ASSESSMENT OF AGE-RELATED CHANGES OF MYOCARDIAL CONTRACTILITY OF THE LEFT VENTRICULAR BY SPECKLE-TRACKING ECHOCARDIOGRAPHY AND DETERMINING THEIR RELATIONSHIP WITH TELOMERE LENGTH
- Authors: Plokhova EV1, Akasheva DU1, Tkacheva ON1, Strazhesko ID1, Dudinskaya EN1, Kruglikova AS1, Pykhtina VS1, Streltsova VI1, Boitsov SA1
-
Affiliations:
- Issue: Vol 7, No 3 (2016)
- Pages: 36-45
- Section: Articles
- Submitted: 05.03.2018
- Published: 15.09.2016
- URL: https://journals.eco-vector.com/clinpractice/article/view/8107
- DOI: https://doi.org/10.17816/clinpract7336-45
- ID: 8107
Cite item
Full Text
Abstract
Full Text
Введение Количество людей пожилого и старческого возраста в мире растет. Ожидается, что в России с 2013 г. доля пожилых людей увеличится с 19 % до 28,5 % в 2030 г.[1]. Возраст - значимый фактор риска сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ), которые по-прежнему являются основной причи- ной смертности у пожилых людей. Тем не менее, хронологический возраст не всегда соответствует биологическому и не отражает истинно связан- ный с ним риск. В настоящее время ведется актив- ное изучение возраст-ассоциированных измене- ний сердечно-сосудистой системы и поиск мар- керов биологического возраста, что, вероятно, позволит оптимизировать (персонализировать) подходы к первичной профилактике ССЗ у лиц пожилого возраста. Накоплено множество данных о возраст- ных изменениях структуры и функции сердца. Основным методом исследования, как пра- вило, является эхокардиография. Большинство авторов считают, что при старении наблюда- ется лишь нарушение диастолической функции левого желудочка, в то время как систоличес- кая функция миокарда остается неизменной [2]. Однако с появлением новой ультразвуко- вой методики количественной оценки деформа- ций миокарда - спекл-трекинг ЭхоКГ, позволя- ющей оценивать сократимость миокарда в раз- личных направлениях, представления о воз- растных изменениях сократительной функции сердца изменились. Мы предположили, что дан- ная методика может стать более чувствительной в диагностике возрастных изменений сердца, чем стандартная эхокардиография. Кроме того, предметом многих современ- ных исследований является изучение возраст- ных изменений на клеточном и молекулярно- генетическом уровне. Одним из признанных маркеров клеточного старения является длина теломер. Теломеры - это повторяющиеся после- довательности нуклеотидов на концах хромосом, которые укорачиваются после каждого деления клетки, что ограничивает ее пролиферативный потенциал, приводя в итоге к старению и гибели. Длина теломер, как известно, отражает биологи- ческий возраст [3], связана с наличием ряда ССЗ, а также со смертностью от сердечно-сосудистых причин [4]. Однако, остается не понятным как длина теломер связана с возрастными изменени- ями сердца. В поиске надежных маркеров биоло- гического возраста сердца в данной работе была также оценена взаимосвязь длины теломер с возраст-ассоциированными изменениями сокра- тительной функции миокарда по данным спекл- трекинг эхокардиографии. Материалы и методы В одномоментное исследование включили 303 человека обоих полов в возрасте от 23 лет до 91 года без явных ССЗ. На этапе скрининга, помимо оценки анамнестических данных, ана- лиза медицинской документации и объектив- ного осмотра, проводились также регистрация и оценка электрокардиограммы (ЭКГ), клини- ческий и биохимический анализ крови, проба с физической нагрузкой (тредмил-тест по про- токолу BRUCE). Лица, имеющие симптомы и/или анамнез тяжелых соматических забо- леваний и ССЗ (в т.