close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

29.Клиническая физиология кровообращения №1 2006

код для вставкиСкачать
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Клиническая
физиология
кровообращения
Clinical Physiology
of Circulation
Рецензируемый
научно-практический журнал
Выходит один раз в квартал
Основан в 2004 г.
МОСКВА
1• 2006
НЦССХ им. А. Н. Бакулева РАМН
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ì˜‰ËÚÂθ Ë ËÁ‰‡ÚÂθ
çñëëï ËÏ. Ä. ç. ŇÍÛ΂‡ êÄåç
ãˈÂÌÁËfl ̇ ËÁ‰‡ÚÂθÒÍÛ˛ ‰ÂflÚÂθÌÓÒÚ¸
àÑ ‹ 03847 ÓÚ 25.01.2001 „.
ÇÒ Ô‡‚‡ Á‡˘Ë˘ÂÌ˚. çË Ó‰Ì‡ ˜‡ÒÚ¸
˝ÚÓ„Ó ËÁ‰‡ÌËfl Ì ÏÓÊÂÚ ·˚Ú¸ Á‡ÌÂÒÂ̇ ‚ Ô‡ÏflÚ¸ ÍÓÏÔ¸˛ÚÂ‡ ÎË·Ó ‚ÓÒÔÓËÁ‚‰Â̇ β·˚Ï ÒÔÓÒÓ·ÓÏ ·ÂÁ
Ô‰‚‡ËÚÂθÌÓ„Ó ÔËÒ¸ÏÂÌÌÓ„Ó ‡Á¯ÂÌËfl ËÁ‰‡ÚÂÎfl
éÚ‚ÂÚÒÚ‚ÂÌÌÓÒÚ¸ Á‡ ‰ÓÒÚÓ‚ÂÌÓÒÚ¸
ËÌÙÓχˆËË, ÒÓ‰Âʇ˘ÂÈÒfl
‚ ÂÍ·ÏÌ˚ı χÚÂˇ·ı, ÌÂÒÛÚ
ÂÍ·ÏÓ‰‡ÚÂÎË
ĉÂÒ ‰‡ÍˆËË
119991, åÓÒÍ‚‡, ãÂÌËÌÒÍËÈ Ô., 8
çñëëï ËÏ. Ä. ç. ŇÍÛ΂‡ êÄåç,
éÚ‰ÂÎ ËÌÚÂÎÎÂÍÚۇθÌÓÈ
ÒÓ·ÒÚ‚ÂÌÌÓÒÚË
íÂÎÂÙÓÌ ‰‡ÍˆËË (495) 236-92-87
î‡ÍÒ (495) 236-99-76, 236-92-87
E-mail: izdinsob@runext.ru
http: //www.bakulev.ru
ë‚ˉÂÚÂθÒÚ‚Ó Ó „ËÒÚ‡ˆËË Ò‰ÒÚ‚‡
χÒÒÓ‚ÓÈ ËÌÙÓχˆËË èà ‹ 77-16885
ÓÚ 24.11.2003 „.
ᇂ. ‰‡ÍˆËÂÈ ôÂÚÍË̇ ç. Ç.
íÂÎ. (495) 236-92-87
ãËÚ. ‰‡ÍÚÓ, ÍÓÂÍÚÓ
ÄÌÚÓÌÓ‚‡ à. Ç.
äÓÂÍÚÓ
ôÂÚÍË̇ ç. Ç.
äÓÏÔ¸˛ÚÂ̇fl ‚ÂÒÚ͇
ã„Â̸ÍÓ‚ Ç. ä., ëÎ˚¯ é. Ç.,
ëËÏÍË̇ í. Å.
çÓÏÂ ÔÓ‰ÔËÒ‡Ì ‚ Ô˜‡Ú¸ 20.04.2006
éÚÔ˜‡Ú‡ÌÓ
‚ çñëëï ËÏ. Ä. ç. ŇÍÛ΂‡ êÄåç
119991, Éëè-1 åÓÒÍ‚‡,
ãÂÌËÌÒÍËÈ Ô., 8
ÚÂÎ. (495) 236-92-87
äÎËÌ˘ÂÒ͇fl ÙËÁËÓÎÓ„Ëfl
ÍÓ‚ÓÓ·‡˘ÂÌËfl
2006. ‹ 1. 1–81
ISSN 1814–6910
èÓ‰ÔËÒÌÓÈ Ë̉ÂÍÒ 84549
Главный редактор Л. А. БОКЕРИЯ
Зам. главного редактора
В. А. Лищук
Ответственный
секретарь редколлегии
Д. Ш. Газизова
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
СОДЕРЖАНИЕ
CONTENTS
История и персоналии
5
Лекции
Лищук В. А., Мосткова Е. В. Система закономерностей сердца
Lections
Lishcuk V. A., Mostkova E. V. System of heart laws
16
Клиническая физиология сердца
Покровский В. М. Иерархическая организация
формирования ритма сердца в целостном организме
Бокерия Л. А., Никитина Т. Г., Макаренко В. Н.,
Юрпольская Л. А., Базарсадаева Т. С. Динамика
правых отделов сердца после коррекции порока
у больных с митральным стенозом и легочной
гипертензией по данным магнитно-резонансной томографии
Clinical physiology of heart
Pokrovsky V. M. The hierarchical organization of
formation of heart rhythm in a complete organism
22
27
Клиническая физиология миокарда
Джангулян Н. Г., Аль Хаджабед Х. Ф., Бокерия Л. А.
Регресс массы миокарда после коррекции аортального стеноза в зависимости от типа имплантированного протеза
Bockeria L. A., Nikitina T. G., Makarenko V. N.,
Yurpolskaya L. A., Bazarsadaeva T. S. Dynamics of
the right departments of heart after defect correction at patients with mitral stenosis and a pulmonary
hypertensia according to a magnetic resonance imaging
Clinical physiology of myocardium
Djanguljan N. G., Al Hadgabed H. F., Bockeria L. A.
Regress of a myocardium mass after aortic stenosis
correction depending on type of the prosthetic valve
33
Клиническая физиология
кровообращения
Бокерия О. Л., Орехова Н. К. Развитие недостаточности кровообращения и медикаментозная
терапия у пациентов с искусственными водителями ритма
Lishcuk V. A., Bockeria L. A. Mathematical models
and methods in intensive care: forty-year experience.
To 50th anniversary of Bakulev’s Scientific Center of
Cardiovascular Surgery. Part 1. 1966–1986
Clinical physiology
of circulation
Bockeria O. L., Orehova N. K. Circulatory failure
development and medical therapy in patients with
artificial pacemakers
38
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
Лищук В. А., Бокерия Л. А. Математические модели и методы в интенсивной терапии: сорокалетний опыт. К 50-летию НЦССХ им А. Н. Бакулева РАМН. Часть1. 1966–1986 годы
History and personalities
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Clinical physiology of vessels
Клиническая физиология сосудов
Амосов Г. Г. , Амосов Г. Г. (мл.) Роль артериального резервуара в поддержании системного
кровотока при патологических состояниях сердечно-сосудистой системы
Шевцов В. И., Борзунов Д. Ю., Петровская Н. В.
Ремоделирование артериального русла большеберцовой кости при замещении дефекта берцовых костей полилокальным формированием
дистракционных регенератов (экспериментальное исследование)
Хлынова О. В., Туев А. В., Щекотов В. В. Особенности ортостатической толерантности у больных артериальной гипертонией
Amosov G. G., Amosov G. G. (Jr) Role of the arterial
reservoir in maintenance of a system blood flow at
pathological conditions of cardiovascular system
43
Shevtsov V. I., Borzunov D. Yu., Petrovskaya N. V. Remodelling of the arterial stream of the tibia during
filling in tibial and fibular defect by poly-local formation of distraction regenerates (experimental study)
50
57
Clinical physiology of blood
Клиническая физиология крови
Ибрагимова Л. А., Фазлыева Р. М., Камилов Ф. Х.,
Габдрафикова Р. Д. Взаимосвязь клинико-гемодинамических показателей и агрегационных
свойств эритроцитов у больных геморрагической лихорадкой с почечным синдромом
63
Клиническая физиология регуляции
сердечно-сосудистой системы
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
Ситдиков Ф. Г., Шайхелисламова М. В., Ситдикова А. А., Кузьмина Л. Ю.Превентивный подход
к проблеме вегетативных нарушений у детей
младшего школьного возраста
Ibragimova L. A., Fazlyeva R. M., Kamilov F. H., Gabdrafikova R. D. Correlation between clinical hemodynamic indexes and aggregation properties of red
blood cells at patients with a hemorragic fever with a
renal syndrome
Clinical physiology of regulation
of cardiovascular system
68
Метрологическое
и техническое обеспечение
Сазыкина Л. В., Неверов С. Л. Программное обеспечение RS232_Driver как средство регистрации
гемодинамических показателей сердечно-сосудистой системы
Hlynova O. V., Tuev A. V., Schekotov V. V. Features of
ortostatic tolerance at patients with arterial hypertension
Sitdikov F. G., Shajhelislamova M. V., Sitdikova A. A.,
Kuzmina L. Yu. The preventive approach to a problem of vegetative disorders at children of younger
school age
Metrological
and technical support
Sazikina L. V., Neverov S. L. Software RS232_Driver as a mean of registration of hemodynamic indexes of cardiovascular system
77
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ИСТОРИЯ И ПЕРСОНАЛИИ
5
ИСТОРИЯ И ПЕРСОНАЛИИ
© В. А. ЛИЩУК, Л. А. БОКЕРИЯ, 2006
УДК 616-083.98+001.891.573
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И МЕТОДЫ В ИНТЕНСИВНОЙ ТЕРАПИИ:
СОРОКАЛЕТНИЙ ОПЫТ
К 50-летию НЦССХ им. А. Н. Бакулева РАМН. Часть 1. 1966–1986 годы
В. А. Лищук, Л. А. Бокерия
Научный центр сердечно-сосудистой хирургии им. А. Н. Бакулева (дир. – академик РАМН Л. А. Бокерия)
РАМН, Москва
нические результаты (Бураковский В. И., 1974–
1994) [4]. Здесь мы хотим вернуться к тем истокам,
которые легли в основу наших исследований и
внедрений в то время.
Исследования потока крови
Значительная часть исследований по математическому моделированию сердечно-сосудистой
системы выполнена после 1960 г. Однако еще со
времен Л. Эйлера (Euler, 1775) кровообращение
неизменно привлекало внимание математиков и
инженеров. Намного опередили свое время результаты исследования скорости распространения
волнообразного движения жидкости в упругих
трубках, полученные И. М. Громеко (1883, 1952).
Изучение движения крови методами теории
сплошных сред, начатое Эйлером и Бернулли, интенсивно продолжалось и позднее, что отражено
в ряде обзорных публикаций (например, Шумаков В. И. и др., 1971), ведется оно и сейчас.
Сердечно-сосудистая система
Моделирование замкнутой сердечно-сосудистой системы (собственно кровообращение) было
начато значительно позже. Эти модели использовали главным образом дифференциальные и интегро-дифференциальные уравнения. Отправной
публикацией обычно считают работу, выполненную О. Франком в 1899 г. В ней введена теория упругого резервуара (Windkessel theory). Но только
спустя 50 лет начинание Франка было продолжено. Это повторное обращение к описанию кровообращения в сосредоточенных параметрах обусловлено возникновением и распространением математической теории управления. Первоначально
биоматематический подход отражал преимущественно физические, главным образом механические, процессы. Теория управления открыла новые горизонты для исследования гомеостазиса,
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
Тридцать лет назад в журнале «Вестник Академии медицинских наук» вышла статья «Анализ
функции и состояния сердечно-сосудистой системы в эксперименте с помощью математической
модели» [10]. Эта статья завершала исследования и
подготовку к использованию математических моделей в клинике сердечно-сосудистой хирургии.
К тому времени уже имелся значительный опыт
разработки математических моделей сердечнососудистой системы человека. Он был обобщен
в обзорах, например В. А. Лищука (1966, 1967,
1971–1973) и В. И. Шумакова и соавт. (1971, 1972)
[20]. Модели также использовались и исследовались в эксперименте (Амосов Н. М., Лищук В. А.
и соавт., 1969). В тесном содружестве с ИССХ
им. А. Н. Бакулева по этой теме работали математики, физиологи, клиницисты, инженеры (А. И. Берг,
В. М. Глушков, А. Г. Ивахненко, В. М. Ахутин,
В. А. Шидловский, В. М. Пригон и др.).
Интенсивно разрабатывались, помимо моделей сердца и кровообращения, математические
описания дыхания, крови, мышцы, нейрона, других систем организма. Однако клинического применения не было. Отдельные попытки заканчивались быстро и без особых успехов. Причина, по
мнению В. И. Бураковского, заключалась в том,
что требовались серьезные изменения технологии
и особенно мышления – как врача, так и математика. «Как показал наш опыт, представленный в
данной статье подход (клинико-математический)
существенно расширяет диагностические и терапевтические возможности современной клиники.
Но еще большее его значение мы видим в том влиянии, которое он оказывает на формирование нового стиля мышления врача, объединяющего четкость аналитических методов с традиционными
представлениями о целостности организма» [6].
Условия для таких изменений этот талантливейший человек сумел создать и реализовать. Уже
спустя год после окончания экспериментальной
разработки были получены первые значимые кли-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
6
ИСТОРИЯ И ПЕРСОНАЛИИ
управления и адаптации биосистем. Общеизвестны работы начинателей этого направления –
Максвелла, Вышнеградского, Ляпунова, Винера,
Амосова, Эшби, Беллмана, Глушкова и многих
других ученых XIX и XX столетий.
Казалось, открылись безграничные перспективы: «В настоящее время, – писал в 1966 г. Эшби, –
принципы, лежащие в основе самоорганизующихся систем, известны достаточно полно. …На
этой основе мы теперь можем видеть, что искусственное создание динамических систем, наделенных жизнью и разумом, не только просто, но и неизбежно». Однако как мало мы тогда знали, да и
сейчас тоже.
Помимо успехов кибернетики развитие конструктивных методов математической биологии (таких, как модели в сосредоточенных параметрах)
обусловил рост заболеваний, в частности сердца и
сосудов. Борьба за здоровье, длительную активную
творческую жизнь во многом определяется уровнем использования научно-технических знаний, в
том числе математизацией биологии и медицины.
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
Сердечно-сосудистая система
как объект управления ЦНС
Гайтон (1955) и Шокен (1955), вероятно, первыми стали рассматривать сердечно-сосудистую
систему с позиций теории управления. В 1959 г.
широкую известность получают исследования
Ф. Гродинза, который развивает модель «хемостата». Он использует несколько предложенных
Франком упругих резервуаров, что позволяет описать замкнутое движение крови в сердечно-сосудистой системе [31]. В последующих работах Гродинз вводит в модель регуляторные и биофизические интра- и экстракардиальные отношения.
Более подробные разработки проблемы математического моделирования кровообращения выполнены Defares («Theoretical synthesis of the cardiovascular system», 1963, название говорит само за
себя), Beneken («A mathematical approach to cardiovascular function», 1965), Н. М. Амосовым и
В. А. Лищуком («Сердце как кибернетическая система», 1974) и др.
Сердце
Несколько позже появляются модели, специально посвященные сердцу и специфике отдельных участков сосудистого русла. Гродинз в описании сердца опирался на закон Э. Старлинга. В некоторых известных моделях, созданных позже,
сердце представлялось переменными электрическими емкостями, например, у Beneken и Warner
[37]. Это, несомненно, было шагом назад. Но и
Гродинз не отразил результаты исследований Амосова, Зонненблика и других, дополняющих и исправляющих закон сердца Старлинга [36]. Со временем все большее признание получают модели,
основанные на физиологических предпосылках,
результатах работ Франка, Старлинга, Хилла,
Амосова. Подробное исследование саморегуляции
сердца выполнено и отражено в модели В. А. Лищука [15, 34]. Модель, наиболее полно отражающая физиологические и биофизические характеристики миокарда и вместе с тем нацеленная на
применение в интенсивной терапии, разработана
Е. В. Мостковой совместно с Лищуком [22].
Системы закономерностей
кровообращения и сердца
Характеристики, признаваемые важными одними авторами моделей, часто не находят места в моделях сердечно-сосудистой системы других авторов.
Задача получения системы основных, адекватных
клинико-диагностическим целям характеристик
сердца и сосудов долгое время вообще не ставилась.
Она была поставлена и решена благодаря исследованиям, проведенным в ИССХ, и это создало одну
из важнейших предпосылок возможности использования математических моделей в лечебном процессе (подробнее об этом см. Лищук В. А., 1981, Бураковский В. И., Лищук В. А., Газизова Д. Ш., 1983).
В этих работах к общесистемным законам и характеристикам отнесены такие, значение которых в
формировании функции кровообращения выраженно. Выраженность оценивалась количественно
с помощью функций чувствительности к патологическим изменениям и лечебным воздействиям,
свойственным нозологии, на которую ориентирована модель.
Концептуальность
Значимость концепций иногда видна уже по
названию работы. Например, работа F. S. Grodins,
J. Buoncristiani «Общая формулировка задачи регуляции сердечно-сосудистой деятельности…»
(1970). В то время (и сейчас) была распространена
точка зрения, в соответствии с которой концептуальные посылки были излишними. При этом авторы моделей старались возможно более полно и
подробно отобразить физические, ультраструктурные и другие характеристики. Очевидна польза
от упорядоченности знаний. Плата – потеря конструктивности.
Применение методов и представлений теории
управления позволило найти подходы (и решения)
к отбору характеристик и свойств, преодолевающие в какой-то мере эти трудности. Наиболее плодотворной оказалась концепция выделения модели
«неуправляемой части» сердечно-сосудистой системы (Beneken J. E. W. «A mathematical approach to
cardiovascular function. The uncontrolled human system», 1965, подчеркнуто нами). С позиций теории
управления более логично и конструктивно выделить управляемую и управляющую части. Со временем стало очевидным, что локальные процессы
саморегуляции должны быть учтены, и это возвращает трудности, существовавшие до разделения
сердечно-сосудистой системы на управляемую и
центральную управляющую части. Несмотря на
это, концепция разделения кровообращения на управляемую и управляющую части оказалась чрез-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ИСТОРИЯ И ПЕРСОНАЛИИ
7
Рис. 1. Автоматизированная система обеспечения решений врача «Айболит».
Адекватность
Удачность первых моделей оценивалась по совпадению «кривых» изменения давления, вычисляемых по модели и получаемых в опытах. Этот результат почти всегда достижим путем подбора коэффициентов уравнений модели. Среди многих
критериев адекватности особое значение имеют
методы идентификации и, соответственно, возможность использования индивидуализированных моделей. Как правило, удается получить модель лишь очень небольшой части патофизиологического процесса, и при этом она относится
только к текущему состоянию больного. Поэтому
мы используем в своей работе математическую
модель вместе с опытом клиники, отраженным в
нозологических нормах. Нормы определяют начальные условия и коэффициенты уравнений.
Модель разрабатывается в неразрывной связи с
методами индивидуализации, анализа, диагностики и поиска решений, включая также технические
средства контроля.
В целом это – автоматизированная система
обеспечения (поддержки принятия) решений врача (АСОРВ). Первый вариант запущен в реанимации НЦССХ в 1974 г. В зависимости от объема
контроля имеется несколько модификаций
АСОРВ – «Гарвей», «Калман», «Айболит» и «Миррор». На рисунке 1 можно видеть одну из первых
таких систем. Полученные с помощью АСОРВ результаты отражены в клинической литературе.
Основные ссылки можно найти в книгах В. А. Лищука (1991), В. И. Бураковского и соавт. (1995),
Л. А. Бокерия и соавт. (1998).
Проверка в эксперименте
Прежде чем начать клиническое применение,
была проведена экспериментальная проверка и
исследование адекватности моделей. В экспери-
менте реализована система, полностью аналогичная АСОРВ. Тщательные и уникальные по объему
исследования позволили убедиться в адекватности метода и технических средств для клинического применения, получить соответствующие рекомендации и, что не менее важно, новые физиологические зависимости [10]. Позже оформлено авторское свидетельство и утверждена Минздравом
методика.
Требования к клинически
ориентированным моделям
Перечислим требования, которые предъявляет
к математическим моделям клиника:
– отображение не только физиологических, но
и патологических и лечебных процессов;
– потенциальная возможность отображения
технологий диагностики и терапии;
– адекватное представление данных анамнеза
и инструментального контроля;
– возможность идентификации в реальном
времени;
– возможность диалогового управления процессами диагностики и лечения в терминах клиники и физиологии (детальные описания можно
найти в публикациях НЦССХ).
Эти требования явились предпосылкой, даже
обязательными организационными условиями
клинического использования, к которым мы переходим.
Клинические результаты
Изложенные выше предпосылки позволили
врачам Центра (В. П. Керцману, Г. В. КичкинойЛобачевой, П. В. Владимирову, И. Н. Стороженко,
С. В. Цховребову, Д. Ш. Газизовой, М. М. Жадину,
А. В. Родькину и многим другим) выполнять в ходе лечения индивидуальную, лучшую по критерию минимальной вероятности отказа или осложнения интенсивную терапию наиболее тяжелых
больных (Бураковский В. И., Лищук В. А., 1974;
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
вычайно полезной. Другие концепции и подходы
описаны в работе В. А. Лищука (1981).
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
8
ИСТОРИЯ И ПЕРСОНАЛИИ
Лищук В. А., 1978, 1980; Burakovsky V. I. и соавт.,
1981; Бураковский В. И., Лищук В. А., Газизова Д. Ш., 1983; Burakovsky V. I. и соавт., 1983).
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
Предотвращение перегрузок
В результате доказательных исследований,
сравнительного анализа собственных данных и
данных литературы были получены следующие
результаты и рекомендации.
«1. В раннем послеоперационном периоде у
больных, оперированных по поводу пороков сердца, имеют место значительные перегрузки миокарда (рис. 2 и 3). Величина нагрузки на левый
или правый желудочек сердца сравнима с мощностью, обеспечивающей обычную жизнедеятельность больного. Перегрузка сердца на фоне исходной или операционной слабости миокарда ведет к
ухудшению функционального состояния левого
или правого желудочков сердца, что обусловливает нарастающую сердечную недостаточность.
2. Принципы «обеспечения сердечного выброса в пределах физиологической нормы или с превышением ее», «поддержание высокого объема
циркулирующей крови» и «насыщающего введения сердечных гликозидов» должны применяться
с осторожностью при лечении больных с исходной или операционной недостаточностью сердца.
3. При лечении больных с исходной или вызванной операцией недостаточностью сердца следует добиваться максимальной разгрузки (при условии адекватного или допустимого понижения
газообмена) миокарда. Наш опыт показал эффективность этой тактики лечения больных с послеоперационной недостаточностью сердца» [4].
Эти рекомендации остаются актуальными не
только для создаваемых сейчас центров и коллективов. И опытному врачу отрадно видеть больного
с выраженной гемодинамикой и трудно решиться
СИ
Рпп
ОЦК
Рл
Рлa
Рs
Рис. 3. Гемодинамика показателей больного С. во время
операции и в раннем послеоперационном периоде.
Nлж – мощность левого желудочка (в Вт); Nпж – мощность правого желудочка (в Вт); ОПС – общее периферическое сопротивление (в мм рт. ст. см–3) (Бураковский В. И., Лищук В. А., 1977).
на снижение СИ, разгрузку сердца, особенно если
во время операции имела место нехватка кислорода. Но на практике дело обстоит намного серьезнее: адекватную, тем более оптимальную разгрузку нельзя, даже опасно проводить без on-line
использования математических методов и индивидуализированных моделей.
Снижение летальности и осложнений
Реализация описанной в предыдущем пункте
тактики (разгрузки вместо стимуляции, см. рис. 4)
привела к резкому сокращению (в 2 раза) осложнений [7] и летальности. Была назначена комиссия для проверки полученных фактов и возможности рекомендации данной тактики для широкоA
Рs
Рs
ОЦК
Рa
4
80
ОЦК
Рs
ОЦК
Рa
Рa
3
60
Рлa
2
40
СИ
Рлa
B
СИ
СИ
1
0
Рлa
20
Рпп
Рпп
Рпп
Время
0
1200
1300
1400
1500
200
Вторые сутки
400
Рис. 2. Гемодинамика показателей больного С. во время
операции и в раннем послеоперационном периоде.
СИ – сердечный индекс (в л*мин–1*м–2); Ра – артериальное давление; Рла – давление в легочной артерии (в мм рт. ст.);
Рпп – давление в правом предсердии (в мм рт. ст.); Рs – частота сокращений сердца в минуту; ОЦК – объем циркулирующей крови (в литрах) (Бураковский В. И., Лищук В. А., 1977).
Рис. 4. Можно погонять (А), а можно дать отдохнуть (В),
нужно найти меру между этими крайностями.
Рисунок из работы V. I. Burakovsky, V. A. Lischouk, V. P. Kertsman
и соавт. (1983 г.).
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ИСТОРИЯ И ПЕРСОНАЛИИ
9
статочностью. При этом было бы естественным построить тактику послеопераОтношение летальности в аналогичных группах больных,
ционного лечения по критерию максине лечившихся и лечившихся при помощи АСОРВ [6]
мального щажения сердца. По крайней
мере, если налицо его недостаточность
Отношение
Операция
(слабое звено – сердце). Но этот крителетальности, %
рий тогда не выдвигался и не использоПластика дефекта межжелудочковой перегородки
0,79
вался. И сейчас часто превалирует рассмотрение полиорганной, легочной, поРадикальная коррекция тетрады Фалло
2,57
чечной недостаточности, хотя лечат
Операция Мастарда
1,33
больных с сердечной патологией. СИ характеризует не только функциональное
Протезирование аортального клапана
1,73
состояние, но и нагрузку на сердце, веПротезирование митрального клапана
2,56
нозный подпор (preload). Поддержание
Многоклапанное протезирование (2–3 клапана)
7,50
высокого венозного подпора ведет к
объемной перегрузке сердца.
Аортокоронарное шунтирование
3,58
Поэтому, обеспечив гемогидробаРезекция аневризмы левого желудочка
0,795
ланс, мы имеем существенный рост СИ
Аортокоронарное шунтирование и резекция аневризмы
3,58
и иногда – падение давления в левом
предсердии и легочной вене. Эти измеИтого…
1,85*
нения обусловлены (кроме основной
* Цифра зависит от числа больных в анализируемых группах, но не является причины – коррекции порока) достоверным и значимым улучшением состосредней из отношений.
яния левого и правого желудочков и паго применения. Комиссию возглавлял главный
дением ОПС в результате нормализации ОЦК.
врач Института Л. Х. Державец. Результаты подВместе с тем, и в этом соль вопроса, возрастает
твердились (табл. 1) [6]. Постепенно эти рекоменобъемная нагрузка на сердце.
дации вошли в жизнь. Перегрузки теперь наблюДопустив без контроля on-line и с расчетом по
даются много реже. Получены нозологические
модели гиповолемию, мы сталкиваемся с достонормы (Бокерия Л. А. и соавт., 1998), и на них, а не
верным и значимым падением давления в предна физиологические, теперь ориентируются почти
сердиях и снижением давления в легочной артевсе интенсивисты. Ушла в прошлое «максимальрии. Природа этих изменений теперь несколько
ная дигитализация».
другая. Как и при нормо- и гиперволемии растет
СИ, но не за счет нагрузки, а за счет улучшения функции сердца (подробнее об этом см. ЛиГиповолемия
щук В. А., 1991). Позволим себе образную харакЗдесь мы хотим напомнить, какова была тактитеристику этой ситуации. При острой сердечной
ка восполнения гемогидробаланса в 70–80-е годы.
недостаточности переливать заменители крови
Подобный анализ выполнен в монографии В. А. Лиили стимулировать диурез нужно не столько пощука (1991). Некоторые кардиологические школы
тому, что объем крови на килограмм веса меньше
в те годы в качестве одного из критериев послеили больше, сколько по критерию – улучшает
операционного ведения больных принимали баили, наоборот, угнетает изменение ОЦК функланс крови с восполнением «капля за каплю». Национальное состояние (но не функцию!) сердца.
пример, в то время желание восполнить объем
«красной крови» заставляло переливать из оксигеПеревод больного на самостоятельное
натора в течение 20–40 мин после отключения
дыхание
АИК 1 литр и более перфузата. Это введение крови или эритроцитарной массы компенсирует разСейчас имеется совершенная аппаратура исведение крови жидкостями или кровезаменителякусственного дыхания и перевода с аппаратного
ми. Одновременно назначаются диуретики и тана естественное дыхание, развиты соответствуюким образом повышается количество эритроцищие методы. Однако бывают все же и очевидные
тов. При этом положительную роль играет и то,
трудности и неудачи. Недавно чуть ли не весь мир
что кровь из АИК сбалансированна по показатенаблюдал за перипетиями такого процесса в Изралям кислотно-основного равновесия и иммунолоиле. Поэтому значимость клинико-физиологичесгически совместима. Объем внутривенного вливаких предпосылок, развитых в нашем Центре еще в
ния, как правило, контролировался по величине
70-е годы прошлого столетия, остается высокой.
ЦВД. Как только достигалась величина в 180–
Повторим некоторые из них.
200 см вод. ст., нагнетание прекращалось. Если веИмеются различные точки зрения на патофинозное давление снижалось до 150, восполнение
зиологические реакции организма в ответ на выход
повторялось. Статистический анализ убедительно
из состояния анестезии. Подчеркиваются дополпоказывает, что наибольшее число неблагоприятнительные затраты энергии дыхательной мускуных исходов при отсутствии ошибок во время и
латуры. Акцентируется внимание на падение внутпосле операции обусловливается сердечной недориплеврального давления и, как следствие этого,
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
Таблица 1
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
10
ИСТОРИЯ И ПЕРСОНАЛИИ
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
увеличение венозного возврата из-за присасывающего эффекта грудной клетки. Учитываются также
рост чувствительности к «болевой» афферентации
и т. п. Не лишено основания мнение, что нестабильность гемодинамики обусловливается тем, что
больной пришел в сознание и дышит самостоятельно. Как считают многие исследователи, спустя
сутки или несколько больше после операции, когда сократимость миокарда достаточно возросла,
отключение искусственного дыхания не вызывает
заметного ухудшения. В связи с этим рекомендовалось пролонгированное искусственное дыхание.
Эта тактика с возвращением адекватных реакций и
сознания приводит к возбуждению дыхательного и
гемодинамического нервно-рефлекторных центров, централизации и другим неадекватным реакциям сердечно-сосудистой системы и всей вегетатики. Зафиксировать эти изменения, как правило,
нельзя даже с помощью современных мониторнокомпьютерных систем [1]. Необходим поцикловой
анализ с разделением патологических процессов и
компенсирующей их сдвиги вегетатики [12].
Был выполнен синтез переходного процесса на
математической модели. Приведем некоторые выводы. Если резервы сердца имеются, оно может
безболезненно перенести пертурбации при отключении аппарата ИД. Если состояние миокарда значительно хуже нозологической нормы, то недостаточность кровообращения разовьется сразу. Простое решение может быть получено путем предварительного снижения ОЦК и/или дозы кардиотоников. Подчеркнем, не повышения, а снижения.
Такая мера должна учитывать всю специфику изменений в сердечно-сосудистой системе в целом.
Этого удается достичь, используя возможности
АСОРВ, в противном случае нужен большой опыт,
искусство, но… все же ошибки возможны.
Острая недостаточность сердца
Острая недостаточность сердца – главная тема
кардиохирургической ИТ. Применение математических моделей заставило последовательно и дифференцированно подойти к проблеме ОСН: проведение независимой оценки отдельно левого и
правого сердца и уже на этой основе возвращение
к весьма сложной и многогранной характеристике
сердца как целостного органа, имеющего общие
для левой и правой его половин активирующие,
проводящие, сокращающиеся, расслабляющиеся
и тонотропные структуры. С этих позиций удалось
«определить и количественно оценить роль правого и левого сердца, емкостных и резистивных
свойств артериальной и венозной части сосудистого русла, а также значимость индивидуальной
специфики проявления этих свойств в патологическом процессе» (Лищук В. А., 1981).
Правожелудочковая недостаточность
И сейчас не всегда осознается, что «правый желудочек является существенным звеном в поддержании (или изменении) среднего артериального
Рис. 5. Зависимость СИ от Кп, полученная во время мониторного наблюдения за больным, оперированным по поводу протезирования митрального клапана [6].
давления (РА) и минутного объема крови (МОК)»
[6]. На рисунке 5 «показана зависимость СИ от насосного коэффициента правого желудочка сердца.
Изменение его насосной способности оказывает
на величины РА и МОК значительно большее влияние, чем аналогичные изменения функционального состояния левого желудочка.
Левопредсердное давление (РЛВ) значительно
более чувствительно к изменению насосной способности как левого, так и правого сердца, чем
правопредсердное. Однако разнонаправленность
воздействий со стороны обеих половин сердца на
величину РЛВ при имевшей место у больных приблизительно одинаковой степени изменения насосной способности показывает, что значение РЛВ
не является величиной, однозначно отражающей
функциональное состояние миокарда даже при
постоянстве объема циркулирующей крови и состояния сосудистого русла» [6]. «К наиболее значимым объективным критериям острой правожелудочковой недостаточности обычно относят:
снижение артериального давления, повышение
центрального венозного давления, снижение диуреза, болезненность и увеличение (при острой недостаточности не всегда) печени, цианоз кожных
покровов, кроме того, некоторые авторы отмечают отсутствие существенных сдвигов левопредсердного давления… При анализе изолированной
правожелудочковой недостаточности с помощью
математической модели действительно выявляется снижение сердечного индекса, падение артериального и некоторое повышение венозного давлений (см. табл. 2). Вместе с тем все зависимости
имеют индивидуальный характер» [9] (рис. 6).
«Поэтому всегда нужна on-line идентификация в
реальном времени.
Наряду с этим заметно падает левопредсердное
давление. При 50% правожелудочковой недостаточности исследования на модели выявляют снижение левопредсердного давления ниже уровня
8 мм рт. ст., сердечного индекса – ниже 2 л на ква-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ного давления оказалось наиболее значимым и устойчивым признаком правожелудочковой недостаточности. Этот признак практически не зависит от индивидуальных особенностей и компенсаторных реакций.
Падение левопредсердного давления нередко
связывают с гиповолемией (например, по Kirklin –
при РЛП<13, СИ<2,5) и на этом основании рекомендуют крововосполняющую терапию. К таким
рекомендациям, хотя они и верны при определенных условиях, нужно относиться с осторожностью,
так как частое осложнение – чистая правожелуРис. 6. Различия зависимости СИ (на графике CI) от КП
дочковая недостаточность – приводит, как это бы(на графике КRH) у одного и того же больного, снятые с
ло сейчас рассмотрено, к существенному падению
промежутками во времени между графиком А и графидавления в левом предсердии. При этом переливаком В в 2 ч [9].
ние крови или жидкости может вызвать перегрузку
дратный метр в минуту и среднего артериального
сердца и усугубить осложнение, причем на маскидавления до 60 мм рт. ст. Наблюдения больных с
рующем фоне внешне положительного (рост СИ и
помощью мониторно-компьютерной системы,
РА), но, увы, кратковременного эффекта. Наш
опыт показывает, что в этой
Таблица 2
ситуации эффективно лечение препаратами, улучшаюИзменение гемодинамических показателей больного Т.
щими сократительную спо(комбинированный митральный порок, ранний послеоперационный
собность миокарда (катехопериод) при недостаточности правого желудочка
ламинами, сердечными глюИсходные
Показатели при
Отклонение функций
козидами), в сочетании с
Обозначения
показатели КП=6,64
снижении КП до 3,32
от исходных в %
разгрузкой правого сердца
путем уменьшения легочноСИ
3,37
1,94
–42
го сопротивления сосудорас96
60
–37
РА
ширяющими препаратами
(эуфиллином). При этом
19
11
–12
РЛА
нужно учитывать, что введе6
10
15
РВ
ние кардиотонических препаратов без дополнительной
11
6
–42
РЛП
разгрузки миокарда может
Здесь КП – насосный коэффициент правого сердца, РЛА – давление в легочной артерии и
стимулировать функцию леРЛП – давление в левом предсердии сердца.
вого сердца, что, в свою очередь, увеличивает нагрузку
позволяющей объективно устанавливать чистую
на ослабленный правый желудочек… Таблица 3
правожелудочковую недостаточность, подтвердипредставляет результаты анализа состояния гемоли этот вывод. Более того, падение левопредсерддинамики с помощью программы наиболее слабоТаблица 3
Результаты анализа гемодинамики больного Г., оперированного
по поводу протезирования аортального клапана
Текущее значение
КП
ОЛС
Текущее значение
2,50
344
Норма
5,65
177
Изменение
СИ
РА
–2,3
2,81
64,3
5,13
98,5
СВ
СА
СЛВ
32,6
0,507
4,73
55,4
0,860
8,01
1,94
–1,7
2,86
1,8
65,6
41,3
–1,7
2,73
62,5
–1,7
2,67
61,1
РВ
18,7
15,1
19,1
12,0
18,2
17,8
РЛА
24,4
44,6
18,9
15,7
23,7
23,2
РЛП
12,3
22,5
12,6
12,0
11,7
7,91
АЛ
0,401
1,12
0,217
0,165
0,378
0,362
АП
0,152
0,509
0,120
0,063
0,144
0,137
Здесь КП – насосный коэффициент правого сердца, ОЛС – общелегочное сопротивление, СВ – эластичность вен, СА – эластичность артерий, СЛВ – эластичность легочных вен, РА – артериальное давление, РВ – венозное давление, РЛА – давление в легочной
артерии и РЛП – давление в левом предсердии сердца.
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
11
ИСТОРИЯ И ПЕРСОНАЛИИ
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
12
ИСТОРИЯ И ПЕРСОНАЛИИ
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
го звена для больного Г., оперированного по поводу протезирования аортального клапана. Во время
операции осложнений не наблюдалось.
Второй столбец показывает текущее значение
функций кровообращения. Вторая строка представляет значения наиболее изменившихся
свойств. Четвертая строка показывает, во сколько
раз изменилось каждое свойство (знак “минус”
стоит, если величина свойства уменьшилась, знак
“плюс” – если увеличилась). Столбцы цифр под
символом каждого свойства и на пересечении со
строками каждой функции показывают, как изменится функция при изменении свойства в индивидуализированной модели с текущего значения
на нормальное. Например, если в индивидуализированной модели изменить низкое функциональное состояние правого сердца (КП), имеющее значение 2,5, на нормальное – 5,65, то сердечный
индекс возрастет со значения 2,8 до значения 5,1,
артериальное давление – с 64 до 99, легочное артериальное – с 24 до 45, левопредсердное давление
увеличится с 12 до 23, венозное давление упадет
с 19 до 15. … Этот анализ, как и более детальный
с привлечением всех представленных в таблице
результатов, показывает, что у больного острая недостаточность кровообращения правожелудочкового генеза. Такой вывод соответствует клиническому статусу больного» [9]. Сейчас, когда карманные ПК стали обыденными, неиспользование
интеллектуального обеспечения несовместимо с
профессиональной квалификацией интенсивиста
в кардиохирургии.
Падение сердечного индекса, которое многие
авторы считают обязательным признаком левожелудочковой недостаточности, действительно наблюдается, но только в поздней стадии или при
очень сильном снижении сократительной функции желудочка в результате вторичных изменений. … При тщательном анализе данных мониторного наблюдения на основе описанного здесь подхода мы нашли, что величина артериального давления не отражает (исключая критические состояния) однозначным образом самого факта и степени недостаточности левого желудочка. Это происходит потому, что уровень артериального давления
формируется как результат взаимодействия деструктивных сдвигов (например, падение СИ) и механизмов компенсации (например, централизация кровотока).
Таким образом, левожелудочковая недостаточность проявляется главным образом в повышении левопредсердного давления и в меньшей степени – давления в легочной артерии. Наиболее
надежным способом ее оценки является прямое
определение коэффициента Старлинга (насосного коэффициента), который показывает, насколько нужно увеличить давление наполнения, чтобы
сердечный выброс возрос на один литр в минуту
на квадратный метр.
В таблице 5 представлены результаты анализа с
помощью программы выделения наиболее слабого звена состояния гемодинамики больного Б.,
оперированного по поводу протезирования митрального клапана. Искусственное кровообращение длилось 80 минут. …
Из таблицы видно, что функциональное состояЛевожелудочковая сердечная
ние левого желудочка снижено в 2,1 раза. Остальные
недостаточность
значимые изменения свойств (ОПС, СВ и СЛВ) имеют компенсаторный характер, что резко разгружа«Объективным признаком левожелудочковой
ет левый желудочек, снижая сердечный индекс до
недостаточности, по данным всех исследователей,
1,6 л/м2мин, артериальное давление до 79 мм рт. ст.
является повышение левопредсердного давления.
Нормализация функции левого желудочка снижает
При ухудшении функционального состояния лелевопредсердное давление и в достаточной мере
вого сердца в 2 раза (см. табл. 4) левопредсердное
повышает артериальное (см. табл. 5). Сердечный
давление увеличивается в соответствии с модельиндекс повышается недостаточно. Однако снятие
ными исследованиями на 72%. В меньшей степекомпенсаторных реакций (ликвидация спазма рени (приблизительно на 35%) повышается давлезистивных сосудов и дилатации емкостных) – нение в легочной артерии.
обходимое условие для окончательной нормализации кровообращения. Больному проТаблица 4
водилась терапия адреналином в дозе
Изменение функций сердечно-сосудистой системы
0,05–0,1 мкг/(кг мин), затем допамином
больного Т. при недостаточности левого желудочка
(2,5 мкг/(кг мин)) и нитропруссидом натрия (2,5–5,0 мкг/(кг мин)). В результате
Исходные
Показатели
Отклонение
гемодинамика стабилизировалась» [9].
Обозначения
показатели
при снижении КЛ
функций
При комплексных расстройствах выбрать,
КЛ=5,121
до 2,56
от исходных в %
не прибегая к имитации, адекватную теСИ
3,37
2,9
–14
рапию вряд ли возможно.
РА
96
83
–14
РЛА
19
26
35
РВ
6
7
–14
РЛП
11
19
72
Здесь КЛ – насосный коэффициент левого сердца, РЛА – давление в легочной
артерии и РЛП – давление в левом предсердии сердца.
Тотальная недостаточность
сердца
«Как и всем комплексным расстройствам, этой патологии уделяется в литературе мало внимания… Тщательное
исследование клинического материала
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
13
ИСТОРИЯ И ПЕРСОНАЛИИ
Таблица 5
Анализ состояния гемодинамики больного Б., оперированного
по поводу протезирования митрального клапана
Текущее значение
КЛ
ОЛС
ОПС
СВ
СЛВ
14,0
Текущее значение
1,74
596
3740
96,7
Норма
3,7
293
2000
56,0
Изменение
СИ
РА
РВ
-2,1
1,62
79,0
4,41
РЛА
27,2
РЛП
15,3
1,92
95,2
5,32
23,0
8,66
8,61
2,04
1,87
1,73
1,63
1,62
1,66
2,09
1,79
80,3
4,59
46,1
4,59
103
5,77
88,6
4,95
21,5
28,2
35,5
30,5
15,5
15,9
20,0
17,1
АЛ
0,280
0,406
0,289
0,170
0,479
0,352
АП
0,096
0,098
0,077
0,104
0,165
0,121
и использование методики наиболее слабого звена
позволяет выполнить анализ тотальной сердечной
недостаточности и диагностировать ее, несмотря
на сопутствующие ей расстройства и компенсаторные изменения.
