Статья опубликована на с. 21-28
Основным стратегическим направлением в борьбе с артериальной гипертензией (АГ) и ее осложнениями является ранняя диагностика функциональных гемодинамических нарушений, еще на доклиническом этапе. В связи с этим особенно актуальны скрининговые исследования, основанные на доступных в амбулаторных условиях методах диагностики, которые позволят выделить круг лиц, нуждающихся в целенаправленном дальнейшем наблюдении и обследовании.
Гемодинамическая неоднородность людей как с АГ, так и здоровых, выражающаяся в разных соотношениях минутного объема сердца (МО) и общего периферического сопротивления (ОПС) в процессе кровообращения, хорошо известна. По соотношению этих показателей выделяют типы центральной гемодинамики (ЦГД): нормокинетический, гипокинетический, гиперкинетический, а также эукинетический, занимающий промежуточное положение между нормо- и гипокинетическим [3, 4, 6]. Для определения типа ЦГД в терапевтической практике обычно используется метод импедансной кардиографии, при котором оценивается суммарное электрическое сопротивление (импеданс) живой ткани переменному току высокой частоты. Преимущества метода — неинвазивность, бескровность, доступность соответствующей аппаратуры — позволяют широко применять его в амбулаторных условиях.
Нормокинетический тип характеризуется нормальными показателями МО, сердечного индекса (СИ, нормализованное значение МО на единицу площади тела) и ОПС; эукинетический — несколько повышенным ОПС при нормальных МО и СИ. Эти типы отражают хорошие адаптационные возможности сердечно-сосудистой системы.
Гиперкинетический тип отличается повышенными МО и СИ при сниженном ОПС. Этот тип указывает на наименее экономичный режим работы сердца, на снижение компенсаторных возможностей на фоне высокой активности симпатоадреналовой системы. Адаптация к физическим нагрузкам осуществляется за счет инотропной и хронотропной функций сердца при малом участии механизма Франка — Старлинга.
Гипокинетический тип отличается, наоборот, повышенным ОПС при сниженном МО и СИ. Это более экономичный тип, при котором сердечно-сосудистая система обладает большим функциональным диапазоном за счет активного участия механизма Франка — Старлинга. Данный тип неоднороден за счет индивидуальных различий функциональных резервов: от высокой устойчивости — к экстремальным воздействиям, до низкой устойчивости — к воздействиям агрессивных факторов (при нарушении регуляции тонуса прекапиллярного русла) [1].
Гипокинетический и гиперкинетический типы ЦГД по своим характеристикам в определенной степени согласуются с типами саморегуляции кровообращения (ТСК), определяемым экспресс-способом по соотношению величины диастолического давления и частоты сердечных сокращений, умноженному на 100. Если полученный индекс превышает 110, то тип саморегуляции кровообращения сосудистый, если менее 90 — сердечный. Значения индекса от 90 до 110 означают смешанный (сердечно-сосудистый) ТСК. ТСК отражает фенотипические особенности организма. Изменение регуляции кровообращения в сторону преобладания сосудистого компонента свидетельствует об ее экономизации, повышении функциональных резервов, поскольку сосудистый ТСК наиболее приспособляем к длительным воздействиям, имеет широкий диапазон показателей гомеостаза. Существенную роль при данном типе играет эластичность/жесткость сосудов, снижены МО, СИ, повышено периферическое сопротивление. Сердечный ТСК наиболее устойчив к кратковременным неожиданным воздействиям возмущающих факторов, однако он энергетически невыгоден организму, поскольку требует постоянного расхода энергетических ресурсов [2].
Знание индивидуальных особенностей кровообращения, в частности, гемодинамических типов, открывает перспективы дифференцированного подхода к выбору терапевтических средств у пациентов с АГ и выявлению контингента людей, требующих динамического наблюдения и целенаправленного обследования (в случае определения патологических вариантов организации кровообращения у нормотензивных лиц).
