Введение к работе
Актуальность проблемы. Заболевания сердечно–сосудистой системы занимают лидирующие позиции среди причин инвалидизации и смертности в детском возрасте (Школьникова М.А. и др. 2008; Andrews R.E. 2008; Hzu D.T. 2009; Gilboa S.M. et al., 2010). Развивающиеся часто осложнения, такие как сердечная недостаточность, тромбоэмболический синдром и нарушения ритма сердца (НРС), усугубляют течение основного заболевания, зачастую являясь непосредственной причиной неблагоприятного исхода. Несмотря на наличие большого количества медикаментозных препаратов, применяемая в настоящее время медикаментозная терапия не всегда является эффективной. Поэтому необходимость более глубокого изучения патогенеза сердечно-сосудистых заболеваний, выявления факторов риска развития осложнений, дифференцированного подхода к назначению терапии не вызывает сомнений.
Согласно современным данным, в патогенезе хронической сердечной недостаточности (ХСН) важное значение имеет гиперактивация циркулирующих и локальных (тканевых) нейрогормональных систем - симпато-адреналовой (САС) и ренин-ангиотензин-альдостероновой (РААС), которая в начальных стадиях заболевания носит компенсаторный характер и обеспечивает насосную функцию сердца путем повышения частоты сердечных сокращений (ЧСС), поддерживает артериальное давление (АД) в условиях сниженного сердечного выброса за счет констрикции артериол, и способствует венозному возврату за счет веноконстрикции (Гомазков 1997, Мареев В.Ю. 2000; Buchhorn R. 2001; Carey R.M. 2003). Однако, при длительной гиперактивации, в сердце происходят ряд изменений, которые получили название ремоделирование, и проявляются гипертрофией стенок, дилатацией полостей, гибелью кардиомиоцитов (фиброз и аппоптоз)(Мареев В.Ю. 1995; Скворцов А.А.1995; Кремнева Л.В. 2003; Spinale F.G. 2007). Развитие дисфункции, апоптоза и некроза кардиомиоцитов происходит вследствие перегрузки их кальцием и угнетения функции митохондрий, что опосредуется через 1и 2 рецепторы сердца. Увеличение ЧСС вследствие длительной активации САС отрицательно влияет на соотношение между потребностью миокарда в кислороде и его доставкой, что может провоцировать ишемию миокарда в пораженном сердце независимо от состояния коронарного русла. С другой стороны, САС является важным фактором активации РААС (СкворцовА.А. 2001; Buchhorn R. 2001).
При прогрессировании патологического процесса «запущенный» механизм гиперактивации нейрогормонов становится необратимым и сопровождается развитием клинических симптомов ХСН по одному или обоим кругам кровообращения (Мареев В. Ю. 1999). Многочисленные исследования, выполненные в основном у взрослых больных, показали, что избыточная активность РААС приводит не только к задержке натрия и воды в организме, но и к изменениям непосредственно органов-мишеней - сердца, почек, мозга и периферических сосудов (Matsushima H, 2002; Lip GY, Tse HF.2007; Yamamoto E. et al.2007; Metra M. 2008).
Известно, что большую роль в физиологии и патологии миокарда играют ионы Са2+. Они принимают непосредсвенное участие в регуляции клеточного метаболизма и сократимости, а так же опосредовано, через семейство Са2+-связывающих белков, регулируют функцию сократительного аппарата клеток и скорость ряда метаболических процессов. Дисбаланс катехоламинов и повышенная активность РААС, которые имеют место у больных кардиомиопатиями, могут приводить к повреждению плазматической клеточной мембраны и нарушению кальциевого гомеостаза (Yano M., Yamamoto T.2008). В свою очередь, нарушения кальциевого гомеостаза способствуют развитию диастолической дисфункции миокарда (Капелько, 2010). Однако, несмотря на многочисленные исследования, механизмы нарушения кальциевого гомеостаза при заболеваниях сердца у детей окончательно не установлены.
