Структурно-функциональные свойства артерий мышечного типа при артериальной гипертензии

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МЕДИЦИНА___________

УДК 616.12-008.331.1-073.432

Л. В. Мельникова

СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА АРТЕРИЙ МЫШЕЧНОГО ТИПА ПРИ АРТЕРИАЛЬНОЙ ГИПЕРТЕНЗИИ

Аннотация. Производится анализ показателей внутрисосудистого кровотока и структурно-функциональных свойств плечевых артерий при артериальной гипертензии. Предложено использование времени восстановления исходного диаметра плечевой артерии для диагностики структурных нарушений сосудистой стенки.

Ключевые слова: артериальная гипертензия, плечевые артерии.

Abstract. The article presents the analysis of intravascular blood flow parameters and structural-functional properties of brachial arteries under arterial hypertension.

The author proposes to use the time of brachial artery original diameter recovery for diagnosing structural damage to a vascular wall.

Key words: arterial hypertension, brachial artery.

Введение

К артериям мышечного типа относятся артерии среднего и мелкого калибров, такие как плечевая, бедренная, лучевая, а также большинство артерий внутренних органов. Особенностью их является преобладание гладкомышечных элементов в средней оболочке сосуда. При этом гладкомышечные и волокнистые элементы расположены в виде пологой спирали, образуя дуги, вершины которых находятся в середине слоя. Концы их, направленные к наружной или внутренней оболочкам, сливаются с их эластическими структурами. Такое строение волокнисто-мышечного каркаса придает стенке эластичность при растяжении, обеспечивая упругость при компрессии и непрерывность потока крови. Благодаря хорошо выраженной мышечной оболочке, эти сосуды способны активно изменять тонус и диаметр просвета [1]. Регуляция вазоактивных процессов осуществляется с помощью эндотелия. На настоящий момент не вызывает сомнения ключевая роль эндотелиальных клеток в передаче сигналов различных нейрогуморальных систем на субэндо-телиальные структуры [2]. Известно, что формирование артериальной гипертензии сопряжено не только с утратой адекватного контроля над состоянием сосудистого тонуса, но и ассоциируется с нарушением релаксационных свойств эндотелия [3].

Состояние эндотелия существенно влияет на структурно-функциональные свойства артериальной стенки. Однако до сих пор неизвестна причинно-следственная связь между ремоделированием сосудов и эндотелиальной дисфункцией. По данным одних авторов, артериальная гипертензия приводит

вначале к ремоделированию сосудов, увеличению продукции внеклеточного матрикса, а потом уже нарушается функция эндотелия [4]. Другие исследователи считают, что эндотелиальная дисфункция является инициирующим моментом в тромбогенезе и ремоделировании сосудов [5].

Противоречивы сведения и о влиянии давления потока на диаметр и толщину стенки артерий мышечного типа. Доказано, что растяжение артерий приводит к констрикторным реакциям гладкомышечных клеток артерий (реакции типа Бейлиса) и утолщению стенки. С другой стороны, имеются сведения, что динамическое растяжение стенки способно изменять синтез и выделение NO эндотелиальными клетками сосудов и приводит к снижению кон-стрикторных и увеличению дилататорных реакций сосудов [6-8].

1. Материал и методы исследования

В проведенном нами исследовании с помощью ультразвукового метода изучались структурные и функциональные изменения плечевых артерий у больных артериальной гипертензией I-II стадии (78 человек - 36 мужчин и 42 женщины, средний возраст 49,1 ± 11,2 лет) и группы здоровых лиц (24 человека - 12 мужчин и 12 женщин, средний возраст 46,3 ± 10,4 лет).

Критерием включения в основную группу являлось наличие эссенци-альной артериальной гипертензии (гипертонической болезни). Верификацию диагноза проводили согласно национальным клиническим рекомендациям «Диагностика и лечение артериальной гипертензии», ВНОК, 2008. Диагноз симптоматической артериальной гипертензии исключался на предшествующих этапах обследования.

