СОСТОЯНИЕ РЕГУЛЯЦИИ ЭНДОТЕЛИЙ-ЗАВИСИМЫХ КОМПОНЕНТОВ ТОНУСА СОСУДОВ В НОРМЕ И ПРИ НЕКОТОРЫХ ФОРМАХ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ ПАТОЛОГИИ 14.00.06 Кардиология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук ОРЕНБУРГ-2008

Авторефераты по всем темам >> Авторефераты по медицине

На правах рукописи

ДЕНИСОВ ЕВГЕНИЙ НИКОЛАЕВИЧ

СОСТОЯНИЕ РЕГУЛЯЦИИ ЭНДОТЕЛИЙ-ЗАВИСИМЫХ КОМПОНЕНТОВ ТОНУСА СОСУДОВ В НОРМЕ И ПРИ НЕКОТОРЫХ ФОРМАХ

СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ ПАТОЛОГИИ

14.00.06 Кардиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора медицинских наук

ОРЕНБУРГ-2008

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении Высшего профессионального образования Оренбургская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию

Научный консультант доктор медицинских наук, профессор,

Заслуженный деятель науки РФ

Коц Яков Иосифович

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор

Калев Олег Федорович

доктор медицинских наук, профессор

Агеев Фаиль Таипович

доктор медицинских наук, профессор

Небиеридзе Давид Васильевич

Ведущая организация Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию

Зашита состоится л_________________ 2008 г. в ____ часов на заседании диссертационного совета Д 208.066.02 при ГОУ ВПО Оренбургская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию (460000, г.Оренбург, ул. Советская, д.6).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО Оренбургская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию

Автореферат разослан л__________________ 2008г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор медицинских наук профессор Сайфутдинов Р.И.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ:

АГ - артериальная гипертензия

АХ - ацетилхолин

Д - изначальный диаметр сосуда

Д1 - диаметр сосуда через 15 секунд после окклюзионной пробы

ДII - диаметр сосуда через 60 секунд после окклюзионной пробы

Д н - диаметр сосуда после действия нитроглицерина

КДО - конечно-диастолический объем

ОГГ - острая гипоксическая гипоксия

ТИМ - толщина комплекса интима-медиа

ХГГ Ц гипоксическая гипоксия на протяжении 28 дней

ХСН - хроническая сердечная недостаточность

УОК - ударный объем крови

ЭТ-1 - эндотелин 1

d- диаметр эритроцитов

eNOS - эндотелиальная (конститутивная) NO-синтаза

iNOS - индуцибельная NO-синтаза

NO - оксид азота

NO2, NO3 - нитрит и нитрат ионы, метаболиты NO

p V - критерий Вилкоксона

tcPO2 - pO2, измеренное транскутанным способом

V1 - скорость повышения tcPO2 при ингаляции кислорода

V2 - скорость падения tcPO2 на фоне прекращения его доставки

V3 - скорость подъема tcPO2 при восстановлении кровотока после пробы с

окклюзией сосудов

V1/ V2 - соотношение скорости доставки кислорода к скорости его

потребления

Общая характеристика работы

Актуальность. Синдром хронической сердечной недостаточности (ХСН) остается одной из нерешенных проблем современной кардиологии

(Беленков Ю.Н. и соавт.,2002; Мареев В.Ю. и соавт.,2002; АгеевФ.Т.,АрбалишвилиГ.Н.,2003; Yancy C.W.,2004). Развитие ХСН сопровождается нарушениями нагнетательной функции сердца, базального тонуса сосудов, снижением перфузии и обмена в тканях, а также изменениями нейрогуморальной регуляции кровообращения как в отношении центральных, так и периферических механизмов (КарповЮ.А.,2002;Сумин А.Н. и соавт.,2003;БойцовС.А.,2005;van Billson M. et al.,2004). В развитии неадекватности кровоснабжения тканей с потребностями их метаболизма при ХСН, а также артериальной гипертензии (АГ) имеет значение дисфункция эндотелия, под которой понимают нарушение баланса взаимоотношений между вазоконстрикторными и вазодилататорными факторами, которые секретируются эндотелием сосудистой стенки.

Наиболее значимыми вазоактивными соединениями, секретируемыми эндотелием сосудов, являются оксид азота и эндотелин 1 (Карпов Ю.А.,2002; Петрищев Н.И., Власов Т.Д., 2003).

Оксид азота, обладающий вазодилятаторным действием, образуется из

L-аргинина с помощью NO-синтаз (Moncada S et al., 1997) при участии кислорода. Эндотелин 1 (Yanagisava M. et al.,1989) обладает преимущественно вазоконстрикторным эффектом, но при действии на рецепторы эндотелина типа В1 приводит к выделению NO и вазодилятации. В то же время значение

дефицита кислорода в регуляции секреции оксида азота и эндотелина 1 остается противоречивым.

Практически нет данных о роли эритроцитов в эндотелий-зависимых механизмах регуляции тонуса сосудов в условиях дефицита кислорода.

Не изучено влияние длительного дефицита кислорода на секрецию оксида азота при моделировании экспериментальной сердечной недостаточности.

Недостаточно изучены сами механизмы развития дисфункции эндотелия сосудистой стенки при АГ и ХСН. В частности, не исследованы особенности секреции эндотелина 1 и оксида азота при АГ и ХСН, не изучена роль циркулирующих в крови эритроцитов в эндотелий-зависимых механизмах регуляции тонуса сосудов при АГ и ХСН. Нет единой точки зрения о роли дефицита кислорода в развитии дисфункции эндотелия у больных ХСН.

Цель исследования Определение роли эндотелий-зависимых механизмов регуляции тонуса сосудов в развитии артериальной гипертензии и хронической сердечной недостаточности и направлений их коррекции у указанной категории больных.

Задачи исследования :

Изучить в экспериментах на животных влияние острого и хронического дефицита кислорода на содержание эндотелина 1 и оксида азота (по количеству NO2 и NO3) в плазме крови и сопоставить указанные показатели с реакциями сосудов, параметрами циркулирующих в крови эритроцитов и центральной гемодинамики.
Определить влияние длительного дефицита кислорода на секрецию оксида азота (по количеству NO2 и NO3 в плазме крови) при экспериментальной модели хронической сердечной недостаточности у крыс.
Изучить особенности эндотелий-зависимых механизмов регуляции тонуса сосудов у больных артериальной гипертензией I-II стадии.
Исследовать содержание в крови эндотелина 1 и стойких метаболитов оксида азота, а также уровень экспрессии еNOS у больных ХСН I-IV ФК. Определить роль дефицита кислорода в эндотелий-зависимых механизмах регуляции тонуса сосудов при ХСН I-IV ФК.
Выявить особенности механизмов развития эндотелиальной дисфункции у больных артериальной гипертензией и хронической сердечной недостаточностью.

Научная новизна

Впервые показано, что количество эндотелина 1 и стойких метаболитов оксида азота в плазме крови при острой и хронической гипоксии у крыс повышается, при этом эндотелий-зависимые реакции сосудов на действие ацетилхолина при острой гипоксии сохраняются, а при хронической гипоксии редуцируются.

Впервые выявлена роль длительного дефицита кислорода в повышении количества стойких метаболитов оксида азота в плазме крови у крыс при моделировании экспериментальной хронической сердечной недостаточности.

Впервые изучены особенности развития дисфункции эндотелия у больных артериальной гипертензией. Впервые выявлены особенности изменения экспрессии эндотелиальной NO-синтазы, количества эндотелина 1 и стойких метаболитов оксида азота в плазме крови у больных артериальной гипертензией I-II стадии и ХСН в зависимости от функционального класса. Выявлена связь экспрессии eNO- синтазы и уровня дефицита кислорода в тканях при ХСН.

Обнаружено, что нарушения в эндотелий-зависимых механизмах регуляции сосудистого тонуса при АГ и ХСН приводят к функциональному ремоделированию сосудов (по данным соотношения интимы-медии) и определяют прогрессирование артериальной гипертензии и хронической сердечной недостаточности.

Сформулирована концепция дисфункции эндотелия при АГ и ХСН, и ее роли в развитии этой патологии.

Практическая значимость работы

Рекомендовано использовать исследование с помощью ультразвука высокого разрешения толщины комплекса интима-медия для определения стадии функционального ремоделирования сосудов, что можно использовать как для выявления степени декомпенсации, так и адекватности лечения у больных артериальной гипертензией и хронической сердечной недостаточностью.

Предложено учитывать выраженность нарушений обмена оксида азота и эндотелина 1 в организме больных артериальной гипертензией и хронической сердечной недостаточностью для определения степени тяжести указанных состояний и прогнозирования течения как АГ так и ХСН.

Для контроля за нарушениями эндотелий-зависимых механизмов регуляции тонуса сосудов у больных АГ и ХСН необходимо проводить определение уровней eNO-синтазы, а также содержания NO2, NO3 и эндотелина 1 в плазме крови.