Совместная недостаточность правого и левого
желудочков сердца приводит (см. табл. 6) к резкому снижению сердечного выброса и артериального (при отсутствии ответной констрикторной реакции сосудов) давления. Однако это давление
имеет тот же порядок, что и при чистой правожелудочковой недостаточности. Но в отличие от
правожелудочковой тотальная недостаточность
сердца не сопровождается снижением левопредсердного давления. А в отличие от левожелудочковой при сочетанной недостаточности левопредсердное давление может не меняться, повышаться
или снижаться. Этот эффект обусловливается гемодинамическими механизмами взаимодействия
левого и правого сердца.
Еще с более сложными и индивидуальными реакциями мы встречаемся при сопровождении недостаточности сердца периферическим спазмом,
дилатацией резистивных или емкостных сосудов.
Во всех этих случаях принцип “наиболее слабого
звена” позволяет отдифференцировать собственно расстройства органа от изменений, вызванных
компенсаторными реакциями, и установить причину патологических изменений, а также характер
взаимодействия регуляторных механизмов и деструктивных сдвигов.
В таблице 7 представлены результаты анализа
состояния гемодинамики больной Ш. с помощью
программы наиболее слабого звена. Больная оперирована по поводу протезирования митрального
клапана. Течение операции гладкое. В первые часы после операции у больной низкие сердечный
индекс и артериальное давление.
Из таблицы видно, что функциональное состояние левого желудочка сердца снижено в 3,1 раза,
а правого – в 2,8 раза. Нормализация функции левого сердца снижает левопредсердное
Таблица 6
давление с 29 до 11 мм рт. ст. НормалиИзменение гемодинамических показателей больного Т.
зация функционального состояния
при недостаточности левого и правого желудочков
правого сердца резко повышает как
сердечный индекс (до 3,8), так и артеИсходные
Показатели
Отклонение
риальное давление (до 119). При этом
Обозначения
показатели
при снижении Кл
функций
оказывается недопустимо перегруженКЛ=5,12; КП=6,64
до 2,56; КП=3,32
от исходных в %
ным ослабленный левый желудочек.
СИ
3,37
1,74
-47
Эта перегрузка в значительной степени связана с компенсаторными реак96
55
-43
РА
циями емкостных сосудов (см. столбРЛА
19
16
-17
цы 5, 6). Это нужно учитывать при выборе терапии.
6
9
50
РВ
Таким образом, анализ с помощью
11
16
45
РЛП
методики слабого звена выявляет весьЗдесь КЛ – насосный коэффициент левого сердца, РЛА – давление в легочной ма выраженную право- и левожелудочартерии и РЛП – давление в левом предсердии сердца, КП – насосный коэффи- ковую недостаточность, сопровождающуюся умеренным компенсаторным
циент правого сердца.
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
Здесь КЛ – насосный коэффициент левого сердца, ОЛС – общелегочное сопротивление, СВ – эластичность вен, СЛВ – эластичность
легочных вен, РА – артериальное давление, РВ – венозное давление, РЛА – давление в легочной артерии и РЛП – давление в левом
предсердии сердца.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
14
ИСТОРИЯ И ПЕРСОНАЛИИ
Таблица 7
Результаты анализа состояния гемодинамики больной Ш., оперированной
по поводу протезирования митрального клапана
Текущее значение
КЛ
КП
СЛВ
СВ
СЛА
Текущее значение
1,18
1,67
3,89
26,87
1,10
Норма
3,70
4,67
8,61
56,0
1,55
Изменение
СИ
–3,1
2,05
2,32
–2,8
3,84
119
–2,2
1,72
64,3
–2,1
1,14
42,7
–1,4
1,98
РА
72,0
86,7
74,0
РВ
20,3
23,2
13,7
17,2
11,4
19,8
РЛА
37,9
21,5
72,3
32,5
21,6
37,4
РЛП
28,6
10,5
54,2
24,3
16,2
28,0
АЛ
0,342
0,447
1,01
0,246
0,108
0,326
АП
0,188
0,111
0,616
0,124
0,055
0,165
Здесь КП – насосный коэффициент правого сердца, СВ – эластичность вен, СЛА – эластичность легочных артерий, СЛВ – эластичность легочных вен, РА – артериальное давление, РВ – венозное давление, РЛА – давление в легочной артерии и РЛП – давление в
левом предсердии сердца, КЛ – насосный коэффициент левого сердца.
спазмом емкостных сосудов. Лечение допамином
в дозе 5 мкг/(кг мин) оказало выраженный терапевтический эффект» [9]. Этот пример иллюстрирует то обстоятельство (очень обширное и существенное), что выбор терапии при острой недостаточности кровообращения должен учитывать не
только состояние сердца, но и периферии. Рассмотрим один из наиболее важных аспектов этой
проблемы.
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
Сердце и периферия
Часто ОСН лечат, используя в основном сердечные средства. Это является следствием распространенного представления о вторичности рефлекторного сосудистого спазма. При этом не
вполне учитывается неразрывная связь: чем больше спазм, тем больше недостаточность и чем больше недостаточность, тем больше спазм. Поэтому
согласованное введение кардиотоников и вазодилататоров необходимо. В 70-е годы вошли в практику кардиохирургической интенсивной терапии
сначала арфонад, затем нитропруссид и нитроглицерин (Владимиров П. В. и соавт., 1983). И хотя в
настоящее время совместное введение кардиотоников и вазодилататоров – повседневная реальность, их согласование (рекуррентное последовательное изменение доз) под контролем оперативно индивидуализируемой математической модели
принадлежит прошлому нашего Центра. Вернуть
эту методику крайне актуально. Во многих случаях, такая терапия может предотвратить полиорганную недостаточность.
Роль активной диастолы
Значимость диастолы активно обсуждается более ста лет, начиная с монографии известного физиолога Андреева (1905). Чтобы понять, сколь
ошибочно мнение о пассивном наполнении сердца, можно обратиться к работе школы Н. М. Амосова, оставившей убедительные экспериментальные данные и записи [21]. Суть в том, что роль
этой способности сердца не столько в дополнении
энергетического уровня потока крови, сколько в
тонком и эффективном его регулировании.
В одном из первых клинических исследований
показателей сократимости и диастолической жесткости левого желудочка сердца после протезирования аортального клапана сделаны следующие
выводы.
«1. У больных после протезирования аортального клапана важную роль в регуляции насосной
способности сердца и, в итоге, ударного выброса
играет характеристика диастолической жесткости
миокарда левого желудочка (см. рис. 7).
2. Показатель сократимости левого желудочка
у этой категории больных не оказывает существенного влияния на формирование ударного
выброса.
3. Нитроглицерин в дозе 1–2 мкг/(кг*мин) за
счет действия на диастолическую жесткость миокарда и тонус сосудистого русла обеспечивает
улучшение насосной способности сердца и клинического состояния больных после протезирования
аортального клапана» (Владимиров П. В., 1983).
На I Всесоюзном съезде сердечно-сосудистых
хирургов (1990) «изложены неопубликованные ранее клинические применения» методики оценки
дифференцированного влияния изменений свойств
сердца (1975–1989).
«1. В разные периоды операционного и послеоперационного лечения… преобладают диастолические, систолические или ритмические нарушения. Причем в значительном числе всех наблюдений… расстройство определялось нарушением одного из свойств… Другие свойства при этом оказывались измененными незначимо.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ИСТОРИЯ И ПЕРСОНАЛИИ
Рис. 7. Зависимость ударного индекса (SI) от диастолической жесткости (EDL), полученная во время лечения больного после протезирования аортального клапана (Владимиров П. В., 1983).
15
ванию математических моделей и методов и с их
помощью развивать индивидуальную интенсивную кардиологию. Мы должны будем также отразить эти результаты во второй и, возможно, третьей частях статьи. Надеемся, что такой экскурс в
прошлое позволит объединить лучшие достижения последних десятилетий (отдельные из которых незаслуженно забыты) и наметить перспективы развития. Мы видим их в объединении фундаментальных клинических результатов, достижений статистики и исследований медико-фармакологических служб (доказательная медицина), результатов биотехнологических (физиология, биохимия, патология, техника и т. п.) и логико-математических (моделирование, on-line контроль и
анализ, роботы-манипуляторы, нанотехнологии и
т.п.) направлений современной кардиологии, терапии, медицины и научного прогресса в целом.
Заключение
В этой части статьи мы отразили результаты
начального периода развития интеллектуальных
средств и методов, в основном математических
моделей сердечно-сосудистой системы в кардиохирургии. К сожалению, удалось представить далеко не все клинические результаты первых двух
десятилетий. Такие кардинальные находки, как
клинико-математические классификации и анатомо-функциональные образы, методики выявления защитных, компенсаторных и гомеостатических реакций, алгоритм оценки качества этапов лечения и другие остались за рамками данной статьи. Мы надеемся восполнить этот недостаток во
второй части. Сделать это будет не просто, так как
новые неожиданные открытия продолжают стимулировать очень непростую работу по использо-
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
Бокерия Л. А., Леонов Б. И., Лищук В. А. Актуальность экспертизы (методологической оценки) современных измерительных медицинских методик и приборов для интенсивной терапии, реанимации, функциональной диагностики и кардиохирургии // Клин. физиол. кровообр. –
2005. – № 3. – С. 65–78.
Бокерия Л. А., Лищук В. А., Газизова Д. Ш. Система показателей кровообращения для оценки состояния, выбора и
коррекции терапии при хирургическом лечении ишемической болезни сердца (нозологическая норма). – М.,
1998. – 49 с.
Бураковский В. И., Бокерия Л. А., Газизова Д. Ш. и др. Компьютерная технология интенсивного лечения: контроль,
анализ, диагностика, лечение, обучение. – М., 1995. – 85 с.
Бураковский В. И., Лищук В. А. Анализ гемодинамической
нагрузки миокарда после операций на открытом сердце
// Грудная хир. – 1977. – № 4. – С. 12–23.
Бураковский В. И., Лищук В. А. Индивидуальная терапия
при острой сердечно-сосудистой патологии // Биологическая и медицинская кибернетика. Материалы 2-й Всесоюз. конф. Часть 2. Физиологическая кибернетика. –
М.–Л., 1974. – С. 197–201.
Бураковский В. И., Лищук В. А. Первые результаты индивидуальной диагностики и терапии больных с острыми расстройствами кровообращения на основе математических
моделей. – М.: ПК ВНИИМИ МЗ СССР. – 1985. – 66 с.
Бураковский В. И., Лищук В. А., Газизова Д. Ш. «Айболит» –
новая технология для классификации, диагностики и интенсивного индивидуального лечения. – М., 1991. – 62 с.
Бураковский В. И., Лищук В. А., Газизова Д. Ш. Использование математических моделей для классификации и диагностики острых нарушений кровообращения // Методы комплексной оценки недостаточности миокарда. –
Иркутск, 1983. – С. 3–23.
Бураковский В. И., Лищук В. А., Газизова Д. Ш. Классификация и диагностика острых нарушений кровообращения
с помощью математических моделей. – Киев: Ин-т кибернетики им. В. М. Глушкова АН УССР, 1983. – 28 с. –
(Препринт № 83–47).
Бураковский В. И., Лищук В. А., Соколов М. В. Анализ
функции и состояния сердечно-сосудистой системы в
эксперименте с помощью математической модели // Вестник АМН СССР. – 1976. – С. 57–68.
Владимиров П. В., Цховребов С. В., Лищук В. А. и др. Изменения показателей сократимости и диастолической жесткости левого желудочка и динамика некоторых показателей кровообращения у больных после протезирования
аортального клапана // Кардиология. – 1988. – Т. 28, № 3.
– С. 73–76.
Лищук В. А. Математическая теория кровообращения.
– М.: Медицина, 1991. – 256 с.
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
ЛИТЕРАТУРА
2. Приблизительно у половины пациентов оказывались изменены по крайней мере 2 свойства…
3. При введении от 0,5 до 3 мкг/(кг*мин) нитропруссида натрия больным с недифференцированным относительно сократимости и податливости видом патологии в 70% реакций он вызывал
повышение в среднем приблизительно на 50% насосной способности за счет снижения диастолической жесткости в среднем на 30%. Изменение
сократимости не имело при этом регулярного характера.
4. Аналогично допамин в дозах от 1,0 до 8,0
мкг/(кг*мин) приблизительно в 60% реакций вызывал повышение насосной способности сердца
на 50% также за счет снижения диастолической
жесткости в среднем на 27%. Сократимость у этих
больных менялась нерегулярно» (Лищук В. А. и
соавт., 1990).
Как правило, и сейчас продолжают изучать изменение сократимости в ответ на кардиотонические и вазодилатационные препараты, и роль диастолической активности в этих изменениях не
вычленяется.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
16
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
24.
ЛЕКЦИИ
Лищук В. А. Общие свойства сердечно-сосудистой системы. – Киев: Ин-т кибернетики им. В. М. Глушкова АН
УССР, 1971. – 18 с. – (Препринт № 71–15).
Лищук В. А. Опыт применения математических моделей в
лечении больных после операций на сердце // Вестн.
АМН СССР. – 1978. – № 11. – С. 33–49.
Лищук В. А. Построение алгоритма функционирования
левого сердца // Автоматика. – 1967. – № 3. – С. 60–75.
Лищук В. А. Специфика применения математических моделей в лечении больных после операции на сердце //
Применение математических моделей в клинике сердечно-сосудистой хирургии. – М.: Машиностроение, 1980. –
С. 155–170.
Лищук В. А. Формализация принципа перераспределения
кровотока // ДАН СССР, 1973. – Т. 210, № 3. – С. 741–744.
Лищук В. А. Формализация системы стабилизации артериального давления // ДАН СССР, 1972. – Т. 207, № 6.
– С. 1497–1500.
Лищук В. А. и др. Отчет о разработке, изготовлении и внедрении в практику клиники аппарата искусственного
кровообращения. – Киев: Ин-т кибернетики АН УССР,
1966.
Лищук В. А., Амосов Н. М., Лисова О. И. Сердце как кибернетическая система // Некоторые проблемы биокибернетики и применение электроники в биологии и медицине.
– Киев: Знание, 1965. – 24 с.
Лищук В. А., Мельников В. Г., Палец Б. Л. и др. Механическая активность диастолы сердца // Некоторые проблемы биокибернетики, применение электроники в биологии и медицине. – Киев: НС по кибернетике АН УССР,
1966. – Вып. 1.
Лищук В. А., Мосткова Е. В. Математическая модель
сердца для интенсивной терапии и острого физиологического эксперимента // Применение математических моделей в клинике сердечно-сосудистой хирургии. – М.:
Машиностроение, 1980. – С. 49–61.
Лищук В. А., Мосткова Е. В., Цховребов С. В. и др. О необходимости четкого различения сердечной недостаточности систолического и диастолического происхождения //
1-й Всесоюзный съезд сердечно-сосудистых хирургов:
Тез. докл. – М., 1990. – С. 39–40.
Лищук В. А., Пацкина С. А., Палец Б. Л. Закон сердца //
Природа. – 1966. – № 9.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
Моделирование физиологических систем организма /
Шумаков В. И., Новосельцев В. Н., Сахаров М. П. и др.
– М.: Медицина. – 1971. – 351 с.
Саморегуляция сердца / Амосов Н. М., Лищук В. А., Пацкина С. А. и др. – Киев: Наукова думка. – 1969. – 160 с.
Beneken J. E. W. A mathematical approach to cardiovascular
function. The uncontrolled human system // Institute of medical physics report. – Utrecht, 1965. – 194 p.
Burakovsky V. I., Lischouk V. A., Kertsman V. P. et al.
Diagnosis of acute heart failure after open-heart surgery using
mathematical models // Congenital heart disease. Fifth USAUSSR Joint Symposium. – Williamsburg, Virginia, 1983.
– P. 251–271.
Burakovsky V. I., Lishchuk V. A., Podgorny V. F. Clinicalmathematical approach to the study of acute circulatory disorders following open-heart operations // Congenital heart disease. 4-th USA-USSR Joint Symposium. – Moscow, 1981.
– P. 657–682.
Defares Y. I., Osborn I. I., Hiroshi H. H. Theoretical synthesis of
the cardiovascular system. Study I: The controlled system // Acta
Physiol. Pharmacol. – 1963. – Vol. 12. – №3. – P. 189–265.
Grodins F. S. Integrative cardiovascular physiology: A mathematical synthesis of cardiac and blood vessel hemodynamics //
Quart. Rev. Biol. – 1959. – Vol. 34. – P. 93–116.
Grodins F. S., Buoncristiani J. General formulation of the cardiovascular control problem – mathematical models of the
mechanical system // Behav. Sci. – 1970. – Vol. 15, № 1.
– P. 88–100.
Guyton A. C. Determination of cardiac output by equating
venous return curves with cardiac response curves // Physiol.
Rev. – 1955. – Vol. 35, № 1. – P. 161–168.
Listschuk W. A. Die Selbstregulierung des Herzens // Der Mench
als Regler. – Berlin: VEB Verlag Technik, 1970. – S. 43–67.
Schocken K. The self regulation of blood flow // Exper. Med.
Surg. – 1955. – Vol. 13. – P. 73–76.
Sonnenblick E. H., Downing S. E. Afterload as a primary determinant of ventricular performance // Amer. J. Physiol. – 1963.
– Vol. 204, № 4. – P. 604.
Warner H. R., Cox A. A mathematical model of heart rate control by sympathetic and vagues efferent information // J. Appl.
Physiol. – 1962. – Vol. 17. – P. 349–355.
Поступила 23.03.2006
ЛЕКЦИИ
© В. А. ЛИЩУК, Е. В. МОСТКОВА, 2006
УДК 001.891.573:616.12
СИСТЕМА ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ СЕРДЦА
В. А. Лищук, Е. В. Мосткова
Научный центр сердечно-сосудистой хирургии им. А. Н. Бакулева (дир. – академик РАМН Л. А. Бокерия)
РАМН, Москва
Если при анализе состояния сердца больного
пользоваться преимущественно какой-либо одной зависимостью или характеристикой (например, сократительной способностью или частотой
сердечных сокращений), то, как правило, получа-
ется односторонняя картина, не отражающая реального положения. Использование двух или
большего числа зависимостей может привести к
противоречивым результатам, если эти зависимости выбраны без обоснования, произвольно. Тем
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
не менее задача полноты и достаточности контролируемых клинико-физиологических отношений,
то есть сколько и каких характеристик сердца и
сосудов при том или другом расстройстве кровообращения нужно учесть, как правило, не рассматривается и, можно сказать, не поставлена [5, 7].
Закон, закономерности, система законов. Закон –
общая, повторяющаяся и устойчивая зависимость
(отношение). Так как в физиологии общность всегда сильно ограничена условиями эксперимента
или наблюдения, то здесь часто говорят о закономерностях или даже зависимостях и корреляционных (тесноте связей) отношениях. Функцию физиологической системы или органа, как правило,
определяет не одна закономерность или даже закон, а их система [7].
Для понимания работы и расстройств организма необходима полная и непротиворечивая система законов. Требования полноты не имеют абсолютного характера. Они определяются задачей,
например оценкой состояния больного в кардиологической интенсивной терапии, во время определенного этапа операции и т. п. Для того чтобы
рассмотрение законов приводило к практическим
результатам, их совокупность должна соответствовать возможностям контроля [6, 7, 8].
Перечень законов. Прежде чем рассмотреть каждую из закономерностей детально, приведем для
наглядности их перечень. Эта система закономерностей, в значительной степени обусловливающая
работу сердца, является достаточно полной относительно максимальных возможностей современного контроля. Кроме того, она не противоречива,
то есть не приводит к несовместным результатам
при анализе функции сердца одного и того же больного в одном и том же состоянии. Анализ литературы и собственные исследования позволили нам
выбрать следующие основные физиологические и
биофизические закономерности сердца [5, 8].
1. Миокард в покое проявляет вязкоупругие
свойства и может быть отражен 4-элементным
реологическим представлением [4, 12].
2. При сокращении миокард развивает активное напряжение, зависящее от исходной длины
мышцы [17, 23].
3. Сокращение как желудочков, так и предсердий подчиняется гетерометрической саморегуляции (исправленному закону сердца Старлинга)
[2, 24].
4. Влияние артериального давления в отсутствие сердечной недостаточности подчиняется гомеометрической зависимости [2, 21].
5. Сердце рассматривается как 4-камерный резервуар. При этом связь давления в полости каждой
камеры сердца с напряжением в стенке и размерами полости определяется законом Лапласа [3].
6. Поток крови через клапаны сердца определяется градиентом давления, сопротивлением
клапана и инерционностью потока крови [18]. Открытие клапана происходит в момент, когда входное давление превысит запирающее. Закрытие
клапана обусловлено обратным током (регургитацией) некоторого объема крови [9].
17
7. Тонус миокарда определяется соотношением
постоянно сокращенных, постоянно растянутых и
сокращающихся в соответствии с ритмикой синусного узла саркомеров. Тонус непосредственно
связан с количеством активно работающих и отдыхающих (спящих, поврежденных) саркомеров.
8. Частота возбуждения синусного и эктопических центров и скорость проведения возбуждения
по структурам миокарда определяют ритмику и
фазы работы сердца. Последовательность активизации мышечных волокон каждой из полостей определяет радиальную и осевую скорости движения
слоев миокарда, направленность и вращательную
составляющую потока крови.
9. Диастолическая активность определяет сопротивление входных отделов сердца венозному
притоку. Правильнее говорить не о сопротивлении, а о проявлении регуляции сердцем своей собственной функции, проявлении саморегуляции.
Отметим, что этот список закономерностей
может быть расширен за счет включения биохимических зависимостей или описаний распространения возбуждения по проводящей системе или
мышце сердца и т. п. Такие модели, например динамики кальциевого насоса в миокарде [14, 22,
25], разрабатываются сейчас очень активно. Однако они не связаны с гемодинамикой и относятся к
моделям миокарда или миоцита. Поэтому мы не
будем рассматривать ни биохимические, ни электрофизиологические зависимости. Повторим, что
авторы этих моделей, как правило, ограничивают
рассмотрение уровнем, весьма далеким от кардиодинамики. Они не привязывают описание этих
моделей к гемодинамике. Поэтому за последние
20 лет не удалось (хотя анонсов было предостаточно) использовать их в клинической практике.
В отобранных и перечисленных выше закономерностях биохимические и электрофизиологические
процессы отражены в обобщенных интегральных
свойствах (сократимости, диастолической активности, скорости потока крови, тонусе, напряжении стенок полостей, времени изометрического
сокращения и т. д.). Рассмотрим теперь каждую
закономерность отдельно и подробно.
Простейшее реологическое
представление миокарда
Сердечная мышца в покое проявляет вязкоупругие свойства [11, 12]. Для описания механического поведения миокарда за основу можно принять так называемое четырехэлементное представление сердечной мышцы (рис. 1).
Согласно этому пониманию, функциональная
структура миокарда включает сократительный
элемент (СЕ), который способен укорачиваться
при возбуждении, последовательно связанный с
ним упругий элемент (SE) и параллельный этим
двум упругий элемент (PE). Для адекватного описания пассивного поведения миокарда (расслабления, например) в рассмотрение параллельно сократительному включен вязкостный элемент
(VE). Такая конфигурация элементов позволяет
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
ЛЕКЦИИ
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
18
ЛЕКЦИИ
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
Рис. 1. Четырехэлементная реологическая модель миокарда.
согласовать сократительные и вязкоупругие свойства миокарда, не противоречащие экспериментальным данным и аппроксимирующие их [4].
Чтобы правильно учесть соотношение площадей поперечного сечения, занимаемых в сердечной мышце компонентами, соответствующими
параллельным и последовательным эластическим
элементам, целесообразно перейти от одномерной
четырехэлементной модели к ее пространственному аналогу (рис. 2).
В такой модели параллельный эластический
элемент заменен пассивным эластичным веществом, в которое погружены одномерные активные
сократительные нити [16]. Основную часть этого
пассивного эластичного вещества составляют внутриклеточная жидкость, сарколемма, соединительные ткани. Сократительные нити и эластичное вещество могут рассматриваться как две независимые системы, механически связанные так,
что изменение длины сократительной системы
вызывает равную деформацию эластичного вещества вдоль направления нитей. Тогда функциональная структура мышцы может быть отражена
моделью, представленной на рисунке 1. Напряжение σ вдоль направления нитей будет определяться суммой силы упругости, возникающей в эластичном веществе при его деформации (F Э=σ ЭS Э),
и силы, развиваемой в сократительных нитях
(F С=σ CS C):
σ=σ ЭS Э+σ CS C ,
(1)
где σC, σЭ – напряжения соответственно в сократительных нитях и эластичном веществе; S – площадь
рассматриваемой области, перпендикулярная направлению сократительных нитей (S=SC+SЭ); SC и
SЭ – части площади, занимаемые сократительными
нитями и эластичным материалом соответственно.
Уравнение (1) позволяет учесть соотношение между сечениями параллельного и последовательного
упругих элементов, которые зависят от регуляции и
состояния мышцы. В норме отношения SC/S и SЭ/S
составляют 0,07 и 0,93 [16].
Напряжения σЭ и σC определяются относительными деформациями параллельного (ε) и последовательного (ε SE =ε–ε CE ) элементов, а также упругими свойствами эластичного вещества и сократительных нитей. Показано, что модули упругости
параллельного и последовательного упругих элементов пропорциональны напряжению в них, что
позволяет вывести следующие выражения для напряжений:
σ Э = E PE ( e k
PE
ε
– 1 ) , σ Э= E SE( e k
SE
ε SE
–1),
(2)
где E PE , k PE , E S E , k S E – параметры, характеризующие упругие свойства эластичного вещества и
сократительных нитей.
В пассивном состоянии сократительный элемент
считается свободно растяжимым, а включенный параллельно ему вязкостный элемент (VE) определяет
скорость расслабления мышцы. В простейшем слу•
чае скорость изменения длины VE (εVE=ε•CE) пропорциональна напряжению в нем [13]:
ηε• V E = σ V E .
(3)
Уравнения 1–3 определяют реологию пассивного миокарда. Введенные соотношения не дают
полного, детального описания механики пассивного миокарда. Наша задача – возможно более естественным образом связать интегральные свойства миокарда со свойствами сердца как насоса
и исследования функции сердца с практикой физиологических и патофизиологических исследований сердечно-сосудистой системы в целом. По
этой причине при выборе конфигурации модели
миокарда и аппроксимирующих зависимостей отдано предпочтение наиболее простым из встречающихся в литературе.
Сокращение и возбуждение
Рис. 2. Пространственная модель миокарда.
Как уже отмечалось, чтобы избежать усложнения описания и значительного роста числа параметров, мы не будем детально рассматривать процесс
возникновения и проведения возбуждения в миокарде. Будем считать, что переход от диастолы к систоле определяется внешним по отношению к миокарду образом. Часто переход от диастолы к систоле задается сменой одного математического выражения, описывающего диастолу, на другое, описывающее систолу [5, 8, 10, 15, 20]. Напомним, что зависимость Старлинга связывает ударный (Vуд) и конечный диастолический (VКД) объемы желудочка:
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
19
ЛЕКЦИИ
Vуд=k(VКД–UС ),
(4)
здесь k – насосный коэффициент, который можно
интерпретировать как коэффициент сократимости, U – параметр линейной аппроксимации зависимости Старлинга.
Для описания сократительных элементов можно распространить зависимость Старлинга на
связь между мгновенными значениями скорости
сокращения и обобщенной оценкой сократительных элементов:
•
V CE = χ ( V CE ( t ) – U C ) ,
(5)
здесь VCE – объем полости за вычетом той части,
которая обусловлена растяжением последовательных эластических элементов. При этом так подберем коэффициент пропорциональности χ , чтобы
установленное экспериментально интегральное соотношение Старлинга оставалось в силе. Решение
дифференциального уравнения при начальных условиях V CE (0)=V КД приводит к следующему выражению для коэффициента пропорциональности:
χ=ln(1–k) ,
τC
(6)
дечных сокращений и артериального давления».
В определение гетерометрической зависимости не
как качественного отношения, а как повторяющейся общей зависимости, а также в определение
условий, в которых он имеет место, внесли решающий вклад Н. М. Амосов и S. I. Sarnoff [1, 2, 21].
Имеются многочисленные исследования, в которых для оценки функциональной способности
сердца используются те или иные формы выражения закона Старлинга. Так, предполагается, что
смещение кривой левого желудочка влево и вверх
свидетельствует об улучшении состояния миокарда.
Смещение же этой кривой вправо и вниз указывает
на ухудшение состояния. Крайне правое и низкое
положение кривой отражает тяжелые нарушения.
Гомеометрическая саморегуляция
Долгое время считалось, что с увеличением артериального давления минутный выброс сердца
падает. Только в 60-е годы ХХ в. работами Амосова и Сарнова была доказана независимость в норме минутного выброса левого и правого сердца от
давления в аорте и легочной артерии – открыта
гомеометрическая саморегуляция сердца (рис. 4)
[1, 2, 6, 21].
где τC – длительность систолы.
Введенное описание сокращения сократительных элементов (5) позволяет исключить недетерминированность функции сердца в период систолы при соблюдении гетерометрической зависимости (уравнение 4). Последняя представляет по существу скорректированный для желудочков закон
сердца Старлинга (1911 г.). Эрнест Старлинг предложил «Закон сердца» для работающего вне организма в искусственной системе изолированного
сердца [24]. Позже Старлинг распространил этот
закон на работу сердца в целостном организме
(рис. 3). Это распространение вызвало споры. После полувековых исследований была принята современная формулировка закона сердца [2]: «выброс сердца в статике определяется конечным диастолическим объемом и не зависит от частоты сер-
Рис. 4. Гомеометрическая саморегуляция.
Закон Лапласа
Сердце рассматривается как 4-камерный резервуар. При выборе геометрической модели сердца для простоты можно предположить, что каждая
полость (резервуар) сердца – тонкостенная сфера.
При этом связь давления в полости каждой камеры сердца с напряжением в стенке и размерами
полости определяется законом Лапласа для тонкостенной сферы (рис. 5) [3, 8]:
σ (t)=
Рис. 3. Закон сердца Старлинга.
P(t) • R(t) ,
2h
(7)
где σ (t) – напряжение в стенке полости, P(t) –
давление внутри нее, R(t) – радиус сферы, h – толщина стенки.
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
Гетерометрическая зависимость
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
20
ЛЕКЦИИ
σ
P
Напряжение
в стенке
кую форму проводимости клапана в виде сглаженной ступеньки можно описать функцией:
Давление в
полости
ρ(∆)=
Рис. 5. Закон Лапласа, связывающий напряжение в стенке полости с давлением в ней.
Такой сферической моделью удобно пользоваться, если не проводятся измерения размеров
сердца или при выполнении модельных исследований. При эхокардиографических или ангиографических исследованиях, которые предоставляют
возможность получения данных о размерах полостей сердца, лучше перейти к более адекватной, например толстостенной и эллиптической по форме, модели. Показано, что при описании желудочка сердца как тонкостенной оболочки расхождение с результатами расчетов для толстостенных
оболочек не превышает 15% (для эллипсоида) и
5% (для сферы) [19].
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
Работа клапанов
Работа клапанов тесно связана с чередованием
сократительной активности сердца с его расслаблением. Часто клапаны сердца задают логическими
функциями [10]. Можно применить более детальный подход для описания клапанов: поток крови
через клапаны сердца определяется градиентом
давления, сопротивлением клапана и инерционностью крови [18]. Учтем вязкостную компоненту сопротивления клапана r = ρ –1 и инерционность потока крови (L). Инерционностью клапана пренебрежем, поскольку она мала по сравнению с инерционностью потока крови. Тогда поток крови через
аортальный клапан определяется выражением:
•
Lq ЛЖ, а (t)+rq ЛЖ, а (t)=P ЛЖ (t)–P а (t),
(8)
где P а (t), P ЛЖ (t) – давления в артерии и левом
желудочке соответственно.
Открытие клапана происходит в момент, когда
давление по одну сторону от клапана превысит
давление по другую сторону. Проводимость открытого клапана остается постоянной в течение
всего периода изгнания крови из полости сердца
(ρ=ρ*).
Закрытие клапана обусловлено обратным током (регургитацией) некоторого объема крови ∆(t)
[9]. Величина проводимости обратного тока крови
ρ будет уменьшаться от величины ρ* до нуля с увеличением объема регургитации. По достижении
∆(t) некоторой критической величины ∆(t)=∆*ρ
становится равной нулю и сохраняет нулевое значение до начала следующего периода изгнания. Та-
ρ*, при ∆=0
2ρ* , при |∆|<∆*.
(1+e–β∆)
0, при |∆|≥∆*
(9)
В этом выражении β – постоянная для данного
клапана величина, характеризующая скорость
снижения проводимости потока крови при ее течении в обратном направлении. Выражения (9)
можно записать для всех клапанов сердца, они будут отличаться лишь значениями β, ρ* и ∆*.
Тонус миокарда
Тонус миокарда определяется соотношением
постоянно сокращенных, постоянно растянутых и
сокращающихся в соответствии с ритмикой синусного узла саркомеров. В эти отношения вмешиваются свойства, часто определяемые как «спящий» и «оглушенный» миокард. Они связаны с
несокращающимися мышечными волокнами, но
хотя и влияют на тонус, все же в большей степени
влияют на контрактильную способность миокарда. Причем, найдено, что эти соотношения зависят от нагрузки (отдельно объемом и давлением,
то есть зависит от напряжения), поступления кислорода и питательных веществ, а также (и это оказалось главной причиной) от регуляции и саморегуляции сердца. Наш опыт, который основан на
детальном обследовании нескольких тысяч больных, проведенном при тщательном контроле, показал, что при отсутствии острой ишемии адекватная регуляция может обеспечить двукратное увеличение мощности как правого, так и левого сердца за счет резервов, которые сейчас называют
«спящим» или «оглушенным» миокардом (подробнее об этом см. Лищук В. А., 1999).
Ритмика сердечных сокращений
и гемодинамика
Частота возбуждения синусного и эктопических центров и скорость проведения возбуждения
по структурам миокарда обусловливают ритмику и
фазы работы сердца. Последовательность активизации мышечных волокон каждой из полостей
определяет радиальную и осевую скорости слоев
миокарда. Это, в свою очередь, определяет осевую
и вращательную направленность потока крови.
В результате имеет место такая его упорядоченность, что сопротивление движению крови падает,
уменьшаются хаотические «колебания» и, главное, исключаются встречно-направленные потоки. Нарушениям согласованного осевого и вращательного движения крови (например, при гипертрофической кардиомиопатии) сейчас придается
большое значение.
Кроме внутриполостных составляющих потока
крови, обусловливающих напряжение полостей и
их конфигурации, нужно учитывать влияние отде-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ЛЕКЦИИ
Диастолическая активность
Долгое время приток крови в полости сердца
рассматривали как чисто физический процесс.
Как затраты энергии на наполнение полостей.
А вот когда полость сердца наполнена и саркомеры растянуты, наступает активная фаза – выброс
тем больший, чем больше величина конечно-диастолического наполнения. Сейчас ясна ошибочность этих представлений. Заполнение сердца –
активный процесс. На него может тратиться энергия венозного притока. Обычно так не бывает. Однако в наиболее критических для организма случаях (предстартовое состояние, волнение) сердце
может сообщать венозному притоку дополнительную энергию. Увеличивать заполнение за свой
счет. Создавать разряжение и всасывать кровь.
В других ситуациях, тоже критических для сердца,
но теперь локальных (миокардиальная недостаточность, перегрузка объемом) оно может увеличивать входное сопротивление, уменьшая в результате систолическую нагрузку. Мы неоднократно обращали внимание на этот, крайне важный
для понимания функции сердца феномен (Лищук В. А., 1964, 1980). Сейчас он все чаще учитывается при оценке состояния и выборе терапии.
Заключение
Рассмотренные выше положения составляют
систему закономерностей сердца. При анализе
кардиодинамики их нужно учитывать во взаимодействии. Чаще всего не учитываются отношения,
приведенные в пунктах 4 и 7 перечня закономерностей. Для исследования гемодинамики нужно
объединять эти закономерности с системой закономерностей кровообращения.
Важно также понять, какова общая целесообразность всей этой совокупности закономерностей. Какому критерию и соответственно закону
подчиняется функция сердца в целом. Если объединить все рассмотренные в этой работе положения в конструктивную логическую систему, то в
результате можно сделать следующий вывод. Серд-
це следит за реальной потребностью в кровотоке
всех тканей организма и обеспечивает соответствующий выброс. Надежность и точность слежения
чрезвычайно велика. Она значительно превосходит по качеству и помехоустойчивости самые лучшие системы слежения в технике (САР – системы
автоматического регулирования). Подробное и
строгое описание дано в работе В. А. Лищука «Алгоритм функционирования левого желудочка
сердца» (1967 г.). Если сердце не справляется с запросом организма, то оно включает защитный механизм, снижая коэффициент преобразования венозного подпора в уставку (задающую величину).
Кривая Э. Старлинга сдвигается вправо и вниз, к
оси абсцисс. Если приток не соответствует рабочей
точке гетерометрической кривой, так что венозный приток ниже, чем это бывает обычно при данном гормональном фоне и суммарной нервной импульсации, кривая сдвигается вверх и влево (Лищук В. А., 1971–1973; доклады РАН).
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
Амосов Н. М. Регуляция жизненных функций и кибернетика. – Киев: Наукова думка, 1964.
Амосов Н. М. и др. Саморегуляция сердца. – Киев: Наукова думка, 1977. – 245 с.
Браунвальд Е., Росс Дж., Зонненблик Е. Х. Механизмы сокращения сердца в норме и при недостаточности. – М.:
Медицина, 1974. – 175 с.
Изаков В. Я., Иткин Г. П., Мархасин В. С. и др. Биомеханика сердечной мышцы. – М.: Наука, 1981. – 328 с.
Лищук В. А. Математическая теория кровообращения.
– М.: Медицина, 1991. – 256 с.
Лищук В. А. Построение алгоритма функционирования
левого сердца // Автоматика. – 1967. – № 3. – С. 60–75.
Лищук В. А. Система законов кровообращения // Клин.
физиол. кровообр. – 2005. – № 4.
Мосткова Е. В. Математическая модель сердца для применения в кардиохирургической клинике: Дис. … канд.
биол. наук. – М., 1986.
Bellhouse B. J. Fluid mechanics of a model mitral valve // The
Mitral Valve. – London, 1976. – P. 99–110.
Beneken J. E. V. A mathematical approach to cardiovascular
functions. The uncontrolled human system. – Utrecht, 1965.
– 194 p.
Capello A., Comincioli V., Minelli R. Study and parameters
identification of a rheological model for excised quiescent cardiac muscle // J. Biomech. – 1981. – Vol. 14, № 1. – P. 1–11.
Glantz S. A constitutive equation for the passive properties of
muscle // J. Biomech. – 1974. – Vol. 7, № 2. – P. 137–145.
Glantz S. A three-element description for muscle with viscoelastic passive elements // J. Biomech. – 1977. – Vol. 10,
№ 1. – P. 5–20.
Greenstein J. L., Winslow R. L. An integrative model of the cardiac ventricular myocyte incorporating local control of Ca2+
release // Biophys J. – 2002. – Vol. 83. – P. 2918–2945.
Grodins F. S., Buoncristiani J. E. General formulation of the
cardiovascular control problem – mathematical models of the
mechanical system // Physical bases of circulatory transport. –
Philadelphia, 1967. – P. 61–75.
Grood E. S., Phillips C. A., Mates R. E. Contractile filament
stress in the left ventricle and its relationship to wall stress //
Trans. ASME. J. of Biomech. Eng. – 1979. – Vol. 101, № 4.
– P. 225–231.
Hill A. V. Heat of shortening and dynamic constants of muscle //
Proc. Roy. Soc. – 1938. – № 126. – P. 136–195.
Lau V. K., Sagawa K. Model analysis of the contribution
of atrial contraction to ventricular filling // Ann. Biomed. Eng.
– 1979. – Vol. 7. – P. 167–201.
Mirsky J. Left ventricle stresses in the intact human heart //
Biophys. J. – 1969. – № 9. – P. 189–208.
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
лов сердца друг на друга. Речь идет не о влиянии
через поток крови, которое проявляется через последовательное наполнение предсердий и желудочков в соответствии с их хронотропным, сократительным и тонотропным статусом и которое было рассмотрено ранее. Здесь мы хотим обратить
внимание на непосредственное взаимодействие
полостей через межжелудочковую и межпредсердную перегородки. Например, если давление в левом желудочке повышается, то это вызывает «выпячивание» межжелудочковой перегородки в сторону правого желудочка. Правый желудочек, в котором давление много ниже, чем в левом, теряет
способность адекватно воспринимать венозный
приток. В меньшей степени этот феномен влияет
на работу правого предсердия. Эти отношения зависят также от частоты и скорости проведения
возбуждений по проводящей системе и миокарду.
21
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
22
20.
21.
22.
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ СЕРДЦА
Robinson D. A. Ventricular dynamics and the cardiac representation problem // Circulatory Analog Computers. –
Amsterdam, 1963. – P. 56–81.
Sarnoff S. I., Mitchell J. R. et al. Homeometric autoregulation
in heart // Circulat. Res. – 1960. – Vol. 8. – P. 1077–1087.
Shiferaw Y., Watanabe M. A., Garfinkel A. et al. Model of
Intracellular Calcium Cycling in Ventricular Myocytes //
Biophys. J. – 2003. – Vol. 85, № 6. – P. 3666–3686.
23.
24.
25.
Spiro D., Sonnenblick E. H. Comparison of ultrastructural basis
of contractile process in heart and skeletal muscle // Circ. Res.
– 1964. – Vol. 15. – P. 14–37.
Starling E. H. Linacre lecture on low of the heart. – London,
1918. – 27 p.
Tusscher K. H., Noble D., Noble P. J., Panfilov A. V. A model
for human ventricular tissue //Amer. J. Physiol. Heart. Circ.
Physiol. – 2004. – Vol. 286, № 4. – P. H1573–H1589.
Поступила 06.03.2006
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ СЕРДЦА
© В. М. ПОКРОВСКИЙ, 2006
УДК 612.172.2
ИЕРАРХИЧЕСКАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ФОРМИРОВАНИЯ РИТМА СЕРДЦА
В ЦЕЛОСТНОМ ОРГАНИЗМЕ
В. М. Покровский
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
Кубанский государственный медицинский университет (ректор – Б. Г. Ермошенко)
Ритм сердца в целостном организме формируется иерархической системой структур и механизмов как в центральной нервной системе, так и в самом сердце. В эфферентных структурах сердечно-сосудистого центра продолговатого мозга формируются сигналы в форме залпов импульсов, которые поступают к сердцу по блуждающим нервам. При их взаимодействии
с внутрисердечным пейсмейкером в сердце генерируется ритм в точном соответствии с частотой сигналов, приходящих из мозга. Иерархия уровней ритмогенеза обеспечивает надежность и функциональное совершенство деятельности сердца в организме. Внутрисердечный
генератор ритма является фактором жизнеобеспечения, который поддерживает насосную
функцию сердца, когда центральная нервная система находится в состоянии глубокого ингибирования. Мозговой генератор обеспечивает адаптивные реакции сердца на изменения в окружающей среде. Установленные механизмы формирования ритма сердца в организме позволяют выяснить патогенез ряда форм аритмий сердца и предложить пути их
патогенетической терапии.
К л ю ч е в ы е с л о в а: сердечный ритм, сердечно-дыхательная синхронизация, генерация сердечного ритма.