ч. инсульт, ишемическую болезнь сердца, сердечную недостаточность, пороки сердца, нарушения ритма и проводи- мости, артериальную гипертонию 2 и 3 степе- ней, получающие гипотензивную терапию), зна- чимые отклонения в анализах крови, наруше- ния ритма и проводимости сердца, положитель- ную пробу с физической нагрузкой, не включа- лись в исследование. Всем обследуемым, кото- рые соответствовали критериям включения/ исключения по итогам проведенного скрининга, были выполнены ЭхоКГ, спекл-трекинг ЭхоКГ и определена длина теломер. Протокол исследо- вания был одобрен локальным этическим коми- тетом, и все участники дали письменное инфор- мированное согласие на участие в исследовании. Определение длины теломер Проводилось измерение относительной длины теломер лейкоцитов, которая выражалась в услов- ных единицах. ДНК выделялась из 300 мкл пери- ферической крови с ЭДТА стандартным методом при помощи набора реагентов «ДНК-Экстран». В ходе анализа методом ПЦР в реальном вре- мени оценивалось количество ДНК с теломерной последовательностью в геноме (T). Параллельно проводилась ПЦР в реальном времени к одноко- пийному участку геномной ДНК (S). Отношение количеств теломерной и однокопийной матриц (T/S) пропорционально длине теломер. Для полу- чения относительной длины теломер все экспери- ментальные образцы ДНК сравнивались с одним и тем же контрольным образцом ДНК. Для каж- дого образца делалось три повторности теломер- ной реакции и три повторности контрольной реак- ции. Такой анализ является простым, быстрым и обладает большой пропускной способностью [5]. Эхокардиография Трансторакальная 2D ЭхоКГ выполнялась по стандартной методике c помощью ультразву- кового аппарата PHILIPS iE-33 (Нидерланды). Проводилась оценка параметров структуры сердца, показателей систолической и диастоли- ческой функций левого желудочка (ЛЖ). Диа- столическую функцию оценивали c помощью допплеровского исследования трансмитраль- ного потока и тканевой миокардиальной доп- плерографии (ТМД). Определялись следующие показатели: E/A (отношение раннего диасто- лического наполнения ЛЖ (пика E) к систоле предсердий (пику А), IVRT (время изоволюми- ческого расслабления), DT (время замедления кровотока раннего диастолического наполнения ЛЖ), S/D (отношение пиковой скорости систо- лического (S) и диастолического (D) антеград- ных потоков), а также параметры ТМД: пик E′ (пик раннего диастолического наполнения ЛЖ) и E′/A′ (отношение раннего диастолического наполнения ЛЖ к систоле предсердий (A′). Все ультразвуковые изображения были сохранены на жесткий диск для последую- щего анализа деформаций миокарда. Фракция выброса ЛЖ оценивалась планиметрически по методу Симпсона [6]. Спекл-трекинг ЭхоКГ Количественный анализ деформаций мио- карда проводили на рабочей станции QLAB (Advanced Ultrasound Quantification Software Release 8.1.2, Philips). Для исследования были записаны изображения с увеличением градации серой шкалы при частоте кадров 60-80 кадров/ сек. Регистрировалось 3 последовательных сер- дечных цикла в конце выдоха при задержке дыхания. Время закрытия аортального кла- пана определялось в 3-х камерной позиции ЛЖ в момент закрытия створок клапана. После выбора соответствующих изображений и рас- становки ключевых точек программное обеспе- чение автоматически определяло границы эндо- карда, эпикарда и срединную линию в каждом кадре цикла. Границы корректировались в зави- симости от качества отслеживания движения миокарда на кинопетле. Качество отслеживания оценивалось визуально, а также по графику кри- вых. Возврат в исходную точку считался адек- ватным отслеживанием. При этом значения деформации должны были совпадать в начале и конце сердечного цикла [7]. Изображения, име- ющие плохое качество отслеживания, исключа- лись из анализа. Деформации измерялись в %, а ротация и скручивание - в градусах (°). Были оценены следующие виды деформаций миокарда ЛЖ в систолу: Глобальная продольная деформация ЛЖ. Отражает деформацию миокарда, направлен- ную от основания ЛЖ к его верхушке. Для ана- лиза использовали изображения