Значение показателей индуцированного окисления крови в патогенезе развития осложнений при реваскуляризации миокарда

Введение

Болезни системы кровообращения, с наблюдаемой неуклонной тенденцией к росту числа случаев, остаются ведущей причиной смертности в развитых странах [1]. В Российской Федерации около трети всех смертей среди лиц в возрасте старше 35 лет приходится на ишемическую болезнь сердца (ИБС) [2].

В основе патогенеза ИБС, как состояния несоответствия потребности миокарда в кислороде и достаточности кровоснабжения, лежит атеросклеротическое поражение коронарных артерий. Атерогенез, как типовой патологический процесс, тесно связан с явлением окислительного стресса –– дисбаланса между высвобождением активных форм кислорода (АФК) и активностью нейтрализующих их механизмов антиоксидантной защиты [3]. Несмотря на возможности консервативной терапии, в ряде случае реваскуляризация миокарда является безальтернативным методом лечения больных ИБС, способным улучшить как прогноз, так и качество жизни пациентов. Хирургическое лечение ИБС неизбежно сопровождается реперфузионным повреждением, воспалительным ответом и интенсификацией выработки АФК, в совокупности обусловливающими развитие послеоперационных осложнений [4, 5].

Адекватная оценка окислительного статуса макроорганизма является сложной задачей ввиду невозможности прямой количественной оценки активных частиц in vivo из-за их нестабильности, наличия множества взаимосвязей между компонентами систем, отвечающих за гомеостаз, и их динамических изменений, соответственно в большинстве исследований, затрагивающих проблематику окислительного стресса, оценка оксидативного баланса осуществляется косвенными методами [6].

Исследование параметров индуцированного окисления крови не позволяет количественно оценить содержание окислителей или антиоксидантов, однако отражает взаимодействие большого числа факторов, влияющих на свободно-радикальное окисление в динамике, что, как представляется, позволяет «смоделировать окислительный стресс» и тем самым приблизиться к условиям in vivo.

Таким образом, исследование показателей индуцированного окисления крови, и их взаимосвязи с клиническими, лабораторными параметрами, а также методикой реваскуляризации представляется перспективной задачей, решение которой способно персонифицировать подход к ведению больных ИБС и прогнозированию возможных осложнений после реваскуляризации.

Материалы и методы

Группа наблюдения представлена 89 больными стабильной ишемической болезнью сердца, в т. ч. 64 больных с наличием инфаркта миокарда в анамнезе (группа ПИКС), группа контроля –– 24 здоровыми добровольцами, сопоставимыми по возрасту и полу с группой контроля. Коронарное шунтирование было проведено 64 пациентам, показания к реваскуляризации определялись в соответствии с актуальными клиническими рекомендациями. Все пациенты в группе наблюдения получали базисную прогноз-модифицирующую консервативную терапию ИБС. Оценивались анамнестические данные, факторы риска сердечно-сосудистых заболеваний (артериальная гипертензия, сахарный диабет, курение, избыточная масса тела), лабораторные (общий и биохимический анализы крови) и инструментальные параметры (показатели эхокардиоскопии, суточного мониторирования электрокардиограммы, коронарографии). Оценка когнитивного статуса проводилась при помощи опросника MMSE (Mini-Mental Status Examination).

Оценка показателей индуцированного окисления крови (ИОК) проводилась на биологическом кислородном мониторе YSI 5300 (Yellow Springs Instrument Co., Inc., США). Свободнорадикальное окисление компонентов крови индуцировалось водорастворимым индуктором AAPH (2,2’-азобис (2-амидино-пропан) дигидрохлорид). Оценка показателей ИОК осуществлялась при поступлении (В1), через 10 дней после операции (В2), и через 6 месяцев (В3). Экспериментально было установлено, что процесс поглощения кислорода происходит нелинейно.

По наклону кривой концентрации кислорода в пробе определяли:

1. Скорость окисления крови (V_ox), 10^-8 моль/л·с
2. Время периода инициации (T), мин
3. Инициальную скорость окисления крови (V_init), 10^-8 моль/л·с
4. Максимальную скорость окисления крови (V_max), 10^-8 моль/л·с
5. Конечную скорость окисления крови (V_term), 10^-8 моль/л·с
6. Коэффициент окислительной активности (КA), %

Статистическая обработка данных проводилась при помощи пакета прикладных программ STATISTICA 10.0 (StatSoft Inc., США). Проверка нормальности распределения количественных признаков осуществлялась с использованием критерия Колмогорова-Смирнова с поправкой Лиллифорта. Проверка однородности по качественным признакам проводилась на основании анализа таблиц сопряжённостей. Выполнялась проверка равенства генеральных дисперсий с помощью критериев Фишера и Кокрейна.

Ввиду ненормального распределения исследованных количественных признаков производилось вычисление медиан и интерквартильных интервалов. Интерквартильный размах указывался в виде 25 и 75 процентилей. Приводимые данные имеют представление Me (25,0%; 75,0%).

Для сравнения двух независимых групп по одному признаку применяли критерии Манна-Уитни, χ², точный критерий Фишера, зависимые группы сравнивались с использованием критерия Вилкоксона. Для однофакторного сравнения трёх и более независимых групп использовались метод ANOVA (analysis of variances) по Краскелу-Уоллису, медианный критерий и критерий χ². Непараметрический дисперсионный анализ трёх и более зависимых групп осуществлялся с применением ANOVA Фридмана.