Критериями исключения являлись: вторичный характер гипертензии, нарушения ритма сердца, сахарный диабет, гемодинамически значимые стенозы общей сонной артерии и ее ветвей, патологическая извитость общей сонной или внутренней сонной артерий.

Для изучения вазорегулирующей функции эндотелия проводили определение эндотелий зависимой дилатации плечевой артерии (ПА) по методу, описанному Celermajer D. S. и др., 1992. Ультразвуковое исследование общих сонных артерий, плечевых артерий и сердца выполнялось на аппарате Vivid 7 Dimension (США). В течение всего исследования изображение ПА синхронизировалось с ^-зубцом на электрокардиограмме (ЭКГ); все измерения диаметра (D) производились в конце диастолы. Диаметр ПА оценивался исходно (после 10-минутного отдыха пациента) и через каждые 60 с после декомпрессии манжеты до восстановления исходного диаметра. Время восстановления исходного диаметра (мин) фиксировалось. Эндотелий зависимую вазодилата-цию (ЭЗВД) плечевых артерий вычисляли по формуле

ЭЗВД = (фреак.гип - DHCX)/ DHCX}  100 %,

где Dp^^^ - максимальный диаметр ПА через 60 или 90 с после декомпрессии манжеты; DW}1 - исходный диаметр ПА.

В работе также использовались показатели: пиковая систолическая скорость кровотока в плечевой артерии (Vps ПА). Для исключения воздействия на результат пробы структурно-функциональных изменений плечевой артерии проводили пробу эндотелий независимой вазодилатации (ЭНЗВД) с сублингвальным приемом нитроглицерина. Рассчитывался процент дилата-ции плечевой артерии в ответ на прием нитроглицерина.

Статистическая обработка данных производилась с помощью пакета программ 81ай8йса 6.0. При анализе материала производилась проверка на нормальность распределения. В случае нормального распределения рассчитывались средние величины (М), их стандартные отклонения (о). При сравнении средних значений использовался двусторонний ^-критерий Стьюдента для зависимых и независимых выборок. Для анализа попарной взаимосвязи количественных признаков использовался метод ранговой корреляции Спирмена. Различия средних величин и корреляционные связи считались достоверными при уровне значимости р < 0,05. Для поиска закономерностей группирования объектов исследования в отдельные подмножества применялся кластерный анализ.

2. Результаты обследования и обсуждение

Для выявления отличий строения и внутрисосудистого кровотока в плечевой артерии между здоровыми лицами и больными артериальной гипертензией ранних стадий анализировались параметры, полученные при ультразвуковом исследовании плечевых артерий у больных артериальной гипертензией и здоровых лиц. Полученные результаты отражены в табл. 1.

Таблица 1

Доплерографические особенности кровотока и структурно-функциональные изменения плечевой артерии у больных артериальной гипертензией и здоровых лиц

Параметр Здоровые(п = 24) Больные АГ (п = 78) р

У,*, см/с 73,8 ± 10,7 74,8 ± 17,7 0,79

Ус, см/с 3,4 ± 0,4 1,5 ± 0,3 0,0001

ТАМХ, см/с 16,9 ± 6,7 16,0 ± 18,1 0,81

ТАМЫ, см/с 10,2 ± 4,4 9,6 ± 5,2 0,61

Р1 4,8 ± 1,8 7,0 ± 2,8 0,0004

ЭЗВД, % 11,2 ± 4,2 7,7 ± 5,6 0,005

ТИМ ПА, см 0,032 ± 0,004 0,039 ± 0,008 0,0001

Диаметр ПА, см 0,34 ± 0,04 0,37 ± 0,06 0,02

Примечание. У,* - пиковая систолическая скорость кровотока в плечевой артерии; Vd - конечная диастолическая скорость; ТАМХ - усредненная по времени максимальная скорость; ТАММТ - усредненная по времени средняя скорость; Р1 - пуль-саторный индекс; ТИМ ПА - толщина комплекса интима-медиа плечевой артерии.