Следует учитывать особенности развития дисфункции эндотелия у лиц с артериальной гипертензией и хронической сердечной недостаточностью при фармакологической коррекции этих состояний.

При артериальной гипертензии и хронической сердечной недостаточности целесообразно проводить определение выраженности нарушений эндотелий-зависимых и эндотелий-независимых механизмов регуляции тонуса сосудов по D.S.Celermajer et al. (1992) для оценки резервных возможностей организма.

Внедрение результатов исследования:

Результаты исследования внедрены в практику работы ГУЗ Оренбургской областной клинической больницы №2, используются в учебном процессе на кафедре госпитальной терапии им. Р.Г.Межебовского с курсом клинической фармакологии и кафедре нормальной физиологии ГОУ ВПО ОрГМА Федерального агенства по здравоохранению и социальному развитию РФ.

Положения, выносимые на защиту

Воспроизведение острого и хронического дефицита кислорода у крыс

вызывает увеличение в плазме крови количества стойких метаболитов

оксида азота и эндотелина 1. В то же время эндотелий-зависимые

реакции сосудов на действие ацетилхолина при острой гипоксии

сохраняются, а при хронической гипоксии редуцируются.

Хроническая гипоксия приводит к повышению количества стойких метаболитов оксида азота в плазме крови у крыс при моделировании

экспериментальной хронической сердечной недостаточности.

3. Развитие дисфункции эндотелия сосудистой стенки у больных АГ и

ХСН вызывает ремоделирование сосудов и сказывается на

прогрессировании указанной патологии.

4. Нарушение оксигенации тканей у больных ХСН вызывает снижение

экспрессии eNOS и рост в плазме крови количества эндотелина 1 и

стойких метаболитов оксида азота.

Апробация работы.

Основные результаты работы представлены и обсуждены на ежегодной Всероссийской конференции общества специалистов по сердечной недостаточности в Спорные и нерешенные вопросы сердечной недостаточности, Москва,2003, 2004,2005гг.;

на 1 съезде физиологов СНГ, Сочи, 2005г.;

на IV Российской конференции с международным участием Гипоксия, механизмы адаптации, коррекция, Москва,2005г.;

на VI международной научно-практической конференции Здоровье и образование в XXI веке, Москва, 2005г.;

на V и VI межрегиональной научно-практической конференции Приволжско-Уральского военного округа Актуальные вопросы военной и практической медицины, Оренбург, 2004, 2005 гг.;

на Российской научно-практической конференции с международным участием

Медико-биологические аспекты мультифакторной патологии, Курск,2006г.;

на II Всероссийской научно-практической конференции Артериальная гипертония в практике врача терапевта, невролога, эндокринолога и кардиолога, Москва, 2006.;

на межрегиональной научно-практической конференции л Актуальные вопросы внутренних болезней, Челябинск, 2006г.;

на IV международной конференции Дисфункция эндотелия : экспериментальные и клинические исследования, Витебск, 2006г.

на VII Международной научно-практической конференции Здоровье и образование в XXI веке,Москва,2006.;

на I конгрессе общества специалистов по сердечной недостаточности Сердечная недостаточность 2006,Москва,2006.;

на II cъезде кардиологов Уральского федерального округа, Екатеринбург,2007.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 30 работ, из них 8 в рецензируемых журналах.

Cтруктура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, четырех глав собственных исследований, их обсуждения, выводов и практических рекомендации, а также списка литературы.

Диссертация изложена машинописным текстом на 270 страницах, включает 64 таблицы и 50 рисунков, а также список литературы, состоящий из 483 работ отечественных и зарубежных авторов.

Работа выполнена на кафедре госпитальной терапии им. Р.Г.Межебовского с курсом клинической фармакологии ГОУ ВПО ОрГМА Росздрава, на базе ГУЗ Оренбургская областная клиническая больница №2, кафедре нормальной физиологии ГОУ ВПО ОрГМА Федерального агенства по здравоохранению и социальному развитию РФ.

CОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материал и методы исследования

Экспериментальные исследования на животных

Экспериментальные исследования выполнены на 175 беспородных белых крысах-самцах, массой от 160 до 320 граммов, в условиях острых и хронических опытов. Исследования деятельности сердца и сосудов проводились под нембуталовым наркозом в дозе 40 мг/кг массы внутрибрюшинно .

Острая гипоксическая гипоксия (ОГГ) воспроизводилась ингаляцией смеси 10 % О2 в азоте на протяжении 40-50 минут при нахождении животных в камере, через которую производилась вентиляция гипоксической смеси.

Хроническая гипоксическая гипоксия (ХГГ) моделировалась ингаляцией смеси 10 % О2 в азоте, ежедневно, по 40-50 минут на протяжении 4 недель. Степень гипоксемии контролировалась по уровню напряжения кислорода в артериальной и венозной крови с использованием мембранного электрода типа Кларка, на аппарате л Radiometer 555 ( Дания ). Забор крови производился из подвздошных артерии и вены. Уровень систолического артериального давления измеряли прямым методом, с использованием электронно-ртутного преобразователя давления в пропорциональный электрический сигнал.

Нагнетательную деятельность сердца и реакции сосудов исследовались с помощью ультразвука высокого разрешения, с использованием линейного датчика 7 Мгц на ультразвуковой системе Acuson 128 XP ( США ). В В-режиме исследовалась нагнетательная функция левого желудочка. Подвздошная артерия визуализировалась в продольном сечении на 1,5 - 2 см ниже уровня бифуркации брюшной аорты. Исследование проводили в триплексном режиме. Тестирование эндотелий Цзависимых механизмов регуляции тонуса сосудов в условиях нормоксии, а также острой и хронической гипоксии у животных производили путем введения в циркуляцию эндотелий-зависимого вазодилятатора ацетилхолина ( Fluka , ФРГ ) в дозе 0,1 мкг/кг массы. Эндотелий-независимые механизмы регуляции тонуса сосудов исследовали с помощью введения 1,0 мкг/кг нитроглицерина. Все исследованные препараты вводились с учетом дозировок , рекомендованных для соответствующих лабораторных животных ( Западнюк И.П., Западнюк И.И., Захария Е.А.,1974; Батрак Е.Я., Кудрин А.И.,1979 ) .

Регистрировали изменение диаметра сосуда, а также индексы пульсации, резистентности и изменения линейной скорости потока крови в сосуде во время систолы и диастолы сердца ( систоло-диастолическое отношение ).

Изучение параметров циркулирующих в периферической крови эритроцитов проводили с помощью измерения спектра мутности(Кленин В.И.1965;Хайруллина А.Б., 1983; Heller W. et al.,1962). Рассчитывали средний диаметр эритроцита (в мкм ), средний объем эритроцитов ( в мкм 3), определяли содержание эритроцитов в крови,содержание сухих веществ (в пг), cодержание воды в эритроците (в %),содержание гемоглобина в крови (г/л).

Хроническая сердечная недостаточность у крыс воспроизводилась по методу В.И.Инчиной и соавт. (2000), путем 20 минутного плавания крыс до глубокого утомления, с предварительным введением им за 10-15 минут до плавания 0,1мл 1 % раствора мезатона подкожно. После двух недель моделирования у экспериментальных животных развивались функциональные и морфологические изменения, характерные для ХСН ( Саликова С.П.,2004).

Метаболиты NO (суммарную концентрацию нитрат и нитрит ионов) определяли в сыворотке крови колориметрическим методом с реагентом Грисса и предварительным восстановлением нитратЦионов в нитрит хлоридом ванадия (МетельскаяВ.А.,ГумановаН.Г.,2004;МетельскаяВ.А.исоавт.,2004;Miranda.K.M.et al.,2001). За неделю до определения метаболитов NO животных переводили на низконитратную диету, с исключением других внешних источников нитратов. Определение уровня эндотелина 1 ( ЭТ-1 ) в плазме крови у крыс проводили иммуноферментным методом с использованием набора Endotelin (1-21), фирмы Biomedica ( Австрия ).Собранные образцы крови обрабатывали 7,5 миллимолярным ЕDТА , помещали пробы на лед и затем центрифугировали в течении часа при 2000 об./мин. , при температуре 4 0 С в течении 10 минут. Затем пробы до проведения анализа замораживали до - 150С. Метод лиммуноферментного сэндвича используется для определения эндотелина 1 непосредственно в плазме крови ( Migdalis J.N. et al.,2001; Wagner A. et al.,2002; Kinugawa T. et al.,2003 ). Для этого набор Endotelin (1-21) включает очищенные поликлональные захватывающие антитела и моноклональные детектирующие антитела, специфичные к эндотелину. На первом этапе проба ЭDТА Цплазмы и детектирующие антитела одновременно вносятся в ячейки. Эндотелин 1, присутствующий в образце плазмы, связывается с захватывающими антителами в ячейках и образует сэндвич - комплекс с детектирующими антителами. После промывки ячеек и удаления неспецифически связанного материала в ячейки добавляли комплекс из пироксидазы с антителами, который позволяет обнаружить связанные антитела. После удаления несвязавшегося коньюгата в ячейки вносили ферментный субстрат - 3,3 Ц5,5 - Tetramethyl benzidine / Hydrogen Peroxide. По интенсивности развивающейся окраски, которая прямо пропорциональна содержанию эндотелина (1-21 ) в пробе плазмы крови судили об уровне эндотелина ( л Biomedica , 2005).