The heart rhythm in a whole organism is formed by the structures and mechanisms hierarchical system,
both in the central nervous system and in the heat itself. In the efferent structures of the cardiovascular
of the medulla oblongata the signals are formed in the form of bursts of impulses, that conduct to the
heart along the vagus nerves. Under their interaction with the intracardiac pacemaker the rhythm is generated in the heart in exact accordance with the frequency of the signals, coming from the brain. The
hierarchy of the levels of rhythmogenesis provides reliability and functional perfection of the heart
rhythm formation in the organism. The intrinsic cardiac rhythm generator is a life sustaining factor, that
maintains the heart pumping function when the central nervous system is in a stage of a deep inhibition.
The brain generator provides the heart with adaptive reactions to changes in the environment. The determined mechanisms of the heart rhythm formation in the organism allow to reveal the pathogenesis of the
number of the cardiac arrhythmias and to suggest the ways of its pathogenetic therapy.
K e y w o r d s : heart rhythm, cardiorespiratory synchronization, heart rhythm generator.
Иерархический принцип организации ритмических функций в организме является одним из
фундаментальных принципов жизнедеятельности. Если для организации циркадных ритмов или
ритмов дыхания и других принцип иерархии механизмов не вызывает сомнения [2, 12], то для сердца он не является общепризнанным. Причина
этого кроется в том, что в самом сердце имеется
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ СЕРДЦА
Экспериментальные данные
и их анализ
Экспериментальные данные, положенные в
основу таких представлений, могут быть разделены на две группы. Первая группа состоит из фактов, полученных при электрической стимуляции
периферического конца перерезанного блуждающего нерва повторяющимися залпами импульсов.
Вторая группа представлена данными, демонстрирующими возможность сердца следовать ритму
залпов импульсов, сформированных в центральной нервной системе.
Воспроизведение сердцем ритма электрических
стимулов, раздражающих блуждающий нерв. При
стимуляции блуждающего нерва «залпами» импульсов, следующими с постепенно возрастающей частотой, ритм сердцебиения урежается. Когда нарастающая частота «залпов» и уреженная частота сердцебиения становятся равными, наступает синхронизация вагусного и сердечного ритмов
в соотношении 1:1. Теперь сердце на каждый
«залп» импульсов блуждающих нервов отвечает
отдельным сокращением, наступающим после некоторой задержки [1, 9, 18, 23]. Для каждой характеристики «залпа» (число импульсов в каждом
«залпе», амплитуда и т. д.) существует диапазон частот, в пределах которого частота сердцебиения
точно следует ритму стимуляции блуждающего
нерва.
Мы изучали этот феномен на различных видах
животных и птиц: обезьянах, кошках, кроликах, собаках, белых крысах, морских свинках, нутриях, голубях, утках, лягушках. Он наблюдался у всех исследованных животных и птиц, что свидетельствует о
его общебиологической значимости [10, 13]. Эти
факты демонстрируют существование надежного
общебиологического явления, при котором «залпы»
импульсов, идущие к синоатриальному узлу по
блуждающему нерву, взаимодействуя с ритмогенными структурами узла, формируют в сердце ритм,
синхронный с ритмом поступающих «залпов».
Электрофизиологические механизмы, лежащие в основе такого управления ритмом сердца,
были выяснены в экспериментах с компьютерным
картированием области синоатриального узла у
кошек. В 64 точках одновременно регистрировали
электрограммы, и на их основе по специальной
программе компьютер строил изохронные карты
возникновения и распространения возбуждения в
синоатриальной области. У наркотизированного
животного до стимуляции блуждающего нерва
очаг ранней деполяризации находился в одной
точке. Однако когда сердце следовало частоте залповой стимуляции нерва, очаг ранней деполяризации становился шире и охватывал не 1, а 2–11
точек (рис. 1).
Таким образом, выраженное расширение очага
ранней деполяризации в синоатриальном узле
явилось электрофизиологическим маркером воспроизведения сердцем ритма сигналов («залпов»
импульсов), поступающих к нему по блуждающему нерву [7].
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
столь мощный уровень ритмогенеза, что он «затмевает» всю иерархию механизмов организации
ритмогенеза в целостном организме.
К настоящему времени сложились следующие
представления о механизмах генерации ритма
сердца: ритм сердца возникает в его специализированных структурах, обладающих свойствами пейсмейкера. Автономная нервная система оказывает
корригирующее влияние на генерацию внутрисердечного ритма. В частности, симпатические нервы
учащают частоту сердечных сокращений (ЧСС),
тогда как парасимпатические – урежают. Эти
представления аргументируются экспериментами
с перерезкой и последующей электрической стимуляцией периферических концов экстракардиальных (парасимпатического или симпатического)
нервов. Было установлено, что ритмическая стимуляция симпатических нервов увеличивает скорость деполяризации клеток водителя ритма и,
следовательно, учащает сердцебиение, а парасимпатических, наоборот, замедляет деполяризацию,
что приводит к урежению сердцебиения [14, 20,
21]. Однако такие представления о механизме ритмогенеза не могут объяснить весь спектр адаптивных реакций сердца в целостном организме.
Данные, полученные в последнее время, позволяют критически переосмыслить сложившиеся
представления о механизмах генерации ритма
сердца. В частности, классический феномен, наблюдаемый при стимуляции периферического
конца перерезанного блуждающего нерва, проявляющийся в урежении сердцебиения (или даже в
остановке сердца), нельзя считать адекватной моделью для понимания процессов нервной регуляции ритма сердца. Резкое торможение деятельности сердца не наблюдается в процессе естественной
адаптивной регуляции. Происходит это потому, что
в естественных условиях возбуждение распространяется к сердцу лишь по части эфферентных волокон, находящихся в нерве. В эксперименте при искусственном сверхпороговом раздражении блуждающего нерва в возбуждение вовлекаются все эфферентные волокна, находящиеся в нервном стволе.
Более того, стимуляция нерва в эксперименте проводится непрерывным потоком импульсов, в естественных же условиях эфферентные нервные импульсы группируются в «залпы», поступающие к
сердцу в ритме его сокращений [15, 19].
Полученные нами новые факты позволили
сформулировать нетрадиционные представления о
механизмах генерации ритма сердца в целостном
организме, заключающиеся в том, что наряду с внутрисердечным генератором ритма ритм формируется в центральной нервной системе, в эфферентных
структурах сердечно-сосудистого центра продолговатого мозга. Возникающие там нервные сигналы в
форме «залпов» импульсов поступают к сердцу по
блуждающим нервам и взаимодействуют со структурами внутрисердечного пейсмейкера, вызывая генерацию возбуждения в нем в точном соответствии
с частотой залпов [22]. Этот процесс сопровождается характерными электрофизиологическими изменениями во внутрисердечном пейсмейкере.
23
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
24
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ СЕРДЦА
CRISTA
ВПВ
1
НПВ
CRISTA
ВПВ
ОСУ
ОСУ
НПВ
CRISTA
ВПВ
ОСУ
2
НПВ
3
Рис. 1. Изохронные карты возникновения и распространения деполяризации в синоатриальном узле в остром
эксперименте на кошке.
1 – до раздражения нерва; 2 – во время синхронизации вагусного и сердечного ритмов; 3 – после перерезки блуждающих нервов.
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
П р и м е ч а н и е . Черным цветом показано место области ранней деполяризации. СRISTA – crista terminalis; ОСУ – область
синоатриального узла; НПВ – нижняя полая вена; ВПВ – верхняя полая вена.
Воспроизведение сердцем ритма сигналов, генерируемых в центральной нервной системе. Хорошо
известна связь между мозговыми структурами, отвечающими за ритмогенез дыхания и сердца.
Общность механизмов ритмогенеза этих двух
функций столь значима, что данные структуры
считаются функционально едиными [16]. В наших
исследованиях было показано, что один и тот же
интернейрон в эфферентном ядре блуждающего
нерва может производить импульсную активность, синхронную то с ритмом дыхания, то с ритмом сокращения сердца. Во время вдоха активность интернейрона синхронизируется с сокращениями диафрагмы, а во время выдоха – с сокращениями сердца [8].
Мы использовали взаимосвязь ритмогенеза
дыхательного и сердечного центров для создания
модели изучения формирования сердечного ритма в организме посредством сигналов, генерируемых в центральной нервной системе (продолговатом мозге) и идущих к сердцу по блуждающим
нервам. Обычно человек и животные дышат реже,
нежели сокращается сердце. В то же время дыхание среди всех вегетативных функций обладает
уникальной особенностью – возможностью произвольного управления. В целях создания заданного уровня учащения ритма сердца добровольцам предлагали дышать синхронно со вспышками
лампочки фотостимулятора, частота которых на
5–10% превышала исходную частоту сердцебиения. По истечении переходного периода в 20–30
сердечных циклов дыхательный и сердечный ритмы синхронизировались [5]. Синхронизация частоты сердечных сокращений и дыхания осуществлялась в диапазоне 10–20 синхронных кардиореспираторных циклов в минуту. Сердечно-дыхательная синхронизация определялась по записи на полиграфе равенством интервалов: 1) между отметками фотостимулятора, 2) между зубцами R ЭКГ
(интервал R–R) и 3) между идентичными элементами пневмограммы (рис. 2).
Синхронизация сердечного и дыхательного
ритмов получена у всех практически здоровых людей. Границы и ширина диапазонов синхронизации у лиц различных возрастных групп представлены на рисунке 3.
Дальнейший анализ механизмов синхронизации сердечного и дыхательного ритмов был выполнен в экспериментах на собаках. Так как животные не могут произвольно учащать дыхание,
мы использовали перегревание для учащения дыхания (тахипноэ). С этой целью животных помещали в термокамеру при температуре 38°C. Через
1,0–1,5 ч частота дыхания достигала частоты сердцебиения, и вскоре ритмы дыхания и сердцебиения синхронизировались при частоте около 180 в
минуту. Далее в ходе опытов частота дыхания могла увеличиваться или уменьшаться, приводя к
синхронному изменению частоты сердцебиения.
Диапазон синхронизации частот дыхания и сердцебиения составил 50 синхронных кардиореспираторных циклов в минуту. Перерезка блуждающих нервов приводила к исчезновению синхронизации. Аналогичный эффект наблюдался при введении животному атропина. Таким образом, синхронные с дыханием сокращения сердца явились
результатом сигналов, пришедших к сердцу по
блуждающим нервам [4].
Эксперименты на животных [4] и наблюдения
за людьми [3, 6] показали, что при высокой частоте ритма возбуждения дыхательного центра сердечные эфферентные нейроны в продолговатом
мозге вовлекаются в эту ритмику. Сигналы, представляющие собой «залпы» импульсов, поступают
к сердцу по блуждающим нервам и, взаимодействуя со структурами внутрисердечного пейсмейкера, вызывают возбуждение в нем в точном соответствии с частотой «залпов».
Рассмотренные выше модели синхронизации
сердечного и дыхательного ритмов являются лишь
способом демонстрации потенциальной возможности формирования сердечного ритма за счет сигна-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
25
полной деафферентации можно наблюдать генерацию сигналов в центре блуждающего нерва продол1
говатого мозга в ритме сердечных сокращений. Для
этого вызывалась остановка сердца интракоронарным введением хлорида калия. В период остановки
сердца активность нейронов в эфферентных ядрах
блуждающего нерва в продолговатом мозге продолжалась еще некоторое время в ритме сокращений
2
сердца до его остановки. Так как в этом случае афферентация прекращалась, следует заключить, что
активность нейронов отражала собственную автоматию сердечного центра продолговатого мозга
(рис. 4). Эти факты служат достойной альтернативой
точке зрения, согласно которой «залпы» импульсов,
3
синхронные с сердечным ритмом, регистрируемые
в блуждающих нервах, возникают по механизму обратной связи с барорецепторов [17].
Электрофизиологические процессы в синоатриРис. 2. Установление факта наличия сердечно-дыхательальном узле при воспроизведении сердцем сигналов,
ного синхронизма (схема).
поступающих по блуждающим нервам. Синтез опи1 – отметка мигания лампы фотостимулятора; 2 – электрокардиограмма; 3 – пневмограмма.
санных выше двух групп фактов, а именно: выраВертикальные линии показывают принцип установления факженное расширение области ранней деполяризата синхронизации ритма сердца и дыхания.
ции в синоатриальном узле при воспроизведении
сердцем сигналов, идущих к нему по блуждающему
лов («залпов» импульсов), возникающих в мозге и
нерву при его искусственной стимуляции, и восидущих к сердцу по блуждающим нервам. В естестпроизведение сердцем ритма сигналов, возникаювенных условиях сердечные медуллярные центры
щих в эфферентных структурах продолговатого
имеют собственную периодику. Как было продемонмозга и поступающих к сердцу по блуждающему
стрировано в нашей лаборатории [11], даже после
нерву (сердечно-дыхательный синхронизм у человека и животных), позволил выстроить логику последующих экспериментов. В хронических опытах на собаках изучались электрофизиологические процессы в синоатриальном
узле. Картирование области синоатриального узла во время хирургического этапа эксперимента (при анестезии) показало, что область ранней деполяризации определяется в одной
точке. После выхода животного из
наркоза и при его свободном поведении (общение с персоналом, прием
пищи и т. д.) область ранней деполяризации расширилась. Принимая во
внимание наши предыдущие наблюдения, мы предположили, что эти
факты обусловлены выключением
(при наркозе) и включением (при выходе из наркоза) центрального звена
иерархической системы ритмогенеза.
В целях контроля высказанного предположения животным во время их
адаптивного поведения вводили атропин или перерезали предварительно
выведенные под кожу блуждающие
нервы. Это приводило к уменьшению
Исходная ЧСС
широкой области ранней деполяризаМинимальная граница сердечно-дыхательного синхронизма
ции до одной точки. Выраженное
Максимальная граница сердечно-дыхательного синхронизма
уменьшение области ранней деполяризации в синоатриальном узле у этих
Рис. 3. Параметры сердечно-дыхательного синхронизма у людей.
животных было вызвано прекращениа – мужчины; б – женщины.
П р и м е ч а н и е . Заштрихованная часть – ширина диапазона синхронизации ем проведения сигналов по блуждаюсердечного и дыхaтельного ритмов.
щим нервам. Аналогичные результаты
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ СЕРДЦА
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
26
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ СЕРДЦА
Рис. 4. Cинхронная регистрация электрокардиограммы и
импульсной активности нейрона ядерного комплекса
блуждающего нерва.
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
П р и м е ч а н и е . Калибровка ЭКГ – 1 мВ; нейрограммы –
100 мкВ. Момент интракoронарного введения KCl показан
стрелкой; импульсная активность нейрона обведена кружками.
получены в условиях сердечно-дыхательного синхронизма, вызванного термотахипноэ. Во время
синхронизма область ранней деполяризации в синоатриальном узле резко увеличивалась, а когда
блуждающие нервы перерезались (или вводился
атропин), уменьшалась до одной точки, и синхронизм прекращался.
Картирование области синоатриального узла
при становлении центрального ритмовождения у
человека полностью воспроизводит явления, которые мы получили в хронических экспериментах на
животных. На рисунке 5 представлены результаты
картирования области синоатриального узла у человека, перенесшего кардиохирургическую операцию. Картирование, выполненное непосредственно при операции, выявило, что область ранней деполяризации ограничивается единичным фокусом
(рис. 5, а). Через сутки область ранней деполяризации охватывала площадь между 2 электродами
(рис. 5, б), спустя двое суток утром – между 3 электродами (рис. 5, в), днем – между 5 электродами
(рис. 5, г) и вечером – между 6 электродами (рис. 5,
д). Эти факты говорят о включении центрального
звена иерархической системы формирования ритма сердца в целостном организме. Описанная динамика области ранней деполяризации коррелировала с улучшением общего состояния пациента
и восстановлением возможности установления
сердечно-дыхательного синхронизма при дыхании
в такт вспышкам лампочки фотостимулятора.
Важно также отметить, что как у животных, так и у
человека особенно низкая вариабельность ЧСС
наблюдается, когда водителем ритма является
только внутрисердечный пейсмейкер (при картировании области синоатриального узла очаг инициации возбуждения проявляется только одной
точкой). И наоборот, при увеличении площади
инициации возбуждения в узле, что свидетельствует о включении в процесс формирования ритма
сердца мозгового уровня ритмогенеза, вариабельность ЧСС нарастает.
Рис. 5. Динамика очага ранней деполяризации в синоатриальном узле у человека.
а – во время операции (при наркозе); б – через сутки после
операции; в – вторые сутки (утро); г – вторые сутки (день);
д – вторые сутки (вечер).
Заключение
Все представленные факты в совокупности
подтверждают существование иерархической системы формирования ритма сердца в целостном
организме, включающей как генератор ритма в
самом сердце, так и генератор ритма в центральной нервной системе. Интеграция двух иерархических уровней ритмогенеза обеспечивает надежность и функциональное совершенство системы
генерации ритма сердца в целостном организме.
Внутрисердечный генератор является жизнеобеспечивающим фактором, который поддерживает
насосную функцию сердца тогда, когда центральная нервная система находится в состоянии
глубокого торможения. Центральный генератор
обеспечивает адаптивные реакции сердца в естественных условиях. Сформулированные представления об иерархической структуре формирования ритма сердца в организме позволяют поновому оценить происхождение адаптивных реакций сердца, рассмотреть патогенез ряда форм
аритмий сердца, а следовательно, выработать пути их патогенетической терапии; дать физиологическое обоснование параметров вариабельности сердечного ритма и др.
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
Зубков А. A. Усвоение сердцем ритма раздражения блуждающих нервов // Бюлл. эксперим. биол. и мед. – 1936.
– № 1. – С. 73.
Комаров Ф. И., Рапопорт С. И. Хронобиология и хрономедицина. – М.: Триада-Х, 2000. – 488 с.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ СЕРДЦА
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
Покровский В. М., Абушкевич В. Г., Борисова И. И. и др.
Сердечно-дыхательный синхронизм у человека // Физиология человека. – 2002. – Т. 28, № 6. – С. 100–103.
Покровский В. М., Абушкевич В. Г., Дашковский А. И. и др.
Синхронизация сердечных сокращений и дыхания при
терморегуляционном полипноэ у собак // Докл. АН
СССР. – 1986. – Т. 287, № 2. – С. 479–481.
Покровский В. М., Абушкевич В. Г., Дашковский A. И., Шапиро С. В. Возможность управления ритмом сердца посредством произвольного изменения частоты дыхания //
Там же. – 1985. – Т. 283, № 3. – С. 738–740.
Покровский В. М., Абушкевич В. Г., Потягайло Е. Г., Похотько А. Г. Сердечно-дыхательный синхронизм: выявление у человека, зависимость от свойств нервной системы
и функциональных состояний организма // Успехи физиол. наук. – 2003. – Т. 34, № 3. – С. 68–77.
Покровский В. М., Абушкевич В. Г., Федунова Л. В. Электрофизиологический маркер управляемой брадикардии //
Докл. РАН. – 1996. – Т. 349, № 3. – С. 418–420.
Покровский В. М., Боброва М. А. Импульсная активность
нейронов продолговатого мозга, связанная с сердечным и
дыхательным ритмами // Физиол. журн. – 1986. – Т. 32,
№ 1. – С. 98–102.
Покровский В. М., Шейх-Заде Ю. Р. Точно регулируемое
снижение частоты сердечных сокращений при раздражении блуждающего нерва у кошек // Физиол. журн. СССР.
– 1980. – Т. 66, № 5. – С. 721–727.
Покровский В. М., Шейх-Заде Ю. Р. и др. Точное управление ритмом сердца у обезьян с помощью залпового раздражения блуждающего нерва // Бюлл. эксперим. биол. и
мед. – 1987. – Т. 104, № 9. – С. 266–267.
Трембач A. Б. К вопросу о функциональной значимости
«сердечных» нейронов продолговатого мозга // Нервная
регуляция деятельности сердца: научные труды / Под ред.
В. М. Покровского. – Краснодар, 1981. – С. 33–42.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
27
Фундаментальная и клиническая физиология: учеб. /
Под ред. А. Г. Камкина, А. А. Каменского. – М.: Изд.
центр «Академия», 2004. – 1072 с.
Шейх-Заде Ю. Р., Кручинин В. М., Сукач Л. И. и др. Общие
принципы управления сердечным ритмом при залповом
раздражении блуждающего нерва у различных животных //
Физиол. журн. СССР. – 1987. – Т. 73, № 10. – С. 1325–1331.
Goto K. Pacemaker potential and cardiac nerve impulses
evoked by stimuli of the vagus nerve // J. Phys. Soc. Jap. –
1979. – Vol. 41. – P. 8.
Katona P. G., Poitras J. W., Barnett G. O., Terry B. S. Cardiac
vagal efferent activity and heart period in the carotid sinus reflex // Amer. J. Physiol. – 1970. – Vol. 218, № 4.
– P. 1030–1037.
Koepchen H. P. // Central Neuron Environment. – Berlin:
Springer-Verlag, 1983. – P. 221–237.
Kollai M., Koizumi K. Cardiac vagal and sympathetic nerve
responses to baroreceptor stimulation in the dog // Pflugers.
Arch. – 1989. – Vol. 413, № 4. – P. 365–371.
Levy M. N., Iano T., Zieske H. Effects of repetitive bursts
of vagal activity on heart rate // Circ. Res. – 1972. – Vol. 30,
№ 2. – P. 186–195.
Levy M. N., Martin M. N. Handbook of physiology / Ed. R. M. Bethesda // Amer. Physiol. Soc. – 1979. – Sec. 2. – P. 581–620.
Neural regulation of the heart / Ed. W. C. Randall. – New
York: Oxford University Press, 1977.
Noble D. The initiation of the heartbeat. – Oxford: Clarendon
Press, 1979.
Pokrovskii V. M. Integration of the heart rhythmogenesis levels:
Heart rhythm generator in the brain // J. Integrative
Neuroscience. – 2005. – Vol. 4, № 2. – P. 161–168.
Reid J. V. The cardiac pacemaker: Effects of regularly spaced nervous input // Amer. Heart J. – 1969. – Vol. 78, № 1.
– P. 58–64.
Поступила 08.02.2006
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2006
ДИНАМИКА ПРАВЫХ ОТДЕЛОВ СЕРДЦА ПОСЛЕ КОРРЕКЦИИ ПОРОКА
У БОЛЬНЫХ С МИТРАЛЬНЫМ СТЕНОЗОМ И ЛЕГОЧНОЙ ГИПЕРТЕНЗИЕЙ
ПО ДАННЫМ МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНОЙ ТОМОГРАФИИ
Л. А. Бокерия, Т. Г. Никитина, В. Н. Макаренко, Л. А. Юрпольская, Т. С. Базарсадаева
Научный центр сердечно-сосудистой хирургии им. А. Н. Бакулева (дир. – академик РАМН Л. А. Бокерия)
РАМН, Москва
Проанализированы данные МРТ-обследования 22 пациентов с митральным стенозом и легочной
гипертензией. Впервые определены показатели сократимости приточного и выводного отделов правого желудочка по данным магнитно-резонансной томографии у пациентов с митральным стенозом и различной степенью легочной гипертензии до и после операции. Выявлена зависимость между степенью легочной гипертензии и динамикой сократимости приточного и
выводного отделов правого желудочка в отдаленные сроки после коррекции порока.
К л ю ч е в ы е с л о в а: магнитно-резонансная томография, правый желудочек, митральный стеноз, легочная гипертензия, правое предсердие.
In this article ari divin data of 22 patients with mitral stenosis and pulmonary hypertension which were
analized by MRI. For the first time were determined data of contraction of the inflow and outflow tract of
the right ventricle by the results of MRI in patients with different stages of pulmonary hypertension
before and after operation. Observed correlations betwin the stages of pulmonary hypertension and
dynamics of contraction of the inflow and outflow tract of the right ventricle in long-term period after surgery.
K e y w o r d s : magnetic resonance imaging, right ventricle, mitral stenosis, pulmonary hypertension,
right auricle.
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
УДК 616.126.421+616.131-008.331.1]-0.89.168
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
28
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ СЕРДЦА
Наличие правожелудочковой недостаточности
и легочной гипертензии определяет сроки жизни
больных с митральными пороками сердца. По
данным В. И. Булынина [2], из 85 больных с митральным стенозом и высокой легочной гипертензией (давление в ЛА более 75 мм рт. ст.) во время
операции и в ближайшем послеоперационном периоде умерли 13 (15%) больных. Несмотря на
адекватное хирургическое лечение, состояние
больных после коррекции порока может оставаться достаточно тяжелым [3]. Легочная гипертензия
и правожелудочковая недостаточность являются
главными факторами риска развития острой сердечной недостаточности в раннем послеоперационном периоде и длительного сохранения сердечной декомпенсации в ближайшем послеоперационном периоде, а также неудовлетворительных результатов в отдаленные сроки после операции [3,
4, 6, 7]. Отсюда важность ранней диагностики правожелудочковой сердечной недостаточности при
митральных пороках.
Интенсивное развитие кардиохирургии требует
проведения всесторонней оценки функционального состояния миокарда до операции, так как
функциональные возможности сердца определяют
операционную летальность и отдаленные результаты хирургического лечения. Поэтому диагностика функционального состояния правого желудочка
приобретает особенно важное значение. Оценка
сократимости миокарда ПЖ – трудная и до конца
не изученная проблема, решение которой является
перспективным направлением современной кардиологии. Изучение правых отделов сдерживается
в связи с анатомическим и электрофизиологическим превалированием левых отделов.
В настоящее время среди неинвазивных методов исследования широко используется эхокардиография [5, 8, 10–13, 15, 18, 20, 26]. Но визуализация
правого желудочка затруднительна, и высококачественная визуализация имеет место не более чем у
25–64% пациентов, по данным разных исследователей. Некоторые авторы считают, что расчетные
методики ПЖ непригодны из-за сложности его геометрии и повышенной трабекулярности эндокардиальной поверхности. Правый желудочек имеет
сложную геометрическую форму. Полость его состоит из двух трактов (отделов) неправильной формы – приточного и выводного, находящихся в почти перпендикулярных плоскостях [9, 16, 17, 26].
Исследования, проведенные Tal Geva [26], показывают, что более 85% насосной функции ПЖ приходится на приточный отдел. Предложены многочисленные модели ПЖ (пирамида, усеченная пирамида, призма, полуэллипсоид, усеченный конус, цилиндр, полуцилиндр) и формулы для расчета объемов и ФВ ПЖ. В настоящее время в клинической
практике не существует общепринятых формул
подсчета объемов и фракции выброса ПЖ, его отделов. Поэтому отсутствие возможности определения таких важных для кардиохирургии данных, какими являются состояние сократимости приточного и выводного отделов ПЖ, а также сведений об их
взаимоотношениях и степени участия в обеспече-
нии сократительной функции ПЖ у больных с митральными пороками и легочной гипертензией до
операции и в отдаленные сроки обусловило актуальность проведения настоящего исследования.
МРТ дает возможность детализированно и непосредственно визуализировать форму и внутреннюю морфологию ПЖ. Существенным достоинством МРТ является хорошая визуализация всех
отделов сердца, включая правые, без артефактов
от костных структур и воздуха [1, 14, 16, 19, 21, 22,
24, 25]. Этот метод является неинвазивным, а также не оказывает лучевого воздействия на пациента. В литературе описан Lenz-эффект [23] вследствие опасного взаимодействия между движущимися металлическими элементами протеза и статическим полем МРТ. Выявлено, что для обычного напряжения магнитного поля от 1 до 2 Т влияние на
имплантат незначительное и МР-процедуры могут применяться безопасно у пациентов с механическими протезами сердца. Но метод имеет и некоторые недостатки: длительное время получения
изображения, невозможность исследования пациентов с искусственными водителями ритма, а также высокая стоимость исследования. Использование МРТ в данной работе позволит выявить особенности структуры и функции отделов ПЖ у
больных с митральным стенозом и легочной гипертензией, а также изучить изменения показателей в послеоперационном периоде.
Цель исследования: оценить особенности
структуры и функции правых отделов сердца у
больных с митральным стенозом и легочной гипертензией, а также изучить динамику показателей в послеоперационном периоде.
Материал и методы
В отделениях кардиологии и реконструктивной хирургии приобретенных пороков сердца
НЦССХ им. А. Н. Бакулева за период с октября
2002 г. по апрель 2004 г. были обследованы 22 пациента с митральным стенозом и легочной гипертензией: 7 мужчин и 15 женщин в возрасте от 32 до
64 лет (средний возраст 45,93±8,25 года). Клиника
правожелудочковой сердечной недостаточности в
виде увеличения печени, отеков нижних конечностей наблюдалась у 13 пациентов.
Исходно по степени систолического давления в
легочной артерии, измеренного методом эхокардиографии по скорости трикуспидальной регургитации, больные разделены на две группы (согласно
классификации Ю. С. Петросяна, 1969 г.). В группу с умеренной легочной гипертензией вошли 15
пациентов со средним систолическим давлением
56,67±8,59 мм рт. ст., в группу с высокой легочной
гипертензией – 7 пациентов, среднее систолическое давление которых составило 92,5±5,0 мм рт. ст.
Факторы исключения из исследования: сопутствующий порок аортального клапана, сопутствующее поражение коронарных артерий, нормальное давление в легочной артерии.
МР-исследование сердца проводили всем
больным до операции и в отдаленном послеопе-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ СЕРДЦА
КСОприт. ПЖ=(0,85•КСП2)/СД ПЖ (в см),
КДОприт. ПЖ=(0,85•КДП2)/ДД ПЖ (в см),
где СД ПЖ, ДД ПЖ – длина приточного отдела
ПЖ в систолу и диастолу.
Рис. 1. Приточный отдел
ПЖ.
Рис. 2. Выводной отдел
ПЖ.
ФВприт. ПЖ= (( КДО – КСО)/КДО)•100%.
Выводной отдел ПЖ имеет неправильную форму, и мы использовали в качестве его модели фигуру, напоминающую цилиндр (рис. 2). Так как он
имеет суженную и расширенную части, мы учитывали диаметр в среднем отделе, который приближенно равен третьей части длины тракта. При
этом объемы расширенной и суженной частей фигуры (воронки) компенсировали друг друга. Использована формула (Arcilla et al., 1971 г.)
V = c • A 1 • A 2 / L , где с – коэффициент, А1 и А 2 –
площади в двух сечениях, L – длина желудочка.
Объемы вычисляли по формулам:
КСОвывод. ПЖ=
КСП2
•0,785,
СД ПЖ
КДОвывод. ПЖ=
КДП2
•0,785.
ДД ПЖ
Фракцию выброса определяли по уже известной формуле:
ФВвывод. ПЖ=((КДО–КСО)/КДО)•100%.
Все вычисленные объемы ПЖ мы рассчитывали на площадь поверхности тела и таким образом
получили индексы КСО и КДО.
Статистическую обработку данных мы выполняли по методике G. L. Grunkemeier (1977 г.). При статистической обработке полученных результатов
(с использованием лицензионных программ
Microsoft Excel-1997 и Statistica Version 5.0) определяли среднее арифметическое значение величин
(M=Σ/n), стандартное отклонение от генеральной
совокупности (δ) и среднюю ошибку (т=δ/ п). Достоверность различий показателей сравниваемых
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
рационном периоде (через 6–12 мес) на сверхпроводящем МР-томографе Signa фирмы «GE» с
напряженностью поля 1 Т при синхронизации с
ЭКГ и с респираторной компенсацией. Применяли катушку для тела (body). Использовали импульсные последовательности спин-эхо (SE) Т1взвешенные изображения (ВИ) и градиент-эхо
(GRE) (динамическое киносканирование). Продолжительность исследования составляла 40–
60 мин в зависимости от ЧСС. Срезы ориентировали в аксиальной (поперечной) плоскости при
использовании SE-импульсной последовательности для оценки анатомии сердца, средостения
и диаметров магистральных сосудов; в 4-камерной плоскости, плоскости выносящего тракта
правого желудочка, в 2-камерной плоскости правого желудочка, а также по короткой оси сердца
при использовании GRE-импульсной последовательности для оценки функциональных показателей правых камер сердца. Толщина срезов
была 5–7 мм. Анализ полученных изображений
проводили на рабочей станции Advantage Windows 2.0 с применением пакета программ для обработки кардиоизображений. При анализе МРизображений оценивали линейные размеры
предсердий, желудочков, толщину миокарда правого желудочка, площади приносящего и выносящего трактов правого желудочка в систолу и
диастолу. Также определяли объемы и фракцию
выброса левого желудочка, диаметры легочной
артерии и ее ветвей, патологические потоки при
митральной и трикуспидальной недостаточности
и митральном стенозе, визуализируемые как зона
низкоинтенсивного МР-сигнала в соответствующих камерах сердца в определенные фазы сердечного цикла.
Так как ПЖ имеет сложную геометрическую
форму и при патологических состояниях форма и
размеры ПЖ меняются, то снижается точность
количественного анализа, который проводят при
использовании модификаций, разработанных на
основании моделей ЛЖ. Нужно также учитывать,
что полость ПЖ состоит из двух трактов неправильной формы – приточного и выводного, находящихся в перпендикулярных плоскостях, поэтому значительно затруднен подбор модели для вычисления объемов ПЖ. Предложены многочисленные модели формы трактов ПЖ: пирамида с
треугольным основанием, усеченная пирамида,
призма, полуэллипсоид, усеченный конус, цилиндр, полуцилиндр.
Приточный отдел ПЖ можно представить в
форме полуэллипсоида (рис. 1); учитывая площади в систолу и диастолу, длину тракта, мы рассчитывали объемные показатели приточного отдела
ПЖ (КСО, КДО) и ФВ по формулам:
29
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
30
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ СЕРДЦА
групп (р) оценивали при помощи параметрического критерия Стьюдента (t). Степень достоверности определяли на уровне значимости p≤0,05.
Результаты исследования
Исходные данные пациентов. Выявлена дилатация правого желудочка, при этом у 10 из 15 больных с умеренной легочной гипертензией (ЛГ) и у
всех больных с высокой ЛГ размеры ПЖ превышали норму.
Фракция выброса приточного отдела ПЖ у
больных с митральным стенозом с умеренной легочной гипертензией составила 45,22±7,99%, у
больных с высокой гипертензией – 41,67±10,40%
(p>0,05). Фракция выброса выводного отдела ПЖ
в группе с митральным стенозом с умеренной легочной гипертензией составила 44,79±14,3%, с
высокой легочной гипертензией – 42,25±15,14%
(p=0,05).
Правое предсердие увеличено у 6 из 15 больных
с митральным стенозом с умеренной легочной гипертензией и у 4 из 7 – с высокой легочной гипертензией (p>0,05).
Признаки гипертрофии миокарда ПЖ (толщина стенки ПЖ в среднем сегменте в 4-камерной
проекции) выявлены у 8 больных с митральным
стенозом и умеренной легочной гипертензией,
при этом у 5 из них толщина стенки составляла
5 мм (пограничная). В группе пациентов с митральным стенозом и высокой легочной гипертензией
толщина стенки у всех больных превышала 5 мм.
Расширение легочной артерии и ее ветвей выявлено у всех больных с митральным стенозом и
высокой легочной гипертензией и у 6 больных с
умеренной гипертензией, причем у этих больных
давление в легочной артерии было больше или
равно 50 мм рт. ст.
Всем пациентам выполнена хирургическая
коррекция порока в условиях искусственного кровообращения.
Результаты коррекции митрального порока через
6–12 мес. В отдаленные сроки мы отметили положительную динамику давления в ЛА у всех обследованных пациентов. У больных с митральным стенозом и
высокой легочной гипертензией давление в легочной артерии составило 41,71±10,15 мм рт. ст., при
этом у 3 больных давление превышало 40 мм рт. ст.
У больных с митральным стенозом и умеренной легочной гипертензией после коррекции порока давление в ЛА снизилось до 26,27±9,22 мм рт. ст., и
лишь у 1 больного давление равнялось 40 мм рт. ст.
Известно, что при высокой легочной гипертензии
имеют место органические изменения сосудов малого круга кровообращения («второй барьер»), поэтому отмечается медленный регресс легочной гипертензии. У большинства больных с умеренной
гипертензией малого круга кровообращения давле-
Динамика показателей камер сердца по данным МРТ у больных с митральным стенозом
до операции и через 6–12 мес после операции
Митральный стеноз
и умеренная легочная гипертензия
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
Показатели
Митральный стеноз
и высокая легочная гипертензия
до операции
после операции
до операции
после операции
КСР ЛЖ, см
3,06±0,5
3,36±0,5
3,15±0,4
3,71±0,7
КДР ЛЖ, см
4,62±0,6
4,86±0,6
4,62±0,8
5,12±1,2
52,12±8,15
54,21±5,15
51,55±11,2
54,85±8,65
2,67±0,3
2,31±0,3
2,97±0,4
2,60±0,3
3,49±0,5
3,17±0,3
3,53±0,5
3,31±0,2
19,05±6,43
15,10±6,45
26,55±6,51
24,85±7,25
ФВ ЛЖ, %
КСР ПЖ, см
КДР ПЖ, см
2
Индекс КСО ПЖприт., мл/м
2
34,23±10,32
30,45±10,15
44,01±11,86
45,01±13,28
2
Индекс КСО ПЖвывод., мл/м
22,22±8,33
20,84±7,56
21,62±9,43
18,04±8,15
Индекс КДО ПЖвывод., мл/м2
37,53±8,16
35,25±8,15
39,16±21,04
37,96±14,39
ФВ ПЖприт., %
45,22±7,99
50,0±8,3
41,67±10,40
43,34±9,1
ФВ ПЖвывод, %
44,79±14,3
46,56±8,4
42,25±15,14
48,15±10,8
ЛП, см
4,61±0,6
4,23±0,4
4,95±0,9
4,43±0,4
ПП, см
4,30±0,6
4,18±0,8
5,05±1,2
4,34±0,8
Толщина ПЖ, мм
5,5±1,0
4,7±0,7
6,0±0,8
5,4±0,8
Ствол ЛА, см
2,8±0,3
2,5±0,5
3,27±0,7
3,0±0,8
ПЛА, см
1,98±0,3
1,8±0,3
2,1±0,7
2,0±0,6
ЛЛА, см
1,96±0,3
1,7±0,2
2,0±0,7
1,8±0,4
Индекс КДО ПЖприт., мл/м
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ СЕРДЦА
31
Рис. 3. Динамика ФВ приточного отдела ПЖ.
Рис. 4. Динамика ФВ выводного отдела ПЖ.
ние нормализовалось уже на госпитальном этапе после операции и продолжает уменьшаться в отдаленные сроки.
В отдаленные сроки после хирургической коррекции митрального порока у большинства больных отмечено уменьшение размеров ПЖ. Так, у
пациентов с митральным стенозом и умеренной
легочной гипертензией КСР и КДР ПЖ составили
соответственно 2,31±0,3 и 3,17±0,3 см, у больных
с высокой легочной гипертензией – 2,60±0,3 и
3,31±0,2 см (p=0,001). Необходимо отметить, что
после коррекции порока у 4 пациентов с митральным стенозом и высокой легочной гипертензией
размеры ПЖ несколько превышали норму.
В таблице представлены значения размеров и
объемов камер сердца, ЛА и ее ветвей, ФВ ПЖ и
ЛЖ по данным магнитно-резонансной томографии в динамике.
Фракция выброса приточного отдела ПЖ составила 50,0±8,3 и 43,34±9,1% соответственно по
группам (рис. 3). Фракция выброса выводного отдела ПЖ составила 46,56±8,4 и 48,15±10,8% в исследуемых группах (рис. 4).
Выявлено уменьшение размеров правого предсердия у всех обследованных больных в отдаленном послеоперационном периоде – 4,18±0,8 и
4,34±0,8 см соответственно по группам (p=0,045).
Однако величина ПП выше нормы оставалась у 4
пациентов с митральным стенозом и умеренной
легочной гипертензией и у 2 – с высокой легочной
гипертензией.
Уменьшилась степень гипертрофии ПЖ. У
больных с умеренной легочной гипертензией толщина стенки ПЖ уменьшилась с 5,5±1,0 до
4,7±0,7 мм (p=0,05) и с 6,0±0,8 до 5,4±0,8 мм
(p=0,08) – у пациентов с высокой легочной гипертензией.
Оценивая динамику размеров легочной артерии и ее ветвей, мы отметили, что у больных с митральным стенозом в целом уменьшились размеры ЛА и ветвей, но разница была недостоверна
(p>0,05). У больных с умеренной легочной гипертензией размеры ствола ЛА, ПЛА и ЛЛА составили 2,5±0,5; 1,8±0,3 и 1,7±0,2 см соответственно, у
пациентов с высокой легочной гипертензией –
3,0±0,8; 2,0±0,6 и 1,8±0,4 см.
На основании результатов, полученных в ходе
изучения динамики давления в легочной артерии,
можно сказать, что у большинства пациентов с исходной умеренной легочной гипертензией происходит быстрая нормализация давления уже в раннем периоде после операции, что говорит о функциональном компоненте ЛГ. При высокой гипертензии давление снижается медленнее и нормализации его не отмечается (имеет место органический компонент ЛГ).
По данным МРТ у больных с митральным стенозом в отдаленном периоде после коррекции порока наблюдается уменьшение размеров ПЖ, при
этом у 4 из 15 больных с умеренной и у 4 из 7 пациентов с высокой легочной гипертензией размеры ПЖ все же превышают нормальные значения.
У пациентов с митральным стенозом и умеренной легочной гипертензией четкой разницы
между приточным и выводным отделами ПЖ
мы не выявили. У больных этой группы относительно равномерно возросла ФВ обоих трактов
ПЖ (p<0,05). Миокард ПЖ при умеренной легочной гипертензии изменен в меньшей степени, чем при высокой: нет выраженных явлений
правожелудочковой недостаточности, легочная
гипертензия имеет обратимый характер, поэтому
при улучшении гемодинамики функция приточного и выводного отделов ПЖ улучшается в равной степени.
Значимого изменения ФВ приточного отдела
ПЖ у больных с митральным стенозом и высокой
легочной гипертензией не выявлено (p>0,05). Напротив, отмечена хорошая динамика ФВ выводного отдела ПЖ (p<0,05).
Толщина стенки ПЖ у большинства пациентов
уменьшается. У 10 пациентов с митральным стенозом и умеренной ЛГ и у 3 пациентов с высокой
ЛГ происходит нормализация толщины стенки
ПЖ. Это связано с довольно быстрой регрессией
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
Заключение
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
32
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ СЕРДЦА
ЛГ при умеренном давлении в ЛА, что, в свою очередь, улучшает функционирование ПЖ и ведет к
уменьшению его гипертрофии. Гипертрофия миокарда ПЖ (толщина более 5 мм) после операции
сохраняется лишь у 4 больных с митральным стенозом и умеренной легочной гипертензией и у 4
больных с высокой гипертензией.
Размеры ствола ЛА и ее ветвей у больных с высокой легочной гипертензией изменяются в
меньшей степени, чем при умеренной легочной
гипертензии. Мы объясняем это тем, что только
при высокой легочной гипертензии имеются органические изменения легочных сосудов, то есть
играет свою роль органический компонент «второго барьера», и обратное развитие – снижение
легочно-сосудистого сопротивления – если и
происходит, то очень медленно. В проведенном
исследовании у пациентов с сохраняющейся в той
или иной степени легочной гипертензией в послеоперационном периоде размеры ЛА превышают норму.
При высоком давлении в ЛА у пациентов с митральным стенозом отмечены явления правожелудочковой недостаточности, «органическая»
легочная гипертензия и увеличение полостей
сердца. После коррекции порока происходит медленная положительная динамика, причем у части
пациентов сократимость ПЖ существенно не меняется или динамика выражена слабо. Выявлено,
что у этой группы больных в большей степени
улучшается сократительная функция выводного
отдела ПЖ, но сохраняется недостаточность его
приточного отдела. Давление в ЛА не достигает
нормальных значений (41,71±10,15 мм рт. ст.), но
все же, несмотря на слабую динамику состояния
правых отделов и легочной гипертензии, клинически самочувствие и состояние больных в отдаленном периоде после операции значительно
улучшается.