из апикаль- ного доступа последовательно в 4-х, 2-х камер- ных позициях и по длинной оси ЛЖ. Значения деформации и их кривые были получены для 6 сегментов миокарда ЛЖ в каждой позиции. Глобальная продольная деформация высчиты- валась автоматически (по 17 сегментам ЛЖ) (Рис.1). Радиальная деформация ЛЖ. Представ- ляет собой радиально направленную по отно- шению к оси ЛЖ деформацию миокарда. Ради- альная деформация определялась для базаль- ного отдела короткой оси ЛЖ в парастерналь- ной позиции (как наиболее воспроизводимый параметр). Значения радиальной деформации и их кривые были получены для 6 сегментов мио- карда ЛЖ. Для анализа использовали усреднен- ное значение (Рис. 2А). Циркулярная деформация ЛЖ. Является следствием сокращения циркулярных волокон по круговому периметру ЛЖ. Циркулярную А Б В Г Рис.1. Пациентка Г., 31 г. А - продольная деформация в 4-х камерной позиции; Б - продольная деформация в 2-х камерной позиции; В - продольная деформация по длинной оси ЛЖ; Г - глобальная продольная деформация, «бычий глаз» (GLS=-20,4%) деформацию подобно радиальной определяли на уровне базального отдела короткой оси ЛЖ по 6 сегментам (Рис. 2Б). Параметры ротации и скручивания ЛЖ. Скручивание ЛЖ обусловлено разнонаправ- ленным движением основания и верхушки ЛЖ. Во время систолы, в фазу изгнания, основание ЛЖ вращается по часовой стрелке, а верхушка против часовой стрелки. Для оценки скручи- вания использовались изображения по корот- кой оси на уровне основания и верхушки ЛЖ. На кривой определяли значения максимальной апикальной и базальной ротации ЛЖ в момент закрытия аортального клапана. Был определен также пик систолического скручивания ЛЖ по формуле: угол апикальной ротации ЛЖ - угол базальной ротации ЛЖ (Рис.2 В, Г). Статистический анализ Обработка и анализ данных проводился с помощью статистической системы SAS 9.1 (SAS Institute, Cary, NC, USA). Результаты представ- лены в % для качественных переменных и в виде Mе± - для количественных показателей. Для сравнения средних по независимым выбор- кам использовался t-критерий Стьюдента (при отсутствии значимых отклонений от нормаль- ного распределения). Сравнение частоты распро- странения признаков по группам проводилось при помощи точного двустороннего критерия Фишера. Проводился корреляционный анализ (линейные корреляции Пирсона, ранговые кор- реляции Спирмена), линейный регрессионный анализ. Был применен множественный регресси- онный и логистический регрессионный анализ. А Б В Г Рис. 2. Пациентка Г.,31 г. А - радиальная деформация базального отдела (25,4 %); Б - циркулярная деформация базально- го отдела (16,11%); В - базальная ротация ЛЖ (-2,5º); Г - апикальная ротация ЛЖ (3,8º) Различие считалось достоверным при значениях p<0,05. Для оценки межисследовательской вос- производимости параметров деформации мио- карда анализ проводился двумя независимыми исследователями у 20 случайно выбранных паци- ентов на одной и той же кинопетле. Для опреде- ления внутриисследовательской воспроизводи- мости анализ был проведен одним исследовате- лем с разницей в 4 недели. Оценивалась вариа- бельность показателей по значению коэффици- ента вариации (CV). Вариабельность выборки считалась слабой при CV <10%, средней при 10≤ CV ≤20%, сильной - при CV>20%. Результаты Спекл-трекинг ЭхоКГ была выполнена 231 участнику исследования. Из анализа исключили 72 человека (24%), так как качество полученных изображений было недостаточным для анализа. Коэффициенты вариации во внутри- и в межис- следовательском анализе для оцениваемых пара- метров были <10%. В данной работе также про- водилось определение скоростей деформаций, однако в связи с их низкой воспроизводимостью, они были исключены из анализа. Средний возраст всех участников был равен 51,47±0,76 годам. Доля мужчин составила 34%. Для оценки