Исследования эндотелий -зависимых механизмов регуляции тонуса сосудов при артериальной гипертензии I-II стадии и хронической сердечной недостаточности I Ц IV функциональных классов.

Обследовано 97 мужчин, больных артериальной гипертензией.

Из них 29 человек с АГ I стадии, средний возраст 26,4 лет и 65 человек с АГ II стадии, средний возраст 45,8 лет. Обследовано 210 пациентов мужчин с ХСН I-IV функциональных классов в возрасте от 39 до 64 лет. Хроническая сердечная недостаточность у обследованных пациентов развивалась на фоне ишемической болезни сердца, артериальной гипертензии, ревматических пороков сердца ( без признаков активности ревматического процесса), дилятационной кардиомиопатии (табл.1).

Таблица 1.

Распределение обследованных больных по причине ХСН и возрасту.

Этиология ХСН	Количество больных	Средний возраст
ИБС	97	54,2
Артериальная гипертензия	31	41,5
ИБС+Артериальная гипертензия	74	45,5
Ревматические пороки сердца	6	54,1
Дилятационная кардиомиопатия	2	48,1
Итого	210	48,7

Всем больным проводилось общеклиническое обследование, включающее сбор анамнеза и оценку объективных данных, общий анализ крови и мочи, рентгенологическое исследование сердца и электрокардиографию.

Сосудодвигательную функцию эндотелия в клинических исследованиях обычно определяют, используя два основных метода : мускаринзависимую или же поток связанную вазодилятацию ( Шляхто Е.В. и соавт.,2005; Raitakari O.T., Celermajer D.S., 2000 ). В нашей работе исследования вазомоторной функции эндотелия сосудов проводили по методу Celermajer D.S.et al. ( 1992 ) с использованием ультразвука высокого разрешения. Измерение диаметра плечевой артерии осуществляли с помощью линейного датчика 7 Мгц на ультразвуковой системе л Acuson 128 XP (США). Плечевая артерия лоцировалась в продольном сечении на 2 - 15 см выше локтевого сгиба на правой верхней конечности. Исследование проводили в триплексном режиме. САД измеряли по методу Короткова после предварительного нахождения обследуемого в состоянии покоя, лежа на протяжении 10 минут, затем регистрировали с помощью ультразвуковой локации диаметр сосуда. Далее выше места локации накладывали манжету сфигмоманометра и нагнетали воздух до тех пор, пока давление его не становилось на 50 мм рт. ст. выше уровня САД. Это приводило к компрессии плечевой артерии и временному прекращению кровотока, которое поддерживалось в течение 3 минут (рис.1).

Рис 1. Фаза окклюзии ультразвуковой пробы с реактивной гиперемией. Регистрируется отсутствие сигнала кровотока.

Рис.2.Фаза гиперемии ультразвуковой пробы с реактивной гиперемией. Первые 15 с после спуска воздуха из манжеты регистрируется максимальная скорость кровотока и цветное окрашивание просвета артерии.

Возникающая окклюзия временно выключала механическую стимуляцию эндотелия, а возможно и некоторые другие факторы стимуляции эндотелиальной секреции, например изменение режима оксигенации. Прекращение кровотока по плечевой артерии отслеживали с помощью цветного доплеровского картирования потока. По завершении компрессии воздух из манжеты выпускали и в течение первых 15 секунд (в фазу реактивной гиперемии) - рис.2 регистрировали диаметр сосуда.

Спустя четверть часа, по мере восстановления изначального диаметра артерии, пациент получал сублингвально 500 мкг нитроглицерина, следовавшая за этим реакция артерий записывалась на протяжении 5 минут. Нитроглицерин вызывал эндотелийнезависимую вазодилатацию, что использовалось в качестве контроля за состоянием гладкомышечных изменений сосудистой стенки у обследованного контингента лиц. Ультразвуковым способом измерялась толщина слоя интима-медия общей сонной артерии. Измерение проводили по задней стенке на расстоянии 1,5-2 см ниже области бифуркации.

Изучение параметров циркулирующих в крови эритроцитов проводили методом измерения спектра мутности (Кленин В.И., 1965; Хайруллина А.Б.,1983; Heller W.et al.,1962 ).Пробы крови забирали из локтевой вены в объеме 0,02 мл с последующим приготовлением оптической взвеси. Регистрировали те же параметры циркулирующих в крови эритроцитов, что и у экспериментальных животных.

Исследование уровня эндотелина 1 в плазме крови у больных АГ I-II стадии и пациентов с ХСН I- IY функциональных классов по классификации (NYHA) проводилось иммуноферментным методом с помощью набора реактивов Endotelin (1-21 ) ( Biomedica ,Австрия ). Определяли уровень экспрессии эндотелиальной NO-синтазы (еNOS) ( BD Transduction Laboratories ), (Метельская В.А., Гуманова Н.Г., 2004; Метельская В.А. и соавт., 2004; Laemmli U.K.,1970). Для этого сыворотку крови больных инкубировали с эндотелиальными клетками линии BAEC, затем клетки денатурировали и определяли уровень eNOS с помощью Western-блотта с последующим проявлением с моноклональными антителами к eNOS с использованием метода усиленной хемолюминесценции. Уровень экспрессии eNOS выражали в % относительно контрольной сыворотки, где он был принят за 100%

( Метельская В.А., Гуманова Н.Г., 2004).

Суммарную концентрацию нитрат и нитрит-ионов, определяли в сыворотке крови колориметрическим методом с реагентом Грисса. За три дня до определения метаболитов NO и активности eNOS пациентам назначали низконитратную диету с исключением других внешних источников нитратов, включая и курение. Состояние оксигенации тканей изучалось методом транскутанной полярографии с использованием электрода Clark на аппарате ТСМ-2 фирмы Radiometer (Дания).

Определялось исходное и максимальное напряжение кислорода (PO2) в процессе постишемической гиперемии, скорость повышения PO2 при ингаляции кислорода (V1), скорость падения напряжения кислорода на фоне прекращения его доставки (V2), скорость подъема PO2 при восстановлении кровотока после пробы с окклюзией сосудов (V3).

Рассчетным путем определяли соотношение скорости доставки кислорода и скорости его потребления (V1/ V2).

B исследование не включали больных с сахарным диабетом, симптоматической гипертонией, заболеваниями крови, почечной и печеночной недостаточностью.

Все полученные результаты были обработаны на ЭВМ с помощью программы Биостатистика 4.03 для Windows с расчетом среднего арифметического (M), достоверности различий (p), с использованием параметрического t-критерия Стьюдента и непараметрических критериев Вилкоксона (pV). Анализ зависимости параметров осуществлялся с помощью коэффициента корреляции Пирсона (r) и коэффициента ранговой корреляции Спирмена (rc). В ряде случаев использовались небольшие (менее 10) выборки наблюдений, достаточные для определения достоверности различий (Лакин Г.Ф., 1980). Данные представлены как Mm.Различия считали достоверными при p<0,05. Контрольную группу составляли 32 мужчины без признаков сердечно-сосудистых заболеваний, сопоставимые с основной группой по возрастному составу и сопутствующей патологии.

Результаты исследований и их обсуждение

Проведенные исследования показали, что при остром дефиците кислорода у экспериментальных животных происходят закономерные изменения в эндотелий-зависимых вазодилятаторных и вазоконстрикторных механизмах регуляции тонуса сосудов ( табл.2) .

Так, снижение напряжения кислорода на 69,7 % в артериальной крови за первые 45 минут ингаляции гипоксической смеси вызывало увеличение уровня стойких метаболитов обмена оксида азота - NO2 и NO3 на 145,3 % (p <0,001). Очевидно, что это происходило в результате активации NO-синтазного пути образования оксида азота, и прежде всего i NO - синтазы, поскольку увеличение уровня NO2 и NO3 почти в 2,5 раза вряд ли достижимо в результате активации нейрональной и эндотелиальной NO-синтаз.

Таблица 2.

Влияние дефицита кислорода на эндотелий-зависимую и эндотелий Цнезависимую вазодилятацию сосудов у крыс, количество эндотелина 1

и NO2 и NO3 в плазме крови ( в % от контроля).

