Способ оценки хроноархитектоники напряжения сосудистой стенки
METHOD FOR ASSESSING THE CHRONOARCHITECTONICS OF VASCULAR WALL TENSION

Изобретение относится к области медицины, а именно к функциональной диагностике, кардиологии, общественному здоровью и здравоохранению и может применяться для жителей Крайнего Севера для оценки с целью оценки риска возникновения сосудистых катастроф в зимний или летний сезон в исследуемое время суток и дальнейшей их профилактики.
Артериальная гипертензия является ведущим риском смертности, являясь причиной 12,8% смертей во всем мире (WHO, 2009). По оценкам ВОЗ, в 2010 году 31,1% взрослых (1,39 миллиарда человек) во всем мире страдали гипертонией (Mills et al., 2020).
В условиях Заполярья среди некоренных жителей распространенность АГ достигает 47% (Буганов и др., 2009). Особенности течения АГ в условиях Севера позволили выделить «северный» вариант в отдельную нозологическую форму (Запесочная и др., 2008).
Cуточная динамика АД в условиях Севера имеет отличительные особенности по сравнению с умеренными широтами, выраженность которых нарастает в более высоких широтах (Гапон и др., 2002, 2006, 2009). В частности, в полярных регионах характер суточных ритмов существенно изменяется в зависимости от сезона (Adamsson et al., 2016; Гапон, 2009). Кроме того, дополнительное использование искусственных источников света в условиях Севера также нарушает суточные ритмы и качество сна (Paul et al., 2015). В условиях северных широт, отмечено преобладание доли вечерних хронотипов (Roenneberg et al., 2004, 2007; Борисенков, 2010), которые сами по себе являются риском патологий почек, сердца и сосудистой, а также метаболических нарушений (Knutson & von Shantz, 2018; Губин и Коломейчук, 2019). В целом на хронотип человека оказывают влияние как эндогенные, так и экзогенные факторы, в том числе сезонные эколого-географические особенности региона (Allebrandt et al., 2014; Borisenkov, 2010; Leocadio-Miguel, 2017). В соответствии с кривыми фазового ответа (КФО) биологических часов (Khalsa et al., 2003), по мере удаления от экватора, действие дополнительного света на человека в длинные дни (лето в России) и его дефицит в короткие дни (зима в России) способствует увеличению доли вечерних хронотипов (Leocadio-Miguel, 2017; Roenneberg et al., 2007). Вечерние хронотипы сложнее адаптируются к положительным фазовым смещениям (ускорению БЧ), а утренние – к отрицательным, замедляющим БЧ, причем данная особенность сохраняется в разном возрасте (Juda et al, 2013). Таким образом, вечерние хронотипы сочетают в себе более высокий потенциал лабильности режима дня с подверженностью физиологическим последствиям десинхронизации при необходимости регулярного раннего подъема (Губин, 2015; Allebrandt et al., 2014: Губин и Коломейчук, 2019).
Для объективной оценки цены адаптации к Арктической среде обитания в зависимости от сезона и индивидуальных особенностей (в частности, хронотипа человека), требуется разработка критериев оценки напряжения сосудов с учетом различной реакции систолического, диастолического АД и сердечного ритма на свет, сон и активность в зависимости от фазы суточного цикла (Gubin et al, 2017, 2020).
Удобным параметром, получаемом при амбулаторном мониторинге артериального давления, является предложенный (Li et al., 2006; Dolan et al., 2016) AASI (Ambulatory Arterial Stiffness Index), амбулаторный индекс ригидности артерий (АИРА). АИРА является не только параметром артериальной жесткости, но и параметром, взаимосвязанным с вариабельностью АД (Lee et al, 2011). Амбулаторный Индекс Ригидности Артерия (А-ИРА), рассчитываемый как 1 минус коэффициент корреляции r между диастолическим и систолическим АД при 24-часового амбулаторном мониторинге, был признан независимым критерием сердечно-сосудистых рисков (Li et al, 2006).
