.
Статья поступила в редакцию: 26. ОН. 09. и принята к печати: 08.09.09.
Введение
Традиционно считается, что основной мишеныо при зриальной гипергензии являются резистивные сосуды кого калибра [ 1 ]. Значение ремоделирования крупных магистральных артерий связывают с артериолосклерозом и атеросклерозом, которые проявляются утолщением чекса интима-медиа (КИМ) и формированием бля-гек, суживающих просвет сосуда. Обычно в сознании 1Стов такие изменения ассоциируются с больными гарше 65 лет. В последнее время появились доказательства существенной роли крупных артерий в развитии гриальной гипертензии у большинства гипертоников ^зависимо от возраста. Они заключаются в том, что
снижение упругоэластических свойств магистральных артерий способствует более раннему формированию отраженной пульсовой волны и повышению систолического артериального давления (САД) [2]. В свою очередь сам внутрисосудистый кровоток посредством взаимодействия с эндотелием влияет на диаметр крупных артерий [3-4]. Вопрос о том, зависят ли и в какой степени параметры ремоделирования общих сонных артерий (ОСА) от величины артериального давления, остается открытым.
Материалы и методы
Объектом исследования явились 60 человек (23 мужчины и 37 женщин) в возрасте от 30 до 62 лет (средний
ияльная
гипертензш i
возраст составил 48,1 ± 7,9 года). Средняя продолжительность артериальной гипертензии в группе наблюдения составила 7,1 ± 1,2 года.
Критерием включения явилось наличие эссенци-альной артериальной гипертензии (установленной по стандарту ВОЗ/МОАГ, 1999 г.) II стадии (ВОЗ, 1993). Критериями исключения были: неудовлетворительная ультразвуковая визуализация ОСА, патологическая извитость и стенозы сонных артерий, нарушения сердечного ритма, острые нарушения коронарного и мозгового кровообращения.
Измерение артериального давления в плечевой артерии на правой руке проводилось дважды по стандартной методике непосредственно перед началом ультразвукового исследования, в расчет принималось среднее САД и диастолическос (ДАД) артериальное давление по двум измерениям.
Распределение на группы производилось по величине артериального давления согласно Национальным клиническим рекомендациям по артериальной гипертензии (2008): к первой группе (п = 15, средний возраст 45,4 ± 9,5 года) относились лица с нормальным и высоким нормальным САД— до 139 мм рт. ст.; ко второй (п = 21; 47,1 ± 8,5 года) — лица, у которых САД было от 140 до 159 мм рт. ст.; третью (п = 15; 48,6 ± 5,1 года) составили пациенты с САД от 160 до 179 мм рт. ст.; в четвертую (п = 9; 47,6 ± 4,5 года) группу вошли больные с САД более 180 мм рг. ст. По демографическим показателям — возрасту и полу — группы были сопоставимы.
Ультразвуковое исследование ОСА и сердца выполнялось на аппарате Vivid 7 Dimension (США) после 10-минутного отдыха пациента.
При сканировании ОСА измерялась толщина КИМ на расстоянии 1 см проксимальнее бифуркации по задней стенке. В М-режиме с синхронной записью электрокардиограммы (ЭКГ) измерялся диаметр просвета ОСА в систолу и диастолу. Для сравнения между группами использовалось среднее значение, равное половине суммы систолического и диастолического диаметров. При допплерографическом исследовании ОСА анализировалась максимальная систолическая скорость кровотока (V).
Для оценки структурно-функциональных свойств ОСА определялись коэффициент растяжимости и индекс жесткости (stiffness index В) по формулам:
1. коэффициент растяжимости (distensibility coefficient, DC)
DC = 2xAD/AP/D [ 10-7кПа],
где D — диаметр артерии; AD — изменение диаметра артерии в течение сердечного цикла; АР — пульсовое артериальное давление [5];
2. индекс жесткости (stiffness index. В)
В = log (С АД/ДА Д)/(A D/D),
где D — диаметр артерии; AD — изменение диаметра артерии в течение сердечного цикла; САД — систолическое артериальное давление; ДАД — диастолическос артериальное давление [6].