Для изучения взаимосвязи двух признаков использовался корреляционный анализ по Спирмену. Исследование вида зависимости признака от одного или нескольких других признаков проводилось на основании логистического регрессионного анализа.

Результаты и их обсуждение

В сравнительном аспекте пациенты с ИБС продемонстрировали более высокие (р <0,05), чем здоровые добровольцы, значения показателей индуцированного окисления крови (V_ox, V_init, V_max) и коэффициента окислительной активности (К_А), более короткий (p <0,05) период инициации (Т) (табл. 1), что свидетельствует об интенсификации процессов свободно-радикального окисления в данной группе больных.

Установлено, что больные с ИБС демонстрируют более высокие показатели значений маркеров, ассоциированных с повышенной выработкой АФК, в том числе и в отсутствие обструктивного поражения [7, 8].

Всего было зарегистрировано 6 случаев наступления летального исхода. Статистически значимых различий в показателях ИОК в общей группе (n=89) в зависимости от летального исхода получено не было, однако в группе больных с инфарктом миокарда в анамнезе (ПИКС) (n=64) скорость окисления крови V_ox у умерших пациентов была статистически значимо выше (2,3 (2,3; 2,5) и 1,9 (1,7; 2,3) соответственно, р=0,04).

Коронарное шунтирование c использованием аппарата искусственного кровообращения (On-pump) выполнено 31 пациенту, на работающем сердце (Off-pump) –– 33 больным. В сравнительном аспекте в послеоперационном периоде не наблюдалось статистически значимых различий в значениях показателей ИОК между пациентами, вмешательство которым проводилось на работающем сердце и в условиях искусственного кровообращения. У пациентов, хирургическое вмешательство которым было выполнено в условиях ИК, спустя 6 месяцев наблюдалось увеличение времени Т и уменьшение значений V_max (p <0,05). В группе Off-pump спустя 10 суток после операции (В2) наблюдалось уменьшение времени Т, повышение V_init, V_max и К_А (p <0,05). Через 6 месяцев (В3) указанные показатели были сопоставимы с таковыми до операции (В1) (табл. 2), таким образом был сделан вывод о том, что изменения показателей, характеризующих оксидативный статус, при проведении реваскуляризации носят транзиторный характер и не зависят от выбранной методики коронарного шунтирования.

Неизбежными последствиями коронарного шунтирования являются системный воспалительный ответ и тесно с ним связанный окислительный стресс [9], которые, как правило, носят транзиторный характер [10]. Одним из механизмов, ответственных за повышенную выработку АФК после реваскуляризации, является феномен ишемии-реперфузии, когда восстановление кровотока способно даже усугубить миокардиальное повреждение [11].

Нарушения ритма сердца (фибрилляция предсердий, желудочковая и наджелудочковая экстрасистолия) в раннем послеоперационном периоде были зарегистрированы у 45 пациентов. Результаты логистического регрессионного анализа продемонстрировали статистически значимое (p=0,0001) влияние скорости окисления крови (V_ox) на развитие нарушений ритма сердца. Также было зарегистрировано статистически значимое (р=0,013) влияние конечной скорости окисления крови (V_term) на развитие наджелудочковой экстрасистолии при проведении реваскуляризации на работающем сердце.

Фибрилляция предсердий (ФП), будучи одним из самых распространённых в популяции нарушений ритма сердца, является наиболее часто встречающимся ранним послеоперационным осложнением после коронарного шунтирования [12]. Установлено, что интенсификация выработки АФК после реваскуляризации вносит дополнительный вклад в аритмогенез за счёт клеточной перегрузки кальцием, вследствие активации рианодинового рецептора-2 (RYR-2) и опосредованного влияния на пролиферацию фибробластов с последующим структурным ремоделированием ткани предсердий [13-15].

Оценка когнитивного статуса осуществлялась при помощи опросника MMSE. Всего было зарегистрировано 3 случая развития послеоперационной когнитивной дисфункции, причём только в группе больных с высокими значениями V_ox (>2,29×10^-8 моль/л·с, р=0,035). Результаты логистического регрессионного анализа позволили установить значимое влияние значение V_ox на развитие послеоперационной когнитивной дисфункции (р=0,004).

Окислительный стресс, развивающийся в рамках ишемии-реперфузии, обладает нейродегенеративным эффектом, угнетая митохондриальное дыхание и тем самым способствуя накоплению свободных радикалов в ткани головного мозга, чрезвычайно чувствительного к пагубному воздействию за счёт слабой эндогенной антиоксидантной защиты [16, 17].

Заключение

Ишемическая болезнь сердца сопровождается значимыми изменениями оксидативного статуса со смещением баланса в сторону активации процессов свободнорадикального окисления, демонстрирующих интенсификацию при проведении реваскуляризации миокарда, что в ряде случаев способствует развитию таких осложнений, как нарушения ритма сердца и когнитивная дисфункция. Предоперационный мониторинг показателей, характеризующих оксидативный статус, позволяет выделить группу риска развития неблагоприятных событий в процессе лечения больных ИБС.