показатели

ОГГ

ХГГ

PaO2

(n=9)

30,31,3***

(n=10)

52,90,8***

Реакции сосудов на

ацетилхолин

(n=9)

1034,0

(n=8)

94,413,3*1

Реакции сосудов на

нитроглицерин

(n=6)

73,29,0

(n=8)

75,912,6

Количество NO2 и NO3

(n=10)

245,311,5***

(n=7)

145,814,3*

количество эндотелина 1

(n=10)

205,911,8***

(n=10)

137,67,8**

Примечание *- p<0,05; *1-pV<0,05; **-p<0,01; ***-p<0,001

Вместе с тем, исследования показали, что величина эндотелий-зависимых вазодилятаторных реакций сосудов на ацетилхолин, эффекты которого опосредованы с помощью NO (ПетрищевН.Н.,ВласовТ.Д.,2003) даже увеличивалась на 3 % (р>0,05) по сравнению с контрольной группой, сохраняя при этом дилятаторную направленность. Этот факт свидетельствует в пользу сохранения, а возможно и даже повышения уровня экспрессии еNO-синтазы при остром дефиците кислорода. Вместе с тем, происходит и выраженное повышение уровня секреции эндотелина 1 при воспроизведении острого дефицита кислорода с 5,1 0,4 фмоль/мл до 10,50,6 фмоль/мл (p<0,001).

Таким образом, изменение оксигенации тканей с развитием острой гипоксии, приводит к нарушению в эндотелий-зависимых механизмах регуляции тонуса сосудов с увеличением продукции NO в стенке сосуда. Это повышение секреции уровня оксида азота при остром дефиците кислорода в организме на некоторое время протектирует нарушение баланса влияний на гладкомышечные клетки сосудистой стенки между вазодилятаторными и вазоконстрикторными влияниями, в частности, со стороны эндотелина 1, и позволяет формировать эндотелий-зависимые вазодилятаторные реакции в ответ на действие ацетилхолина. Вместе с тем, по мере увеличения продолжительности гипоксии, эффективность этого протектирования NO падает. В результате возможность системы кровообращения формировать адекватные потребностям организма эндотелий-зависимые реакции сосудов утрачивается и возникает дисфункция эндотелия.

Действительно, воздействие на организм экспериментальных животных дефицита кислорода на протяжении 28 дней сопровождалось изменениями в эндотелий-зависимых механизмах регуляции тонуса сосудов. В частности, сохранялся достоверно более высокий, чем в контрольной группе, уровень стойких метаболитов оксида азота и эндотелина 1. В то же время увеличение в плазме крови при ХГГ на 45,8 (p<0,05) количества NO2 и NO3 , а также на 37,6% (p<0,01) эндотелина 1 было значительно меньшим, чем при возникновении острого дефицита кислорода. Такое изменение уровней секреции NO и эндотелина 1, очевидно, связано как с влиянием длительного дефицита О2, который является одним из обязательных элементов в NO Цсинтазном пути образования оксида азота, а также и с процессами адаптации организма экспериментальных животных к действию хронической гипоксии.

Вместе с тем, при длительном дефиците кислорода в организме разница между уровнем секреции оксида азота и эндотелина 1, по сравнению с уровнем их секреции при ОГГ сокращается в 4,8 раза. По мнению B.A.Markewitz et al.(1997), это свидетельствует о торможении эндотелином 1 экспрессии iNO-cинтазы. В результате уровень NO2 и NO3 в плазме крови у экспериментальных крыс в условиях ХГГ снижался на 99,5 % по сравнению с уровнем NO2 и NO3 при ОГГ, оставаясь на 45,8 % выше, чем в контрольной группе(p<0,05). Нельзя также исключить, что при ХГГ более высокий уровень NO2 и NO3, чем в контроле, поддерживается и за счет образования NO в результате активации нитритредуктазного пути образования оксида азота, без использования NO-синтаз (Реутов В.П., 1995; Zweier J.L. et al.,1999).

В то же время, при ХГГ происходит падение на 24,1 % (pV<0,05) величины эндотелий-зависимых вазодилятаторных реакций сосудов на действие ацетилхолина. Такое изменение эндотелий-зависимых вазодилятаторных реакций при длительном дефиците кислорода в организме, несомненно, связано с изменением уровня оксида азота и эндотелина 1 в стенке сосуда в организме экспериментальных животных. Тем более, что длительное повышение эндотелина 1 приводит к торможению образования NO в стенке сосуда (Ikeda U. et al.,1997).

Основной изоформой, обеспечивающей образование NO в стенке сосуда, является еNOS, а поскольку величина ответных реакций сосудов на действие ацетилхолина падает при ХГГ, есть основания полагать, что уровень экспрессии еNOS при ХГГ снижается и образующегося NO оказывается недостаточно для удержания баланса с нарастающим влиянием эндотелина 1. Подтверждением падению уровня образования NO в стенке сосудов служит факт, что реакции при ХГГ сосудов на действие нитроглицерина, выступающего в качестве источника NO в организме изменяются незначительно.

Таким образом, при ХГГ происходят изменения в обмене NO и эндотелина 1 в стенке сосуда. Вместе с тем, при хронической гипоксии достоверно изменяются размеры эритроцитов, увеличивается содержание эндоэритроцитарной воды, повышается количество эритроцитов, циркулирующих в крови. Все это приводит к изменениям реологических свойств крови (Шляхто Е.В. и соавт., 2004 ), снижению скорости осевого потока, росту гидродинамического давления крови, увеличению напряжения сдвига на эндотелий сосудистой стенки (Хаютин В.М., 1996; Мелькумянц А.М., Балашов С.А., 2005) и таким образом изменяет секрецию оксида азота и эндотелина 1. Следовательно, длительный дефицит кислорода в организме приводит к изменению баланса в эндотелий-зависимых механизмах регуляции тонуса сосудов и способствует их ремоделированию, нарушая баланс вазодилятаторных и вазоконстрикторных влияний на гладкомышечные клетки сосудистой стенки.

Проведенные исследования позволили предположить, что возникновение дефицита кислорода может быть одним из путей нарушения эндотелий-зависимых механизмов регуляции тонуса сосудов при сердечно-сосудистой патологии. Действительно, моделирование экспериментальной хронической сердечной недостаточности (ЭХСН) показало, что воспроизведение экспериментальной ХСН на фоне ХГГ ( табл.3)

Таблица 3.

Изменение уровня NO2 и NO3 в плазме крови у крыс при моделировании экспериментальной ХСН и ЭХСН после ХГГ ( в % от контроля).

показатели

ЭХСН

ЭХСН после ХГГ

NO2 и NO3

(n=7)

133,38,0*

(n=7)

154,412,3*1

*- p<0,05; *1-pV<0,05

приводит к повышению на 21,1% (pV<0,05) в плазме крови уровня стойких метаболитов оксида азота (NO2 и NO3), по сравнению с моделированием экспериментальной ХСН без предварительного действия дефицита кислорода.

Таким образом, при экспериментальной ХСН происходят выраженные нарушения в секреции оксида азота в организме и одной из причин этого является длительный дефицит кислорода в организме. Очевидно, что такой механизм нарушения обмена оксида азота в организме может иметь место и при развитии ХСН у людей.

В то же время, исследование эндотелий-зависимых механизмов регуляции тонуса сосудов у больных АГ I-II стадии показало наличие в них изменений.

В частности, у больных АГ I стадии окклюзионная проба вызывает вазоконстрикторные ответные реакции сосудов в 92,9 % случаев и только7,1% вазодилятаторные ответные реакции. В контрольной же группе все реакции на окклюзионную пробу носят вазодилятаторную направленность (табл.4).

Таблица 4.

Реакции плечевой артерии на окклюзионную пробу (Д1) в контрольной

группе и у больных артериальной гипертензией I стадии, в мм .

показатели

Контрольная группа

Д Д1

Больные АГ I

Д Д1

(n=12) (n=12)

3,960,17 4,680,13

(n=14) (n=13)

3,810,12 3,470,12***

*-p<0,001

Кроме того, величина вазодилятаторных реакций у больных АГ I стадии на возобновление кровотока после окклюзионной пробы оказалась значительно меньшей, чем в контрольной группе. В то же время разнонаправленность ответных реакций у больных АГ I стадии сохраняется и через 1 минуту после окклюзионной пробы.

Таким образом, изменение реакций сосудов у пациентов с АГ I стадии носит продолжительный характер и, очевидно, связано с изменением влияния эндотелий-зависимых механизмов регуляции тонуса сосудов на гладкомышечные клетки сосудистой стенки. Это подтверждается тем, что ответные реакции тех же сосудов у больных АГ I стадии на действие нитроглицерина были вазодилятаторными и достоверно не отличались от вазодилятаторных реакций сосудов на действие нитроглицерина у лиц контрольной группы. Нитроглицерин использовали как эндотелий-независимый источник оксида азота в организме больных АГ I стадии. Таким образом, у больных АГ I стадии нарушение вазомоторной активности оказывается связанным с эндотелий-зависимыми механизмами регуляции тонуса сосудов, представленными вазодилятаторными и вазоконстрикторными веществами. Возникновение эндотелий-зависимых вазоконстрикторных реакций сосудов в ответ на окклюзионную пробу у больных АГ I cтадии связано с нарушением баланса влияний на сосудодвигательный аппарат со стороны оксида азота и эндотелина 1, с преобладанием воздействия последнего. Учитывая это обстоятельство, а также редуцирование эндотелий-зависимых вазодилятаторных реакций сосудов на окклюзионную пробу, очевидно, что продукция оксида азота в стенке сосудов у больных АГ I стадии является недостаточной для компенсации возрастающих воздействий эндотелина 1.