Современные информационные технологии и методы статистического анализа позволяют открыть новые диагностические возможности даже в рутинных показателях, например в таком, как величина артериального давления (АД), являющаяся важнейшим интегральным гемодинамическим параметром. В частности, в качестве метода функциональной диагностики гемодинамики нами предложен количественный анализ связей параметров АД (КАСПАД) — статистический анализ ряда величин АД пациента, полученных обычными бескровными методами измерения в интервале времени наблюдения (произвольном или заданном). КАСПАД представляет собой процедуру построения индивидуальной статистической модели кровообращения пациента с использованием линейной регрессии, где систолическое давление S и диастолическое давление D являются функциями пульсового давления W (аргумента). При построении регрессии нами использована стратификация параметрического пространства величин АД по уровням пульсового давления и осреднение этих величин, что позволяет получить регрессию с высочайшей точностью (коэффициенты корреляции r = 0,9–1,0 и уровни значимости р < 0,05 при условии достаточного количества измерений АД) [7, 8, 10].
Регрессионная модель кровообращения, получаемая способом КАСПАД по ряду величин АД пациента в желаемом интервале времени, в общем аналитическом виде выглядит сопряженными линейными уравнениями: S* = Q + a1W; D* = Q + a2W, где индивидуальными параметрами модели кровообращения выступают коэффициенты Q, a1 и a2, S* и D* — стратиграфические (среднеуровневые) систолическое и диастолическое давления соответственно.
Учитывая связь давлений S, D и W (где W = S – D), с помощью элементарных алгебраических действий общий вид регрессии может быть представлен следующим образом: S* = Q + aW; D* = Q + (a – 1)W, где a1 обозначено литерой a, a2 = a – 1.
Таким образом, регрессионная модель кровообращения сводится к двум параметрам: Q и а, имеющим индивидуальные числовые значения.
По существу получаемой регрессии коэффициент Q имеет смысл величины давления крови в области затухающей пульсовой волны (такой характер кровоток приобретает в конечной части артериол), а соотношение прессорного (a) и депрессорного (a – 1) коэффициентов определяет КАСПАД-тип. Нами обоснованы граничные значения коэффициента a в регрессионной модели, на основе чего разработана классификация функциональных гемодинамических состояний [10, 11]. Она включает следующие типы (КАСПАД-типы): гармонический (Г), два дисфункциональных — диастолический (ДД) и систолический (СД), а также пограничные с соответствующими дисфункциональными (учитывая наличие в некоторых случаях переходных состояний) — пограничный с диастолическим (ПД) и с систолическим (ПС) (табл. 1).
По смыслу получаемой регрессии увеличение коэффициента а до значений a > 1 указывает на возрастание роли систолической составляющей (то есть вклада работы сердца, сердечного выброса) в процесс кровообращения при снижении роли его диастолической (сосудистой) составляющей и справедливости неравенства Q < D < S (ДД-тип). Уменьшение прессорного коэфициента а (что имеет место при СД-типе) отображает уменьшение роли сократительной функции миокарда в продвижении крови, восполняемой усилением функции периферического сердца — сосудов и мышц. При этом справедливо неравенство D < S < Q, указывающее на увеличение уровня давления в области затухающей пульсовой волны выше уровня систолического давления [7, 8].
Для получения линейной регрессии необходимо иметь ряд величин АД пациента (не менее 6–7), измеренных обычным бескровным способом в желаемом интервале времени, и ПЭВМ с соответствующим программным обеспечением. Результаты регрессии характеризуют закономерности функционирования сердечно-сосудистой системы (имеется в виду взаимодействие сердца и сосудов в процессе продвижения крови), действующие в интервале времени наблюдения и отражающие гомеостаз и адаптацию организма к условиям существования [10, 11].
