Condition of Cardiovascular System under Vibration (Clinical and Pathogenetic Aspects)
Condition of Cardiovascular System under Vibration (Clinical and Pathogenetic Aspects)
Abstract
The literature review is dedicated to the state of cardiovascular system in conditions of industrial vibration exposure. Clinical and haemodynamic aspects are examined. The role of vibration in potentiating the development of the leading cardiovascular pathology: arterial hypertension and ischaemic heart disease, the mechanisms of implementation of such effects are discussed within the framework of occupational diseases. Clinical features of AH and CHD are reviewed. The data of modern scientific developments on pathophysiological aspects of vibration factor influence on heart and vessels are presented. Significant events for the cardiovascular system occurring in its neurohormonal regulation are disclosed, interrelations between it and immune system are established, changes in pro-oxidant and antioxidant systems are specified. The events that occur at the level of vascular endothelium, which allowed to form the concept of vibration microangiopathies, are discussed. New possibilities for prevention of the effects of vibration factor exposure on the cardiovascular system and the development of comorbid cardiac pathology are shown. The obtained data serve as a basis for the improvement of approaches to the treatment of this category of people.
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.