Особенности сосудодвигательной функции эндотелия у детей и подростков с ожирением и метаболическим синдромом

ЮВЕНИЛЬНАЯ КАРДИОЛОГИЯ

ОСОБЕННОСТИ СОСУДОДВИГАТЕЛЬНОЙ ФУНКЦИИ ЭНДОТЕЛИЯ У ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ С ОЖИРЕНИЕМ И МЕТАБОЛИЧЕСКИМ СИНДРОМОМ

Бекезин В.В., Козлова Л.В., Милягин В.А., Козлова И.С.

Смоленская государственная медицинская академия

Резюме

Оценено состояние сосудодвигательной функции эндотелия у 66 детей и подростков с ожирением и МС в возрасте 11-16 лет. Патологический результат пробы с физической нагрузкой (ФН) по данным реовазографии выявлялся у 71,4 % детей с МС, что свидетельствовало о наличии у них эндотелиальной дисфункции (ЭД). При этом вазоконстрикция у детей с МС регистрировалась в 1,77 раза чаще, чем у детей с ожирением (p<0,05). Сделан вывод о необходимости ранней коррекции ЭД у детей с МС.

Ключевые слова: метаболический синдром, эндотелий, сосудодвигательная функция, реовазография, ювенильный возраст.

Ремоделирование сосудов при метаболическом синдроме (МС), с одной стороны, является следствием воздействия инсулинорезистентности и компенсаторной гиперинсулинемии, а также повышенного артериального давления (АД) на сосудистую стенку, с другой — само по себе ведет к развитию и прогресси-рованию инсулинорезистентности и артериальной гипертонии [2, 12]. Ремоделирование сосудов состоит из обратимого функционального компонента, обусловленного эндотелиальной дисфункцией и необратимого - артериосклероза в виде генерализованных дегенеративных изменений артериальной медии. Воздействуя на функциональный фактор ремодели-рования сосудов можно предотвратить или замедлить прогрессирование структурной перестройки сосудистой стенки, а, стало быть, повлиять на развитие инсу-линорезистентности и артериальной гипертензии (АГ). При этом сведения о состоянии сосудистой реактивности у взрослых больных ожирением или МС ограничиваются немногочисленными публикациями [5, 9], а у детей и подростков — отсутствуют.

Для косвенной оценки эндотелиальной дисфункции (функциональной констрикции сосудов) чаще применяют пробы с использованием реовазографи-ческого, сфигмографического или допплерографичес-кого методов исследования [6, 13]. С этой целью наиболее часто в литературе [4] используют показатель расширения диаметра артерии на фоне различных проб (потокзависимая вазодилатация), а также процентное соотношение линейной скорости кровотока после пробы к ее исходному уровню. При этом наиболее часто для оценки сосудодвигательной функции эндотелия используются сосуды мышечного типа [3,4].

В связи с этим определилась цель нашего исследования — изучить особенности сосудодвигательной

функции эндотелия у детей и подростков с ожирением в зависимости от уровня инсулинорезистентности.

Материал и методы

Обследовано 66 детей и подростков с ожирением в возрасте 11-16 лет (табл. 1). У обследованных детей определяли антропометрические (масса тела (кг), рост (см), индекс массы тела (ИМТ), окружность талии (ОТ) и бедер (ОБ), гормональные (иммунореак-тивный инсулин — ИРИ) и лабораторные (гликемия натощак, общий холестерин, мочевая кислота) параметры. Для определения иммунореактивного инсулина применялся иммуноферментный метод с использованием наборов «DRG-Техсистемс» (США). Инсулинорезистентность оценивалась по косвенным показателям: уровню базальной инсулинемии и малой модели гомеостаза с определением параметра HOMA-R, вычисляемого по формуле: УГН (уровень гликемии натощак, ммоль/л) х УИН (уровень инсулина натощак, мкЕД/мл)/ 22,5 [1]. При этом индекс HOMA-R<2 свидетельствовал об отсутствии инсули-норезистентности.