Наличие таких типов организации кровообращения подтверждено эмпирически при использовании процедуры КАСПАД для данных амбулаторных измерений АД в репрезентативных выборках лиц разного пола, возраста и состояния здоровья. Патологический характер дисфункциональных гемодинамических типов вытекает прежде всего из физического и физиологического смысла получаемых регрессий, а также косвенно подтверждается собственными эпидемиологическими данными. В частности, дисфункциональные и пограничные с ними типы наиболее часто отмечаются при сердечно-сосудистой патологии (до 70 % и более пациентов) и у лиц пожилого возраста, для которых характерны атеросклеротические изменения сосудов. Однако такие КАСПАД-типы имеют место и у 25–30 % практически здоровых лиц с нормальным АД [7–11].
В связи с вышеизложенным интересен вопрос о том, какие особенности функционирования сердца и сосудов стоят за разными вариантами организации кровообращения по данным КАСПАД (КАСПАД-типами), а также как эти типы соотносятся с типами ЦГД. Наиболее важен этот вопрос относительно дисфункциональных КАСПАД-типов у практически здоровых нормотензивных людей. Взаимосвязь особенностей индивидуальной гемодинамики, проявляющихся формированием различных КАСПАД-типов сердечно-сосудистого взаимодействия в процессе продвижения крови, с параметрами ЦГД не исследована.
Целью настоящей работы было изучение параметров ЦГД реографическим методом у практически здоровых молодых людей и у пациентов с впервые выявленной АГ того же возрастного периода в зависимости от КАСПАД-типа кровообращения, определяемого по линейной регрессии параметров АД.
Методы исследования
Амбулаторно обследовано 120 практически здоровых молодых людей (контингент групп диспансерного наблюдения Д I и Д II: 56 мужчин и 64 женщины), составивших группу 1, и 45 пациентов (22 мужчины, 23 женщины) того же возрастного периода (21–34 года) с впервые установленной АГ 1–2-й степени, риск 2–3 до начала лечения, — группа 2. Средний возраст пациентов групп 1 и 2 составил 24,5 ± 0,3 года и 29,1 ± 0,7 года соответственно.
Пациентам обеих групп проводились ежедневные измерения АД по Н.С. Короткову 1 раз в день на протяжении 7–10 дней, величины АД каждого пациента подвергались процедуре КАСПАД, в результате чего были получены индивидуальные регрессионные модели кровообращения. Таким образом, в интервале времени наблюдения функциональное гемодинамическое состояние сердечно-сосудистой системы каждого пациента идентифицировано как принадлежность к определенному КАСПАД-типу.
В этом же интервале времени проводилась импедансная кардиография с помощью отечественного преобразователя «Импекард-М» с программным обеспечением. Определялись параметры ЦГД (исходно, при кистевой эргометрической пробе в качестве нагрузки и после нее): ударный объем (УО, мл), минутный объем (л/мин), сердечный индекс (л/мин × м2), общее периферическое сопротивление (дин × с × см–5), среднее АД (СрАД, мм рт.ст.), давление наполнения левого желудочка (ДНЛЖ, мм рт.ст.), а также тип гемодинамики [5].
Статистическая обработка проведена с помощью пакета прикладных программ Statistica 6.0 (Statsoft, США), Microsoft Excel 2007 (Microsoft, США). Соответствие признаков закону нормального распределения определялось по критерию Шапиро — Уилка, количественные параметры представлялись в виде медианы (Ме) и интерквартильного размаха (25/75 %) при распределении, отличном от нормального. Значимость различий относительных величин определялась по критерию χ2, абсолютных — по U-критерию Манна — Уитни. Критическим уровнем значимости при проверке статистических гипотез принималось значение р < 0,05.
Результаты и обсуждение
Распределение КАСПАД-типов по данным линейной регрессии параметров АД в группах наблюдения представлено на рис. 1, на котором видно, что у прак–тически здоровых молодых людей преобладает гемодинамика гармонического типа (73,3 %), тогда как при АГ — дисфункциональные типы (64,4 %), в частности, ДД (различия между группами в долях Г-, ПД- и ДД-типов статистически значимы). Эти результаты согласуются с нашими предыдущими исследованиями о преобладании у пациентов с АГ ДД-типа [9–11]. Среди практически здоровых лиц группы 1 дисфункциональные типы гемодинамики имели 25,8 %, преобладающим был также ДД-тип (у 20,0 % пациентов группы).