возрастной динамики параметров деформации ЛЖ все участники были разделены на три группы по возрасту. Группа 1 - лица в возрасте 20-39 лет, группа 2 - 40-59 лет, группа 3 - старше 60 лет. Группы были сопоставимы по уровню артериального давления (АД), индексу массы тела (ИМТ), нарушениям липидного и углеводного обмена. Сравнение показателей деформации, ротации и скручивания ЛЖ в разных возрастных группах Таблица 1 Показатель Группа 120-39 лет (n=49) Группа 240-59 лет (n=76) Группа 3≥ 60 лет (n=106) Возраст (лет) 31,45±4,75 47,87±4,51** 66,05±7,70‡ Систолическое АД (мм рт. ст.) 112,66±10,46 115,47±9,40 119,68±13,15 Диастолическое АД (мм рт. ст.) 72,00±8,03 74,43±8,35 72,98±6,97 ИМТ (кг/м2) 24,05±4,15 25,53±4,19 25,00±2,76 Дислипидемия, % (n) 47,7 (21) 63,2 (34) 57,5 (23) Гипергликемия натощак, % (n) 2,3 (1) 1,9 (1) 0 (0) Глобальная продольная деформация (%) -18,72±1,23 -16,36±1,00** -14,22±0,86‡ Циркулярная деформация (%) -17,56±3,65 -17,05±3,46 -16,22±3,40 Радиальная деформация (%) 17,58±4,46 22,95±5,06** 35,79±7,29‡ Базальная ротация ЛЖ (°) -2,20±0,71 -2,61±0,78* -3,27±0,72† Апикальная ротация ЛЖ (°) 2,00±0,85 2,92±0,61** 5,49±1,43‡ Скручивание ЛЖ (°) 4,20±1,10 5,53±1,08** 8,76±1,56‡ Примечание: *достоверность различий между группами I и II с вероятностью ошибки с р<0,05; ** - с вероятностью ошибки с р<0,001; † достоверность различий между группами II и III с вероятностью ошибки с р<0,05; ‡ - с вероятностью ошибки с р<0,001 В результате анализа было выявлено, что в группе 3 по сравнению с группой 1 и 2 наблюда- ются достоверно меньшие значения продольной и большие значения радиальной деформации, базальной и апикальной ротации ЛЖ, а также скручивания ЛЖ (p<0,001)(табл.1). Получены тесные корреляционные связи возраста с продольной деформацией (r=0,87, p<0,001), циркулярной (r=0,58, p<0,001) и ради- альной деформациями (r=0,64, p<0,001), апи- кальной ротацией (r=0,81, p<0,001) и скручива- нием ЛЖ (r=0,82, p<0,001). Снижение глобальной продольной деформа- ции наблюдалось у 93% мужчин >45 лет и жен- щин >55 лет и в 98% случаев у лиц >60 лет. Уве- личение скручивания ЛЖ отмечалось у 80% мужчин >45 лет и женщин >55 лет и у 91% лиц старше 60 лет. Апикальная ротация была повы- шена у 93% лиц старшего возраста. Во множе- ственном регрессионном анализе возраст явля- ется достоверным предиктором изменения про- дольной деформации (β=0,120, p<0,001) и скру- чивания ЛЖ (β=0,125, p<0,001). Взаимосвязь показателей спекл-трекинг ЭхоКГ с параметрами систолической и диастолической функции ЛЖ по данным стандартной ЭхоКГ. Все изучаемые нами показатели оценивались в систолу, поэтому их взаимосвязь с систоличе- ской функцией ЛЖ очевидна. Получена корре- ляционная связь сердечного индекса с продоль- ной (r=-0,66, p<0,001) и радиальной деформа- циями (r=-0,44, p<0,001), апикальной ротацией (r=-0,63, p<0,001) и скручиванием ЛЖ (r=-0,65, p<0,001). С фракцией выброса наиболее тесная связь получена для продольной деформации (r=-0,33, p<0,001), апикальной ротации (r=0,31, p<0,001) и скручивания ЛЖ (r=0,34, p<0,001). Выявлена взаимосвязь некоторых параметров спекл-трекинг ЭхоКГ с показателями диастоли- ческой функции ЛЖ. Наиболее сильные корре- ляционные связи с нарушением диастолической функции ЛЖ получены для продольной дефор- мации и скручивания ЛЖ. Увеличение отрица- тельных значений продольной деформации свя- зано с уменьшением E/A (r=0,58, p<0,001), E′/A′ (r=0,56, p<0,001), увеличением IVRT (r=0,48, p<0,001), DT (r=0,38, p<0,001), S/D (r=0,59, p<0,001). Выявлена корреляционная связь апи- кальной ротации ЛЖ со снижением E/A, E′/A′ (r=0,58, r=0,59, p<0,001 соотв.), увеличением IVRT (r=0,53, p<0,001 соотв.). Скручивание ЛЖ имеет корреляционную связь с E/A (r=-0,64, p<0,001), E′/A′ (r=-0,64, p<0,001), E′ (r=-0,57, p<0,001), IVRT (r=0,61, p<0,001) и DT (r=0,53, p<0,001). У лиц пожилого возраста, у которых наблюдалось нарушение диастолической функ- ции ЛЖ, по данным спекл-трекинг ЭхоКГ отме- чалось ухудшение продольной деформации и увеличение скручивания ЛЖ. При этом было выявлено, что глобальная про- дольная деформации снижена у 88% лиц старшего возраста еще до нарушения диастолической функ- ции (снижения E/A, E′ и E′/A′). Апикальная рота- ция и скручивание ЛЖ были повышены у 85% и 82% лиц старшей возрастной группы соответ- ственно в отсутствие снижения E/A, E′ и E′/A′. Взаимосвязь показателей спекл-трекинг ЭхоКГ с длиной теломер. Среднее значение относительной длины теломер лейкоцитов у всех участников исследо- вания равно 9,77±0,50 усл. ед. Получена досто- верная связь возраста с длиной теломер (Рис. 3). В многомерной регрессионной модели возраст (β=-0,012, p<0,001) и пол (β=-0,171, p=0,004) оказались независимыми предикторами изме- нения длины теломер (R2=0,1198). Получены корреляционные связи длины теломер с параметрами спекл-трекинг ЭхоКГ: продольной (r=-0,36, p<0,001) и радиальной деформациями ЛЖ (r=-0,21, p<0,01), апикаль- Рис. 3. Линейная регрессионная модель,отражающая связь возраста и длины теломер лейкоцитов ной ротацией (r=-0,39, p<0,001) и скручиванием ЛЖ (r=-0,40, p<0,001). Наиболее тесная взаи- мосвязь выявлена для продольной деформации, апикальной ротации и скручивания ЛЖ. Уко- рочение длины теломер сопровождалось уве- личением отрицательных значений продольной деформации, показателей апикальной ротации и скручивания ЛЖ (Рис.4). В многомерном регрессионном анализе воз- раст был достоверным предиктором измене- ния продольной деформации (β=0,107, F=181,8; p=0,0001), а длина теломер была исключена из модели в виду своей незначимости (β=-0,117, F=0,47; p=0,5). Для скручивания ЛЖ была выяв- лена достоверная связь как с возрастом (β=0,105, F=93,06; p=0,0001), так и с длиной теломер (β=- 0,518, F=4,96; p=0,03). В логистической регрессионной модели короткие теломеры (<9,75 усл.ед) не были свя- заны с риском снижения продольной деформа- ции (χ2=0,39, p=0,53; ОШ=1,27; 95% ДИ 0,60- 2,67), в т.ч. и очень короткие теломер (χ2=0,02, p=0,90; ОШ=1,06; 95% ДИ 0,44-2,53). В то время как наличие коротких теломер было связано с увеличением риска повыше- ния скручивания ЛЖ в 2 раза (χ2=3,99, p=0,05; ОШ=1,96; 95% ДИ 1,01-3,79). Увеличение скру- чивания ЛЖ наблюдалось у 82% лиц старшего возраста с короткими теломерами. Обсуждение Изменение параметров как систолической, так и диастолической функций ЛЖ с возрас- том во многом обусловлено нарушением био- механики сокращения. Как известно, миокард Рис.4. Линейная регрессионная модель,отражающая связь длины теломер с продольной деформацией (А), скручиванием ЛЖ (Б) желудочков состоит из внутренних продоль- ных, средних циркулярных и наружных косых мышечных волокон. Максимально эффектив- ная сократимость миокарда достигается сла- женным взаимодействием всех этих волокон. В поиске более чувствительных маркеров возраст- ных изменений миокарда нами была использо- вана новая ультразвуковая технология опреде- ления деформаций миокарда ЛЖ, позволяющая оценивать сократимость во всех направлениях. Следует отметить, что изучаемые нами параме- тры были исследованы у лиц разного возраста и в других работах, однако, полученные резуль- таты оказались весьма противоречивы [8], как и значения деформаций при использовании раз- личого программного обеспечения [9]. Существующие на сегодня различия в под- ходах: терминологии, определении параме- тров, их оценке, типах сохранения данных для количественного анализа (например, какой- нибудь собственный формат против стандарт- ного DICOM), не позволяют использовать дан- ную методику в рутинной практике. Тем не менее, попытки стандартизировать ее продол- жаются [7]. Получено большое количество дока- зательств