Биохимические особенности тканевого гомеостаза у мальчиков-подростков с субклиническими формами сердечно-сосудистой патологии

Результаты исследований

DOI: 10.24411/2071-5315-2018-12043

Биохимические особенности тканевого гомеостаза у мальчиков-подростков с субклиническими формами сердечно-сосудистой патологии

^ Е.В. Пшеничная

Кафедра педиатрии Факультета интернатуры и последипломного образования ГОО ВПО "Донецкий национальный медицинский университет им. М. Горького ", Украина

Обследовано 127 мальчиков-подростков с субклиническими формами сердечно-сосудистой патологии, которые были разделены на 4 группы: 1-я группа (п = 33) — с высоким нормальным артериальным давлением или предгипертонией, 2-я группа (п = 31) — с метаболическим синдромом (избыточная масса тела, дислипидемия, нарушение толерантности к глюкозе, предгипертония), 3-я группа (п = 32) — с нарушениями ритма сердца, 4-я группа (п = 31) — с патологическими формами геометрии миокарда. Определяли уровень креатинфосфокиназы-МВ методом ферментативного ингибирования в сыворотке и плазме, лактатдегидрогеназы в эритроцитах колориметрическим методом и лактата в плазме. Установлено, что изменение активности креатинфосфокиназы-МВ, лактатдегидрогеназы и лактата носит однонаправленный характер и она увеличивается у мальчиков-подростков с субклиническими формами сердечно-сосудистой патологии.

Ключевые слова: мальчики-подростки, креатинфосфокиназа-МВ, лактатдегидрогеназа, лактат.

Известно, что определение биохимических маркеров повреждения миокарда позволяет выявлять миокардиальную дисфункцию при различных заболеваниях сердца на более ранних этапах развития патологического процесса, чем при проведении клинико-инструментальной оценки [1, 2].

Биохимические показатели в определенной степени характеризуют состояние тканевого гомеостаза в организме [1, 3, 4]. Изменения в миокарде могут начинаться как с повреждения клеточных мембран, так и с нарушения энергообмена в кардиомиоцитах [5]. Повреждение клеточных мембран чаще всего связано с непосредственным воздействием повреждающего агента, а также может происходить опосредованно, через иммунную систему. Энергетические процессы в

Контактная информация: Пшеничная Елена Владимировна, PshenichnayaL@yandex.ru

миокарде могут протекать в различных фазах: с избытком образования энергии (период относительной компенсации и напряженной адаптации) и с ее дефицитом (процессы декомпенсации и дезадаптации) [3].

Обычно для оценки состояния тканевого гомеостаза используют биохимические показатели, отражающие различные звенья патологического процесса как в организме в целом, так и в миокарде в частности [3, 4]. Изменения их уровня могут свидетельствовать об энергетических нарушениях, повреждении миокарда, повышении проницаемости клеточных мембран кардио-миоцитов, выраженности патологического процесса и т.д. [3, 5].

Установлено, что степень тяжести повреждения миокарда и состояние клеточных мембран могут определяться уровнем активности креатинфосфокиназы-МВ (КФК-МВ) [2]. Этот фермент переносит энергию из митохондрий к месту ее утили-

Тканевый гомеостаз

зации и катализирует биосинтез креатин-фосфата, играющий важную роль в процессах биологического окисления и гликолиза. Известно, что острая ишемия миокарда вызывает резкое повышение активности фермента креатинфосфокиназы и ее изо-фермента MB [6—8]. В частности, А.В. Пра-ховым и соавт. описано, что при выраженной форме постгипоксической ишемии миокарда у новорожденных отмечается повышение активности КФК-MB [6].

Основной причиной, приводящей к наиболее выраженным нарушениям процессов энергообеспечения, является гипоксия, представляющая собой несоответствие энергопотребности клетки энергопродукции в системе митохондриального окислительного фосфорилирования [5, 9—15]. Ее развитие может быть обусловлено различными причинами, самыми распространенными из которых являются расстройства внешнего дыхания, нарушения кровообращения и микроциркуляции, изменения кислородтранспортной функции крови и др. [9, 10, 16]. Особенно чувствительны к гипоксии кардиомиоциты и ней-роглия, так как митохондрии в этих клетках составляют до 30% объема цитоплазмы [9].

