Значение гемодинамических факторов в развитии ремоделирования сосудов мышечно-эластического типа при артериальной гипертензии

• ¹В ведение. Структурные изменения артерий мышечно-эластического типа при артериальной гипертензии способствуют закреплению повышенного давления и увеличению риска сердечно-сосудистых осложнений [1]. Взаимосвязь между внутрисосудистым кровотоком и ремоделированием артерий на настоящий момент изучена недостаточно полно.

В начале 1980-х годов было установлено, что артерии обладают чувствительностью к скорости кровотока [2]. Подобная особенность механочувствительности стенок сосудов присуща как крупным, так и мелким артериям. Доказательства способности сонных артерий реагировать изменением своего диаметра в ответ на изменение скорости потока были продемонстрированы С.А. Балашовым в 1987 г. [3]. Однако данные исследования были выполнены на лабораторных животных, поэтому экстраполяция полученных результатов на больных артериальной гипертензией не может быть произведена в полной мере. Современный ультразвуковой метод исследования сосудов позволяет прижизненно исследовать не только структурно-функциональные особенности общих сонных артерий, но и скоростные характеристики внутрисосудистого кровотока [4].

Цель работы: изучение взаимосвязи между гемодинамическими факторами и параметрами ремоделирования общих сонных артерий.

Методы. Обследовано 102 пациента с эссенциальной артериальной гипертензией I-II стадии (49 мужчин, 53 женщины, средний возраст 47,5±11,2 года, продолжительность артериальной гипертензии 7,8±1,5 года). Критериями исключения являлись: неудовлетворительная ультразвуковая визуализация общих сонных артерий, патологическая извитость и стенозы сонных артерий, нарушения сердечного ритма, острые нарушения коронарного и мозгового кровообращения.

Измерение артериального давления в плечевой артерии на правой руке проводилось дважды по стандартной методике непосредственно перед началом ультразвукового исследования, в расчет принималось

Адрес: 440066, г. Пенза, ул. Рахманинова, 27, кв. 120.

Тел.: +79085236345.

среднее систолическое (САД) и диастолическое (ДАД) артериальное давление по двум измерениям.

Больные были распределены на группы по величине систолического артериального давления (САД) согласно Национальным клиническим рекомендациям по артериальной гипертензии (2008). К первой группе (n=32, 15 мужчин, 17 женщин, средний возраст 45,4±9,5 года) относились лица с нормальным САД до 139 мм рт. ст.; ко второй (n=33; 17 мужчин, 16 женщин, средний возраст 47,1±8,5 года) от 140 до 159 мм рт. ст.; в третью (n=20; 9 мужчин, 11 женщин, средний возраст 48,6±5,1 года) вошли пациенты с САД от 160 до 179 мм рт. ст.; в четвертую (n=17; 8 мужчин, 9 женщин, средний возраст 47,6±4,5 года) – более 180 мм рт. ст. По возрасту и полу сравниваемые группы были сопоставимы.

Ультразвуковое исследование общих сонных артерий и сердца выполнялось на аппарате Vivid 7 Dimension (США) после 10-минутного отдыха пациента.

При сканировании общих сонных артерий (ОСА) измерялась толщина комплекса интима-медиа на расстоянии 1 см проксимальнее бифуркации по задней стенке.

В М-режиме с синхронной записью ЭКГ измерялся диаметр просвета ОСА в систолу и диастолу. Для сравнения между группами использовалось среднее значение, равное половине суммы систолического и диастолического диаметров. При допплерографическом исследовании общих сонных артерий анализировались: пиковая систолическая скорость (Vps) с использованием контрольного объема импульсно-волнового допплера размером 2/3 диаметра сосуда, а также пиковая систолическая скорость пристеночного (Vст) и центрального кровотока (Vц) контрольным объемом импульсно-волнового допплера размером 1 мм.

Для оценки структурно-функциональных свойств ОСА определялись коэффициент растяжимости и индекс жесткости (stiffness index, ß) по формулам:

коэффициент растяжимости (distensibility coefficient, DC)

DC = 2×∆D/∆P/D [10-3/кПа], где D – диаметр артерии; ∆D – изменение диаметра артерии в течение сердечного цикла; ∆P – пульсовое артериальное давление.

индекс жесткости (stiffness index, ß) ß = log (САД/ДАД)/(∆D/D), где D – диаметр артерии; ∆D – изменение диаметра артерии в течение сердечного цикла; САД – систолическое артериальное давление; ДАД – диастолическое артериальное давление.

С целью исследования влияния движения крови на сосудистую стенку исследовалось напряжение сдвига на эндотелии общей сонной артерии (τ), которое вычислялось (в предположении пуазейлевского течения) по формуле:

τ=4ηV/D, где η – вязкость крови (в среднем 0,05 Пз); V – максимальная скорость кровотока (в нашем исследовании использовалась пиковая систолическая скорость пристеночного кровотока Vпр); D – диаметр артерии.