пользы новой технологии ЭхоКГ. Она дает уникальную информацию о функции мио- карда не только при его заболеваниях (ИБС, кардиомиопатии и пр.), но и позволяет оценить субклинические формы дисфункции миокарда. В результате данного исследования было показано, что с увеличением возраста снижается (ухудшается) глобальная продольная деформа- ция. Известно, что продольные волокна имеют субэндокардиальную локализацию и поэтому более подвержены ишемии при нарушении микроваскулярного кровотока с возрастом [10]. Кроме того, в субэндокардиальных волокнах при старении наблюдается наиболее значимое снижение плотности бета-адренорецепторов, что приводит к уменьшению адренергического ответа и, соответственно, сократительной реак- ции. Снижение синтеза сократительных белков, производства молекул АТФ и нарушение работы кальциевых каналов с возрастом также могут приводить к возраст-ассоциированному сниже- нию продольной сократимости [11]. При этом продольная деформация оказалась снижена у 88% лиц старшего возраста еще до нарушения диастолической функции ЛЖ. По-видимому, нарушение продольной сократимости возни- кает раньше, чем возраст-ассоциированные изменения диастолической функции ЛЖ. Так, достоверное снижение продольной деформации наблюдалось уже после 40 лет. В то же время мы увидели увеличение ради- альной деформации (сократимости радиаль- ного мышечного слоя) миокарда ЛЖ с возрас- том, что, вероятно, возникает компенсаторно в ответ на снижение продольной деформации и/ или нарушение диастолической функции ЛЖ, и направлено на поддержание адекватного сер- дечного выброса. Что касается циркулярной деформации, то после учета факторов сердечно- сосудистого риска, мы не получили достоверной связи c возрастом. Наиболее интересные результаты получились в отношении параметров кручения. Скручива- ние ЛЖ обусловлено вращением верхушки отно- сительно его основания и позволяет обеспечи- вать адекватное наполнение во время диастолы и выброс во время систолы. С возрастом наблюда- лось увеличение апикальной ротации и скручи- вания ЛЖ. Причем такие изменения наблюда- лись в 85% случаев еще до нарушения диастоли- ческой функции ЛЖ. Вполне вероятно, что уси- ление скручивания ЛЖ в систолу было связано с увеличением фракции выброса у пожилых людей без ССЗ в данном исследовании. Следует отме- тить, что кручение происходит благодаря дина- мическому взаимодействию противоположно направленных субэндокардиальных и субэпикар- диальных спиральных мышечных волокон. Рота- ция верхушки и основания в систолу осущест- вляется левосторонними субэпикардиальными волокнами. Правосторонние субэндокардиаль- ные волокна им противодействуют, однако, из-за большей удаленности эпикарда от геометричес- кого центра сердца действие эпикардиальных волокон в норме преобладает. Нарушение сокра- тительной способности субэндокардиальных волокон с возрастом может приводить к ослабле- нию их ингибирующего действия на верхушку и приводить к усилению вращения. Известно, что именно в этих волокнах раньше появляются при- знаки возрастных изменений - фиброз, ухуд- шение коронарной перфузии, снижение работы кальциевых каналов [11]. Неоднократно сообщалось, что длина тело- мер является маркером биологического воз- раста. Этот факт опосредован через реплика- тивное старение клеток: укорачиваясь с каждым делением клетки, теломеры ограничивают ее пролиферативный потенциал. Установлено, что миокард - частично пролиферативный орган, с возрастом в кардиомиоцитах также происходит уменьшение длины теломер и накопление ста- рых клеток [12]. При этом было доказано, что длина теломер в разных тканях имеет сходную скорость их укорочения, несмотря на различ- ный пролиферативный статус [13]. В связи с чем, как наиболее доступный суррогатный пара- метр, длина теломер в настоящее время в основ- ном