Все обследованные дети в зависимости от уровня инсулинорезистентности были условно разделены на 2 группы. В 1-ю группу вошли 32 ребенка с ожирением и сохраненной чувствительностью к инсулину (HOMA-R<2). 2-ю группу составили 34 ребенка с HOMA-R>4. При этом индекс HOMA-R>4, подтверждающий наличие инсулинорезистентности, регистрировался у 21 ребенка. Клинико-лабораторная характеристика детей 1-й и 2-й групп свидетельствовала о более высокой частоте регистрации артериальной гипертензии, ожирения III степени и выраженных изменений лабораторных показателей у детей с HOMA-R>4 (табл. 1). Выявленные изменения у детей

Таблица 1

Клинико-лабораторная характеристика обследованных детей

Параметры Группы

1-я

Лабораторные данные (M±m): ИРИ базальный (мкЕД/мл): 15,6±1,7 29,5±3,1*

НОМА^ 1,7±0,09 5,4±0,07*

ОХ (ммоль/л) 4,13±0,08 5,12±0,05*

Мочевая кислота (мкмоль/л) 271±26,4 366±21,3*

Клинические данные: АГ всего лабильная АГ

Миокардиодистрофия

Жировой гепатоз

Cахарный диабет 2 типа

Ожирение

ИМТ (кг/м2) (M±m) 27,2±1,89 33,4±1,21*

ОТ/ОБ (M±m) 0,84±0,02 0,89±0,01*

Примечание: *- достоверность различий (р<0,05) между параметрами у детей 1-й и 2-й групп.

2-й группы свидетельствовали о формировании у них метаболического синдрома.

В контрольную группу вошли 15 практически здоровых детей и подростков 11-16 лет со средними по возрасту и полу антропометрическими параметрами. При этом достоверных возрастно-половых различий между контрольной, 1-й и 2-й группами не зарегистрировано.

Реовазографию конечностей (предплечье и голень) проводили с применением диагностического комплекса «Кардио» на базе ПЭВМ-586 (Тверь, 1993). Для этого синхронно регистрировали реовазограммы сонной, тибиальной и лучевой артерий и определяли время запаздывания периферического пульса по отношению к центральному — время распространения пульсовой волны (ВРПВ, сек). Измерив расстояние между точками регистрации реовазограммы сонной и тибиальной ^2, м), сонной и лучевой артерий ^1, м), рассчитывали скорость распространения пульсовой волны (СРПВ) по сосудам мышечного типа (на участке сонная—лучевая (каротидно-радиальный сегмент — КРС) и сонная-тибиальная (каротидно-тибиальный сегмент - КТС) артерии по формуле: СРПВ^1^2)/ВРПВ,

где СРПВ — скорость распространения пульсовой волны; ВРПВ — время распространения пульсовой волны; L— расстояние между точками регистрации центрального и периферического пульса.

На втором этапе для уточнения вклада в процесс сосудистого ремоделирования функциональной ва-зоконстрикции, то есть эндотелиальной дисфункции, у обследованных детей была проведена функциональная проба с физической нагрузкой. При этом СРПВ оценивали до и после проведения физической нагрузки (30 приседаний за 1 минуту) с последующим расчетом процента изменения СРПВ: %

СРПВ={(СРПВисх-СРПВфн)/СРПВисх)100} на КРС сосуда. Признаком ЭД считали уменьшение менее чем на 10 % СРПВ на фоне физической нагрузки (% СРПВ), свидетельствующее о недостаточной вазо-дилатации [3, 13].

Определение микроальбуминурии в моче проводилось с помощью тест-полосок «Micral-Test II» фирмы «Roche» (Франция). Микроальбуминурия диагностировалась при двукратном определении альбуминурии в диапазоне от 20 до 200 мкг/мин. Суточная протеинурия в диапозоне до 150 мг расценивалась как физиологическая, а более 150 мг — как патологическая.