Выводы
1. Комплексная неинвазивная оценка состояния правых отделов сердца и легочной гипертензии у больных с митральными пороками помогает
оценить исходную тяжесть состояния пациентов и
течения заболевания после коррекции митрального порока.
МРТ как наиболее точный неинвазивный метод исследования может быть использован для
изучения правых отделов сердца.
2. В результате выполненного исследования
показано, что снижение ФВ приточного отдела
ПЖ до операции свидетельствует о более тяжелом
состоянии ПЖ, и в послеоперационном периоде у
таких пациентов сохраняются явления сердечной
недостаточности, что требует продолжения интенсивной медикаментозной терапии.
3. Показано, что при умеренной ЛГ после операции коррекции митрального порока происходит
нормализация давления в ЛА, размеров ПП и ПЖ,
увеличение ФВ приточного и выводного отделов
ПЖ в равной степени.
При высокой ЛГ у больных с митральным стенозом не отмечено нормализации давления в ЛА
после протезирования митрального клапана и размеры ПЖ превышают нормальные значения у 4
пациентов. ФВ возрастает, в большей степени –
выводного отдела ПЖ, но сохраняется недостаточность приточного отдела ПЖ, что проявляется
в увеличении размеров ПП и ПЖ и снижении ФВ
его приточного отдела.
4. Выявлено, что, несмотря на хирургическую
коррекцию порока, больные с высокой ЛГ после
операции нуждаются в продолжении медикаментозной терапии (прием мочегонных средств, ингибиторов АПФ, β-адреноблокаторов) для получения стабильных клинических результатов в отдаленном периоде.
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
Беленков Ю. Н., Терновой С. К., Синицын В. Е. Магнитнорезонансная томография сердца и сосудов. – М.: Видар,
1997. – 142 с.
Булынин В. И. Влияние легочной гипертензии на прогнозирование исходов коррекции митрального стеноза //
Грудная хир. – 1976. – № 1. – С. 40–44.
Бураковский В. И., Гордонова М. И., Плотникова Л. Р. Проблема легочной гипертензии при определении показаний
к операции у больных врожденными пороками сердца //
Кардиология. – 1979. – Т. 19, № 2. – С. 14–20.
Жадовская В. М. Роль нарушений сократительной функции сердца и гемодинамика в генезе недостаточности
кровообращения у больных ревматическими пороками
сердца: Дис. … д-ра мед. наук. – М., 1977. – 328 с.
Клиническое руководство по ультразвуковой диагностике / Под. ред. В. В. Митькова, В. А. Сандрикова – М.: Видар, 1998. – Т. 5.
Колесников С. А. Недостаточность миокарда у больных
приобретенными пороками сердца // Клиника и лечение
сердечной недостаточности. Труды ЦОЛИУВ под ред.
А. З. Чернова – М., 1966. – С. 5–14.
Колесников С. А., Фитилева Л. М. Митральный стеноз
(ошибки диагностики и опасности хирургического лечения). – Ташкент: Медицина, 1971. – 368 с.
Мухарлямов Н. М., Беленков Ю. Н., Атьков О. Ю. и др.
Клиническая ультразвуковая диагностика. Руководство
для врачей: в 2 томах. – М.: Медицина. – 1987. – 328 с.
Струков А. И., Тепляков А. Т., Пекарский В. В. Микроциркуляция при ревматическом митральном стенозе // Арх.
патологии. – 1985. – Т. 47, № 1. – С. 11–19.
Тихонов К. Б. Функциональная рентгеноанатомия сердца.
– М.: Медицина, 1978. – 256 с.
Черногубов Б. А. Пороки сердца. – М., 1950.
Шиллер Н., Осипов М. А. Клиническая эхокардиография.
– М.: Медицина, 1993.
Baker B., Scovil C., Kane J. et al. Echocardiographic detection
of right ventricular hypertrophy // Amer. Heart J. – 1983.
– Vol. 5, № 3. – P. 611.
Bakos A. C. P. The question of the function of the right ventricular myocardium: An experimental study // Circulation.
– 1950. – № 1. – P. 724–732.
Bommer W., Weinert L., Neimann A. Determination of right
atrial and right ventricular size by two- dimensional echocardiography // Ibid. – 1979. – Vol. 60, № 1. – P. 91–100.
Bouchard A., Higgins C. W., Byrd B. F. et al. Magnetic resonance imaging in pulmonary arterial hypertension // Amer. J.
Cardiol. – 1985. – № 56. – P. 938–942.
Boxt L. M. Radiology of the right ventricle // Cardiac radiology. – 1999. – Vol. 37, № 2. – P. 379–400.
Dell’Italia L. The right ventricle: anatomy, physiology and clinical
importance // Curr. Prob. Cardiol. – 1991. – № 16. – P. 658–720.
Ferlinz J. Measurements of right ventricular in man from single plane-cineangiograms a comparison to the biplane
approach // Amer. Heart J. – 1977. – Vol. 94. – P. 87.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ МИОКАРДА
20.
21.
22.
23.
Lee W. H., Fisher J. Right ventricular diastolic disorders //
Arch. Intern. Med. – 1983. – № 143. – P. 332–337.
Markiewicz W., Sechtem U., Higgins C. W. Evaluation of the
right ventricle by magnetic resonance imaging // Amer. Heart
J. – 1987. – № 113. – P. 8–15.
Mogelvang J., Stubgaard M., Thomson C. Evaluation of right
ventricular volumes measured by magnetic resonance imaging
// Eur. Heart J. – 1988. – № 9. – P. 529–533.
Potential MR hazard to patients with metallic heart valves: The
Lenz effect // J. Magn. Reson. Imaging. – 2000. – № 12 (1).
– P. 171–176.
24.
25.
26.
33
Rodrigues E. A., Dewhurst N. J., Smart L. M. et al. Diagnosis
and prognosis of right ventricular infarction // Br. Heart J.
– 1986. – № 56. – P. 19–26.
Sechtem U., Pflugfelder P. W., Gould R. G. et al. Measurement of
right and left ventricular volumes in healthy individuals with
cine MR imaging // Radiology. – 1987. – № 163. – P. 697–702.
Tal Geva, Andrew J. Powell et al. Evaluation of regional differences in right ventricular systolic function by acoustic quantification echocardiography and cine Magnetic Resonance
Imaging // Circulation. – 1998. – № 98. – P. 339–345.
Поступила 16.03.2006
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ
МИОКАРДА
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2006
УДК 616.126.52:616.127
РЕГРЕСС МАССЫ МИОКАРДА ПОСЛЕ КОРРЕКЦИИ АОРТАЛЬНОГО СТЕНОЗА
В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТИПА ИМПЛАНТИРОВАННОГО ПРОТЕЗА
Н. Г. Джангулян, Х. Ф. Аль Хаджабед, Л. А. Бокерия
Представлен анализ результатов лечения 70 больных с аортальным стенозом, которым в период с декабря 1998 г. по июнь 2005 г. в отделе ППС НЦССХ им. А. Н. Бакулева РАМН, выполнялось протезирование аортального клапана. Средний возраст больных к моменту операции составил 44±2,5 года (от 13 до 72 лет). Большинство пациентов составили мужчины – 47
больных (67,1%).
Этиологией аортального стеноза у 39 пациентов в 29 случаях был ревматизм; в 2 случаях –
дегенеративные изменения аортального клапана.
У всех пациентов после операции достоверно уменьшились гемодинамические показатели левого желудочка (ЛЖ), повысилась фракция выброса ЛЖ, достоверно уменьшилась масса миокарда непосредственно сразу после операции. В группе пациентов с бескаркасными биопротезами масса миокарда ЛЖ уменьшилась в большей степени и в более ранние сроки после
операции.
К л ю ч е в ы е с л о в а: аортальный стеноз, масса миокарда левого желудочка, протезирование
аортального клапана, биопротезы, механические протезы.
In this work we analysis the outcome of 70 patients with aortic stenosis from 1998 year to 2005 in the
department adult cardiac surgery. The mean age was 44±2,5 (from 13 to 72 year). Male patients – 47.
In 50 patients we implanted mechanical prosthesis and in 20 we implanted bioprosthesis.
In group patients with bioprosthesis we have more regress in left ventricule mass than in mechanical
group.
K e y w o r d s : aortic stenosis, left ventricle mass, aortic valve replacement, bioprosthesis, mechanical
prosthesis.
Несмотря на прогресс в развитии протезирования клапанов сердца, проблема недостаточности кровообращения в послеоперационном перио-
де по-прежнему сохраняет свою актуальность.
В последние годы прогрессирование недостаточности кровообращения стали объяснять не только
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
Научный центр сердечно-сосудистой хирургии им. А. Н. Бакулева (дир. – академик РАМН Л. А. Бокерия)
РАМН, Москва
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
34
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ МИОКАРДА
поражением миокарда, но и влиянием измененной геометрии на функцию желудочка [8, 9]. Состояние геометрии ЛЖ может оказывать влияние
на течение как раннего, так и отдаленного послеоперационного периодов. Выявлена зависимость
послеоперационных результатов от выраженности гипертрофии ЛЖ, степени его дилатации, а
также степени регресса гипертрофии миокарда [7,
17]. Отмечается прямо пропорциональная зависимость между массой миокарда и процентом
внезапной смерти в контингенте больных с аортальным стенозом.
Ранние изменения объема и геометрии ЛЖ
имеют важное прогностическое значение для пациентов. Проведенные разными авторами работы
[7–9] показывают, что масса миокарда ЛЖ является самым строгим предиктором выживаемости,
превышающим значение фракции выброса. Масса
миокарда левого желудочка отражает тяжесть порока, позитивно коррелирует с пиковым градиентом на аортальном клапане и используется как доказательство регресса гипертрофии после протезирования аортального клапана.
Целью настоящего сообщения явился сравнительный анализ непосредственных и среднеотдаленных результатов регресса массы миокарда при
аортальном стенозе после протезирования механическими и биологическими протезами.
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
Материал и методы
Проведен анализ результатов лечения 70 больных с аортальным стенозом, которым в период с
декабря 1998 г. по июнь 2005 г. в отделе ППС
НЦССХ им. А. Н. Бакулева РАМН выполнено
протезирование аортального клапана. Критериями исключения были наличие сопутствующей органической клапанной патологии, недостаточность аортального клапана более I степени.
Средний возраст больных к моменту операции
составил 44±2,5 (от 13 до 72 лет). Большинство пациентов были мужчины – 47 (67,1%). Характеристика степени нарушения кровообращения и функционального состояния пациентов представлена в
таблице 1.
Этиологией аортального стеноза у 39 больных
являлся ВПС: двухстворчатый аортальный клапан –
у 33 и моностворчатый аортальный клапан – у 6 пациентов; в 29 случаях – ревматизм; в 2 случаях –
дегенеративные изменения аортального клапана.
При поступлении всем больным проводили
общеклиническое обследование по стандартной
методике, включающее функциональное исследование. К последним мы относим клинические
и биохимические анализы крови и мочи, микробиологическое и гистологическое исследования,
рентгенографию, электрокардиографию, допплер-эхокардиографию. По показаниями проводилась коронаро- и ангиография, компьютерная томография и ЯМР.
В настоящее время эхокардиография получила
всеобщее признание как один из лучших методов
диагностики гипертрофии миокарда. Градиенты
Таблица 1
Клиническая характеристика пациентов
Характеристика
Число пациентов (n=70)
абс.
%
Пол
мужской
47
67,1
женский
23
32,9
Средний возраст,
годы
44±2,5
Средняя площадь
поверхности тела, м2
1,79±0,98
Стадия НК
НК I
7
10
НК IIА
47
67,1
НК IIБ
16
22,9
ФК II
7
10
ФК III
28
40
ФК IV
35
50
Функциональный
класс
давления были рассчитаны согласно формуле
Веrnoulli c учетом скорости оттока в выводном отделе левого желудочка. Наше эхокардиографическое исследование включало:
– двухмерный режим;
– М-модальный режим;
– допплерокардиографию.
Эхокардиография до операции и непосредственно после операции позволяла оценить в динамике изменение размера, контрактильной функции миокарда, абсолютной и индексированной
массы миокарда левого желудочка. Стеноз аортального клапана – в двухмерном и М-модальном
режимах.
Кроме того, 10 пациентам выполнялась компьютерная томография до и после операции для
сопоставления результатов с данными ЭхоКГ.
Она, по нашему мнению, позволяет оценить сократительную функцию миокарда, объем полостей сердца, диаметр фиброзного кольца аортального клапана, степень гипертрофии массы миокарда левого желудочка, а также выявить ремоделирование левого желудочка уже в раннем послеоперационном периоде.
Техника операций. Все операции выполнялись в
условиях гипотермического (26–28° С) искусственного кровообращения. Использовали канюляцию аорты и обеих полых вен. Для защиты миокарда использовали кристаллоидный калий-магниевый кардиоплегический раствор (42 пациента), «Кустодиол» (15 пациентов), кровяную кардиоплегию (3 пациента). Индукцию кардиоплегии
осуществляли антеградно в устья коронарных ар-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
терий. Реинфузии проводили ретроградно в коронарный синус с помощью специального катетера с
раздувающимся дистальным баллончиком. Пережимали и поперечным разрезом вскрывали аорту.
После иссечения створок аортального клапана,
при наличии кальциноза створок, выполнена
тщательная декальцинация, измерен диаметр фиброзного кольца. Выбранный протез имплантирован в аортальную позицию. У 50 (71,4%) больных
на операции были имплантированы механические
протезы: поворотно-дисковые протезы ЛИКС и
МИКС использовались в 17 (24,3%) из 70 случаев,
двухстворчатые протезы МЕДИНЖ – в 25 (36%)
случаях. У 7 (10%) пациентов были использованы
протезы Сarbomedics, у 1 (1,4%) пациента – АТS.
Двадцати (29%) пациентам имплантированы
биологические протезы: 6 (8,6%) каркасных –
Биолаб, 14 бескаркасных, из них 7 (10%) легочных
аутографтов, 6 (8,6%) аллографтов, 1 (1,4%) ксенографт.
Всем пациентам протезы были имплантированы с учетом площади поверхности тела.
Результаты
Госпитальная летальность составила 2,8% –
умерли 2 пациента из 70. У обоих пациентов
исходно имелись снижение сократительной способности миокарда, сопутствующие заболевания,
IV ФК и НК 2Б стадии.
Из 70 прооперированных больных 38 (54,3%)
пациентов были свободны от любых послеоперационных осложнений. Эти пациенты не имели нарушения ритма после операции, у них не отмечалось сердечной недостаточности, отсутствовали
признаки инфекции, или не требовалось продолженной искусственной вентиляции легких.
Как видно из таблицы 2, из нелетальных осложнений ведущее место занимала сердечная недостаточность (12 пациентов). Согласно рекомендациям L. H. Edmunds, сердечную недостаточность считали достоверной в случае необходимосТаблица 2
Несмертельные осложнения
на госпитальном этапе
Осложнения
Число пациентов
абс.
%
Нарушения ритма
4
5,7
Со стороны ЦНС
4
5,7
12
17,1
Фистула протеза
1
1,4
Печеночно-почечная
недостаточность
4
5,7
Сердечная недостаточность
Дыхательная
недостаточность
Всего…
35
ти инотропной поддержки гемодинамики (адреналин более 0,07 мкг/кг/мин и/или допамин более
7 мкг/кг/мин) через 1 сутки после операции. Нарушения ритма после операции выявлены у 4 пациентов, парапротезная фистула – у 1 пациента, мозговые осложнения – у 2 пациентов, дыхательная
недостаточность – у 5 пациентов. У всех пациентов
к моменту выписки отмечалось значительное клиническое улучшение состояния. Объективно это
выражалось в возрастании фракции выброса левого желудочка, достоверном уменьшении как систолических, так и диастолических размеров сердца, увеличении ударного объема, снижении абсолютной и индексированной массы миокарда.
В послеоперационном периоде всем пациентам было выполнено эхокардиографическое исследование. В основном использовалась прекардиальная эхокардиография. Измерения, полученные во время прекардиального эхокардиографического исследования, совпали с измерениями,
полученными при трансэзофагеальном исследовании, а также с измерениями кардиохирургов во
время операции.
Адекватность хирургического вмешательства
подтверждается достоверным уменьшением объемов и размеров левого желудочка и повышением
сократительной способности миокарда независимо от типа протеза. Послеоперационный регресс
массы миокарда является одним из наиболее убедительных доказательств адекватной внутрисердечной гемодинамики, а значит, адекватной коррекции аортального стеноза.
Исходя из результатов проведенного нами анализа, стало ясно, что площадь эффективного отверстия биологических бескаркасных протезов
достоверно больше, чем площадь эффективного
отверстия механических протезов, а транспротезные градиенты давления на биопротезах достоверно ниже. Особенно важно это учитывать при малом размере протезов. При использовании механических или каркасных протезов малого диаметра существует остаточная обструкция выводного
тракта левого желудочка.
У нашей группы больных, которым имплантировали бескаркасные протезы небольшого размера, обструкция не наблюдалась, хотя показатели
градиентов были несколько выше, а площадь эффективного отверстия несколько меньше по сравнению с диаметром протезов большого размера.
В нашем исследовании наблюдался более выраженный послеоперационный регресс массы миокарда левого желудочка у пациентов с биопротезами по сравнению с пациентами с механическими
протезами, особенно это касается среднеотдаленных сроков после операции.
Динамика массы миокарда левого желудочка
представлена на рисунке.
Обсуждение
5
7,1
30
42,7
Замещение клапана аорты любым механическим протезом подразумевает остаточный градиент
на клапане протеза, что приводит к неполному
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ МИОКАРДА
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
36
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ МИОКАРДА
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
Динамика массы (г) миокарда левого желудочка.
регрессу гипертрофии ЛЖ после замещения клапана аорты и, как следствие, повышению частоты
смертности в отдаленном послеоперационном
периоде [13]. Предполагается, что остаточный
градиент и повышенное давление в левом желудочке – первопричина неполной редукции гипертрофии левого желудочка после замещения аортального клапана [2, 6]. В связи с этим интересно
было выяснить, что низкий градиент действительно достигается имплантацией бескаркасного протеза и что применение аортального аллографта
вместо каркасного биопротеза или механического
протеза увеличит регресс гипертрофии левого желудочка после замещения аортального клапана
[12]. Odd Bech-Hanssen и соавт. обследовали 40 пациентов в возрасте от 40 до 65 лет с чистым или
преимущественным аортальным стенозом без сопутствующей артериальной гипертонии или ишемической болезни сердца. Все пациенты были
распределены на четыре группы (по 10 пациентов
в каждой) по типу имплантированного им аортального протеза: 1-я – Medtronic Intact stented
bioprosthesis, 2-я – аортальный гомографт, 3-я –
St. Jude Medical Toronto stentless porcine valve, 4-я –
Carbomedics. Регресс массы миокарда ЛЖ отмечен
во всех группах, однако в группе с бескаркасными
биопротезами он оказался существенно выше, чем
в группе пациентов с механическими протезами.
Низкий градиент давления на бескаркасных
протезах при нагрузке служит признаком повышенного кровотока через эффективное клапанное
отверстие протеза [3], который является следствием преобладающего интервала потока и более однородной скорости кровотока, когда градиент давления на бескаркасном протезе ниже 5 мм рт. ст.
Все, сказанное выше, свидетельствует о том,
что при регрессе гипертрофии ЛЖ его систолическая функция улучшается. Объем выброса ЛЖ нарастает при уменьшении сердечной частоты, и
сердечный выброс сохраняется постоянным. Объем выброса увеличивается только за счет изменения скорости кровотока, интегрально на уровне
ВОЛЖ. Несмотря на увеличение эффективного
отверстия клапана и уменьшение массы ЛЖ и толщины межжелудочковой перегородки (МЖП),
диаметр ВОЛЖ остается неизменным. В противоположность этому на уровне клапана аорты возросший объем выброса не сопровождается изменениями интегрально со скоростью потока, так
что поперечник эффективного отверстия увеличен соответственно струе на этом уровне.
Уменьшение массы миокарда ЛЖ после замещения аортального клапана – результат регресса
миокардиальной клеточной гипертрофии и интерстициального фиброза [2, 17]. Неопровержимым аргументом преимущества бескаркасного
биопротеза в аортальной позиции является возможность нормализации структуры и функции
ЛЖ в период 6–12 мес после операции, что особенно важно для пожилых пациентов [1, 8, 15].
В 1999 г. Т. Walther и соавт. представили данные,
полученные с помощью метода эхокардиографии,
о регрессе массы миокарда левого желудочка после протезирования аортального клапана ксенографтами. Регресс индекса массы миокарда после
операции составил 141±41 г/м2, по сравнению с
исходным показателем 213±77 г/м2. В том же году
H. B. Ваur и соавт. показали снижение массы миокарда левого желудочка через неделю после протезирования – от 170,6±72,3 г/м2 до 143,6±55,2 г/м2,
за первый год – до 135,6±61,2 г/м2 и через два года – до 133,5±50,5 г/м2.
При исследовании регресса гипертрофии левого желудочка после имплантации бескаркасного
криосохраненного аллографта в аортальную позицию D. Maselli и соавт. (2003 г.) описали снижение
индексированной массы миокарда через 6 мес после операции до 98,8±40 г/м2 по сравнению с дооперационными данными – 212,2±64,9 г/м.
De Paulis в 2003 г. опубликовал результаты сравнительного исследования бескаркасных и каркасных биопротезов. Согласно его данным, у тех пациентов, которым проведена замена аортального
клапана бескаркасными протезами, снижение
массы миокарда левого желудочка достигало 32%
по сравнению с 28% у пациентов с каркасными
протезами.
В отличие от исследований других авторов
(Barratt-Boyes B. C., Lowe J. B. и соавт., 2001), которые показали регресс массы миокарда через
6 мес после операции только при имплантации
биологических протезов при коррекции аортального стеноза, мы получили достоверный регресс
массы миокарда и при протезировании механическими протезами.
G. T. Christakis, C. D. Joyner и соавт. в 2003 г. при
анализе данных 75 пациентов с бескаркасными
биопротезами сообщили об уменьшении толщины
стенок ЛЖ в раннем послеоперационном периоде: МЖП – от 1,43±0,35 см до 1,12±0,25 см, задняя стенка ЛЖ – от 1,32±0,33 см до 1,06±0,21 см
(p<0,05; различие статистически достоверно).
При применении бескаркасных биопротезов в
аортальную позицию при всех патологиях аортального клапана W. W. Angell и соавт. (1999),
L. Weinert и соавт. (1999), T. P. Abraham и соавт.
(2000) отмечают уменьшение массы миокарда уже
в раннем послеоперационном периоде.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ МИОКАРДА
37
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Bech-Hanssen O., Wallentin I., Houltz E. et al. Gender differences in patients with severe aortic stenosis: Impact on preoperative left ventricular geometry and function, as well as early
postoperative morbidity and mortality // Eur. J. Cardiothorac.
Surg. – 1999. – Vol. 15. – P. 24–30.
Bezante G. P., Chen X., Molinari G. et al. Left ventricular
myocardial mass determination by contrast enhanced colour
Doppler compared with magnetic resonance imaging // Heart.
– 2005. – Vol. 91. – P. 38–43.
Daniele Maselli, Raffaella Pizio, Lantieri Pasquale Bruno et al.
Left ventricular mass reduction after aortic valve replacement:
Homografts, stentless and stented valves // Ann. Thorac. Surg.
– 1999. – Vol. 67. – P. 966–971.
De Paulis R., Sommariva L., Colagrande L. et al. Regression of
left ventricular hypertrophy after aortic valve replacement for
aortic stenosis with different valve substitutes // J. Thorac.
Cardiovasc. Surg. – 1998. – Vol. 23. – P. 116–121.
González-Juanatey J. R., Garcia-Acuña J. M., Fernandez M. V.
et al. Influence of the size of aortic valve prostheses on
hemodynamics and change in left ventricular mass:
Implication for surgical management of aortic stenosis // Ibid.
– 1996. – Vol. 112. – P. 273–280.
Krayenbuehl H. P., Mall G., Turina M. et al. Left ventricular
myocardial structure in aortic valve disease before, intermediate, and late after aortic valve replacement // Circulation.
– 1989. – Vol. 79. – P. 744–755.
Kurnik P. B., Innerfield M., Wachspress J. D. et al. Left ventricular mass regression after aortic valve replacement measured
by ultrafast computed tomography // Amer. Heart J. – 1990.
– Vol. 120. – P. 919–927.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
replacement for aortic stenosis. Relation to impaired left ventricular diastolic performance // Angiology. – 1989. – Vol. 40.
– P. 199–208.
Monrad E. S., Hess O. M., Murakami T. et al. Time course of
regression of left ventricular hypertrophy after aortic valve
replacement // Circulation. – 1988. – Vol. 77. – P. 1345–1355.
Morris J. J., Schaff H. V., Mullany C. J. et al. Determinants of
survival and recovery of left ventricular function after aortic
valve replacement // Ann. Thorac. Surg. – 1993. – Vol. 56.
– P. 22–30.
Odd Bech-Hanssen, Kenneth Caidahl, Björn Wall et al.
Influence of aortic valve replacement, prosthesis type, and
size on functional outcome and ventricular mass in patients
with aortic stenosis // J. Thorac. Cardiovasc. Surg. – 1999.
– Vol. 118. – P. 57–65.
Ota T., Iwahashi K., Matsuda H. et al. Reduction of left ventricular hypertrophy with St Jude Medical 19 mm valve prosthesis // Angiology. – 1995. – Vol. 46. – P. 981–987.
Sahn D. J., DeMaria A., Kisslo J. et al. Recommendations
regarding quantification in M-mode echocardiography:
Results of a survey of echocardiographic measurements //
Circulation. – 1978. – Vol. 58. – P. 1072–1078.
Sim E. K., Orszulak T. A., Schaff H. V. et al. Influence of
prosthesis size on change in left ventricular mass following aortic valve replacement // Eur. J. Cardiothorac. Surg. – 1994.
– Vol. 8. – P. 293–297.
Villari B., Vassalli G., Betocchi S. et al. Normalization of left
ventricular nonuniformity late after valve replacement for aortic stenosis // Amer. J. Cardiol. – 1996. – Vol. 78. – P. 66–71.
Villari B., Vassalli G., Turina M. et al. Normalization of diastolic
dysfunction in aortic stenosis late after valve replacement //
Circulation. – 1995. – Vol. 91. – P. 2353–2358.
Поступила 27.02.2006
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
Отличные гемодинамические
Таблица 3
показатели бескаркасных биопроГемодинамические показатели левого желудочка у пациентов
тезов являются причиной снижепосле имплантации биопротезов (данные ЭхоКГ)
ния степени гипертрофии ЛЖ и
по сравнению с дооперационными показателями
ремоделирования ЛЖ (табл. 3, 4).
Коррекция порока приводит к исПоказатель До операции После операции Достоверность (р)
чезновению стимулов, вызываюКДО, мл
260,5±45,3
181,46±26,12
НД
щих гипертрофию массы миокарда ЛЖ, и позволяет осуществиться
КСО, мл
106,2±41,14
72,48±13,92
<0,05
регрессу гипертрофии и ремодеКДР, см
5,98±1,12
5,14±0,98
<0,05
лированию ЛЖ. Эти данные подтверждают гипотезу о влиянии
КСР, см
4,18±0,93
3,64±0,91
<0,05
среднего градиента давления и
ФВ, %
39,85±15,21
51,12±8,04
ПЭО на ремоделирование ЛЖ
(Del Rizzo D. F. и соавт., 1999).
После представления около 10
Таблица 4
лет назад отечественного бескарГемодинамические показатели левого желудочка у пациентов
касного аортального биопротеза и
после имплантации механических протезов (данные ЭхоКГ)
с увеличением частоты его испо сравнению с дооперационными показателями
пользования стало необходимо
более тщательное и подробное его
Показатель До операции После операции Достоверность (р)
изучение. До настоящего времени
КДО, мл
240,5±65,3
187,37±18,08
НД
большинство клинических работ в
нашей стране, посвященных проКСО, мл
89,3±28,49
58,58±21,81
НД
блеме ремоделирования, ограниКДР, см
5,64±1,33
5,51±1,1
<0,05
чивалось анализом только механического клапана. Также не проКСР, см
4,18±0,93
4,34±0,61
<0,05
водилось сравнительного исслеФВ, %
44,75±10,01
51,22±7,18
ВД
дования регресса массы миокарда
и ремоделирования левого желудочка при имплантации каркасных и бескаркасных клапанов. Поэтому результа8.
Levy D., Garrison R. J., Savage D. D. et al. Prognostic implications of echocardiographically determined left ventricular
ты нашего исследования, сравнивающего регресс
mass in the Framingham heart study // N. Engl. J. Med.
массы миокарда при различных типах протеза,
– 1990. – Vol. 322. – P. 1561–1566.
клинически важны.
9.
Lund O., Jensen F. T. Late cardiac deaths after isolated valve
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
38
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ
КРОВООБРАЩЕНИЯ
© О. Л. БОКЕРИЯ, Н. К. ОРЕХОВА, 2006
УДК 616.1-008.64+615-085
РАЗВИТИЕ НЕДОСТАТОЧНОСТИ КРОВООБРАЩЕНИЯ И МЕДИКАМЕНТОЗНАЯ
ТЕРАПИЯ У ПАЦИЕНТОВ С ИСКУССТВЕННЫМИ ВОДИТЕЛЯМИ РИТМА
О. Л. Бокерия, Н. К. Орехова
Научный центр сердечно-сосудистой хирургии им. А. Н. Бакулева (дир. – академик РАМН Л. А. Бокерия)
РАМН, Москва
Проведен ретроспективный анализ развития недостаточности кровообращения в зависимости от вида электрокардиостимуляции. Наблюдался 81 пациент в сроки от 1 года до 30 лет после имплантации искусственных водителей ритма. Выявлено, что симптомы сердечной недостаточности (СН) могут развиваться при всех видах стимуляции, однако наиболее часто при
электрокардиостимуляции в режиме VVI. Рассмотрены тактика ведения пациентов с симптомами СН и пути лечения СН у пациентов с электрокардиостимулятором.
К л ю ч е в ы е с л о в а: недостаточность кровообращения, искусственные водители ритма,
электрокардиостимуляция.
Retrospective analysis was undertaken to determine the probability of heart failure development
depending on types of pacing. 81 patients were followed up from 1 to 30 years after pacemaker implantation. It was found that heart failure signs occurred to all types of pacing, but most frequently under VVI
pacing. Actual controversies of treatment patients with heart failure signs after pacemaker implantation
are under consideration.
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
K e y w o r d s : heart failure, pacemaker, pacing.
Имплантация искусственного водителя ритма
(ИВР) является наиболее эффективным методом
лечения брадикардий. В то же время известно, что
имплантация ИВР не всегда компенсирует недостаточность кровообращения (НК), а в ряде случаев развивается «синдром кардиостимулятора»,
который способствует ухудшению гемодинамики.
При этом численность больных с неблагоприятной реакцией на электрокардиостимуляцию может достигать 9–39,5%, а смертность от прогрессирующей сердечной недостаточности (СН) при
стимуляции в режиме VVI, по результатам проспективных исследований, – до 17,7–27,3% [4].
Степень гемодинамических расстройств во многом зависит от типа имплантируемого электрокардиостимулятора (ЭКС) [1]. Для пациентов с физиологическими видами стимуляции показано,
что почти у 25% из них через 5 лет после имплантации ЭКС развиваются признаки СН [7].
У больных с однокамерной желудочковой стимуляцией отсутствие синхронизации между предсердиями и желудочками усугубляет симптомы
сердечной недостаточности. В этом случае желудочки стимулируются под воздействием ЭКС, а
возбуждение предсердий возникает под влиянием
синусного узла, поэтому сокращения предсердий и
желудочков происходят независимо друг от друга.
При сохранении ретроградного (вентрикулоатриального) проведения предсердия могут сокращаться вслед за желудочками, что приводит к развитию так называемого «пейсмейкерного синдрома».
В этом случае сокращения предсердий нередко
происходят при закрытых АВ-клапанах, приводя к
повышению давления и забросу крови в легочные,
яремные и печеночные вены. Другим недостатком
стимуляции сердца в режиме VVI является то, что у
пациентов с полной АВ-блокадой при нагрузке частота сокращений предсердий значительно выше,
чем частота сокращений желудочков, по сравнению с теми же показателями у пациентов, которые
стимулировались в режимах DDD или VVIR, что
связывают с рефлекторно увеличивающейся симпатической стимуляцией сердца. Действительно, у
пациентов с АВ-блокадой уровень катехоламинов
(норадреналин в коронарном синусе) оказался
значительно выше во время нагрузки при обычной
желудочковой стимуляции (VVI), чем при более
физиологичных режимах стимуляции (DDD или
VVIR). Повышенная активизация симпатической
системы во время обычной желудочковой стимуляции ухудшает диастолическую функцию ЛЖ,
приводит к развитию в дальнейшем сердечной
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
недостаточности и различных видов аритмий (Бокерия Л. А., Голухова Е. З., Базаев В. А., 2001).
Помимо вышеперечисленных недостатков однокамерных кардиостимуляторов, а именно – разобщенность работы предсердий и желудочков, а
также активация симпатоадреналовой системы,
развитию и прогрессированию сердечной недостаточности у пациентов как с однокамерными,
так и с двухкамерными ИВР способствует десинхронизация в работе желудочков. Она возникает,
поскольку возбуждение распространяется вначале
по ПЖ, куда имплантирован электрод, а затем переходит на ЛЖ, который сокращается на несколько миллисекунд позже правого. В последние годы
в практику вошли электроды с активной фиксацией, которые вкручиваются в верхнюю или среднюю треть МЖП, имитируют ход нормального
возбуждения по сердцу – сверху вниз. На электрокардиограмме при этом регистрируется достаточно узкий комплекс QRS (не более 0,12 с). Однако
независимо от положения электрода ритм остается гетеротопным, нарушается обычный ход возбуждения в желудочках. ЛЖ сокращается позже
ПЖ, то есть происходит диссинхрония желудочковых сокращений. Важнейшим следствием диссинхронии сокращения миокарда являются увеличение концентрации ионов кальция в кардиомиоцитах, нарушение процесса расслабления миокарда, снижение податливости миокарда ЛЖ,
изменение нормального соотношения раннего и
позднего наполнения ЛЖ, повышение конечного
диастолического объема (КДО). Данные изменения обусловливают диастолическую дисфункцию.
В дальнейшем снижается сократительная способность миокарда, то есть присоединяется систолическая дисфункция, и сердечная недостаточность
констатируется клинически.
Материал и методы
В НЦССХ им. А. Н. Бакулева в отдаленные
сроки после операции нами обследован 81 пациент. Сроки наблюдения за больными составили от
1 года до 30 лет (в среднем 119,11±87,97 мес). Возраст пациентов на момент обследования – от 9 до
38 лет, в среднем 19,4±6,3 года. В зависимости от
причин, приведших к имплантации ИВР, пациенты были разделены на три группы.
Первая группа – 38 (46,9%) пациентов, которым искусственные водители ритма были имплантированы в связи с тяжелыми врожденными
нарушениями проводимости. Средний возраст
пациентов группы на момент имплантации
8,8±4,9 года. Минимальный возраст при имплантации ЭКС – 3 мес, самому старшему пациенту было 16 лет (192 мес). Подавляющее большинство из них – 32 пациента – это дети с изолированной врожденной полной АВ-блокадой.
Шестеро детей имели нарушения синоатриального проведения.
Вторая группа – 37 (45,7%) пациентов после
оперативного лечения. Средний возраст на момент
имплантации ЭКС в этой группе 9,25±4,25 года
39
(минимальный возраст 8 мес, максимальный –
15 лет). У 30 (37,0%) пациентов хирургическая коррекция врожденных пороков сердца осложнилась
полной АВ-блокадой. Поводом для операции на
сердце были радикальная коррекция тетрады Фалло в 7 (8,6%) случаях, коррекция двойного отхождения магистральных сосудов от ПЖ – у 2 (2,5%),
протезирование ТК при аномалии Эбштейна –
у 4 (5%), коррекция ТМС – у 2 (2,5%) пациентов,
пластика неполной формы АВК – у 3 (3,7%), пластика изолированного ДМЖП – у 7 (8,6%), пластика ДМПП – у 3 (3,7%) детей, протезирование
врожденной недостаточности митрального клапана – у 2 (2,5%) детей. Семи (8,6%) пациентам из
второй группы имплантация ЭКС потребовалась
после хирургического лечения нарушений ритма
(открытая операция или методом РЧА).
Третья группа – 6 (7,4%) пациентов, которым
были имплантированы кардиостимуляторы по поводу нарушений проводимости, возникшей после
перенесенного миокардита. Возраст на момент
имплантации ЭКС – от 9 до 14 лет, средний возраст в этой группе 11,2±1,7 года.
На момент обследования у 8 (9,9%) пациентов
не обнаружено симптомов систолической и диастолической дисфункции ЛЖ. Эти пациенты не
имели ограничений по физической нагрузке в повседневной жизни, и у них также не было жалоб на
слабость или одышку при физической нагрузке.
Отсутствие характерных жалоб и данные объективных методов обследования позволили исключить у них сердечную недостаточность. Все эти пациенты имели физиологические режимы стимуляции. Больше половины пациентов – 44 (54,3%) –
не имели ограничений по физической нагрузке
в повседневной жизни. Значение ФВ ЛЖ находилось на достаточно высоком уровне –
55,84±10,8%. Но c помощью ЭхоКГ-исследования
у больных, имеющих двухкамерный режим стимуляции – 20 (24,7%) пациентов, выявлена диастолическая дисфункция, то есть произошло перераспределение диастолического наполнения ЛЖ, значительная часть диастолического кровотока осуществляется не во время фазы быстрого наполнения желудочка, как в норме, а во время активной
систолы предсердия. При оценке трансмитрального кровотока у этих пациентов выявлены преобладание кровотока в период предсердной систолы
(пик А) и снижение скорости и объема раннего
диастолического кровотока (пик Е) (рис. 1). Отношение Ve/Va снижено до 1,2±0,14. У этих пациентов имелся I класс СН по NYHA.
В целом I класс сердечной недостаточности по
NYHA был у 20 (52,6%) пациентов из 1-й группы,
22 (59,4%) пациентов из 2-й группы и 2 (33,3%) пациентов из 3-й группы.
Ограничения по физической нагрузке, жалобы на одышку при физической нагрузке имели
23 (28,4%) из всех обследованных пациентов. Из
них у 15 был двухкамерный режим стимуляции. Тяжесть их состояния соответствовала II классу СН по
NYHA. При ЭхоКГ-обследовании у 9 из 15 пациентов сохранялось преобладание трансмитрального
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
40
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ
Рис. 1. Трансмитральный кровоток у пациента с двухкамерным ЭКС, где пик Е меньше пика А.
Рис. 2. Псевдонормальный трансмитральный кровоток.
кровотока во время предсердной систолы. У 6 пациентов из 15 выявлено расширение полостей
сердца и псевдонормальный трансмитральный
кровоток, Ve/Va=1,27±0,15. Фракция выброса ЛЖ
оказалась несколько сниженной – 49,5±10,15%.
II класс сердечной недостаточности по NYHA
диагностирован у 10 (26,3%) пациентов из 1-й
группы, 12 (32,4%) пациентов из 2-й группы,
2 (33,3%) пациентов из 3-й группы.
Сердечная недостаточность III ФК по NYHA
выявлена при обследовании 6 пациентов. Выраженная одышка, увеличение печени и отеки диагностированы у 4 пациентов из второй группы и 2 пациентов из третьей группы. Среди этих пациентов у 3 использован двухкамерный режим стимуляции, и
только у них возможна оценка трансмитрального
кровотока. В этом случае характерно увеличение
скоростных показателей пика Е и замедление показателей пика А трансмитрального кровотока. Вели-
чина Ve/Va возрастает до 2,4±0,27. Фракция выброса ЛЖ значительно снижена и составляет
34,17±5,3%. Таким образом, при сердечной недостаточности III ФК по NYHA выявлено сочетание
систолической и диастолической дисфункции ЛЖ.
Сравнительная характеристика данных ЭхоКГ
в зависимости от выраженности СН представлена
в таблице.
Как видно из полученных результатов, размеры
ЛП, КСРЛЖ, КДРЛЖ, КСОЛЖ, ФВ ЛЖ у пациентов без признаков СН и пациентов, имевших
I ФК по NYHA, не отличаются от нормальных и
мало различаются между собой. Достоверными
являются различия между пациентами без СН, пациентами, имеющими I, II ФК и III ФК по NYHA.
Особенно наглядно увеличение КДОЛЖ и отношение скоростей трансмитрального потока при
явном снижении систолической функции ФВ ЛЖ.
КДОЛЖ при выраженной систолической дис-
Сравнение данных ЭхоКГ в зависимости от выраженности сердечной недостаточности
ЭхоКГпоказатели
Abs признаки
СН (n=8)
I класс по NYHA
(n=44)
II класс по NYHA
(n=23)
III класс по NYHA
(n=6)
ЛП, мм
34,2±0,48
38,3±0,56
41,2±1,21
52,7±1,2*
КСРЛЖ, мм
37,25±9,09
39,71±9,22
43,98±13,54
51,71±17,56*
КДРЛЖ, мм
53,67±12,48
59,67±11,58
67,2±15,35
76,42±8,22*
КСОЛЖ, мл
46,8±15,46
56,0±23,91^
71,69±23,8^
94,71±12,9*
КДОЛЖ, мл
95,07±24,89
103,8±16,35
156,57±68,74*>
226,71±135,41*>
ФВ ЛЖ, %
62,36±5,96
55,84±10,8^
49,5±10,15^*
34,17±5,3*
Ve/Va
1,45±0,09
1,2±0,14
1,27±0,15*>
2,4±0,27*>
* Достоверное различие с группой Abs признаков СН, p<0,05.
^ Достоверное различие между 1-й и 2-й группами, p<0,05.
> Достоверное различие между 2-й и 3-й группами, p<0,05.
П р и м е ч а н и е . ЛП – левое предсердие, КСРЛЖ – конечный систолический размер левого желудочка, КДРЛЖ – конечный диастолический размер ЛЖ, КСОЛЖ – конечный систолический объем ЛЖ, КДОЛЖ – конечный диастолический объем ЛЖ.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ
41
Рис. 3. Распределение пациентов по степени сердечной недостаточности в зависимости от вида электрокардиостимуляции.
функции в 3 раза превышает КДОЛЖ в группе пациентов без признаков СН, при этом ФВ ЛЖ
уменьшается в 2 раза. Эти данные свидетельствуют о выраженной дилатации миокарда левого желудочка, развившейся в процессе ремоделирования сердца. На этом фоне произошло снижение
ФВ до 34,17±5,3% (p<0,001), что свидетельствует о
начавшемся нарушении компенсаторных возможностей миокарда, связанных с дилатацией левого
желудочка.
Мы сравнили выраженность сердечной недостаточности в зависимости от режимов стимуляции (рис. 3).
В нашей работе у 46 (57%) пациентов на момент
обследования использованы физиологические
виды стимуляции. Так, в режиме DDDR стимулируются 15 (18,5%) пациентов, в режиме DDD –
20 (25%) пациентов, в режиме AAI – 4 (4,9%) пациента, в режиме VDDR – 3 (3,7%) пациента и в
режиме VVIR – 4 (4,9%) пациента. У большинства
из них имеется I ФК по NYHA – 29 (63%) пациентов, у 8 (17,4%) пациентов симптомы СН отсутствуют, у 8 (17,4%) имеется II ФК и у 1 (2,2%) –
III ФК по NYHA. Однокамерный желудочковый
режим стимуляции имеют 35 (43%) пациентов.