При анализе скоростных параметров внутрисосудистого кровотока в плечевой артерии было выявлено, что только конечная диастолическая скорость (Ус) отличается у представителей группы контроля - 4,8 ± 1,8 см/с и группы сравнения - 1,5 ± 0,3 см/с (р = 0,0001). Пиковая систолическая скорость (Уи), усредненная по времени максимальная (ТАМХ) и средняя скорости (ТАМЫ) не имели достоверных различий у больных артериальной гипертензией и здоровых лиц (р > 0,05).

Обращало на себя внимание существенное повышение пульсаторного индекса (Р1) при артериальной гипертензии. Он составил 7,0 ± 2,8 по сравнению с группой здоровых лиц - 4,8 ± 1,8 (р = 0,0004). Это неопровержимо свидетельствует о повышении периферического сопротивления на участках,

расположенных дальше к периферии от плечевой артерии у наблюдаемых нами больных артериальной гипертензией [9]. Пульсаторный индекс коррелировал с величиной удельного периферического сопротивления (УПС), Я = 0,37; р = 0,0004. Кроме того, найдены обратные взаимосвязи УПС со скоростными характеристиками внутрисосудистого кровотока. Наиболее тесная корреляция зафиксирована с величиной конечной диастолической скорости (Я = -0,53; р = 0,0001), взаимосвязь средней силы с ТАМХ (Я = -0,36; р = 0,0004) и ТАМЫ (Я = -0,38; р = 0,0001), слабая взаимосвязь с Ур* (Я = -0,28; р = 0,0004).

Мы наблюдали утолщение комплекса интима-медиа плечевой артерии (ТИМ ПА) у больных артериальной гипертензией (0,039 ± 0,008 см) по сравнению со здоровыми лицами - 0,032 ± 0,004 см (р = 0,0001). Наряду с этим прослеживалось увеличение просвета артерии в группе сравнения: диаметр его здесь оказался равным 0,37 ± 0,06 см, а в контрольной группе был

0,34 ± 0,04 см (р = 0,02). Данных об увеличении просвета плечевых артерий при артериальной гипертензии в доступной нам литературе не было обнаружено.

Анализ взаимосвязей внутрипросветного диаметра плечевой артерии выявил некоторые закономерности. Используя корреляционный анализ по Спирмену, мы определили обратную взаимосвязь средней силы с напряжением сдвига на эндотелии плечевой артерии (Я = -0,56; р = 0,0001), эндотелий зависимой вазодилатацией (Я = -0,51; р = 0,0001) и удельным периферическим сопротивлением сосудов (Я = -0,36; р = 0,0004), а также прямую взаимосвязь средней силы с толщиной комплекса интима-медиа плечевой артерии (Я = 0,36; р = 0,0004).

В ходе проведенного исследования было обращено внимание на время восстановления исходного диаметра плечевой артерии после пробы с реактивной гиперемией. В среднем у лиц с сохранной функцией эндотелия прежние размеры просвета восстанавливались к 4,56 ± 1,0 мин, а при эндотелиальной дисфункции - к 3,3 ± 1,6 мин (р = 0,0001). При выполнении пробы внут-рипросветный диаметр ПА у пациентов с нормальной функцией эндотелия увеличился от 0,33 ± 0,04 до 0,38 ± 0,05 см. Больные с эндотелиальной дисфункцией имели разницу от 0,38 ± 0,06 до 0,40 ± 0,06 см. Можно предположить, что причиной более короткого времени восстановления является меньшая разница между исходным диаметром и диаметром после пробы. Для проверки этого вычислялась скорость восстановления просвета плечевой артерии (У) по формуле, предложенной нами:

V = (А - А)^  60,

где А - диаметр ПА после пробы (см); А - диаметр ПА до пробы (см); ^ -время восстановления просвета (мин).

