OXYGEN UPTAKE OF BLOOD IN PATIENTS WITH ISCHEMIC HEART DISEASE AFTER MYOCARDIAL REVASCULARIZATION

Full Text

Введение Клинические проявления ишемической болезни сердца в определенной степени зависят от происходящих в организме метаболических процессов, в которых, наряду с различными биологически активными веществами, систе- мой иммунитета, принимают участие сосуди- стый эндотелий и форменные элементы крови, находящиеся в тесной взаимосвязи с наруше- ниями липидного обмена [1]. Нарушение гоме- остаза непосредственно влияет на клетки мио- карда. Реперфузия миокарда, развивающаяся после каждого эпизода транзиторной ишемии, сопровождается значительной активацией сво- боднорадикальных 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 кисло- рода 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 взаимодей- ствии радикалов друг с другом, антиоксидан- тами или антиоксидантными ферментами. Ско- рость окисления тем меньше, чем больше кон- центрация антиоксидантов [3]. Напротив, избы- точные свободные радикалы вызывают окисли- тельное повреждение мембран, белков и генов клеток [12]. Окислительное повреждение, или окислительный стресс, считают основным фак- тором хронического патологического ремодели- рования стенок артерий [10], постепенно приво- дящим к уменьшению их просвета. При прогрессировании клинической симпто- матики, неэффективности лекарственной тера- пии показано проведение операции реваскуля- ризации миокарда, которая может проводиться на работающем сердце, при поддержке искус- ственного кровообращения (ИК), а также в условиях параллельного ИК. В настоящее время лабораторные показатели, отражающие кине- тику 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 про- ведении операции реваскуляризации миокарда. Материалы и методы Обследованы 80 больных ИБС, перенес- ших операцию аортокоронарного шунтирова- ния 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 воз- раст 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 напряже- ния (СН), средний возраст 58,8±8,9 лет, из них 7 (8,7%) мужчин и 4 (5,0%) женщины. Боль- ные обследовались при поступлении в клинику, при выписке из стационара и через шесть меся- цев после оперативного вмешательства. Группа контроля в количестве 24 относительно здоро- вых доноров была обследована однократно. Проведено открытое проспективное исследо- вание. Критериями включения в исследование были: возраст больных от 35 до 75 лет, наличие симптомов ИБС, наличие атеросклероза коро- нарных артерий, подтверждённое результатами коронароангиографии. К критериям исключения были отнесены: наличие острого инфекционного заболевания, онкологической патологии, тер- минальной органной недостаточности, беремен- ности; злоупотребление алкоголем. Конечными точками исследования являлись общая леталь- ность, смертность от сердечно-сосудистых при- чин, развитие острого коронарного синдрома. Проанализированы данные анамнеза, инстру- ментального исследования (ЭКГ, эхокардиоско- пия, суточное мониторирование ЭКГ, дуплекс- ное сканирование брахиоцефальных сосу- дов, сосудов нижних конечностей, коронаро- ангиография), анализа периферической крови, выполнявшегося на гематологическом анализа- торе МЕК-6400 («Nihon Kohden», Япония), био- химических тестов, проводившихся на биохи- мическом анализаторе ChemWell, («Awareness Technology Inc.», США) и поглощения кислорода венозной крови с использованием биоло- гического кислородного монитора YSI 5300А («YSI Incorporated», США). Показатели поглощения кислорода опре- делялись полярографически с помощью зонда Кларка, состоящего из платинового катода и серебряного анода, погружённых в раствор хло- рида 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 водораствори- мый индуктор AAPH (2,2-азобис (2-амидино- пропан) дигидрохлорид) в фосфатном буфере, рН=7,4, в соотношении 1:5. ААРН мог поддер- живать образование свободных радикалов в течение нескольких суток при неизменной ско- рости. Пробы помещались в биологический кис- лородный монитор и инкубировались при тем- пературе 37°С, соответствующей физиологиче- ской, в течение 40 минут при постоянном пере- мешивании на магнитной мешалке. При такой температуре индуктор распадался на молеку- лярный 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 исто- щения антиоксидантов свободные радикалы начинали взаимодействовать с липидами крови, генерируя из алкоксильных радикалов гидрок- сиды, а из пероксильных - гидропероксиды [14]. Регистрировалось уменьшение количества рас- творённого 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 (Т1/2) [8]. Статистическая обработка данных проводилась с помощью программы «Statistica 10.0» (StatSoft, Inc). Осуществлялась проверка нор- мальности распределения количественных при- знаков. Производилось вычисление медиан и интерквартильных интервалов (Me (25%; 75%)). Для сравнения двух независимых групп по одному признаку применяли критерий Манна- Уитни. Критическое значение уровня статисти- ческой значимости принималось равным 5%. Результаты и обсуждение Сравнительное изучение показателей погло- щения кислорода крови у больных ИБС позво- лило обнаружить статистически значимые раз- личия между группами наблюдения