Из них у 15 (43%) – I ФК по NYHA, у 15 (43%) –
II ФК по NYHA и у 5 (14%) – III ФК по NYHA.
То есть при однокамерном режиме стимуляции нет
пациентов без признаков СН, приблизительно в
2 раза меньше пациентов с минимальными проявлениями СН, почти в 2 раза больше пациентов со
II ФК по NYHA, чем при двухкамерном режиме
стимуляции. Для сравнения: развитие тяжелой СН
у пациентов с однокамерным режимом стимуляции отмечено в 15% случаев против 2,2% при физиологических видах стимуляции.
Можно сделать вывод, что имплантация ЭКС с
фиксированной частотой стимуляции лечит брадикардию, но не решает проблемы длительного
существования таких пациентов с ИВР.
Достоверность зависимости выраженности СН
от режима стимуляции мы рассчитывали двумя
способами:
1) с помощью коэффициента ранговой корреляции Спирмена (Rs); при полученном
Rs=–0,4426, p=0,000035;
2) с помощью критерия Манна–Уитни (U);
при полученном U=–3,57521, p=0,000350.
Как следует из представленного материала, режим стимуляции оказывает достоверное влияние
на степень СН после имплантации ЭКС. При физиологических режимах стимуляции выраженность СН достоверно меньше.
Поэтому мы считаем, что при выраженной СН
необходимо перейти как минимум на двухкамерный режим стимуляции. Доказано, что имплантация желудочкового электрода в МЖП предпочтительнее. При стимуляции предсердий имеет значение расположение электродов и место стимуляции. Хорошие клинические результаты были получены при биполярной стимуляции коронарного
синуса у пациентов с рецидивирующей формой
предсердных аритмий [5]. В исследовании
ASPECT (Padeletti и соавт., 2003) изучался эффект
стимуляции ушка ПП и межпредсердной перегородки. Уменьшение частоты предсердных аритмий наблюдалось при стимуляции межпредсердной перегородки.
Получены убедительные данные, что сокращение времени деполяризации желудочков в результате одновременной бивентрикулярной стимуляции коррелирует с улучшением функции ЛЖ
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
а – физиологические виды стимуляции; б – однокамерная желудочковая стимуляция в режиме VVI.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
42
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ
по мере ремоделирования сердца. В исследовании
К. Малиновски (2000 г.) показано, что левожелудочковая стимуляция дает гемодинамические преимущества по сравнению с правожелудочковой
стимуляцией. Возможно, мультифокальная стимуляция сердца, когда стимулируется 3 или даже 4
камеры сердца, станет в ближайшем будущем
обычной практикой лечения брадиаритмии.
Медикаментозная терапия у пациентов с искусственными водителями ритма – это особый вопрос. Как нам удалось выяснить, из 81 пациента,
включенного в наше исследование, 49 (60,5%)
принимают препараты, рекомендованные кардиологом, из них 24 (29,6%) делают это постоянно и
25 (30,9%) – эпизодически. Препараты, которые
принимают наши пациенты, включают все группы, рекомендованные для лечения сердечной недостаточности и нарушения ритма. Это диуретики
антагонисты кальция, β-блокаторы, антиаритмики, ингибиторы АПФ.
Применение основных групп медикаментозных препаратов, таких, как сердечные гликозиды,
β-блокаторы, антагонисты кальция, ингибиторы
АПФ, у пациентов с однокамерной желудочковой
стимуляцией имеют свои особенности.
Патофизиологическим обоснованием использования антагонистов Ca+ служит их известная
способность улучшать расслабление миокарда и
тем самым увеличивать диастолическое наполнение желудочков. Поэтому их применение приносит наибольший успех в ситуациях, когда расстройства диастолического наполнения обусловлены в большей степени нарушениями активной релаксации, а не увеличением жесткости камер. Но
и в последнем случае использование антагонистов
кальция весьма эффективно благодаря способности этих препаратов уменьшать массу миокарда и
улучшать пассивные эластические свойства сердечной стенки. Процесс расслабления определяется скоростью актин-миозиновой диссоциации
(активная, энергозависимая часть релаксации) и
растяжением эластических структур миокарда,
сжатых во время систолы (пассивная, энергонезависимая часть релаксации). Регулировка концентрации ионов Са++, в свою очередь, обеспечивается работой трансмембранного и саркоплазматического кальциевого насоса (СА++-АТФ-азой), а сам
процесс перекачки ионов в ретикулум, особенно
против градиента концентрации, требует значительного количества свободных макроэнергических фосфатов [2, 3]. В связи с этим представляется наиболее вероятным, что именно энергоемкий
процесс поглощения Са++ ретикулумом является
тем слабым звеном, которое нарушается при патологии сердца и инициирует ДД. Следует отметить,
что энергоемкость инактивации кальция значительно превышает энергозатраты на его доставку к
миофиламентам, что делает диастолу более ранней и уязвимой мишенью при любом заболевании
миокарда.
В большей степени из антагонистов кальция на
наполнение ЛЖ влияют верапамил и дилтиазем,
которые оказывают благотворное действие также
благодаря уменьшению ЧСС. Антагонисты Ca2+
группы верапамила являются средством первой
линии лечения заболеваний, сопровождающихся
гипертрофией миокарда и расстройствами активного расслабления ЛЖ. Значит, применение антагонистов кальция у пациентов с ЭКС патофизиологически обоснованно, но эффект от лечения будет выражен в меньшей степени, чем у пациентов
с синусовым ритмом, так как эти препараты будут
в какой-то степени влиять только на активную релаксацию миокарда, вовсе не имея возможности
влиять на ЧСС.
Лечение СН β-адреноблокаторами у пациентов
с ИВР будет не эффективно по сравнению с пациентами, имеющими синусовый ритм. Положительные эффекты β-адреноблокаторов связаны с
урежением ЧСС и повышением диастолического
резерва сердца (резерв преднагрузки) за счет повышения сократительной способности предсердий. У больных с искусственным водителем ритма
β-блокаторы не вызовут урежения ритма и времени диастолического расслабления, так как навязанный желудочковый ритм зависит только от
программы ЭКС.
У больных с изолированной электростимуляцией желудочков терапия дигоксином будет менее
эффективна, чем у пациентов, имеющих синусовый ритм, поскольку у них отсутствует изменение
конфигурации желудочков в конце диастолы в результате поступления крови из предсердий, что
ослабляет положительное инотропное действие
дигоксина. Но в связи с отсутствием других инотропных агентов для перорального применения
можно рекомендовать сердечные гликозиды, особенно в случае тахиформы фибрилляции предсердий и больным с III–IV ФК СН.
Ингибиторы АПФ (ИАПФ) в отличие от антагонистов кальция и β-блокаторов не имеют какихлибо качеств, которые могли бы хоть как-то ограничить их использование при диастолической
дисфункции у пациентов с ЭКС. Высокая эффективность ИАПФ связана прежде всего с улучшением диастолического наполнения желудочков,
улучшением эластических характеристик миокарда. По выраженности этого эффекта ИАПФ практически не имеют себе равных, что связано как с
их прямым влиянием на миокард через блокаду
локальной ренин-ангитензин-альдостероновой
системы (РААС), так и с опосредованным воздействием – за счет снижения АД и уменьшения постнагрузки на ЛЖ. Не последнюю роль в положительном действии играет характерное для ИАПФ
снижение ДЗ ЛЖ, связанное со способностью
этих препаратов усиливать влияние вазодилатирующих простагландинов. Возможно, селективные
блокаторы рецепторов к AII (лосартан, ирбесартан, кандесартан и др.) благодаря более мощному
тормозящему влиянию на пролиферацию гладкомышечных клеток и фибробластов будут эффективнее при лечении таких пациентов, чем ингибиторы АПФ.
Таким образом, в основе развития СН при стимуляции в режиме VVI лежит неправильный ход
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ СОСУДОВ
возбуждения по миокарду. Поэтому прежде всего
надо воздействовать на этиологический фактор.
Необходимо как минимум два электрода – в ПП и
МЖП, и можно увеличить частоту электрокардиостимуляции. При развитии СН у пациентов с физиологическими ЭКС необходимо изменить параметры стимуляции, например уменьшить АВзадержку. Принципы медикаментозного лечения
СН у больных с имплантированным ЭКС существенно не отличаются от общепринятых, так же,
как и критерии их эффективности. Очевидно, что
диагностику и лечение диастолических расстройств следует начинать как можно раньше, до
появления необратимых структурных изменений
миокарда и систолической дисфункции. Для
улучшения состояния пациентов из медикаментозных средств можно рекомендовать ИАПФ, диуретики, цитопротекторы. При отсутствии застойных явлений ингибиторы АПФ должны назначаться в первую очередь, в случае наличия застоя – одновременно с диуретиками. Можно рекомендовать для лечения антагонисты кальция,
но не следует ожидать такого же эффекта, как у
больных с синусовым ритмом; при мерцательной
аритмии и больным с III–IV ФК СН можно рекомендовать дигоксин.
43
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Бахшиев М. М. Гемодинамическое обеспечение изометрической нагрузки у больных ишемической болезнью сердца с различными типами имплантируемых кардиостимуляторов // Кардиология. – 1998. – № 1. – С. 18–23.
Беленков Ю. Н. Определение качества жизни у больных
с хронической сердечной недостаточностью // Там же.
– 1993. – № 2. – С. 85–88.
Беленков Ю. Н., Мареев В. Ю., Скворцов А. А. и др. Эналаприл против карведилола. Сравнительное рандомизированное исследование у больных с хронической сердечной
недостаточностью (ЭКСТАЗ) // Сердечная недостаточность. – 2001. – Т. 2, № 2. – С. 84–91.
Камшилова Е. А. Клинико-электрокардиографические
сопоставления при многолетней кардиостимуляции у
лиц с постоянной и транзиторной поперечной блокадой
сердца // Кардиология. – 1994. – № 9. – С. 13–15.
Кутарски А., Олежчак К., Войчик М., Ручнски П. Ресинхронизирующий и антиаритмический эффект бифокальной стимуляции // Progress in Biomedical Research. – 2000.
– № 5. – С. 133–147.
Малиновски К. Преимущества перехода от правожелудочковой стимуляции к бивентрикулярной при сердечной
недостаточности // Там же. – 2000. – № 5. – С. 175–179.
Nielsen J. C., Bottcher M., Nielsen T. T. et al. Regional myocardial blood flow in patients with sick sinus syndrome randomized to long-term single chamber atrial or dual chamber pacing-effect of pacing mode and rate // J. Amer. Coll. Cardiol.
– 2000. – Vol. 35, № 6. – P. 1453–1461.
Поступила 09.02.2006
© Г. Г. АМОСОВ, Г. Г. АМОСОВ (мл.), 2006
УДК 616.1-007:616.13
РОЛЬ АРТЕРИАЛЬНОГО РЕЗЕРВУАРА В ПОДДЕРЖАНИИ СИСТЕМНОГО
КРОВОТОКА ПРИ ПАТОЛОГИЧЕСКИХ СОСТОЯНИЯХ
СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ
Г. Г. Амосов, Г. Г. Амосов (мл.)
Научно-исследовательский центр (дир. – член-корр. АМН С. В. Грачев) Московской медицинской академии
им. И. М. Сеченова; Московский физико-технический институт (ректор – член-корр. РАН Н. Н. Кудрявцев)
Оценена роль артериального резервуара (АР) в поддержании системного кровотока для различных значений среднего артериального давления (АДср). В экспериментальном исследовании
показано, что растяжимость аортальной стенки при низких и высоких величинах АДср быстро
падает, снижается «диастолический вклад» АР в поддержание системного кровотока. Применена одномерная математическая модель АР, использующая гиперболическую систему
дифференциальных уравнений в частных производных. Показано, что качественный анализ модели устанавливает ограничения на жесткость аортальной стенки по параметрам АДср, при
которых возможна регуляция системного кровотока.
К л ю ч е в ы е с л о в а: артериальный резервуар, одномерная гиперболическая система уравнений в частных производных, жесткость стенки аорты.
A role of the aortic reservoir in supporting the systematic circulation is estimated for different values of
the aortic pressure. In the experimental investigation is shown that a tensility of the aortic wall for low
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ
СОСУДОВ
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
44
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ СОСУДОВ
and high values of the mean aortic pressure rapidly decreases and «the diastolic contribution» in supporting the systematic circulation is reduced. A one – dimensional mathematical model of the aortic
reservoir using the hyperbolic system of PDE is introduced. It is shown that the qualitative analysis of the
model states the restrictions on the rigidity of the aortic wall only under which the systematic cicrculation
is possible.
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
K e y w o r d s : aortic reservoir, one-dimensional hyperbolic system of PDE, rigidity of the aortic wall.
Энергообмен в физиологических условиях
происходит на уровне капилляров, где кровоток
имеет непрерывный, непульсирующий характер.
Формирование потока осуществляется за счет
функционирования артериального резервуара
(АР). В фазу систолы сердечного цикла аортальная стенка растягивается, принимая очередную
порцию крови и демпфируя гидравлический удар
на сердечный выброс. В фазу диастолы благодаря
вязкоупругим свойствам аортальной стенки диаметр аорты уменьшается, поддерживая непрерывность капиллярного кровотока в отсутствие сердечного подпора. И это реализуется при объеме
заполнения АР лишь 9–11% от общего объема
циркулирующей крови [5, 10]. Артериальный резервуар – это место, где формируется на сердечный выброс градиент давления по поддержанию
системного кровотока. «Диастолический вклад»
АР напрямую зависит от растяжимости аортальной стенки (ТА), величины, обратной модулю
жесткости Юнга. В клинической практике для характеристики АР используются гемодинамические показатели: артериального давления (АД), минутного объема кровообращения (МОК), сердечного индекса (СИ); анализируются варианты взаимоотношений градиентов артериального давления (∆АД), объемной скорости кровотока, скорости распространения пульсовой волны. Используются показатели центрального венозного давления (ЦВД), легочно-артериального давления
(ЛАД). Указанные параметры информативны и
доступны, входят в классификации стадий шоковых состояний, гипертонической болезни (ГБ),
помогают сформулировать тактику лечения больных, особенно при критических состояниях.
В проведенных ранее исследованиях по оценке
функционального состояния артериального резервуара отмечены значительные изменения объема заполнения АР в зависимости от величины
среднего давления в аорте АДср. Так, при изменении АД от низких до максимальных величин объем заполнения АP изменяется в 3–4 раза [2, 3, 11].
Имеются данные о неоднозначных реакциях АР
при наложении зажимов на аорту и снятии их (быстрое изменение АД ср ) в ходе реконструктивных
операций по поводу торакоабдоминальных аневризм [4]. Декомпенсация сердечной деятельности,
вазоплегия или гипертонические кризы немедленно отражаются на системном сосудистом давлении. Условия формирования перфузионного
давления при низких и высоких величинах АДср
различны.
В предлагаемой работе проведена оценка
«функционального вклада» артериального резер-
вуара в поддержание системного кровотока при
различных величинах АДср. С учетом используемых в клинической практике уровней АДср при характеристике шоков, гипертонической болезни,
вазоплегии различного генеза выделено три уровня АДср [7, 8]:
1) шоковые состояния, синдром низкого сердечного выброса – АДср меньше 80–90 мм рт. ст.;
2) адекватный уровень давления – АДср от
80–90 до 160 мм рт. ст.;
3) высокое артериальное давление – АДср выше
160 мм рт. ст.
Материал и методы
Проведено экспериментальное исследование
на 20 беспородных собаках. Под внутривенным
тиопенталовым наркозом с использованием ИВЛ
выполнена левосторонняя торакотомия по пятому
межреберью. Перикард рассекали продольно,
края его брали на держалки. Грудную аорту освобождали в области левой плечевой артерии, где в
ходе эксперимента проводились прямые измерения диаметра аорты (dА). В левой подвздошной
области полуовальным разрезом освобождали
дистальную часть брюшной аорты для измерения
dА. Для оценки средних величин dА измерения
проводили в течение 10–15 с, что соответствовало
15–20 сердечным сокращениям. Устанавливались
измерительные датчики для оценки гемодинамики. Объем заполнения аорты (аортального котла –
АК) рассчитывался по формуле определения объема усеченного конуса (VA). При этом VA связан
только с изменениями dA, а не ее длины, поскольку аорта фиксирована к окружающим тканям ответвлениями сосудов (эффект прикрепления),
длина же аорты принималась за величину постоянную, равную 40 см [5]:
V A=
πh
•(R 2 +Rr+r 2 ),
3
(1)
где VA – объем заполнения АК, h – длина аорты,
равная 40 см, R – радиус проксимального отдела
аорты, r – радиус дистального отдела аорты.
Основной характеристикой, определяющей состояние системы, было АДср – среднее давление в
аорте между фазами систолы и диастолы. Первый
гемодинамический уровень моделировался поэтапным лигированием ветвей левой коронарной
артерии с одновременным дозированным пережатием аорты до снижения АДср ниже 80 мм рт. ст.,
формирования симптомокомплекса острой сердечной недостаточности (ОСН). Оценку функции
АР при избыточных величинах АД проводили
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
в начале эксперимента, до моделирования ОСН:
использовалось внутривенное введение 0,2% раствора норадреналина (0,3–0,8 мл) в 20 мл физиологического раствора. Определение объемов
заполнения АК в физиологических параметрах гемодинамики осуществлялось постоянно в ходе
всего эксперимента. Растяжимость аортальной
стенки рассчитывалась как отношение относительного изменения площади сечения аорты (∆S) к
исходной площади сечения аорты (S), умноженной на изменение на единицу среднего давления в
аорте (∆АДср):
∆S
∆dA
Т A=
=2
,
(2)
S∆АД
d ∆АД
ср
A
ср
где ТА – растяжимость аортальной стенки, ∆S/S –
относительное изменение площади сечения аорты, dА – диаметр аорты, ∆dA – минимальные изменения dA при определении ТА принимались равными 1 мм, ∆АДср – изменения среднего артериального давления при определении ТА. Отметим,
что растяжимость ТА является величиной, обратной жесткости D аортальной стенки. АД измерялось в миллиметрах ртутного столба, после чего
пересчитывалось в размерность «Ньютон на квадратный метр» с применением коэффициента
133,32.
Для анализа функционального состояния АР
применена одномерная математическая модель АР,
использующая гиперболическую систему дифференциальных уравнений в частных производных
[1]. Полученные результаты сопоставлены с клиническими наблюдениями за гемодинамикой у больных в шоковых состояниях, острой сердечной недостаточности при инфарктах миокарда, при гипертонической болезни и гипертонических кризах.
Результаты и обсуждение
45
нии АДср до 82,8 мм рт. ст. Дальнейшее повышение АДср до 150 мм рт. ст. вновь приводило к равномерному снижению ТА до 3,2•10–5 м2/Н, при
последующем увеличении АДср уже не было заметного изменения dA и растяжимости аорты:
ТА
min (p<0,05).
Следует отметить, что для каждого из выделенных состояний характерна определенная гемодинамическая стабильность, выражающаяся, при
ритмических сердечных сокращениях, в равных
величинах сердечного выброса (СВ). За каждое
сердечное сокращение АР воспринимает очередную порцию СВ. Вязкоупругие свойства аортальной стенки демпфируют гидравлический удар,
а после закрытия аортальных клапанов обеспечивают непрерывность капиллярного кровотока. Объем АК снижался от 49,3 мл при давлении
170 мм рт. ст. до 12,6 мл при АДср 13 мм рт. ст., то
есть менялся в 3–4 раза. Характерны меньшие
отклонения объемов АК на изменения давления
при высоких и низких величинах АДср. Показательны высокие величины градиента давления
(до 11 мм рт. ст.) на единицу изменения диаметра
аорты (1 мм) при АДср выше 100 и ниже 50 мм рт. ст.
Полученные результаты отражают нелинейный
характер растяжимости аортальной стенки, ее вязкоупругих свойств при патологических состояниях
с падением или повышением АДср. Диастолическая функция АР по поддержанию непрерывности капиллярного кровотока была оптимальной
при АДср от 50 до 100 мм рт. ст., когда изменения
на единицу dA наблюдались при градиенте давления от 5 до 10 мм рт. ст. Нелинейный характер
растяжимости аортальной стенки при различных
величинах давления представлен на рисунке. Вязкоупругие свойства аортальной стенки обусловлены наличием в ее структуре трех компонентов:
эластина, коллагена и мышечных волокон [5]. На
мышечные волокна в аортальной стенке приходится значительно меньшая масса, чем на эластин и
коллаген, и влияние мышечных волокон проявляется лишь при физиологической активности.
В анализе закономерностей изменений TА они не
учитывались. На долю эластина и коллагена приходится до 50% сухого вещества стенки аорты.
TA, (H-1•м+2)×10-5
Артериальный резервуар исследован в рамках
аортального котла с определенными допущениями. Полученные результаты представлены в таблице. Оценка функции АР проводилась в параметрах АДср от 171±0,8 до 13,1±0,6 мм рт. ст., МОК –
от 2,35±0,08 до 0,25±0,04 л/мин при крайних значениях АД. Снижение АДср ниже 30–
35 мм рт. ст. не приводило к уменьшению dA. Растяжимость аорты (ТА) снижалась до 1,5•10–5 м2/Н. На рисунке представлена графическая зависимость ТА от изменения АДср. Примечательно отсутствие прямо пропорциональной зависимости на всем протяжении изменений АД. При АДср ниже
25–30 мм рт. ст. (dA меньше 9 мм)
растяжимость аорты крайне низкая
( min). При увеличении АДср с 30 до
59 мм рт. ст. отмечалось повышение ТА
с 1,5•10–5 до 25•10–5 м2/Н. Возрастание АДср до 73 мм рт. ст. сопровождалось снижением ТА до 1,5•10–5м2/Н.
После этого вновь отмечалось возрас- Функциональная зависимость растяжимости стенки аорты TA от изменетание ТА до 6,2•10–5 м2/Н при увеличе- ния АД ср .
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ СОСУДОВ
154
120
108
98
71
65
58
40
21,8
12,8
199
200
171
162
126
98
95
78
43
21,3
13,1
30,4
59,1
64,2
73
82,8
101,5
120,6
142
171
АДср,
мм рт. ст.
8,5
17,3
28,6
5,6
8,8
9,8
18,7
19,1
21,4
29
∆АДср,
мм рт. ст.
21,2
38
37
33
57,5
64
63
60
45
АДп,
мм рт. ст.
129
120
102
ЧСС,
в 1 мин
0,25
0,6
1,4
1,65
1,7
1,66
2,1
2,3
2,35
МОК,
л/мин
17,2
24,8
33,5
43,9
49,32
VAср, мл
8–8
9–8
10
11
12
13
14
15
16
17
dAгр, мм
4,5
5,4
6,3
7,2
7,6
dАбр, мм
0,127
3,2•10–5
min
1,5•10–5
25•10–5
11,5•10–5
1,5•10–5
6,2•10–5
5,6•10–5
0,44
0,34
0,29
0,127
min
min
4,7•10–5
dVA /VA0
TA, Н–1•м+2
0,40
0,33
0,28
0,125
0,125
2∆dА/dА
П р и м е ч а н и е . АД с – артериальное давление систолическое, АД д – диастолическое, АД ср – среднее, АД п – пульсовое; ∆АД ср – градиент артериального давления на единицу
изменения площади сечения аорты; V Аср – объем заполнения аорты; d Агр – диаметр грудного отдела аорты, d Абр – диаметр брюшного отдела аорты; dV А /V A0 – отношение относительного изменения объема аорты к ее исходной величине.
АДд,
мм рт. ст.
АДс,
мм рт. ст.
46
Динамика параметров артериального резервуара при изменении функционального состояния сердечной деятельности (Мср, n=40)
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ СОСУДОВ
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Эластин способен к изменению длины до 2 раз, в
то время как предел его прочности менее 5% от
прочности коллагена [9].
Анализ полученных результатов позволил выделить пять зон функциональной зависимости
АД ср и ТА, связанных с изменениями вязкоупругих свойств стенки аорты с характерными точками
перехода: I – зона проявления вязкоупругих
свойств, обусловленная геометрической формой
аорты; II–III – зоны проявления вязкоупругих
свойств, связанные с эластином; III–V – зоны
проявления вязкоупругих свойств, обусловленные
функциональным состоянием коллагена.
В I зоне, в зоне депрессии сократимости миокарда, при АДср до 25–30 мм рт. ст. величина СВ
не может обеспечить проявления вязкоупругих
свойств эластина и коллагена. Уменьшение TА на
нижних границах АДср связано с изменением геометрической формы аорты. При относительно
большой толщине стенки аорты и малых радиусах
кривизны проявляются вязкоупругие силы, препятствующие изменению dA. Уменьшение диаметра приводит к увеличению жесткости стенки аорты
вследствие изменения ее геометрической формы.
Градиент давления поддерживается в основном за
счет разности давлений с наружной и внутренней
поверхностей аортальной стенки, по закону Лапласа. Это зона геометрической зависимости по
обеспечению функции АР. Растяжимость аортальной стенки близка к нулю (ТА min). В клинической практике I зона наиболее ответственная, «шоковая», требующая применения средств интенсивной терапии. Характерна для критических состояний больных. Без адекватной терапии нарушается,
вплоть до прекращения, капиллярная перфузия,
развивается полиорганная недостаточность. Клинические наблюдения показывают, что в зависимости от причины развития шока может быть несколько гемодинамических вариантов шока: с преобладанием синдрома низкого сердечного выброса
при острой сердечной патологии, вазоплегия как
следствие перераспределения крови между отделами кровообращения с высоким и низким давлением при анафилактических реакциях, синдром относительной или абсолютной гиповолемии при
травматических поражениях. Довольно часто вазоплегический синдром наблюдается в момент
прекращения искусственного кровообращения
после операций на открытом сердце в условиях гипотермии. Исследования показали значительное
снижение VA в I зоне. Проводимая терапия должна
быть направлена на восстановление объемных характеристик АР, перехода из I зоны во II, III, IV зоны, где существует зависимость функции АР от
АДср. Возможно использование средств вспомогательного кровообращения.
В диапазоне АДср от 30 до 75 мм рт. ст., соответствующем II–III зонам, проявляются вязкоупругие свойства, связанные с эластином. Это физиологические зоны, зоны «сердечного вклада» по
обеспечению функции АР. Повышение ТА в зоне
II обусловлено эластином, имеющим большую
растяжимость. Быстрое снижение ТА в III зоне со-
47
ответствует началу проявления функциональных
свойств коллагена.
В зонах IV–V исчезает зависимость растяжимости от эластина, ТА связана со свойством коллагена растягиваться и проявляется повышением
растяжимости в IV и снижением – в V зонах. Избыточные давления приводят к перерастяжению
стенок аорты. Растяжимость аортальной стенки
при увеличении АДср приближается к нулю (ТА
min). Кровоток идет как по жесткой трубе. Демпфирующая функция АР минимальна. Клинические наблюдения показывают, что во время гипертонических кризов больные ощущают «удары»
при каждом сердечном сокращении. Нарушаются
условия формирования капиллярного кровотока.
Системный кровоток обеспечивается сердечными
сокращениями в систолическую фазу.
А. Гайтон (1969 г.) наиболее стабильной константой состояния сердечно-сосудистой системы
признавал величину МОК [5]. До настоящего времени величина СИ используется в индивидуальной оценке функционального состояния сердечно-сосудистой системы. Но наиболее значимое
звено в системном кровообращении – капилляры,
место энергообменных процессов. Важно разобраться в механизмах формирования капиллярного кровотока. Тонкость морфофункциональных
структур капиллярной системы требует особых защитных механизмов при их функционировании.
В перечне гемодинамических параметров транскапиллярное давление вполне можно признать
наиболее постоянной величиной, находящейся
дополнительно под контролем местных «гидростатически-осмoтических» соотношений, с уровнем «критического закрытия» в 20–30 мм рт. ст.
Вполне вероятно, что повышение АД при гипертонической болезни, гипертонических кризах является защитной реакцией от механических повреждений и служит для поддержания постоянного транскапиллярного давления.
Таким образом, одной из основных характеристик состояния артериального резервуара является растяжимость стенки аорты ТА. Экспериментальные исследования показывают, что адекватное функционирование системы возможно только
при достаточно большой (больше 3–4•10–5 м2/Н)
ТА. В то же время исследование простейшей одномерной модели артериального резервуара показывает, что гладкое течение жидкости в бесконечном
сосуде возможно, только если жесткость аортальной стенки D (величина, обратная растяжимости)
не превышает некоторого критического уровня
D*. Тем самым теоретическое и экспериментальное исследования находятся в полном согласии.
Математическая модель
функционального состояния
артериального резервуара
В рассматриваемую ниже математическую модель включены гемодинамические параметры,
анализируемые в нашем исследовании. Обозначим давление крови, площадь сечения аорты
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ СОСУДОВ
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
48
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ СОСУДОВ
Введем новый функционал
и скорость крови в сечении аорты с координатой x
в момент времени t: P(x, t), S(x, t) и V(x, t). Простейшая одномерная модель течения крови в аорте включает следующие три уравнения:
∂S/∂t+∂(SV)/∂x=0,
∂(SV)/∂t+∂(S V 2 )/∂x+(S/ρ)∂P/∂x=F,
(3)
P(S)=P 0 +D(S–S 0 ),
где ρ – плотность крови, которую мы будем считать постоянной; функция F(x, t) и константа D –
диссипативный член и жесткость стенки аорты
соответственно. Функция F может представлять
собой силу трения µSV или µS V 2 , вязкость и другие силы, ответственные за потерю энергии. Скорость распространения начального возмущения
для такой модели постоянна и равна D/ρ. Снабдим систему уравнений (3) начальным условием.
Г(t)=2V(t)ε(t)–U 2 (t).
В силу неравенства Гелдера функционалы (5)
связаны соотношением
U 2 (t)≤2R(t)ε(t),
(7)
Г(t)≥0
(8)
которое влечет
для всех достаточно гладких решений системы (3).
Предположим, что диссипативный вклад
F=–µV с постоянным коэффициентом µ. Тогда
получаем:
R’(t)=γ 1 (t), U’(t) ≥–µU(t)+γ 2(t),
S(x, 0)=S0(x), V(x, 0)=V0(x).
Для простоты будем считать, что аорта имеет
бесконечную длину. Краевое условие на левом
конце аорты будет отражать выходные параметры
сердца:
S(0, t)=S0+Acos(ωt), V(0, t)=V0+Bcos(ωt).
t
R(t)=R(0)+
t
ε (t)≥ε (0)+
Вместо краевого условия справа мы считаем,
что
S(x, t)
0, V(x, t)
0, x
+∞.
∞
∞
R(t)=
S(x, t) dx, U(t)=
(5)
0
0
∞
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
S(x, t) V(x, t) dx,
ε(t)=
0
γ 3 (τ)d τ ,
0
t
U(t)≥exp(–µt)(U(0)+
exp(µτ))γ 2 (τ)dτ).
0
Тем самым получаем для функционала Г(t) оценку
Г(t)≥Г1(t),
где
t
t
γ 3 (τ )dτ ) (ε (0)+
Г1(t)=2(R(0)+
γ 3(τ )dτ ),
0
0
t
(
)
S(x, t)V(x, t) D S 2 (x, t)
dx.
+ 2ρ
2
–exp(–µt) (U(0)+
∞
U’(t)=
Fdx+γ 2 (t),
(6)
0
∞
FVdx+γ 3 (t).
ε‘(t)=
0
Здесь мы обозначили
γ1(t)=(S0+Acos(ωt))(V0+Bcos(ωt)),
D
γ2(t)=(S0+Acos(ωt))(V0+Bcos(ωt))2+
(S +A (ωt)),
2ρ 0 cos
1
(S +A (ωt)) (V0+Bcos(ωt))3 +
2 0 cos
D
+
(S +A (ωt))2 (V0Bcos(ωt)).
2ρ 0 cos
exp(µτ)γ2(τ)dτ).
0
Функционалы R(t), U(t)и ε(t) представляют собой не что иное, как объем АР, МОК и общую
энергию системы (сумма кинетической и потенциальной энергии) соответственно. Используя систему (3) и краевые условия (4), получаем для производных функционалов R(t), U(t) и ε(t) по времени:
R’(t)=γ 1 (t),
γ3(t)=
γ 1(τ)dτ,
0
(4)
Функции P(x, t), S(x, t) и V(x, t) характеризуют
функциональное состояние аорты «локально».
Введем интегральные функционалы, характеризующие «глобальные» свойства динамики системы:
ε’≥γ 3(t),
что влечет
Заметим, что неравенство Г1(t)≥0 влечет выполнение неравенства (8), необходимое для существования решений системы. С другой стороны, значение Г1(t) может быть без труда вычислено для известных начальных данных. Взяв начальные данные эксперимента, описанного в предыдущем
пункте, мы имеем:
V(0)=3×10–3 м3, U(0)=6×10–6 м4/с,
ε(0)=(6+9D)×109 м5/с2, P0=1,5×105 Н/м2,
ρ=103 кг/м3, µ=1,2 с–1,
ω=0,8 с–1, S0=3×10–3 м2,
A=S0/4, V0=2×10–2 м/с, B=V0.
Здесь все параметры измерены в системе СИ:
метр (м), секунда (с), ньютон (Н), килограмм (кг).
Для приведенных начальных данных условие существования решения Г(t)≥Г1(t)≥0 выполняется
для всех t≥0, только если жесткость не превышает
некоторого критического уровня:
D≤D*≈7×106 Н/м2.
(9)
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ СОСУДОВ
Заключение
Проведенные исследования показали неоднозначный вклад АР в формирование непрерывного
капиллярного кровотока при различных величинах АДср. Проявления вязкоупругих свойств аортальных стенок при низких и высоких величинах
давления минимальны. Величины растяжимости
аортальной стенки ничтожно малы. Кровоток в
указанных зонах приобретает характер течения по
жесткой трубе с соответствующими последствиями. Анализ параметров пульсового давления показал, что их величина зависит от заполнения АР
(функциональной зоны АР), растяжимости (ТА) и
сердечного выброса. В условиях депрессии сократимости сердца формирование пульсового фронта
перфузионного давления на малые фракции сердечного выброса не обеспечивают «напряженного» заполнения АР. Наименьшие показатели пульсового давления были в I зоне, где растяжимость
стенки аорты быстро снижалась при наличии синдрома низкого сердечного выброса.
Стабильность гемодинамики – необходимое
условие в обеспечении вклада АР в поддержание
непрерывного капиллярного кровотока в течение
всего сердечного цикла. Наибольшая эффективность функции АР наблюдается во II–IV зонах,
зонах «сердечного вклада» АР, где имеется прямая зависимость ТА от АДср. Важно иметь представление, что выделенные зоны зависят от степени заполнения АР. При выходе за гемодинамические параметры II–IV зон быстро теряется
растяжимость аортальной стенки. Управляемость
системным кровотоком становится практически
нулевой.
Сердечные сокращения – оперативный механизм управления системным кровообращением,
они мгновенно реагируют на дыхательные экскурсии, изменения положения тела, стрессовые
состояния и т. д. Современные технологии позволяют анализировать вклад каждого сердечного
сокращения в поддержание гемодинамического
гомеостаза. Объем заполнения АР – более медленный механизм в регуляции системного кровотока. Он прежде всего отражает функциональный
вклад АР в поддержание постоянства капиллярного кровотока.
В зависимости от причины выхода за адекватный уровень гемодинамических параметров необходимо активно использовать вазоплегические
средства при высоком АД, кардиотонические, вазотонические и инфузионные средства для «напряженного» заполнения АР при низких величинах АД. Однако при отсутствии резерва сократимости сердца следует шире применять средства
вспомогательного кровообращения.
Выводы
1. Функциональный статус артериального резервуара – важный фактор обеспечения гемодинамического гомеостаза в поддержании системного кровотока.
2. «Диастолическая функция» артериального
резервуара по поддержанию системного кровотока неоднозначна в исследуемых гемодинамических параметрах. Отмечается быстрое возрастание
жесткости аортальной стенки при низких и высоких величинах АДср. Функция артериального резервуара по формированию непульсирующего
кровотока при критических изменениях АДср снижается, фиксируются патофизиологические механизмы поддержания системного кровотока.
3. Растяжимость стенки аорты оптимальна при
параметрах АДср от 30 до 75 мм рт. ст., что соответствует зонам «сердечного вклада» функции артериального резервуара в поддержание непрерывного капиллярного кровотока. При выходе за данные параметры перфузионный градиент давления
будет поддерживаться в большей степени за счет
увеличения жесткости сосудистой стенки.
4. При снижении АДср ниже 30 мм рт. ст. и
повышении более 130–140 мм рт. ст. функция
артериального резервуара по поддержанию непрерывного капиллярного кровотока становится
нерегулируемой, объем заполнения АР при сердечных сокращениях практически не меняется,
растяжимость аортальной стенки крайне низкая,
ТА
min.
5. В условиях декомпенсации сердечной деятельности восстановить функцию артериального
резервуара можно лишь при его «напряженном заполнении», применяя все средства интенсивной
терапии, включая методы вспомогательного кровообращения.
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Абакумов М. В. и др. Математическая модель гемодинамики сердечно-сосудистой системы и др. // Диффер.
уравнения. – 1997. – Т. 33. – С. 895–900.
Амосов Г. Г., Амосов Г. Г. (мл.) Взаимоотношения сердечного выброса и диастолической функции «артериального
резервуара» в обеспечении кровотока при патологических
состояниях сердечно-сосудистой системы // 2-й Российский конгресс по патофизиологии. – М., 2000. – С. 58.
Амосов Г. Г., Амосов Гр. Г., Толпекин В. Е. Значение «артериального резервуара» в ходе вспомогательного кровообращения при острой сердечной недостаточности // Анестезиол. и реаниматол. – 1994. – № 3. – С. 40–42.
Бокерия Л. А., Лищук В. А., Спиридонов А. А. и др. Влияние
пережатия аорты на гемодинамику при реконструкции
грудной и брюшной аорты // Ангиол. и сосуд. хир. – М.,
2004. – Т. 10, № 1. – С. 125–135.
Гайтон А. М. Физиология кровообращения. Минутный
объем сердца и его регуляция / Пер. с англ. – М.: Медицина, 1969.
Каро К., Педли Т., Шротер Р., Сид У. Механика кровообращения / Пер. с англ. – М.: Мир, 1981. – 621 с.
Олбинская Л. И., Морозова Т. Е. Фармакотерапия гипертонической болезни. – М.: Русский врач, 2002. – 127 с.
Савченко В. П., Савченко Т. В. Терапия критических состояний. Стратегия и тактика. – М., 2004. – 318 с.
Уиггерс К. Динамика кровообращения / Пер. с англ. – М.:
Медицина, 1957. – 132 с.
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
В случае нарушения условия (9) найдется такой
момент времени, в который гладкость решения
нарушается. Таким образом, полученный результат согласуется с экспериментально полученным
ограничением на величину жесткости аортальной
стенки.
49
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
50
10.
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ СОСУДОВ
Amosov G. G., Amosov G. G. Jr, Rosanova O. S. Towards a mathematical model of the aortic reservoir // Biosystems. – 2003.
– Vol. 71, № 1–2. – P. 3–10.
11.
Houston M. C., Thompson W. L., Robertson D. Shock:
Diagnosis and Management // Arch. Intern. Med. – 1984.
– Vol. 144. – P. 1433–1439.
Поступила 10.01.2006
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2006
УДК 616.137.9-089.844:616.718.5/.6
РЕМОДЕЛИРОВАНИЕ АРТЕРИАЛЬНОГО РУСЛА БОЛЬШЕБЕРЦОВОЙ КОСТИ
ПРИ ЗАМЕЩЕНИИ ДЕФЕКТА БЕРЦОВЫХ КОСТЕЙ ПОЛИЛОКАЛЬНЫМ
ФОРМИРОВАНИЕМ ДИСТРАКЦИОННЫХ РЕГЕНЕРАТОВ
(ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ)
В. И. Шевцов, Д. Ю. Борзунов, Н. В. Петровская
Российский научный центр «Восстановительная травматология и ортопедия» им. академика Г. А. Илизарова
Росздрава» (дир. – член-корр. РАМН В. И. Шевцов), Курган
Исследование основано на опыте замещения пострезекционных дефектов большеберцовой кости двухуровневым удлинением проксимального отломка большеберцовой кости в условиях
сохраненного медуллярного кровотока. Изучены особенности восстановления артериального
русла большеберцовой кости на различных этапах наблюдения, с использованием компьютерных технологий дана количественная характеристика ремоделирования внутрикостного русла питательной артерии.
К л ю ч е в ы е с л о в а: дефект, двухуровневое удлинение, питательная артерия.
The study is based on the experience of filling in post-resection tibial defects by two-level lengthening
of the proximal tibial fragment in conditions of maintained medullary blood flow. Properties of restoration of arterial stream of the tibia at various stages of observation, were studied using computer technologies, qualitative characteristics of remodeling of the nutrient artery intraosseous stream was given.
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
K e y w o r d s : defect, two-level lengthening, nutrient artery.
В основе способа несвободной костной пластики по Г. А. Илизарову лежит идея дозированного перемещения аутотрансплантата, связанного с
окружающими тканями, в дефект и замещения
последнего перемещенным трансплантатом и дистракционным регенератом, претерпевающим полную органотипическую перестройку [15]. В ходе
выполненных несколькими коллективами авторов комплексных экспериментальных исследований была выявлена зависимость активности костеобразования и анатомо-функциональной состоятельности восстановления целостности сегмента
от васкуляризации дистракционных регенератов и
состояния внутрикостного кровообращения в перемещенных несвободных аутотрансплантатах
[2–5, 7, 9, 11, 12]. Эволюция технологии удлинения отломка по Г. А. Илизарову, направленная на
повышение эффективности лечебно-реабилитационного периода, привела к необходимости экспериментальной апробации и клинического внедрения способов замещения дефектов костной ткани полилокальным формированием дистракционных регенератов [6, 16].
Цель настоящей работы – изучить особенности перестройки артериальной сети большеберцо-
вой кости при замещении пострезекционных дефектов костей голени полилокальным формированием дистракционных регенератов в различных
условиях медуллярного кровотока; дать количественную характеристику ремоделирования внутрикостного русла берцовых костей на различных
этапах восстановления целостности сегмента.
Материал и методы
Экспериментальной моделью были выбраны дефекты проксимального или дистального
метадиафизов берцовых костей, составляющие
20,9±0,3% от исходной длины большеберцовой
кости [6]. В I и II сериях эксперимента замещение
дефекта осуществляли в условиях сохранения,
в III и IV – при нарушении медуллярного кровотока в удлиняемом отломке. В I и III сериях опытов дополнительную кортикотомию выполняли
после перемещения несвободного фрагмента на
половину величины сформированного дефекта
берцовых костей, а во II и IV сериях кортикотомии выполняли на двух уровнях одновременно.
Перемещение сформированных фрагментов в
межотломковом диастазе начинали через 6 суток
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ СОСУДОВ
Результаты исследования
В I–II сериях опытов на посмертных вазограммах большеберцовой кости перед началом дистракции визуализировался бассейн внутрикостной питательной артерии, сохранялась целостность а. nutricia на уровне кортикотомий проксимального отломка. Сосудистый рисунок эпиметафизов большеберцовой кости был усилен, а терминальное русло ветвей внутрикостной артерии
расширено, определяли многочисленные медуллярно-периостальные анастомозы (рис. 1).