Все обследованные дети и подростки с ожирением получали гипокалорийное питание с учетом индивидуальных характеристик (возраста и пола) и дозированные физические нагрузки (ЛФК). Медикаментозная терапия не проводилась.

Статистическая обработка полученных данных производилась с помощью пакета программ Statgraphics Plus for Windows 98 и Ехсе1 97 фирмы Microsoft с использованием непараметрических и параметрических критериев.

Результаты и обсуждение

Сравнительный анализ полученных результатов, по данным реовазографического метода исследования, свидетельствовал о достоверно более высоких показателях СРПВ по артериальным сосудам каро-тидно-радиального и каротидно-тибиального сегментов у детей с МС по сравнению с контрольной группой (табл. 2). Соответственно у детей 2-й группы регистрировались достоверно более низкие значения времени распространения пульсовой волны по сосудам вышеуказанных сегментов (табл. 2). У детей 1-й груп-

Таблица 2

Показатели СРПВ у детей с ожирением и МС и у детей контрольной группы по данным реовазографии

Параметры реовазографии Группы

1-я группа

Каротидно-радиальный сегмент справа: СРПВ 6,16±0,32 6,74±0,29* 5,21±0,35

ВРПВ, сек 0,128±0,009 0,115±0,008* 0,151±0,011

Каротидно-радиальный сегмент слева: СРПВ, м/с 6,19±0,35 6,79±0,28* 5,23±0,34

ВРПВ, сек 0,127±0,010 0,114±0,007* 0,151±0,011

Каротидно-тибиальный сегмент справа: СРПВ 9,3±0,81 11,6±0,76* 8,6±0,81

ВРПВ, сек 0,181±0,008 0,150±0,007* 0,201±0,013

Каротидно-тибиальный сегмент слева: СРПВ, м/с 9,3±0,88 11,4±0,83* 8,5±0,83

ВРПВ, сек 0,181±0,007 0,152±0,006* 0,202±0,014

Примечание: * -достоверность различий (р<0,05) между параметрами контрольной группы и параметрами 1-й и 2-й групп.

Таблица 3

Динамика СРПВ у детей с ожирением и МС и у детей контрольной группы на фоне физической нагрузки

Параметры реовазографии (справа) Группы

1-я группа

Предплечье (КРС): СРПВ(исх) м/с 6,18±0,34 6,78±0,31* 5,21±0,35

СРПВ(фн) м/с 6,01±0,33* " 7,02±0,30* 4,32±0,35

% СРПВ (%) 29,6±1,21* " 15,3±0,68* 39,6±2,35

Голень (КТС): СРПВ (исх) м/с 9,3±0,88 11,4±0,86* 8,6±0,81

СРПВ (фн) м/с 9,02±0,76 " 11,8±0,83* 7,2±0,68

% СРПВ (%) 21,8±1,72* " 14,4±1,23* 28,7±2,31

Примечание: *-достоверность различий (р<0,05) между параметрами контрольной группы и 1-й и 2-й групп; "-достоверность различий (р<0,05) между параметрами 1-й и 2-й групп.

пы различия в СРПВ и ВРПВ по сравнению с детьми контрольной группы носили аналогичный, но менее выраженный (р>0,05) характер. Таким образом, скорость распространения пульсовой волны у детей с ожирением находилась в прямой зависимости от состояния инсулинорезистентности и свидетельствовала о повышении жесткости сосудистой стенки преимущественно у детей с метаболическим синдромом.

В дальнейшем для уточнения вклада эндотелиаль-ной дисфункции в процесс сосудистого ремоделиро-вания у обследованных детей была проведена функциональная проба с физической нагрузкой.

100% 80%

60% 40% 20% 0%

У детей с ожирением более часто регистрировалась адекватная реакция сосудов на физическую нагрузку, проявляющаяся снижением СРПВ на фоне пробы более чем на 10 % по сравнению с исходной СРПВ. В то время как у детей с МС на фоне более высоких (р<0,05) исходных параметров СРПВ регистрировалось сохранение этих параметров и после пробы с физической нагрузкой (табл. 3). Так, патологический результат данной пробы (изменение % СРПВ после пробы не более, чем на 10 %) выявлялся у 71,4 % детей с МС, что свидетельствовало об эндотелиаль-ной дисфункции.

