Динамика показателей поглощения кислорода крови у больных ишемической болезнью сердца после операции реваскуляризации миокарда

Клинические проявления ишемической болезни сердца в определенной степени зависят от происходящих в организме метаболических процессов, в которых, наряду с различными биологически активными веществами, системой иммунитета, принимают участие сосудистый эндотелий и форменные элементы крови, находящиеся в тесной взаимосвязи с нарушениями липидного обмена [1]. Нарушение гомеостаза непосредственно влияет на клетки миокарда. Реперфузия миокарда, развивающаяся после каждого эпизода транзиторной ишемии, сопровождается значительной активацией свободнорадикальных процессов.

При стенокардии активация перекисных процессов обусловлена частыми ангинозными приступами, вызывающими гиперкатехолами-немию, стимулирующую липолиз. В результате увеличивается содержание свободных жирных кислот, являющихся доступным субстратом для окисления [4]. При реперфузии миокарда они легко окисляются активными формами кислорода с образованием гидропероксидов жирных кислот. Из-за появления в гидрофобном слое мембран гидрофильных каналов, образованных гидропероксидами жирных кислот, в клетки могут проникать вода, ионы натрия, кальция, что приводит к набуханию органелл, клеток и последующему их разрушению [7].

Процесс перекисного окисления липидов (ПОЛ) может остановиться при взаимодействии радикалов друг с другом, антиоксидантами или антиоксидантными ферментами. Скорость окисления тем меньше, чем больше концентрация антиоксидантов [3]. Напротив, избыточные свободные радикалы вызывают окислительное повреждение мембран, белков и генов клеток [12]. Окислительное повреждение, или окислительный стресс, считают основным фактором хронического патологического ремоделирования стенок артерий [10], постепенно приводящим к уменьшению их просвета.

При прогрессировании клинической симптоматики, неэффективности лекарственной терапии показано проведение операции реваскуляризации миокарда, которая может проводиться на работающем сердце, при поддержке искусственного кровообращения (ИК), а также в условиях параллельного ИК. В настоящее время лабораторные показатели, отражающие кинетику поглощения кислорода кровью у больных ИБС, изучены недостаточно, что определяет актуальность их исследования при проведении хирургической реваскуляризации миокарда.

Целью данного исследования стало изучение динамики показателей поглощения кислорода у больных ишемической болезнью сердца при проведении операции реваскуляризации миокарда.

Материалы и методы

Обследованы 80 больных ИБС, перенесших операцию аортокоронарного шунтирования и/или маммарокоронарного шунтирования в условиях стандартного, параллельного ИК и на работающем сердце в кардиохирургическом отделении ГБУЗ ЯО «Областная клиническая больница» в период с февраля 2012 по сентябрь 2013 года. Все пациенты были разделены на три группы: группа I – 8 (100%) мужчин с острым коронарным синдромом (ОКС), средний возраст 57,7±4,6 лет; группа II – 61 (76,3%) больных с постинфарктным кардиосклерозом (ПИКС), средний возраст 58,8±8,7 лет, в том числе – 52 (65,0%) мужчины и 9 (11,3%) женщин; группа III – 11 (13,7%) больных со стенокардией напряжения (СН), средний возраст 58,8±8,9 лет, из них – 7 (8,7%) мужчин и 4 (5,0%) женщины. Больные обследовались при поступлении в клинику, при выписке из стационара и через шесть месяцев после оперативного вмешательства. Группа контроля в количестве 24 относительно здоровых доноров была обследована однократно.

Проведено открытое проспективное исследование. Критериями включения в исследование были: возраст больных от 35 до 75 лет, наличие симптомов ИБС, наличие атеросклероза коронарных артерий, подтверждённое результатами коронароангиографии. К критериям исключения были отнесены: наличие острого инфекционного заболевания, онкологической патологии, терминальной органной недостаточности, беременности; злоупотребление алкоголем. Конечными точками исследования являлись общая летальность, смертность от сердечно-сосудистых причин, развитие острого коронарного синдрома.