Средние значения измеряемых величин АД в интервале времени наблюдения в группе 1 статистически значимо отличались от таковых в группе 2, соответствовавших диагнозу пациентов последней. Но в каждой из групп они не имели отличий при разных КАСПАД-типах, тогда как параметры регрессионных моделей (коэффициенты а, Q) демонстрировали закономерные отличия соответственно типовой принадлежности (табл. 2).
Исходные параметры и типы ЦГД у здоровых лиц с высокой достоверностью отличались от таковых у пациентов с АГ (табл. 3). Не выявлено лишь значимых различий величин ДНЛЖ в обеих группах, что, видимо, объясняется достаточно молодым возрастом и ранними стадиями АГ у большинства пациентов группы 2.
Среди пациентов с АГ доля лиц с гипокинетическим типом ЦГД была значимо большей (60,0 %, р < 0,05), чем среди здоровых лиц, у которых самым частым был нормокинетический тип (50,0 %, р < 0,05), а также у них чаще, чем при АГ, отмечен гиперкинетический тип (20,0 %, р < 0,05). Можно предположить, что при АГ происходит адаптация гемодинамики к гипертензии путем перехода на более экономный режим работы сердечно-сосудистой системы, который считается присущим гипокинетическому типу ЦГД.
Показатели УО, МО, СИ, ДНЛЖ при нагрузке (эргометрической пробе) и во время отдыха после нее демонстрировали такие же значимые различия между группами, как и исходные (также кроме показателя ДНЛЖ). При этом в обеих группах не выявлено статистически значимых отличий этих параметров ЦГД в зависимости от принадлежности к тому или иному КАСПАД-типу (табл. 4).
Здоровые молодые люди с Г- и ДД-типами достоверно отличались по всем параметрам ЦГД (кроме, как уже отмечено, ДНЛЖ исходно и при нагрузке) от таковых у гипертензивных пациентов (табл. 4). Но при СД-типе таких отличий не было по параметрам сердечной деятельности МО и СИ, и значения этих параметров были ниже, чем при Г-типе в своей группе (р > 0,05). Кроме того, у здоровых с этим типом отмечается значительное увеличение ОПС при эргометрической пробе и его невозврат к исходному состоянию (р > 0,05). У пациентов с АГ при СД-типе исходное ОПС было выше, чем при других типах (р > 0,05), причем во время нагрузки оно снижалось, а после нее вновь повышалось (то есть демонстрировало извращенную реакцию).
Эти данные позволяют предполагать, что при СД-типе происходит уменьшение насосной функции сердца и имеется склонность к спастической реакции сосудов. Это согласуется с нашей трактовкой данного типа по смыслу регрессии, а именно, что лидирующую роль в продвижении крови играет периферическое сердце. Однако, учитывая малочисленность пациентов с таким КАСПАД-типом (как в настоящем исследовании, так и в популяции в целом [10]), для получения убедительных результатов необходимо увеличить число наблюдений.
Отсутствие существенных внутригрупповых различий параметров ЦГД при разных КАСПАД-типах нашло свое подтверждение в распределении типов ЦГД (рис. 3), то есть внутри каждой группы не выявлено значимых связей между типами ЦГД и КАСПАД-типами. Так, в группе здоровых лиц и при Г-типе, и при ДД-типе с сопоставимой частотой (р > 0,05) преобладал нормокинетический вариант ЦГД (55,7 и 50,0 % соответственно), а в группе гипертензивных пациентов — гипокинетический (50,0 и 60,9 % соответственно, р > 0,05). При этом статистически значимые отличия выявлены только в распространенности гипокинетического типа ЦГД в группах 1 и 2 как при Г-типе (16,7 и 60,9 % соответственно, р = 0,006), так и при ДД-типе (22,7 и 50,0 % соответственно, р = 0,002). В рамках СД-типа в обеих группах прослеживается превалирование также гипокинетического типа, однако ввиду малочисленности данного КАСПАД-типа статистически значимого подтверждения это обстоятельство не нашло.
