Пороки сердца. Современные представления с биологических, физиологических и хирургических позиций. Часть 1. Врожденные пороки сердца

Научно-исследовательский институт патологии кровообращения им. Е.Н.Мешалкина, Новосибирск

Жизнь, как и все составляющие ее процессы, характеризуется важной особенностью: она представляет непрерываю-щуюся цепь событий, которую объединяет течение времени, устремленное из прошлого в будущее. Время - не только связующий стержень элементарных процессов жизнедеятельности, но и основа, задающая правильный порядок реализации генетической программы на всех уровнях.

Обширный опыт современных экспериментальных, биологических и физиологических исследований убеждает, что очень многие биохимические и физиологические процессы в этой цепи в ограниченных временных интервалах - обратимы. Это справедливо и для многих патологических процессов в их начальную фазу развития.

Как свидетельствуют обширные исследования в научной и практической медицине, период обратимости процессов краток. Наступает момент времени, когда вернуться в исходному состо янию оказывается невозможно. Для одних процессов это секунды, для других минуты и часы, и в особых случаях это интервалы времени, сопоставимые с годом и более.

Через каждого из существующих на Земле людей проходит цепь биохимических и биофизических событий, берущая начало в далеком геологическом прошлом Земли, и по сравнению с интервалом времени существования жизни на Земле жизнь каждого из нас - мгновение, в пределах которого все события обратимы, но не зеркально: формирование яйцеклетки, внутриутробное развитие, рождение и дальнейшее независимое существование в нашем Мире. Организм любого живого существа не может проделать обратный путь - демонстрацией этих, в общем-то, ясных и понятных положений служит проблема возникновения, существования и лечения пороков сердца.

В операциях на сердце, по данным ВОЗ, нуждается ежегодно не менее 700 человек на 1 млн населения, что составляет для России около 105 тыс. операций. Выполняется же 11.3% от должного: 6.7% - при приобретенных пороках сердца (ППС), 23% - при врожденных пороках сердца (ВПС), 28.5%-при нарушениях ритма и только 1.5%-при ишемической болезни сердца (ИБС).

Распределение ВПС по причинам (Nora, 1993)

Таблица 1

Причина ВПС	' Влияние внешней среды	Доля в популяции больных
Хромосомные нарушения	Минимально	10%
Единичные генные мутации	Минимально	5-10%
Мультифакторные (тератогены)	Преобладающее	Большинство больных

Ежегодно в Российской Федерации рождается около 17.5 тыс. детей с теми или иными пороками сердца, частота их составляет 249 на 100 тыс. человек населения. В связи с этим показатели здоровья российских граждан вызывают глубокую озабоченность. Удельный вес здоровых детей среди новорожденных на 1 января 1992 г. снизился с 48 до 36%, а к 2000-2015 гг. он может снизиться до 15-20%.

В табл. 1 и 2 представлены повреждающие факторы, провоцирующие развитие пороков сердца. Из числа всех ВПС в 10% они обусловлены наследуемыми хромосомными аномалиями, в 89% ВПС обусловлены воздействием экзогенных факторов, к каковым относятся от старости к периоду новорожденное™, но он может многократно воспроизвести каждый

раз новые организмы, которые повторяют развитие родительских организмов. Для каждого из нас собственная жизнь не мгновенна - она весьма протяженна, и течение внутренних событий организма, связанных стрелою времени, существенно изменяется-под влиянием внешних объективных и внутренних субъективных факторов.

Яркой феноменологической

Известные тератогены человека (Shepard, 1982)

Таблица 2

Радиация	Лучевая терапия; атомное оружие; радиоактивный йод
Инфекция	Вирус краснухи; цитомегаловирус; вирус герпеса (?); токоплазмоз; сифилис; вирус ветряной оспы (?); вирус венесуэльского конского энцефалита (?)
Материнские болезни или метаболические аномалии	Эдемический кретинизм; диабет; фенилкетонурия; алкоголизм; гипертермия
Лекарства и внешние химические вещества	Андрогенные гормоны (тестостерон, прогестин); аминоптерин и метиламиноптерин; циклофосфамид; бисульфан; талидомид; органическая ртуть; хлоробифенил; диэтилстильбэстрол; фентоин и триметадион; кумарин

выявленные тератогены человека - радиация, вирусные инфекции, лекарственные и химические вещества, тяжелые металлы, болезни матери в период беременности.