С целью исследования влияния движения крови на сосудистую стенку исследовалось напряжение сдвига
ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ
на эндотелии общей сонной артерии (т), которое вы числялось (в предположении пуазейлевского теченил| по формуле:
i=4r|V/D,
где г) — вязкость крови (в среднем 0,05 Пз); V — мак симальная скорость кровотока; D— диаметр артерш
[7].
Исследование центральной гемодинамики произво дилось с помощью эхо кард и о гр а ф и ч е с ко i о исследовани: (ЭхоКГ). Рассчитывались минутный объем крови (МОК) общее периферического сосудистое сопротивлен№ (OI1CC), частота сердечных сокращений (ЧСС) по об щепринятым методикам.
Статистическая обработка данных производилась! помощью пакета программ Statistica 6.0. Использовали« следующие статистические методы: проверка нормаль ности распределения количественных признаков, анали непараметрических данных по методу Краскела-Уоллиса дисперсионный, корреляционный анализ по Пирсон) по Спирмену. Выборочные параметры, приводимы! в таблицах, представлены в виде М ± sd или med (Lq Uq), где М — среднее; sd— стандартное отклонение med — медиана; Lq, Uq — межквартильный размах Критическое значение уровня значимости принимало« равным 5 %.
Результаты
При анализе параметров ремоделирования ОСА; наблюдаемых пациентов выявлено увеличение диаметр просвета по мере роста САД. Коэффициент корреляцш Пирсона между данными показателями составил г = 0,41 р = 0,001. Посредством параметрического дисперсионно го анализа выявлены статистически достоверные разлн чия между группами (F = 4,3; р = 0,008). При сравненш между группами было обнаружено, что у больных 1 группы диаметр ОСА не отличался от нормотензивньо пациентов (5,86 ± 0,41 и 6,02 ± 0,32 мм соответственно р > 0,05). Повышение давления в 3 и 4 группах сопровож далось достоверным расширением сосуда. В диапазон: от 160 до 179 мм рт. ст. величина просвета сосуда был; 6,2 ± 0,5 мм (р = 0,0001 при сравнении с 1 rpynnoiil При САД более 180 мм рт. ст. диаметр оказался ещ больше— 6,6 ± 0,7 мм (р = 0,0001 при сопоставленш первых двух групп).
Исследование толщины КИМ проводилось с ис пользованием непараметрических методов анализа Достоверность различий подтверждена методом Крас кела-Уоллиса (Н = 10,1; р = 0,01). У пациентов со значи тельным повышением САД КИМ отличалась от таково? первых двух групп. Так, в 3 и 4 группах она составил; 0,75 (0,65; 1,0) и 0,8 (0,75;0,82) мм соответственно, а в и 2 группах 0,65 (0,6;0,7) и 0,65 (0,6;0,8) мм (р < 0,05! Кроме того, определялась прямая взаимозависимосп между КИМ и САД (г = 0,45; р = 0,0003).
Согласно наблюдениям H.H. Савицкого, повышение тонического напряжения и сокращения мышечныи элементов сосудистой стенки повышает ее упруга сопротивление [8]. У исследуемых пациентов наблюдалось снижение коэффициента растяжимости (DC!
Т' ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ
гипертензия
Таблица 1
ПАРАМЕТРЫ РЕМ ОДЕЛ И PO ВА Н И Я ОБЩИХ СОННЫХ АРТЕРИИ У БОЛЬНЫХ АРТЕРИАЛЬНОЙ ГИПЕРТЕНЗИЕЙ (М ± SD; MED (LQ; UQ))
Показатели Группа 1 (п = 15) Группа 2 (п = 21) Группа 3 (п = 15) Группа 4 (п = 9)
коэффициент растяжимости, 10"7кПа 50,3 ± 17,42-м 42,7 ± 15,5й-4 30,5 ± 6,61М 18,5 ± 5,912,3
.Индекс жесткости, усл. ед. 3,5 (2,8;4,9)м 3,9 (3,5;5,3)4 4,8 (4,3;5,7)м 7,2 (5,7;9,3),aj
'Диаметр ОСА, мм 5,8 ± 0,4м 6,0 ± 0,5" 6,2 ±0,5' 6,6 ± 0,7'-2
¡1 Толщина КИМ, мм 0,65 (0,6;0,7)м 0,65 (0,6;0,8)м 0,75 (0,65; 1,0)'2 0,8 (0,75 ;0,82)1,2
^ Макс. сист. скорость, см/с 85,3 ± 16,8 86,8 ± 23,2 78,3 ± 13,7 73,1 ± 15,1
| Напряжение сдвига, дин/см2 29,2 ± 5,8м 29,3 ± 9,4м 25,2 ± 5,01-2 22,4 ± 5,51,2
Примечание: ОСА — общие сонные артерии; КИМ — комплекс интима-медиа;1 — р < 0,05 при сравнении с I группой;: — р < 0,05 при внении со 2 группой; * р < 0,05 при сравнении с 3 группой;* р < 0,05 при сравнении с 4 группой.
Таблица 2
ПАРАМЕТРЫ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ГЕМОДИНАМИКИ ОБСЛЕДОВАННЫХ ПАЦИЕНТОВ (М ± 80)
Показатели Группа 1 (п = 15) Группа 2 (п = 21) Группа 3 (" = 15) Группа 4 (п = 9)
ОПСС, дин/см/с} 2231 ±613 2177 ±370 2069 (467) 2157(510)
МОК, л/мин. 3,9 ± 1,02М 5,6 ± 1,1' 5,1 ± 1,0' 5,6 ± 0,9'
ЧСС, уд./мин. 66,4 (9,9) 73,5(10,7) 68,6(11,2) 73,8 (9,5)
Систолическое АД, мм рт. ст. 126,4±9,52М 144,2 ± 5,0, м 164,1 ± 4,91,2,4 196,1 ± 16,71-2-1
Диастолическое АД. мм рт. ст. 84,6 ± 9,12,3,4 91,9 ± 6,71М 100 ± 9,81,2,4 111,6± 10,61,2,3
Примечание: ОПСС — общее периферическое сосудистое сопротивление; МОК минутный объем крови; ЧСС — частота сердечных окращений; АД — артериальное давление; 1 — р < 0,05 при сравнении с I группой;2 — р < 0,05 при сравнении со 2 группой;1 — р < 0,05 при равнении с 3 группой;4 — р < 0,05 при сравнении с 4 группой.
при возрастании САД от 50,3 ± 17,4 * 10 7кГ1а в первой эуппе до 18,5 ± 5,9 х 10 7кПа в четвертой (р < 0,05 при эавнении всех групп между собой). Прослеживалась эицательная взаимосвязь между величиной САД и )эффициентом растяжимости г = -0,63; р = 0,0001.
того, обращало на себя внимание значительное величение индекса жесткости при САД более 180 мм рт. ст.— 7,2 (5,7;9,3) Ед в отношении всех групп и в эбенности первой — 3,5 (2,8;4,9) Ед (р = 0,0001). При спользовании непараметрического метода сравнения руппы достоверно различались между собой по индексу гсткости (Н = 17,1; р = 0,0007). г Допплерографические исследования в ОСА выявили, что максимальная систолическая скорость внутрисосу-цистого кровотока статистически достоверно не отличатся между группами, несмотря на небольшое снижение ее от первой группы—от 85,3 ± 16,8 до 73,1 ±15,1 см/с ^четвертой. Вычисление напряжения сдвига на эндотелии обнаружило более значимые межгрупповые различия. У пациентов с САД в диапазоне от 160 до 179 мм рт. ст. (3 группа) определялось снижение напряжения сдвига на эндотелии (25,2 ± 5,0 дин/см2) по сравнению с лицами, имеющими нормальное давление (29,2 ± 5,8 /см2, р = 0,005) и имеющими САД от 140 до 159 мм рт. ст. (29,3 ± 9,4 дин/см2, р = 0,03). Еще более был снижен данный параметр в четвертой группе — 22,4 ± 5,5 ш/см2 (р < 0,05 при сравнении с 1 и 2 группами), выявлялась обратная корреляционная связь между зяжением сдвига на эндотелии ОСА и толщиной
КИМ (г = -0,54, р = 0,0001), а также с величиной САД (г = -0,32; р = 0,01).