Особое значение в последние годы придается поиску генетических маркеров сердечно-сосудистых заболеваний, так называемых кандидатных генов. Несмотря на то, что большинством авторов признается влияние РАС (в частности активности АПФ) на развитие гипертрофии миокарда, остается недостаточно ясным значение полиморфизмов генов РАС в патогенезе гипертрофической (ГКМП), дилатационной (ДКМП) кардиомиопатий, а так же их влияние на характер течения заболеваний (Begley D.,2001., Беленков Ю.Н.2010; Esteban Orenes-Pinero2012).
Имеющиеся в литературе данные по исследованию РААС касаются в основном взрослых пациентов с острым инфарктом миокарда, ишемической болезнью сердца, гипертонической болезнью (Danser A.H. 1997; Roig E.2000; Дударева А. В. 2010). Состояние РААС у детей с кардиомиопатиями остается практически мало изученным. В литературе имеются лишь единичные работы, посвященные полиморфизму генов РААС у подростков из группы риска по гипертонической болезни (Образцова Г.И., 2009) и об использовании иАПФ у детей (Shigai T. 1998; Бершова Т.В. 2003; Hsu D.T. 2009).
Одним из патогенетических методов современного лечения заболеваний сердца, осложненных ХСН, является модулирование активности нейрогормональных системы путем применения ингибиторов ангиотензинпревращающего фермента (иАПФ) (Cohn J.N. 1991; Owan T.E. 2006; Савина Н.М 2010) и -адреноблокаторов (Waagstein F.1993; CIBIS Inverstigators and Committees 1995; Shaddy R.E. 2007). Эффективность длительного применения этих групп препаратов у детей изучена недостаточно. Не разработаны дифференцированные подходы к их применению. В связи с этим вопрос медикаментозной терапии больных с кардиомиопатиями становится чрезвычайно актуальным и требует дальнейшего изучения.
Все перечисленное свидетельствует о том, что исследование активности РААС, полиморфизмов генов, кодирующих ее функциональную активность, и кальциевого гомеостаза у детей с кардиомиопатиями и врожденными пороками сердца (ВПС) будет способствовать выявлению групп риска детей, угрожаемых по тяжелому течению заболеваний и оптимизации медикаментозной терапии.
Цель исследования: установить особенности изменений ренин-ангиотензин-альдостероновой системы при формировании хронической сердечной недостаточности у детей с дилатационной кардиомиопатией, гипертрофической кардиомиопатией и врожденными пороками сердца; оптимизировать диагностику и разработать алгоритм ведения больных на разных стадиях недостаточности кровообращения.
Задачи исследования:
-
Определить особенности состояния ренин-ангиотензиновой системы и содержание альдостерона у больных с кардиомиопатиями и врожденными пороками сердца.
-
Изучить полиморфизмы генов ренин-ангиотензин-альдостероновой системы у пациентов с кардиомиопатиями и определить их возможное влияние на течение заболевания.
-
Выявить зависимость состояния ренин-ангиотензиновой системы от полиморфизма генов, кодирующих ее функциональную активность, и оценить ее влияние на патогенетические механизмы развития заболеваний сердца у детей.
-
Исследовать содержание внутриклеточного кальция у детей с вышеуказанной патологией, учитывая важное значение этого иона в механизмах функционирования кардиомиоцитов и формирования хронической сердечной недостаточности.
-
Оценить влияние ренин-ангиотензиновой системы на состояние центральной гемодинамики у детей с заболеваниями сердца и сердечной недостаточностью.
-
Установить влияние комплексной терапии, применяющейся при лечении хронической сердечной недостаточности, на показатели активности ренин-ангиотензиновой системы у детей с сердечной недостаточностью, развившейся на фоне дилатационной кардиомиопатии и разработать, на этом основании, дифференцированные подходы к назначению ингибиторов АПФ, антагонистов рецепторов ангиотензина II.
Научная новизна
Впервые проведено комплексное исследование активности ренин-ангиотензин-альдостероновой системы, полиморфизмов генов, кодирующих ее функциональную активность и содержания внутриклеточного кальция ([Ca2+]i) у детей с заболеваниями сердца и хронической сердечной недостаточностью. Проведен анализ патогенетических параллелей между изменениями активности ренин-ангиотензин-альдостероновой системы, полиморфизмов генов, кодирующих ее активность, нарушениями кальциевого гомеостаза и нозологической формой заболевания, тяжестью сердечной недостаточности, морфофункциональными параметрами сердца.