Оказалось, что больные с нарушенной эндотелий зависимой вазодила-тацией имели скорость восстановления просвета 12,2 ± 8,2  10-5 см/с, а с нормальной значительно больше - 21,6 ± 10,4  10-5 см/с (р = 0,0001). Это могло бы свидетельствовать о существенной роли эндотелия в регуляции просвета плечевой артерии. Но нарушение вазодилатации сосуда может быть обусловлено не только изменением эндотелиального механизма, но и структурно-функциональными изменениями сосудистой стенки.

Для дифференцирования причин развития этих нарушений после пробы эндотелий зависимой дилатации мы проводили пробу эндотелий независимой вазодилатации [10] с использованием нитроглицерина в качестве нагрузочного стимула. Степень прироста диаметра плечевой артерии в ответ на сублингвальное введение нитроглицерина в норме составляет 17 % [11].

Согласно результатам все обследованные лица были разделены на три группы. I группу составили пациенты с сохранной эндотелий зависимой ва-зодилатацией (ЭЗВД > 10) - 42 человека (19 мужчин и 23 женщины). Во II группу вошли больные с ЭЗВД < 10 % и ЭНЗВД > 17 %, т.е. с нарушенной функцией эндотелия (20 человек - 9 мужчин и 11 женщин). III группа была представлена лицами с ЭЗВД < 10 % и ЭНЗВД < 17 %, нарушение вазодила-тации у них было обусловлено структурно-функциональными изменениями сосудистой стенки (40 человек - 20 мужчин и 20 женщин). Анализировались: исходный диаметр плечевой артерии и его изменения при проведении проб с эндотелий зависимой и эндотелий независимой вазодилатацией, толщина комплекса интима-медиа перед проведением обеих проб, время восстановления исходного диаметра ПА при пробе с эндотелий зависимой вазодилатаци-ей и скорость восстановления просвета ПА при пробе с эндотелий зависимой вазодилатацией. Полученные данные приведены в табл. 2.

Таблица 2

Структурно-функциональные особенности плечевых артерий в зависимости от реакции на пробы с эндотелий зависимой и эндотелий независимой вазодилатацией

Параметр ЭЗВД > 10 % (п = 42) ЭЗВД < 10 %

ЭНЗВД > 17 %

ЭЗВД, % 12,9 ± 3,5 6,7 ± 1,9а 4,4 ± 3,51,2

ЭНЗВД, % 18,2 ± 4,8 17,1 ± 1,3 9,4 ± 3,1й

ТИМ ПА, см 0,036 ± 0,006 0,040 ± 0,0071 0,041 ± 0,0081

Диаметр ПА, см 0,33 ± 0,04 0,35 ± 0,021 0,40 ± 0,071,2

V, х10-5ем/е 21,6 ± 10,4 12,9 ± 5,81 12,8 ± 7,31

Ґ, мин 4,5 ± 0,9 4,5 ± 0,7 3,0 ± 1,3й

Примечание. 1 - р < 0 ,05 при сравнении с I группой; 2 - р < 0,05 при сравнении со II группой; 3 - р < 0,05 при сравнении с III группой; t - время восстановления исходного диаметра ПА при пробе с эндотелий зависимой вазодилатацией.

Результаты пробы с эндотелий зависимой вазодилатацией были разными во всех трех группах. У пациентов I группы ЭЗВД составила 12,9 ± 3,5 %, во второй - 6,7 ± 1,9 %, а в третьей - 4,4 ± 3,5 % (р < 0,05 при сравнении всех групп между собой). Это свидетельствует о том, что в группе с ЭЗВД < 10 % и ЭНЗВД < 17 % нарушения вазодилатации были обусловлены не эндотелиальной дисфункцией, а изменениями в среднем слое сосудистой стенки и снижением ее эластичности. Показатели пробы с эндотелий независимой ва-зодилатацией были похожи в I группе - 18,2 ± 4,8 % и во II группе -17,1 ± 1,3 % (р > 0,05), но достоверно отличались в III - 9,4 ± 3,1 % (р < 0,05 при сравнении с I и II группами).