В то же время у больных АГ I стадии изменяются параметры циркулирующих в крови эритроцитов. В частности, происходит достоверное увеличение диаметра и объема циркулирующих в крови эритроцитов, а также повышение содержания воды в эритроцитах, которое и вызывает рост диаметра и объема. Рост диаметра и объема эритроцитов у пациентов с АГ I стадии приводит к повышению уровня гидростатического давления крови и повышению напряжения сдвига на эндотелий сосудистой стенки (Smith P.E. et al.,1991; Shephard J.T., Katusic Z.S.,1991) и тем самым влияет на продукцию оксида азота и эндотелина 1 эндотелием сосудистой стенки (Дворецкий Д.П.,1998; Ziegier T. et al.,1997).

Таким образом, у больных АГ I стадии изменение параметров циркулирующих в крови эритроцитов сказывается на эндотелий-зависимых механизмах регуляции тонуса сосудов. У больных АГ II стадии происходит достоверное повышение уровня систолического и диастолического артериального давления, связанное, как считают (Dao H.H. et al., 1999; Touyz R.M.,Schiffrin L.,2003), c активацией нейрогуморальных механизмов регуляции, действующих на систему кровообращения. Это приводит к изменениям нагнетательной функции сердца и его ремоделированию. В то же время у пациентов с АГ II стадии происходит большее, чем у больных с АГ I стадии, повышение уровня диастолического артериального давления. Это в значительной степени связано с изменениями в механизмах регуляции тонуса сосудов, возникающих уже у больных с АГ I стадии и прогрессирующих у пациентов с АГ II стадии. В частности, у больных АГ II стадии при сохранении разнонаправленности эндотелий-зависимых ответных реакций сосудов(табл.5)

Таблица 5.

Изменение величины вазоконстрикторных реакций сосудов в ответ на окклюзионную пробу у больных артериальнойгипертензией I и II стадии, в мм.

показатели

Больные АГ I стадии

Больные АГ II стадии

(n=12)

0,370,06

(n=17)

0,550,05*

*-p<0,05

на окклюзионную пробу, происходит достоверное увеличение на 48,6 % (p<0,05)величины вазоконстрикторных реакций на возобновление кровотока после окклюзионной пробы

В то же время, количество вазодилятаторных ответных реакций сосудов на окклюзионную пробу сохраняется примерно на том же уровне, но появляются варианты ответных реакций сосудов, когда после окклюзионной пробы диаметр сосудов остается неизменным. Все это свидетельствует о серьезных нарушениях в эндотелий-зависимых механизмах регуляции тонуса сосудов у больных АГ II стадии. Разнонаправленность в эндотелий-зависимых ответных реакциях сосудов на окклюзионную пробу сохраняется и через 1 минуту после возобновления кровотока, что свидетельствует о длительном характере нарушений у больных АГ II стадии.

В то же время эндотелий-независимые ответные реакции сосудов на действие нитроглицерина у пациентов АГ II стадии сохраняются без изменений. Таким образом, при артериальной гипертензии нарушения в регуляции тонуса сосудов связаны с эндотелий-зависимыми вазодилятаторными и вазоконстрикторными влияниями на сосудодвигательный аппарат.

Вместе с тем у больных АГ II стадии, также как и у пациентов с АГ I стадии, происходит достоверное увеличение диаметра и объема эритроцитов, повышение содержания эндоэритроцитарной воды и уменьшение количества сухих веществ в эритроцитах. Увеличение размеров эритроцитов у больных АГ II стадии поддерживает рост гидростатического давления крови, способствует повреждению эндотелия сосудистой стенки, изменению напряжения сдвига на эндотелий (Шляхто Е.В. и соавт.,2004; Traub O., Berk B.C.,1998). Очевидно, что все это увеличивает повреждение и способствует разрушению эритроцитов при артериальной гипертензии II стадии. В результате количество эритроцитов, циркулирующих в крови у больных АГ II стадии понижается. В то же время разрушение эритроцитов у больных АГ II стадии способствует увеличению в плазме содержания свободного гемоглобина (СимоненковА.П. и соавт.,2004; Gladwin M.T. et al.,2004). Находящийся в плазме свободный гемоглобин может связывать секретируемый эндотелием сосудистой стенки оксид азота (Zhuo J.L. et al.,2002;Wassmann S.et al.,2002; Moss M. et al.,2004). В результате развивается локальный дефицит NO,что может служить одной из причин развития артериальной гипертензии.

Таким образом, изменение параметров циркулирующих эритроцитов при артериальной гипертензии способствует возникновению и прогрессированию нарушений эндотелий-зависимых механизмов регуляции тонуса сосудов (рис.3).

(______________А___________) (_1___2___3____1_)

Рис.3 . Изменение уровня эндотелина 1 (ЭТ 1) , эндотелиальной NO-синтазы

(еNOS ), NO2 и NO3 (часть А) , распределение реакций плечевой артерии на окклюзионную пробу ( часть В ) и диаметра эритроцитов в контрольной группе и у больных артериальной гипертензией II стадии, в %.* - р < 0,05 ; **- р < 0,01. 1 - вазодилятаторные реакции сосудов; 2- вазоконстрикторные реакции сосудов; 3 - отсутствие реакций сосудов.

Действительно, проведенные исследования показали, что у больных АГ II стадии при изменении параметров циркулирующих эритроцитов, происходят явные нарушения в эндотелий-зависимых механизмах регуляции тонуса сосудов. Это выражается в увеличении в 5,6 раза уровня секреции эндотелина у больных АГ II стадии и падении до 84,1 % уровня экспрессии еNOS и до 80,8 % уровня NO2 и NO3 в плазме крови у пациентов с АГ II стадии.

В результате всех этих изменений баланса взаимоотношений между вазодилятаторными механизмами, представленными оксидом азота и вазоконстрикторными механизмами, в виде эндотелина 1 происходит формирование разнонаправленных ответных реакций плечевой артерии у больных АГ II стадии на окклюзионную пробу. При этом величина вазоконстрикторных ответных реакций, не возникающих у лиц контрольной группы, при воспроизведении окклюзионной пробы, прогрессирует по сравнению с вазоконстрикторными ответами у пациентов с АГ I стадии, а вазодилятаторные эндотелий-зависимые реакции плечевой артерии подвергаются редукции по сравнению с контрольной группой как в количественном отношении, так и по величине. При этом, корреляционный анализ показывает наличие связи между изменениями уровня эндотелина 1 и изменениями диаметра (r=0,73, p <0,05), объема (r=0,67,p<0,05) эритроцитов, циркулирующих в крови у больных АГ II стадии, а также между изменением содержания воды в эритроцитах и уровнем эндотелина 1 в плазме крови (r=0,55, p<0,05).

Таким образом, изменение параметров циркулирующих в крови эритроцитов, действительно участвует в эндотелий-зависимых механизмах регуляции тонуса сосудов при АГ II стадии, и в частности, в изменении секреции эндотелина 1. Следовательно, изменение параметров эритроцитов при АГ является одной из причин, способствующих развитию дисфункции эндотелия сосудистой стенки. Повышение уровня эндотелина 1 в крови у больных АГ II стадии вызывает торможение синтеза оксида азота в стенке сосудов и тем самым способствует прогрессированию дисфункции эндотелия сосудистой стенки при АГ II стадии. Кроме того, высокий уровень эндотелина 1 вызывает торможение iNOS и ведет к снижению образования NO в организме у больных артериальной гипертензией, что приводит к понижению в плазме крови уровня NO2 и NO3.

Вместе с тем, при АГ нарушается утилизация L-аргинина клетками эндотелия сосудов (Mattei P. et al., 1997; Wadsworth R. et al.,2006) и это также способствует возникновению дефицита NO в стенке сосуда.

Таким образом, при артериальной гипертензии благодаря действию ряда механизмов происходит возникновение и развитие дисфункции эндотелия сосудистой стенки. Проявлением дисфункции эндотелия являются нарастающие вазоконстрикторные и редуцирующиеcя вазодилятаторные ответные реакции сосудов на окклюзионную пробу (рис.3).

Развитие дисфункции эндотелия у больных АГ I-II стадии приводит к прогрессированию артериальной гипертензии и дает начало функциональному ремоделированию сосудистой стенки, делая этот механизм одним из ведущих в развитии артериальной гипертензии (Небиеридзе Д.В., 2006).

Таким образом, состояние эндотелий-зависимых механизмов регуляции тонуса сосудов, несомненно, играет ключевую роль в развитии артериальной гипертензии.