Выявлено, что у детей с дилатационной кардиомиопатией и врожденными пороками сердца изменения активности ренин-ангиотензин-альдостероновой системы усугубляются по мере нарастания тяжести недостаточности кровообращения (НК). При тяжелом, прогрессирующем течении дилатационной кардиомиопатии наиболее выраженными оказались изменения в содержании альдостерона. На основании сопоставления особенностей течения заболевания и данных инструментального обследования показано, что отсутствие тенденции к нормализации этого показателя на фоне комплексной терапии может рассматриваться как предиктор неблагоприяного исхода заболевания.
Установлено, что применение комплексной терапии, включающей ингибиторы ангиотензинпревращающего фермента и -адреноблокаторы приводило к клиническому улучшению у 73,3% больных с дилатационной кардиомиопатией. При этом, наряду с улучшением клинических и функциональных показателей, наблюдалось снижение активности ангиотензинпревращающего фермнта, содержания альдостерона в крови, содержания свободного цитоплазматического Са2+ в тромбоцитах периферической крови, а также повышение активности ренина плазмы крови (по механизму обратной связи). В дальнейшем благоприятное течение заболевания наблюдалось у 50% детей. У остальных пациентов, к сожалению, отмечалось рецидивирующее течение болезни.
На основании исследования полиморфизмов генов РААС у детей с гипертрофической кардиомиопатией выявлена зависимость толщины межжелудочковой перегородки от М235Т полиморфизма гена ангиотензиногена и I\D полиморфизма гена ангиотензинпревращающего фермента, что указывает на их роль в патогенезе заболевания. Определены группы риска детей по тяжелому течению гипертрофической кардиомиопатии.
Практическая значимость.
В результате проведенных исследований установлено, что у детей с кардиомиопатиями имеет место изменение активности ренин-ангиотензин-альдостероновой системы и генов, кодирующих экспрессию отдельных компонентов этой системы. Выявленные изменения зависят от нозологической формы заболевания и тяжести недостаточности кровообращения. Установлено, что нарушения в этой системе объективно отражают состояние гемодинамики больного, имеют тенденцию к нормализации в результате адекватной терапии и поэтому играют важную роль при определении тактики лечения таких больных и прогноза заболевания.
Проведенные исследования могут служить основанием для включения ингибиторов ангиотензинпревращающего фермента и -адреноблокаторов в комплекс лечения детей с кардиомиопатиями.
Учитывая возможный эффект "ускользания" при длительном лечении ингибиторами ангиотензинпревращающего фермента, может быть рекомендовано динамическое определение активности ангиотензинпревращающего фермента на фоне терапии с целью раннего выявления резистентных пациентов и своевременной смены препаратов.
Динамическое исследование активности альдостерона будет способствовать выявлению больных с дилатационной кардиомиопатией, угрожаемых по неблагоприяному исходу заболевания.
Определение полиморфизмов генов ренин-ангиотензиновой системы с использованием ДНК-биочипов может использоваться в специализированных отделениях, как дополнительный критерий оценки тяжести заболевания и определения отдаленного прогноза у больных с дилатационной и гипертрофической кардиомиопатиями.
Внедрение результатов работы в практику
Разработанные нами критерии прогноза и оценки эффективности лечения кардиомиопатий у детей внедрены в кардиологическом отделении НИИ педиатрии и отделении восстановительного лечения детей с болезнями сердечно-сосудистой системы НИИ профилактической педиатрии и восстановительного лечения ФГБУ «НЦЗД» РАМН. Их целесообразно использовать в диагностических центрах, в детских поликлиниках и стационарах, специализированных кардиологических отделениях, а также в других лечебных учреждениях, занимающихся диагностикой, лечением и профилактикой сердечно сосудистых заболеваний у детей и подростков.