1-я группа 2-я группа Контрольная

группа

Адекватная вазодилатация  Неадекватная вазодилатация  Вазоконстрикция

Рис. 1. Варианты ответной реакции сосудов на пробу с физической нагрузкой по данным реовазографии у обследованных детей.

1-я группа 2-я группа

МАУ  Физиологическая протеинурия  Патологическая протеинурия

Рис 2. Частота встречаемости МАУ, физиологической и патологической суточной протеинурии у детей и подростков с ожирением и МС.

При индивидуальном анализе состояния эндотелий-зависимой вазодилатации у больных с ожирением и МС были выделены 2 типа патологической ответной реакции: недостаточная степень вазодилатации (±10 % СРПВ) и вазоконстрикция (% СРПВ от 10 % и менее). При этом у детей с МС вазоконстрикция регистрировалась в 1,77 раза чаще, чем у детей с ожирением (р<0,05). У детей контрольной группы патологическая ответная реакция в виде вазоконстрикции не определялась (рис. 1). Вазоконстриктивный вариант ответа на физическую нагрузку, наиболее часто регистрируемый у детей с ожирением и подтвержденной инсулинорезистентностью, характеризовал стойкую, малообратимую вазоконстрикцию, подтверждающую развитие процессов ремоделирования сосудов.

Известно, что проявлением эндотелиальной дисфункции, наряду с эндотелий-зависимой вазокон-стрикцией, является микроальбуминурия, переходящая в дальнейшем в протеинурию. В связи с этим было проведено изучение состояния данного маркера эндотелиальной дисфункции у детей с ожирением и МС. На первом этапе у детей и подростков определяли суточную протеинурию (физиологическая или патологическая), а при отсутствии белка в моче — микроальбуминурию трехкратно.

Согласно полученным данным, у детей с МС про-теинурия (физиологическая или патологическая) и микроальбуминурия регистрировались соответственно в 30,4 % и 34,8 % случаев (рис. 2) и достоверно превышали частоту встречаемости данных параметров у детей с ожирением (р<0,05).

Полученные в ходе проведенного исследования результаты дают основание полагать, что энд отели -альная дисфункция является одним из ранних (доклинических) негативных эффектов инсулинорезисте-нтности и компенсаторной гиперинсулинемии, спо-

собствуя, с одной стороны, нарастанию инсулиноре-зистентности, а с другой — прогрессированию ремо-делирования сосудов (как самостоятельный фактор риска).

Заключение

Таким образом, ожирение и сопровождающая его инсулинорезистентность способствуют у детей и подростков нарушению сосудодвигательной функции эндотелия и повышению его проницаемости, т.е. развитию эндотелиальной дисфункции. Эндотелиальная дисфункция, в свою очередь, приводит, с одной стороны, к функциональной, а в последующем и к необратимой вазоконстрикции, а с другой, вовлекая в процесс сосуды клубочкового аппарата почек — к микроальбуминурии и в дальнейшем — к патологической протеинурии. Эти два критерия являются значительными факторами риска кардиоваскулярных нарушений при метаболическом синдроме [5, 7, 10]. При этом стойкая вазоконстрикция напрямую, а также опосредованно через повышение внутрипочечно-го гломерулярного давления, т.е. через активацию ре-нин-ангиотензин-альдостероновой системы, приводит к ремоделированию сосудистой стенки, т.е. к формированию и прогрессированию кардиоваску-лярного метаболического синдрома. Формируется порочный круг: усиление эндотелиальной дисфункции сопровождается повышением инсулинорезисте-нтности, а та, в свою очередь, — прогрессированием эндотелиальной дисфункции. В связи с этим необходимо проведение своевременных и, в первую очередь, немедикаментозных мероприятий (гипокалорийная диета, физические нагрузки), направленных на коррекцию эндотелиальной дисфункции на ранних стадиях ее развития у детей с ожирением, т.е. до формирования выраженной инсулинорезистентности.