определяется в лейкоцитах. В нашей работе была выявлена независи- мая достоверная обратная связь длины теломер с возрастом. При этом нами впервые была изу- чена взаимосвязь длины теломер с параметрами деформации миокарда и скручивания, полу- ченными с помощью ультразвуковой методики спекл-трекинг ЭхоКГ. В результате мы выявили корреляционную связь средней силы с длиной теломер для таких параметров, как глобальная продольная деформа- ция, апикальная ротация и скручивание ЛЖ. Сни- жение продольной деформации, увеличение рота- ции и скручивания ЛЖ было связано с укороче- нием длины теломер. Повышение скручивания ЛЖ наблюдалось у 82% лиц старшего возраста с корот- кими теломерами. Короткая длина теломер увели- чивает риск повышения скручивания ЛЖ в 2 раза. Однако для продольной деформации независимой связи с длиной теломер не получено. Хотя и скру- чивание и продольная деформация обусловлены сокращением субэндокардиальных волокон, наи- более подверженных изменению с возрастом. Веро- ятно, изменение процессов кручения ЛЖ является более специфичным для биологического возраста. Ограничение данного исследования заклю- чается в его одномоментном характере. Поэтому мы не вправе утверждать, что возрастные изме- нения миокарда напрямую связаны с репли- кативным старением. Причинно-следственная связь остается до конца не ясной. В качестве гипотезы мы полагаем, что такая взаимосвязь может быть опосредована дисфункцией мито- хондрий. Так, активация индуктора апоптоза p53 вследствие укорочения теломер приводит к нарушению работы митохондрий и снижению синтеза аденозинтрифосфорной кислоты, что обусловливает энергетический дефицит в мио- карде. В экспериментах на животных было пока- зано, что активация p53 способствует гибели клеток, сердечной недостаточности и прежде- временному старению миокарда [14]. Роль прогениторных клеток - предшествен- ников кардиомиоцитов, также вероятна. Так, клетки-предшественники кардиомиоцитов, в которых наблюдается укорочение теломер с воз- растом, дифференцируются в кардиомиоциты с исходно короткими теломерами, которые быстро достигают клеточного старения. При этом с воз- растом наблюдается увеличение стволовых кле- ток в миокарде, имеющих признаки клеточного старения - экспрессию p16INK4A, укорочение тело- мер и снижение активности теломеразы [15]. В результате регенерационная способность с воз- растом снижается. Заключение Новая технология ультразвуковой диагно- стики сердца спекл-трекинг ЭхоКГ может стать методом диагностики ранних субклинических изменений сократительной функции миокарда, позволяющим оценивать биологический воз- раст сердца. Параметры деформации миокарда (глобальная продольная деформация ЛЖ, апи- кальная ротация и скручивание ЛЖ) являются более чувствительными маркерами возрастных изменений, чем параметры стандартной ЭхоКГ. Причиной возраст-ассоциированных изме- нений сократительной функции миокарда может быть клеточное старение, одним из мар- керов которого является длина теломер. Корот- кая длина теломер вносит независимый вклад в наличие возраст-ассоциированных измене- ний миокарда по данным стандартной ЭхоКГ [16], а также усиления скручивания ЛЖ, выяв- ленного с помощью спекл-трекинг ЭхоКГ. Воз- растные изменения в сердце являются субстра- том для развития многих сердечно-сосудистых заболеваний. Попытки разобраться в механизме их развития могут изменить в дальнейшем наши представления о первичной профилактике ССЗ.About the authors
E V Plokhova
Email: evplokhova@gmail.com
D U Akasheva
O N Tkacheva
I D Strazhesko
E N Dudinskaya
A S Kruglikova
V S Pykhtina
V I Streltsova
S A Boitsov
References
- United Nations, Department of Economic and Social Affairs, Population Division (2013). World Population Prospects: The 2012 Revision. Key Findings and Advance Tables. ESA/P/WP. 2013;227: 3-50.