Преимущественным методом, данные которого отражают состояние энергетического обмена клеток и тканей и коррелируют с морфологическими изменениями в биоптатах мышечной ткани, в том числе сердца, является цитохимический анализ ферментного статуса клеток периферической крови [9, 10]. Митохондрии клеток представляют полифункциональное и обязательное звено клеточного гомеостаза, ввиду чего маркеры митохондриальных изменений могут отражать нарушения энергетического обмена клеток. К таким показателям относят активность окислительно-восстановительных ферментов лимфоцитов периферической крови, в частности лактатдегидрогеназы (ЛДГ) — фермента, катализирующего обратное превращение пирувата в лактат и отражающего напряженность процессов гликолиза [11, 14, 16].

Важно учитывать, что объективность оценки состояния миокарда значительно повышается при сопоставлении степени отклонения биохимических показателей от нормы с результатами клинико-ин-струментального обследования. При этом следует отметить, что значение энзимов как маркеров повреждения миокарда и нарушений метаболизма при заболеваниях сердца у подростков на сегодняшний день изучено недостаточно [4].

Таким образом, одним из наиболее значимых маркеров гибели кардиомиоцитов является концентрация в крови КФК-МВ, а для характеристики метаболических и энергетических нарушений — содержание в периферической крови лактата и ЛДГ

Как уже отмечалось, указанные биохимические показатели могут с различных сторон характеризовать состояние тканевого гомеостаза в организме в целом и в миокарде в частности, а также свидетельствовать об энергетических нарушениях. Изменения биохимических процессов часто сопровождают гемодинамические нарушения, происходящие в организме на ранних стадиях миокардиальной дисфункции, гипоксии, хронической сердечной недостаточности и др. Учитывая этот важный аспект в патогенезе патологий, необходимо проводить раннюю диагностику процессов нарушения энергообразования, на этапе диастолической дисфункции миокарда или на доклиническом этапе нарушений сердечной деятельности.

Однако абсолютно специфичных маркеров поражения кардиомиоцитов пока не найдено. Противоречивость и малочисленность имеющихся данных в отношении значения некоторых энзимов миокарда на ранних стадиях поражения сердца у детей и подростков свидетельствуют о недостаточной изученности этой проблемы [8].

Материал и методы

Нами проведено комплексное обследование 547 условно здоровых мальчиков-Лечебное дело 3.2018

Результаты исследований

Таблица 1. Показатели оксидантно-антиоксидантной системы у мальчиков-подростков с субклиническими формами сердечно-сосудистой патологии и в группе контроля

Показатель Группа контроля

абс. % абс. % абс. % абс. % абс. %

Уровень лактата

повышенный 13 40,6 ± 8,7 33 100,0 ± 0,0* 28 90,3 ± 5,3* 23 71,9 ± 7,9* 27 87,1 ± 6,0*

нормальный 19 59,4 ± 8,7 0 0,0 ± 0,0 3 9,7 ± 5,3* 9 28,1 ± 7,9* 4 12,9 ± 6,0*

Активность ЛДГ

повышенная 10 31,3 ± 8,2 21 63,6 ± 8,4* 19 61,3 ± 8,7** 17 53,1 ± 8,8 22 71,0 ± 8,2*

нормальная 18 56,3 ± 8,8 5 15,2 ± 6,2* 5 16,1 ± 6,6* 6 18,8 ± 6,9* 3 9,7 ± 5,3*

сниженная 4 12,5 ± 5,8 7 21,2 ± 7,1 7 22,6 ± 7,5 9 28,1 ± 7,9 6 19,4 ± 7,1

Примечание. Различия статистически значимы в сравнении с группой контроля: * - р < 0,01; ** - р < 0,05.

подростков 15—16 лет, обратившихся в клинику для решения вопроса о возможности занятий в спортивных секциях и/или обучения в учебном заведении с высоким уровнем физической нагрузки. Обследование включало сбор и анализ жалоб, анамнестических данных, клинический осмотр, проведение общеклинических и инструментальных исследований (электрокардиография, эхо кардиография, холтеровское мониторирование, тредмил-тест). По показаниям проводилась ультразвуковая допплерография сосудов головного мозга, цветовое дуплексное сканирование брахио-цефальных артерий на экстракраниальном уровне.

По результатам исследования, у 192 подростков имели место субклинические формы сердечно-сосудистой патологии. В зависимости от характера выявленных изменений подростки были разделены на 4 группы: 1-я группа (п = 53) — с высоким нормальным артериальным давлением, или предгипертонией, 2-я группа (п = 45) — с метаболическим синдромом (избыточная масса тела, дислипидемия, нарушение толерантности к глюкозе, предгипертония), 3-я группа (п = 51) — с нарушениями ритма сердца, 4-я группа (п = 43) — с патологическими формами геометрии миокарда.

У этих подростков было продолжено обследование и проведено определение уровня КФК-МВ методом ферментативного ингибирования в сыворотке и плазме на автоматическом анализаторе, ЛДГ в эритроцитах колориметрическим методом и лактата в плазме крови. Указанные исследования были выполнены у 127 мальчиков-подростков: в 1-й группе — у 33, во 2-й группе — у 31, в 3-й группе — у 32, в 4-й группе — у 31. Группу контроля составили 32 здоровых сверстника.

Оценку нормальности распределения полученных данных проводили методом Шапиро—Уилка, что явилось основанием для использования параметрической статистики для двух несвязанных и двух связанных групп. Формат представления данных: для количественных показателей — среднее и ошибка среднего, для качественных показателей — частота (в %) и ошибка репрезентативности.

Результаты и обсуждение

Результаты изучения состояния окси-дантно-антиоксидантной системы у мальчиков-подростков с выявленными субклиническими формами сердечно-сосудистой патологии и в группе контроля представлены в табл. 1.

Таблица 2. Взаимоотношения показателей оксидантно-антиоксидантной системы у мальчиков-подростков с субклиническими формами сердечно-сосудистой патологии и в группе контроля

Показатель Группа контроля

КФК-МВ, ЕД/л 17,2 ± 3,4 29,9 ± 5,2* 31,2 ± 5,3* 21,9 ± 4,3 33,8 ± 5,6*

Лактат, ммоль/мл 1,24 ± 0,19 2,05 ± 0,20* 2,93 ± 0,33* 1,50 ± 0,12 1,84 ± 0,11*

ЛДГ, ЕД/л 229,0 ± 32,0 331,0 ± 41,0* 358,0 ± 45,0* 301,0 ± 54,0 312,0 ± 27,0*

* р < 0,05 в сравнении с группой контроля.

Как видно из табл. 1, у мальчиков-подростков с субклиническими формами сердечно-сосудистой патологии во всех группах выявлено статистически значимое повышение уровня лактата в плазме крови: минимальное — в 3-й группе (71,9 ± 7,9%), максимальное — в 1-й группе (100,0 ± 0,0%) в сравнении со здоровыми сверстниками (40,6 ± 8,7%; р < 0,01), косвенно свидетельствующее о наличии гипоксии тканей. Кроме того, обращает на себя внимание статистически значимое повышение активности ЛДГ у 63,6 ± 8,4% подростков 1-й группы, у 61,3 ± 8,7% подростков 2-й группы и у 71,0 ± 8,2% подростков 4-й группы в отличие от здоровых сверстников (31,3 ± 8,2%; р < 0,05), отражающее активизацию аэробного пути образования аденозинтрифосфа-та, замедление скорости анаэробного гликолиза и образования лактата.

Для оценки метаболических и энергетических нарушений, состояния гомеостаза были проанализированы взаимоотношения активности ферментов лимфоцитов (ЛДГ), показателя повреждения миокарда (КФК-МВ) и лактата (табл. 2).

Как следует из табл. 2, изменения активности КФК-МВ, ЛДГ и лактата носили однонаправленный характер и увеличивались у мальчиков-подростков с субклиническими формами сердечно-сосудистой патологии. При этом в 1-й, 2-й и 4-й группах повышение показателей КФК-МВ, лактата и ЛДГ было статистически значимым в сравнении с группой контроля (р < 0,05), не достигая значимых различий в 3-й группе.

При сопоставлении уровней обсуждаемых показателей были выявлены тесные прямые корреляционные связи между активностью КФК-МВ и лактата (г = 0,61; г = 0,63; г = 0,58 и г = 0,61 в 1-й, 2-й, 3-й и 4-й группах соответственно), а также между повышением активности ЛДГ и КФК-МВ (г = 0,62; г = 0,64; г = 0,59 и г = 0,63 в 1-й, 2-й, 3-й и 4-й группах соответственно), ЛДГ и лактата (г = 0,64; г = 0,66; г = 0,59 и г = 0,66 в 1-й, 2-й, 3-й и 4-й группах соответственно).

Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что увеличение активности ферментов лимфоцитов сочетается с повышением показателей повреждения миокарда, что характерно для снижения энергообразования в кардиомиоцитах и несостоятельности их клеточных мембран. Использование указанных биохимических показателей значительно повышает точность оценки энергетического статуса.

Установлено, что биохимические сдвиги сопровождают нарушения деятельности сердечно-сосудистой системы у мальчиков-подростков уже на ранней, доклинической стадии. При этом в оценке гомеостаза важно использовать комплексное определение биохимических показателей, характеризующих энергетическое состояние кардиомиоцитов, изменение их метаболизма, нарушение проницаемости клеточных мембран, наличие оксидативного стресса и дисбаланса антиоксидантной системы.

В качестве объективных специфических критериев, отражающих нарушения энергообразования, целесообразно использо-

ж

Ж

Результаты исследований

вать определение активности КФК-МВ сыворотки крови, ЛДГ и лактата. Принципиально важным является динамичное мониторирование конкретных данных для диагностики нарушений сердечной деятельности у мальчиков-подростков, харак-

теристики степени выраженности поражений миокарда и оценки эффективности коррекции выявленных отклонений.

Со списком литературы вы можете ознакомиться на нашем сайте www.atmosphere-ph.ru

Biochemical Features of Tissue Homeostasis in Adolescent Boys with Subclinical Cardiovascular Disease E.V. Pshenichnaya

We examined 127 adolescent boys with subclinical cardiovascular disease. They were divided into 4 groups: group 1 (n = 33) with high normal blood pressure or prehypertension, group 2 (n = 31) with metabolic syndrome (overweight, dyslipidemia, impaired glucose tolerance, prehypertension), group 3 (n = 32) with heart arrhythmia, group 4 (n = 31) with abnormal myocardial geometry. We determined the levels of creatine phosphokinase-MB by enzymatic inhibition in blood serum and plasma, lactate dehydrogenase in erythrocytes by colorimetric method and lactate in blood plasma. The study showed that adolescent boys with subclinical cardiovascular disease had increased activity of creatine phosphokinase-MB, lactate dehydrogenase and lactate. Key words: adolescent boys, creatine phosphokinase-MB, lactate dehydrogenase, lactate.

НЕРВНЫЕ ВОЛЕЗНИ

Г

Продолжается подписка на научно-практический журнал

"НЕРВНЫЕ БОЛЕЗНИ"

Журнал входит в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней доктора и кандидата наук. Журнал выходит 4 раза в год. Стоимость подписки на полгода по каталогу агентства "Роспечать" - 840 руб., на один номер - 420 руб. Подписку можно оформить в любом отделении связи России и СНГ. Подписной индекс 81610.

( д ПРАКТИЧЕСКАЯ [  J ПУЛЬМОНОЛОГИЯ

Продолжается подписка на журнал непрерывного медицинского образования

"Практическая пульмонология"

Журнал входит в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней доктора и кандидата наук.

Журнал выходит 4 раза в год. Стоимость подписки на полгода по каталогу агентства "Роспечать" - 960 руб., на один номер - 480 руб. Подписку можно оформить в любом отделении связи России и СНГ. Подписной индекс 81166.

Редакционную подписку на журналы издательства "Атмосфера" можно оформить на сайте http://atm-press.ru или по телефону: (495) 730-63-51