Апробация диссертации
Основные положения диссертации обсуждены на научно-практической конференции педиатров России «Фармакотерапия и фармакогенетика в педиатрии Москва, 2000; второй международной научной конференции «Лечение гипертрофической кардиомиопатии», Москва, 2001, заседании кардиологической секции общества детских врачей (Москва, 2002); на всероссийском Конгрессе «Детская кардиология 2002», Москва; на второй научной конференции с международным участием, посвященной 80-летию со дня рождения профессора Михаила Григорьевича Колпакова «Эндокринная регуляция физиологических функций в норме и патологии»(2002г, Новосибирск); на ХIII съезде педиатров России, Москва (2009); на XIV конгрессе педиатров России с международным участием «Актуальные проблемы педиатрии», Москва 2010г; на XVII съезде педиатров России с международным участием "Актуальные проблемы педиатрии", Москва, 2013год.
Публикации
Всего по теме диссертации опубликовано 27 работ. Из них 11 публикаций в изданиях, рекомендуемых Высшей Аттестационной комиссией министерства образования и науки Российской Федерации для публикации результатов докторских диссертаций.
Структура диссертации. Работа изложена на 214 страницах текста и состоит из введения, обзора литературы, описания материала, объема и методов исследования, 4 глав собственных исследований, выводов, практических рекомендаций и указателя литературы, включающего 94 отечественных источника и 206 зарубежных источника. Диссертация иллюстрирована 29 таблицами и 22 рисунками.
Работа выполнена в кардиологическом отделении (зав. отделением проф. Е.Н. Басаргина) и лаборатории клеточных и молекулярных технологий (зав. – д.м.н., проф. В.Г Пинелис.) ФГБУ «Научный центр здоровья детей» РАМН (директор – академик РАН, академик РАМН, профессор А.А.Баранов).
Специальные исследования проводились в лаборатории клеточных и молекулярных технологий (руководитель – д.м.н., профессор В.Г.Пинелис), в отделениях ультразвуковой диагностики (руководитель – д.м.н., профессор И.В. Дворяковский), функциональной диагностики (руководитель – к.м.н. Т.Е. Сорокина), рентгеновской диагностики (руководитель – д.м.н. Е.Н. Цыгина) ФГБУ «Научный центр здоровья детей» РАМН.
В соответствии с поставленными задачами в кардиологическом отделении нами проанализированы результаты обследования, лечения и катамнестического наблюдения 138 больных в возрасте от 2-х месяцев до 16 лет, поступивших в клинику с 1999 по 2011г.г. с диагнозами дилатационная кардиомипатия, гипертрофическая кардиомиопатия или врожденный порок сердца (ВПС). На основании данных клинического и инструментального обследования, с учетом результатов катамнестического наблюдения пациенты были распределены в соответствии с нозологическими формами заболевания (табл. 1):
1) больные с дилатационной кардиомиопатией – 60;
2) пациенты с гипертрофической кардиомиотатией – 48;
3) больные с врожденными пороками сердца - 30.
Таблица 1
Характеристика изученных форм патологии сердца у детей
Возраст г.
Me (25-75 перц,
min; max)
Референтную группу составили 20 детей (10 девочек и 10 мальчиков) без признаков поражения середечно-сосудистой системы. Полиморфизмы в структуре генов ренин-ангиотензиновой системы исследованы также в популяции из 150 человек (дети в возрасте 10-15 лет).
Возраст детей на момент первой госпитализации колебался от 1,5 месяцев до 16 лет.
Диагностика заболеваний была основана на анамнестических данных, результатах клинического осмотра и инструментальных методах, из которых применялись ЭКГ, ХМ ЭКГ с анализом вариабельности сердечного ритма, ЭхоКГ с допплерографией и рентгенологическое исследование грудной клетки. Тяжесть ХСН оценивалась в соответствии с классификацией Н.Д. Стражеско и В.Х.Василенко.
Регистрацию ЭКГ проводили в 12 общепринятых отведениях на 6-ти канальных электрокардиографах «Мингофон-7» и «Megacart» фирмы Simens (ФРГ). Длительную регистрацию ЭКГ (холтеровское мониторирование) осуществляли с помощью мониторов «Medilog MA-14», «Medilog Optima F4» фирмы «Oxford». Мониторирование ЭКГ проводили в естественных для больного условиях без ограничения физической активности ребенка. Обязательным условием мониторирования являлось ведение дневника пациента с точным указанием активности в течение суток, в том числе времени сна и бодрствования, и субъективных ощущений больного. Использовали модифицированные отведения V1 и V5. Анализ регистрации осуществлялся автоматически с использованием специального программного обеспечения. Обязательно проводился визуальный контроль событий регистрации и выбраковка артефактов.