Мета-аналитическое исследование подтверждает, что А-ИРА является независимым предиктором будущих сердечно-сосудистых событий, особенно инсульта, и связан с показателями артериальной функции (Kollias et al, 2012). Этот параметр может быть достаточно стабильным, так
как он устойчив к традиционным стратегиям антигипертензивного лечения, что существенно не влияет на AASI (Kollias et al, 2015).
Значительный интерес представляет исследования данного индекса в динамике – в течение суточного и сезонного циклов в условиях Арктики, так как данный показатель чувствителен к фазам суточного цикла сна и активности, а, учитывая, что систолическое, диастолическое и, соответственно, пульсовое АД реагируют на изменение активности, сон и свет неодинаково (Gubin et al, 2017, 2020).
В частности, индекс может быть полезен при сравнительном анализе влияния на сердечно-сосудистую систему и риски ее патологий, светового и фотопериодического в условиях высоких широт.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Существуют альтернативные способы косвенной оценки эластичности и жесткости сосудистой стенки артерий в динамике – в частности для количественной оценки могут быть использованы другие параметры.
Известен способ косвенной оценки эластичности и жесткости сосудистой стенки артерий в динамике по модулю упругости, соотношения напряжение-деформации (Benetos A et al., 2002). Недостатком способа является применение для оценки сложных нетрадиционных методов исследований.
Известен способ косвенной оценки эластичности и жесткости сосудистой стенки артерий в динамике по поперечному сечению артериальной растяжимости и податливости (Zieman et al., 2005). Недостатком способа является применение для оценки сложных нетрадиционных методов исследований.
Наиболее близким является способ косвенной оценки напряженности сосудистой стенки артерий в динамике по скорости пульсовой волны (Laurent et al., 2005). Недостатком способа является то, что применение данных только амбулаторного мониторинга артериального давления для них недостаточно.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ
Техническим результатом является выявленные различия между амбулаторным индексом ригидности артерий зимнего и летнего периодов и определения часов, когда наиболее высокий риск развития сосудистых катастроф.
Способ оценки риска возникновения сосудистых катастроф в зимний или летний сезон в исследуемое время суток, включает амбулаторный мониторинг систолического и диастолического артериального давления. Для групповой или индивидуальной оценки состояния стенки сосудов проводится мониторинг в зимний и летний сезоны. Для групповой оценки состояния стенки сосудов мониторинг проводится в течение 24 часов и более, для индивидуальной оценки – в течение 48 часов и более. Далее определяют почасовой коэффициент корреляции между систолическим и диастолическим артериальным давлением для каждого сезона. Далее рассчитывают почасовой амбулаторный индекс ригидности артерий для каждого сезона, как разность единицы и почасового коэффициента корреляции между систолическим и диастолическим артериальным давлением для каждого сезона. Далее для каждого часа сравнивают показатели амбулаторного индекса ригидности артерий зимнего и летнего сезонов, при повышении показателя более чем на 10% включительно от наименьшего делается вывод о повышенном риске сосудистых катастроф в данный сезон в исследуемое время суток.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Пример. Исследовано 1653 пациента в возрастном диапазоне 21-59 лет, занятых на ежемесячной вахтовой работе в условиях Арктики в поселке Ямбург (67,6° северной широты, 74,5° восточной долготы) в 2013-2020 годах. Проведен суточный мониторинг артериального давления для каждого пациента. Определен почасовой коэффициент корреляции САД/ДАД по часам суток для зимнего (фиг. 1) и летнего периодов. Определен почасовой амбулаторный индекс ригидности артерий для зимнего (фиг. 2) и летнего периодов. Для каждого часа (табл. 1) сравнили показатели амбулаторного индекса ригидности артерий зимнего и летнего сезонов (фиг. 3).