- Okura H, Takada Y, Yamabe A, et al. Age- and gender-specific changes in the left ventricular relaxation: a Doppler echocardiographic study in healthy individuals. Circ. Cardiovasc. Imaging. 2009; 2(1):41-6.
- Aviv A, Chen W, Gardner JP, et al. Leukocyte telomere dynamics: longitudinal findings among young adults in the Bogalusa Heart Study. Am J Epidemiol. 2009; 169(3):323-9.
- Epel ES, Merkin SS, Cawthon R, et al. The rate of leukocyte telomere shortening predicts mortality from cardiovascular disease in elderly men. Aging (Albany NY). 2008; 1(1):81-8.
- Cawthon RM. Telomere measurement by quantitative PCR. Nucleic Acids Res. 2002. 30(10): p. e47.
- Lang RM, Badano LP, Mor-Avi V, et al. Recommendations for cardiac chamber quantification by echocardiography in adults: an update from the American Society of Echocardiography and the European Association of Cardiovascular Imaging. Eur Heart J Cardiovasc Imaging. 2015 Mar;16(3):233-70.
- Voigt JU, Pedrizzetti G, Lysyansky P, et al. Definitions for a common standard for 2D speckle tracking echocardiography: consensus document of the EACVI/ ASE/Industry Task Force to standardize deformation imaging. Eur Heart J Cardiovasc Imaging.2015;16(1):1-11.
- Sun JP, Lee AP, Wu C, et al. Quantification of left ventricular regional myocardial function using two-dimensional speckle tracking echocardiography in healthy volunteers-a multi-center study. Int J Cardiol. 2013; 167(2):495-501.
- Takigiku K, Takeuchi M, Izumi C, et al; JUSTICE investigators.Normalrangeofleftventricular2-dimensional strain: Japanese Ultrasound Speckle Tracking of the Left Ventricle (JUSTICE) study. Circ J. 2012; 76(11):2623-32.
- Lumens J, Delhaas T, Arts T, et al. Impaired subendocardial contractile myofiber function in asymptomatic aged humans, as detected using MRI. Am J Physiol. Heart Circ Physiol. 2006; 291(4): H1573-9.
- Leibowitz D, Jacobs JM, Stessman-Lande I, et al. Cardiac structure and function and dependency in the oldest old. J Am Geriatr Soc. 2011 Aug; 59(8):1429-34
- Masanori T, Naotaka Izumiyama-Shimomura, Junko A, et al. Association of telomere shortening in myocardium with heart weight gain and cause of death. Scientific Reports. 2013;3:2401.
- Daniali L, Benetos A, Susser E, et al. Telomeres shorten at equivalent rates in somatic tissues of adults. NatCommun. 2013;4:1597.
- Leri A, Franco S, Zacheo A, et al. Ablation of telomerase and telomere loss leads to cardiac dilatation and heart failure associated with p53 upregulation. EMBO J.2003; 22(1):131-9.
- Gonzalez A, Rota M, Nurzynska D, et al. Activation of cardiac progenitor cells reverses the failing heart senescent phenotype and prolongs lifespan. Circ Res. 2008; 102(5):597-606.
- Akasheva DU, Plokhova EV, Tkacheva ON, et al. Age-Related Left Ventricular Changes and Their Association with Leukocyte Telomere Length in Healthy People. PLoS One. 2015 Aug 14;10(8):e0135883.