Толщина комплекса интима-медиа плечевой артерии не отличалась у лиц с нарушенной эндотелий независимой вазодилатацией

и сохранной ЭНЗВД - 0,040 ± 0,007 см (р > 0,05), но достоверно превышала этот показатель у пациентов с ЭЗВД > 10 % - 0,036 ± 0,006. Исходный диаметр плечевой артерии был самым меньшим в группе с сохранной функцией эндотелия (0,33 ± 0,04 см), расширялся у пациентов с эндотелиальной дисфункцией (0,35 ± 0,02 см) и был наибольшим при нарушении структурнофункциональных свойств сосудистой стенки (0,40 ± 0,07 см) (различия достоверны при сравнении всех групп между собой).

Анализ скорости восстановления просвета плечевой артерии при пробе с эндотелий зависимой вазодилатацией показал значительное снижение ее во II (12,9 ± 5,8 • 10-5см/с) и III (12,8 ± 7,3 • 10-5см/с) группах по сравнению с I (21,6 ± 10,4 • 10-5см/с) (р < 0,05 при сравнении I группы с двумя другими). Данный показатель не отличался у пациентов с эндотелиальной дисфункцией и со структурными изменениями сосудистой стенки. Это свидетельствует о том, что оба механизма равноценно участвуют в нарушении вазодилатации артерий. Однако время восстановления просвета плечевой артерии при пробе с эндотелий зависимой вазодилатацией оказалось значительно укорочено у пациентов с ЭНЗВД < 17 % - 3,0 ± 1,3 мин. Различия были достоверны при сравнении со II группой - 4,5 ± 0,7 мин (р = 0,0001) и с I группой - 4,5 ± 0,9 мин (р = 0,0001). Укорочение времени восстановления ПА в III группе может быть объяснено тем, что структурные изменения стенки существенно ограничивают ее растяжение. Такая артерия максимально растянута в покое и практически не меняется при воздействии любых стимулов. У пациентов этой группы мы наблюдали расширение плечевой артерии при пробе с эндотелий зависимой вазодилатацией всего лишь с 0,40 ± 0,07 до 0,41 ± 0,07 см.

Известно, что одним из факторов риска сердечно-сосудистых осложнений при артериальной гипертензии является гипертрофия левого желудочка. Всем пациентам, включенным в исследование, проводилась эхокардиография с вычислением индекса массы миокарда левого желудочка (ИММЛЖ) и относительной толщины стенки левого желудочка. Оказалось, что у пациентов с эндотелиальной дисфункцией и структурными нарушениями стенки ИММЛЖ существенно больше, чем в группе с сохранной эндотелий зависимой вазодила-тацией. Так, в I группе этот показатель был равен 107,5 ± 15,0 г/м2, во II -117,9 ± 15,2 г/м2 (р = 0,01), в III - 123,2 ± 15,9 г/м2 (р = 0,0001 по сравнению с первой). Относительная толщина стенки левого желудочка согласно рекомендациям Американского общества эхокардиографистов в норме должна быть меньше 0,45 [12]. У пациентов с ЭЗВД > 10 % данный показатель составил 0,41 ± 0,07, при ЭЗВД < 10 % и ЭНЗВД > 17 % - 0,42 ± 0,05, а при ЭЗВД < 10 % и ЭНЗВД < 17 % - 0,46 ± 0,08 (р < 0,05 при сравнении III группы с первыми двумя), что свидетельствует о ремоделировании левого желудочка у пациентов данной группы по концентрическому типу.

Выводы

1. Для своевременной диагностики структурных изменений сосудистой стенки средних артерий рекомендуется проводить пробу с эндотелий зависимой вазодилатацией с определением времени восстановления исходного диаметра плечевой артерии (t) и вычислением скорости восстановления диаметра ПА (V).