Параметры центральной гемодинамики по данным ЭхоКГ-исследования у обследованных больных приведены в таблице 2. Обращало на себя внимание увеличение МОК в группах с повышенным АД (5,6 ± 1,1; 5,1 ± 1,0 и 5,6 ± 0,9 мл/мин. во 2, 3 и 4 группах соответственно) относительно нормогензивных пациентов (3,9 ± 1,0 мл/мин., р < 0,05). При этом корреляционный анализ показал наличие прямой взаимосвязи между МОК и диаметром ОСА (г = 0,37; р = 0,004). По величине ОПСС и ЧСС достоверных различий между группами выявлено не было.
Обсуждение
Основная дискуссия ведется вокруг вопроса о причинно-следственной связи САД и параметров ре-моделирования ОСА. Считается доказанным, что воздействие внутрисосудисгого давления и потока крови на эндотелий включает сложные пусковые механизмы рег уляции тонуса артерий, изменяет механическое состояние стенки [9].
Общеизвестно, что величина АД зависит от двух переменных — МОК и ОПСС. В нашем исследовании не было выявлено межгрупповых различий по величине ОПСС, следовательно, повышение АД обусловливалось увеличением объема крови, выбрасываемой левым желудочком. Мы наблюдали расширение диаметра ОСА по мере роста САД. Данный факт может быть обусловлен
НмЯШ1иШ!иСИИ
гйпертензия
ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ
механическим растяжением стенок сосуда возросшим объемом протекающей крови. Под воздействием внут-рисосудистого давления режим работы гладких мышц менялся от изотонического к изометрическому [10]. При этом наблюдались значительные структурно-функциональные изменения ОСА: растяжение просвета, повышение тонуса сосудистой стенки, возрастание ее жесткости и уменьшение эластичности.
Считают, что за вязкоупругие свойства стенок артерий ответственны в основном гладкомышечпые клетки медии, а жесткость стенки обусловлена коллагеновыми волокнами [11]. Так как у наших пациентов прослеживалась тесная обратная взаимосвязь между величиной САД и коэффициентом растяжимости, можно предположить, что снижение упругих свойств стенки ОСА при повышении АД происходило за счет преобразований в гладкомышечных клетках среднего слоя сосуда.
При растяжении просвета сосуда замедляется скорость пристеночных слоев крови по отношению к центральным и снижается напряжение сдвига на эндотелии. Доказано, что повышение напряжения сдвига потенцирует синтез оксида азота — одного из основных сосудорасширяющих факторов [12]. Соответственно, наблюдая снижение вышеупомянутого параметра правомочно ожидать сужение просвета. Но полученные данные противоречат этому: у обследованных пациентов с высоким САД расширение диаметра ОСА сопровождается уменьшением напряжения сдвига. Для разрешения этого парадокса мы обратили внимание на толщину КИМ. Было установлено, что больные с повышенным САД имели более толстую сосудистую стенку, чем нормогензивные пациенты. Именно это наблюдение доказывает, что напряжение сдвиг а, действительно, оказывает влияние на гладкомышечпые клетки медии, вызывая их сокращение и увеличение толщины среднего слоя стенки. Уменьшение синтеза оксида азота в результате снижения напряжения сдвига на эндотелии вызывает цепочку биохимических реакций в клетках сосудистой стенки [13-14]. В результате недостаточной стимуляции механорецепторов эндотелия нарушается выход Са2+ из мышечных клеток, что приводит к их констрикции, повышению тонуса и толщины сосудистой стенки.
Данный механизм в артериях более мелкого диаметра приводит к сужению просвета. Однако в крупных сосудах эластического типа, к которым относятся ОСА, повышение внутрисосудистого давления не позволяло эффективно сократить диаметр просвета. Наряду с этим, мы наблюдали повышение жесткости стенки магистральных артерий. Как правило, это вызывает нарушение ее демпфирующей роли, что способствует повышению САД. Таким образом, замыкается порочный круг, который в конечном итоге приводит к появлению структурных, фиброзных изменений в сосудистой стенке, стабилизируя повышенное АД.
На основании проведенного исследования были сделаны следующие выводы:
I) повышение САД приводит к структурно-функциональным изменениям ОСА, заключающимся в рас-
ширении диаметра просвета и снижении упругоэласти ческих свойств сосудистой стенки;
2) у больных с САД более 160 мм рт. ст. определи стся снижение напряжения сдвига на эндотелии и увели чение толщины КИМ ОСА по сравнению с пациентами имеющими более низкое АД.
Литература
1. Гогии Е.Е., Гогин I .E. Гипертоническая болезнь и ассоциировав мыс болезни системы кровообращения: основы патогенеза, диагностик и выбор лечения. — М.: Ныодиамед. 2006. — 254 с.
2. Бойцов С.А. Изучение патогенеза гипертонической болечи продолжается // Терапевт, арх. — 2006. — № 9. — С. 5-12.
3. Хаютин В.М., Лукошкова Е.В., Рогоза A.M. и др. Отрицательны обратные связи в патогенезе первичной артериальной гипертонш механочувствительность эндотелия// Физиол. жури. им. И.М. Сеч< нова. — 1993. — № 8. — С. 1-21.
4. Мелькумянц A.M., Балашов С.А. Скорость кровотока — пи тоянио действующий фактор дилатании артерий // Бюл. эксперт биологии и медицины. — 1985. — № I. — С. 7-9.
5. Reneman R.S.. van Merode Т., Hick P. et al. Age-related changesi carolid artery wall properties in men // Ultrasound Med Biol. — 1986 -Vol. 12, №6, —P. 465-471.
6. Kawasaki Т.. Sasayama S., Yagi S. et al. Nonivasive assessment) the age related changes in stiffness of major branches of the human arteries Cardiovasc. Res. — 1987. — Vol. 21. № 9. — P. 678-687.
7. Иванова О.В.. Рогоза А.Н., Балахонова T.B. и др. Определен« чувствительности плечевой артерии к напряжению сдвига на эидои лии как метод оценки состояния эндотелийзависимой вазодилаташш помощью ультразвука высокого разрешения у больных с артериальнс гипертензией // Кардиология. 1998. — № 3. — С. 37-41.
8. Савицкий 11.11. Биофизические основы кровообращения и юи ничеекие методы изучения гемодинамики. — Л., 1974. — 31()с.
9. Хаютин В.М. Механорсцепция эндотелия артериальных ci судов и механизмы защиты от развития гипертонической болезни Кардиология. — 1996. — № 7. — С. 27-35.
10. Филатова О.В., Филатов КН. Взаимодействие давления и поп ка в эндотелий-зависимой регуляции диаметра артериальных сосудов Успехи физиол. наук. — 1994. — Т. 25, № 4. — С. 103-105.
11. Каро К., Педли Т., Шротер Р. И. др. Механика кровообращенн / Пер. с англ. — М.: Мир, 1981. — 624 с.
12. Мелькумянц A.M., Балашов С.А., Хаютин В.М. Регуляци просвета магистральных артерий в соответствии с напряжение сдвига на эндотелии // Физиол. журн. им. И.М. Сеченова. — 1992,-№ 6. — С. 70-78.
13. Грибкова И.В., Шуберт Р., Серебряков В.П. NO активиэиру( С'а-' — I активизируемый К'ток гладкомышечных клеток хвостово артерии крысы через СЗМР-зависимый механизм// Кардиология.-2002. — Т. 40, № 8. — С. 65-70.
14. Fukao М., Mason Н., Britton ЕС. et al. Cyclic GMP-dependentpri tein kinase activates cloned BK( channels expressed in mammalian cellsfc direct phosphorylation at serine 1072 Hi. Biol. Chem. — 1999. — Vol. 2} № 16. — P. 10927-10935.