и контроля. При поступлении в стационар у больных группы I выявлено повышение уровня поглощения кис- лорода 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 кон- троля (таблица 1). Через 6 месяцев после операции наблюда- лось статистически значимое снижение погло- щения 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 прак- тически равна таковой в группе контроля, что, по-видимому, было обусловлено восстанов- лением адекватной оксигенации миокарда в результате хирургического вмешательства и систематического применения гиполипиде- мических препаратов, которые нормализуют активное поглощение клетками полиненасы- щенных жирных кислот и уменьшают содержа- ние общего холестерина, триглицеридов и липо- протеидов низкой плотности в плазме крови [6]. В группе II обнаружено статистически значи- мое 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 пола- гать, что в данной группе, несмотря на прове- дённое оперативное вмешательство и примене- ние медикаментозной терапии, в течение пери- ода наблюдения отмечалось незначительное снижение напряжённости реакций окислитель- ного стресса (таблица 2). В группе III при поступлении и выписке из стационара не обнаружено статистически значи- мых различий с группой контроля. Через 6 меся- цев после выписки выявлено увеличение показа- телей поглощения кислорода крови на 30 минуте (6,65 (5,6; 7,1)>5,75 (4,9; 6,5); р<0,05) и 40 минуте Динамика показателей поглощения кислорода крови у больных с острым коронарным синдромом Таблица 1 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 полу- поглощения 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 Динамика показателей поглощения кислорода крови у больных с постинфарктным кардиосклерозом Таблица 2 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 полу- поглощения 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 кисло- рода 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 липо- протеидов очень низкой плотности. Динамика показателей поглощения кислорода крови у больных с хронической ИБС Таблица 3 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 полу- поглощения 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 перекис- ного окисления липидов повышение уровня поглощения кислорода крови у больных ИБС, по-видимому, связано с инициацией ПОЛ. Гене- рируемые ААРН радикалы начинают взаимодей- ствовать с липидами плазмы крови после истоще- ния антиоксидантного резерва. Главными пред- ставителями антиоксидантов крови являются α-токоферол и аскорбиновая кислота. Реагируя со свободными радикалами, α-токоферол преоб- разуется в α-токоферильный радикал, а аскор- биновая кислота в стабильный радикал аскор- бата. В крови больных ИБС выявляется сниже- ние уровня α-токоферола, при этом отмечают, что потребление его в качестве скавенджера радика- лов незначительно [2]. Поэтому, продукты ПОЛ начинают обнаруживаться после исчерпания запасов аскорбиновой кислоты. Установлено, что субстратами свободноради- кального окисления служат полиненасыщенные жирные кислоты, в основном, в составе липо- протеидов низкой плотности (ЛПНП). При этом у больных хронической ИБС (СН) отме- чается накопление насыщенных жирных кис- лот и моноенов с нечетным числом углерод- ных атомов, а также снижение уровня полине- насыщенных жирных кислот в липидах плазмы крови. При исследовании перекисного окисления ЛПНП плазмы крови основными опреде- ляющимися продуктами являются гидроксиды и гидропероксиды эфиров холестерина, а также гидроксиды и гидропероксиды фосфатидилхо- лина, но в гораздо меньших количествах [14]. Увеличение поглощения кислорода у боль- ных хронической ИБС на 30, либо на 40 минуте зависело от антиоксидантного статуса паци- ентов и соответствовало инициации процесса ПОЛ. Повышение уровня поглощения кисло- рода крови на 40 минуте исследования у боль- ных ОКС при поступлении в стационар отно- сительно группы контроля, больных ПИКС и СН можно объяснить большей окисленностью ЛПНП, меньшей устойчивостью их плазмы к окислению и меньшей антиоксидантной способ- ностью крови [5, 9]. Заключение Результаты проведенного исследования свиде- тельствуют о нестабильности системы антиокси- дантной защиты крови у больных ОКС, опериро- ванных в раннем постинфарктном периоде, кото- рая сохраняется в течение 6 месяцев после выпол- нения хирургической реваскуляризации мио- карда. Напротив, у больных со СН через 6 меся- цев после операции шунтирования коронарных артерий регистрируется интенсификация разру- шения первичных продуктов окисления и повышение 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 взаи- модействии с пероксильными радикалами, а также предотвращать возможность вторичного инициирования процесса за счет разрушения гидроперок- сидов молекулярным путем. Таким образом, исследование динамики показателей поглощения кислорода в качестве дополнительных лабораторных маркеров может использоваться для оценки антиоксидантного потенциала крови и мониторинга эффективно- сти лечения больных ОКС после операции рева- скуляризации миокарда.

About the authors

E T Bondarenko

M V Iljyn

A S Zotov

Email: zotov.alex.az@gmail.com

I N Staroverov

References

Supplementary files