Рост числа больных с ВПС и их высокая смертность ухудшают основные демографические показатели нации - в первую очередь снижают величину предстоящей продолжительности жизни при рождении. Высокая детская смертность при рождении и в первый год жизни резко ухудшает этот главный демографический показатель. Около половины детей умирает не дожив до года, около 60% детей следует оперировать экстренно и только 40% - планово.

Нами установлено, что динамика течения порока

Основные причины, вызывающие возникновение порока сердца

Тип порока	Причины поросов сердца
Врожденные
Наследуемые пороки	1. Наследование хромосомных нарушений и единичных генных мутаций
Ненаследуемые пороки	2.    Действие тератогенов в уязвимый период формирования сердца 3.    Действие вирусной инфекции в эмбриональном периоде
Приобретенные	4. Действие бактериальной инфекции в постнатальном периоде на полностью сформированное сердце

Таблица 4

во всех случаях отрицательная, 40-45% детей быстро достигает критического состояния, а в

3 года у 12% больных развиваются необратимые изменения в сердце, легких, которые существенно затрудняют хирургическое лечение, и риск операции у этой категории больных достигает крайней степени.

Нами выяснено [4], [1], что средняя продолжительность предстоящей жизни при ВПС составляет 13 лет (12-15 лет), а мак

Предположительный уязвимый период для влияния тератогенов на развитие сердечно-сосудистой системы [Nora, 1993)

Структура эмбрионального сердца	Полный период формирования структуры	Наиболее чувствительный для поражения период	Пределы уязвимого периода
Конотрункус	34	18-29	14-34
Эндокардиальные подушки	38	18-33	14-38
Межжелудочковая перегородка	38-44	18-39	14-?
Межпредсердная перегородка (вторичная)          '        ■	55       ■	18-50	14-?
Полулунные клапаны	'           55	18-50	14-?
Артериальный проток	—	18-60	14-?
Коарктация аорты		18-60	14-?

симум уровня смертности для популяции больных с ВПС отмечается к 21 году жизни (для здоровых эти показатели составляют 74-69 лет и 81 год соответственно).

Врожденные пороки сердца (ВПС) возникают в результате хромосомных нарушений, влияния инфекции и тератогенов (табл. 3). Хромосомные нарушения наследуются. Повреждения, вызванные тератогенами и инфекцией в период формирования сердца, не наследуются, так как при этом хромосомный аппарат клетки остается интактным. В обоих случаях механизм формирования порока — молекулярно-клеточный.

Рис. 1. Зависимость числа умирающих от возраста для всего населения России на 1897 год, СССР — на 1985 год и современной популяции больных с врожденными порками сердца

Цифрами указана модальная продолжительность жизни для указанных трех популяций.

Установлен в настоящее время и уязвимый период онтогенеза сердца (табл. 4), когда тератогены способны спровоцировать формирование ненаследуемого ВПС. Этого знания достаточно для профилактики у эмбриона на ранних этапах эмбриогенеза (первые восемь недель) возникновения не наследуемого ВПС.

Для ненаследуемых ВПС важную роль играет момент воздействия тератогена или повреждающего агента на развивающиеся структуры сердца. Можно сразу выделить два основных типа - первый, когда поражение происходит в период органогенеза, второй - когда все структуры сердца уже сформированы.