Таблица 1. Данные зимнего и летнего почасового амбулаторного индекса ригидности артерий
Часы
Лето
Зима
Абсолютная разница
Отклонение, %
0,301
0,226
0,075
33,2
0,28
0,222
0,058
26,1
0,261
0,234
0,027
11,5
0,281
0,209
0,072
34,4
0,234
0,239
0,005
2,1
0,248
0,234
0,014
6,0
0,298
0,246
0,052
21,1
0,334
0,276
0,058
21,0
0,315
0,261
0,054
20,7
0,303
0,252
0,051
20,2
0,266
0,283
0,017
6,0
0,249
0,26
0,011
4,2
0,233
0,227
0,006
2,6
0,242
0,222
0,02
9,0
0,269
0,248
0,021
8,5
0,289
0,257
0,032
12,5
0,298
0,268
0,03
11,2
0,311
0,309
0,002
0,6
0,303
0,296
0,007
2,4
0,312
0,285
0,027
9,5
0,298
0,284
0,014
4,9
0,261
0,246
0,015
6,1
0,249
0,237
0,012
5,1
0,274
0,241
0,033
13,7
Для исследуемой группы пациентов в летний период после проведения консультации специалистом рекомендуется применение методов светотерапии, прием препаратов, содержащих мелатонин, для достижения оптимальной терапевтической дозы препарата в ночные и утренние часы с целью снижения риска возникновения сосудистых катастроф.
Литература.
1. Adamsson M, Laike T, Morita T. Annual variation in daily light exposure and circadian change of melatonin and cortisol concentrations at a northern latitude with large seasonal differences in photoperiod length. J Physiol Anthropol. 2016;36(1):6. Published 2016 Jul 19. doi:10.1186/s40101-016-0103-9
2. Allebrandt K.V., Teder-Laving M., Kantermann T. et al. Chronotype and sleep duration: the influence of season of assessment // Chronobiol Int. 2014 Jun;31(5):731-40.
3. Benetos A, Adamopoulos C, Bureau JM, Temmar M, Labat C, Bean K, Thomas F, Pannier B, Asmar R, Zureik M, Safar M, Guize L. Determinants of accelerated progression of arterial stiffness in normotensive subjects and in treated hypertensive subjects over a 6-year period. Circulation. 2002; 105: 1202–1207
4. Dolan E, Thijs L, Li Y, Atkins N, McCormack P, McClory S, O'Brien E, Staessen JA, Stanton AV. Ambulatory arterial stiffness index as a predictor of cardiovascular mortality in the Dublin Outcome Study. Hypertension. 2006;47(3):365-70
5. Gubin D, Weinert D, Solovieva SV et al. Melatonin attenuates light-at-night effects on systolic blood pressure and body temperature but does not affect diastolic blood pressure and heart rate circadian rhythms. Biol. Rhythm Res. 2020;51(5):780-793.
6. Gubin DG, Weinert D, Rybina SV, et al. Activity, sleep and ambient light have a different impact on circadian blood pressure, heart rate and body temperature rhythms. Chronobiology Int 2017;34(5):632–49.
7. Juda M., Vetter C., Roenneberg T. Chronotype modulates sleep duration, sleep quality, and social jet lag in shift-workers. J. Biol. Rhythms. 2013; 28(2):141-51.
8. Khalsa S.B.S., Jewett M.E., Cajochen C., Czeisler C.A. A phase response curve to single bright light pulses in human subjects // J. Physiol. 2003. 549:945–952.
9. Knutson KL, von Schantz M. Associations between chronotype, morbidity and mortality in the UK Biobank cohort. Chronobiol Int. 2018;35(8):1045–1053.
