Гіпертрофія лівого шлуночка у хворих із порушеннями вуглеводного обміну на тлі метаболічного cиндрому.

О.І. Мітченко, Г.Б. Каспрук, В.Ю. Романов, Т.В. Бєляєва.

Національний науковий центр «Інститут кардіології ім. акад. М.Д. Стражеска» АМН України, м. Київ.

Гіпертрофія міокарда лівого шлуночка (ГЛШ) є поширеною формою ураження серця, як органа-мішені при артеріальній гіпертензії (АГ), цукровому діабеті (ЦД) та ожирінні. За даними великих епідеміологічних досліджень, ГЛШ – самостійний фактор ризику виникнення інфаркту міокарда, інсульту, серцевої недостатності, шлуночкових порушень ритму та раптової смерті і призводить до збільшення серцево-судинної смертності в 2,3 разу [7]. Відомо, що на виникнення ГЛШ впливають як гемодинамічні, так і негемодинамічні фактори [19]. Зв'язок між ожирінням та масою серця виявили близько 25 років тому. Серед основних причин такої залежності було вказано інсулінорезистентність (ІР), оскільки більшість осіб із ожирінням, особливо вісцеральним, мають певний ступінь порушення метаболізму глюкози та ІР, яка вважається сполучною ланкою між АГ та абдомінальним ожирінням у рамках метаболічного cиндрому [4]. У хворих із гіпертонічною хворобою (ГХ) рівень інсуліну достовірно вищий, ніж у осіб з нормальним рівнем артеріального тиску та хворих із вторинними гіпертензіями. Доведено наявність достовірного зв'язку рівня інсуліну з рівнем артеріального тиску навіть при врахуванні маси тіла [2].

Біологічна дія інсуліну не обмежується тільки регуляцією вуглеводного обміну. В експерименті виявлено, що гіперінсулінемія має прямий анаболічний вплив на протеїни серця людини. Введення інсуліну на 80 % пригнічувало деградацію міокардіального білка, тому було висловлене припущення, що хронічна гіперінсулінемія може призвести до виникнення ГЛШ. Є дані про те, що гіперінсулінемія викликає ріст не тільки кардіоміоцитів, а й фібробластів, у результаті чого порушуються колагеново-м'язове співвідношення і функціональний стан серця [9]. Результатом прямого впливу інсуліну на мозкові центри симпатичної нервової системи є підвищення симпатичної активації, що підтверджено дозозалежним збільшенням концентрації норадреналіну плазми, який викликає зростання серцевого викиду, спазм судин і збільшення периферійного опору [12].

Унаслідок порушення функціонування гіпоталамічних центрів при гіперінсулінемії зафіксовано патологічне збільшення канальцевої реабсорбції натрію, що призводить до гіперволемії і підвищення вмісту Na+ і Ca2+ у стінках судин та міоцитах [16]. Крім того, є докази, що ряд мітогенних ефектів інсуліну при гіперінсулінемії реалізується через рецептори інсуліноподібного фактора росту-1 [22]. Роль ІР та супутньої гіперінсулінемії у виникненні ГЛШ можна припустити за наявності ще кількох фактів. У пацієнтів не тільки з ожирінням, а й з іншими ендокринними захворюваннями, такими як акромегалія, мікседема, що супроводжуються ІР, часто спостерігається ГЛШ. Однак, незважаючи на теоретичне підґрунтя, не всі дослідники у пацієнтів з ІР без ЦД виявляють незалежний зв'язок ГЛШ з рівнями інсуліну [5]. На цей час триває активне вивчення питання щодо самостійного впливу хронічної гіперінсулінемії та гіперглікемії на виникнення та прогресування ГЛШ [6, 8, 10, 20, 24].

Метою нашого дослідження було вивчення особливостей гіпертрофії лівого шлуночка в жінок та чоловіків із порушеннями вуглеводного обміну на тлі метаболічного cиндрому.

Матеріал і методи

Обстежено 190 хворих з ГХ II стадії віком у середньому (54,0±0,7) року. Серед них було 114 (60 %) жінок віком у середньому (55,1±0,9) року та 76 (40 %) чоловіків віком у середньому (52,5±1,3) року. Стадію ГХ встановлювали відповідно до рекомендацій Української асоціації кардіологів 2004 р. У дослідження не включали хворих із вторинними АГ, іншими патологіями серцево-судинної системи, які можуть супроводжуватися ГЛШ, або змінами геометрії лівого шлуночка (ЛШ) – ішемічною хворобою серця, серцевою недостатністю, ураженнями клапанів серця, кардіоміопатіями, а також хворих, які професійно займалися спортом у минулому. Ожиріння було діагностовано у 83 (44 %) жінок і у 52 (27 %) чоловіків.

Усім хворим вимірювали окружність талії (ОТ), масу тіла, зріст. Ступінь ожиріння визначали відповідно до рекомендацій ВООЗ (1997) з розрахунком індекса маси тіла (ІМТ) за формулою Кетле:

ІМТ = маса тіла / зріст2.

Для вивчення вуглеводного обміну визначали натще рівень глюкози та вміст інсуліну в крові імуноферментним методом (набір для визначення інсуліну «DRG Diagnostic», Німеччина). У частини хворих (21 %) був проведений навантажувальний глюкозотолерантний тест за методикою ВООЗ та National Diabetic Group (2005). У пацієнтів зранку натще визначали рівень глюкози крові, потім перорально вводили 75 г глюкози у водному розчині. Повторно визначали рівень глюкози через 60 та 120 хв. За норму в умовах проведення глюкозотолерантного тесту вважали такі рівні глюкози крові: натще – менше 5,6 ммоль/л, через 2 год після введення глюкози – менше 7,8 ммоль/л. Результат між 7,8 та 11,1 ммоль/л оцінювали як порушення толерантності до глюкози (ПТГ), а більше 11,1 ммоль/л – як наявність ЦД. Концентрація глюкози натще вище 5,6 ммоль/л свідчила про порушення рівня глюкози натще (ПГН). Наявність ІР встановлювали у всіх хворих за допомогою індексу НОМА:

НОМА = інсулін (МОд/мл) ґ глюкоза (ммоль/л) / /22,5 (ум. од.).

При рівні цього показника 2,77 і більше діагностували ІР. У 27 (14 %) пацієнтів відзначали ЦД 2-го типу в стадії компенсації.

Ультразвукове дослідження серця виконували на апараті «Sim 5000 Plus» («Biomedica», Італія) датчиком з частотою 2,5 МГц у М-модальному і двомірному режимах у стандартних позиціях відповідно до рекомендацій Американського ехокардіографічного товариства. Відносну товщину стінки (ВТС) ЛШ розраховували за формулою A. Ganau:

ВТС = (ТМШП + ТЗС)/КДР,

де ТМШП – товщина міжшлуночкової перегородки, ТЗС – товщина задньої стінки, КДР – кінцеводіастолічний розмір.

Масу міокарда лівого шлуночка (ММЛШ) визначали за формулою Penn Convention:

ММЛШ=1,04·((КДР+ТЗС+ТМШП)3-КДР3)-13,6.

Індекс маси міокарда ЛШ (ІММЛШ) розраховували як відношення ММЛШ до площі поверхні тіла (ППТ) та до зросту в степені 2,7:

ІММЛШ1 = ММЛШ / ППТ;ІММЛШ2 = ММЛШ / зріст2,7.

ППТ визначали за формулою Du Bois. ММЛШ аналізували окремо у жінок та чоловіків, використовуючи гендерні норми ІММЛШ для діагностики ГЛШ 125 г/м2 і більше для чоловіків та 110 г/м2 і більше для жінок при використанні ІММЛШ1; та 51 г/м2,7 і більше для чоловіків і 47 г/м2,7 і більше для жінок при використанні ІММЛШ2 за рекомендаціями Американського ехокардіографічного товариства (2005) [17]. За допомогою ехокардіографії ГЛШ діагностовано в 68 та у 85 % випадків залежно від способу обчислення ІММЛШ.