Проанализированы данные анамнеза, инструментального исследования (ЭКГ, эхокардиоско-пия, суточное мониторирование ЭКГ, дуплексное сканирование брахиоцефальных сосудов, сосудов нижних конечностей, коронаро-ангиография), анализа периферической крови, выполнявшегося на гематологическом анализаторе МЕК-6400 («Nihon Kohden», Япония), биохимических тестов, проводившихся на биохимическом анализаторе ChemWell, («Awareness Technology Inc.», США) и поглощения кисло- рода венозной крови с использованием биологического кислородного монитора YSI 5300А («YSI Incorporated», США).

Показатели поглощения кислорода определялись полярографически с помощью зонда Кларка, состоящего из платинового катода и серебряного анода, погружённых в раствор хлорида калия (КCl) [11, 13]. Напряжение сети вызывало поляризацию катода, что приводило к диффузии молекул кислорода из исследуемого раствора (плазмы) в проводящий раствор КCl сквозь тефлоновую мембрану, закреплённую на зонде. На катоде кислород восстанавливался до воды, возникал диффузионный ток, величина которого линейно зависела от концентрации кислорода в пробе.

Для моделирования окислительного стресса в исследуемую плазму вносили водорастворимый индуктор AAPH (2,2-азобис (2-амидино-пропан) дигидрохлорид) в фосфатном буфере, рН=7,4, в соотношении 1:5. ААРН мог поддерживать образование свободных радикалов в течение нескольких суток при неизменной скорости. Пробы помещались в биологический кислородный монитор и инкубировались при температуре 37°С, соответствующей физиологической, в течение 40 минут при постоянном перемешивании на магнитной мешалке. При такой температуре индуктор распадался на молекулярный азот и два алкоксильных углеродных радикала, реагировавших с кислородом пробы с формированием пероксильных радикалов.

Присутствовавшие в крови антиоксиданты взаимодействовали с радикалами, преобразуя активные радикалы в малоактивные. После истощения антиоксидантов свободные радикалы начинали взаимодействовать с липидами крови, генерируя из алкоксильных радикалов гидроксиды, а из пероксильных – гидропероксиды [14]. Регистрировалось уменьшение количества растворённого в плазме кислорода (в %). По наклону кривой концентрации кислорода определялась скорость окисления крови (Rox); процент поглощения кислорода за 1 минуту (С₁); с 20 по 30 минуту (С₃₀); с 30 по 40 минуту (С₄₀); и время полупоглощения кислорода в образце (Т_1/2) [8].

Статистическая обработка данных проводилась с помощью программы «Statistica 10.0» (StatSoft, Inc). Осуществлялась проверка нормальности распределения количественных признаков. Производилось вычисление медиан и интерквартильных интервалов (Me (25%; 75%)). Для сравнения двух независимых групп по одному признаку применяли критерий Манна-Уитни. Критическое значение уровня статистической значимости принималось равным 5%.

Результаты и обсуждение

Сравнительное изучение показателей поглощения кислорода крови у больных ИБС позволило обнаружить статистически значимые различия между группами наблюдения и контроля. При поступлении в стационар у больных группы I выявлено повышение уровня поглощения кислорода крови на 30 минуте (6,4 (5,7; 6,9)>5,75 (4,9; 6,5); р<0,05) и 40 минуте (6,3 (5,4; 6,6)>5,75 (4,9; 6,5); р<0,05) с одновременным снижением периода полупоглощения кислорода крови (78,2 (74,7; 90,1)<87,8 (76,4; 101,0); р<0,05) в сравнении с аналогичными показателями группы контроля (таблица 1).

Через 6 месяцев после операции наблюдалось статистически значимое снижение поглощения кислорода на 40 минуте в сравнении с аналогичным показателем при поступлении в клинику (5,36 (4,7; 6,1)<6,3 (5,4; 6,6); р=0,039), причём скорость окисления крови стала практически равна таковой в группе контроля, что, по-видимому, было обусловлено восстановлением адекватной оксигенации миокарда в результате хирургического вмешательства и систематического применения гиполипиде-мических препаратов, которые нормализуют активное поглощение клетками полиненасы-щенных жирных кислот и уменьшают содержание общего холестерина, триглицеридов и липопротеидов низкой плотности в плазме крови [6].

В группе II обнаружено статистически значимое повышение поглощения кислорода крови на 30 минуте в сравнении с группой контроля при поступлении в стационар (6,1 (5,4; 7,0)>5,75 (4,9; 6,5); р<0,05), при выписке (6,04 (5,3; 6,9)>5,75 (4,9; 6,5); р<0,05) и через 6 месяцев после операции (6,04 (5,4; 7,2)>5,75 (4,9; 6,5); р<0,05). Полученные результаты дают основания полагать, что в данной группе, несмотря на проведённое оперативное вмешательство и применение медикаментозной терапии, в течение периода наблюдения отмечалось незначительное снижение напряжённости реакций окислительного стресса (таблица 2).

В группе III при поступлении и выписке из стационара не обнаружено статистически значимых различий с группой контроля. Через 6 месяцев после выписки выявлено увеличение показателей поглощения кислорода крови на 30 минуте (6,65 (5,6; 7,1)>5,75 (4,9; 6,5); р<0,05) и 40 минуте

Таблица 1

Динамика показателей поглощения кислорода крови у больных с острым коронарным синдромом

Показатель	Контроль	I. При поступлении	II. При выписке	III. Через 6 мес.	P
					I – II	I – III	II – III
Скорость окисления крови (Rox), ммоль/л·с	1,90 (1,7; 2,2)	2,1 (1,9; 2,2)	2,0 (2,0; 2,0)	1,88 (1,5; 2,1)	0,86	0,59	0,23
Поглощение кислорода крови за 1 мин. (С1), %	0,57 (0,5; 0,7)	0,64 (0,6; 0,7)	0,56 (0,5; 0,7)	0,57 (0,5; 0,6)	0,49	0,51	0,61
Поглощение кислорода крови на 30 минуте (С30), %	5,75 (4,9; 6,5)	6,4* (5,7; 6,9)	5,7 (4,9; 7,2)	5,92 (4,5; 6,7)	0,46	0,056	0,64
Поглощение кислорода крови на 40 минуте (С40), %	5,70 (4,9; 6,5)	6,3* (5,4; 6,6)	5,43 (4,7; 7,0)	5,36 (4,7; 6,1)	0,43	0,039	0,57
Период полупоглощения кислорода крови (Т1/2), мин	87,8 (76,4; 101,0)	78,2* (74,7; 90,1)	90,4 (70,4; 104,6)	89,1 (78,2; 110,0)	0,34	0,067	0,61

Примечание: * – p<0,05 в сравнении с группой контроля

Таблица 2

Динамика показателей поглощения кислорода крови у больных с постинфарктным кардиосклерозом

Показатель	Контроль	I. При поступлении	II. При выписке	III. Через 6 мес.	P
					I – II	I – III	II – III
Скорость окисления крови (Rох), ммоль/л·с	1,90 (1,7; 2,2)	1,95 (1,8; 2,3)	2,0 (2,0; 2,0)	1,97 (1,8; 2,3)	0,63	0,95	0,58
Поглощение кислорода крови за 1 мин.(С1), %	0,57 (0,5; 0,7)	0,59 (0,5; 0,7)	0,59 (0,5; 0,7)	0,59 (0,5; 0,7)	0,92	0,93	0,92
Поглощение кислорода крови на 30 минуте (С30), %	5,75 (4,9; 6,5)	6,1* (5,4; 7,0)	6,04* (5,3; 6,9)	6,04* (5,4; 7,2)	0,91	0,84	0,81
Поглощение кислорода крови на 40 минуте (С40), %	5,70 (4,9; 6,5)	5,72 (5,1; 6,7)	5,82 (5,1; 6,7)	5,88 (5,3; 6,9)	0,87	0,71	0,68
Период полупоглощения кислорода крови (Т1/2), мин	87,8 (76,4; 101,0)	85,5 (73,0; 95,2)	84,7 (73,5; 92,6)	84,7 (72,5; 94,3)	0,89	0,95	0,72

Примечание: * – p<0,05 в сравнении с группой контроля

(6,41 (5,8; 7,3)>5,7 (4,9; 6,5); р<0,05), а также уменьшение периода полупоглощения кислорода крови (78,9 (67,6; 92,6)<87,8 (76,4; 101,0); р<0,05) в сравнении с группой контроля (таблица

3). Более высокая интенсивность окислительных процессов в данной группе может быть связана с увеличением содержания триглицеридов и липопротеидов очень низкой плотности.

Таблица 3

Динамика показателей поглощения кислорода крови у больных с хронической ИБС

Показатель	Контроль	I. При поступлении	II. При выписке	III. Через 6 мес.	P
					I – II	I – III	II – III
Скорость окисления крови (Rox), ммоль/л·с	1,90 (1,7; 2,2)	1,9 (1,73; 2,2)	2,0 (2,0; 2,0)	2,12 (1,8; 2,5)	0,64	0,52	0,75
Поглощение кислорода крови за 1 мин.(С1), %	0,57 (0,5; 0,7)	0,57 (0,52; 0,66)	0,59 (0,5; 0,7)	0,64 (0,5; 0,7)	0,93	0,46	0,47
Поглощение кислорода крови на 30 минуте (С30), %	5,75 (4,9; 6,5)	5,72 (5,33; 6,89)	6,02 (5,2; 6,6)	6,65* (5,6; 7,1)	0,94	0,043	0,65
Поглощение кислорода крови на 40 минуте (С40), %	5,70 (4,9; 6,5)	5,61 (5,19; 6,22)	5,73 (4,5; 6,4)	6,41* (5,8; 7,3)	0,91	0,041	0,15
Период полупоглощения кислорода крови (Т1/2), мин	87,8 (76,4; 101,0)	87,7 (75,7; 96,1)	85,5 (76,9; 98,0)	78,9* (67,6; 92,6)	0,96	0,028	0,049

Примечание: * – p<0,05 в сравнении с группой контроля

Отмечаемое при моделировании перекисного окисления липидов повышение уровня поглощения кислорода крови у больных ИБС, по-видимому, связано с инициацией ПОЛ. Генерируемые ААРН радикалы начинают взаимодействовать с липидами плазмы крови после истощения антиоксидантного резерва. Главными представителями антиоксидантов крови являются α-токоферол и аскорбиновая кислота. Реагируя со свободными радикалами, α-токоферол преобразуется в α-токоферильный радикал, а аскорбиновая кислота в стабильный радикал аскорбата. В крови больных ИБС выявляется снижение уровня α-токоферола, при этом отмечают, что потребление его в качестве скавенджера радикалов незначительно [2]. Поэтому, продукты ПОЛ начинают обнаруживаться после исчерпания запасов аскорбиновой кислоты.

Установлено, что субстратами свободнорадикального окисления служат полиненасыщенные жирные кислоты, в основном, в составе липопротеидов низкой плотности (ЛПНП). При этом у больных хронической ИБС (СН) отмечается накопление насыщенных жирных кислот и моноенов с нечетным числом углеродных атомов, а также снижение уровня полине-насыщенных жирных кислот в липидах плазмы крови. При исследовании перекисного окисле- ния ЛПНП плазмы крови основными определяющимися продуктами являются гидроксиды и гидропероксиды эфиров холестерина, а также гидроксиды и гидропероксиды фосфатидилхо-лина, но в гораздо меньших количествах [14].

Увеличение поглощения кислорода у больных хронической ИБС на 30, либо на 40 минуте зависело от антиоксидантного статуса пациентов и соответствовало инициации процесса ПОЛ. Повышение уровня поглощения кислорода крови на 40 минуте исследования у больных ОКС при поступлении в стационар относительно группы контроля, больных ПИКС и СН можно объяснить большей окисленностью ЛПНП, меньшей устойчивостью их плазмы к окислению и меньшей антиоксидантной способностью крови [5, 9].

Заключение

Результаты проведенного исследования свидетельствуют о нестабильности системы антиоксидантной защиты крови у больных ОКС, оперированных в раннем постинфарктном периоде, которая сохраняется в течение 6 месяцев после выполнения хирургической реваскуляризации миокарда. Напротив, у больных со СН через 6 месяцев после операции шунтирования коронарных артерий регистрируется интенсификация разрушения первичных продуктов окисления и повы- шение активности антиоксидантных систем крови. При этом распад гидропероксидов сопровождается, вероятно, образованием молекулярных продуктов, поскольку вторичного инициирования окисления в эксперименте не происходило. Таким образом, исследуемые антиоксидантные системы способны эффективно обрывать цепи окисления при взаимодействии с пероксильными радикалами, а также предотвращать возможность вторичного иниции-