10. Kollias A, Rarra V, Karpettas N, Roussias L, O'Brien E, Stergiou GS. Treatment-induced changes in ambulatory arterial stiffness index: one-year prospective study and meta-analysis of evidence. Hypertens Res. 2015;38(9):627-631. doi:10.1038/hr.2015.44
11. Kollias A, Stergiou GS, Dolan E, O'Brien E. Ambulatory arterial stiffness index: a systematic review and meta-analysis. Atherosclerosis. 2012;224(2):291-301. doi:10.1016/j.atherosclerosis.2012.03.039
12. Laurent S, Boutouyrie P, Lacolley P. Structural and genetic bases of arterial stiffness. Hypertension. 2005; 45: 1050–1055.
13. Lee HT, Lim YH, Kim BK, et al. The relationship between ambulatory arterial stiffness index and blood pressure variability in hypertensive patients. Korean Circ J. 2011;41(5):235-240. doi:10.4070/kcj.2011.41.5.235
14. Leocadio-Miguel M.A., Louzada F.M., Duarte L.L., et al. Latitudinal cline of chronotype. Scientific Reports. 2017;7:5437.
15. Li Y, Wang JG, Dolan E, et al. Ambulatory arterial stiffness index derived from 24-hour ambulatory blood pressure monitoring. Hypertension. 2006;47(3):359-364. doi:10.1161/01.HYP.0000200695.34024.4c
16. Mills KT, Stefanescu A, He J. The global epidemiology of hypertension. Nat Rev Nephrol. 2020 Apr;16(4):223-237. doi: 10.1038/s41581-019-0244-2. Epub 2020 Feb 5. PMID: 32024986.
17. Paul MA, Love RJ, Hawton A, Arendt J. Sleep and the endogenous melatonin rhythm of high arctic residents during the summer and winter. Physiol Behav. 2015 Mar 15;141:199-206. doi: 10.1016/j.physbeh.2015.01.021.
18. Roenneberg T, Kuehnle T, Pramstaller PP, Ricken J, Havel M, Guth A, Merrow  M. A marker for the end of adolescence. Curr Biol. 2004. 14(24), 1038-9.
19. Roenneberg T. Kumar C.J., Merrow M. The human circadian clock entrains to sun time. Current Biology, 2007. 17 (2): R44-R45
20. World Health Organization. Global Health Risks: Mortality and Burden of Disease Attributable to Selected Major Risks. Geneva: WHO; 2009
21. Борисенков М.Ф. Хронотип человека на Севере. Физиология человека. 2010. 36(3): 117-122.
22. Буганов А.А., Леханова Е.Н., Свайкина Е.В. Особенности минерального обмена жителей Крайнего Севера и артериальная гипертония на Ямале // Вестник восстановительной медицины. 2009. N 6. С. 27-29.
23. Гапон Л.И., Губин Д.Г., Середа Т.В., Михайлова (Тонконог) И.М., Шуркевич Н.П. Особенности циркадных ритмов артериального давления и частоты сердечных сокращений у больных артериальной гипертонией, постоянно проживающих в условиях тюменского Приполярья. Клиническая медицина. 2002. Т. 80. № 8. С. 14-17.
24. Гапон Л.И., Шуркевич Н.П., Ветошкин А.С., Губин Д.Г. Артериальная гипертония в условиях тюменского севера. Десинхроноз и гиперреактивность организма как факторы формирования болезни. М.: Медицинская книга, 2009. 208 с.
25. Гапон Л.И., Шуркевич Н.П., Ветошкин А.С., Губин Д.Г. Ритмы артериального давления и частота сердечных сокращений улиц с артериальной гипертонией в условиях Крайнего Севера. Клиническая медицина. 2006. Т. 84. № 2. С. 39-44.
26. Губин Д.Г., Коломейчук С.Н. Точность биологических часов, хронотип, здоровье и долголетие. Тюменский медицинский журнал. 2019. Т. 21. № 2. С. 14-27.
27. Запесочная И.Л., Автандилов А.Г. Особенности течения артериальной гипертонии в северных регионах страны // Клиническая медицина. 2008. Т. 86. N 5. С. 42-44