Оценивали ЧСС за сутки и в периоды дневного и ночного сна, характер, частоту и циркадные колебания НРС. Для оценки прогностической значимости желудочковой аритмии (ЖА) при органическом поражении сердца использовали классификацию, разработанную B.Lown и M.Wolf (1971) в модификации W.J. McKenna с соавт. (1981) в соответствии с которой выделяли ЖА I градации – редкие желудочковые экстрасистолы (ЖЭ) (менее 30/час), II – частые ЖЭ (более 30/час), IIIА – политопные ЖЭ, IIIВ - монотонные парные ЖЭ, IV – полиморфные парные ЖЭ, V – желудочковая тахикардия (более 3QRS). ЖА высоких градаций (III-V) рассматривали как жизнеугрожающие.
На рентгенограммах тщательному анализу подвергались положение и форма сердца, состояние остальных органов грудной клетки, их взаимоотношение с сердечной тенью, состояние малого круга кровообращения.
ЭхоКГ-исследование проводили с использованием ультразвуковых диагностических приборов «Sequoia 512» Acuson (США), «Aloka Prosound SSD - 5500 SV» (Япония). Исследования выполняли в стандартных условиях: не ранее, чем через 1,5-2,0 часа после приема пищи, при комфортной температуре, после 20 минутного отдыха, то есть в состоянии, близком к основному обмену.
Ультразвуковое исследование осуществляли в режимах «М» и «В» (одно-и двухмерное сканирование) с использованием допплер-ЭхоКГ. Во время обследования дети находились лежа на спине с несколько приподнятым головным концом. При оценке данных ЭхоКГ у детей по уравнениям регрессии вычисляли должные показатели, с помощью которых фактические показатели выражали в процентах от должных (Иванов А.П., 1988).
В соответствии с поставленными задачами у всех детей проводилось определение активности ренина плазмы крови (АРПК), активности АПФ (в сыворотке крови), содержания альдостерона с помощью коммерческих иммуноферментных наборов. Концентрацию свободного цитоплазматического кальция [Са2+]i в тромбоцитах периферической крови определяли с помощью флуоресцентного зонда Fura-2 на спектрофлуориметре SPEX (США). Расчет концентрации Са2+ в тромбоцитах проводили по методу, описанному Grynkiewicz et al(1991).
У больных с ДКМП и ГКМП были также исследованы полиморфизмы в структуре генов РАС: полиморфизм G83A гена ренина (REN), полиморфизм M235T гена ангиотензиногена (AГT), полиморфизм I/D гена ангиотензин-превращающего фермента (AПФ), полиморфизм A1166C гена рецептора ангиотензина II 1-го типа (AГ-R1), полиморфизм A3123C гена рецептора ангиотензина II 2-го типа (AГ-R2), полиморфизм T58C гена брадикинина и полиморфизм С677Т гена метилентетрагидрофолатредуктазы (MTHFR). В работе использовали образцы ДНК, выделенные из периферической крови. Методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) и рестрикционного анализа был исследован I/D полиморфизм гена АПФ. Полиморфизмы других генов изучались методом гибридизации на олигонуклеотидном ДНК-биочипе, разработанном в ИМБ «РАН» им. В.А. Энгельгардта.
Лечение больных с недостаточностью кровообращения было симптоптоматическим, направленным на уменьшение выраженности симптомов недостаточности кровообращения, и включало мочегонные, иАПФ, сердечные гликозиды и у ряда больных БАБ. Всем больным лечение БАБ было начато на фоне предшествующего длительного приема иАПФ, дигоксина и диуретиков при стабильном клиническом состоянии.
Оценку проводимой терапии у пациентов проводили по динамике клинических проявлений заболевания, контрольных исследований ЭКГ, ЭхоКГ, ХМ ЭКГ, а так же по изменению активности ренина, АПФ, альдостерона.
Математическая обработка данных проводилась с использованием статистических пакетов «Prizma-4, Genetic Power Calculator и InStat 3».