Вместе с тем, исследование эндотелий-зависимых механизмов регуляции тонуса сосудов у больных ХСН I-IV ФК показало наличие в них изменений. В частности, в отличие от контрольной группы, где все ответные реакции на окклюзионную пробу приводили к вазодилятации, у больных ХСН I-II ФК ответные реакции сосудов после окклюзии были разнонаправленными. Так, дилятаторные реакции сосудов возникали в 17,5 % случаев и имели достоверно меньшую величину, чем в контрольной группе (рис.4) .

1 1 2 3

Рис.4. Распределение эндотелий Цзависимых реакций плечевой артерии

у больных ХСН I-II ФК и в контрольной группе здоровых лиц, в %.* - р <0,05.

1-вазодилятаторные реакции сосудов;2-вазоконстрикторные реакции сосудов ;

3-отсутствие реакций сосудов.

Наиболее часто у пациентов с ХСН I-II ФК фиксировались вазоконстрикторные ответные реакции сосудов при окклюзионной пробе, а в некоторых исследованиях диаметр сосуда после окклюзионной пробы оставался неизменным. Разнонаправленность ответных реакций сосудов у больных I-II ФК сохранялась и через 1 минуту после возобновления кровотока.

Таким образом, у больных ХСН I-II ФК происходят выраженные изменения эндотелий-зависимых ответных реакций сосудов плечевой артерии на окклюзионную пробу. В то же время, реакции плечевой артерии на действие эндотелий-независимого вазодилятатора нитроглицерина у больных ХСН I-II ФК сохраняли вазодилятаторную направленность, хотя и достоверно уменьшались до 59,4 5,2 % (p<0,001) по величине, по сравнению с контролем.

Сопоставление величины эндотелий-независимых и эндотелий-зависимых ответных реакций у больных ХСН I-II ФК показало, что в большей мере происходит редуцирование эндотелий-зависимых вазодилятаторных реакций сосудов. Этот факт свидетельствует о том, что при ХСН I-II ФК в большей мере происходят нарушения в эндотелий-зависимых механизмах регуляции тонуса сосудов и именно дисфункция эндотелия является ведущим механизмом нарушения вазомоторных реакций у больных хронической сердечной недостаточностью. Тем более, что у пациентов с ХСН I-II ФК не только происходит уменьшение числа и выраженности эндотелий-зависимых вазодилятаторных реакций сосудов на окклюзионную пробу, но и возникают вазоконстрикторные ответные реакции сосудов, свидетельствующие об усилении вазоконстрикторных влияний на гладкомышечные клетки сосудистой стенки со стороны эндотелия. Это дает основания полагать, что у больных ХСН I-II ФК нарушается баланс эндотелий-зависимых вазодилятаторных и вазоконстрикторных механизмов регуляции тонуса сосудов.

Действительно, проведенные исследования показали, что у больных ХСН I-II ФК происходит повышение на 36,8 % (p<0,05) уровня эндотелина 1 в плазме крови, а корреляционный анализ показывает наличие связи между повышением уровня эндотелина 1 и величиной эндотелий-зависимых вазоконстрикторных реакций у пациентов (r=0,65, p<0,05). В то же время уровень экспрессии еNOS у пациентов с ХСН I-II ФК несколько снижается (на 4% по сравнению с контролем, при p>0,05), оксид азота продолжает образовываться и принимать участие в регуляции тонуса сосудов. Подтверждением этому служит возникновение у части пациентов с ХСН I-II ФК хотя и редуцированных, но все-таки вазодилятаторных ответных реакций сосудов на окклюзионную пробу. В то же время, возникновение в большинстве случаев реакций сосудов при воспроизведении окклюзионной пробы вазоконстрикторной направленности, свидетельствует о недостаточном уровне образования NO в сосудистой стенке у больных ХСН I-II ФК для поддержания баланса между оксидом азота и эндотелином 1.

Корреляционный анализ показывает, что между уровнями эндотелина 1 и eNOS имеется отрицательная взаимосвязь (r=-0,8, p<0,01), а также имеется отрицательная связь между изменением уровня еNOS и величиной эндотелий-зависимых вазоконстрикторных реакций сосудов на окклюзионную пробу (r=-0,7, p<0,01). Кроме того, у больных ХСН I-II ФК происходит повышение в крови на 37,4 % ( p<0,05) уровня стойких метаболитов оксида азота - NO2 и NO3, и, вероятно, связано с активацией iNO-синтазы.

В то же время у больных ХСН I-II ФК происходит изменение параметров циркулирующих в крови эритроцитов в виде достоверного роста диаметра и объема эритроцитов, увеличения эндоэритроцитарной воды и снижения содержания в эритроцитах сухих веществ. Возникновение вазоконстрикторных ответных реакций сосудов в ответ на возобновление кровотока после окклюзии у больных ХСН I-II ФК свидетельствует о наличии повышенного по сравнению с контролем уровня эндотелина 1 и недостаточном уровне секреции оксида азота в стенке сосудов.

Таким образом, не смотря на работающие вазодилятаторные механизмы у больных ХСН I-II ФК, имеет место дисфункция эндотелия сосудов, способствующая дальнейшему прогрессированию ХСН.

Действительно, у больных ХСН III-IV ФК происходят изменения в регуляции тонуса сосудов и параметрах циркулирующих в крови эритроцитов. В частности, у больных ХСН III-IV ФК достоверно снижается количество циркулирующих в крови эритроцитов, содержание гемоглобина в крови, но при этом увеличиваются диаметр и объем эритроцитов, а также содержание воды в эритроцитах. Таким образом, у больных ХСН III-IV ФК усиливаются изменения в эритроцитах, происходившие у пациентов с ХСН I-II ФК. Изменение размеров эритроцитов ведет к нарушению реологических свойств крови, снижению скорости осевого потока, росту напряжения сдвига на эндотелий сосудистой стенки .

Проведенные нами исследования показали, что эндотелий-зависимые реакции плечевой артерии на окклюзионную пробу у больных ХСН III-IV ФК изменяются. В частности, у пациентов с ХСН III-IV ФК увеличивается по сравнению с реакциями плечевой артерии на окклюзионную пробу у больных I-II ФК, количество и величина вазоконстрикторных ответных реакций и понижается количество случаев, а также выраженность, вазодилятаторных ответных реакций сосудов. Очевидно, это связано с прогрессированием хронической сердечной недостаточности и усилением у больных ХСН III-IV ФК вазоконстрикторных и ослаблением вазодилятаторных влияний со стороны эндотелия сосудистой стенки. Это подтверждается сохранением вазодилятаторных, хотя и редуцированных по величине реакций сосудов на действие нитроглицерина.

Таким образом, и у больных ХСН III-IV ФК в большей мере нарушения регуляции тонуса сосудов связаны с эндотелий-зависимыми механизмами.

Действительно, проведенные исследования показали (рис.5), что у пациентов с ХСН III-IV ФК происходит увеличение в 3,7 раза уровня эндотелина 1 в плазме крови, более выраженное, чем у больных с ХСН I-II ФК, снижение уровня экспрессии еNOS при сохранении повышенного уровня в плазме крови NO2 и NO3. Снижение уровня экспрессии е NOS и повышение секреции эндотелина 1 приводит к еще более выраженной, чем у больных с ХСН I-II ФК дисфункции эндотелия сосудистой стенки, способствующей прогрессированию ХСН. Решающее значение в этом имеет дефицит образования оксида азота в стенке сосуда.

Вместе с тем, у больных с ХСН I-IV ФК происходят совпадающие по направленности изменения уровня экспрессии еNOS, содержания NO2, NO3 и эндотелина 1. Это позволяет думать о наличии факторов, действующих у больных ХСН I-IV ФК на обмен оксида азота и эндотелина.

Исследования на экспериментальных животных показало, что таковыми являются параметры оксигенации тканей при возникновении гипоксии. Проведенные исследования показали, что у больных ХСН нарушения в эндотелий-зависимых механизмах регуляции тонуса сосудов сопровождаются изменениями режима оксигенации тканей организма и по мере развития ХСН приводят к развитию гипоксии (табл.6).

Таблица 6.

Изменение параметров кислородного режима тканей в контрольной

группе и у больных ХСН I-II ФК, в мм рт.ст./мин.

по

ка

за

тели

Контрольная группа

V1 V2 V3 V1/ V2

Больные ХСН I-IIФК

V1 V2 V3 V1/ V2

(n=15) (n=15) (n=15) (n=15)

68,4 54,8 62,6 1,25

0,97 0,63 1,1 0,03

(n=20) (n=20) (n=20) (n=20)

49,4 53,8 58,2 0,93

1,03 1,1 1,06 0,03

<0,001 >0,05 <0,001 <0,001

Так у больных ХСН I-II ФК происходит снижение скорости доставки кислорода тканям (V1), скорости потребления кислорода (V2), соотношения скорости доставки кислорода к скорости его потребления (V1/V2), а также снижение скорости подъема транскутанного напряжения кислорода после завершения окклюзионной пробы (V3), отражающей резервные возможности по восстановлению дефицита О2. Корреляционный анализ показал, что у пациентов с ХСН I-II ФК происходит изменение ответных реакций плечевой артерии на окклюзионную пробу, связанное с изменениями режима оксигенации тканей. Так, увеличение числа и выраженности эндотелий-зависимых вазоконстрикторных реакций сосудов обнаруживает положительную корреляционную связь средней силы со снижением скорости доставки кислорода тканям V1 (r=0,57,р <0,05) .

