СОСТОЯНИЕ ГЛОБАЛЬНОЙ ПРОДОЛЬНОЙ ФУНКЦИИ ЖЕЛУДОЧКОВ СЕРДЦА И ФУНКЦИИ МЫШЕЧНЫХ ВОЛОКОН СРЕДНЕГО СЛОЯ ЛЕВОГО ЖЕЛУДОЧКА У БОЛЬНЫХ ВИБРАЦИОННОЙ БОЛЕЗНЬЮ И ВИБРАЦИОННОЙ БОЛЕЗНЬЮ С КОМОРБИДНОЙ АРТЕРИАЛЬНОЙ ГИПЕРТОНИЕЙ
СОСТОЯНИЕ ГЛОБАЛЬНОЙ ПРОДОЛЬНОЙ ФУНКЦИИ ЖЕЛУДОЧКОВ СЕРДЦА И ФУНКЦИИ МЫШЕЧНЫХ ВОЛОКОН СРЕДНЕГО СЛОЯ ЛЕВОГО ЖЕЛУДОЧКА У БОЛЬНЫХ ВИБРАЦИОННОЙ БОЛЕЗНЬЮ И ВИБРАЦИОННОЙ БОЛЕЗНЬЮ С КОМОРБИДНОЙ АРТЕРИАЛЬНОЙ ГИПЕРТОНИЕЙ
Аннотация
С целью изучения состояние продольной систолической и диастолической функции левого и правого желудочков и функции мышечных волокон среднего слоя левого желудочка у больных вибрационной болезнью и вибрационной болезнью с коморбидной артериальной гипертонией обследовано 23 больных вибрационной болезнью (ВБ) первой степени от воздействия локальной вибрации (средний возраст 47,4 года) и 25 больных с вибрационной болезнью и артериальной гипертензией (АГ) 1-2 степени (средний возраст 50,1 год), неосложненной формой, риск 2. Все обследованные лица с вибрационной болезнью – мужского пола. Группу контроля составили относительно здоровые лица без ВБ и АГ (22 человека, средний возраст 46,4 года).
Осуществлялось трансторакальное эхокардиографическое (ЭхоКГ) исследование. Наряду с общепринятыми методиками (одно-, двухмерная ЭхоКГ, импульсная волновая, цветовая допплерэхокардиография), проводилось импульсное тканевое допплеровское исследование из апикального доступа с получением четырех камер сердца. Продольная систолическая и диастолическая функции левого (ЛЖ) и правого (ПЖ) желудочков оценивались по тканевому допплеровскому спектру. Для изучения функция мышечных волокон среднего слоя левого желудочка рассчитывались «внутренняя оболочка» ЛЖ, фракция укорочения средних мышечных волокон (ФУср, %). С целью устранения влияния постнагрузки ЛЖ на ФУ волокон среднего слоя рассчитывали стресс-корректированную ФУ волокон среднего слоя – циркулярный конечно-систолический миокардиальный стресс (цКСМС).
Основными производственными неблагоприятными факторами у лиц с вибрационной болезнью являлись вибрация, шум, физическое напряжение.
У больных вибрационной болезнью без коморбидной патологии отмечается развитие дисфункция продольных мышечных волокон левого и правого желудочков сердца, выражающаяся в ухудшении глобальных продольной систолической и диастолической их функций и рост стресс-корректированной фракции укорочения волокон среднего слоя миокарда левого желудочка. С присоединением артериальной гипертензии у больных вибрационной болезнью дисфункция продольных мышечных волокон левого и правого желудочков сердца усиливается и возрастает как фракция укорочения средних мышечных волокон, так и стресс-корректированная фракция укорочения волокон среднего слоя миокарда левого желудочка.
1. Введение
При длительном контакте с вибрацией у лиц с артериальной гипертонией появляется тенденция к активизации гетерометрического механизма авторегуляции сердечной деятельности. У больных вибрационной болезнью и неосложненной формой артериальной гипертонии это проявляется наиболее ярко . Предполагается, что при таких патологических состояниях, как ишемия и гипертрофия миокарда, в первую очередь нарушается функция продольных миокардиальных волокон
. Анализ продольной функции миокарда может помочь в ранней диагностике сердечно-сосудистой патологии .Цель исследования – изучить состояние продольной систолической и диастолической функции левого и правого желудочков, а также функции среднего мышечного слоя левого желудочка у больных вибрационной болезнью (ВБ) без сердечно-сосудистой патологии и у больных вибрационной болезнью и артериальной гипертонией (АГ).
2. Методы и принципы исследования
Обследовано 23 больных вибрационной болезнью (ВБ) первой степени от воздействия локальной вибрации (средний возраст 47,4 года) и 25 больных с вибрационной болезнью и артериальной гипертензией (АГ) 1-2 степени (средний возраст 50,1 год), неосложненной формой, риск 2. Критериями исключения из исследования служили перенесенный инфаркт миокарда, ишемическая болезнь сердца, сахарный диабет или нарушенная толерантность к углеводам, а также нарушения ритма сердца, включая синусовую тахикардию. Анализировались больные с сохраненной фракцией выброса левого желудочка. Для отнесения больных к этой категории пользовались современными критериями оценки этого состояния
, . Все обследованные лица с вибрационной болезнью – мужского пола. Группу контроля составили относительно здоровые лица без ВБ и АГ (22 человека, средний возраст 46,4 года).Осуществлялось трансторакальное эхокардиографическое (ЭхоКГ) исследование. Наряду с общепринятыми методиками (одно-, двухмерная ЭхоКГ, импульсная волновая, цветовая допплерэхокардиография), проводилось импульсное тканевое допплеровское исследование из апикального доступа с получением четырех камер сердца. Продольная систолическая и диастолическая функции левого (ЛЖ) и правого (ПЖ) желудочков оценивались по тканевому допплеровскому спектру, зарегистрированному от фиброзных колец митрального (МК) и трикуспидального (ТК) клапанов. В тканевом допплеровском спектре от фиброзного кольца МК со стороны боковой стенки ЛЖ и фиброзного кольца ТК со стороны боковой стенки ПЖ оценивали максимальную (пиковую) систолическую скорость движения кольца (Sm, см/c), максимальные диастолические скорости (Em и Am, см/c), их соотношение (Em / Am), время изоволюмического расслабления (IVRT, мс) – период между окончанием кровотока в выносящем тракте и началом кровотока в приносящем тракте желудочков и максимальную скорость раннего наполнения желудочков (Е, м/с), соотношение Е/Еm
, , . Для изучения функционального состояния среднего мышечного слоя миокарда левого желудочка (ЛЖ) определялись: конечно-диастолический (КДР, мм), конечно-систолический (КСР, мм) размеры левого желудочка, толщина межжелудочковой перегородки в диастолу (Тмжп, мм), толщина задней стенки ЛЖ как в систолу (ЗСЛЖс, мм.), так и в диастолу (ТЗСЛЖд, мм.), фракция выброса ЛЖ (ФВ, %), фракция укорочения ЛЖ (ФУЛЖ, %), масса миокарда ЛЖ (ММЛЖ, г), индекс массы миокарда ЛЖ (ИММЛЖ, г/м2), общий объем ЛЖ (Vобщ, мл), объем миокарда ЛЖ (Vm, мл), скорость укорочения циркулярных мышечных волокон миокарда (Vcf, с-1), «внутренняя оболочка» ЛЖ, фракция укорочения средних мышечных волокон (ФУср, %). С целью устранения влияния постнагрузки ЛЖ на ФУ волокон среднего слоя рассчитывали стресс-корректированную ФУ волокон среднего слоя – циркулярный конечно-систолический миокардиальный стресс (цКСМС) , .Основными производственными неблагоприятными факторами у лиц с вибрационной болезнью являлись вибрация, шум, физическое напряжение.
Полученный цифровой материал был обработан с помощью вариационно-статистических методов путём расчета средней арифметической (m), среднеквадратичного отклонения (s). Различие показателей рассчитывалось методом разностной статистики по критерию Стьюдента и считалось статистически значимым при Р<0,05 (при 5% уровне значимости).
3. Основные результаты
Изучение состояния продольной функции левого желудочка у больных вибрационной болезнью показало, что в отличие от группы контроля, отмечается уменьшение Sm в 1,99 раза (p<0,05) на фоне снижения как Em в 2,17 раза (p<0,05), так и Am на 13,1% (p<0,05) и их соотношения Em/Am в 3,05 раза (p<0,05). Скорость Em находится в обратной зависимости с константой релаксации τ, отражающей именно время снижения давления в желудочке в период релаксации
. Отличий между группами по Е выявлено не было. Е является важным показателем при измерении давления в ЛП. Существенным недостатком измерения трансмитральной скорости Е-волны как показателя давления в ЛП является то, что она отражает только разность предсердно-желудочкового давления . За счет меньших значений Em в группе больных вибрационной болезнью отмечается возрастание соотношения Е/Еm на 19,5% (p<0,05) и удлинение IVRT на 19,5% (p<0,05) (табл. 1). Сочетание высокой волны Е и сниженной скорости Em указывает на повышенное диастолическое давление в ЛЖ и выражается повышенным значением Е/Еm. Поскольку диапазон нормальных значений Еm достаточно широк, то очевидно, что отношение Е/Еm не может быть точным показателем давления в ЛП. Использовать этот параметр необходимо в комбинации с другими показателями , в частности, IVRT. Активное изоволюмическое расслабление – основа механизма Франка-Старлинга. Принцип данного механизма – чем больше диастолическое наполнение, тем больше систола, если оно совершается в пределах физиологических изменений актомиозинового перекрытия. Ультраструктурная основа этого закона заключается в том, что количество актомиозиновых мостиков является максимальным при растяжении каждого саркомера до 2,2 мкм. Чем дольше в физиологическом диапазоне изменений диастола, тем она совершеннее. Дольше диастола – дольше период изоволюмического расслабления, более полное актомиозиновое расхождение и больше сила сердечных сокращений . Как было показано, для больных вибрационной болезнью характерна активизация гетерометрического механизма авторегуляции сердечной деятельности, в основе которого лежит указанный механизм . Вместе с тем, показатели диастолической функции левого желудочка, полученные при помощи импульсно-волновой ТДКГ, не зависят от преднагрузки, так же как и показатель Е/Еm , .У больных вибрационной болезнью показало, что в отличие от группы контроля, отмечается увеличение КСР ЛЖ на 8%, Тмжп на 16,3% (p<0,05), ЗСЛЖс на 26,6% (p<0,05), ТЗСЛЖд на 31,4% (p<0,05) на фоне возрастания ИММЛЖ на 11,8% (p<0,05). При этом отличий по фракции укорочения средних мышечных волокон между группами выявлено не было. Однако, стресс-корректированная ФУ волокон среднего слоя, т.е. без влияния постнагрузки (цКСМС), в группе больных ВБ была выше, чем у здоровых на 16,8% (p<0,05) (табл. 2).
Изучение состояния продольной функции правого желудочка у больных вибрационной болезнью показало, что в отличие от группы контроля, отмечается уменьшение Sm в 2,04 раза (p<0,05) на фоне снижения как Em в 2,4 раза (p<0,05), так и Am в 1,39 раза (p<0,05) и их соотношения Em/Am на 41,8% (p<0,05). Отличий между группами по Е также выявлено не было. За счет меньших значений Em в группе больных вибрационной болезнью отмечается возрастание соотношения Е/Еm в 2,11 раза (p<0,05) при отсутствии отличий по продолжительности IVRT (табл. 3). Указанные изменения свидетельствуют о снижении как глобальной систолической, так и глобальной диастолической функций правого желудочка у больных ВБ. Известно, что у этой категории лиц правый желудочек находится в состоянии гиподинамии. Снижение сократительной способности правого желудочка ведет к уменьшению его сердечного выброса, что направлено на уменьшение преднагрузки левого желудочка .
Таблица 1 - Показатели глобальной систолической и диастолической функций левого желудочка по данным тканевой допплерэхокардиографии (M±σ)
Показатель | Контроль (n=22) | Больные ВБ (n=23) | Больные ВБ и АГ (n=25) | Р 1-2 | Р 2-3 |
Sm, см/c | 5,61±0,73 | 2,81±0,26 | 2,55±0,22 | p<0,05 | p<0,05 |
Em, см/с | 8,87±0,24 | 4,08±0,23 | 2,92±0,21 | p<0,05 | p<0,05 |
Am, см/с | 4,30±0,06 | 3,74±0,05 | 2,95±0,04 | p<0,05 | p<0,05 |
Еm/Аm, усл. ед. | 3,51±0,19 | 1,15±0,79 | 1,01±0,08 | p<0,05 | p<0,05 |
Е, м/с | 0,69±0,09 | 0,67±0,12 | 0,49±0,09 | - | p<0,05 |
Е/Еm, усл. ед. | 1,77±0,14 | 2,17±0,09 | 2,23±0,11 | p<0,05 | - |
IVRT, мс | 0,58±0,18 | 0,90±0,21 | 0,76±0,23 | p<0,05 | p<0,05 |
Изучение состояния продольной функции левого желудочка у больных вибрационной болезнью и АГ показало, что в отличие от больных ВБ не страдающих АГ, отмечается меньшее значение максимальной систолической скорости (Sm) на 9,3%. Sm имеет обратную корреляцию с объемом миокарда левого желудочка и прямую с индексом контрактильности. При этом отмечается снижение как Em в 2,4 раза (p<0,05), так и Am в 1,39 раза (p<0,05) и их соотношения Em/Am на 41,8% (p<0,05). Скорость Em определяется плотностью β-адренорецепторов и степенью фиброза миокарда. Чем более выражен фиброз и ниже плотность β-адренорецепторов, тем ниже спектр Em . Но также выявляется обратная зависимость между степенью интерстициального фиброза и плотностью β-адренорецепторов и со значением Sm. В патогенезе развития «гипертонического сердца» нарушение упруго-эластических и деформационных свойств миокарда (в первую очередь его фиброз) рассматривается в качестве важного аспекта как с патофизиологической, так и с клинической точки зрения. Согласно данным исследований, в генезе соединительнотканной перестройки сердечной мышцы на фоне АГ важное значение имеет активация симпатической вегетативной нервной системы. Фиброз миокарда служит фактором риска развития сердечно-сосудистых осложнений, как то: инфаркт миокарда, хроническая сердечная недостаточность, нарушения ритма сердца, инсульт и внезапная сердечная смерть
. Вместе с тем, у больных ВБ и АГ выявляются меньшие значения Е на 22,9% (p<0,05). Отличий между группами по соотношения Е/Еm и продолжительности IVRT выявлено не было (табл.1). Значение соотношения Em/Am имеет прямую корреляционную связь со значением соотношения максимальной скорости раннего наполнения и максимальной скоростью предсердного наполнения, средним давлением в легочной артерии и общим легочным сопротивлением.У больных вибрационной болезнью с коморбидной АГ, в отличие от группы больных с ВБ без сердечно-сосудистой патологии, отмечается увеличение КДР ЛЖ на 8,3%, Тмжп на 14,1% (p<0,05) на фоне возрастания ИММЛЖ на 8,1% и ФВЛЖ на 7,8%. При этом происходит некоторое ускорение скорости укорочения циркулярных мышечных волокон миокарда (на 6,2%) значительно увеличивается фракция укорочения средних мышечных волокон (на 54,9%, p<0,05), а стресс-корректированная ФУ волокон среднего слоя на 15% (p<0,05) (табл. 2).
Таблица 2 - Некоторые показатели структурно-функционального состояния левого желудочка и показатели функции мышечных волокон среднего слоя левого желудочка (M±σ)
Показатель | Контроль (n=22) | Больные ВБ (n=23) | Больные ВБ и АГ (n=25) | Р 1-2 | Р 2-3 |
КДР, мм | 4,69±0,33 | 4,80±0,35 | 5,23±0,22 | - | p<0,05 |
КСР, мм | 2,79±0,29 | 3,03±0,44 | 3,11±0,48 | p<0,05 | - |
Тмжп, мм | 0,82±0,06 | 0,98±0,05 | 1,14±0,04 | p<0,05 | p<0,05 |
ЗСЛЖс, мм. | 1,22±0,04 | 1,66±0,09 | 1,72±0,08 | p<0,05 | - |
ТЗСЛЖд, мм. | 0,70±0,06 | 1,02±0,03 | 1,08±0,04 | p<0,05 | - |
ФВ, % | 69,4±2,14 | 68,00±4,33 | 73,73±3,11 | - | - |
ИММЛЖ, г/м2 | 67,61±8,86 | 76,59±7,97 | 83,32±8,91 | p<0,05 | - |
Vcf, с-1 | 1,28±0,14 | 1,23±0,16 | 1,31±0,11 | - | - |
«внутренняя оболочка» | 1,4±0,05 | 1,71±0,07 | 2,02±0,04 | p<0,05 | p<0,05 |
ФУср, % | 40,55±3,45 | 37,37±4,75 | 82,81±3,44 | - | p<0,05 |
цКСМС | 90,32±4,88 | 75,18±3,19 | 88,36±3,10 | p<0,05 | p<0,05 |
Изучение состояния продольной функции правого желудочка у больных вибрационной болезнью и АГ показало, что в отличие от больных ВБ не страдающих АГ, отмечается снижение как Е на 17,4% (p<0,05), Em 7,5% и соотношения Е/Еm на 19,6% (p<0,05) на фоне удлинения IVRT на 24,7% (p<0,05) (табл. 3). Последний показатель демонстрирует изменение процесса активного расслабления, который во многом зависит от свойств кардиомиоцитов.
Таблица 3 - Показатели глобальной систолической и диастолической функций правого желудочка по данным тканевой допплерэхокардиографии (M±σ)
Показатель | Контроль (n=22) | Больные ВБ (n=23) | Больные ВБ и АГ (n=25) | Р 1-2 | Р 2-3 |
Sm, см/c | 5,86±0,24 | 2,87±0,27 | 2,85±0,21 | p<0,05 | - |
Em, см/с | 6,73±0,28 | 2,80±0,26 | 2,59±0,26 | p<0,05 | - |
Am, см/с | 4,41±0,04 | 3,16±0,05 | 3,14±0,06 | p<0,05 | - |
Еm/Аm, усл. ед. | 1,29±0,07 | 0,88±0,04 | 0,83±0,04 | p<0,05 | - |
Е, м/с | 0,54±0,04 | 0,52±0,02 | 0,43±0,08 | - | p<0,05 |
Е/Еm, усл. ед. | 0,88±0,14 | 1,86±0,09 | 1,50±0,11 | p<0,05 | p<0,05 |
IVRT, мс | 0,58±0,18 | 0,55±0,24 | 0,73±0,24 | - | p<0,05 |
4. Заключение
Таким образом, у больных вибрационной болезнью без коморбидной патологии отмечается развитие дисфункция продольных мышечных волокон левого и правого желудочков сердца, выражающаяся в ухудшении глобальных продольной систолической и диастолической их функций и рост стресс-корректированной фракции укорочения волокон среднего слоя миокарда левого желудочка. С присоединением артериальной гипертензии у больных вибрационной болезнью дисфункция продольных мышечных волокон левого и правого желудочков сердца усиливается и возрастает как фракция укорочения средних мышечных волокон, так и стресс-корректированная фракция укорочения волокон среднего слоя миокарда левого желудочка.