Биологическая история врожденных пороков сердца

Предпринятые переписи больных с ВПС [3] показали сильное отличие демографических характеристик популяции больных с ВПС от популяции здоровых людей. Вследствие высокой смертности новорожденных и больных детей первого года жизни популяцию больных ВПС отмечает очень низкая продолжительность предстоящей жизни при рождении: 12 лет - для мальчиков, 15 лет - для девочек и 13 лет - для всей популяции без учета пола, т.е. точно до достижения биологической зрелости, когда начинается репродуктивный период жизнен- ного цикла человека. Это в несколько раз меньше средней продолжительности предстоящей жизни при рождении, фиксируемой в стране в настоящее время. У больных ВПС выявлено также уменьшение модальной продолжительности жизни, отмечаемое по максимуму умирающих в популяции (рис. 1). У них модальная продолжительность жизни составляет 21 год, тогда как для популяции здоровых она составляет 81 год - почти в 4 раза больше. В исторически обозримый период такая короткая модальная продолжительность жизни у человека отмечена только в древнекаменном веке (табл. 5), и, по-видимому, она была нормальной в ту историческую эпоху и соответствовала естественным видоспецифическим датам человека (ри-c. 2). Два десятилетия включали в себя рождение, рост, развитие, достижение половой зрелости, репродуктивный период и воспитание потомства.

Поэтому все врожденные пороки сердца, в особенности наиболее распространенные из них, сохранились до нашего времени.

Врожденный порок сердца и генеративный период древнего человека

Существование ВПС у человека как в древнекаменном веке, так и в наши дни не являлось препятствием для воспроизведения потомства. Ограничивая многие физические возможности организма человека, врожденный порок сердца не влиял не видоспецифическую дату наступления половой зрелости и последующий репродуктивный период.

Эти факты дают основание для важных выводов: первый - ВПС в популяциях человека встречаются на протяжении всей его биологической истории. Их можно оценивать по-разному: и как генетический груз (в особенности по отношению к тем, которые наследуются), и как следствие биологического конфликта, и как повреждающее воздействие неблагоприятных экологических факторов. В пользу такого толкования можно привести достаточно обширную статистику о частоте аналогичных ВПС у животных - домашних и диких млекопитающих. Частота врожденных пороков сердца одинакова во всех странах — ив отсталых и с передовой технологией - 5-8 на 1000 родившихся [10]. С такою же

в последующем иметь детей и даже воспитать их в интервале от 12-13 до 21-24 лет, то в наши дни такая перспектива для больных с ВПС в цивилизованных государствах практически невозможна в силу правовых, социальных и моральных запретив. В лучшем случае они имеют возможность вступить в брак после 21 года, т.е. в конце естественного изначального биологического жизненного цикла человека (в древнем каменном веке продолжительность жизненного цикла у здоровых и больных с ВПС была одинаковой, как это следует из рис. 2 и табл. 5).

Общественное сознание в наше время расценивает их существование как заметное социальное и экономическое бремя, которое необходимо если не устранить, то хотя бы максимально облегчить, используя мощный арсенал современной медицины для их хирургического лечения.

Исключение из репродуктивной деятельности всей человеческой популяции подавляющего числа больных с ВПС приводит к увеличению в популяции больных доли с наследуемыми ВПС.

Однако мировая практика хирургического лечения ВПС сильно изменила эту тенденцию - вклад больных с устраненными или корригированными ВПС в общую репродукцию человеческой популяции сохранился, и морфозы, как потенциальные варианты ответов на изменение среды остаются в генетическом наследии человека. Для современного человека врожденный порок сердца, безусловно, есть патология, которая резко ограничивает участие больного в социально полезной деятельности и с которой сопряжены большие медицинские затраты, но для биологии человека, его физической эволюции они нейтральны.

Таким образом, современная медицина и социальная организация общества способны повлиять на часто-'ту рождения'больных с ВПС в той части, которая связана с влиянием тератогенов и инфекции, но остаются еще мало изученные законы спонтанного возникновения аномалий, частота которых остается стабильной и возникновение которых не является привилегией только человека как вида. Это характерно в той или иной мере для всех млекопитающих.

частотой ВПС встречаются у животных (собаки) [8].

По гипотезе Н.Taussig[10], аномалии, являющиеся задержкой развития нормального сердца, представляют стадии его эволюции. Хотя тератогены и мутагены существуют - это не задержка и ошибка развития “нормального” сердца, а генетический вариант.

Второй вывод сводится к тому, что ВПС с эволюционных биологических позиций являются нейтральными морфозами - накапливаемыми уклонениями в процессе эволюции. Фиксированы они в геноме некоторых людей, но в современной геологической эпохе они не дают преимуществ в биологической конкуренции, напротив, несут с собою риск невыполнения биологической программы человека. Если в прошлые исторические эпохи больной с ВПС, не зная истинного состояния своего здоровья, по достижении половой зрелости имел возможность вступить в брак и

22 *23

6 V

♦ 10 ^9л*11

100 годы

0,01

0,1

1 Мышь

2 Крыса

3 Долгопят

4 Кролик

5 Лиса

7 Выдра 8 Рысь

9 Бабуин

13 Шимпанзе

14 Водосвинка

15 Осел

6 Гиббон лар 12 Бобр

10 Павиан папио 16 Кулан

11 Павиан анубис 17 Горилла

19 Зебра

20 Лошадь

21 Индийский носорог

22 Гиппопотам

23 Слон

18 Лошадь Пржевальского 24 Кит

КГ

1000     10000

Рис. 2. Зависимость продолжительности жизни млекопитающих животных от массы тела

Треугольником указана естественная биологическая продолжительность жизни человека при условии отсутствия одежды, социальных средств защиты и существования в первобытных условиях. Кружком указана модальная продолжительность жизни современного человека.

Средняя продолжительность жизни человека в различные эпохи

Эпоха	Средняя продолжительность жизни, лет	* Источник
Палеолит	15-22	Д.Ачади [2]
Неолит                                           .	22	Д.Ачади [2]
Поздний палеолит	30	Д.Ачади, Я.Немешкефи
Доисторический человек	20	Р.Пресс [2]
Первобытный человек	20-25	Э. Россет [5]
Эпоха бронзового века	30	Л.А.Гаврилов (1985)
Древний Египет	22,5	К.Пирсон [2)
Древний Рим эпохи Августа	22	У.Р.Макдонелл [5]
Древний Рим, провинции	35	У Р.Макдонелл [5]
Провинции Римской империи	32,2	Я.Шилади [2]
Древний Рим	20-30	Л.Дэблин и др. [2]
Венгрия, средние века	28,73	Л.А.Гаврилов (1985)
Чехия, 750-850 г.н.э.	27,55     ’ .	М.Стлоукая [2]
Чехия, IX-X век	27,5	М.Стлоукая [2]
Средневековая Англия	26-28	Э.Россет [5]
г. Вроцлав (Польша), 1687-1691 гг.	33,5	Э.Галлей [2]
Монахи Бенедиктского Ордена. Франция, 1607-1754 гг.	39,8	А.Депарсьё [2]
Бранденбург, 1741 г.                  '	25,5	И П.Зюссмильх [2]
г. Гаага, Нидерланды, XVIII век	-30,9	В.Керсебум [2]
Швеция, 1757-1763 гг.	33,2	П.Варгетин(2]
Женева, Швейцария. 1561-1600 гг.	' 21,2	Э.Малле [2]
Женева, Швейцария, 1814-1833 гг.	40,7	Э.Малле [2]
Россия, 1896-1897 гг.	'    32	Л А.Гаврилов (1985)
Англия, середина XIX века	33	Л А.Гаврилов (1985)
Бельгия, середина XIX века                          •	32	Л А.Гаврилов (1985)
Голландия, середина XIX века	34	Л А.Гаврилов(1985)
Франция, середина XIX века	39,8	Л.А.Гаврилов (1985)

ВРОЖДЕННЫЕ ПОРОКИ СЕРДЦА