2. Снижение скорости восстановления диаметра плечевой артерии меньше 12,8 і 7,3 см/с и укорочение времени восстановления диаметра ПА до 3,0 і 1,3 мин и ниже свидетельствует о возрастании риска сердечнососудистых осложнений, что проявляется повышением массы миокарда левого желудочка с преобладанием ремоделирования левого желудочка по концентрическому типу.

Список литературы

1. Куликов, В . П . Ультразвуковая диагностика сосудистых заболеваний /

B. П. Куликов. - 1-е изд. - М. : ООО Фирма «Стром», 2007. - 5І2 с.

2. Luscher, T. F. Endothelium-derived vasoactive factors and regulation of vascular tone in human blood vessels / T. F. Luscher // Lung. - 1990. - V. 168. - Р. 27-34.

3. Clozel, M. Endothelial dysfunction and subendothelial monocyte macrophages in hypertension. Effect of angiotensin converting enzyme inhibition / M. Clozel, H. Kuhn, F. Hefti, H. R. Baumgartner // Hypertension. - І99І. - V. iS (2). - P. І32-І4І.

4. Johnston, C. I. Mechanism of progression of renal disease: current hemodynamic concepts / C. I. Johnston, J. Risvanis, M. Naitoh, I. Tikkanen // J. Hypertension. -1998. - V. 16 (4). - P. 3-7.

5. Hayakawa, H. Endothelial dysfunction and cardiorenal injury in experimental salt-sensitive hypertension: effects of antihypertensive therapy / H. Hayakawa, K. Coffee, L. Raij // Circulation. - І997. - V. 96 (7). - P. 2407-24І3.

6. Mahender, M. Sixty minutes of non - pulsatile flow in vivo leads to decreased endothelium - dependent arterial relaxation / M. Mahender et al. // Am. Biomed. - І996. -V. 24. - P. 124-128.

7. Поясов, И. З. Изменение резистивной и емкостной функции сосудов скелетной мышцы при амплитудно-частотной модуляции перфузионного кровотока / И. З. Поясов // Российский физиологический журнал. - 1998. - T. 84, № 9. -

C. 884-892.

S. Дворецкий, Д. П. Реактивность изолированных артерий. Роль их динамического растяжения / Д. П. Дворецкий, В. Н. Ярцев, О. В. Караченцева, М. П. Гран-стрем // Российский физиологический журнал. - 1998. - T. S4, № І-2. - С. 30-3S.

9. Лелюк, В. Г. Ультразвуковая ангиология / В. Г. Лелюк, С. Э. Лелюк. - Изд. 2-е, доп. - М. : Реальное время, 2003. - 322 с.

10. Celemajer, D. S. Non-invasive detection of endothelial disfunction in children and adults at risk atherosclerosis / D. S. Celemajer, K. E. Sorensen, V. M. Gooch et al. // Lancet. - І992. - V. 340. - P. ІІІІ-ІІІ5.

11. Atkov, O. Yu. Non-invasive ultra sound detection of endothelial dysfunction / O. Yu. Atkov, T. V. Balachonova, O. A. Pogorelova // Europ. J. of Ultras. - 1998. -№ 7. - P. 37-45.

12. Sahn, D. J. Recommendation regarding quantitation in M-mode echocardiography. Results of a survey of echocardiographic measurements / D. J. Sahn, A. Demaria, J. Kisslo et al. // Circulation. - 1987. - V. 58. - P. 1072-1082.

Мельникова Людмила Владимировна Melnikova Lyudmila Vladimirovna

кандидат медицинских наук, заведующая кафедрой ультразвуковой диагностики, Пензенский институт усовершенствования врачей

Candidate of medical sciences, head of sub-department of ultrasonic diagnostics, Penza Institute of Advanced Medical Studies

E-mail: mmlv@mail.ru

УДК 616.12-008.331.1-073.432 Мельникова, Л. В.

Структурно-функциональные свойства артерий мышечного типа при артериальной гипертензии / Л. В. Мельникова // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Медицинские науки. - 2011. - № 2 (18). -

С. 3-10.