Для визначення типу ремоделювання ЛШ використовували класифікацію A. Ganau та авторів, запропоновану Комітетом з розробки рекомендацій ESH/ESC (2003) з діагностики, лікування і профілактики АГ.

Статистичну обробку даних у вигляді M±m проводили за допомогою методів варіаційної статистики з використанням t-критерію Стьюдента і програм статистичного аналізу «Microsoft Excel 2003». Різницю вважали достовірною при Р<0,05. Кореляційний аналіз виконували за методом Спірмена шляхом зіставлення масивів даних. Кореляцію вважали достовірною при р<0,05.

Результати та їх обговорення

З метою вивчення зв'язку величини ІМТ із характеристиками вуглеводного обміну всі пацієнти були розділені на групи залежно від ІМТ: у 1-шу групу ввійшли хворі з нормальною масою тіла (ІМТ < 25 кг/м2), у 2-гу – з надлишковою масою тіла (ІМТ 25–30 кг/м2), у 3-тю – з ожирінням 1-го ступеня (ІМТ 30–35 кг/м2), у 4-ту – з ожирінням 2-го ступеня (ІМТ 35– 40 кг/м2), у 5-ту – з ожирінням 3-го ступеня (ІМТ > 40 кг/м2). У групах хворих із збільшенням ІМТ рівні глюкози в середньому зростали, але недостовірно. У жінок без ожиріння (1-ша та 2-га групи) рівні глюкози натще в середньому не перевищували граничний рівень, запропонований IDF 2005, – 5,6 ммоль/л, вище якого діагностують ПГН [25].

У 3-й та 4-й групах за середніми показниками діагностували ПГН. ІР не реєстрували в жінок без ожиріння, на відміну від жінок 3-ї, 4-ї та 5-ї груп, у яких індекс ІР НОМА був більшим за граничний – 2,77 ум. од. У жінок з ожирінням 3-го ступеня (5-та група) індекс ІР НОМА був достовірно (Р<0,05) більшим, ніж у жінок 1-ї групи. У чоловіків з надлишковою масою тіла (2-га група) було виявлено ІР, причому показник НОМА був достовірно більшим (Р<0,01), ніж у чоловіків з нормальною масою тіла (1-ша група). Рівні інсуліну були достовірно вищими у групах жінок та чоловіків з ожирінням (3-тя, 4-та та 5-та групи), ніж в обстежених з нормальною масою тіла.

Виявлено, що у жінок та чоловіків, хворих на АГ, зі збільшенням ІМТ погіршуються показники вуглеводного обміну, в чоловіків більш значно, ніж у жінок.

При проведенні кореляційного аналізу виявлено, що в чоловіків ІМТ достовірно корелює з індексом НОМА (r=0,31; р<0,01) та рівнем інсуліну натще (r=0,25; р<0,01). У жінок зв'язок ІМТ з індексом НОМА (r=0,16) та рівнем інсуліну натще (r=0,19) виявився слабким та недостовірним. Кореляційний зв'язок ММЛШ та її індексів з рівнями глюкози та індексом НОМА більш сильний у чоловіків, ніж у жінок. Подібні дані отримані японськими авторами у дослідженні пацієнтів із АГ, в якому незалежними чинниками збільшення ММЛШ у чоловіків була величина індексу НОМА та вік пацієнтів [21].

З метою вивчення особливостей ГЛШ у хворих із порушеннями вуглеводного обміну (ПВО) всіх жінок і чоловіків було розділено на групи залежно від наявності чи відсутності різних порушень. Пацієнти із ПГН та ПТГ були об'єднані в одну групу. У жінок та чоловіків без ПВО ІМТ був меншим, ніж у пацієнтів з ПВО, але достовірно не відрізнявся. При цьому ОТ була достовірно більшою у чоловіків з ПВО порівняно з такою у чоловіків без ПВО. У жінок ОТ також була більшою у групах з ПВО порівняно з групою без ПВО, але достовірно – тільки у групах із ПГН і ПТГ. Не виявлено кореляційного зв'язку ОТ з індексом НОМА (r=0,09; нд) у жінок, на відміну від чоловіків (r=0,28; p<0,01).

Середні показники ІММЛШ1 та ІММЛШ2 у всіх групах жінок свідчили про наявність ГЛШ. Показники ММЛШ у жінок із ІР та ПГН і ПТГ виявилися більшими, ніж у жінок без ПВО, але недостовірно. У жінок із ЦД ММЛШ, ІMМЛШ1 та ІMМЛШ2 були достовірно (Р<0,05) більшими, ніж у жінок без ПВО. Привертає увагу те, що у жінок усіх груп ВТС ЛШ в середньому була вищою, ніж у чоловіків. Найбільшою є ВТС у групі жінок з ІР, що можна пояснити негативним впливом інсулінемії на товщину стінок ЛШ при ІР. У чоловіків ВТС ЛШ достовірно більша (Р<0,05) тільки при наявності ЦД порівняно з групою без ПВО. ММЛШ, ІMМЛШ1 та ІMМЛШ2 достовірно (Р<0,05–0,01) збільшуються при наявності ПГН і ПТГ, а при захворюванні на ЦД достовірність є ще більшою (Р<0,001) порівняно з групою чоловіків без ПВО.

Кореляційний аналіз виявив прямий достовірний зв'язок ВТС ЛШ у жінок із ММЛШ (r=0,25; p<0,05), у чоловіків такого зв'язку не було. У жінок, на відміну від чоловіків, також відзначено слабкий достовірний кореляційний зв'язок ВТС з рівнем інсуліну (r=0,18; p<0,05) та індексом НОМА (r=0,18; p<0,05). Кореляція ММЛШ та її індексів з рівнем глюкози натще у чоловіків (ММЛШ – r=0,45; p<0,001, ІMМЛШ1 r=0,45; p<0,001, та ІMМЛШ2 – r=0,41; p<0,001) є більш тісною, ніж у жінок (ММЛШ – r=0,24; p<0,01, ІMМЛШ1 r=0,28; p<0,01, та ІMМЛШ2 r=0,30; p<0,001). У чоловіків також виявлено більш тісну залежність ММЛШ та її індексів від індексу НОМА (ММЛШ – r=0,27; p<0,01, ІMМЛШ1 – r=0,20; p<0,05, та ІMМЛШ2 – r=0,26; p<0,01), ніж у жінок (ММЛШ – r=0,14; нд, ІMМЛШ1 – r=0,15; нд, та ІMМЛШ2 – r=0,19; нд).

У жінок виявлено прямий кореляційний зв'язок ВТС із ММЛШ – свідчення того, що ММЛШ в основному збільшується за рахунок потовщення стінок ЛШ. Відзначена нами кореляція ВТС з рівнем глюкози та НОМА у жінок може означати, що потовщення стінок ЛШ виникає внаслідок наявності ІР (гіперглікемії та гіперінсулінемії). Гендерну різницю залежності ММЛШ від наявності ІР, встановленої з використанням НОМА, було відзначено при аналізі Фремінгемського дослідження [18], коли ММЛШ та товщина його стінок збільшувалися у хворих обох статей відповідно до погіршення вуглеводного обміну, але більше у жінок, ніж у чоловіків. У 2623 пацієнтів віком у середньому 53 роки спостерігали незалежну кореляцію ММЛШ з ПТГ, ця залежність була сильнішою у жінок (р<0,001) і була пов'язана з ожирінням, а товщина стінок ЛШ виявилася залежною від ступеня ІР, причому тільки у жінок (р<0,001). У нашому дослідженні при проведенні кореляційного аналізу в жінок виявлено слабкий, але достовірний зв'язок ВТС ЛШ із ММЛШ (r=0,25; p<0,01), у чоловіків такого зв'язку не було. У жінок, на відміну від чоловіків, також спостерігали прямий слабкий достовірний кореляційний зв'язок ВТС з рівнем інсуліну (r=0,18; p<0,05) та індексом НОМА (r=0,18; p<0,05).