Статистическая обработка данных производилась с помощью пакета программ Statistica 6.0. При анализе материала рассчитывались средние величины (М), их стандартные отклонения (σ). При сравнении средних значений использовался двусторонний t-критерий Стьюдента для зависимых и независимых выборок, при неравномерности распределения применялись непараметрические критерии Mann– Whitney и Wilcoxon. Для анализа попарной взаимосвязи количественных признаков использовались методы корреляции Пирсона и Спирмена. Критический уровень значимости при проверке статистических гипотез принимали равным 0,05.

Результаты. При анализе параметров ремоделирования общих сонных артерий у наблюдаемых пациентов выявлено увеличение диаметра просвета по мере роста систолического артериального давления. Коэффициент корреляции Пирсона между данными показателями составил r=0,44, р=0,0001. Посредством непараметрического дисперсионного анализа выявлены статистически достоверные различия между группами (Н=18,7; p=0,0003). При попарном сравнении между группами было обнаружено (таблица), что у больных 2-й группы диаметр ОСА не отличался от нормотензивных пациентов (5,9±0,6 и 5,7±0,3 мм соответственно, р>0,05). Повышение давления в 3 и 4-й группах сопровождалось достоверным расширением сосуда. В диапазоне от 160 до 179 мм рт. ст. величина просвета сосуда была 6,2±0,4 мм (р=0,0001 при сравнении с 1-й группой). При САД более 180 мм рт. ст. диаметр оказался еще большим – 6,5±0,6 мм (р=0,0001 при сравнении с 1-й группой).

Анализ толщины комплекса интима-медиа проводился с использованием непараметрических методов. Достоверность различий подтверждена методом Краскела–Уоллиса (Н=16,2; р=0,001). У пациентов со значительным повышением систолического артериального давления ТИМ отличалась от таковой первых двух групп. Так, в 3 и 4-й группах она составила 0,81±0,18 и 0,83±0,16 мм соответственно, а в 1-й группе 0,63±0,13 мм. При проведении непараметрического корреляционного анализа по Спирмену определялась прямая взаимозависимость между ТИМ и САД (r=0,44; р=0,0001).

Обращало на себя внимание значительное увеличение индекса жесткости при САД более 180 мм рт. ст.: 7,4±2,7 усл. ед. в отношении всех групп и в особенности первой – 4,6±2,4 усл. ед. (р=0,0001). При использовании непараметрического метода сравнения группы достоверно различались между собой по индексу жесткости (Н=14,4; р=0,002). У исследуемых пациентов наблюдалось снижение коэффициента растяжимости (DC) при возрастании систолического артериального давления от 47,3±16,3 10-3/кПа в первой группе до 19,6±7,2 10-3/кПа в четвертой (р<0,05 при сравнении всех групп между собой). Прослеживалась отрицательная взаимосвязь между величиной САД и коэффициентом растяжимости r= -0,58; р=0,0001.

Вычисление напряжения сдвига на эндотелии обнаружило значимые межгрупповые различия. У пациентов с систолическим артериальным давлением в диапазоне от 160 до 179 мм рт. ст. (3-я группа) определялось снижение напряжения сдвига на эндотелии: 24,2±5,6 дин/см2 по сравнению с лицами, имеющими нормальное давление, – 29,0±6,5 дин/см2 (р=0,005) и САД от 140 до 159 мм рт. ст. – 29,7±10,4 дин/см2 (р=0,03). Еще более был снижен данный параметр в 4-й группе: 22,8±5,9 (р<0,05 при сравнении с 1-й группой). Выявлялась обратная корреляционная связь между напряжением сдвига на эндотелии общих сонных артерий и толщиной комплекса интима-медиа (r= -0,54, p=0,0001), а также с величиной систолического артериального давления (r= -0,32; p=0,01).

Исследование скорости кровотока в общих сонных артериях, определенной по стандартной методике с использованием контрольного объема размером 2/3 диаметра сосуда, не выявило значительной разницы между группами. Только при сравнении 2 и 4-й групп были обнаружены статистически достоверные различия (р=0,01). Однако послойный анализ скоростей внутрисосудистого кровотока обнаружил, что у больных с систолическим артериальным давлением более 160 мм рт. ст. наблюдается замедление пристеночной скорости потока при сравнению с таковым в группах с

Параметры ремоделирования и внутрисосудистого кровотока в ОСА у больных артериальной гипертензией (М±σ)

Показатель	Группа 1 n=32	р			Группа 2 n=33	р		Группа 3 n=20	Р 3-4	Группа 4 n=17
		1-2	1-3	1-4		2-3	2-4
DC, 10-3/кПа	47,3±16,3	нд	0,0001	0,0001	39,7±16,5	0,02	0,0001	30,8±6,6	0,0001	19,6±7,2
Я, усл.ед.	4,6±2,4	нд	нд	0,0005	4,9±2,3	нд	0,001	5,0±1,3	0,001	7,4± 2,7
D, мм	5,7±0,3	нд	0,0001	0,0001	5,9±0,6	0,01	0,001	6,3±0,4	нд	6,5±0,6
ТИМ, мм	0,63±0,13	нд	0,0001	0,0001	0,69± 0,17	0,01	0,007	0,81± 0,18	нд	0,83± 0,16
τ, дин/см2	29,0±6,5	нд	0,008	0,001	29,7±10,4	0,03	0,01	24,2±5,6	нд	22,8±5,9
Vps, см/с	92,2±23,5	нд	нд	нд	98,1±24,7	нд	0,01	86,8±21,1	нд	81,8±14,8
Vпр, см/с	85,3±19,9	нд	0,02	0,02	89,0±23,5	0,01	0,01	73,0±16,5	нд	72,2±16,8
Vц, см/с	98,5±25,6	нд	нд	нд	102,5±25,5	0,04	0,02	88,3±21,4	нд	86,0±20,1