В I серии опытов ИК проксимального дистракционного регенерата составлял 0,29±0,08 при диаметре новообразованных сосудов 217,5±12,5 мкм,
которые имели преимущественно продольную
ориентацию. Индекс кровоснабжения проксимального (перемещенного) фрагмента составлял
0,30±0,02, дистального – 0,27±0,01. Во II серии
опытов отмечалось повышение ИК фрагментов
соответственно до 0,32±0,03 и 0,35±0,01, что было
1
2
Регистрационное удостоверение МЗ РФ № 98/219-137.
Способ количественной оценки сосудистого русла кости: Заявка № 2004111922 РФ / Шевцов В. И., Борзунов Д. Ю.,
Петровская Н. В., Осипова Е. А. (РФ). – Заявл. 19.04.2004.
– МПК7 А 61 В 17/56.
а
б
Рис. 1. Рентгеновазограммы большеберцовых костей
собак.
а – № 1370 (I серия опытов), 7 дней фиксации проксимального дистракционного регенерата, начало дистракции в зоне дополнительной кортикотомии, срок эксперимента – 26 дней;
б – № 1347 (II серия опытов), начало дистракции, срок эксперимента – 7 дней. Инвертированное изображение.
связано с более выраженными расстройствами
внутрикостной гемоциркуляции в сформированных фрагментах после одномоментного двухуровневого выполнения кортикотомий проксимального отломка большеберцовой кости и затруднением
или временным прерыванием венозного оттока.
Артериальная гиперемия фрагментов была обусловлена увеличением притока крови к сегменту
из-за присутствия аппарата. Регистрируемые различия ИК объяснялись различными условиями
замещения пострезекционного дефекта. Так, начало дистракции зоны дополнительной кортикотомии в I серии опытов совпадало по срокам с началом фиксации проксимального дистракционного регенерата. Различие показателей ИК было также связано с присутствием самого дистракционного регенерата и изменением топографии периостальных сосудов.
К концу периода перемещения дистального
фрагмента до стыка с противолежащим дистальным отломком в I серии опытов выявляли дальнейшее усиление рисунка артериальной сосудистой сети проксимального, дистального отломков и
обоих перемещенных несвободных фрагментов.
Увеличение диаметра сосудов дистракционных регенератов (в проксимальном – до 414,3±52,01 мкм,
p<0,001; в дистальном – до 323,5±14,15 мкм,
p<0,05) и обоих перемещенных фрагментов
(в проксимальном – до 353,5±11,02 мкм, p<0,001;
в дистальном – до 385,04±20,1 мкм, p<0,001) было
связано с присутствием двух очагов дистракционного остеогенеза, перемещением фрагментов, а также с сохранением артериальной гиперемии всего
сегмента. Индекс кровоснабжения проксимального
дистракционного регенерата (0,29±0,08, p>0,05)
не имел значимых различий с регистрируемыми ранее значениями перед началом дистракции зоны
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
после операции с суточным темпом 1 мм за 4 приема. Сосудистую сеть большеберцовой кости
контрастировали путем посмертного заполнения
сосудов тазовой конечности через бедренную артерию массой Гауха.
Количественные параметры артериальной сосудистой сети определяли с помощью компьютерного анализа изображений вазограмм в двух проекциях, который выполняли на анализаторе изображений «Нейронное зрение» (Версия 2.0)1 [8].
Цифровой материал обрабатывали в программе
Microsoft Excel-97. Результаты представлены в виде среднего значения и стандартной ошибки
(М±m). Значимость различий определяли с помощью непараметрического U-критерия Манна–Уитни [10]. Для получения результатов в абсолютных единицах (мм и мкм) перед измерением
параметров выполняли геометрическую калибровку по изображению объекта-шкалы известного
размера – 30 мм (30 000 мкм), введенного одновременно с анализируемым изображением.
С целью оценки интенсивности кровоснабжения исследуемых участков и определения ориентировки сосудов на изображениях ангиограмм измеряли площади участков, суммарную площадь
сечений сосудов, диаметры сосудов2 [17]. Полученные значения использовали для расчета индекса кровоснабжения (ИК), представляющего собой
отношение суммарной площади сечений сосудов
к площади исследуемого участка [13, 14]. Индекс
кровоснабжения характеризовал уровень васкуляризации исследуемого участка.
При использовании данной методики удалось
получить достаточно четкое изображение сосудов,
имеющих диаметр от 100 мкм, что свидетельствовало об отношении их к артериальному руслу.
51
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
52
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ СОСУДОВ
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
Рис. 2. Фрагмент рентгеновазограммы большеберцовой кости собаки
№ 5115 (I серия опытов).
Дистальный дистракционный регенерат, 25 дней
дистракции в зоне дополнительной кортикотомии,
срок эксперимента –
53 дня. Инвертированное
изображение.
дополнительной кортикотомии. Дистальный дистракционный регенерат имел ИК, равный
0,17±0,07 (p>0,05).
На вазограммах визуализировалась нисходящая ветвь питательной артерии. В костных отделах дистального дистракционного регенерата определяли многочисленные артериальные сосуды,
имевшие продольную направленность (рис. 2).
Во II серии на рентгеновазограммах большеберцовой кости к окончанию периода перемещения фрагментов также выявляли усиление сосудистого рисунка за счет расширения эпифизарных,
метафизарных артерий и бассейна внутрикостной
питательной артерии. При этом незначительно
снижались высокие стартовые показатели ИК несвободных фрагментов – до 0,30±0,01, p>0,05
(проксимальный) и 0,27±0,01, p<0,001 (дистальный), связанные, на наш взгляд, с более выраженными расстройствами гемоциркуляции при одновременном их перемещении.
В проксимальном дистракционном регенерате
определялась многочисленная сеть новообразованных сосудов. Артерии костных отделов имели
продольную ориентацию, доходили до «зоны рос-
а
б
в
та» и в отдельных участках ее пересекали (рис. 3, а).
Проксимальный дистракционный регенерат имел
ИК=0,23±0,01. В дистальном регенерате визуализировался магистральный отдел нисходящей ветви питательной артерии, сосудистая сеть дистракционного регенерата была более «бедной», хотя
продольно ориентированные новообразованные
сосуды определялись в обоих костных отделах регенерата (рис. 3, б). Средний диаметр сосудов был
равен 208,2±19,4 мкм (p<0,001), что значительно
меньше аналогичных показателей в I серии опытов по окончании перемещения фрагментов. Корковые пластинки фрагментов перфорировали
многочисленные медуллярно-периостальные анастомозы (рис. 3, в).
В I серии опытов к 30-му дню периода фиксации на вазограммах большеберцовой кости сохранялось усиление рисунка внутрикостных сосудов
за счет ветвей 3, 4-го порядка, при этом диаметр
сосудов был меньше, чем в предыдущий срок наблюдения. Кровоснабжение фрагментов осуществлялось по бассейну внутрикостной питательной артерии и периостальной сети (рис. 4, а).
В корковых пластинках фрагментов продолжали
функционировать расширенные медуллярно-периостальные анастомозы.
Индекс кровоснабжения проксимального
фрагмента не имел существенных различий с таковым в предшествующий срок наблюдения
(0,28±0,03, p>0,05), ИК дистального фрагмента
незначительно возрастал (до 0,27±0,04, p>0,05).
В дистальном дистракционном регенерате контрастировали нисходящую ветвь питательной артерии.
Архитектоника сосудистого русла была представлена в проксимальном костном отделе нежной
сетью многочисленных продольно ориентированных новообразованных сосудов, пересекающих соединительнотканную прослойку. Сосудистый рисунок дистального отдела регенерата состоял из немногочисленных дихотомически и трихотомически
делящихся сосудов (рис. 4, б). Индекс кровоснабжения проксимального регенерата незначительно
увеличивался – до 0,23±0,02 (p>0,05), ИК дистального регенерата значительно возрастал –
до 0,25±0,06 (p>0,05).
Средний диаметр новообразованных сосудов проксимального
регенерата уменьшался до 255,3±27,5 мкм
(p<0,01), дистального –
до 278,5±29,2 мкм
(p>0,05), что связано с
постепенным восстановлением гемоциркуляции в костномозговой полости боль-
Рис. 3. Фрагменты рентгеновазограмм большеберцовой кости собаки № 2305 (II серия), 19 дней дистракции, срок эксперимента – 26 дней.
а – проксимальный регенерат, прямая проекция; б – дистальный регенерат, боковая проекция; в – поперечник проксимального
перемещаемого фрагмента. Инвертированное изображение.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
а
б
Рис. 4. Фрагменты рентгеновазограмм большеберцовых
костей собаки № 1255 (I серия опытов). 30 дней фиксации
дистального дистракционного регенерата, срок эксперимента – 85 дней.
а – прямая проекция дистального перемещенного фрагмента;
б – прямая проекция дистального дистракционного регенерата. Инвертированное изображение.
шеберцовой кости из-за слияния сосудов костных
отделов регенератов и уменьшения диаметра сосудов фрагментов по сравнению с периодом окончания их перемещения.
Во II серии опытов через 30 дней фиксации сохранилось усиление сосудистого рисунка большеберцовой кости. На отдельных вазограммах визуализировали удлиненную на величину проксимального диастаза внеканальную часть внутрикостной
питательной артерии, при этом в перемещенных
фрагментах заполнялись контрастом ее ветви и
терминали. При большей «нагрузке» на сосудистую систему оперированной конечности при одновременном двухуровневом удлинении проксимального отломка большеберцовой кости несколько усугублялись гемоциркуляторные расстройства
в перемещенных фрагментах по сравнению с аналогичными показателями ИК фрагментов в I серии опытов. Индекс кровоснабжения составлял
0,22±0,02 (p<0,001) проксимального и 0,22±0,001
(p<0,001) дистального фрагментов, при этом отмечалось значительное расширение сосудов перемещенных фрагментов – до 278,5±23,2 мкм (p<0,05)
и 284,5±22,7 мкм (p<0,01) соответственно. Подобный эффект свидетельствовал о нарушении гемоциркуляции.
В формировании сосудистой сети новообразованных участков кости преобладало участие сохраненной a.nutricia и ее ветвей. Отмечали увеличение диаметров новообразованных сосудов в
дистракционных регенератах и повышение ИК
дистального регенерата, где сохранялась нисходящая ветвь питательной артерии. Невысокий ИК
проксимального регенерата, вероятно, был связан
с участием в остеогенезе терминальных отделов
метафизарных сосудов восходящих ветвей питательной артерии, относящихся к неконтрастируемому смесью Гауха микроциркуляторному руслу.
К окончанию периода фиксации (61,6±4,1 дня)
в I серии опытов процессы костеобразования в диастазах и перемещенных несвободных фрагментах
53
сопровождались восстановлением магистрального
кровотока по бассейну внутрикостной питательной артерии с сохранением усиленного сосудистого рисунка диафиза большеберцовой кости.
Уменьшалось число периостально-медуллярных
анастомозов по сравнению с предыдущими сроками эксперимента, единичные из них превратились
в довольно крупные артерии. Диаметр сосудов
проксимального фрагмента увеличивался до
370,4±10,3 мкм (p<0,01), дистального – до
411,1±34,6 мкм (p<0,01). Сосудистая сеть новообразованных участков кости была представлена
многочисленными артериальными сосудами разного калибра с сохраненной продольной направленностью. К этому времени индекс кровоснабжения проксимального дистракционного регенерата достигал 0,25±0,06 (p>0,05), дистального –
0,32±0,05 (p>0,05).
По окончании периода фиксации во II серии
опытов (59,2±6,6 дня) продолжалось ремоделирование сосудистой сети восстановленной большеберцовой кости по магистральному типу. По сравнению с предыдущими сроками наблюдений этой
серии и аналогичным сроком исследования в I серии на вазограммах большеберцовой кости отмечали «обеднение» сосудистого рисунка за счет
уменьшения количества медуллярно-периостальных анастомозов и отсутствия контрастирования
сосудов 4, 5-го порядков. Визуальную картину
подтверждали полученные цифровые данные. Сосуды проксимального фрагмента имели средний
диаметр 246,4±13,5 мкм (p>0,05) и дистального –
256,6±19,4 мкм (p>0,05) при ИК проксимального
фрагмента 0,23±0,04 (p>0,05) и дистального –
0,26±0,02 (p>0,05). В новообразованных участках
кости визуализировалась сеть продольно ориентированных сосудов (рис. 5, а, б, в). Средний диаметр сосудов проксимального регенерата уменьшался до 229,1±17,5 мкм (p<0,05), дистального –
до 231,8±15,1 мкм (p<0,01). Проксимальный дистракционный регенерат имел ИК=0,19±0,03, дистальный – 0,19±0,02 (p>0,05).
Безаппаратный период эксперимента характеризовался дальнейшим ремоделированием артериальной сети большеберцовой кости. Контрастной массой заполнялись нисходящая и восходящая ветви a. nutricia. Терминальные артерии нисходящей ветви прослеживались на всем протяжении дистального фрагмента, дистракционного регенерата и зоны стыка отломков. В I серии опытов
средний диаметр сосудов в проксимальном регенерате уменьшался до 219,9±28,2 мкм (p<0,01), в
дистальном – до 212,6±25,1 мкм (p<0,01), во II серии сосуды новообразованных участков кости
имели диаметр соответственно 150,1±5,5 мкм и
172,5±12,5 мкм (p<0,01), сохраняя преимущественно продольную ориентацию. Отмечалась частичная редукция медуллярно-периостальных анастомозов. Индекс кровоснабжения проксимального фрагмента уменьшался до 0,13±0,06 (p<0,01),
дистального – до 0,18±0,05 (p<0,01).
В III и IV сериях опытов на рентгеновазограммах перед началом дистракции было выявлено
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ СОСУДОВ
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
54
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ СОСУДОВ
а
б
в
Рис. 5. Фрагменты рентгеновазограмм большеберцовых костей собаки № 1334 (II серия опытов). 58 дней фиксации,
срок эксперимента – 62 дня.
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
а – проксимальный регенерат; б – дистальный регенерат, боковые проекции; в – поперечник проксимального перемещенного
фрагмента. Инвертированное изображение.
сохранение кровоснабжения дистального отломка
шунтирующей периостальной сетью большеберцовой кости. По периферии отломка функционировали медуллярно-периостальные анастомозы,
пронизывающие корковые пластинки сформированных фрагментов. Периостальная сосудистая
сеть имела преимущественно продольную направленность русла, а анастомозы были извиты и в основном поперечно ориентированы. На вазограммах выявляли усиление сосудистого рисунка в
эпиметафизах большеберцовой кости (рис. 6).
По данным рентгеновазографии в III и IV сериях опытов к концу дистракции кровоснабжение
перемещенных фрагментов поддерживалось
функционированием периостально-медуллярных
анастомозов. Периостальная сосудистая сеть
большеберцовой кости была расширена. Сосудистый рисунок был наиболее усилен в проксимальном эпиметафизе большеберцовой кости и проксимальном перемещенном фрагменте. В дистракционных регенератах определяли немногочисленную сеть новообразованных сосудов. Артерии новообразованных участков кости
имели в основном
продольную ориентацию, доходили до
центральной части
дистракционных регенератов и в отдельных участках пересекали ее. В конце дистракции индекс кровоснабжения проксимального дистракционного
регенерата
Рис. 6. Рентгеновазограммы (собака № 2144,
IV серия опытов). Срок
эксперимента – 6 дней.
составлял 0,27±0,05 (p>0,05) при диаметре новообразованных сосудов 340,0±14 мкм (p>0,05).
В этот же срок наблюдения дистальный регенерат
имел ИК=0,16±0,04 (p>0,05), а диаметр сосудов
исследуемого новообразованного участка костной
ткани составлял 315±13 мкм (p>0,05).
Обилие резорбционных полостей в корковых
пластинках облегчало проникновение сосудов периостальной сети в перемещенные фрагменты и
способствовало организации медуллярно-периостальных анастомозов. В III серии опытов индекс
кровоснабжения проксимального фрагмента составлял 0,38±0,05 (p>0,05), дистального –
0,31±0,07 (p>0,05). Расширение артерий периостальной сети большеберцовой кости сопровождалось их извитием и ретроградным направлением
против кровотока. Кровоснабжение перемещенных фрагментов осуществлялось через сеть функционирующих периостально-медуллярных анастомозов. На данном сроке наблюдения в обеих сериях опытов сосуды перемещенных фрагментов
имели случайную ориентацию.
Увеличение ИК фрагментов в IV серии опытов
соответственно до 0,44±0,1 и 0,39±0,01 (p>0,05),
что превышает аналогичные показатели как в I, II,
так и в III сериях опытов, было связано с наиболее
выраженными расстройствами внутрикостной гемоциркуляции в перемещенных фрагментах после
одномоментного двухуровневого нарушения целостности дистального отломка большеберцовой
кости и с затруднением венозного оттока.
В III серии опытов к окончанию периода фиксации начиналось формирование медуллярного
кровоснабжения в несвободных фрагментах и новообразованных участках кости по внутрикостному руслу питательной артерии. На вазограммах к
119-му дню фиксации определялась реканализация нисходящей ветви a. nutricia в проксимальном
перемещенном фрагменте (рис. 7). О восстановлении гемоциркуляции в нем свидетельствовало
значительное снижение его ИК (0,27±0,05,
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
55
(p>0,05). В одном наблюдении к 74-му дню периода фиксации была отмечена реканализация
сети нисходящей ветви питательной артерии в
обоих перемещенных фрагментах. При этом
произошло изменение архитектоники сосудистого русла внутрикостной артерии. Отдельные
ветви 2, 3-го порядков теряли преимущественную продольную направленность, их извитая
сеть шунтировалась периостальными сосудами. Сосудистый рисунок эпиметафизов большеберцовой кости был усилен. Сосудистое русло дистракционных регенератов было представлено редкой сетью мелких артерий. Проксимальный дистракционный регенерат имел
ИК, равный 0,25±0,05 (p>0,05), дистальный –
0,24±0,02 (p<0,05).
После снятия аппарата Илизарова сохраа
б
нялся усиленный сосудистый рисунок проксимальных и дистальных эпиметафизов берцовых
Рис. 7. Фрагмент рентгеновазограммы большеберцовой кости костей. Безаппаратный период характеризо(собака № 2560, III серия опытов). Проксимальный переме- вался пролонгированным сохранением расшищенный фрагмент, 119 дней фиксации, срок эксперимента –
ренного артериального периостального русла
157 дней.
большеберцовой кости. Кровоснабжение коста – прямая проекция; б – боковая проекция.
ного остова восстановленного сегмента в основном поддерживалось функционированием
немногочисленной сети медуллярно-периосp>0,05) по сравнению с предыдущим сроком натальных анастомозов. Необходимо отметить длиблюдения. Дистальный перемещенный фрагмент
тельное отсутствие редукции шунтирующих фрагсохранял кровоснабжение от периостальной сети
менты анастомозов (рис. 8, а, б). Ремоделирование
большеберцовой кости, обеспечиваемое функцисосудистого русла питательной артерии во фрагонированием периостально-медуллярных анастоментах характеризовалось формированием извимозов. По данным гистологического исследоватой сосудистой сети, не имеющей преимущестния в дистальном перемещенном фрагменте опревенной продольной направленности (рис. 9, а, б,
деляли артерии без содержимого или с содержав). На рентгеновазограммах часть артериальных
щейся в их просвете плазмой с примесью эритрососудов фрагментов имела направление против
цитов. Временное заполнение просвета артерий
притока крови. К 6 мес после окончания остеофрагментов плазмой препятствовало облитерации
синтеза у животных III серии опытов ИК фрагсосудистого русла и обеспечивало в дальнейшем
ментов уменьшался до 0,16±0,03 (проксимальпри ремоделировании сети питательной артерии
ный) и 0,26±0,03 (дистальный фрагмент). К полубольшеберцовой кости восстановление магисттора годам после снятия аппарата у собак IV серии
рального кровотока. Сосудистая сеть фрагментов
опытов ИК проксимального фрагмента уменьсохраняла случайную ориентацию.
шался до 0,12±0,05, дистального – до 0,15.
В новообразовании сосудистой сети дистракДля новообразованных участков кости был хационных регенератов по-прежнему преобладало
рактерен «обедненный» сосудистый рисунок, неучастие шунтирующих фрагменты периостальных
многочисленные новообразованные сосуды имели
сосудов при участии реканализируемого сосудиспреимущественную продольную направленность.
того русла питательной артерии костномозговой
полости фрагментов. Дистракционные регенераты имели одинаково невысокие ИК: проксимальный – 0,17±0,05, дистальный – 0,17±0,01 (p>0,05).
В регенератах контрастировались единичные сосуды, имевшие диаметр 319±21 мкм (p>0,05) в
проксимальном дистракционном регенерате и
321±21 мкм (p>0,05) – в дистальном. Сосудистый
рисунок эпиметафизов большеберцовой кости оставался усиленным.
Снижение ИК фрагментов по сравнению с
предыдущим сроком наблюдения свидетельствовало об улучшении гемоциркуляции во фрагментах и восстановлении венозного оттока. Вместе с
тем регистрируемые показатели ИК фрагментов
превосходили аналогичные показатели у животРис. 8. Фрагмент рентгеновазограммы (собака № 2560,
ных III серии опытов. Так, проксимальный фрагIII серия опытов). Поперечник проксимального перемещенного фрагмента.
мент имел ИК = 0,32±0,03, дистальный – 0,38±0,07
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ СОСУДОВ
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
56
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ СОСУДОВ
в
Рис. 9. Фрагмент рентгеновазограммы большеберцовой
кости (собака № 2611, III серия опытов). Проксимальный
перемещенный фрагмент, 3 мес после снятия аппарата
Илизарова, срок эксперимента – 175 дней.
а
б
Ни в одном из наблюдений до 1,5 года после снятия
аппарата нами не было выявлено полного ремоделирования внутрикостной сосудистой сети питательной артерии большеберцовой кости с восстановлением медуллярного кровотока и полной редукции периостально-медуллярных анастомозов.
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
Обсуждение результатов
Проведенное исследование показало, что при
возмещении дефекта берцовых костей многоуровневым удлинением проксимального отломка создаются благоприятные условия для восстановления анатомо-функциональной целостности внутрикостной артериальной сосудистой сети поврежденной большеберцовой кости.
Процесс остеогенеза при двухуровневом удлинении проксимального отломка большеберцовой
кости протекал в условиях артериальной гиперемии оперированного сегмента. Многоуровневое
щадящее нарушение целостности отломка большеберцовой кости, подлежащего удлинению, не
прерывало приток крови к сформированным
фрагментам по бассейну внутрикостной питательной артерии. Заполнение артериальной сосудистой сети фрагментов и сохранение в них медуллярного кровотока выявляли на всех этапах чрескостного остеосинтеза. Расширение артериального сосудистого русла носило компенсаторный характер и, вероятно, было связано с затруднением
венозного оттока из перемещаемых фрагментов и
временным расстройством внутрикостной гемоциркуляции. Рециркуляция в перемещаемых
фрагментах обеспечивалась ремоделированием
периостальной сосудистой сети с формированием
медуллярно-периостальных анастомозов, функционирование которых поддерживало магистральное кровоснабжение во фрагментах и перераспределяло кровоток.
Выбранный режим перемещения фрагментов
являлся оптимальным, так как на всех этапах эксперимента на вазограммах вместе с артериальной
внутрикостной сосудистой сетью фрагментов визуализировали новообразованные сосуды дистракци-
а – прямая проекция; б – боковая проекция; в – поперечник
проксимального перемещенного фрагмента.
онных регенератов. Изменение архитектоники сосудистой сети большеберцовой кости не сопровождалось грубыми циркуляторными расстройствами
гемодинамики и зависело от периода наблюдения.
Количественная оценка сосудистого русла
большеберцовой кости позволила получить объективные показатели изменений внутрикостной
сосудистой сети в I и II сериях опытов. Наиболее
пролонгированное расстройство гемоциркуляции
во фрагментах было выявлено во II серии опытов
при одномоментном нарушении целостности проксимального отломка большеберцовой кости и одновременном перемещении сформированных
фрагментов. Условия I серии опытов оказались
более благоприятными для восстановления медуллярного кровотока. Ремоделирование внутрикостного сосудистого русла большеберцовой кости проявлялось расширением терминальных отделов ветвей питательной артерии и периостальных
сосудов, активным функционированием периостально-медуллярных анастомозов в условиях увеличения функциональной нагрузки на сосудистую
систему оперированного сегмента, направленной
на адекватное кровоснабжение несвободных
фрагментов и новообразованных участков кости.
В новообразовании сосудов дистракционных регенератов преобладало участие сосудистой сети
костномозговой полости фрагментов. Частичная
редукция периостально-медуллярных анастомозов наступала не ранее чем через 6 мес безаппаратного периода после организации единого сосудистого бассейна восстановленной внутрикостной
питательной артерии.
Для замещения пострезекционных дефектов
берцовых костей многоуровневым удлинением
дистального отломка было характерно изначальное пролонгированное нарушение магистрального медуллярного кровотока. Кровоснабжение удлиняемого отломка большеберцовой кости поддерживалось функционированием периостальномедуллярных анастомозов. Гистологически определяемое заполнение просвета артерий фрагментов плазмой вероятнее всего препятствовало облитерации сосудистого русла и обеспечивало
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
в дальнейшем при ремоделировании сети питательной артерии большеберцовой кости восстановление магистрального кровотока. Редукции
артериальных шунтов в отдаленные сроки наблюдения (до 1,5 года) выявлено не было. У животных
III серии опытов реканализация участка нисходящей ветви a. nutricia обнаружена только в проксимальном перемещенном фрагменте в конце периода фиксации сегмента аппаратом. В IV серии
опытов реканализацию русла нисходящей ветви
питательной артерии отмечали в обоих фрагментах к 74-му дню периода фиксации. Ремоделирование сосудистого русла питательной артерии характеризовалось изменением его архитектоники с
организацией сосудистой сети, имеющей не только продольную направленность, но и формируемой на отдельных участках с ретроградным направлением артериальных сосудов. В новообразовании сосудистой сети дистракционных регенератов преобладало участие шунтирующих фрагменты периостальных сосудов и микроциркуляторное
русло костномозговой полости при участии реканализируемого сосудистого русла питательной артерии костномозговой полости фрагментов.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
3.
4.
5.
Автандилов Г. Г. Медицинская морфометрия: Руководство. – М., Медицина, 1990. – 384 с.
Барабаш А. П. Замещение дефектов длинных трубчатых
костей по Илизарову: Автореф. дис. ... д-ра мед. наук.
– М., 1985. – 34 с.
Барабаш А. П., Ларионов А. А. Роль механических и биологических факторов в образовании костной ткани при замещении дефектов трубчатых костей методом билокального дистракционно-компрессионного остеосинтеза по
Илизарову // Лечение ортопедотравматологических больных в стационаре и поликлинике методом чрескостного
остеосинтеза, разработанного в КНИИЭКОТ: Тез. докл.
Всесоюз. науч.-практ. конф. – Курган, 1982. – С. 155–158.
Барабаш А. П., Ларионов А. А., Кустуров В. И., Бунов В. С.
Замещение диафизарного дефекта большеберцовой кости по Илизарову в разных биомеханических условиях //
Ортопедо-травматологическая служба на Дальнем Востоке и пути ее совершенствования: Тез. зон. науч.-практ.
конф. – Благовещенск, 1988. – С. 101–105.
Барабаш А. П., Чиркова А. М., Ларионов А. А., Петров А. П.
Васкуляризация свободного и несвободного аутотранс-
13.
14.
15.
16.
17.
57
плантатов при замещении дефектов трубчатой кости
по методикам Илизарова // Экспериментально-теоретические и клинические аспекты разработанного в
КНИИЭКОТ метода чрескостного остеосинтеза: Тез.
докл. Всесоюз. симпозиума. – Курган, 1983. – С. 46–48.
Борзунов Д. Ю. Замещение дефектов длинных костей полилокальным удлинением отломков (экспериментальноклиническое исследование): Автореф. дис. … д-ра мед.
наук. – Курган, 2004. – 44 с.
Гошко В. Ю. Особенности течения восстановительных процессов при возмещении диафизарного дефекта большеберцовой кости путем перемещения несвободного костного
фрагмента (клинико-экспериментальное исследование):
Автореф. дис. …канд. мед. наук. – Киев, 1985. – 25 с.
Интегрированный пакет прикладных программ анализа
изображений ДиаМорф – Cito: Руководство пользователя. Версия 1.1. Кн. 2. 1995. – 179 с.
Камерин В. К., Мархашов А. М., Чевагин В. Н., Азрапкин И. И. Ангиографический контроль кровоснабжения регенерата и динамика региональной гемокоагуляции при замещении дефектов костей голени по Илизарову // Современные методы диагностики и контроля за эффективностью лечения заболеваний и повреждений опорно-двигательного аппарата: Респ. сб. науч. тр. – Л., 1981. – С. 39–45.
Лакин Г. Ф. Биометрия. – М.: Высшая школа, 1992. – 352 с.
Ларионов А. А. Васкуляризация большеберцовой кости
при возмещении диафизарного дефекта удлинением одного из отломков по методике Г. А. Илизарова // Архив
анатомии, гистологии и эмбриологии. – 1989. – № 11.
– С. 21–27.
Ларионов А. А. Дистракционный остеосинтез и эволюция
костных трансплантатов (экспериментальное исследование): Автореф. дис. ... д-ра мед. наук. – Пермь, 1995. – 31 с.
Соколов В. В., Каплунова О. А., Овсеенко Т. Е. Возрастные
особенности архитектоники артериальных сосудов селезенки // Морфология. – 2003. – № 4. – С. 57–60.
Соколов В. В., Каплунова О. А., Соковцова А. Н. Возрастные
особенности архитектоники артериальных сосудов почек // Архив анат. – 1991. – Т. 100, Вып. 2. – С. 70–77.
Способ замещения дефекта длинной трубчатой кости:
А.с. 313533 СССР / Илизаров Г. А. (СССР). –
№ 1124269/31-1; Заявл. 07.01.67; Опубл. 07.09.71, Бюл. № 27.
– С. 8. – МКИ3 А 61 В 17/00.
Способ лечения дефекта кости: А.с. 1526666 СССР /
Макушин В. Д., Куфтырев Л. М. (СССР). – № 4390380/14;
Заявл. 09.03.88; Опубл. 23.05.91, Бюл. № 19. – МКИ4 А 61
В 17/56.
Шевцов В. И., Борзунов Д. Ю., Петровская Н. В., Осипова Е. В. Особенности перестройки артериального русла
большеберцовой кости при замещении дефекта берцовых
костей многоуровневым удлинением проксимального отломка (экспериментальное исследование) // Гений ортопедий. – 2005. – № 2. – С. 5–13.
Поступила 17.03.2006
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2006
УДК 616.13-008.331.1:615.851.32
ОСОБЕННОСТИ ОРТОСТАТИЧЕСКОЙ ТОЛЕРАНТНОСТИ
У БОЛЬНЫХ АРТЕРИАЛЬНОЙ ГИПЕРТОНИЕЙ
О. В. Хлынова, А. В. Туев, В. В. Щекотов
ГОУ ВПО «Пермская государственная медицинская академия Росздрава»
Показано, что уровень ортостатической толерантности у больных артериальной гипертонией (АГ) зависит от возраста пациента, стадии и гемодинамического варианта заболевания,
а также исходного состояния венозного кровообращения. С помощью исследования функциональной активности сердца, венозной и артериальной гемодинамики в состоянии покоя и
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ СОСУДОВ
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
58
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ СОСУДОВ
при проведении активной ортостатической пробы было отмечено, что чаще всего ортостатическая недостаточность развивается у лиц старше 40 лет, при I стадии АГ с высоким общим
периферическим сосудистым сопротивлением и II стадии АГ с высоким сердечным выбросом.
Фактором риска также является исходная венозная гипертония. Полученные данные необходимо учитывать при назначении больным АГ гипотензивной терапии, чтобы исключить развитие симптомов ортостатической недостаточности.
К л ю ч е в ы е с л о в а: артериальная гипертония, ортостатическая толерантность.
It was demonstrated that orthostatic tolerance in patients with arterial hypertension depends on age,
stage and hemodynamic type of disease. Thus, with the help of heart function test, examination of
venous and arterial hemodynamics it was shown that orthostatic incompetence develops mainly in persons over 40, at I-st stage of arterial hypertension together with high peripheral vascular resistance and
at II-nd stage of arterial hypertension together with high cardiac output. Additional risk factor is initial
venous hypertension as well. The abovementioned data should be taken into account to avoid symptoms
of orthostatic incompetence during administration of hypotensive drugs in arterial hypertension
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
K e y w o r d s : arterial hypertension, orthostatic tolerance.
К началу XXI в. артериальная гипертония (АГ)
достаточно изучена с позиции патогенетических,
морфологических и функциональных изменений
всех органов и систем организма человека, участвующих в поддержании уровня АД [2, 4, 7, 11]. Однако в этой области остается немало нерешенных
проблем. Так, классические и современные методы исследования сердечно-сосудистой системы у
больных АГ, решая вполне конкретные задачи по
изучению функционального состояния центральной и периферической гемодинамики, не ставят
целью обязательное проведение системного анализа уровня ортостатической толерантности у гипертензивных лиц. Хотя частота встречаемости
постуральных нарушений составляет от 20 до 30%
среди больных АГ [1, 5, 6, 9]. При этом генез ортостатической недостаточности не всегда может
быть объяснен только проводимой у таких пациентов вазоактивной терапией или развивающимися церебральными расстройствами [8, 10, 12–14].
Не исключено, что эти нарушения также являются результатом структурно-функциональной перестройки всей сердечно-сосудистой системы, происходящей при АГ, в том числе ее венозного звена.
Для подтверждения данной гипотезы и было проведено настоящее исследование.
Материал и методы
Обследованы 184 больных первичной АГ, диагноз которой подтверждался при проведении
двухэтапной схемы обследования с исключением
ее вторичного характера.
Критерии исключения: наличие ИБC; АГ III
стадии, 3 степени по АД с крайне высоким риском; признаков недостаточности кровообращения, тромбофлебитов, варикозного расширения
вен различной локализации, клинически значимого атеросклероза периферических сосудов, критериями которого служили перемежающаяся хромота, асимметричная пульсация сосудов и шумы
над крупными сосудами.
Возраст обследуемых колебался от 18 до 50 лет
(средний возраст 42,3±6,93 года), среди них было
111 женщин и 73 мужчины. Длительность заболе-
вания составляла от 1 года до 25 лет (в среднем
7,7±5,5 года). I стадия заболевания была диагностирована у 38 (21%) пациентов, II стадия – у 146
(79%) больных. В зависимости от уровня АД 1-ю
степень повышения имел 51 (28%) больной, 2-ю –
109 (59%) и 3-ю – 24 (13%) пациента. Из них 42
(23%) имели среднюю (вторую) категорию риска и
142 (77%) – высокую (третью). У всех больных при
обследовании исключены заболевания легких, почек, анемия, лихорадка, эндокринные заболевания, которые могли повлиять на структурные и
функциональные параметры системы кровообращения.
Наряду с общеклиническими исследованиями
для достижения поставленных задач применяли
специально разработанный диагностический комплекс.
Исследование центральной гемодинамики
(ЦГД) осуществлялось с помощью аппаратнопрограммного диагностического комплекса «Полиреокардиограф-01» производства Пермской
научно-производственной приборостроительной компании (сертификат РОСС RU ИМО
2.BOS519, лицензия № 1047104) по методике
М. А. Зубарева и А. А. Думлера. Анализу подвергались следующие показатели: частота сердечных
сокращений (ЧСС, уд/мин), ударный объем крови
(УО, мл), минутный объем крови (МО, л/мин),
сердечный индекс (СИ, л/мин/м2), общее периферическое сопротивление (ОПС, дин с см–5).
По данным СИ и с учетом возраста проводилось разделение больных на группы с гиперкинетическим, эукинетическим, гипокинетическим
типами ЦГД (гиперЦГД, эуЦГД, гипоЦГД) и
чрезмерно-гипокинетическим типом ЦГД (ЧгипоЦГД).
Состояние периферической венозной системы
изучали при помощи модифицированного метода
окклюзионной плетизмографии с применением
ртутно-резиновых датчиков и электромиоплетизмоанализатора ЭМПА2-01 (ПО им. С. П. Королева, г. Киев) в режиме «венозные измерения» (Мухарлямов Н. И. и соавт., 1981). При этом оценивали следующие механические свойства вен (МСВ)
на уровне средней трети голени: дополнительный
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
59
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ СОСУДОВ
Результаты исследования
В группе наблюдения реакция на ортостатическую пробу была весьма разнообразной. В 60%
случаев она соответствовала (по Н. П. Москаленко) симпатико-тоническому («статически лабильному») типу реагирования, в 22% это был гиперсимпатико-тонический («динамически лабильный») тип реакции системы кровообращения на
ортостатическую нагрузку и в 18% случаев отмечен адекватный ответ сердечно-сосудистой системы, соответствующий варианту нормы.
Корреляционный анализ показал, что на динамику основных гемодинамических величин у
больных АГ в ходе ортостатической пробы влияли:
возраст пациента, стадия АГ, а также исходный
уровень состояния ЦГД и венозной гемодинамики. В связи с этим мы изучили особенности ортостатической устойчивости в группе наблюдения в
зависимости от выделенных факторов.
Было отмечено, что у больных АГ ортостатическая устойчивость имеет возрастозависимые особенности (рис. 1). Так, при увеличении возраста
пациента происходит переход от гиперсимпатикотонического к гипосимпатико-тоническому типу
реагирования сердечно-сосудистой системы и
снижение уровня ортостатической толерантности
с формированием условий для развития постуральной гипотонии.
Годы
Уровень ортостатической толерантности у больных АГ в
разных возрастных группах.
В зависимости от стадии АГ ортостатическая
толерантность также была различной (табл. 1).
Для дебюта заболевания (АГ I стадии) патогомоничным является достаточное вегетативное обеспечение и повышенная симпатическая реактивность системы кровообращения на нагрузку в виде активной ортостатической пробы, что подтверждается отсутствием достоверных данных о
снижении пропульсивной деятельности сердца и
уровня системного АД у больных АГ в вертикальном положении. II стадия АГ, напротив, ассоциируется с наличием нарушений ортостатической
толерантности по типу развития объективных условий и клинических признаков постуральной недостаточности: УОклино=63,04±25,06 и УОорто=
=51,39±20,46 мл ( p=0,03), САДклино=159,47±20,68 и
САДорто=150,66±20,93 мм рт. ст. (p=0,04).
Результаты изучения вегетативного обеспечения сердечно-сосудистой системы в ходе ортостатической пробы у больных АГ I стадии с разными
гемодинамическими вариантами заболевания показали, что для гипертонии выброса (ГВ) характерные признаки исходно высокой симпатической активности вегетативной нервной системы
обусловили гиперсимпатико-тонический тип реакции системы кровообращения. Это выражалось
в повышении ЧСС (в среднем на 17%, p=0,04),
САД и ДАД (на 10 и 12% соответственно,
p=0,04),ОПС (на 53%, p=0,01), МСОВ (на 49%,
p=0,02) и ВТ (на 46%, p=0,03). Все это позволило
сохранить адекватный сердечный выброс в ортостатике, более того, с тенденцией к его повышению.
Динамика основных показателей ЦГД и МСВ у
лиц с АГ I стадии при эу- и гипоЦГД была менее
отчетлива, чем при ГВ, однако при этом сохранились черты, свидетельствующие о достаточном вегетативном обеспечении системы кровообращения в ходе ортостатической нагрузки. Таким образом, поддержание гемодинамического гомеостаза
в вертикальном положении в данных клинических
ситуациях было обеспечено преимущественно
сочетанным вазоспастическим ответом сосудов
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
венозный объем (ДВО, %), венозный тонус (ВТ,
мм рт. ст./мл на 100 г ткани), максимальную скорость опорожнения вен (МСОВ, %/мин) и время
проведения пробы (ВП, мин).
В работе проводилась ортостатическая проба
согласно «классическому» протоколу W. Birkmayer
(1976 г.) [3], с регистрацией основных показателей
(ЧСС, АДС, АДД, АДср, МО, УО, СИ, ОПС) в
клиностатическом положении и на 5-й минуте активной ортостатики. Дополнительно в структуру
протокола были включены исследования венозной
системы с оценкой емкостно-тонических (ДВО,
ВТ) и кинетических (МСОВ) характеристик.
В итоге проводили анализ гемодинамической реакции сердечной гемодинамики, артериального и
венозного кровообращения пациентов на ортостатическую нагрузку по Н. П. Москаленко (1979 г.) [6].
Статистическая обработка полученных данных
проводилась с использованием статистической
программы «STATISTICA 6,0». В работе все показатели представлены в виде среднего (М) ± одно
стандартное отклонение (σ). При оценке значимости различий между группами применяли три
типа критерия Стьюдента. Корреляционный анализ проводили с использованием корреляционного критерия (r) Пирсона для количественных величин. Для изучения возможности прогнозирования развития особых гемодинамических ситуаций
при проведении нагрузочных проб использовали
метод дискриминантного анализа, что позволило
выделить количественные признаки классификационных категорий и рассчитать прогностические
баллы значимости изучаемых величин.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
60
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ СОСУДОВ
Таблица 1
Гемодинамические показатели у больных с I и II стадией АГ
в процессе ортостатической пробы (М±σ)
АГ I стадии
(n=38)
p
(клино/орто)
АГ II стадии
(n=146)
p
(клино/орто)
Возраст, годы
38,16±7,89
–
45,76±4,16
–
ЧСС, уд/мин
клино
орто
67,84±9,98
80,16±9,06
0,02
68,57±11,71
77,72±12,42
0,05
САД, мм рт. ст.
клино
орто
152,08±19,61
152,58±19,9
0,09
159,47±20,68
150,66±20,93
0,04
ДАД, мм рт. ст.
клино
орто
95,44±11,96
109,37±12,09
0,041
101,13±12,32
104,44±12,82
0,09
АДср, мм рт. ст.
клино
орто
116,14±15,88
116,95±15,18
0,09
123,8±19,73
122,9±16,32
0,08
УО, мл
клино
орто
52,21±22,12
52,43±23,52
0,09
63,04±25,06
51,39±20,46
0,03
4,28±1,56
4,01±1,71
0,08
4,22±1,61
3,99±1,58
0,04
2,3±0,93
2,3±0,99
0,09
2,36±0,98
2,13±0,93
0,04
2552,3±409,5
2965,17±448,1
0,034
2767,49±288
2991,25±495
0,08
ДВО, %
клино
орто
1,38±0,78
1,07±0,61
0,048
1,26±0,68
1,23±0,79
0,08
МСОВ, %/мин
клино
орто
9,47±3,39
13,19±4,29
0,04
8,67±3,61
9,38±5,54
0,07
101,64±64,99
122,22±65,62
0,04
98,56±52,67
98,96±66,79
0,09
Показатель
МО, л/мин
клино
орто
2
СИ, л/мин/м
клино
орто
–5
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
ОПС, дин с см
клино
орто
ВТ, мм рт. ст./мл/100 г ткани
клино
орто
системы низкого давления и резистивного звена
общей гемоциркуляции.
Отличительной была реакция на ортостатику у
лиц с АГ I стадии и ЧгипоЦГД. Как и в предыдущих подгруппах, отмечено увеличение ЧСС (на
18%, p=0,05) и ДАД (на 7%, p=0,05) при незначительном повышении ОПС (на 11%, p=0,06) как вариант достаточного вегетативного обеспечения
сердечно-сосудистой системы на данный вид
функциональной нагрузки. Однако в связи с «парадоксальной» реакцией венозных сосудов – снижение ВТ на 37% (p=0,05) и увеличение ДВО на
38% (p=0,05) – вегетативное обеспечение оказалось недостаточным для поддержания пропульсивной деятельности сердца на должном уровне,
что привело к снижению величины УО на 30%
(p=0,048) и возникновению слабовыраженных
симптомов ортостатической недостаточности у
10% больных в данной подгруппе.