Таким образом, возникновение дефицита кислорода в тканях у больных ХСН I-II ФК действительно приводит к нарушениям баланса эндотелий-зависимых механизмов регуляции тонуса сосудов. У больных ХСН III-IV ФК происходит еще более выраженное снижение параметров оксигенации тканей, включающее и достоверное падение уровня транскутанного напряжения кислорода (tcPO2). Развитие тканевой гипоксии приводит к еще более выраженному снижению уровня экспрессии еNOS, повышению уровня NO2 и NO3 а также продукции эндотелина 1 (рис.5) у больных ХСН III-IV ФК.

Следовательно, изменение параметров циркулирующих в крови эритроцитов и нарушение оксигенации тканей вызывают у больных ХСН III-IV ФК прогрессирование дисфункции эндотелия сосудистой стенки, выражающееся в увеличении эндотелий-зависимых вазоконстрикторных реакций сосудов и крайнем редуцировании числа и выраженности эндотелий-зависимых вазодилятаторных сосудистых реакций.

В результате дисфункция эндотелия становится одним из ключевых механизмов, определяющих развитие и прогрессирование ХСН.

Изменения в эндотелий Цзависимых механизмах регуляции тонуса сосудов связаны прежде всего с нарушением образования оксида азота в стенке сосудов и повышением образования эндотелина 1. В то же время увеличение уровня NO2 и NO3 в крови у больных ХСН свидетельствует об активации iNOS.

ЭТ 1 ЭТ 1 eNOS eNOS NO2 NO2 конт ХСН III-IV ФК Конт ХСН

контроль III-IV конт III-IV NO3 NO3 роль роль III-IV

ФК роль ФК конт III-IV ФК

роль ФК

(__________А__________) (_1_ _2_ 3__ 1)

Pис.5 . Изменение уровня эндотелина 1 (ЭТ 1) , эндотелиальной NO-синтазы

(е NOS ), NO2 и NO3 (часть А) , распределение реакций плечевой артерии на окклюзионную пробу ( часть В ) и транскутанного напряжения кислорода (tcpO2) в контрольной группе и у больных, ХСН III-IV ФК в %.

* - р < 0,05 ; **- р < 0,01; ** - p< 0,001. 1 - вазодилятаторные реакции сосудов ;

2- вазоконстрикторные реакции сосудов; 3 - отсутствие реакций сосудов .

Очевидно, что к снижению экспрессии еNOS, повышению активности iNOS и секреции эндотелина 1 у больных ХСН причастен длительный дефицит кислорода. В то же время, увеличение содержания оксида азота в крови не улучшает обмена NO в стенке кровеносных сосудов. В то же время, по мнению V.Ohishi et al. (2003), эндотелин 1 стимулирует продукцию эндогенного ингибитора синтеза NO - ассиметричного диметиларгинина при ХСН и таким образом ограничивает действие оксида азота. В результате у больных ХСН III-IV ФК развивается дисфункция эндотелия и происходит функциональное ремоделирование сосудов, которое на определенном этапе обязательно получает и морфологическую составляющую (Ильинская О.П. и соавт., 2004; Шляхто Е.В. и соавт., 2006).

В результате ХСН развивается на фоне ограничения приспособительных возможностей сосудистого русла, прогрессирующих по мере утяжеления хронической сердечной недостаточности. Таким образом, как при АГ так и при ХСН происходят изменения в зависимых от эндотелия механизмах регуляции тонуса сосудов, связанные с нарушением баланса вазодилятаторных и вазоконстрикторных влияний на гладкомышечные клетки сосудистой стенки. Вместе с тем механизмы развития дисфункции эндотелия при АГ и ХСН имеют свои особенности. Так у больных АГ при более чем пятикратном повышении в крови количества эндотелина 1 снижается экспрессия эндотелиальной NO-синтазы и понижается количество стойких метаболитов оксида азота в плазме крови. У больных ХСН развитие дисфункции эндотелия сосудистой стенки происходит в условиях изменения оксигенации тканей. Это приводит к снижению экспрессии эндотелиальной NO-синтазы и росту в крови количества стойких метаболитов оксида азота и эндотелина 1.При этом выраженность дисфункции эндотелия зависит от стадии ХСН.

Таким образом дисфункция эндотелия является обязательным компонентом патогенеза как АГ так и ХСН, и вносит решающий вклад в развитие этой патологии. Рост вазоконстрикторных влияний при явном дефиците вазодилятаторных воздействий со стороны эндотелия сосудистой стенки прогрессирует по мере развития как АГ так и ХСН. Это связано с нарастанием дисбаланса в системе локсид азота- эндотелин 1, нарушением вазомоторной функции эндотелия и несостоятельностью эндотелий-зависимых механизмов регуляции тонуса сосудов. Стала очевидной необходимость учета дисфункции эндотелия при АГ и ХСН для оценки выраженности нарушений эндотелий-зависимых механизмов регуляции тонуса сосудов, определения уровня декомпенсации, прогнозирования течения патологии и оценки адекватности лечения. С учетом данных об особенностях механизмов развития дисфункции эндотелия при АГ и ХСН возможным направлением фармакологической коррекции этих состояний может являться комбинированное использование ингибиторов АПФ, блокаторов ангиотензиновых рецепторов и ингибиторов эндотелин-конвертирующего фермента.

Очевидно, что эндотелий-зависимые механизмы регуляции тонуса сосудов должны исследоваться с целью поиска путей их восстановления, оценки резервных возможностей организма, предотвращения ремоделирования и облегчения состояния больных.

Выводы

Воспроизведение острого и хронического дефицита кислорода у крыс

вызывает увеличение в плазме крови количества стойких метаболитов

оксида азота и эндотелина 1. В то же время эндотелий-зависимые

реакции сосудов на действие ацетилхолина при острой гипоксии

сохраняются, а при хронической гипоксии редуцируются.

Моделирование хронической гипоксии приводит к росту диаметра и

объема циркулирующих эритроцитов, а также увеличению содержания

эндоэритроцитарной воды.

Хроническая гипоксия приводит к повышению количества стойких метаболитов оксида азота в плазме крови у крыс при моделировании

экспериментальной хронической сердечной недостаточности.

При ХСН у больных происходят выраженные, зависящие от тяжести

ХСН, нарушения эндотелий-зависимых механизмов регуляции тонуса

сосудов при достаточной степени сохранности эндотелий-независимых

механизмов регуляции сосудистого тонуса

Дефицит кислорода в тканях при ХСН приводит к снижению экспрессии эндотелиальной NO-синтазы, увеличению в плазме крови эндотелина 1, NO2 и NO 3 и является одним из факторов развития дисфункции эндотелия, зависящей от степени тяжести ХСН.
Нарушения обмена оксида азота в стенке сосудов у больных АГ сказываются на эндотелий-зависимых механизмах регуляции тонуса сосудов при сохранности эндотелий-независимых механизмов регуляции гладкомышечных клеток сосудистой стенки.
Дисфункция эндотелия сосудистой стенки у больных АГ вызывается снижением экспрессии еNOS, понижением в плазме крови количества NO2 и NO3, и повышением эндотелина 1.

Практические рекомендации

При артериальной гипертензии и хронической сердечной недостаточности происходит нарушение эндотелий-зависимых и эндотелий- независимых механизмов регуляции тонуса сосудов. Определение выраженности этих нарушений по D.S.Celermajer et al. (1992) с использованием ультразвука высокого разрешения позволяет оценивать резервные возможности организма.

В большей степени у больных АГ и ХСН происходят нарушения эндотелий-зависимых механизмов регуляции тонуса сосудов. Для контроля за этими нарушениями целесообразно определение уровней eNO-синтазы, а также содержания NO2,NO3 и эндотелина 1 в плазме крови.

Выраженность нарушений обмена оксида азота и эндотелина 1 в организме больных артериальной гипертензией и хронической сердечной недостаточностью отражает степень тяжести указанных состояний и может использоваться в прогнозировании течения как АГ так и ХСН.

Механизмы развития дисфункции эндотелия при АГ и ХСН не идентичны , что необходимо учитывать при фармакологической коррекции этих нарушений у больных артериальной гипертензией и хронической сердечной недостаточностью.

Дисфункция эндотелия у больных артериальной гипертензией и хронической сердечной недостаточностью приводит к ремоделированию сосудов. Определение с помощью ультразвука высокого разрешения толщины комплекса интима-медия позволяет определить степень функционального ремоделирования сосудов, что можно использовать как для определения уровня декомпенсации, так и адекватности лечения.

