Состояние сердечно-сосудистой системы при действии вибрации (клинические и патогенетические аспекты)
Состояние сердечно-сосудистой системы при действии вибрации (клинические и патогенетические аспекты)
Аннотация
Обзор литературы посвящен состоянию сердечно-сосудистой системы в условиях воздействия производственной вибрации. Рассматриваются клинические, гемодинамические аспекты. В рамках профессионально обусловленных заболеваний обсуждается роль вибрации в потенцировании развития ведущей сердечно-сосудистой патологии: артериальной гипертензии и ишемической болезни сердца, механизмы реализации таких воздействий. Обсуждаются клинические особенности АГ и ИБС. Приводятся данные современных научных наработок по патофизиологическим аспектам влияния вибрационного фактора на сердце и сосуды. Раскрыты значимые события для сердечно-сосудистой системы, происходящие в нейро-гормональной ее регуляции, раскрыты взаимосвязи между ней и иммунной системой, уточнены изменения в прооксидантной и антиоксидантной системах. Обсуждаются события, которые происходят на уровне эндотелия сосудов, позволившие сформировать концепцию о вибрационных микроангиопатиях. Показываются новые возможности по профилактике последствий воздействия вибрационного фактора на кардиоваскулярную систему и развития коморбидной сердечной патологии. Полученные данные служат основой для усовершенствования подходов к оказанию лечебной помощи данной категории лиц.
1. Введение
Высокая распространенность сосудистой патологии, в том числе сочетанных ее форм и прежде всего АГ и ИБС, особенно в трудоспособном возрасте, значительный удельный вес ее среди причин смертности обусловливают необходимость дальнейшего изучения факторов риска развития этих заболеваний, в частности уточнения роли производственно-неблагоприятных факторов в их возникновении, в частности, вибрации.
Отмечено, что у целого ряда контингентов лиц, работающих с вредными физическими и химическими факторами, ведущее место в структуре сопутствующих заболеваний занимают поражения сердца и сосудов: среди рабочих виброопасных профессий – 34,6% , . Некоторыми авторами , подчеркивается рост сердечно-сосудистой патологии с увеличением стажа работы и степени тяжести самого профессионального заболевания.
Особенностями современных форм профессиональной патологии от воздействия физических производственных факторов являются удлинение сроков развития, преобладание легких форм, увеличение возраста больных, учащение сочетаний с общесоматическими заболеваниями и торпидность течения , , .
В условиях современного производства вибрационная патология – одно из наиболее частых профессиональных заболеваний . Вопросам состояния сердечно-сосудистой системы в условиях воздействия вибрации посвящено большое количество работ , , , . Сочетание профессиональных и общесоматических болезней существенно осложняет своевременную их диагностику и лечение.
2. Основная часть
Установление роли профессиональных факторов в развитии изменений сердечно-сосудистой системы – сложная задача, требующая выявления отдельных профессиональных раздражителей, учета социальных и гигиенических аспектов , .
Под воздействием локальной вибрации у рабочих развиваются сосудистые расстройства – сначала венозные, затем со стороны резистивных сосудов с нарушениями регионарного и системного кровотока . При этом средние сроки развития вибрационной болезни в машиностроении составляют 14,5 + 0,4 года . Д. Цветковым и Н. Цачевой выявлена более высокая частота случаев артериальной гипертонии (АГ) и ИБС в производственных отраслях с выраженной вибрацией. Частота случаев ИБС в семи виброугрожаемых отраслях превышает тот же показатель в отрасли сообщения на 5-95%. Повышенная частота АГ у рабочих виброопасных производств установлена и другими авторами . Как показали исследования А.М. Монаенковой и соавт. , АГ чаще отмечалась у больных вибрационной болезнью (ВБ) (30±5 на 100 больных) по сравнению с больными другими профессиональными заболеваниями (силикоз – 22,0±2,96, хронический бронхит – 18,8±3,97). Отмечена зависимость частоты АГ от степени ВБ: 19,3% у больных с первой степенью, 25,82% – у больных 1-2-й степени и 28,23% у больных второй степени . Изучение Н.Г. Савенковой и В.М. Валуциной распространенности АГ среди горнорабочих различных профессий высокомеханизированных шахт Донбасса показало, что АГ встречается в 17,7% наблюдений и увеличивается с возрастом обследованных. Нарастание случаев АГ среди рабочих основных профессий с большим стажем свидетельствует о роли условий труда в ее развитии. Г.С. Передерий и соавт. указывают на то, что среди горнорабочих угольных шахт Донбасса в возрасте 40 лет и старше страдают ИБС и АГ 15 – 20%. Р.В. Горенков и соавт. , изучая группу больных с ВБ, отмечают, что частота сердечно-сосудистых заболеваний у мужчин составила 31,7%, из них наиболее часто встречалась АГ (24,4%). Г.П. Кобец и соавт. указывают на то, что частота впервые регистрируемых случаев ИБС среди горнорабочих в целом по региону Донбасса составляет 12%. Распространенность ИБС значительно зависит от производственного стажа, особенно в старших возрастных группах. Так, в группе горнорабочих 40-49 лет при стаже работы до 5 лет частота ИБС не превышает 3,5%, при стаже до 10 лет она составляет уже 9,5%, до 15 лет – 11,3%, а свыше 15 лет – уже 16,8%, т.е. увеличивается в пять раз по сравнению с малостажированными. Т.М. Сухаревская , изучая вибрационную патологию у рабочих крупного самолетостроительного предприятия, отмечает, что в структуре сопутствующей непрофессиональной патологии значительный удельный вес (34,6%) занимают болезни сердечно-сосудистой системы – АГ и ИБС. Также установлено, что частота сердечно-сосудистых заболеваний у рабочих виброопасных профессий и больных ВБ нарастает с возрастом, стажем работы в контакте с вибрацией, выраженностью и длительностью вибрационной патологии. Установлено значение физических параметров вибрации, главным образом частоты и величины ускорения, в проявлении гипертонии. Большая роль как гипертензивному фактору придается высокочастотной вибрации , .
Из кардиологических жалоб у лиц, имеющих контакт с вибрацией, в 17,39% случаев можно отметить ноющего и колющего характера боли с преимущественной локализацией в левой половине грудной клетки, провоцирующиеся в основном эмоциональной нагрузкой . При сочетании ВБ и АГ количество лиц, предъявляющих жалобы на боли в сердце, повышается до 40,4%, из них в 12,8% случаев больные отмечают перебои в работе сердца. С присоединением к АГ ишемической болезни сердца превалирующими становятся давящие боли (43,3%). В 60% случаев боли локализовались в левой половине грудной клетки, в 10% – за грудиной. У 26,7% лиц боли провоцировались физической нагрузкой, у 21,7% – психоэмоциональной. В 10% случаев боли иррадиировали в левую лопатку или левую руку, в 33,3% – проходили самостоятельно, у 20% больных снимались нитроглицерином. Отмечается сцепленность кардиальных болей с развитием акроангиоспазмов верхних конечностей . У больных с резидуальными явлениями ВБ, как и у лиц с ВБ, характер болей зависел от сопутствующей сердечно-сосудистой патологии . У больных ВБ в раннем послеконтактном периоде с сочетанной сердечно-сосудистой патологией выявляются особенности в клинической картине, заключающиеся в уменьшении типичных проявлений стенокардии и возрастании атипичных вариантов. Это обусловливает, с одной стороны, диагностические сложности в постановке диагноза ИБС, а с другой – не позволяет осуществлять своевременную профилактику осложнений этого заболевания.
При анализе электрокардиограмм в группах больных с ВБ и АГ признаки гипертрофии левого желудочка (ЛЖ) диагностировались у 14,9% лиц, а у 2,1% отмечалась систолическая перегрузка ЛЖ. В группе лиц с ВБ и сочетанной сердечно-сосудистой патологией (АГ+ИБС) признаки гипертрофии ЛЖ выявлялись у 26,7% больных, у 10% диагностировалась систолическая перегрузка. У подавляющего числа обследованных выявлялись изменения фазы реполяризации в виде уплощения зубца Т. Так, в группе контактирующих с вибрацией описанные изменения наблюдались у 91,3%, в группе лиц с ВБ без сердечно-сосудистой патологии – у 75,9%, при присоединении АГ – у 82,9%, в группе ВБ и сочетанной сердечно-сосудистой патологией – у 66,7%, у лиц с резидуальными явлениями – у 76,1% . Современные формы ВБ от воздействия локальной вибрации характеризуются удлинением сроков развития, преобладанием легких форм, увеличением возраста больных и учащением сочетаний с общесоматическими заболеваниями , . Течение сочетанных форм патологии (ВБ + ИБС, ВБ + АГ) характеризуется стойкостью клинико-функциональных и метаболических изменений, сопряженностью обострений, удлинением реабилитационного периода, возможностью прогрессирования вибрационной болезни после прекращения контакта с вибрацией. Нарастание частоты случаев ИБС с увеличением возраста, а внутри возрастных групп – с увеличением производственного стажа происходит главным образом за счет стенокардии напряжения и инфаркта миокарда. К числу особенностей ВБ у горнорабочих Крайнего Севера относится частое ее сочетание с ИБС . Р.А. Копытиной и В.В. Черкесовым изучались клинико-функциональные особенности развития инфаркта миокарда у горнорабочих глубоких угольных шахт. Отмечается, что предшествующая клиническая картина ИБС характеризовалась атипичным и безболевым течением.
Результаты изучения морфогенеза висцеральных нарушений позволяют рассматривать вибрационную болезнь (ВБ) как системную микроангиоэндотелиопатию, которая определяет частоту и первично-дистрофический характер висцеральных поражений. В ряде публикаций , , , указывается, что кардиоваскулярный синдром у больных ВБ проявляется разнообразными кардиалгиями, нарушениями ритма, артериальной дистонией, ЭКГ-сдвигами.
При ВБ у рабочих горнодобывающей промышленности Восточной Сибири В.Г. Колесов и соавт. выявили пограничное артериальное давление (140/90 – 159/94 мм рт.ст.) в 13% случаев, АГ – (160/95 мм рт.ст. и выше) – в 21% случаев. Примерно с такой же частотой изменения артериального давления наблюдались среди населения в целом и лиц, не имевших профессионального контакта с вибрацией и шумом. Отмечена нестойкость АГ у горнорабочих.
У больных ВБ среди электрокардиографических изменений с наибольшим постоянством отмечается синусовая брадикардия, реже – тахикардия, синусовая аритмия, замедление внутрипредсердной и внутрижелудочковой проводимости, уплощение зубца Т или наоборот высокий зубец Т в грудных отведениях. Такие изменения при вибрационной патологии связывают как с экстракардиальными влияниями вследствие дисфункции высших вегетативных регулирующих центров, так и с дистрофией миокарда . Изменения биоэлектрической активности миокарда выражаются также в увеличении электрической систолы и систолического показателя . Отмечается увеличение продолжительности электрической систолы (Q-Т) более чем на 0,05 с даже при тахикардии. Увеличение систолического показателя более чем на 5% от должных значений наблюдалось у 41,6%. О.В. Швалев , отмечает изменения в миокарде ЛЖ по данным ЭКГ при вибрационной болезни у 70% обследованных больных.
У 75% больных ВБ наблюдалось увеличение минутного объема сердца (МОС). Нормальный МОС был у 16,7%, сниженный – у 8,3%. Преобладает гиперкинетический тип центральной гемодинамики (у 75%), обусловленный гипердинамией миокарда и снижением общего периферического сосудистого сопротивления (ОПСС). Предполагается, что в патогенезе этих нарушений лежит гиперстимуляция бета-адренорецепторов сердца и изменение чувствительности альфа-адренорецепторов сосудов в результате дисфункции вегетативной нервной системы. Гиперкинетический тип центральной гемодинамики может трансформироваться в артериальную гипертонию (АГ) . В ряде экспериментальных работ показано повышение под влиянием вибрации артериального давления, ЧСС, МОС и потребления кислорода . И.А. Парпалей , изучая состояние центральной и регионарной гемодинамики у клепальщиков, показал, что у лиц с гиперкинетическим типом кровообращения снижение ОПСС компенсируется увеличением мощности ЛЖ, сердечного индекса. Г.Н. Лагутина сообщает о формировании церебрального ангиодистонического синдрома у половины больных (51,5%) с начальными проявлениями ВБ и нарастании его по интенсивности и частоте (до 77,1% случаев) при умеренно выраженной форме заболевания.
Н.Т. Абжалбековой, Т.Д. Лиленецкой выявлена тенденция к повышению гемодинамических показателей ударной работы сердца, формированию гиперкинетического типа центральной гемодинамики в профессиональной группе трактористов со стажем работы более 15 лет. Данные регрессионного анализа убедительно подтверждают, что не только направленность, но и выраженность изменений гемодинамических параметров находятся в тесной связи со сдвигами в содержании сывороточного кальция. Это позволяет рассматривать ее как причинно-следственную . Установлена корреляционная связь между концентрацией кальция в сыворотке крови и показателями ОПСС и АД. А.А. Пенкновичем и соавт. выявлены различия в характере гемодинамических сдвигов в ответ на локальное дозированное вибрационное воздействие у здоровых лиц и больных ВБ различной степенью выраженности.
Л.Н. Ткаченко в результате изучения состояния центральной гемодинамики горнорабочих угольных шахт пришел к заключению, что снижение ОПСС является компенсаторной реакцией, направленной на снижение напряжения миокарда, позволяющей сохранить механизмы ауторегуляции центрального кровообращения и устойчиво поддерживать нужный уровень среднего гемодинамического давления. Отмечено, что при небольшом стаже работы в шахтах системный кровоток обеспечивается главным образом миокардиальными эффектами. Во временном отрезке 6-10 лет в равной степени включаются как сердечные, так и сосудистые механизмы . После десятилетнего рубежа основная нагрузка приходится на сосудистую систему. С.К. Бейсембаевой и соавт. при обследовании больных ВБ методом поликардиографии выявлен фазовый синдром гиподинамии. В результате компенсаторно-приспособительных реакций аппарата кровообращения типичные фазовые сдвиги могут не выявляться в полном объеме . Указано, что при ВБ формируется неполный синдром гиподинамии ЛЖ, это свидетельствует о метаболических нарушениях в миокарде, которые нарастают по мере прогрессирования болезни. В исследованиях П.Н. Любченко , у 48, 95% больных ВБ изменений в фазовой структуре сердечного цикла не отмечалось, у 37,8% выявлен фазовый синдром гипердинамии миокарда, обусловленный гиперкинетическим типом кровообращения, у 6,7% зарегистрирован фазовый синдром высокого диастолического давления. Увеличение ММЛЖ свыше 190 г выявлено у 60,3% обследованных. Н.Т. Абжалбековой в результате фазового анализа инотропной функции миокарда у трактористов показано, что у части из них имели место признаки снижения сократительной способности миокарда лишь в фазе подготовительного периода, что проявлялось увеличением длительности фаз синхронного и изометрического сокращений. В то же время значения объемной скорости выброса свидетельствовали о высокой сократительной способности миокарда в фазу изгнания.