П р и м еч а н и е : DC – коэффициент растяжимости; в – индекс жесткости; D – диаметр ОСА, ТИМ – толщина комплекса интима-медиа ОСА; τ – напряжение сдвига на эндотелии; Vps – пиковая систолическая скорость кровотока в общей сонной артерии; Vпр – скорость пристеночного кровотока в ОСА; Vц – скорость центрального кровотока в ОСА; нд – различия недостоверны

САД менее 159 мм рт. ст. Скорость центрального потока в 3 и 4-й группах также была ниже, чем в первых двух группах, но статистически достоверные различия обнаружились только при сравнении с пациентами, имеющими САД в диапазоне от 140 до 159 мм рт. ст.

Обсуждение. Считается доказанным, что воздействие внутрисосудистого давления и потока крови на эндотелий включает сложные пусковые механизмы регуляции тонуса артерий, изменяет механическое состояние стенки [5]. Под воздействием внутрисосудистого давления происходит растяжение сосудистой стенки, и режим работы гладких мышц меняется от изотонического к изометрическому [6]. При этом происходят значительные структурно-функциональные изменения сосуда: повышение тонуса сосудистой стенки, возрастание ее жесткости и уменьшение эластичности. Результаты собственных исследований согласуются с этими данными. Так, мы наблюдали расширение диаметра общих сонных артерий по мере роста систолического артериального давления. Параллельно с дилатацией сосуда при САД более 160 мм рт. ст. наблюдалось существенное снижение коэффициента растяжимости и индекса жесткости общих сонных артерий.

Анализ скорости кровотока в общих сонных артериях, измеренной общепринятым способом с использованием контрольного объема импульсно-волнового допплера размером 2/3 диаметра сосуда, не показал в нашем исследовании существенной зависимости от величины систолического артериального давления. Но при ламинарном течении кровотока по сосуду скорости пристеночных и центральных слоев различаются между собой: возле стенки кровоток более медленный из-за силы трения [7]. Именно пристеночный слой взаимодействует с эндотелием сосуда и должен оказывать на него максимальное воздействие. Наши наблюдения демонстрировали существенное замедление скорости пристеночного кровотока и снижение напряжения сдвига при повышении САД более 160 мм рт. ст.

Известна зависимость состояния артериальной стенки от функции эндотелия, впервые доказанная R. Furchgott и J. Zawadzki [8]. Возрастание сдвигового напряжения на эндотелии приводит к механическому раздражению рецепторов эндотелия и стимулирует выработку оксида азота (ΝО), который вызывает расслабление гладкомышечных клеток сосудистой стенки [9], что в артериях среднего и мелкого калибра приводит к дилатации сосуда. Следовательно, раз повышение напряжения сдвига вызывает дилатацию просвета сосуда, то, наблюдая снижение вышеупомянутого параметра, правомочно ожидать сужение просвета. Но полученные данные противоречат этому: у обследованных пациентов с высоким систолическим артериальным давлением расширение диаметра ОСА сопровождалось уменьшением напряжения сдвига. Для разрешения этого парадокса мы обратили внимание на толщину комплекса интима-медиа. Было установ- лено, что больные с повышенным САД имеют более толстую сосудистую стенку, чем нормотензивные пациенты. Именно это наблюдение доказывает, что напряжение сдвига действительно оказывает влияние на гладкомышечные клетки медии, вызывая их сокращение и увеличение толщины среднего слоя стенки. Уменьшение синтеза оксида азота в результате снижения напряжения сдвига на эндотелии вызывает цепочку биохимических реакций в клетках сосудистой стенки [10]. В результате недостаточной стимуляции механорецепторов эндотелия нарушается выход Ca2+ из мышечных клеток, что приводит к их констрикции, повышению тонуса и толщины сосудистой стенки. Данный механизм в артериях более мелкого диаметра приводит к сужению просвета. Однако в крупных сосудах мышечно-эластического типа, к которым относятся общие сонные артерии, повышение внутрисосудистого давления не позволяет эффективно сократить диаметр просвета.

Заключение. При повышении систолического артериального давления в общих сонных артериях наблюдается дилатация просвета, сопровождающаяся снижением скорости пристеночного кровотока и напряжения сдвига на эндотелии, что способствует утолщению комплекса интима-медиа и повышению жесткости сосудистой стенки.