Выражаю искреннюю благодарность

доктору медицинских наук, профессору

А.В. Рагузину

за помощь при выполнении данной работы

Список работ, опубликованных по теме диссертации

Ультразвуковые методы исследования функции эндотелия. // Материалы II Всероссийской конференции Новые технологии в кардиологии.- Самара, 2000.-С.94.Соавт.: Коц Я.И., Бахтияров Р.З.
Место ультразвуковых методов в исследовании сосудодвигательной функции эндотелия.//Тезисы конференции Скорая помощь-2000г. Неотложные состояния на догоспитальном этапе.-Москва,2000.-С.-52-53. Соавт.: Коц Я.И., Бахтияров Р.З., Косых Л.Н., Тимашев А.Ф.
Ультразвуковые методы исследования эндотелия. // Материалы VII международной конференции Современное состояние методов неинвазивной диагностики в медицине.- Сочи, 2000.-С.126-127. Соавт.: Коц Я.И., Бахтияров Р.З.
Особенности реакций сосудистого русла в условиях изменения газового режима организма. // Материалы XVIII съезда физиологического общества им. И.П.Павлова.- Казань, 2001.-С.320. Соавт.: Воронцов В.А., Русанова Н.Р.
Некоторые механизмы регуляции сосудистого тонуса при остром дефиците кислорода в организме. // Материалы всероссийской конференции Механизмы функционирования висцеральных систем.- С-Петербург, 2001.-C.-101. Соавт.: Русанова Н.Р.
Медицинские аспекты роли оксида азота в организме человека( по данным современной литературы). //Материалы конференции кардиологов Урала Объединим усилия за здоровое сердце.-Челябинск, 2001.-С.24-26. Соавт.: Коц Я.И., Бахтияров Р.З.
Эндотелий сосудов и хроническая сердечная недостаточность. // Материалы третьей международной научно-практической конференции Здоровье и образование в XXI веке. - Москва, 2002.-С.163. . Соавт.: Коц Я.И., Бахтияров Р.З., Маслова Н.В.
Особенности формирования сосудистого тонуса у больных с хронической сердечной недостаточностью.// Тезисы всероссийской конференции общества специалистов по сердечной недостаточности Спорные и нерешенные вопросы сердечной недостаточности. - Москва, 2003.- С.36. Соавт.: Бахтияров Р.З., Маслова Н.В.
Значение эндотелий-зависимых механизмов регуляции тонуса сосудов в развитии хронической сердечной недостаточности.// Тезисы всероссийской конференции общества специалистов по сердечной недостаточности Спорные и нерешенные вопросы сердечной недостаточности. - Москва, 2004.- С.115. Соавт.: Бахтияров Р.З.
Закономерности формирования сосудистого тонуса при хронической сердечной недостаточности.// Актуальные вопросы военной и практической медицины.- Сборник трудов V Межрегиональной научно-практической конференции врачей Приволжско-Уральского военного округа.- Оренбург, 2004.- С.508-509. Соавт.: Бахтияров Р.З.
Состояние вазорегулирующей функции эндотелия при гипертонической болезни и хронической сердечной недостаточности.// Российский кардиологический журнал.-2005.-(53).-№3.- С.16-19. Соавт.: Коц Я.И., Бахтияров Р.З., Маслова Н.В.
О роли эритроцитов в реакциях сосудов при артериальной гипертензии.// Актуальные вопросы военной и практической медицины.- Сборник трудов VI Межрегиональной научно-практической конференции врачей Приволжско-Уральского военного округа.- Оренбург, 2005.- С.661-663. Соавт.: Русанова Н.Р., Бахтияров Р.З.
Особенности эндотелий-зависимой регуляции тонуса сосудов при гипоксии.// Научные труды I съезда физиологов СНГ. - М.: Медицина-Здоровье, 2005.- Т.2.-С.234. Соавт.: Русанова Н.Р.
Изменение параметров циркулирующих эритроцитов при остром дефиците кислорода в организме.// Материалы четвертой Российской конференции (с международным участием) Гипоксия: механизмы адаптация коррекция.- Москва, 2005/-C-36. Соавт.: Русанова Н.Р.
О некоторых механизмах развития дисфункции эндотелия сосудов у больных хронической сердечной недостаточностью.// Материалы VI Международной научно-практической конференции Здоровье и образование в XXI веке. - Москва,2005.-С.157. Соавт.: Русанова Н.Р., Бахтияров Р.З.
Состояние эндотелий-зависимой регуляции тонуса сосудов при хронической сердечной недостаточности.// Вестник ОГУ.-2005.-№12.-С.72-75.
Влияние оксигенации тканей на эндотелиальные механизмы регуляции тонуса сосудов у больных хронической сердечной недостаточностью.// Тезисы всероссийской конференции общества специалистов по сердечной недостаточности Спорные и нерешенные вопросы сердечной недостаточности. - Москва, 2005.- С.41. Соавт.: Бахтияров Р.З., Гуманова Н.Г., Тимашев А.Ф.
Изменение вазомоторной функции эндотелия при артериальной гипертензии.// Сборник материалов Российской научной конференции с международным участием Медико-биологические аспекты мультифакторной патологии . - Курск, 2006.-Т.1.-С.278.
Механизмы ремоделирования сосудов при артериальной гипертензии.// Тезисы II Всероссийской научно-практической конференции Артериальная гипертония в практике врача терапевта, невролога, эндокринолога и кардиолога. - Москва, 2006.-С.46.
Взаимосвязь эндотелиальной дисфункции и режима оксигенации

тканей при хронической сердечной недостаточности.// Материалы

межрегиональной научно-практической конференции Актуальные

вопросы внутренних болезней. - Челябинск, 2006.- С.20-21. Соавт.:

Бахтияров Р.З.,Забиров М.Р.

Роль ремоделирования сосудов в механизмах развития хронической сердечной недостаточности.// Российский кардиологический журнал.-2006.-(58).-№2.- С.28-31. Соавт.: Бахтияров Р.З., Маслова Н.В.
Изменение параметров циркулирующих эритроцитов у больных артериальной гипертензией.// Вестник ОГУ.-2006.-№4.-С.127-129.
Взаимосвязь эндотелиальных механизмов регуляции тонуса сосудов и кислородного режима тканей у больных хронической сердечной недостаточностью.// Материалы тезисов I конгресса общества специалистов по сердечной недостаточности л Сердечная недостаточность 2006. - Москва, 2006.- С.29-30. Соавт.: Бахтияров Р.З.
Механизмы развития дисфункции эндотелия у больных артериальной гипертензией и хронической сердечной недостаточностью.// Материалы VII Международной научно-практической конференции Здоровье и образование в XXI веке. - Москва,2006.-С.162. Соавт.: Бахтияров Р.З.
О закономерностях развития дисфункции эндотелия сосудов у больных хронической сердечной недостаточностью.// Материалы IV Международной конференции Дисфункция эндотелия: экспериментальные и клинические исследования . - Витебск, 2006.-С.124-126.
Эндотелиальные нарушения: состояние проблемы сегодня. // Материалы II съезда кардиологов Уральского федерального округа.- Екатеринбург, 2007. - С.35-36. . Соавт.: Бахтияров Р.З., Саликова С.П., Забиров М.Р.
Некоторые аспекты эндотелиальных нарушений при хронической сердечной недостаточности.// Вестник СПбГМА .- 2007.- №2.- С. 52. Соавт.: Валов С.Д., Бахтияров Р.З.
Структурно-функциональные изменения эпителиев пищеварительных желез и эндотелия сосудов в условиях экспериментальной гипоксии и хронической сердечной недостаточности.// Материалы научно-практической конференции Современные аспекты гистогенеза и вопросы преподавания гистологии в вузе. - СПб,2007.- журнал Морфология. - 2007.-Т.131.-№3.-С.61. Соавт.: Валов С.Д., Кудисов С.А., Васильева Е.А.
Зависимые от эндотелия механизмы регуляции тонуса сосудов у больных с хронической сердечной недостаточностью при изменениях режима оксигенации.// Кардиология.- 2007.- Т.47.-№ 8.-С.68-69.Соавт.: Коц Я.И., Бахтияров Р.З.
О роли оксида азота в эндотелий-зависимой регуляции тонуса сосудов при хронической сердечной недостаточности.// Журнал Сердечная Недостаточность.- 2007. - Т.8.-№ 1.- С.35-37. Соавт.: Коц Я.И., Метельская В.А., Гуманова Н.Г., Бахтияров Р.З.

Отпечатано с готового оригинал-макета

Заказ №6821. Тираж 100 экз.

ицензия ЛР №063109 от 04.02.1999г.

ООО Агентство Пресса

г.Оренбург, ул. Комсомольская, 45, тел.: 79-17-25

Авторефераты по всем темам >> Авторефераты по медицине

Blog