Проведенные эхокардиографические исследования как у больных ВБ без коморбидной патологии, так и с сопутствующей АГ и ИБС позволили выявить ряд особенностей состояния сердца , , . У больных ВБ болезнью выявлена левожелудочковая гиперфункция преимущественно по изотоническому типу, изменение геометрии и повышение массы ЛЖ (преобладает из патологических вариантов ремоделирования – концентрическое), уточнен характер нарушения его диастолической функции (изменение пассивного наполнения) и механической активности (фазовый синдром нагрузки объемом). У больных ВБ и АГ в раннем послеконтактном периоде формируется гетерометрический механизм авторегуляции сердечной деятельности. При АГ у больных с резидуальными явлениями ВБ отмечается положительные гемодинамические сдвиги, выражающиеся в уменьшении массы миокарда ЛЖ и нивелировании его гиперфункции . Выявлено, что у больных ВБ с сочетанной сердечно-сосудистой патологией (АГ+ИБС) в раннем послеконтактном периоде преобладающим вариантом ремоделирования ЛЖ является его концентрическая гипертрофия. Эти изменения происходят на фоне активации гетерометрического механизма авторегуляции сердечной деятельности. В позднем послеконтактном периоде у больных с резидуальными явлениями ВБ, АГ и ИБС отмечается затухание активированного гетерометрического механизма авторегуляции, но прогрессируют процессы ремоделирования ЛЖ, нарастает его масса, повышается ригидность полости , .
Р.В. Горенков и соавт. указывают на увеличение частоты утолщения комплекса интима-медиа у 35,8% больных ВБ без выраженных атеросклеротических поражений общих сонных артерий. Выявленная тесная корреляционная связь комплекса интима-медиа с массой миокарда. Отмечается, что утолщение интимы неатерогенного генеза возникает как адекватная реакция в ответ на механический стресс, обусловленный увеличенным выбросом крови в просвет сосуда и повышенным напряжением стенки сосуда .
Указывается , что наиболее важным следствием вибрации является возникновение гидродинамических сил, которые могут вызывать:
1) стимуляцию сосудистых механорецепторов;
2) фазовые сдвиги центрального и периферического внутрисосудистого давления, способные изменить кровенаполнение сердца и его выброс, а также периферический крово- и лимфоотток;
3) фазовые влияния на сопротивляемость в результате периодических колебаний давления в артериолах и венах, приводящие к изменению капиллярного давления;
4) возможные перемежающиеся спазмы сосудов с последующей ишемизацией и застоем.
Наибольший средний уровень виброускорения наблюдается в области сердца. Достоверное увеличение этого уровня наблюдается у лиц с большим стажем работы и у больных с ВБ по сравнению с уровнем, зарегистрированным у представителей контрольной группы , . Высокий уровень виброускорения в области сердца объясняется наличием дополнительного канала передачи колебаний на область сердца, проявляющемся при работе стоя, с наклоном головы и туловища . Изменения в организме человека под действием вибрации зависят от времени ее воздействия и имеют тенденцию к накоплению с увеличением продолжительности ее действия .
Факторами, потенцирующими формирование АГ и ИБС на фоне ВБ, являются сдвиги нейрогормональной регуляции дезадаптационного и инволютивного характера (перестройка в гипофизарно-тиреойдной системе , , по типу «гипертиреотропного гипотиреоидизма» и в гипофизарно-гонадной системе , , . по типу «гипергонадотропного гипогонадизма» с ранней гиперэстрагенизацией гормонального фона), ранняя фоновая некомпенсированная активация перекисного окисления липидов (ПОЛ) и дефицит антиоксидантных систем , хроническая тканевая гипоксия, увеличение агрегационных и реологических свойств эритроцитов , , и тромбоцитов , , , снижение адаптивных возможностей микроциркуляции и транскапиллярного обмена , , . Развитие на фоне вибрационной патологии артериальной гипертензии и ИБС сопровождается усугублением нарушений в соотношении реакций перекисного окисления липидов (ПОЛ) и антиоксидантной системы по типу суммации эффекта. при этом наиболее уязвимы мембраны эритроцитов и сосудистого эндотелия, повреждение которых может существенно усугублять нарушения процессов микроциркуляции, транспорта и диффузии кислорода . В основном выделяют два пути воздействия вибрации на организм: прямой и рефлекторный, обусловленный поступлением импульсов через периферические рецепторы в центральную нервную систему с последующим нарушением механизмов регуляции гомеостаза . Действие вибрации укладывается в концепцию о паранекрозе, дающую представление о неспецифических реакциях клетки в ответ на действие повреждающих факторов , , . Известно, что целый ряд патофизиологических феноменов и процессов, таких как гипоксия , стресс-реакция , , , , ишемическое и реперфузионное поражение тканей, ведут к возникновению окислительного стресса с активацией процессов ПОЛ , , , и снижением активности антиоксидантной системы , .
Изучение воздействия производственной вибрации на организм рабочих выявило изменения на молекулярном и клеточном уровнях: на окислительный метаболизм, на систему крови, нейрогуморальную регуляцию, на иммунную и центральную нервную системы, на мышечную и соединительную ткани. установлены основные механизмы оксидантного стресса, интенсивного развития гипоксии и деформации клеток крови, снижение активности клеточного иммунитета и фагоцитоза, стойкое повреждение мышечной ткани, нарушения нейрогуморальной регуляции, повышение уровня маркеров патологических изменений со стороны центральной и периферической нервной системы .
В.М. Шевцовой выявлена прямая корреляционная связь между норадреналином и вибрацией. Это подтверждает развитие стресс-реакции при воздействии вибрации, поскольку у здоровых лиц экскреция норадреналина обратно коррелирует с вибрацией. В то же время норадреналин является предиктором неблагоприятного прогноза при кардиоваскулярной патологии. Предполагается , что хронический стресс, усиливая выброс адреналина, стеройдных гормонов , наряду с другими эффектами, изменяет регуляцию сердечно-сосудистой системы. Генерализация гемодинамических нарушений и развитие АГ отмечаются у лиц с наиболее высокой симпатико-адреналовой активностью . Гиперактивность симпатической нервной системы рассматривается как фактор, детерминирующий развитие и прогрессирование АГ . Продолжительная избыточная продукция катехоламинов ведет к повышенному сердечному выбросу и одновременно к вазоконстрикции периферических сосудов, что в свою очередь вызывает активацию ренин-ангиотензиновой системы (РААС) . Трансформация функционального состояния симпатико-адреналовой системы при АГ выражается в изменении у больных биосинтеза катехоламинов вследствие изменения активности ферментов, нарушении процессов депонирования, высвобождения и обратного захвата катехоламинов . Катехоламины вызывают гипертрофию кардиомиоцитов и транскрипцию генов, действуя через альфа-1-адренорецепторы, т.е. катехоламины выступают в качестве факторов роста кардиомиоцитов, а альфа-1-адренорецепторы являются рецепторами факторов роста, а гипертрофия левого желудочка у больных с АГ становится причиной повышенной заболеваемости ИБС, преждевременной внезапной смерти от ишемии миокарда . Г.М. Балан указывает на то, что длительное воздействие интенсивной вибрации вызывает изменение адренергической реактивности периферических сосудов, характеризующееся повышенной возбудимостью регионарных альфа-1-адренорецепторов и депрессией или блокадой бета-адренорецепторов, что приводит к вазоконстрикторным реакциям. В группе пациентов с ВБ, связанной с сочетанным воздействием локальной и общей вибрации, отмечаются выраженные (64%) и умеренные (36%) постуральные нарушения, особенно в фазе закрытых глаз. Ведущую роль в возникновении постуральных нарушений у пациентов с ВБ, связанной с сочетанным воздействием локальной и общей вибрации, играет образование очага застойного возбуждения в центрах вибрационной чувствительности . При прогрессировании заболевания отмечается снижение экскреции катехоламинов , . Дофамин является не только предшественником синтеза норадреналина и адреналина, но и регулятором биоповеденческих реакций, ингибирующим медиатором в каротидном синусе, антистрессовым агентом, агонистом ДА2-рецепторов, влияющих на тонус артериальных и венозных сосудов и соответственно на уровень артериального давления . В последнее время выдвинута гипотеза о гипоталамо-гипофизарной дисфункции как о важном патогенетическом звене в дебюте АГ . Ключевую роль в этом процессе играет снижение уровня дофамина и, как следствие, увеличение порога чувствительности сосудодвигательных центров гипоталамуса к регулирующим сигналам с последующим ростом прессорных влияний , , , .