Литература

Аметов А.С., Демидова Т.Ю., Смагина Л.В. Перспективы влия- 7. ния гипотензивной терапии на патогенетические механизмы синдрома инсулинорезистентности// Проблемы эндокриноло-гии.-2005.- №1.- С.34-40. 8.

Бойцов С.А. Что мы знаем о патогенезе артериальной гипертен-зии//СошШит medicum.- 2004.- Том 6.- №5.- 2004.- С.315-319. Воробьев С.В., Мишина Е.В., Сирицына Ю.В. и др. Влияние квинаприла на эндотелиальную дисфункцию артерий и функ- 9. циональное состояние калликреин-кининовой системы у больных артериальной гипертензией//Вестник ВолГМУ.-2006.-№1.-С.41-44. 10.

Демченко, Е. А., Вахрамеева, Н. В., Бутомо, М. И. и др. Выявление эндотелиальной дисфункции у больных стенокардией напряжения: сравнение теста с физической нагрузкой и пробы с реактивной гиперемией//Вестник аритмологии.-2006.-№41.-С. 11. 33-38

Илюхин О.В., Илюхина М.В., Колганова Е.Л. и др. Скорость распространения пульсовой волны в оценке эндотелиальной дисфункции у больных хронической сердечной недостаточ- 12. ностью ишемической этиологии//Сердечная недостаточность.-2005.- Том 6.- №1.- С.16-18.

Илюхин О.В., Лопатин Ю.М. Скорость распространения 13. пульсовой волны и эластические свойства магистральных артерий: факторы, влияющие на их механические свойства, возможности диагностической оценки//Вестник ВолГМУ.-2006.-№1.-С.3-8.

Кочкина М.С., Затейщиков Д.А., Сидоренко Б.А. Измерение жесткости артерий и ее клиническое значение (обзор)//Кар-диология.-2005.-№1.-С63-71

Милягин В.А., Милягина И.В., Грекова М.В., Абраменкова Н.Ю., Уатве Т., Нитта С.И. Новый автоматизированный метод определения распространения скорости пульсовой вол-ны//Функциональная диагностика.- 2004.-№1.-С.33-39 Шестакова М.В. Дисфункция эндотелия — причина или следствие метаболического синдрома?//Русский медицинский журнал.- 2001.- Том 9.- №2.- С.88-90.

Clausen P., Jensen J.S., Jensen G., Borch-Johnsen K., Feldt-Rasmussen B. Elevated urinary albumin excretion is associated with impaired arterial dilatory capacity in clinically healthy subjects// Circulation.- 2001.-Vol. 103.-P. 1869-1874 Corretti M.C., Anderson T.J., Benjamin E.J. et al. Guidelines for the ultrasound assessment of endothelial-dependent flow-mediated vasodilatation of brachial artery // J Am Coll Cardiol -2002.-Vol.39.-P.257-265.

Khozyinova N., Milyagina I., MilyaginV. Arterial stiffness and cardiac remodeling in hypertensive patients//Am. J. Hypertension.-2004.-Vol.17(5).-P.1207

Vogel R.A. Measurement of endothelial function by brachial artery flow-mediated vasodilatation // Am J Cardiol -2001.-Vol.88(2A).-P.318-348.

Abstract

Endothelial vasoactive function was assessed in 66 children and adolescents aged 11-16 years, with obesity and metabolic syndrome (MS). Pathological result of rheovasography stress test was observed in 71,4% of MS children, pointing to endothelial dysfunction (ED) presence. In MS children, vasoconstriction was identified more often than in obese children — by 1,77 times (p<0,05). Therefore, there is a need for early ED correction in MS children.

Keywords: metabolic syndrome, endothelial vasoactive function, rheovasography, adolescents

1.

6.

Поступила 05/11-2006