Относительно больных с АГ II стадии с разными типами кровообращения можно отметить, что
в отличие от I стадии заболевания, при гиперЦГД
не было достигнуто необходимого повышения
ОПС ни за счет вазоспастической реакции резистивных сосудов, ни за счет емкостного звена гемоциркуляции. Более того, ВТ (p=0,09) имел тенденцию к снижению, обеспечив тем самым увеличение ДВО в среднем на 8% (p=0,04). В итоге имеющие место сосудистая гипореактивность и низкий
уровень вегетативного обеспечения способствовали нарушению взаимосвязи между величинами
венозного возврата и сердечного выброса, что и
привело к снижению насосной и пропульсивной
деятельности сердца (УО и МО снизились на 30%
(p=0,02) и 21% (p=0,03) соответственно) и появлению субъективных признаков ортостатической
недостаточности.
Реакция системы кровообращения при эу- и
гипокинетической АГ II стадии также может быть
признана недостаточной, как и уровень вегетативного обеспечения, хотя гемодинамические показатели относительно клиностатического положения были «стабильными». Так, значения УО, МО
и СИ не имели статистически значимых различий
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
61
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ СОСУДОВ
с исходным фоном (р>0,05). В связи с более высокими значениями показателя ОПС и небольшим
ВТ, что, в частности, характерно для гипореактивности сосудистой стенки, у лиц в данной подгруппе не произошло перераспределения крови в периферические сосудистые бассейны; это, возможно, в свою очередь, обеспечило сохранение ЦГД
на достаточном уровне и препятствовало развитию симптомов постуральной гипотензии.
По сравнению с предыдущей подгруппой больных у лиц с ЧгипоЦГД в ортостатике отсутствовала достоверная динамика по всем ведущим кардиоваскулярным показателям.
В группах больных с различными «венозными»
профилями заболевания (табл. 2) было отмечено,
что при более упругих – «гипертоничных» – венозных сосудах, состояние которых характеризуется
исходным гипертонусом стенки и высокой скоростью венозной гемоциркуляции, ортостатический
ответ характеризуется симпатико-тоническим типом реакции сердечно-сосудистой системы.
Так, в связи с достоверным снижением ВТ в ортостатическом положении (ВТклино=169,35±43,4 мм
рт. ст./мл/100 г ткани, ВТорто=121,26±43,7 мм
рт. ст./мл/100 г ткани, p=0,03) произошло выраженное растяжение венозной стенки и, как следствие, перераспределение крови в сосуды нижних
конечностей (ДВОклино=0,68±0,36%, ДВОорто=
=1,09±0,72%, p=0,04). Поэтому в результате слабого вегетативного и гемодинамического обеспечения значительно снизился уровень венозного
возврата и возникли условия для развития объективных (снижение САД, УО, МО и СИ, p<0,01) и
субъективных (жалобы пациентов на головокружение, шум в ушах, сердцебиение) признаков ортостатической недостаточности.
При наличии исходно «гипотоничных» вен у
больных АГ ортостатическая реакция системы
кровообращения менее динамична. Как и уровень
системного АД, показатели ЦГД в ортостатике существенно не изменились (САДклино=158,82±
±22,26 мм рт. ст., САДорто=156,02±20,8 мм рт. ст.;
УОклино=66,5±22,7 мл, УОорто=65,29±19,9 мл;
МОклино=4,51±1,4 л/мин, МОорто=4,53±1,41 л/мин;
ОПСклино=2589,22±173,96 дин с см–5, ОПСорто=
=2601,12±172,41 дин с см–5, p>0,05). Таким
Таблица 2
Гемодинамические показатели у больных АГ с различным «венозным» профилем
заболевания в процессе ортостатической пробы (М±σ)
«Гипертоничные»
вены (n=53)
p
Смешанный тип
(n=37)
p
«Гипотоничные»
вены (n=94)
p
ЧСС, уд/мин
клино
орто
70,07±10,73
82,11±11,44
0,03
65,72±12,1
75,61±15,66
0,03
68,47±11,3
76,71±11,2
0,03
САД, мм рт. ст.
клино
орто
155,91±21,6
148,26±19,2
0,07
158,81±23,4
153,61±21,7
0,08
158,82±22,26
156,02±20,8
0,08
ДАД, мм рт. ст.
клино
орто
99,65±11,14
102,01±12,8
0,07
99,36±13,06
100,03±13,5
0,09
100,37±13,0
105,52±12,1
0,04
АДср, мм рт. ст.
клино
орто
118,34±13,9
118,14±14,6
0,09
120,91±18,8
118,34±15,8
0,08
125,03±21,6
125,05±16,7
0,09
УО, мл
клино
орто
59,35±25,14
43,11±19,74
0,03
60,12±26,54
58,47±19,06
0,07
66,5±22,7
65,29±19,9
0,09
4,09±1,65
3,54±1,49
0,04
3,84±1,85
3,5±1,82
0,07
4,51±1,4
4,53±1,41
0,09
2,25±0,94
1,97±0,84
0,04
2,2±1,04
2,1±1,12
0,09
2,48±0,94
2,41±0,89
0,09
2704,82±16,53
325,2±170
0,04
3053,71±130
3328,13±160
0,03
2589,22±173,96
2601,12±172,41
0,08
ДВО, %
клино
орто
0,68±0,36
1,09±0,72
0,04
0,99±0,34
1,06±0,58
0,09
1,75±0,62
1,32±0,83
0,08
МСОВ, %/мин
клино
орто
7,74±2,6
10,44±4,59
0,03
6,95±2,32
10,31±3,81
0,02
10,21±3,92
12,27±6,01
0,04
ВТ, мм рт. ст./мл/100 г ткани
клино
орто
169,35±43,4
121,26±43,7
0,03
99,76±6,34
117,54±5,91
0,02
57,48±15,85
68,4±34,45
0,07
МО, л/мин
клино
орто
2
СИ, л/мин/м
клино
орто
–5
ОПС, дин с см
клино
орто
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
Показатель
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
62
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ СОСУДОВ
образом, отсутствие гемодинамических сдвигов в
венозной системе способствовало сохранению
адекватного уровня центральной гемоциркуляции
и, возможно, предотвратило изменение ортостатической устойчивости.
Что касается АГ с «венозным» профилем по
смешанному типу, то в вертикальном положении у
таких пациентов наблюдалась общепринятая компенсаторная физиологическая реакция сердечнососудистой системы, обеспечившая оптимизацию
центральной и периферической гемодинамики на
должном уровне. Так, в ортостатике ЧСС увеличилась на 14% от исходного (p=0,03), возросли ОПС
(на 7%, p=0,03) и ВТ (на 18%, p=0,02), повысилась
МСОВ (на 48%, p=0,02), сохранив при этом «стабильной» пропульсивную деятельность сердца:
УОклино=60,12±26,54 мл, УОорто=58,47±19,06 мл
(p=0,07); МОклино=3,84±1,85 л/мин, МОорто=
=3,5±1,82 л/мин (p=0,07); СИклино=2,2±1,04 л/мин/м2,
СИорто=2,1±1,12 л/мин/м2 (p=0,09). Более того,
нужно отметить, что данный тип реакции соответствовал нормальному уровню ортостатической
толерантности и был идентичен компенсаторному ответу системы кровообращения у здоровых
лиц.
При изучении возможности прогнозирования
развития ортостатической недостаточности у
больных АГ был проведен дискриминантный анализ, выделяющий количественные признаки
классификационных категорий. Классификационные формулы (Wilks lambda=0,46, p<0,0001, нет
неверных классификационных выводов) позволяют рассчитать прогностический балл, что делает
возможным прогнозирование развития ортостатической недостаточности у больных АГ с учетом
исходного клинико-гемодинамического фона.
Классификационная формула получилась следующая:
с нормальным уровнем АД, так и при артериальной гипертонии.
2. Ортостатическая недостаточность является
синдромом артериальной гипертонии. Устойчивость к постуральным нагрузкам у больных артериальной гипертонией напрямую зависит от возраста пациента, стадии и гемодинамического варианта заболевания, а также «венозного» профиля
больного. При этом потенциально предрасположенными к ортостатическим нарушениям являются лица старше 40 лет, имеющие I стадию артериальной гипертонии и чрезмерно гипокинетический тип гемоциркуляции или гипертонию выброса II стадии, ассоциированную с динамической лабильностью венозных сосудов.
3. Для прогнозирования возможности развития
ортостатической недостаточности у больных артериальной гипертонией можно использовать математическую прогностическую модель:
p =–0,44*УО+0,01*ОПС+0,17*ВТ+0,2*возраст+30,36.
Согласно данной формуле, при величине p
(прогностический балл) больше 0 вероятность
развития ортостатических нарушений максимальна, что необходимо учитывать при выборе вазоактивной терапии.
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
3.
4.
p =–0,44*УО+0,01*ОПС+0,17*ВТ+0,2*возраст+30,36,
5.
где p – прогностический балл; УО – ударный объем, мл (в клиностатике); ОПС – общее периферическое сопротивление, дин с см–5 (в клиностатике); ВТ – венозный тонус, мм рт. ст. /мл/ 100 г ткани (в клиностатике); возраст – в годах.
Все это позволяет сделать вывод, что чем ниже
исходные показатели насосной функции сердца
(УО), чем выше уровень ОПС и тонуса венозных
сосудов в клиностатике, сочетающийся с более
старшим возрастом пациента, тем ниже базальный уровень ортостатической толерантности,
приводящий к развитию субъективных и объективных признаков ее недостаточности.
6.
7.
8.
9.
10.
Выводы
1. С клинических позиций ортостатическая толерантность характеризуется степенью вегетативного обеспечения реакции сердечно-сосудистой
системы при проведении нагрузочной пробы в виде активной ортостатики. При этом характер постурального ответа может быть различен как у лиц
11.
12.
Атаханов Ш. Э., Робертсон Д. Ортостатическая гипотония и вегетативная недостаточность (механизмы и классификация) // Кардиология. – 1995. – № 3. – С. 41–50.
Вебер В. Р. Вегетативное обеспечение гемодинамических
сдвигов в активном ортостазе при ГБ // Здравоохранение
Казахстана. – 1987. – № 4. – С. 48–50.
Вейн А. М. Заболевания вегетативной нервной системы.
– М.: Медицина, 1991. – 45 с.
Веретенко А. А. Динамика изменений центрального и периферического кровообращения у больных гипертонической болезнью под влиянием современной гипотензивной
терапии: Дис. … канд. мед. наук. – СПб., 1983. – 112 с.
Вилков В. Г., Шамарин В. М., Шальнова С. А., Потапкин С. П.
Ортостатическая проба у больных артериальной гипертонией // Врач. дело. – 1989. – № 3. – С. 26–28.
Глезер Г. А., Москаленко Н. П. Изменения общей и почечной гемодинамики в ортостатическом положении у лиц
с гипертонической болезнью // Кардиология. – 1972.
– № 5. – С. 38–42.
Хирманов В. Н., Тюрина Т. В. Ортостатическая недостаточность. Клинико-гемодинамические сопоставления у
пациентов с нарушениями регуляции артериального давления // Там же. – 2001. – № 12. – С. 70–72.
Хомазюк И. Н., Зведенюк Л. Ю., Рубель Н. Ф. Ортостатическая толерантность у больных гипертонической болезнью // Врач. дело. – 1977. – № 10. – С. 53–57.
Храмов Ю. А., Вебер В. Р. Вегетативная обеспеченность и
гемодинамика при гипертонической болезни. – Новосибирск, 1985.
Butler G. C. Heart rate variability to monitor autonomic nervous system and during orthostatic stress // J. Clin. Pharm.
– 1994. – Vol. 34. – P. 558–562.
Devereux R. B., Pickering T. G., Harshfield G. A. et al. Left ventricular hypertrophy in patients with hypertension: Importance
of blood pressure responses to regularly recurring stress //
Circulation. – 1983. – Vol. 68. – P. 470–476.
Grubb B. P., Blаnc J.-J. Hypotension orthostatique due à un
dysfonctionnement du système nerveux autonome // Arch. des
Malad. du Coeur et des Vaisseaux. – 1999. – Vol. 92, № 1.
– P. 43–52.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВИ
13.
Julius S., Esler M. D., Randall O. S. Role of the autonomic
nervous system in mild human hypertension // Clin. Sciеn.
Mol. Med. – 1975. – Vol. 48. – P. 24–35.
14.
63
Tank J., Baevsky R. M., Weck М. Hemodynamic regulation
during postural tilt: Assessed by heart rate and pressure variability combined with impedance cardiography // Wien. Med.
Wschr. – 1995. – Vol. 145. – P. 616–625.
Поступила 27.02.2006
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВИ
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2006
УДК 616.61-002.151:616.151.1
ВЗАИМОСВЯЗЬ КЛИНИКО-ГЕМОДИНАМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
И АГРЕГАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ЭРИТРОЦИТОВ У БОЛЬНЫХ
ГЕМОРРАГИЧЕСКОЙ ЛИХОРАДКОЙ С ПОЧЕЧНЫМ СИНДРОМОМ
Л. А. Ибрагимова, Р. М. Фазлыева, Ф. Х. Камилов, Р. Д. Габдрафикова
Исследовались гематологические параметры, агрегационная способность и состояние мембран
эритроцитов (эр.) у больных геморрагической лихорадкой с почечным синдромом (ГЛПС), активность транспортных аденозинтрифосфатаз (АТФ-аз). Обследованы 110 больных ГЛПС с
различной степенью тяжести. Изучалось состояние центральной, внутрисердечной и легочной
гемодинамики: ударного объема, систолического индекса, общего периферического сопротивления, минутного объема, фракции выброса. Определялись конечный систолический, конечный
диастолический объемы левого желудочка; конечный систолический и конечный диастолический
размеры, толщина задней стенки левого желудочка; скорость циркулярного сокращения мышечных волокон, степень укорочения переднезаднего размера левого желудочка в систолу ( ∆S ) .
Выявлены значительные изменения внутрисердечной гемодинамики у больных в олигоурическом периоде: УО 36,8±1,8 см3; ФВ уменьшилась до 41,0±1,6%; ∆S составила 20,0±1,6%. На
реограмме легочной артерии – уменьшение реографического и диастолического индексов. При
среднетяжелом и тяжелом течении ГЛПС определялось повышение показателя минимальной
агрегации эр. на 110 и 130%, максимальной – на 20 и 28% (p<0,05) соответственно. Коэффициент дезагрегации уменьшился на 55%. Активность Na+-, K+-АТФ-азы при среднетяжелом
течении снизилась на 13% в доолигурическом периоде, в олигоурическом – на 17,5% и полиурическом – на 11,7% (p<0,05). При тяжелой форме это снижение составило соответственно
14, 19 и 15% (p<0,05).
Аналогичные изменения касаются активности Са2+-АТФ-азы и магнийзависимой АТФ-азы. Выявленные нарушения гемодинамики у больных с тяжелым течением ГЛПС коррелируют с нарушенной агрегационной способностью эр. и сниженной активностью транспортных АТФ-аз, что
может быть использовано для оценки тяжести состояния больных и повышения качества ранней диагностики.
К л ю ч е в ы е с л о в а: геморрагическая лихорадка с почечным синдромом, центральная гемодинамика, агрегация эритроцитов, активность транспортных АТФ-аз.
The aim of study was to detect a relationship between hemodynamic disorders in patients with hemorrhagic fever with the renal syndrome (HFRS) and erythrocyte membrane ATP-ase activity. A total of 110
patients with HFRS of different severity were examined. Central hemodynamic parameters were stydied;
circulation blood volume, minute volume, cardiac index, stroke volume, and total peripheral vascular
resistance during preoliguria, oliguria, and poliuria periods.
Blood parameters were studied; percentage of minimum and maximum aggregation disaggreganion
coefficient, activities of transport adenosine triphosphatases (Na, K, and Ca- activated ATP-ases, and
Mg-dependent ATP-ase).
The main hemodynamic parameters were increased (p<0,05) during early, preoliguria and decreased
during oliguria; during the polyuria period they again corresponded, to the hyperkinetic circulation.
The minimum erythrocyte aggregation increased by 110 and 130% in medium-severe and severe HFRS,
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
Кафедра факультетской терапии (зав. – Р. М. Фазлыева) Башкирского государственного
медицинского университета, Уфа
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
64
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВИ
respectively, the maximum erythrocyte aggregation by 20 and 28%, respectively (p<0,05)
Disaggregation coefficient decreased by 55%. The activities of Na, K- ATP-ases decreased by 13%
during preoliguria period, dy 17,5% during oliguria, and by 11,7% during polyuria (p<0,05) in patients
with moderate disease. In severe disease these decreases were 14, 19 and 15%, respectively
(p<0,05). Similar changes were observed in the activities of Ca –ATP-ase and Mg- dependent ATPase. Hence, the detected hemodynamic changes in patients with medium-severe and severe HFRS correlated with disorders in erythrocyte aggregability and decreased activity of transport ATP-ases, which
can be used for evaluation of the severity of clinical condition and early diagnosis.
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
K e y w o r d s : hemorrhagic fever with renal syndrome, central hemodynamics, erythrocyte aggregation, transport ATP-ase activity.
Геморрагическая лихорадка с почечным синдромом (ГЛПС) представляет собой вирусное заболевание зоонозной природы со своеобразным сочетанием инфекционно-токсических, геморрагических, почечных проявлений. Территория Республики Башкортостан является уникальным
природным очагом данного заболевания. Показатели заболеваемости ГЛПС по Республике составляют 40–60% заболеваемости по всей Российской
Федерации [6].
Актуальность изучения ГЛПС обусловлена ее
широкой распространенностью, тяжестью клинического течения с полиорганной симптоматикой,
наличием опасных осложнений, поражением лиц
трудоспособного возраста и, наконец, отсутствием
тенденции к снижению заболеваемости [2, 4, 7].
Течение ГЛПС характеризуется большим разнообразием клинических проявлений, среди которых острая сердечная недостаточность, острая
почечная недостаточность, ДВС-синдром, геморрагические проявления [1, 3, 5]. Нарушения в органах и системах у больных связаны с универсальным поражением эндотелия мелких сосудов, повышением сосудистой проницаемости, внутренней плазморреей в ткани, развитием геморрагического диатеза [4, 8, 10]. Геморрагическое поражение мелких сосудов проходит по типу васкулита,
и, как следствие, развивается блокада микроциркуляции.
Определенное значение в последние годы приобретает изучение реологических свойств крови,
характеристики ее клеточных элементов [6, 7, 11].
Так, эритроциты (эр.), являясь наиболее распространенными клетками крови, в значительной степени определяют гемореологию. Это связано с
особенностями микроструктуры и метаболизма
цитоплазматической мембраны, а также функциями эр. Поэтому определение функциональной активности эр. является важным тестом в оценке состояния больных ГЛПС. Установлено, что в происхождении гемодинамических нарушений участвуют несколько факторов: непосредственное воздействие вируса на мелкие сосуды капиллярного
типа с развитием «сладж»-синдрома эр., выраженные изменения реологических свойств крови с одновременным уменьшением объема циркулирующей крови и развитием гиповолемии [2, 7, 9].
Одним из важных патогенетических механизмов развития ГЛПС является поражение сердечно-сосудистой системы. Расстройства кровообра-
щения, наблюдающиеся при этом, обусловлены
не только поражением сосудистой системы, но и
изменениями со стороны сердечной мышцы. Степень выраженности нарушений сердечно-сосудистой системы зависит от периода и тяжести заболевания [4, 5]. Особую роль в развитии нарушений
функций сердца играют грубые изменения в
состоянии мышечных элементов миокарда, отек
интерстициальной ткани, очаги кровоизлияний.
В определенной мере гемодинамические расстройства объясняются также потерей плазмы из сосудистого русла, нарушением микроциркуляции,
влиянием биологически активных веществ.
Исходя из вышеизложенного, нами определена цель данного исследования: оценить характер
сердечно-сосудистых и гемодинамических нарушений у больных ГЛПС в зависимости от тяжести
и периода заболевания, установить значение морфо-гематологических изменений эр. в патогенезе
заболевания, выявить взаимозависимость указанных параметров и обосновать критерии ранней
диагностики.
Материал и методы
Состояние сердечно-сосудистой системы изучено у 110 больных, находившихся на стационарном лечении в городской клинической больнице
Уфы. Среди обследованных преобладали пациенты в возрасте 20–49 лет, то есть лица преимущественно трудоспособного возраста, из них мужчин
было 79%, женщин – 21%. В контрольную группу
вошли 30 практически здоровых лиц, распределение их по полу и возрасту соответствовало группе
больных ГЛПС.
Диагноз «ГЛПС» был установлен с учетом эпидемиологического анамнеза, характерной клинической картины, данных лабораторных исследований крови и мочи и верифицирован серологическим методом флюоресцирующих антител
(МФА) при нарастании титра антител к вирусу
ГЛПС в парных сыворотках в 2–4 раза и более.
В соответствии с классификацией Б. З. Сиротина (1994 г.) в клиническом течении выделены
следующие периоды болезни: доолигоурический,
или начальный (1–4-й дни болезни), олигоурический (5–12-й день), полиурический (с 10-го по
21-й день болезни) и период восстановленного
диуреза или ранней реконвалесценции (с 22-го
дня болезни). Для оценки состояния сердечно-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
сосудистой системы у больных ГЛПС проводили
исследование внутрисердечной гемодинамики
с применением метода двухмерной эхокардиографии, выполненной на ультразвуковом аппарате «Sigma» фирмы «Контрон» и на аппарате
«Sim-5000» по традиционной методике (Мухарлямов Н. М., 1982). Определяли следующие показатели: конечный систолический объем (КСО),
конечный диастолический объем (КДО) левого
желудочка, фракцию выброса (ФВ), конечный систолический размер (КСР) и конечный диастолический размер (КДР) левого и правого желудочков, систолическое и диастолическое давление в
легочной артерии (СДЛА и ДДЛА), скорость циркулярного сокращения мышечных волокон (Vcf),
степень укорочения переднезаднего размера левого желудочка в систолу (∆cf), Тзс – толщина задней стенки, ППЖс и ППЖд – площадь продольного сечения правого желудочка в систолу и диастолу, сердечный индекс (СИ), ударный объем
(УО), минутный объем (МО).
Состояние легочной гемодинамики определяли методом реографии легочной артерии (РГЛА),
рассчитывая амплитуды систолической, диастолической волны РГ, а также время быстрого и медленного наполнения сосудов. Электрокардиографию, кардиоинтервалографию (КИГ), реографию
ЛА, тетраполярную грудную реографию у больных
ГЛПС проводили с применением автоматизированной компьютерной программы «КАД» и «Кредо» фирмы «ДНК» (г. Тверь).
Для более полного представления о роли эритроцитарного звена гемостаза при ГЛПС оценивали реологические характеристики эр. (методика
В. А. Люсова, 1993); изучены следующие параметры определения состояния агрегации: процент
минимальной и максимальной агрегации, коэффициент дезагрегации. Определялась также активность транспортных аденозинтрифосфатаз
(АТФ-аз) в мембранах эр.: Na+-, К+-, Ca2+-активируемой АТФ-азы, Mg2+-зависимой АТФ-азы.
Принцип метода основан на реакции гидролитического расщепления АТФ, которую катализирует
АТФ-аза: АТФ+НОН=АДФ+Н3РО4. Об активности АТФ-азы судили по количеству образовавшегося неорганического фосфора за прошедший промежуток времени.
Результаты и обсуждение
Полученные данные свидетельствуют о выраженных гемодинамических сдвигах у больных
ГЛПС.
Основными жалобами пациентов, касающимися сердечно-сосудистой системы, были одышка, общая слабость, неинтенсивные боли, «перебои» в работе сердца, учащенное сердцебиение.
Заболевание начиналось остро, с быстрым подъемом температуры, тошнотой, иногда рвотой.
При клиническом обследовании выявлены
приглушенность первого тона, расщепление и
раздвоение тонов, систолический шум на верхушке, тахи-, брадикардия, изменения артериального
65
давления в динамике. По данным ЭКГ у 44,6% обследованных в олигоурическом периоде обнаружено отклонение электрической оси сердца вправо (RIII>RII>RI), у 43,6% – перегрузка правых отделов сердца, у 54,3% больных – синусовая брадикардия. Патологические изменения на электрокардиограмме у больных ГЛПС среднетяжелой и
тяжелой форм сохранялись в период восстановленного диуреза и при выписке из стационара.
У 32,4% больных с тяжелым течением в олигоурическом периоде среди различных осложнений
имел место инфекционно-токсический шок с нарушением сердечно-сосудистой деятельности.
У больных ГЛПС легкой формы существенных
изменений со стороны сердечно-сосудистой системы не выявлено. Показатели центральной и
внутрисердечной гемодинамики оставались довольно стабильными и не отличались от таковых в
контрольной группе.
В группе со среднетяжелым течением заболевания максимальное снижение ударного объема
наблюдалось в олигоурическом периоде ГЛПС и
составляло в среднем 50,6±1,1 см3 против
56,7±1,2 см3 (p<0,01) у здоровых лиц. Снижение
УО сопровождалось увеличением ОПС.
В этой же группе наблюдалось уменьшение показателей СИ, что говорит о снижении сократительной функции миокарда. При исследовании
внутрисердечной гемодинамики методом эхокардиографии также выявлены значительные изменения. Фракция выброса в олигоурическом периоде
составила 47±1,8%, что значительно ниже нормы,
КСР составил 3,4±0,17, КДР – 4,55±0,15 см. Площадь продольного сечения в систолу и диастолу
была выше контрольных данных (p<0,01), что указывает на увеличение КСО и КДО правого желудочка одновременно с увеличением его удельной
сократимости.
Анализируя состояние внутрисердечной гемодинамики у больных с тяжелой формой ГЛПС,
можно отметить, что показатели оставались сниженными вплоть до выписки из стационара, то
есть сохранялись различия по сравнению с показателями у здоровых лиц (p<0,05) (табл. 1).
Отмечено значительное уменьшение УО в олигоурическом периоде (36,8±1,8 см3, p<0,05), что
свидетельствует о снижении сократительной
функции миокарда, а к концу стационарного лечения УО составил 42,8±1,6 см3 (p<0,05). Глубокие
изменения обнаружены при изучении степени
укорочения переднезаднего размера левого желудочка в систолу (∆ S ) : в олигоурическом периоде
она составила 20,0±1,6% против 36±1,2% у здоровых. В полиурическом периоде данный показатель
имел тенденцию к повышению, но был на 28%
меньше, чем у здоровых. К концу восстановительного периода, вплоть до конца стационарного лечения оставался низким. Использование метода
двухмерной и допплер-ЭхоКГ, реографии легочной артерии позволило нам выявить развитие
синдрома легочной гипертензии и перегрузки
правых отделов сердца у больных с тяжелой формой ГЛПС.
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВИ
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
66
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВИ
Таблица 1
Эхокардиографические показатели внутрисердечной гемодинамики
у больных с тяжелой формой ГЛПС
Показатели
Период заболевания
Контрольная группа (n=30)
олигоурический
полиурический
восстановл. диуреза
КСР, см
2,8±0,18
3,5±0,16*
3,35±0,15
3,6±0,16*
КДР, см
4,4±0,20
4,4±0,18*
4,60±0,13
4,6±0,16*
КСО, см3
29,6±1,8
50,9±0,4*
45,7±1,3
54,5±1,5*
КДО, см3
87,7±2,2
87,7±2,2*
97,3±2,1
97,3±2,3*
УО, см3
58,1±1,6
36,8±1,8*
51,6±1,9*
42,8±1,6*
66±1,7
41,0±1,6*
53±1,3*
43±1,4*
Тзс ЛЖ, мм
0,9±0,05
0,91±0,05
0,90±0,04
0,91±0,05
Тмжп, мм
0,80±0,04
0,80±0,05
0,80±0,04
0,80±0,05
36±1,2
20,0±1,6*
27±1,3*
21±1,8*
1,11±0,06
0,92±0,07*
0,91±0,05*
0,95±0,04
ФВ,%
∆S,%
Vcf, окр/с
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
П р и м е ч а н и е . Различия достоверны по сравнению с контрольной группой (p<0,05).
Транзиторная дисфункция правого желудочка
диагностирована в олигоурическом периоде у 37%
больных ГЛПС со среднетяжелым и тяжелым течением. В группе больных с тяжелым течением в
олигоурическом периоде реография легочной артерии имела «одногорбую» форму, что указывало
на признаки легочной гипертензии и напряжения
компенсаторно-приспособительных механизмов
гемодинамики. На РГЛА зарегистрировано:
уменьшение реографического и диастолического
индексов, увеличение периода напряжения, укорочение времени изгнания, увеличение продолжительности интервала Q–а, уменьшение времени быстрого и медленного наполнения по сравнению с таковым в контрольной группе (p<0,01).
Следующим этапом наших исследований явилась оценка стабильности мембран, реологических и агрегационных свойств эритроцитов у больных ГЛПС. Определение показателей агрегации
эр. позволило выявить существенные сдвиги реологических свойств клеток красной крови. Как
видно из таблицы 2, при среднетяжелом течении
отмечено повышение минимальной агрегации на
110% и максимальной – на 20% по сравнению с
нормой (p<0,001). Вторая волна агрегации не регистрируется, а коэффициент дезагрегации уменьшается на 55% (p<0,05). Аналогичные изменения
параметров агрегации эр. выявляются и при тяжелом течении ГЛПС. Это дает основание предполагать, что у больных ГЛПС эритроцитарное звено в
системе микроциркуляции обладает определенной лабильностью.
О нарушении микроструктуры и функции эритроцитарных мембран свидетельствовали и данные исследования активности АТФ-аз.
Изучение АТФ-азной активности мембран
эритроцитов проведено у 130 больных ГЛПС с
различной степенью тяжести течения заболева-
ния. Показатели, представленные в таблице 3,
свидетельствуют о том, что активность Na+-, K+активируемой АТФ-азы мембран эр. была снижена во всех исследуемых группах.
У больных со среднетяжелой формой ГЛПС
наблюдалось снижение активности Na+-, K+АТФ-азы, достигающее минимума в олигоурический период (на 17,5% по сравнению с нормой);
в начальный период активность уменьшилась на
12,7%, а в полиурический период – на 11,7% по
сравнению с контролем. В группе больных с тяжелым течением заболевания эти изменения были сходны с показателями при среднетяжелом
течении, однако угнетение энзима было более
выраженным.
Достоверное снижение активности Ca2+-АТФазы обнаруживалось у больных со среднетяжелым
течением ГЛПС с минимумом в олигоурический
период. В группе с тяжелым течением направленность активности Ca2+-АТФ-азы идентична таковой при среднетяжелой форме заболевания, но с
более выраженным угнетением. Выявленные различия статистически достоверны.
Определение активноcти Mg2+-зависимой
АТФ-азы показало угнетение ее в группах больных
со среднетяжелым и тяжелым течением заболевания. В группе больных ГЛПС с легким течением
значение активности Mg2+-АТФ-азы мало отличалось от нормального значения.
Таким образом, определение транспортных
АТФ-аз показало выраженные изменения активности этих мембранных белков в эр. Наибольшие
сдвиги энзиматической активности коснулись
Na+-, K+-активируемой АТФ-азы в олигоурическом периоде при тяжелом течении заболевания.
Нарушение функционирования натрий-калиевого насоса, то есть снижение транспорта ионов натрия и калия через плазматическую мембрану,
35,27±0,1
p>0,2
42,23±0,71
p<0,001
45,19±0,72*
p<0,001
35,18±0,14
6,79±0,6
p>0,2
14,24±0,8
p<0,001
15,56±0,9
p<0,001
6,75±0,10
Легкая (n=20)
Среднетяжелая
(n=51)
Тяжелая (n=39)
Контроль (n=30)
38,4±0,23
80,9±0,04
36,06±0,24
p<0,001
36,72±0,18
p<0,001
6,75±0,1
6,3±0,2
p>0,05
6,7±0,04
p>0,2
–
минимальная
35,18±0,1
35,2±0,07
p>0,5
35,2±0,2
p>0,5
–
максимальная
Агрегация
95,1
рк<0,05
15,03±0,1
Легкое
течение
87,3
рк<0,05
р1<0,05
13,8±0,1
Среднетяж.
течение
Начальный период
85,8
рк<0,001
р1<0,001
р2<0,1
13,6±0,1
Тяжелое
течение
82,5
рк<0,001
13,03±0,1
Среднетяж.
течение
81,2
рк<0,001
р2>0,001
12,8±0,2
Тяжелое
течение
Олигоурический период
Таблица 3
80,9±0,1
79,7±0,9
p>0,5
80,8±0,08
p>0,5
–
Коэффициент
дезагрегации
88,3
рк<0,001
13,9±0,1
Среднетяж.
течение
85
рк<0,001
р2<0,05
13,47±0,1
Тяжелое
течение
Полиурический период
38,4±0,23
31,5±0,81
p<0,001
34,5±0,67
p<0,01
–
Вторая
волна
Таблица 2
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВИ
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
П р и м е ч а н и е . рк – достоверность различий по сравнению с контрольной группой; р1 – достоверность различий по сравнению с группой больных с легким течением заболевания; р2 – достоверность различий по сравнению с группой больных со среднетяжелым течением заболевания.
100
15,8±0,1
Активность, у.е.
Всего, %
Контроль
–
–
–
80,8±0,1
p>0,1
Коэффициент
дезагрегации
Полиурический период
Показатели активности Na+-, K+-АТФ-азы в мембранах эритроцитов у больных ГЛПС
различной степени тяжести в зависимости от периода болезни
Показатель
p
Вторая
волна
37,20±0,1
p>0,05
* Различия достоверны по сравнению с контрольной группой.
максимальная
Агрегация
минимальная
Форма болезни
При поступлении в стационар
Показатели агрегационной способности эр. у больных ГЛПС различной степени тяжести в динамике
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
67
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
68
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ РЕГУЛЯЦИИ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ
может быть связано с развитием дефицита АТФ
в эритроцитах и снижением интенсивности гликолиза. В свою очередь, дефицит АТФ может
приводить к снижению фосфорилирования белков мембран эр., что является одним из важных
проявлений деформационного стресса, и эти
нарушения отражаются на их реологических
свойствах.
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
3.
Выводы
1. Установленные клинико-гемодинамические
изменения у пациентов со среднетяжелым и тяжелым течением ГЛПС коррелируют с нарушенной
агрегационной способностью эритроцитов и активностью транспортных АТФ-аз.
2. У больных с тяжелой формой ГЛПС, несмотря на существенное улучшение показателей
функционального состояния сердца и центральной гемодинамики в полиурический период, полной их нормализации на момент выписки из стационара не происходило.
3. Определение указанных параметров в сочетании с клиническими исследованиями на ранних стадиях заболевания позволяет повысить
качество диагностики и может быть использовано для оценки тяжести течения заболевания
и прогноза.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
Бандурко Л. П. Изменения микроциркуляции при геморрагической лихорадке с почечным синдромом: Автореф.
дис. … канд. мед. наук. – Владивосток, 1980. – 22 с.
Давидович И. М. Тромбоцитарно-сосудистый и эритроцитарный гемостаз при острой почечной недостаточности у
больных ГЛПС: Автореф. дис. … д-ра мед. наук. – Хабаровск, 1996. – 44 с.
Дударев М. В., Пименов Л. Т., Васильев М. Ю. К вопросу о
состоянии сердечно-сосудистой системы у реконвалесцентов геморрагической лихорадки с почечным синдромом // Дальневосточ. мед. журнал. – 2003. – № 3. – С. 98.
Жарский С. Л. Клинические синдромы у перенесших ГЛПС
и их классификация // Там же. – 2003. – № 3. – C. 82.
Жарский С. Л., Жарская И. М. Состояние сердечно-сосудистой системы у перенесших геморрагическую лихорадку с почечным синдромом // Тер. арх. – 1999. – № 11.
– С. 23–26.
Мирсаева Г. Х., Фазлыева Р. М., Камилов Ф. Х. Патогенез
геморрагической лихорадки с почечным синдромом: новые подходы // Сб. материалов выездной конференции
научного общества нефрологов России. – М.–Уфа, 2001.
– С. 95–99.
Сиротин Б. З. Геморрагическая лихорадка с почечным
синдромом. – Хабаровск, 1994. – С. 300.
Bren A. F., Pavlovcic S. K., Kosel S. et al. Аcute renal failure
due to hemorrhic fever with renal syndrome // Ren. Fail.
– 1996. – Vol. 18, № 4. – P. 635–636.
Chen L., Yang W. Abnormalities of T-cells immunoregulation in
HFRS // J. Infect. Dis. – 1990. – Vol. 161, № 5. – P. 1016–1019.
Esche U., Ayoub M., Pfannes S.D. et al. // Int. Immunopharmacol. – 2000. – Vol. 22, № 12. – P. 1093–1102.
Kim Gyong Man, Ryu Choi, Kim Jong Sun, Kim Rak Je. Study
on immunization method of the inactivated vaccine against
hemorrhagic fever with renal syndrome (HFRS) // Дальневосточн. мед. журн. – 2003. – С. 120.
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
Поступила 17.02.2006
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ
РЕГУЛЯЦИИ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ
СИСТЕМЫ
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2006
УДК 616.839-053.5
ПРЕВЕНТИВНЫЙ ПОДХОД К ПРОБЛЕМЕ ВЕГЕТАТИВНЫХ НАРУШЕНИЙ
У ДЕТЕЙ МЛАДШЕГО ШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА
Ф. Г. Ситдиков, М. В. Шайхелисламова, А. А. Ситдикова, Л. Ю. Кузьмина
Татарский государственный гуманитарно-педагогический университет
Представлен сравнительный анализ функционального состояния симпатоадреналовой и сердечно-сосудистой систем и их реакций на локальную изометрическую нагрузку у мальчиков 7 и
8 лет, практически здоровых, в зависимости от исходного тонуса вегетативной нервной системы. На основании вариационной пульсометрии, флуорометрического метода определения
катехоламинов и ДОФА в порционной моче, а также тетраполярной грудной реографии установлено, что у детей с преобладанием симпатических влияний на сердечный ритм
(67,00–56,55% от общего числа обследованных) по сравнению с нормо- и ваготониками отмечается в покое более высокая активность медиаторного звена симпатоадреналовой системы
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ РЕГУЛЯЦИИ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ
69
(норадреналин, норадреналин/адреналин) и снижение ее резервов (дофамин), а также повышенный уровень ударного и минутного объема крови на фоне относительной тахикардии.
У мальчиков-симпатотоников ведущим звеном в механизме срочной адаптации сердечно-сосудистой системы к локальной статической нагрузке являются спастические реакции сосудистого русла, что позволяет выделить данный контингент школьников в группу повышенного риска
в плане формирования вегетативной дистонии с гипертензионным сосудистым синдромом.
К л ю ч е в ы е с л о в а: адаптация, вегетативный гомеостаз, симпатоадреналовая система, гемодинамика, изометрическая нагрузка, младшие школьники.
The comparative analysis of the functional condition of sympathoadrenal and cardiovascular systems
and their reactions to the local isometric exercise for the 7-8-year-old boys, who are practically healthy,
and in relation ship with the initial tone of the vegetative nervous system is given in the article.
By means of variation pulsometer analysis, fluorometric method of estimation of catecholamine and
dioxyphenylalamine in one portion of urine, as well as by means of tetrapolar breast rheography it is
found that children with sympathetic influences on heart rate (67.00%–55.55% out of all the studied) in
comparison with those, who are normal or vagotonic show the higher activity of neuromediator link in
sympathoadrenal system (noradrenaline, noradrenaline/adrenaline) and the loss of its reserves
(dopamine), as well as the increased stroke and minute blood volume on aveioge tachycardia background. With sympathotonic boys it is found that the leadiry link in the mechanism of urgent adaptation
of the cardiovascular system to local static exercise there may be the spastic reactions of bloodstream,
which allows us to distinguish such-like schoolchildren as a high-risk group in terms of appearance of
vegetative dystonia with hypertensire vascular syndrome.
Расстройства вегетативной нервной системы
(ВНС), сопряженные с кардиогемодинамическими, гемостатическими, микроциркуляторными
нарушениями, а также атерогенными сдвигами в
липидном спектре плазмы крови, являются начальной стадией в развитии основных заболеваний системы кровообращения – гипертонии, атеросклероза, ишемической болезни сердца, сосудистой патологии головного мозга [20]. По данным разных авторов, частота встречаемости вегетативных нарушений у детей колеблется от 15
до 90% [11, 22]. Исследования Е. А. Лепарского и
В. К. Таточенко [12] показали, что за период обучения в школе в 16 раз возрастает количество случаев синдрома вегетососудистой дистонии, ведущими в характеристике которого являются расстройства сосудистого тонуса и регуляции кровообращения, тесно связанные с нарушением вегетативных функций [8]. При этом у подавляющего
большинства детей уже в раннем и дошкольном
возрасте обнаруживается так называемая вегетативная лабильность (избыточное функционирование одного из отделов автономной нервной системы), наблюдаемая при отсутствии активных жалоб и способная при неблагоприятном течении
трансформироваться в ту или иную форму сосудистого расстройства ВНС [15].
Вместе с тем абсолютное большинство публикаций по проблеме вегетативных нарушений у детей и подростков касается описания их манифестных форм [21], тогда как несомненно более важное значение в предупреждении хронического заболевания имеет выявление ранних функциональных изменений и пограничных состояний.
Кардиоинтервалография как унифицированный и стандартизованный метод, широко используемый для оценки вегетативного гомеостаза, поз-
воляет регистрировать смещения вегетативного
баланса в сторону преобладания симпато- или парасимпатических влияний в сердечно-сосудистой
системе (ССС) и тем самым прогнозировать состояния организма на грани нормы и патологии
[4]. Более полное представление о тонусе и реактивности ВНС дает определение биологически
активных веществ – симпатопарасимпатических
метаболитов в крови и выделениях человека. Их
количественный состав позволяет судить о нервных и гуморально-гормональных взаимосвязях в
механизме регуляции физиологических функций,
нарушения которых предшествуют патологическим реакциям организма [9]. Известно, что симпатоадреналовая система (САС) играет особую
роль в поддержании гомеостаза и кардиоваскулярных взаимодействий [2]. Дисбаланс автономной нервной системы может быть связан как с гиперфункцией симпатоадреналового аппарата, так
и с повышенной чувствительностью к катехоламинам (КА) α- или β-адренорецепторов сосудов,
которая определяет тонус и реактивность ВНС
[10]. Существенную роль в нейрогуморальной регуляции кровообращения играет норадреналин
(НА), являясь основным гормоном, обеспечивающим постоянный уровень АД [8]. Истощение НА
в симпатических вегетативных волокнах (патологическая десимпатизация) отрицательно влияет
на трофику тканей, а повышенная чувствительность миокарда к КА способствует электрической
нестабильности сердца и возникновению аритмий.
Показано, что учебная деятельность, особенно
в период адаптации к школе, оказывает негативное влияние на детский организм, является провоцирующим фактором, вызывающим сдвиги в
состоянии его нервной и эндокринной систем [6].