А.С. Шпигелем показано , что при воздействии вибрации у рабочих отмечается повышение базального уровня тиреотропного гормона, более выраженное при наличии ВБ. С нарастанием тяжести вибрационной патологии наблюдается уменьшение активности в системе гипофиз – надпочечники, о чем свидетельствует достоверное снижение уровня АКТГ и кортизола . Г.Я. Чацким и И.М. Бережной установлено , что при воздействии вибрации и шума в первые 10 лет трудовой деятельности горнорабочих происходит активация функции гипофиза и коры надпочечников. При более высоком стаже функциональная активность системы гипофиз – кора надпочечников снижается. Учитывая, что глюкокортикоиды потенцируют действие катехоламинов, можно думать об участии кортизола в повышении адренореактивности сосудов и усилении вазоконстрикторных реакций при ВБ . Воздействие локальной вибрации на организм работающих способствует изменению показателей, характеризующих состояние иммунной, нервной, эндокринной систем. На начальных этапах иммунокомпроментации происходит активация периферических мононуклеарных клеток с выбросом провоспалительных цитокинов (IL–1β, TNF-α). IL–1β, TNF-α одними из первых реагируют на воздействие вибрации. Медиаторы воспаления проникают через гематоэнцефалический барьер в кровь, индуцируя выработку глюкокортикоидов, которые в свою очередь угнетают иммунную систему . При действии вибрации в крови рабочих начинает существенно увеличиваться уровень инсулина. Частота встречаемости больных ВБ второй степени, у которых повышен уровень инсулина, достигает 70%.Частота выявляемости СД-2 у больных ВБ в 5 раз выше, чем в общей популяции населения России. Гиперинсулинемия как компенсаторная реакция при инсулинорезистентности повышает активность симпатической нервной системы . Согласно данным изучения вариабельности ритма сердца (ВРС) у пациентов с ВБ определяется стойкая симпатикотония, снижение всех спектральных показателей. Полученные данные ВРС согласуются с литературными и повторяют результаты исследования ВРС в подобных выборках . При ВБ определяются нарушения тонуса и регуляторных механизмов автономной нервной системы, что проявляется снижением спектральных показателей ВРС (особенно показателей парасимпатических влияний), формированием относительной симпатикотонии . У больных ВБ возникают нарушения в углеводном и липидном обменах, проявляющиеся нарастанием уровней глюкозы и холестерина. При воздействии вибрации на организм подавляется ВРС, происходит депрессия во всех отделах автономной нервной системы, с преобладающим снижением парасимпатической активности и развитием относительной симпатикотонии. С нарастанием тяжести поражения вегетативных систем ухудшается прогноз для жизни. Прогностическим маркером можно считать значение показателя ApEn – approximate entropy вариабельности ритма сердца. Связь изменений биохимических показателей и параметров ВРС в основном отрицательная средней силы, т. е. при увеличении гипергликемии и гиперхолестеринемии уменьшаются уровни частотных показателей, снижается ApEn, увеличивается DFA – detrended fl uctuation analysis (прямая корреляция) .
Одной из ранних реакций организма на воздействие вибрации является также расстройство микроциркуляции и транскапиллярного обмена, сопровождающееся нарушением процессов поступления и утилизации кислорода, что в выраженных стадиях заболевания ведет к резкому снижению его содержания . Гиперкатехоламинемия, наряду с сосудистой дистонией, снижением в тканях окислительного фосфорилирования, ведет к повышению потребности организма в кислороде . Было показано , что длительное воздействие вибрации в эксперименте сопровождается угнетением аэробного и активацией анаэробного гликолиза с накоплением в тканях лактата. Среди возможных причин нарушения кислородного баланса при вибрационной болезни выделяют: повышение кровотока в тканях за счет капиллярно-венозных шунтов, нарушение диффузии кислорода на участке кровь – ткань, снижение окислительно-восстановительного потенциала самих тканей , , . Из перечисленных факторов основное значение в развитии гипоксии авторы придают нарушению диффузии кислорода в связи с изменением микроциркуляторного русла сосудов. Обнаружено большее снижение утилизации кислорода у больных со второй степенью по сравнению с первой. Дефицит кислорода приводит к нарушению окислительных процессов, функции микроциркуляторной системы и проницаемости сосудов .
Л.А. Шпагина и соавт. указывают, что изменения функционального состояния эритроцитов являются одним из определяющих факторов развития гипоксии. Выраженность структурно-функциональных изменений эритроцитов позволяет рассматривать вибрационную болезнь как вариант мембрано-патологического процесса. Ведущая роль в этом процессе отводится, по мнению ряда исследователей , , активации ПОЛ и дефициту антиоксидантов, в частности витамина Е, аскорбиновой кислоты, каротина . При этом нарушается функция мембраносвязанных ферментов, это ведет к увеличению внутриклеточного содержания кальция, что способствует усилению калиевого тока из клетки. Установлена обратная связь функциональной активности кальций-калиевых каналов с массой миокарда, конечно-диастолическим размером левого желудочка и толщиной его стенок . Предполагается, что пероксидация липидов усиливается от любого воздействия, разрыхляющего структуру мембраны . Наиболее уязвимы мембраны эритроцитов, тромбоцитов, сосудистого эндотелия, повреждение которых может существенно усугублять нарушения процессов микроциркуляции, транспорта и диффузии кислорода .
Известно, что эндотелиальные клетки играют решающую роль в регуляции функции тромбоцитов . В.М. Аксеновой и О.Н. Гоголевой выявлено ускорение спонтанной агрегации тромбоцитов при интенсивном ПОЛ у больных вибрационной болезнью. Делаются выводы о наличии связи патологических сдвигов в системах гепаринового обмена, коагуляции, микроциркуляции . Повышение вязкости крови способствует увеличению нагрузки на сердце и ведет обычно к повышению артериального давления .
Вибрация, шум и холод, воздействуя на организм, вызывают структурные нарушения сосудов и ишемию тканей, уменьшают модулирующее влияние симпатической нервной системы . В результате из интимы поврежденных сосудов выделяются субстанции с вазоконстрикторными свойствами – эндотелин, тромбоксан А2, последний способствует поступлению кальция в клетки , . Были исследованы плазменные уровни тромбомодулина – поверхностного гликопротеина сосудистых эндотелиальных клеток, играющего роль ко-фактора тромбинкатализированной активации антикоагулянтного протеина С. Увеличение его плазменных уровней означает повреждение эндотелия. Повышенные плазменные уровни тромбомодулина дают основания предположить, что степень повреждения эндотелия сравнима с той, которая отмечается при коллагенозах, и что это повреждение охватывает сравнительно большую часть сосудистой сети . Кроме того, определенную роль в поддержании высокого содержания прессорных веществ у этих больных играют отмеченные в 28% случаев изменения функции печени (уменьшение кровотока, нарушение ферментативной или антитоксической функции), так как известно, что скорость метаболизма альдостерона и стеройдных соединений зависит от функциональной активности печени, скорости кровотока в ней и особенно от активности ее микросомальных ферментов , .
В патогенезе сосудистых нарушений при ВБ от воздействия локальных вибраций важное значение имеют изменения окислительного метаболизма полиморфноядерных лейкоцитов, усиление прокоагулянтной и цитокиновой активности сыворотки крови, депрессия системы токоферола, эндотелиальная дисфункция. Эндотелиальная дисфункция при вибрационной болезни в сочетании с АГ характеризуется экспрессией сигнальных молекул sPECAM-1, sVCAM-1 и sP-селектина, снижением индуцибельной NO-синтазы, нарастанием уровня эндотелина-1 в сочетании с усиленной выработкой фактора роста эндотелия сосудов (VEGF) и трансформирующего фактора роста (TGF-β1) . Дисфункция эндотелия является одним из звеньев развития АГ . Р.В. Горенков и соавт. высказывают предположение о наличии у больных ВБ генерализованной гипертрофии средней мышечной оболочки сосудов неатеросклеротического генеза. Изменению медии отводится основная роль в процессе ремоделирования сосудов , хотя внутренняя оболочка и адвентиция также могут быть вовлечены в этот процесс. Нарушение липидного обмена у больных ВБ , , нарастание частоты встречаемости АГ с увеличением стажа работы и тяжести ВБ , повреждение сосудистого эндотелия и нарушение его функции могут являться важными факторами риска развития атеросклероза , у этой категории больных.
А.И. Шубочкин показал усугубляющую роль вибрации в ускорении формирования некоторых характерных для экспериментального атеросклероза изменений. Так, при сочетании экспериментальной гиперхолестеринемии и вибрационного воздействия отмечены бурный рост в плазме крови общего холестерина, холестерина ЛПНП и ЛПОНП, снижение ЛПВП, увеличение коэффициента холестерин/фосфолипиды в мембране эритроцитов вследствие ингибирования лецитин-холестерол-ацилтрансферазы перекисным фосфатидилхолином. В результате изменялись липидный состав и текучесть мембранных липидов, нарушался транспорт ионов и питательных веществ. Известно, что увеличение содержания холестерина в плазме крови и тромбоцитах способствует повышению их агрегабельности , при этом тромбоциты продуцируют значительно больше тромбоксана А2 . Получены убедительные данные, что процессы атеро- и тромбогенеза тесно взаимосвязаны и протекают параллельно. Тромбоциты могут способствовать развитию гипертрофии стенок сосудов и атеросклероза . У больных ВБ повышается в крови содержание фактора Виллебранда, что служит доказательством повреждения эндотелия сосудов при ВБ , . В сыворотке крови экспериментальных животных и в моче у больных ВБ снижен уровень метаболитов оксида азота, что также свидетельствует о повреждении эндотелиоцитов сосудов .
Установлено, что осложнение клинической картины вибрационной патологии протекает на фоне достоверных сдвигов уровней высших жирных кислот: эйкозатриеновой и арахидоновой – у мужчин, γ-линоленовой и эйкозатриеновой – у женщин. Характер сдвигов их концентрационных уровней отражает глубину нарушений реакций энергообмена, синтеза про- и противовоспалительных медиаторов, мембрано-патологических процессов .
У лиц с отдельными признаками вибрационного воздействия и больных ВБ первой степени отмечается тенденция к повышению активности ренина плазмы (у 40,6%). При сочетании ВБ с АГ повышенная активность ренина регистрируется чаще (71,4%) . Ангиотензин увеличивает постнагрузку и преднагрузку (веноконстрикторный эффект), венозное давление за счет задержки натрия и воды, стимулируя синтез альдостерона . Ангиотензин II оказывает выраженный положительный инотропный и хронотрпный эффекты на кардиомиоциты и является кардиальным фактором роста в паракринной регуляции состояния миокарда . РААС отводится ведущая роль в ремоделировании миокарда . Показано, что активация РААС является независимым фактором риска острого инфаркта миокарда . Как известно, решающее влияние на секрецию ренина оказывает длительное и значительное увеличение симпатической активности, с чем, по-видимому, связано повышение его содержания при ранних формах вибрационной патологии . Предполагают, что норадреналин и ангиотензин II, оказывая трофическое действие, могут способствовать развитию гипертрофии ЛЖ .
Изучение полиморфных генов РААС показало, что наиболее важным в формировании АГ при воздействии физических факторов на рабочем месте является гомозиготный вариант СС гена AGT (Met235Th r), который приводит к повышению содержания ангиотензиногена в плазме и повышает риск развития артериальной гипертонии. Выявлена ассоциация между повышением САД и наличием аллели D гена ACE (Alu Ins/Del) и аллели С гена AGTR1 (А1166С) у лиц, подвергающихся воздействию шума и вибрации на рабочем месте. Полученные результаты свидетельствуют о многофакторности АГ, значимости в формировании АГ профессиональных факторов, в первую очередь шума и вибрации, и генетических факторов: гомозиготный вариант СС гена AGT (Met235Th r), наличие аллели D гена ACE (Alu Ins/Del) и аллели С гена AGTR1 (А1166С) .
Определенное значение в активности ренина, вероятно, имеет снижение кровотока в почках, отмеченное при ВБ . Кроме того, секреция ренина осуществляется в ответ на изменение концентрации различных ионов (Na, Cl, Ca) и влияние гуморальных факторов: паратиреоидного гормона и глюкагона .
Установлено , что при ВБ повышается концентрация кальция в сыворотке крови, особенно его ионизированной фракции, что имеет место уже на ранних этапах ВБ и нарастает по мере ее прогрессирования. Кальцийсвязывающая способность сыворотки крови при ВБ существенно снижается, вследствие чего возрастает степень ионизации сывороточного кальция. В.В. Коломиец и А.К. Мерзон высказывают предположение о повышении при ВБ активности паратгормона. Выдвинуто предположение, что дополнительным стимулом избыточной секреции паратгормона при ВБ может быть повышенная активность симпатикоадреналовой системы. Вместе с тем указывается, что паратиреоидный гормон стимулирует выработку ренина .
Нарушение кальциевого обмена, нейрогуморальной регуляции, развитие мембранопатий способствуют повышению внутриклеточной концентрации кальция, в частности в кардиомиоцитах, реализации липидной триады , что приводит к повреждению митохондрий и возникновению гипоксии миокардиальных клеток и энергодефициту. В гемодинамическом отношении эти изменения проявляются прежде всего нарушением диастолической функции миокарда. Установлено, что от механического колебательного воздействия вибрации в первую очередь страдают митохондрии, а также мембраны клеток нервов, мышц и эндотелия сосудов , . Исключительная чуткость митохондрий к внешним влияниям связана с их жидкокристаллическим состоянием, которое поддерживается высоким содержанием липидов, преимущественно фосфолипидов, составляющих 40-50% их сухой массы . Кроме того, высокая реактивность жидких кристаллов при воздействии механических факторов свидетельствует о возможности прямого повреждающего действия вибрации на митохондрии . Показано прямое и изначальное повреждающее действие вибрации на биологические структуры, которое влечет за собой нарушение обменных процессов и барьерных функций биоструктур .
И.Ф. Костюк и Л.П. Балагова указывают на то, что при ВБ происходит активация гуморальной системы простагландинов, проявляющаяся в существенном увеличении содержания эндогенных простагландинов F2a и менее выраженном увеличении простагландинов F1a и Е. Характер изменения соотношения прессорных и депрессорных в периферической венозной крови зависит от клинических проявлений заболевания. Уровень простагландинов в крови снижается параллельно клиническому улучшению состояния здоровья.
А.Х. Ходжаев, З.Р. Зуннуков изучали проницаемость капилляро-соединительнотканных структур и содержание гистамина в крови у больных ВБ. Установлено также явное повышение проницаемости лимфатических сосудов при ВБ , . Исследована роль биологически активных веществ (простагландинов, серотонина, циклических нуклеотидов), обмена кальция в реализации сосудоповреждающего действия вибрации , , , .
Микроциркуляторные расстройства, являясь одним из важнейших механизмов патогенеза ВБ, обусловлены многоплановым изменением гомеостатических процессов: нарушением гемостаза, сосудистой проницаемости, ухудшением капиллярного кровотока вследствие гиперкоагуляции , повышением адгезивно-агрегационных свойств тромбоцитов, изменением реологических свойств эритроцитов , , , , дисфункцией эндотелия , факторы которого составляют систему ауторегуляции микроциркуляции. При увеличении длительности контакта с вибрацией и прогрессировании заболевания ускоряется образование тромбина, фибриногена на фоне угнетения фибринолитической системы , , повышается проницаемость капилляров , нарушается трофика сосудистой стенки . Активация свертывающей системы крови обусловлена защитной реакцией организма на воздействие вибрации и возможным развитием у больных вибрационной болезнью латентного компенсированного синдрома внутрисосудистого свертывания, усугубляющего микроциркуляторные и гипоксические расстройства .
3. Заключение
В рамках профессионально обусловленных заболеваний уточнены клинические, функциональные особенности сердечно-сосудистой системы, а также течение АГ и ИБС у лиц контактирующих с вибрацией на рабочем месте и больных ВБ. Раскрыты значимые события для сердечно-сосудистой системы, происходящие в нейро-гормональной ее регуляции, раскрыты взаимосвязи между ней и иммунной системой, уточнены изменения в прооксидантной и антиоксидантной системах, сформирована концепция о вибрационных микроангиопатиях. В последние годы получены новые данные о событиях, которые происходят на уровне эндотелия сосудов. Полученные данные служат основой для усовершенствования подходов к оказанию как профилактической помощи данной категории лиц с сердечно-сосудистой патологией, так и лечебной.