З метою дослідження показників ММЛШ та вуглеводного обміну у віковому аспекті ми розділили обстежених жінок та чоловіків на пацієнтів віком менше та більше 50 років. Кореляційний аналіз показав, що у жінок віком менше 50 років немає залежності ММЛШ та її індексів від рівня глюкози натще, а залежність від індексу НОМА є оберненою. Пряму залежність ММЛШ (r=0,25; p<0,05) і її індексів від рівня глюкози натще та індексу НОМА виявлено тільки в жінок віком понад 50 років, подібно до такої в чоловіків, що може свідчити про превентивну роль у виникненні ГЛШ естрогенового фону в молодих жінок. На відміну від жінок, у чоловіків до 50 років залежність ММЛШ та її індексів від показників вуглеводного обміну більш сильна, ніж у чоловіків після 50 років.

При недостовірній різниці ІМТ та ОТ у жінок віком понад 50 років виявлено достовірно (P<0,05) вищі рівні глюкози натще та індексу НОМА, ніж у жінок віком до 50 років. У більш старших жінок виявляють ІР та ПГН.

Вплив ПВО на структуру ЛШ вивчали в різних популяційних дослідженнях з різними результатами. Деякі дослідники відзначають зв'язок між ступенем ІР та ММЛШ, інші не можуть підтвердити наявність такого зв'язку. Так, в одних дослідженнях виявлено достовірну залежність ММЛШ від ІР як у пацієнтів з ожирінням, так і у гіпертензивній популяції [9, 20], у той же час інші дослідники вказують на наявність лише слабкого зв'язку ММЛШ з ІР, який повністю відсутній при врахуванні коваріант. Деякі автори вказують на наявність зв'язку між рівнем інсуліну натще і товщиною стінок ЛШ та виявленням концентричної гіпертрофії ЛШ, але не з ММЛШ. У дослідженні С. Wong та співавторів у 142 здорових осіб з ожирінням було виявлено достовірну кореляцію ІММЛШ (r=0,24, р<0,05) і товщини його стінок (r=0,29, р<0,01) з рівнями інсуліну [24].

У дослідженні К. Karason та співавторів [6] досліджували зв'язок структури ЛШ з масою жирової тканини та «худої» маси тіла, визначених з допомогою антропометричних методів та формули, достовірність якої підтверджено при використанні двовимірної комп'ютерної томографії. Встановлено, що збільшення як «худої» маси тіла, так і жирової тканини пов'язано зі збільшенням ММЛШ, але тільки маса жирової тканини та рівень інсуліну натще корелювали з товщиною стінок ЛШ. Зв'язок ІР та ММЛШ з наявністю концентричної гіпертрофії ЛШ був незалежним та сильним. Подібні дані були отримані у дослідженнях Y. Ohya і співавторів [35] та у Study of elderly men by Sundstrom [23], в якому ІР тісніше корелювала з товщиною стінок ЛШ, ніж з його масою. У дослідженні порушень структури та функції ЛШ у пацієнтів з нормальним артеріальним тиском і ожирінням виявлено достовірно більше відношення ММЛШ до зросту2,7 ((70,7±6,3) порівняно з (54,6±2,4) г/м2,7) та ТЗС ЛШ ((1,25±0,05) порівняно з (1,09±0,04) см) у пацієнтів з ПВО, ніж без нього.

У нашому дослідженні проаналізовано частоту виявлення різних типів геометрії в групах залежно від ступеня ПВО. ГЛШ визначали при використанні ІММЛШ2, що рекомендовано для пацієнтів з нормальною масою тіла. З погіршенням стану вуглеводного обміну в групах зменшувалася кількість осіб з нормальною геометрією ЛШ. У групі жінок із ЦД осіб з нормальною геометрією ЛШ не виявлено.

