Функциональные и морфометрические показатели миокарда левого желудочка у детей на ранних стадиях сахарного диабета

Нарушения со стороны сердца при сахарном диабете (СД) у детей в настоящее время являются одним из наименее изученных вопросов диабето- логии. Возможно, это объясняется тем, что детский контингент больных имеет относительно неболь­шой стаж заболевания и не предъявляет жалоб со стороны сердечно-сосудистой системы.

Большинство работ, изучающих нарушения ра­боты сердца на ранних стадиях диабета, посвящено взрослым пациентам. По классификации пораже­ния сердца при диабете, предложенной в 1989 г. Ch. Dimitar [6], одним из первых проявлений явля­ется изменение диастолической функции (ДФ) миокарда левого желудочка (ЛЖ). ДФ Л Ж пред­ставляет собой способность ЛЖ к расслаблению и полноценному кровенаполнению его камеры в пе­риод диастолы. Выделяют 2 фазы в процессе на­полнения кровью ЛЖ: фаза раннедиастолического наполнения и фаза систолы предсердий. Наполне­ние камеры ЛЖ в 1 -ю фазу осуществляется пассив­но, за счет градиента давления между полостями ЛЖ и левого предсердия (ЛП). Чем выше эластич­ность стенки ЛЖ и степень ее расслабления, тем больше градиент давления и тем большее количе­ство крови попадает в эту фазу в полость ЛЖ. Ос­тавшийся в ЛП объем крови попадает в полость ЛЖ за счет сокращения ЛП. В норме у лиц моло­дого возраста преобладает 1-я фаза. Вклад предсер­дий в заполнение ЛЖ (или фракция предсердного наполнения - ФПН) у них составляет 20-30% [1]. При нарушении процессов расслабления стенки ЛЖ в его полости возрастает конечное диастоличе­ское давление (КДД) и уменьшается градиент дав­ления между ЛП и ЛЖ, что делает невозможным полноценное наполнение камеры ЛЖ кровью в 1-ю фазу и приводит к компенсаторному усилению работы ЛП. При проведении допплеровского ис­следования параметров потока крови через мит­ральный клапан во время диастолы это отражается в увеличении пиковой (максимальной) и инте­гральной скоростей потока во 2-ю фазу. При КДД > 20 мм рт. ст. происходит так называемая псевдонормализация допплеровских индексов, и показатели 2-й фазы снова уменьшаются, но это происходит на фоне высоких цифр КДД и выра­женной ригидности стенок ЛЖ [1,5]. Описана кар­тина "малого ригидного ЛЖ" при диабете, форми­рующегося через 15-20 лет от начала заболевания и регистрирующегося у взрослых больных [5].

Работы же, посвященные вопросу поражения сердца при диабете у детей, немногочисленны и со­держат противоречивые сведения. Одни авторы описывают минимальные отличия параметров ДФ ЛЖ у детей, страдающих СД типа 1, по сравнению со здоровыми детьми [7, 8]. Другие исследователи этих отличий не находят [9|. Поэтому, учитывая малую изученность вопроса, представляет интерес его дополнительное исследование.

Материалы и методы

Обследовано 45 детей с СД типа 1 в возрасте 9- 16 лет (средний возраст И ± 2,4 года) с различной длительностью заболевания: от впервые выявлен­ного до 10 лет. У части детей имелись осложнения: у 10 детей была установлена диабетическая энце­фалопатия, у 5 - энцефалопатия и перифериче­ская дистальная нейропатия, у 2 - сочетание эн­цефалопатии, гепатопатии и ангиопатии сосудов сетчатки и у 5 - сочетание энцефало-, нефро- и ангиопатии сосудов сетчатки.

У всех детей отсутствовали жалобы со стороны сердечно-сосудистой системы, не было выявлено патологических изменений на ЭКГ, АД регистри­ровалось в пределах возрастной нормы: систоличе­ское - не выше 120 мм рт. ст., диастолическое - не выше 70 мм рт. ст. На момент проведения ис­следования все дети находились в состоянии де­компенсации СД типа 1 без кетоацидоза. Уровень гликозилированного гемоглобина (НЬ А1с) соста­вил от 8 до 12%. Уровень гликемии за сутки коле­бался в пределах от 4 до 15 мМ/л, уровень глюко­зурии - в пределах от 0 до 4%. В качестве кон­трольной группы было обследовано 16 здоровых детей аналогичного возраста.

Эхокардиографическое исследование проводи­ли на аппарате "Sim 5000". Для оценки систоличе­ской функции (СФ) ЛЖ определяли показатели его сократимости: фракцию выброса (EF) и процент переднезаднего укорочения ЛЖ в систолу (FS). Для изучения процессов ремоделирования в миокарде ЛЖ определяли массу миокарда ЛЖ (ММЛЖ) по

Таблица 1

Параметры ДФ ЛЖ при СД у детей (М ± /и)

Примечание. * - р < 0,01 по сравнению с контрольной группой.

методике R. Devereuxe, конечный диастолический объем (КДО) полости Л Ж, вычисляли их индекси­рованные значения по отношению к площади по­верхности тела (мы приводим только индексиро­ванные показатели, так как обследованные дети значительно различались по массе и росту) и соот­ношение ММЛЖ/КДО.

Для оценки ДФ ЛЖ в режиме импульсной доп- плерэхокардиографии определяли следующие ее параметры: пиковые скорости трансмитрального потока (ТМП) в фазу раннедиастолического на­полнения (Е) и в фазу систолы предсердий (А) и их соотношение (Е/А); интегральные скорости ТМП в фазу раннедиастолического наполнения (Ei) и в фазу систолы предсердий (Ai) и их соотношение (Ei/Ai). Определяли время изоволюмического рас­слабления (ВИР) - период между моментами за­крытия аортального и открытием митрального кла­панов. Вычисляли нормализованную скорость диа­столического наполнения ЛЖ (E/Ei + Ai) и ФПН (Ai/Ai 4- Ei).

Проводили поиски корреляционных связей ме­жду параметрами СФ и ДФ ЛЖ и уровнем НЬА, ко­лебаниями уровня гликемии, показателями систо­лического и диастолического АД и наличием ос­ложнений СД типа 1. Статистическую обработку результатов исследования проводили с использова­нием пакетов программ "Excel 97" и "STATISTICA MED" с применением критерия Уитни-Манна.

Для уточнения изменений состояния СФ и ДФ ЛЖ в зависимости от продолжительности заболе­вания СД типа 1 обследованные дети были разде­лены на группы: впервые выявленный СД типа 1, до 1 года от начала заболевания, 2-3 года от начала заболевания и так далее с интервалом в 2 года до 10 лет от начала заболевания.

Результаты и их обсуждение

При исследовании СФ ЛЖ по сравнению с кон­трольной группой отмечалось некоторое снижение EF и FS у детей с продолжительностью заболева­ния СД типа 1 до 1 года (р < 0,05). В других группах значимых отличий этих показателей от показателей здоровых детей не было (табл. 1).

При исследовании ДФ ЛЖ основные различия по сравнению с группой контроля были выявлены у детей с продолжительностью заболевания СД ти­па 1 более 5 лет. В этих группах отмечалось посте­пенное увеличение значений А и Ai (р < 0,01 для каждой группы), повышение значений ФПН (р < 0,01 для каждой группы), уменьшение отно­шений пиковых (Е/А) и интегральных (Ei/Ai) ско­ростей ТМП (р < 0,01 для каждого показателя в ка­ждой группе) (табл. 2). Во всех группах детей, бо­леющих СД типа 1 более 5 лет, изменения ДФ Л Ж прогрессировали по мере увеличения длительности заболевания (выявлены значимые корреляцион­ные связи между значениями A, Ai и ФПН и дли­тельностью заболевания СД: г = 0,8 для каждого показателя, в группе со стажем ИЗСД 6-7 лет (и = 6) р < 0,01; со стажем 8-9 лет (п = 4) р < 0,01; со стажем 10 лет (п = 3) р < 0,01, а также коррели­ровали с наличием дистальной периферической нейропатии (г = 0,53 для каждого показателя в тех же группах детей с СД типа 1). При определении корреляционных связей с другими осложнениями СД типа 1 (диабетическая энцефалопатия, нефро­патия, гепатопатия, хайропатия, ангиопатия сосу­дов сетчатки), а также с показателями систоличе­ского и диастолического АД значимых корреляци­онных связей не выявлено. Различий между пока­зателями ТМП в фазу раннедиастолического на­полнения (Е, Ei), а также значениями ВИР и нор­мализованной скорости наполнения ЛЖ не выяв-

Показатели сократимости ЛЖ при СД у детей (М ± т)

Таблица 2

Примечание. * - р < 0,05 по сравнению с контрольной группой.

лено у здоровых детей и детей, страдающих СД ти­па 1, ни в одной группе. Показатели ТМП в фазу систолы предсердий (A, Ai, ФПН) у детей с про­должительностью заболевания СД типа 1 до 5 лет также значимо не отличались от показателей в кон­трольной группе.

При определении ММЛЖ и КДО в группе детей с длительностью диабета 10 лет отмечались тенден­ция к преобладанию процессов гипертрофии в миокарде ЛЖ (увеличение значений ММЛЖ и снижение КДО; табл. 3) и повышение соотноше­ния ММЛЖ/КДО до 1,48 (в контроле - 1,1), хотя статистически значимых различий между здоровы­ми детьми и детьми с СД типа 1 нами не найдено.

Дети с впервые выявленным диабетом не отли­чались от здоровых детей ни по одному из иссле­дованных показателей.

Таким образом, нами установлено, что у детей, имеющих продолжительность заболевания СД ти­па 1 более 5 лет, появляются изменения ДФ ЛЖ, выражающиеся в постепенном перераспределении ТМП в пользу фазы систолы предсердий и харак­теризующиеся увеличением пиковых и интеграль­ных скоростей потока в эту фазу, а также увеличе­нием вклада предсердий в наполнение кровью ка­меры ЛЖ в диастолу. Эти изменения прогрессиру­ют по мере увеличения длительности заболевания. Кроме того, выявлены некоторое снижение сокра­тительной способности ЛЖ у детей с продолжи­тельностью заболевания СД типа 1 до 1 года и тен­денция к развитию процессов гипертрофии мио­карда ЛЖ после 10 лет течения диабета.

Изменения ДФ ЛЖ, ведущие к преобладанию предсердной фазы, связаны, по-видимому, с нару­шением полноценного расслабления стенки Л Ж [1, 5]. Вследствие этого падает градиент давления ме­жду камерами ЛЖ и ЛП, и для поступления в по­лость ЛЖ всего объема крови необходимо допол­нительное усилие со стороны ЛП, что и обуслов­ливает увеличение скорости потока во 2-ю фазу, выявляемое на допплерэхокардиограмме. По­скольку при проведении нашего исследования все дети находились в состоянии декомпенсации диа­бета, нельзя не учитывать роль метаболических факторов. Известно, что в условиях недостаточно­го поступления глюкозы в клетку сердце в качестве основного энергетического субстрата использует свободные жирные кислоты [3]. Их избыток угне­тает деятельность ряда ферментных систем, участ­вующих в обмене Са, и опосредованно способству­ет выходу клеточного Са из депо. В результате воз­никает перегрузка кардиомиоцитов ионами Са, что ведет к нарушению их расслабления и может быть непосредственной причиной изменений в ДФ ЛЖ.

Снижение показателей сократимости ЛЖ у де­тей с продолжительностью заболевания СД до 1 го­да, по-видимому, также объясняется преходящим метаболическим стрессом, так как в остальных группах значимых отклонений по этим показате­лям от здоровых детей не выявлено.

Кроме того, известно, что при диабете имеется ряд факторов (повышение уровня соматотропного гормона, повышенное адренергическое влияние на миокард) [2, 3], которые активируют синтез и от­ложение коллагена в миокарде, способствуя тем са­мым развитию интерстициального фиброза и фор­мируя морфологический субстрат для нарушения расслабления стенки ЛЖ.

По данным ряда авторов [2], после 5 лет течения СД типа 1 у большинства больных формируются специфические микроангиопатии микроциркуля- торного русла, в том числе и трансмуральных со­судов стенки ЛЖ. Утолщение базальной мембраны капилляров нарушает питание кардиомиоцитов, поддерживая стойкий метаболический дисбаланс и нарушая их функции. Учитывая тот факт, что вы­явленные нами изменения ДФ ЛЖ появляются у детей, болеющих СД типа 1 более 5 лет, и прогрес­сируют по мере увеличения продолжительности за­болевания, можно предположить, что основную роль в их формировании играют все же морфоло­гические (гистологические) изменения в стенке ЛЖ - интерстициальный фиброз и микроангиопа­тии трансмуральных сосудов ЛЖ. Также, возмож­но, в появлении нарушений ДФ участвуют генети­ческие факторы, так как, хотя мы и не проводили таких наблюдений, в литературе имеются данные, свидетельствующие о том, что у людей с отягощен­ной семейной наследственностью (у родственни­ков отмечены случаи артериальной гипертензии) при отсутствии жалоб и объективных данных о на­личии заболеваний сердца уже изначально имеют­ся изменения ДФ ЛЖ с перераспределением ТМП в пользу предсердной фазы [1]. Не исключено, что при СД типа 1 также имеет место генетическая предрасположенность к нарушениям ДФ сердца. Все обследованные нами дети были нормотензив- ными, не было выявлено значимых корреляцион­ных связей с уровнем АД. Это указывает на то, что поражение мелких сосудов миокарда при СД типа 1 может происходить изолированно, вне пораже­ния сосудов почек. Подтверждением служит отсут­ствие корреляции с таким осложнением СД типа 1, как диабетическая нефропатия.

Отмечающаяся с 10-го года заболевания тенден­ция к гипертрофии миокарда ЛЖ (см. табл. 3), воз­можно, связана с длительным избыточным адре­нергическим влиянием на миокард [3] или непо­средственным воздействием инсулинотерапии, стимулирующей гипертрофические процессы пу­тем активизации неспецифических ростовых фак­торов. В целом же нами не выявлено разницы в морфометрических показателях у здоровых и боль­ных детей в первые 10 лет от начала заболевания. Это свидетельствует о том, что даже на фоне спе­цифического поражения микроциркуляторного русла в эти сроки миокард детского сердца сохра­няет высокие компенсаторные возможности.

Выводы

Изменения показателей сократимости в виде снижения значений EF и FS по данным ЭКГ у де­тей, больных СД типа 1, в течение 1-го года забо­левания могут быть обратимы.

После 5 лет течения СД типа 1 на фоне гис­тологических изменений в миокарде (микроангио­патии, интерстициальный фиброз) начинает фор­мироваться диастолическая дисфункция миокарда ЛЖ.

Нарушения ДФ миокарда ЛЖ прогрессируют с увеличением длительности диабета и развитием диабетической периферической нейропатии.

При длительности СД типа 1 10 лет или более появляется тенденция к гипертрофии миокарда ЛЖ.

В целом же нами не выявлено достоверной раз­ницы в морфометрических показателях у здоровых детей и у детей в первые 10 лет от начала заболе­вания.