Полученные данные означают, что гемодинамические типы, выделяемые по данным регрессионного анализа (КАСПАД-типы), и типы ЦГД (по результатам реографического исследования) представляют разные характеристики кровообращения. В частности, есть основания полагать, что КАСПАД в большей степени отражает процесс кровообращения в удаленных от центра отделах кровеносного русла, а именно — ближе к конечной части артериол [9]. Таким образом, в диагностических целях эти исследования можно использовать не как замену, а как дополнение друг друга.
Заключение
Регрессионный анализ параметров АД (КАСПАД) выявил дисфункциональные гемодинамические типы у 55,5 % молодых пациентов с начальными стадиями АГ и у 25,8 % практически здоровых молодых лиц с нормальным АД. Среди дисфункциональных КАСПАД-типов в обеих группах превалировал ДД-тип: у 20,0 % здоровых, у 51,1 % пациентов с АГ. Такой тип характеризуется увеличением прессорного параметра регрессии, что указывает на гипертрофированную роль систолической составляющей (то есть сердечного выброса) в процессе продвижения крови при соответствующем снижении роли его диастолической (сосудистой) составляющей. Диаметрально противоположный ему дисфункциональный тип СД, характеризующийся уменьшением прессорного показателя, что отражает уменьшение роли сократительной функции миокарда в продвижении крови, восполняемой усилением функции периферического сердца — сосудов и мышц, был редок в обеих группах: у 5,8 % нормотензивных лиц, у 4,4 % пациентов с АГ.
Исходные показатели ЦГД, характеризующие сердечную (УО, МО, СИ) и сосудистую (ОПС) составляющие, ожидаемо продемонстрировали статистически значимые различия между группами нормотензивных лиц и пациентов с АГ. Среди пациентов с АГ преобладал гипокинетический тип ЦГД (60,0 %), что значимо больше, чем среди нормотензивных лиц (23,3 %), у которых преобладающим был нормокинетический тип (50,0 %). Кроме того, 20,0 % практически здоровых молодых людей имели гиперкинетический тип ЦГД, что значимо больше, чем среди пациентов с АГ (6,7 %). Такое распределение типов ЦГД в группах наблюдения позволяет предположить, что при АГ уже на ранних стадиях заболевания происходит адаптация гемодинамики путем перехода на более экономичный режим работы с широким функциональным диапазоном, что считается присущим гипокинетическому типу.
В обеих группах не выявлено статистически значимых отличий параметров и распространенности типов ЦГД в зависимости от принадлежности к тому или иному КАСПАД-типу. У нормотензивных лиц с гармоническим и диастолическим дисфункциональным типами сохранялись достоверные отличия всех параметров ЦГД от таковых у пациентов с АГ (как в группе в целом, так и при одноименных КАСПАД-типах). Однако при СД-типе по параметрам ОПС, МО и СИ таких отличий не было. Значения МО и СИ были ниже, чем при Г-типе в своей группе (р > 0,05), а ОПС демонстрировало значительное возрастание при эргометрической пробе и невозврат к исходному состоянию (р > 0,05). Эти результаты согласуются с предложенной нами трактовкой данного типа, при котором лидирующую роль в продвижении крови играет периферическое сердце. Однако для получения значимых доказательств и окончательных выводов по данному вопросу необходимо увеличить число наблюдений пациентов с СД-типом, как нормотензивных, так и с АГ.
Таким образом, линейная регрессия параметров АД (КАСПАД) расширяет возможности амбулаторной диагностики клинически латентных гемодинамических нарушений, проявляющихся дисфункциональными типами кровообращения. Гемодинамические типы, определяемые по КАСПАД, и типы ЦГД (по данным реографического исследования) представляют разные гемодинамические характеристики (КАСПАД в большей степени отражает процесс кровообращения в удаленных от центра отделах кровеносного русла), поэтому в диагностических целях могут дополнять друг друга.