У групі жінок з ІР концентричну гіпертрофію ЛШ реєстрували на 18 %, у групі із ПГН і ПТГ – на 15 % частіше, а у групі із ЦД – більше ніж удвічі частіше, ніж у групі без ПВО. Частота виявлення ексцентричної гіпертрофії ЛШ була найбільшою у групі жінок без ПВО, а в жінок з ПВО її частка зменшувалася за рахунок збільшення частки концентричної гіпертрофії ЛШ.

У групі чоловіків без ПВО нормальну геометрію ЛШ виявлено в 46 % випадків, у групі з ІР її частка була вдвічі меншою, у групі чоловіків із ПГН і ПТГ та ЦД – нормальну геометрію ЛШ не спостерігали. У групі чоловіків без ПВО концентричну гіпертрофію ЛШ виявляли у 12 % осіб, у групі із ІР – у 8 %, у групі із ПТГ – вдвічі частіше, ніж у групі без ПВО, у групі із ЦД – майже втричі частіше, ніж у групі без ПВО. Частота виявлення ексцентричної гіпертрофії ЛШ у групах чоловіків з ПВО була більшою, ніж у чоловіків без ПВО.

Ексцентричну гіпертрофію ЛШ виявляли частіше у групі жінок без ПВО, ніж у групі чоловіків без ПВО. А у групах із ПВО випадків виявлення ексцентричної гіпертрофії ЛШ було більше у чоловіків, ніж у жінок (у середньому відповідно 72 і 55 %). Тобто, в чоловіків при наявності ПВО переважно виявляється ексцентрична гіпертрофія ЛШ.

У жінок усіх груп концентричну гіпертрофію ЛШ виявляли частіше, ніж у чоловіків (у середньому відповідно 36,5 і 24,5 %), її частка збільшувалася з погіршенням вуглеводного обміну.

У пацієнтів із ЦД ММЛШ достовірно більша порівняно з такою в пацієнтів без ПВО. Нормальну геометрію ЛШ у пацієнтів з ЦД не виявлено зовсім, при цьому значно зростала частота виявлення концентричної гіпертрофії ЛШ: до 44 % у жінок та 33 % у чоловіків. Пошкодження серцевого м'яза у пацієнтів з ЦД 2-го типу є прикладом крайнього патологічного впливу ІР на міокард [1]. Клінічні дослідження підтверджують зв'язок ЦД з дисфункцією ЛШ, яка виникає незалежно від наявності АГ чи ішемічної хвороби серця.

Найважливішими механізмами розвитку діабетичної кардіоміопатії є метаболічні порушення: виснаження глюкозних транспортерів (GLUT-4), підвищення вмісту вільних жирних кислот, дефіцит карнітину, зміни кальцієвого гомеостазу, міокардіальний фіброз (пов'язаний зі збільшенням у крові рівнів ангіотензину ІІ, інсуліноподібного фактора росту 1, запальних цитокінів), мікроангіопатія, ендотеліальна дисфункція, кардіальна автономна нейропатія (денервація і підвищення рівня катехоламінів) і зменшення чутливості до інсуліну.

Діабетична кардіоміопатія морфологічно характеризується гіпертрофією кардіоміоцитів та міокардіальним фіброзом з більшою кількістю екстрацелюлярного матриксу в інтерстиції стінки шлуночків [15]. Ураження серця при ЦД клінічно характеризується значною гіпертрофією з раннім виникненням діастолічної та систолічної дисфункції [3].

У дослідженні, в якому спостерігали близько 21 000 пацієнтів протягом 4–5 років, було показано, що особи з вищим рівнем глюкози натще мають достовірно вищий ризик виникнення серцевої недостатності, навіть при відсутності ЦД та врахуванні інших чинників [13]. З огляду на це, необхідно приділити увагу до станів, об'єднаних поняттям предіабет, з метою попередження, раннього виявлення та усунення патологічного впливу ПВО на міокард.

Висновки

Література

Укркардіо