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
K e y w o r d s : adaptation, vegetative homeostasis, sympathoadrenal system, hemodynamics, isometric exercise, primary school children.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
70
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ РЕГУЛЯЦИИ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ
При этом статические нагрузки, направленные на
поддержание рабочей позы школьника, преобладают в его повседневной жизни, а двигательная
активность снижена [3]. Своеобразие гемодинамических сдвигов, происходящих в организме при
статических нагрузках и в постизометрическом
периоде [1], выраженная активация САС и быстро
наступающее утомление [16], а также важная роль,
которую они играют в учебной и трудовой деятельности человека, делают их интересным объектом для изучения и позволяют рассматривать как
один из факторов риска при формировании вегетативных дисфункций и сердечно-сосудистой патологии.
Однако исследований, посвященных изучению
функционального состояния САС и ее реакций на
изометрическую нагрузку у младших школьников
с учетом тонуса ВНС, в литературе нами не обнаружено. Интерес представляет сопоставление кардиогемодинамических показателей и уровня экскреции КА, позволяющее расширить знания о патогенезе вегетативных нарушений у детей. Все вышесказанное определило специфику наших исследований, целью которых стало изучение функционального состояния симпатоадреналовой и
сердечно-сосудистой систем и их реакций на дозированную изометрическую нагрузку у школьников 7 и 8 лет с учетом исходного тонуса ВНС.
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
Материал и методы
В исследовании принимали участие мальчики
7 и 8 лет, обучающиеся в средней школе № 143
г. Казани, со средним уровнем физического развития, без хронических заболеваний. Для формирования групп детей по исходному вегетативному
тонусу (ИВТ) были обследованы школьники 1-х и
2-х классов – всего 86 человек. Использовался метод вариационной пульсометрии с применением
автоматизированного кардиопульмонологического комплекса REACARD. По гистограмме сердца вычисляли моду (Мо), амплитуду моды (АМо),
вариационный размах (∆х) и индекс напряжения
(ИН). Физиологическая интерпретация показателей велась согласно концепции Р. М. Баевского
[4] о двухконтурном принципе управления сердечным ритмом. К симпатотоникам относили детей с ИН более 95,0 усл. ед., к нормотоникам –
с ИН от 46,0 до 68,0 усл. ед., к ваготоникам – с ИН
менее 46,00 усл. ед.
О состоянии САС судили по уровню экскреции
адреналина (А), НА, дофамина (ДА) и ДОФА в
порционной моче на основании флуорометрического метода. Моча собиралась до нагрузки и в восстановительном периоде. Отношение НА/А использовали как косвенный показатель соотношения активности медиаторного и гормонального
звеньев САС [9]. Показатели центральной гемодинамики определяли методом тетраполярной грудной реографии тела по Кубичеку в модификации
Ю. Т. Пушкаря [17] на аппарате 2РГ-2М, при одновременной фиксации АД по методу Н. С. Короткова. Определяли следующие параметры: час-
тоту сердечных сокращений (ЧСС), систолическое и диастолическое артериальное давление
(САД, ДАД), среднее гемодинамическое давление
(СГД), рассчитывали ударный и минутный объем
крови (УОК, МОК), сердечный индекс (СИ) и общее периферическое сопротивление сосудов
(ОПСС) по формуле Франка–Пуазейля. Дополнительно по данным ЧСС и АД определяли вегетативный индекс Кердо – ВИК (ВИК=(1–
–ЧСС/ДАД)*100 усл. ед.), положительные значения которого свидетельствуют о преобладании тонуса симпатического отдела ВНС. Пробу с локальной изометрической нагрузкой проводили в положении испытуемого сидя путем сжатия левой рукой ручного динамометра с усилием, равным 50%
от максимального произвольного усилия в течение 1 мин. Параметры центральной гемодинамики
регистрировались до нагрузки и в течение 5 мин
после ее выполнения. Статистическую обработку
полученных результатов проводили с использованием t-критерия Стьюдента на уровне вероятности
р<0,05, р<0,01 и выше.
Результаты и обсуждение
По результатам исследования было установлено, что у мальчиков 7 и 8 лет, обучающихся соответственно в 1-м и 2-м классах, имеет место неустойчивость вегетативной регуляции сердечного
ритма. Анализ гистографических кривых и значений ИН позволил выявить три варианта ИВТ и их
процентное соотношение в каждой возрастной
группе (табл. 1). У большинства мальчиков обнаружено смещение вегетативного баланса в сторону преобладания симпатикотонии – в 67,0 и
56,55% случаев у 7- и 8-летних детей соответственно, при этом состояния эйтонии встречались в
16,5 и 17,5% случаев. Число ваготоников, составившее в 1-м классе 16,5% от общего числа обследованных, увеличилось ко 2-му классу в 1,5 раза
(26,10%) за счет некоторого сокращения числа детей в группе с симпатотоническим вариантом
ИВТ. Независимо от ИВТ практически у всех
мальчиков отмечались положительные значения
ВИК (от 16,50±1,95 до 37,30±1,33 усл. ед.), что согласуется с данными литературы об относительной возрастной симпатикотонии и напряжении
детского организма в процессе адаптации к учебной деятельности [19].
Анализ функционального состояния САС показал, что дети с различными вариантами ИВТ отличаются по уровню экскреции КА и их предшественников как в покое, так и в ответ на дозированную изометрическую нагрузку. Из таблицы 2
видно, что у школьников 7 лет с симпатотоническим вариантом ИВТ отмечается более высокий
уровень экскреции НА – 20,66±1,35 нг/мин, что
на 21,92 и 22,47% больше, чем в состоянии нормои ваготонии (р<0,05), при этом в экскреции А различия практически отсутствуют, за исключением
ваготоников, у которых ее уровень в 1,5 раза выше, чем у остальных (р<0,01). О преобладании медиаторного звена САС над гормональным свиде-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
*
*
*
*
p В/С
*
*
*
*
*
*
p Н/В
П р и м е ч а н и е . Различия достоверны между группами ИВТ (С–симпатотоники, Н–нормотоники, В–ваготоники): ▲ р<0,05, * р<0,01 и выше.
*
*
*
*
▲
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
p С/Н
309,36
±3,13
15,86
±0,40
716,66
±12,28
688,00
±12,49
В
21,18
±0,55
232,00
±3,09
24,87
±0,62
589,25
±8,67
629,00
±10,31
Н
26,00
±0,59
182,12
±2,89
29,65
±0,64
659,53
±10,98
636,00
±9,24
С
30,01
±0,65
7 лет
8 лет
7 лет
8 лет
7 лет
71
тельствуют и более высокие значения отношения
НА/А в группе мальчиков с симпатотоническим
вариантом ИВТ, которое в среднем составляет
2,43, а у нормо- и ваготоников – 1,94 и 1,08 соответственно. На фоне относительно высоких значений НА у мальчиков-симпатотоников 7 лет экскреция ДА у них имеет более низкий уровень –
124,33±4,74 нг/мин, что на 33,07 нг/мин меньше,
чем в состоянии нормо- и ваготонии (р<0,01). Вероятно, высокая потребность в НА у детей с преобладанием симпатических влияний на сердечный ритм не обеспечивается достаточным восполнением его предшественников. Однако уровень
экскреции ДОФА у этих школьников выше (р<0,01
по сравнению с тем же показателем у ваготоников),
что может быть связано с напряженным функционированием САС в данной исследуемой группе.
У мальчиков 8 лет в отличие от 7-летних достоверных различий в экскреции НА в покое между
группами ИВТ нами не обнаружено. О преобладании активности медиаторного звена САС в группе
мальчиков с симпатотоническим вариантом ИВТ
свидетельствует отношение НА/А, которое у них
составляет 3,00, а у нормо- и ваготоников соответственно 2,05 и 2,04. Так же, как и у 7-летних, у этих
детей отмечается снижение экскреции ДА, уровень которого составляет 115,07±3,37 нг/мин, что
достоверно ниже (р<0,05), чем у остальных, и может свидетельствовать о напряжении САС и неэкономном расходовании ее функциональных
резервов.
Тестирующая функциональная проба в виде
изометрической локальной нагрузки показала,
что характер реагирования САС зависит от ИВТ и
возраста испытуемых. Известно, что одновременное повышение экскреции КА и ДОФА может
свидетельствовать о достаточных резервных возможностях системы и создает хорошие предпосылки для устойчивой и длительной работы детского организма [9]. Так, у мальчиков-симпатотоников 7 лет на фоне относительно высоких донагрузочных значений экскреции НА в ответ на статическое усилие происходит его значительный
прирост, который составляет 39,51% по отношению к покою (р<0,05), а выделение ДОФА, образование которого является лимитирующим звеном в биосинтезе КА [14], становится на 1,37%
ниже, то есть адаптивные сдвиги САС носят гиперреактивный характер (медиаторное звено),
при этом сопровождаются снижением резервных
возможностей. У мальчиков в состоянии ваготонии, в отличие от предыдущей группы, статическая нагрузка сопровождается снижением реактивности САС. Несмотря на более низкий фоновый
уровень выделения НА, его значения после нагрузки у этих школьников имеют отрицательную
динамику, уменьшаясь на 15,84% по сравнению с
покоем, при этом экскреция ДА становится на
12,55% ниже (р<0,01). Снижается и выделение А –
с 14,83±0,42 до 11,03±0,46 нг/мин (р<0,05), отмечается лишь компенсаторный прирост ДОФА, который вместе с тем не обеспечивает адекватного
повышения уровня КА. Таким образом, ваготони-
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
26,10
16,50
21,40
±1,01
22,00
±1,10
27,75
±0,90
46,50
±1,33
435,00
±3,04
17,50
16,50
16,50
±1,95
27,00
±1,70
63,37
±1,06
64,73
±1,30
393,00
±4,87
56,55
67,00
24,05
±0,98
37,30
±1,33
107,28
±1,87
131,29
±2,15
221,38
±1,94
8 лет
7 лет
8 лет
7 лет
8 лет
8 лет
7 лет
ВИК, усл. ед.
ИН, усл. ед.
∆х, мс
АМо, %
Мо, мс
ИВТ
Показатели, возраст
Характеристики различных вариантов исходного вегетативного тонуса у 7- и 8-летних мальчиков (М±m)
Соотношение, %
Таблица 1
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ РЕГУЛЯЦИИ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ
5,99
±0,49
С
(n=17)
▲
*
8,49
±0,72
●
●
●
12,66
±0,57
11,66
±0,76
5,41
±0,41
11,03
±0,46
10,16
±0,44
9,82
±0,59
после
17,33
±1,53
20,56
±1,10
18,00
±1,75
▲
▲
16,03
±1,36
16,83
±1,18
20,66
±1,35
до
●●
●●
●
26,74
±1,08
32,16
±2,22
15,58
±1,92
13,49
±1,37
14,80
±1,10
28,82
±1,00
после
НА, нг/мин
*
▲
15,84
±1,67
21,54
±2,10
15,27
±1,04
*
▲
13,94
±1,62
20,34
±1,80
22,17
±1,33
▲
176,58
±10,95
168,60
±8,94
121,99
±6,08
137,53
±5,62
129,50
±6,24
161,25
±8,62
до
▲
●
8 лет
●
●
●●
7 лет
после
16,47
±2,02
22,49
±2,42
15,05
±1,82
15,84
±1,47
19,39
±2,07
21,85
±2,17
после
ДОФА, нг/мин
*
167,14
±9,11
142,47
±7,62
115,07
±3,37
*
*
157,27
±7,34
157,40
±8,22
124,33
±4,74
до
ДА, нг/мин
2,04
2,05
3,00
1,08
1,94
2,43
до
НА/А
П р и м е ч а н и е . Различия достоверны в покое между группами ИВТ: ▲ р<0,05, * р<0,01; до и после нагрузки в отдельно взятой группе: ● р<0,05, ●● р<0,01 и выше.
р B/C
р H/B
р C/H
p до/после
В
(n=16)
p до/после
Н
(n=12)
9,99
±0,65
*
р B/C
p до/после
*
14,83
±0,42
8,66
±0,30
8,49
±0,78
до
А, нг/мин
р H/B
р C/H
p до/после
В
(n=14)
p до/после
Н
(n=12)
p до/после
С
(n=19)
ИВТ
2,11
2,75
2,87
1,22
1,45
2,93
после
Таблица 2
72
Показатели, возраст
Показатели экскреции катехоламинов и ДОФА до и после изометрической нагрузки у мальчиков 7 и 8 лет
с различными вариантами исходного вегетативного тонуса (М±m)
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ РЕГУЛЯЦИИ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ческий вариант ИВТ у школьников 7 лет, характеризующийся преобладанием парасимпатических
влияний в регуляции сердечного ритма, сопровождается относительно низкой активностью
САС в покое и снижением ее резервов после статического усилия, что может быть проявлением
утомления и астенизации детского организма в
период адаптации к учебной деятельности [8].
У мальчиков 8 лет наиболее адекватные реакции САС в ответ на изометрическую нагрузку отмечены нами в группе нормо- и ваготоников, где
происходит одновременное увеличение уровня
экскреции НА на 56,42 и 54,29% соответственно
(р<0,01), ДА и ДОФА – на 18,36 (р<0,01) и 4,41%,
5,64 и 3,97% соответственно, свидетельствующее о
достаточных резервных возможностях и экономизации функций САС. Причем ваготонический
вариант ИВТ у детей 8 лет в отличие от 7-летних
расценивается нами как наиболее сбалансированный вариант регуляции вегетативного гомеостаза,
при котором повышенная вагусная активность в
покое, вероятно, связана с компенсацией инициальной симпатикотонии, то есть наблюдается взаимодополняющее действие адренергических и холинергических систем, что свойственно здоровым
детям и названо состоянием альтернативной компенсации [11]. У мальчиков-симпатотоников на
фоне преобладания активности медиаторного звена САС в покое (НА/А) тестирующая изометрическая нагрузка выявила тенденцию к снижению
экскреции НА (13,44%), незначительный прирост
ДА и отсутствие положительного сдвига в выделении ДОФА.
Параллельно с анализом функциональной активности САС нами оценивались и гемодинамические параметры, позволившие выявить различия в
состоянии ССС в зависимости от ИВТ (табл. 3).
Так, в покое у мальчиков 7 лет, относящихся к
группе с симпатотоническим вариантом ИВТ, показатели УОК и МОК выше, чем в состоянии нормо- и ваготонии, на 4,04 мл и 0,51 л/мин, 16,83 мл
и 2,14 л/мин соответственно (р<0,05 и р<0,01).
Аналогичные различия наблюдаются и в отношении СИ, который у симпатотоников выше и составляет 4,51±0,10 л/мин/м2 (р<0,05 и р<0,01). Отмечается относительное увеличение ЧСС по сравнению с группой нормо- и ваготоников (р<0,01
относительно ваготонии). При этом значения
ДАД, ОПСС и СГД, уровень которых обуслoвливается состоянием периферического сосудистого
русла, достоверно ниже, что может свидетельствовать о физиологической сбалансированности
между периферическим сопротивлением сосудов
и МОК, которые находятся в обратно пропорциональной зависимости [8]. Относительное снижение УОК, МОК и СИ у нормо- и ваготоников, сопровождающееся более высокими значениями
ОПСС, СГД и ДАД, может свидетельствовать о
преобладающей активности сосудистого компонента в регуляции АД.
У мальчиков-симпатотоников к 8 годам сохраняется наметившаяся тенденция в развитии ССС:
значения УОК, МОК и СИ у них выше, чем у ва-
73
го- и нормотоников (р<0,01), и составляют
39,95±1,33 мл, 3,60±0,20 л/мин и 3,49±0,24 л/мин/м2
соответственно, наблюдается увеличение ЧСС
(р<0,01) и понижение ОПСС по сравнению с другими исследуемыми группами, что в целом позволяет говорить о формировании гиперкинетического типа кровообращения у мальчиков с симпатотоническим вариантом ИВТ и согласуется с
данными литературы [5, 21].
Адаптационные механизмы ССС при статических нагрузках в большей степени обеспечиваются
активацией симпатического отдела ВНС [16].
Применение пробы с локальной изометрической
нагрузкой, вызывающей периферическую вазоконстрикцию, позволило оценить уровень компенсаторных реакций ССС у детей в зависимости
от их ИВТ, состояния САС, с учетом особенностей
постизометрических эффектов.
Так, у мальчиков-симпатотоников 7 лет в ответ
на статическое усилие наблюдается преобладание
сосудистой реактивности в обеспечении АД: ДАД
увеличивается с 66,33±1,58 до 74,00±1,24 мм рт. ст.
(р<0,01) и в ходе восстановительного периода не
достигает донагрузочных значений (рис. 1). Возрастают СГД и ОПСС, которые становятся соответственно на 4,53 и 26,65% выше, чем до нагрузки,
при этом возникает снижение УОК и МОК на
17,46 и 25,05% (р<0,01 и р<0,05) соответственно, а
также урежение ЧСС сo 105,10±1,97 до 95,27±1,96
уд/мин (р<0,01). В ходе восстановительного периода показатели гемодинамики не достигают донагрузочных значений (см. рис. 1). Вероятно, повышенная секреция НА, сопровождающая статическое усилие в данной исследуемой группе, вызывает
компенсаторное повышение вагусных влияний на
сердце, выразившееся в ответном появлении брадикардии и уменьшении УОК [8]. Вместе с тем
специфика статических усилий, связанная с поддержанием длительного сокращения небольшой
группы мышц, заключается в непрерывной стимуляции центральных адренорецепторов, что приводит к усилению активности тормозящих бульбоспинальных нейронов [24]. Это ограничивает влияние симпатических стимулов не только на артериолы системного кровообращения [25], но и на
сердце (изменение концентрации КА в коронарных сосудах) [18], что также может привести к
уменьшению механической активности сердца,
ударного выброса. Нельзя исключать также факт
своеобразного «функционального депонирования» крови в неактивных мышцах, а также снижения кровотока в малом круге в результате натуживания, что уменьшает ударный выброс и МОК [23].
Иная картина наблюдается у 7-летних мальчиков с нормотоническим вариантом ИВТ. ДАД и
ОПСС после нагрузки у них снижаются (разница
математически недостоверна), при этом МОК (так
же, как УОК) значительно повышается по отношению к покою (на 25,75%) и в процессе восстановления остается на повышенном рабочем уровне, не возвращаясь к исходному в течение 5 мин
отдыха. Это расценивается как неэкономная, дисрегуляторная реакция гемодинамики [8], свиде-
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ РЕГУЛЯЦИИ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ
90,11
±2,33
C
(n=17)
*
*
79,31
±1,63
●●
●
●●
76,04
±1,86
85,14
±0,91
115,07
±1,62
95,00
±1,87
111,47
±1,78
95,27
±1,96
после
*
*
104,00
±1,51
112,66
±1,12
101,66
±1,20
▲
108,50
±1,47
115,00
±2,01
111,33
±1,26
до
●
●●
●
110,66
±1,46
109,33
±1,09
110,00
±1,33
109,00
±2,69
131,00
±1,90
110,00
±1,33
после
САД,
мм рт. ст.
*
*
61,00
±1,35
66,66
±1,11
66,33
±0,91
*
▲
*
71,00
±1,20
76,00
±1,31
66,33
±1,58
до
●
●●
60,66
±2,43
66,00
±2,63
74,33
±1,37
70,00
±1,63
75,00
±1,01
74,00
±1,24
после
ДАД,
мм рт. ст.
*
▲
79,06
±1,93
85,98
±1,16
81,17
±1,96
*
*
86,75
±1,32
92,38
±1,67
85,25
±1,68
до
●
●
81,66
±1,81
84,19
±1,41
89,31
±1,34
8 лет
86,38
±1,45
98,52
±1,32
89,12
±1,14
7 лет
после
СГД,
мм рт. ст.
*
▲
*
31,33
±2,04
24,92
±1,48
39,95
±1,33
*
*
▲
25,77
±1,09
38,56
±1,56
42,60
±1,04
до
●●
●●
●
●
●●
УОК,
мл
42,81
±1,49
38,33
±1,83
39,80
±1,04
20,03
±1,35
44,69
±1,42
35,17
±1,67
после
*
*
2,48
±0,20
2,05
±0,40
3,60
±0,20
*
*
▲
2,33
±0,29
3,96
±0,16
4,47
±0,10
до
●●
●
●
3,25
±0,45
3,26
±0,51
4,58
±0,34
1,91
±0,30
4,98
±0,87
3,35
±0,52
после
МОК,
л/мин
*
*
2,40
±0,30
1,99
±0,18
3,49
±0,24
*
*
▲
2,35
±0,20
4,00
±0,21
4,51
±0,10
до
●●
●●
●●
●●
2,40
±0,14
3,16
±0,16
4,44
±0,12
1,92
±0,14
5,03
±0,29
3,38
±0,12
после
СИ,
л/мин/м2
до
*
2016,74
±191,34
2757,58
±342,18
1623,77
±84,72
*
▲
2690,36
±229,97
1914,68
±105,20
●
●
1761,85
±74,82
1524,47
±50,50
1755,58
±80,31
1793,34
±67,84
3446,57
±216,20
●●
2025,15
±98,37
после
ОПСС,
дин*с-1*см-5
1598,96
±64,02
П р и м е ч а н и е . Различия достоверны в покое между группами ИВТ: ▲ р<0,05, * р<0,01; до и после нагрузки в отдельно взятой группе: ● р<0,05, ●● р<0,01 и выше.
р B/C
р H/B
р C/H
p до/после
B
(n=16)
p до/после
H
(n=12)
82,25
±1,87
*
р B/C
p до/после
*
90,18
±1,72
102,95
±1,22
105,10
±1,97
до
ЧСС,
уд/мин
р H/B
р C/H
p до/после
В
(n=14)
p до/после
Н
(n=12)
p до/после
С
(n=19)
ИВТ
Таблица 3
74
Показатели, возраст
Показатели гемодинамики до и после изометрической нагрузки у мальчиков 7 и 8 лет
с различными вариантами исходного вегетативного тонуса (М±m)
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ РЕГУЛЯЦИИ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
75
Рис. 1. Изменение гемодинамических параметров (% к покою) в процессе восстановления после дозированной изометрической нагрузки у мальчиков 7 лет в зависимости от
исходного вегетативного тонуса.
Рис. 2. Изменение гемодинамических параметров (% к покою) в процессе восстановления после дозированной изометрической нагрузки у мальчиков 8 лет в зависимости от
исходного вегетативного тонуса.
тельствующая о значительном кислородном долге
организма после статического усилия и несовершенных механизмах его компенсации.
Не менее показательна реакция гемодинамики
в группе мальчиков-ваготоников, где после статического усилия наблюдается снижение УОК и
МОК на 22,27 и 18,02% соответственно, а также
прогрессирующее уменьшение МОК на протяжении 5 мин восстановительного периода на фоне
компенсаторного возрастания ОПСС и небольшого увеличения ЧСС. Такая реакция считается
безусловно неблагоприятной [8], свидетельствует
о ранних признаках утомления в ССС, снижении
выносливости мальчиков к локальным статическим напряжениям, что наблюдается при уменьшении экскреции А, НА и недостаточной мобилизации резервов САС (см. табл. 2).
У школьников 8 лет, обучающихся во 2-м классе, наблюдается совершенствование механизмов
адаптации ССС и САС к статическим нагрузкам,
что наиболее четко прослеживается у детей с нормо- и ваготоническим вариантами ИВТ. Так, в ответ на изометрическую нагрузку у мальчиков данных исследуемых групп ДАД не изменяется или
несколько снижается, наблюдается уменьшение
ОПСС в пределах от 24,41 до 36,34% (р<0,05) и по-
вышение САД (р<0,05 для ваготоников). Происходит увеличение МОК (преимущественно за счет
УОК): у нормотоников – на 59,02%, у ваготоников – на 31,04%, который в восстановительном
периоде продолжает увеличиваться, возвращаясь
на 5-й минуте к исходному уровню (рис. 2). Подобные изменения МОК могут свидетельствовать
о вторичной гиперфункции сердца, связанной с
нормализацией кровотока в больших венах и малом круге кровообращения после изометрического усилия (феномен Линдгарда). Выявление данного феномена у более старших школьников может быть связано с повышением их выносливости
к статическим нагрузкам и способности длительно поддерживать волевое усилие [1], чего мы не
наблюдали у 7-летних мальчиков, у которых имели место реакции утомления и недовосстановление гемодинамических показателей.
У мальчиков 8 лет с симпатотоническим вариантом ИВТ в отличие от нормо- и ваготоников после тестирующей нагрузки наблюдается увеличение ДАД и ОПСС на 12,06% (р<0,05) и 10,44% соответственно, а также прирост САД (р<0,01) при
постоянных значениях УОК и возрастании МОК
(за счет ЧСС). В восстановительном периоде
МОК изменяется волнообразно, уменьшаясь к 3-й
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ РЕГУЛЯЦИИ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
76
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ РЕГУЛЯЦИИ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ
и увеличиваясь к 5-й мин, при этом ОПСС остается на повышенном уровне. То есть имеет место
дискоординация между увеличением МОК и пропускной способностью прекапилляров, о чем свидетельствуют и относительно высокие цифры СГД
(р<0,01). Следовательно, локальная статическая
работа у мальчиков-симпатотоников 8 лет происходит за счет существенной нагрузки на артериальное русло. Усиление спастического состояния
периферических сосудов, наблюдаемое в группе
симпатотоников при снижении экскреции НА
(см. табл. 2), возникает, вероятно, вследствие возрастания чувствительности α-адренорецепторов
артериол к прессорному влиянию последнего, что,
как правило, имеет место при длительном напряжении САС [13] и может являться предпосылкой к
запуску патогенетического механизма, свойственного для развития сосудистого гипертензионного
синдрома [7].
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
Заключение
Проведенное исследование показало, что подавляющему большинству школьников 7 и 8 лет
(83,50 и 82,65%) свойственна неустойчивость нейрогуморальной регуляции сердечно-сосудистых
функций, проявляющаяся в преобладании симпато- или парасимпатических влияний на сердечный ритм и сопровождающаяся существенными
сдвигами в функциональном состоянии САС.
Констатируя несовершенство механизмов
срочной адаптации младших школьников к локальной статической нагрузке, особо выделяются
мальчики-ваготоники 7 лет, обучающиеся в 1-м
классе, у которых на фоне усиления парасимпатических влияний на сердечный ритм наблюдается
снижение реактивности САС и развитие реакций
утомления в сердечно-сосудистой системе, в отличие от группы 8-летних, где ваготония носит компенсаторный характер.
У детей с симпатотоническим вариантом ИВТ
в отличие от нормо- и ваготоников ведущим звеном в механизме срочной адаптации к локальным
статическим нагрузкам являются спастические реакции сосудистого русла, что патогенетически может быть связано с гиперреактивностью медиаторного звена САС и повышенной чувствительностью
α-адренорецепторов сосудов к НА. Это является
фактором риска развития вегетативной дистонии с
гипертензионным сосудистым синдромом.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
Алферова Т. В. Возрастные особенности адаптации сердечно-сосудистой системы к локальной мышечной деятельности: Автореф. дис. … д-ра биол. наук. – Челябинск,
1990. – 42 с.
Андреев С. В., Кобкова И. Д. Роль катехоламинов в здоровом и больном организме. – М., 1970. – С. 157–181.
23.
24.
25.
Антропова М. В. Реакция основных физиологических систем организма детей 6–12 лет в процессе адаптации к
учебной нагрузке // Физиология человека. – 1988. – Т. 9,
№1. – С. 18–24.
Баевский Р. М. Прогнозирование состояний на грани
нормы и патологии. – М., 1979. – 295 с.
Дембо А. П., Земцовский Э. В. Новое в исследовании системы кровообращения спортсменов // Теория и практика
физической культуры. – 1986. – № 11. – С. 42–45.
Држевецкая И. А. Эндокринная система растущего организма. – М., 1987. – 206 с.
Зутлер А. С., Усольцев А. Н., Тихомирова Л. М. Роль катехоламинов в регуляции гемодинамики у здоровых подростков и с ювенильной гипертонией // Актуальные аспекты биохимических и цитохимических исследований в гигиене детей и подростков. – М., 1983. – С. 26–36.
Калюжная Р. А. Физиология и патология сердечно-сосудистой системы детей и подростков. – М.: Медицина,
1973. – 327 с.
Кассиль Г .Н. Значение катехоламинов для оценки тонуса и реактивности симпатоадреналовой системы в норме
и патологии // Цепные нейрогормональные реакции
и симпатоадреналовая система. – Л.: Наука, 1968. –
С. 108–115.
Курочкин А. А. Особенности нейроциркуляторной дистонии у детей и подростков: Автореф. дис. … д-ра мед. наук.
– М., 2000. – 46 с.
Кушнир С. М. О механизме нарушения вегетативной регуляции у детей, больных нейроциркуляторной астенией //
Вестник аритмол. – 2000. – № 18. – С. 40–41.
Лепарский Е. А., Таточенко В. К. Межведомственный подход в профилактике хронических заболеваний у детей //
Педиатрия. – 1989. – № 12. – С. 5–9.
Манухин Б. Н. Физиология адренорецепторов. – Л.: Наука, 1968. – С. 200–208.
Матлина Э. Ш., Меньшиков В. В. Клиническая биохимия
катехоламинов. – М.: Медицина. – 1967. – С. 48–59.
Осокина Г. Г. Характеристика адаптивных реакций здоровых детей при различных функциональных состояниях
организма: Дисс. … канд. мед. наук. – М., 1986. – 260 с.
Плотников В. П., Иванова Г. Е., Поляев Б. А., Чоговадзе А. В.
Влияние изометрических мышечных напряжений на реакцию сердечно-сосудистой системы здоровых и больных нейроциркуляторной дистонией // Физиология человека. – 2002. – Т. 28, № 4. – С. 94–97.
Пушкарь Ю. Т., Большаков В. М., Елизарова Н. А. Определение сердечного выброса методом тетраполярной грудной
реографии // Кардиология. – 1977. – № 10. – С. 85–87.
Робсон Р. Н., Флук Д. Г. Влияние изометрической нагрузки
на содержание катехоламинов в коронарном кровотоке //
Реферат. журн. «Биология». – 1978. – № 4. – С. 34–39.
Сафронов В. В., Кузмичев Ю. Г., Суворова Л. В. Внутригрупповая изменчивость показателей сердечно-сосудистой системы школьников // Вопр. охр. материн. и дет.
– 1991. – № 7. – С. 36–42.
Спивак Е. М. Синдром вегетативной дистонии в раннем и
дошкольном детском возрасте. – Ярославль, 2003. – 118 с.
Шарапов А. Н. Нейроэндокринная регуляция вегетативных дисфункций и вегетативных дистоний в детском возрасте // Физиол. разв. ребенка. – М.: Образование от А
до Я, 2000. – С. 127–142.
Шварков С. Б. Особенности вегетативной дисфункции у
детей // Заболевания вегетативной нервной системы.
– М., 1991. – С. 508–548.
Astrond J., Ekblom B., Messin R. Intraarterial blood pressure
during exercise with different muscle groups // J. Appl.
Physiol. – 1965. – Vol. 20. – P. 253–254.
Tarasi R. C. Response to antihypertensive treatment. – Dallas,
1983. – 265 p.
Zwieten P. A. Inhibitors of the converteny enzyme. – Stuttgart,
New York, 1984. – 225 p.
Поступила 24.03.2006
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
77
МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ
И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
© Л. В. САЗЫКИНА, С. Л. НЕВЕРОВ, 2006
УДК 616.839-053.5
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ RS232_DRIVER КАК СРЕДСТВО РЕГИСТРАЦИИ
ГЕМОДИНАМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ
Л. В. Сазыкина, С. Л. Неверов
Научный центр сердечно-сосудистой хирургии им. А. Н. Бакулева (дир. – академик РАМН Л. А. Бокерия)
РАМН, Москва
Мониторный контроль позволяет определять такие показатели сердечно-сосудистой системы, как: минутный объем крови, артериальное давление (систолическое, диастолическое,
среднее), легочное артериальное давление (систолическое, диастолическое, среднее), центральное венозное давление, частота сердечных сокращений. Эти показатели необходимы для
оценки состояния сердечно-сосудистой системы. Прикроватный монитор хранит показатели
гемодинамики в виде таблиц и трендов, усредненных за 1 мин. Программное обеспечение
RS232_Driver позволяет регистрировать показатели сердечно-сосудистой системы с прикроватного монитора на компьютере с частотой 1 раз в секунду.
К л ю ч е в ы е с л о в а: прикроватный монитор, сердечно-сосудистая система, регистрация, гемодинамические параметры, программное обеспечение.
The monitor control makes able to determine cardiac vascular system parameters such as: cardiac output, arterial blood pressure (systolic, diastolic, mean), pulmonary arterial pressure (systolic, diastolic,
mean), central venous pressure, heart rate. These parameters are necessary for cardiac vascular condition estimating. Bedside monitor stores the average by 1 minute hemodynamic parameters in trends
and tables view. The software RS232_Driver 1 time per second makes able to transmit, visualize and
store from bedside monitor to personal computer the cardiac vascular parameters.
Параметрами для оценки функции сердечнососудистой системы являются: давление в артериальном, легочном артериальном, венозном, легочном венозном резервуарах, частота сердечных сокращений, а также оценка минутного объема крови. Обычно вышеперечисленные показатели в интенсивной терапии контролируются при помощи
прикроватного монитора [3]. Для информационной инфраструктуры ЛПУ в НЦССХ им. А. Н. Бакулева РАМН лабораторией математического моделирования и мониторинга разработано программное обеспечение (ПО) Monitor, позволяющее сохранять на жестком диске компьютера показатели гемодинамики, регистрируемые с прикроватного монитора [1, 6]. Задачей разработки
явилось создание ПО, осуществляющего непрерывную запись графиков кривых ЭКГ, АД, ЛАД,
ЦВД и соответствующих числовых значений с
прикроватного монитора на компьютер через порт
RS232. Основные отличия разработанного ПО от
существующих аналогов:
1. Использование порта RS232, имеющегося на
большинстве компьютеров и у многих прикроватных мониторов, дает возможность не использовать дополнительные компьютерные микросхем-
ные платы (сетевые карты, платы аналого-цифрового преобразования и т. п.).
2. Регистрируемые гемодинамические параметры хранятся на жестком диске компьютера в виде
таблицы MS Excel.
3. Возможность просматривать записанные
графики кривых и соответствующих гемодинамических параметров с привязкой ко времени и дате.
Monitor разработан на языке СИ для операционной системы MSDOS на основе демонстрационной программы, поставляемой вместе с мониторами Hewlett Packard (HP) [4]. Тестирование
программы проводилось в течение 24 ч во время
работающего демонстрационного режима на прикроватном мониторе. Выявлен ряд недостатков.
Главным недостатком является невозможность
стабильно, без сбоев работать от 8 ч до нескольких
суток [4, 5]. Кроме того, программа не позволяет
выбрать частоту сохранения регистрируемых параметров, а также изменить масштаб графиков.
Эти недостатки привели к необходимости создания нового программного обеспечения, стабильно
работающего в операционных системах MS Windows 98/2000/XP и имеющих удобный графический интерфейс.
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
K e y w o r d s : bedside monitor, cardiac vascular system, registration, hemodynamic parameters, software.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
78
МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
Рис. 1. Таблица MS Excel: гемодинамические параметры пациентки Р., 63 лет (№ И.Б. 1629.06). Диагноз: атеросклероз
аневризмы проксимального отдела брюшной аорты. ИБС, стенокардия. Операция: протезирование проксимального отдела брюшной аорты. Этап операции: канюлирование артерии.
Рис. 2. Программа RS232_Driver: параметры пациентки Н. (№ И.Б. 0028.06). Этап операции: после интубации.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
Для разработки программного обеспечения регистрации гемодинамических параметров была
выбрана среда программирования LabView 6.1 [7],
обладающая большим и удобным набором стандартных компонентов для визуализации графиков
и числовых значений. Кроме того, LabView 6.1 обладает большим количеством стандартных драйверов для работы с различными компьютерными
портами, к которым могут подключаться внешние
устройства. Драйвер обмена данными между прикроватным монитором и компьютером создан с
использованием документации, поставляемой
вместе с прикроватными мониторами Hewlett
Packard (Philips) [8].
Результаты
Разработанное программное обеспечение
RS232_Driver осуществляет визуализацию на экране дисплея и хранение на жестком диске компьютера регистрируемых с прикроватного монитора гемодинамических показателей сердечно-сосудистой системы. Период записи можно задавать. Минимальный период, заданный по умолчанию, – 1 секунда. Нижеприведенные показатели
регистрируются с привязкой ко времени и дате:
– артериальное давление (АД);
– артериальное давление систолическое (АДС);
– артериальное давление диастолическое (АДД);
– легочное артериальное давление (ЛАД);
– легочное артериальное давление систолическое (ЛАДС);
– легочное артериальное давление диастолическое (ЛАДД);
– центральное венозное давление (ЦВД);
– частота сердечных сокращений (ЧСС);
– минутный объем крови (МОК) (термодилюция) [2].
Программа получает через порт RS232 прикроватного монитора графики кривых ЭКГ, АД, ЛАД,
ЦВД, а также числовые значения вышеперечисленных параметров. При необходимости могут
регистрироваться и другие показатели, например
сатурация (SpO2), температура (T), частота дыхательных движений (RESP). Полученные данные
визуализируются на экране компьютера и записываются в файлы, создаваемые каждые 30 мин регистрации. Числовые значения хранятся в виде таблицы MS Excel (рис. 1). Единицы измерения: АД,
ЦВД, АДС, АДД, ЛАДС, ЛАДД, ЛАД – мм рт. ст.;
МОК – л/мин; ЧСС – уд/мин.
Вид работающей программы представлен на
рисунке 2. В этой программе имеется возможность ввода фамилии пациента, номера истории
болезни, показателей роста, веса, а также возможность ввести в ходе лечения дополнительные записи, такие, как этап операции. Есть возможность выбора порта RS232 (COM-порта) компьютера. Слева от графиков давлений расположены
кнопки установки масштабов. Перед началом регистрации необходимо установить масштабы в
соответствии со значениями масштабов в прикроватном мониторе.
На рисунке 3 представлены значения АД, записанные прикроватным монитором и программой
RS232_Driver, пациентки Ш., № И.Б. 1440.05, возраст 44 года, рост 168 см, вес 72 кг. Операция – протезирование брюшного отдела аорты, этап операции – пережатие аорты. Квадратными метками указаны значения давлений, сохраняемые прикроватным монитором 1 раз в минуту. Другими метками
указаны значения давлений, записанные программой RS232_Driver с частотой 1 раз в секунду. Монитор сохраняет средние за минуту значения мониторируемых параметров. Метод усреднения не известен.
На рисунке 4 представлены тренды и линии регрессии АД пациентки Ш., № И.Б. 1440.05, возраст
44 года, рост 168 см, вес 72 кг. Операция – протезирование брюшного отдела аорты, этап операции –
пережатие аорты. Красные квадратные метки –
значения АД, записанные прикроватным монитором, по которым построена красная линия регрессии. Другие метки получены путем усреднения за
1 мин значений АД, записанных программой
RS232_Driver. По этим меткам построена линия
регрессии синего цвета. Как видно из рисунка, линии регрессии практически совпадают.
Тестирование программного обеспечения
RS232_Driver проводилось в течение 10 суток во
время работающего демонстрационного режима
на прикроватном мониторе. Также программное
обеспечение использовалось при ведении больных во время операций на магистральных сосудах.
Во время тестирования программы зависаний и
сбоев не наблюдалось.
Выводы
1. Разработанное программное обеспечение
осуществляет передачу с прикроватного монитора
через порт RS232, визуализирует на дисплее и сохраняет на жестком диске компьютера графики и
числовые значения гемодинамических параметров сердечно-сосудистой системы.
2. Использование LabView в качестве среды
программирования дает возможность программному обеспечению RS232_Driver работать без сбоев и зависаний в операционных средах Windows
98/2000/XP.
3. Программное обеспечение имеет удобный
графический интерфейс, позволяющий изменять
масштабы графиков и управлять периодом записи
числовых значений в процессе регистрации.
4. Запись гемодинамических показателей с частотой 1 раз в секунду дает возможность более детального анализа терапевтического воздействия,
чем хранение показателей, усредненных за 1 мин,
как это реализовано в прикроватных мониторах.
5. Регистрируемые программой RS232_Driver
параметры АД, АДС, АДД, ЛАД, ЛАДС, ЛАДД,
ЦВД, ЧСС, МОК могут использоваться для оценки показателей сердечно-сосудистой системы,
входящих в технологию Миррор [2], таких, как:
коэффициент левого желудочка, коэффициент
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
Материал и методы
79
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
80
МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
АД, мм рт. ст.
Время, час:мин:сек
АД (RS232_Driver)
АД (монитор)
Рис. 3. Тренд изменения АД при пережатии аорты. Пациентка Ш., № И.Б. 1440.05, возраст 44 года, рост 168 см, вес 72 кг.
Операция: протезирование брюшного отдела аорты. Красным цветом отмечены значения АД, записанные прикроватным
монитором, синим цветом – значения АД, записанные с прикроватного монитора программой RS232_Driver. Частота сохранения гемодинамических показателей прикроватного монитора – 1 раз в минуту, программы RS232_Driver – 1 раз
в секунду.
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
АД, мм рт. ст.
Время, час:мин
Рис. 4. Тренд изменения АД при пережатии аорты. Пациентка Ш., № И.Б. 1440.05, возраст 44 года, рост 168 см, вес
72 кг. Операция: протезирование брюшного отдела аорты. Красным цветом отмечены значения АД, записанные прикроватным монитором, по которым построена красная линия регрессии, синим цветом – значения, записанные с прикроватного монитора программой RS232_Driver, усредненные за 1 мин, по которым построена синяя линия регрессии значений АД.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
4.
5.
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
3.
Бокерия Л. А., Лищук В. А., Газизова Д. Ш. и др. Информационная инфраструктура: НЦССХ им. А. Н. Бакулева
РАМН // Матер. 7-й Ежегодной сессии НЦССХ им.
А. Н. Бакулева РАМН с Всероссийской конференцией
молодых ученых: Тезисы и докл. – М., 2003. – С. 143.
Бураковский В. И., Бокерия Л. А., Газизова Д. Ш. и др. Компьютерная технология интенсивного лечения: контроль,
анализ, диагностика, лечение, обучение. – М., 1995. – 85 с.
Лищук В. А., Газизова Д. Ш. Система клинико-физиологических показателей кровообращения // Клин. физиол.
кровообр. – 2004. – № 1. – С. 28.
6.
7.
8.
Неверов С. Л. Программа для хранения, представления и
обработки показателей гемодинамики // 9-й Всероссийский съезд сердечно-сосудистых хирургов: Тезисы и докл.
– М., 2003. – С. 307.
Неверов С. Л. Разработка программного модуля регистрации и анализа гемодинамических параметров сердечнососудистой системы, получаемых через порт RS232 с кардиомониторов пациента // 10-й Всероссийский съезд
сердечно-сосудистых хирургов: Тезисы и докл. – М.,
2004. – С. 257.
Сазыкина Л. В., Газизова Д. Ш., Данилевич А. И. и др. Состояние мониторного контроля сердечно-сосудистой системы // 9-й Всероссийский съезд сердечно-сосудистых
хирургов: Тезисы и докл. – М., 2003. – С. 305.
Тревис Дж. LabVIEW для всех / Пер. с англ. – М.: ДМК
Пресс; ПриборКомплект, 2004. – 544 с.
HP Component Monitoring System RS232 Computer
Inteface Programming Guide HP Part No. M1046-9320E.
Поступила 21.02.2006
КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ, № 1, 2006
правого желудочка, эластичность артерий, эластичность вен, общее периферическое сопротивление, общее легочное сопротивление, эластичность
легочных артерий, эластичность легочных вен [3].
81
Документ
Категория
Журналы и газеты
Просмотров
294
Размер файла
1 948 Кб
Теги
клинические, кровообращения, физиология, 2006
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа