Субклиническая дисфункция левого желудочка у больных сахарным диабетом 2-го типа

ОБОСНОВАНИЕ

В настоящее время качество жизни и ее продолжительность у больных сахарным диабетом 2-го типа (СД2) в основном зависят от наличия и степени выраженности сердечно-сосудистых осложнений [1]. В течение многих лет ведущая роль среди сердечно-сосудистых осложнений при сахарном диабете отводилась проявлениям макрососудистого поражения — инфаркту миокарда и мозговому инсульту. Однако современные достижения в профилактике и лечении данных состояний привели к значимому снижению смертности от них, при этом частота госпитализаций и летальности, обусловленных всеми сердечно-сосудистыми причинами, остается неизменной [2]. Результаты когортного исследования A. Shah и соавт. (2015) [3], включавшего 1,9 млн участников, показали, что сердечная недостаточность была первым проявлением сердечно-сосудистых осложнений при СД2 у 14,1% пациентов, опередив все формы ишемической болезни сердца и нарушений мозгового кровообращения.

Впервые статистические данные о частоте сердечной недостаточности при сахарном диабете были получены во Фрамингемском исследовании сердца (The Framingham Study, 1974): риск хронической сердечной недостаточности в 5 раз выше у женщин и в 2,4 раза у мужчин, имеющих сахарный диабет, по сравнению с лицами без нарушений углеводного обмена вне зависимости от наличия сопутствующей ишемической болезни сердца и артериальной гипертензии [4]. Последующие многочисленные популяционные исследования подтвердили значительно больший риск развития сердечной недостаточности у больных сахарным диабетом и выявили взаимосвязь ее выраженности со степенью гипергликемии, возрастом, наличием ожирения, нарушением функции почек, альбуминурией, длительностью диабета, автономной нейропатией и др. [5, 6]. Кроме того, было установлено, что СД2 повышает смертность от сердечной недостаточности в 1,5−2 раза [7]. С другой стороны, в Российской Федерации сахарный диабет занимает третье место среди всех причин хронической сердечной недостаточности, уступая лишь артериальной гипертензии и ишемической болезни сердца [8].

На сегодняшний день выделяют следующие клинические фенотипы хронической сердечной недостаточности в зависимости от величины фракции выброса левого желудочка сердца: сердечная недостаточность с низкой (<40%), средней (40−49%) и сохранной фракцией выброса левого желудочка (≥50%). При этом для больных с низким и сохранным функциональным показателем установлены различная патофизиологическая основа этих состояний, разная прогностическая значимость и терапевтические подходы. Тяжелая хроническая сердечная недостаточность с низкой фракцией выброса левого желудочка наиболее часто обусловлена миокардиальной ишемией, а также перенесенным инфарктом миокарда [9]. У больных СД2 чаще выявляется сердечная недостаточность с сохранным функциональным показателем, что связано с преимущественным влиянием метаболических нарушений на показатели диастолической функции левого желудочка и высокой распространенностью в данной популяции артериальной гипертензии, почечной недостаточности и ожирения, также приводящих к ремоделированию миокарда с нарушением его диастолического расслабления [5, 7, 10]. Результаты исследований последних лет указывают на бо́льшую (30−60% больных) распространенность бессимптомных форм хронической сердечной недостаточности у пациентов с СД2, в том числе и при отсутствии сопутствующих артериальной гипертензии и ишемической болезни сердца. При этом наличие даже субклинических форм сердечной недостаточности при СД2 ассоциируется с негативным прогнозом течения заболевания, приводя к значительному увеличению частоты госпитализаций и смертности [11, 12].

Таким образом, наиболее приоритетными задачами диабетологии и кардиологии являются дальнейшее изучение патогенеза сердечной недостаточности и разработка методов ранней диагностики данного осложнения при СД2. Учитывая частое сочетание СД2 с артериальной гипертензией (80−90% случаев), целесообразно определение значимости вклада гемодинамических и диабетических факторов в формирование сердечной недостаточности, что в дальнейшем позволит повысить эффективность терапевтических подходов в данной ситуации.

Основными современными методами диагностики хронической сердечной недостаточности на всех стадиях заболевания являются эхокардиографические (ЭхоКГ) методы и определение сывороточной концентрации мозгового натрийуретического пептида либо концевого фрагмента его пропептида. Однако интерпретация уровней биохимических маркеров сердечной недостаточности при сахарном диабете может быть затруднена в связи с отсутствием четких диагностических критериев для диастолического варианта сердечной недостаточности, сопутствующего ожирения и нарушения функции почек. Соответственно, наиболее информативно использование современных ЭхоКГ-методик, включающих тканевую допплерографию и выявление деформации миокарда с помощью контрастного Speckle Tracking, позволяющих диагностировать наиболее ранние признаки дисфункции левого желудочка [9, 13].

ЦЕЛЬ

Выявление субклинической дисфункции левого желудочка по показателям его диастолической функции, а также параметрам деформации и ротационным свойствам миокарда у больных СД2.

МЕТОДЫ

Дизайн исследования

Поисковое исследование типа случай-контроль, сплошное, одноцентровое, выполненное одномоментно в группах больных СД2 и артериальной гипертензией.

Критерии соответствия

Критерии включения в группу пациентов с СД2: возраст 40 лет и старше; диагноз, установленный согласно критериям, приведенных в клинических рекомендациях «Алгоритмы специализированной медицинской помощи больным сахарным диабетом», 9-й выпуск (2019); наличие подписанного пациентом информированного согласия на участие в исследовании.

Критерии включения в группу пациентов с артериальной гипертензией: возраст 40 лет и старше; диагноз, установленный в соответствии с клиническими рекомендациями «Артериальная гипертензия у взрослых (2019); наличие подписанного пациентом информированного согласия на участие в исследовании.

Критерии включения в контрольную группу: возраст 40 лет и старше; отсутствие признаков нарушений углеводного метаболизма и артериальной гипертензии; наличие подписанного пациентом информированного согласия на участие в исследовании.

Критериями невключения в исследование были сниженная фракция выброса левого желудочка (<50%); наличие в анамнезе перенесенного инфаркта миокарда; стенокардия; клапанные и воспалительные заболевания сердца; гипертрофическая кардиомиопатия; постоянная форма трепетания или фибрилляции предсердий; морбидное ожирение; выраженные нарушения функции почек (скорость клубочковой фильтрации <60 мл/мин/1,73 м²) и органов дыхания; явные симптомы хронической сердечной недостаточности (III−IV функциональный класс по NYHA (1984); мозговой инсульт.

Условия проведения

В исследовании приняли участие пациенты, получавшие стационарную и амбулаторную медицинскую помощь в терапевтическом, кардиологическом и поликлиническом отделении Государственного бюджетного учреждения здравоохранения «Городская клиническая больница № 7 г. Симферополя».

Продолжительность исследования

Исследование выполнено в течение 2019 г.

Описание медицинского вмешательства

У обследуемых лиц проводились сбор демографических данных и анамнеза, определение гликозилированного гемоглобина (HbA1c), антропометрическое обследование, ЭхоКГ.

Основной исход исследования

Определены эхокардиографические показатели дисфункции миокарда левого желудочка в группах пациентов с СД2 и артериальной гипертензией, а также в контрольной группе.

Анализ в подгруппах

В исследование было включено 4 группы пациентов: группу I составили больные СД2, имевшие умеренную артериальную гипертензию, группу II — лица с СД2 без артериальной гипертензии, группу III — пациенты с эссенциальной артериальной гипертензией 2-й степени без нарушений углеводного обмена. Группу IV составили практически здоровые лица.

Методы регистрации исходов

Структурно-функциональные параметры сердца определяли методом ЭхоКГ на аппарате DC-8EXP (Mindray, Китай) в В- и М-режимах по стандартной методике. О диастолической функции левого желудочка судили по величине трансмитрального диастолического кровотока в импульсном допплеровском режиме. При этом вычисляли максимальную скорость раннего диастолического потока (пик Е), максимальную скорость потока предсердной систолы (пик А), отношение Е/А и время замедления скорости кровотока в фазу ранней диастолы (DcT). Также для оценки диастолической дисфункции использовалась тканевая допплерография. Определяли соотношение Е/е, где е — скорость движения медиальной части митрального кольца в раннюю диастолу. Этот параметр — наиболее чувствительный маркер давления наполнения левого желудочка, который тесно коррелирует с данными катетеризации сердца (критерий нормы Е/е ≤8). Величина Е/е >15 является высокоспецифичной для повышения давления наполнения в левом желудочке. Дополнительно по формуле (2+1/3×Е/е) определяли давление заклинивания в легочных капиллярах, которое в норме равняется 8−10 мм рт.ст. и является маркером состояния расслабления левого желудочка [13].

В режимах 2D-СТ оценивали глобальную продольную (global longitudinal strain, GLS), радиальную (global radial strain, GRS), циркулярную (global circular strain, GCS) систолическую деформацию, в режиме 3D-CT дополнительно оценивали глобальную область деформации (global area strain, GAS), а также скорости смещения соответствующих волокон миокарда левого желудочка. Кинопетли формировали исходя из 16-сегментной модели левого желудочка по R. Lang [13]. Анализ параметров осуществлялся с помощью программы Wall Motion Tracking.

Этическая экспертиза

Перед включением в исследование все пациенты подписывали информированное добровольное согласие. Исследование одобрено на заседании комитета по этике ФГАОУ ВО «Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского», протокол № 5 от 07.05.2019.

Статистический анализ

Принципы расчета размера выборки: размер выборки предварительно не рассчитывался.

Методы статистического анализа данных: статистические расчеты проводились с использованием пакетов прикладных программ Statistica 10, Microsoft Excel. При анализе применялись методы описательной статистики (для количественных переменных вычислялись такие показатели, как n — количество значений в анализируемой совокупности данных; при нормальном распределении вычисляли среднее арифметическое (M), стандартное отклонение (σ); при описании признаков, не подчиняющихся закону нормального распределения, использовали медиану (Me), 25-й, 75-й перцентили, а для категориальных — частоту и долю в процентах). Критерий H Крускала−Уоллиса применялся для оценки различий между выборками по уровню изучаемого признака. При выполнении сравнений уровень значимости (р) был принят равным 0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Объекты (участники) исследования

Для достижения поставленной цели было обследовано 4 группы пациентов, не имевших явных клинических признаков сердечной недостаточности: группа I (n=56) — больные СД2 и умеренной артериальной гипертензией; группа II (n=52) — пациенты с СД2 без повышения артериального давления; группа III (n=54) — пациенты с эссенциальной артериальной гипертензией 2-степени без нарушений углеводного обмена; группа IV (n=30) — практически здоровые лица. Характеристики групп больных представлены в табл. 1.

Таблица 1. Характеристики групп обследованных больных

Примечание. СД — сахарный диабет, АГ — артериальная гипертензия.

Основные результаты исследования

Полученные при изучении диастолической функции у обследуемых больных результаты представлены в табл. 2.

Таблица 2. Морфофункциональные показатели диастолической функции левого желудочка

Примечание. * — достоверность между I, II, III и IV группами. ДЗЛК — давление заклинивания в легочных капиллярах.

При оценке диастолической функции по показателю Е/А, определенного при рутинном допплерографическом исследовании, достоверных отличий между всеми исследуемыми группами пациентов не выявлено. При этом у всех обследованных больных данный показатель был меньше значений практически здоровых лиц IV группы (р<0,05). Нами было установлено, что у 58% пациентов с СД2 без гипертензии и у 69% больных с сочетанием СД2 и умеренной артериальной гипертензии выявляется диастолическая дисфункция, ее частота сопоставима с группой пациентов с эссенциальной артериальной гипертензией — 61% (р>0,05). При анализе частоты различных типов диастолической дисфункции миокарда левого желудочка чаще всего во всех группах наблюдался ригидный тип: так в группе I он составил 48%, в группе II — 61%, в группе III — 64%; р>0,05. Псевдонормальный тип диастолической дисфункции в группе I определялся в 41% случаев, в группе II — в 34%, в группе III — в 33%. Наиболее редко у обследованных больных встречался рестриктивный тип — 11; 5 и 3% соответственно. Таким образом, распространенность наиболее неблагоприятного варианта диастолической дисфункции встречалась существенно чаще у лиц с сочетанием СД2 и умеренной артериальной гипертензии по сравнению с пациентами, имевшими одно из данных заболеваний (р<0,05) (рис.).

Рис. Типы диастолической дисфункции у больных сахарным диабетом 2 типа и артериальной гипертензией.

Примечание. * — достоверность между группами I и II−III, р<0,05.

Скорость движения медиальной части митрального кольца является более чувствительным маркером нарушения расслабления левого желудочка по сравнению с трансмитральным показателем Е/А. При использовании тканевой допплерографии, позволяющей оценивать данный показатель, была установлена бо́льшая тяжесть диастолической дисфункции у больных с сочетанием СД2 и артериальной гипертензии по сравнению с пациентами, имевшими или СД2, или умеренную артериальную гипертензию (р<0,05). В исследуемых группах пациентов (I−III) средние величины E/e и давление заклинивания в легочных капиллярах были достоверно выше критериев нормы, при этом при СД2 и артериальной гипертензии отмечались более тяжелые нарушения диастолической функции, как представлено в табл. 2.

Для оценки систолической функции всем пациентам проведена оценка фракции выброса левого желудочка по методу Симпсона. У всех включенных в исследование больных визуально отсутствовали зоны нарушения локальной сократимости миокарда левого желудочка. При этом фракция выброса в группе I составила 58 (54; 60), в группе II — 59 (55; 61), в группе III — 62 (58; 64), в группе IV — 64 (62; 66); р>0,05.

Дополнительно всем пациентам проведена оценка систолической функции с использованием методики Speckle Tracking ЭхоКГ в 2D- и 3D-режимах (табл. 3). В режиме 2D и 3D оценивали GLS, GRS и GCS систолическую деформацию. В режиме 3D дополнительно определяли GAS.

Таблица 3. Параметры деформации и ротационные свойства миокарда левого желудочка

Примечание. * — достоверность между группами I−III и IV, ** — достоверность с IV группой.

Как видно из представленной табл. 3, показатели продольной глобальной деформации были достоверно ниже у больных СД2 в сочетании с артериальной гипертензией по сравнению с пациентами, имевшими одно из данных состояний, а также контрольной группой. Показатели глобальной радиальной и циркулярной деформации у пациентов всех групп не отличались от показателей в группе практически здоровых лиц. Таким образом, несмотря на то, что все пациенты, включенные в настоящее исследование, имели сохраненную систолическую функцию, рассчитанную по методике Симпсона, при использовании 2D-Speckle Tracking ЭхоКГ выявлялись начальные нарушения сократительной функции продольно направленных волокон миокарда у больных с сочетанием СД2 и артериальной гипертензии.

В то же время при анализе 3D-Speckle Tracking ЭхоКГ показатель GAS был значимо ниже у всех больных СД2 вне зависимости от наличия артериальной гипертензии по сравнению с контролем и больными с изолированной артериальной гипертензией. При этом сочетание СД2 с артериальной гипертензией обусловливало дополнительное снижение данного показателя по сравнению с нормотензивными пациентами с СД2.

Таким образом, при всей схожести клинических проявлений и результатов исследования традиционными методами ЭхоКГ тяжесть диастолической дисфункции левого желудочка у больных СД2 и умеренной артериальной гипертензией значимо выше, чем у больных СД2 и нормотензией и артериальной гипертензией без нарушений углеводного обмена. Использование методики Speckle Tracking ЭхоКГ в 2D- и 3D-режимах позволяет обнаружить у больных СД2 с сохранной систолической функцией начальные нарушения сократимости продольных волокон миокарда левого желудочка.

Нежелательные явления

В ходе исследования нежелательных явлений не зарегистрировано.

ОБСУЖДЕНИЕ

Резюме основного результата исследования

Применение тканевой допплерографии и Speckle Tracking ЭхоКГ в 2D- и 3D-режимах позволяет чаще (р<0,05) выявлять признаки дисфункции левого желудочка у больных СД2 по сравнению с рутинными ЭхоКГ-методами. При оценке диастолической дисфункции левого желудочка по показателям тканевой допплерографии установлено, что у пациентов с сочетанием СД2 и умеренной артериальной гипертензии более распространен (р<0,05) прогностически неблагоприятный рестриктивный вариант в отличие от больных сахарным диабетом без гипертензии или лиц с артериальной гипертензией без диабета. Сочетание СД2 и артериальной гипертензии в большей степени приводит к увеличению показателей продольной глобальной деформации левого желудочка в сравнении с больными, имевшими только одно из указанных заболеваний (р<0,05). Уменьшение GAS — наиболее раннего маркера нарушения систолической функции левого желудочка — было выражено (р<0,05) у пациентов с СД2 вне зависимости от наличия сопутствующей артериальной гипертензии.

Обсуждение основного результата исследования

Ведущее место среди причин смертности у больных СД2 занимает сердечно-сосудистая патология. Также известно, что независимым фактором риска сосудистых катастроф при СД2 является артериальная гипертензия, которая выявляется примерно у 80% таких пациентов. Наличие артериальной гипертензии существенно утяжеляет течение сахарного диабета, ухудшает прогноз, затрудняет достижение гликемического контроля и, как следствие, повышает смертность больных. Таким образом, СД2 и артериальная гипертензия — две взаимосвязанные патологии, их сочетание занимает ведущее место в структуре заболеваемости и смертности в настоящее время [2, 5, 7].

При СД2 диастолическую дисфункцию миокарда левого желудочка принято считать самым ранним признаком поражения сердца. Расстройства диастолической функции часто предшествуют гипертрофии левого желудочка, снижению его систолической функции и могут возникать при отсутствии каких-либо симптомов сердечной недостаточности [10]. Артериальная гипертензия также является самостоятельным фактором риска развития ремоделирования миокарда левого желудочка с нарушением его диастолического расслабления и сократимости [9].

На сегодняшний день наиболее распространенным способом оценки нарушения диастолической функции является расчет соотношения максимальных скоростей раннего диастолического потока и потока предсердной систолы [13]. В исследовании нами установлено, что у 58% пациентов с СД2 без гипертензии и у 69% больных с сочетанием СД2 и умеренной артериальной гипертензии была диастолическая дисфункция. Ее нарушение при СД2 сопоставимо с показателями в группе больных с эссенциальной артериальной гипертензией — 61%, то есть данный метод оценки диастолы не выявил различий во всех исследуемых группах. Однако при проведении тканевого допплерографического исследования у больных, имевших сочетание СД2 с умеренной артериальной гипертензией, чаще (р<0,05) по сравнению с другими исследуемыми группами наблюдался неблагоприятный рестриктивный вариант диастолической дисфункции.

В настоящее исследование включались только пациенты с сохранной фракцией выброса левого желудочка (≥50%). Использование методики Speckle Tracking ЭхоКГ в 2D-режиме практически не выявило различий в показателях систолической деформации левого желудочка во всех группах обследованных пациентов. При этом применение 3D-режима показало, что параметр GAS левого желудочка был ниже у всех больных СД2 вне зависимости от наличия артериальной гипертензии по сравнению с контролем и больными с изолированной артериальной гипертензией (р<0,05).

Таким образом, при СД2 с умеренной артериальной гипертензией развитие сердечной недостаточности обусловлено неразрывной комбинацией ухудшения не только диастолической, но и систолической функции миокарда левого желудочка. Раннее развитие комбинированной систоло-диастолической дисфункции при СД2 связано с неблагоприятным прогнозом: выше риск раннего развития мерцательной аритмии, желудочковых нарушений ритма и прогрессирующей декомпенсации кровообращения.

Ограничения исследования

К факторам, ограничивающим значимость результатов и выводов исследования, относится малая выборка больных в исследуемых группах. Также необходимо продолжение изучения выявленных показателей нарушенной функции левого желудочка в различных возрастных группах, сопоставление с другими известными факторами риска поражения миокарда.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты многочисленных популяционных исследований указывают на то, что сердечная недостаточность является наиболее частой причиной госпитализации и смертности у пациентов с СД2 в настоящее время. Кроме того, наблюдается очень высокая частота артериальной гипертензии при СД2, что также способствует большой распространенности сердечной недостаточности в этой популяции больных. При этом данные о фенотипической структуре сердечной недостаточности, патогенетической роли метаболических и гемодинамических факторов в ее развитии остаются противоречивыми.

В настоящем исследовании изучены как рутинные, так и современные высокочувствительные ЭхоКГ-показатели нарушения функции левого желудочка в группах больных СД2 и артериальной гипертензией. Показана значимость применения тканевой допплерографии и Speckle Tracking ЭхоКГ в 3D-режиме по сравнению с оценкой соотношения E/A и фракции выброса леаого желудочка в диагностике субклинической сердечной недостаточности. Выявлено увеличение доли неблагоприятного рестриктивного варианта диастолической дисфункции у больных с сочетанием СД2 и артериальной гипертензии, а также снижение показателя GAS при сахарном диабете вне зависимости от сопутствующей артериальной гипертензии.

Полученные результаты свидетельствуют о высокой распространенности субклинической систоло-диастолической дисфункции левого желудочка при СД2, усиливающейся при наличии сопутствующей артериальной гипертензии у больных, не имеющих явных клинических признаков сердечной недостаточности и других сердечно-сосудистых заболеваний.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Источник финансирования. Исследование проведено на личные средства авторского коллектива.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Участие авторов. Анализ полученных данных, написание текста — В.А. Цветков; концепция и дизайн исследования — Е.С. Крутиков; проведение ЭхоКГ-исследований, написание текста — С.И. Чистякова. Все авторы внесли существенный вклад в проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией.