Последние десятилетия в структуре человеческих заболеваний преобладают такие хронические неинфекционные заболевания как, ишемическая болезнь сердца (ИБС), мозговой инсульт, сахарный диабет (СД) и осложнения периферического атеросклероза, в развитии которых наряду с классическими факторами риска важную роль играют ожирение и метаболический синдром (МС) [7, 9, 16]. По данным ВОЗ , в последние десятилетия во многих экономически развитых странах регистрируется значительный рост распространенности избыточной массы тела (ИМТ) и ожирения (О) среди детей и подростков, особенно в США, Канаде и некоторых странах западной Европы [10]. ИМТ в настоящее время ассоциируется с инсулинорезистентностью (ИР), дислипидемией, артериальной гипертонией (АГ), что делает проблему МС в детском и подростковом возрасте чрезвычайно актуальной [22].
Ранее считалось, что МС – это удел людей среднего и пожилого возраста. Однако, проведенные под эгидой Американской Ассоциации Диабетологов исследования свидетельствуют о том, что это назология демострирует устойчивый рост среди детей и подростков [21]. По данным АТР III, МС является уникальным сочетанием основополагающих, важнейших и провоцирующих факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) [4]. Одним из путей реализации патогенного действия этих факторов риска является развитие ремоделирования сосудов (РС).
Известно, что РС при МС является не только следствием воздействия инсулинорезистентности (ИР), компенсаторной гиперинсулинемии, повышенного АД на сосудистую стенку, но и само приводит к развитию и прогрессированию ИР и АГ [3, 20].
Ремоделирование сосудов состоит из обратимого функционального компонента, обусловленного эндотелиальной дисфункцией (ЭД) и необратимого – атеросклероза [1]. Воздействуя на функциональный компонент можно предотвратить развитие атеросклероза или же приостановить дальнейшее прогрессирование РС. Однако, сведения о состоянии сосудистой стенки у подростков с МС ограничиваются еденичными публикациями [2, 23] и посвящены изучению её при ожирении и ИР. Вместе с этим необходимо указать на то, что проявления сердечно-сосудистых поражений при МС возрастают параллельно количеству его компонентов.
Исходя из этого в настоящей работе поставлена цель: изучить функциональное состояние эндотелия у подростков в зависимости от представленности компонентов МС.
Материалы и методы. В исследование были включены 80 подростков в возрасте от 16-18 лет. Всем обследованным проведено комплексное исследование, включающее: антропометрические параметры (масса тела, кг; рост, см; индекс массы тела – ИМТ, кг/м2; окружность талии – ОТ и бедер – ОБ, см), гормональное исследование крови (определение иммунореактивного инсулина – ИРИ, мкЕд/мл), лабораторное исследование (гликемия натощак, ммоль/л; липиды крови: ОХ ммоль/л), ИРИ определяли радиоиммунным методом. ИР оценивали по косвенным показателям – определение соотношения уровней инсулина и глюкозы натощак Это соотношение учитывали в модели гомеостаза глюкозы, которая выражается индексом ИР (НОМАR), который рассчитывался по формуле: НОМАR = G0xINS0/22,5; где: G0 - концентрация глюкозы в плазме натощак (ммоль/л), INS0 – концентрация инсулина в сыворотке натощак (мкЕД/мл). Индекс НОМАR <2 свидетельствовал об отсуствии ИР. За ИР считали, когда НОМАR ≥4.
О состоянии эндотелиальной функции сосудов судили по данным доплерографии плечевой артерии. При этом использовали пробу с реактивной гиперемией. Изменения диаметра правой плечевой артерии (ППА) оценивали с помощью линейного датчика 7 МГц ультразвуковой системы Philips en Visor (Голандия). Плечевая артерия лоцировалась в продольном сечении на 2-15 см выше локтевого сгиба, изображение синхронизировалось с зубцом R ЭКГ. Исследование проводилось в триплексном режиме.
В исходном состоянии измеряли диаметр артерии и максимальную скорость аретриального кровотока. Затем для получения увеличенного кровотока вокруг плеча накладывали манжету сфигмоманометра и накачивали ее до давления, превышающего систолическое АД на 50 мм. рт. ст. и держали в течении 5 минут. Сразу после выпуска воздуха из манжеты в течение первых 15 с измеряли скорость кровотока в артерии и в течение 60 с записывали диаметр артерии. Регистрировали следующие показатели ЭФ ППА: D, см. – диаметр ПА; Vs – пиковая систолическая скорость кровотока на ПА; Vd – максимальная диастолическая скорость на ПА; Vср – усредненная скорость во времени. Расчитывали показатели: Pi – пульсационный индекс; Ri – индекс резистентности; τ0 – напряжения сдвига на эндотелии; τ1 – изменение напряжения сдвига; ∆ D – прирост диаметра ППА и К – чувствительность ППА к напряжению сдвига.
В зависимости от представленности МС обследованные разделены на 4 группы: I гр. – 18 подростков, имеющих абдоминальное ожирение (АО); II гр. – 16 подростков, имеющих АО и ИР; III гр. – 16 подростков, имеющих АО, ИР и дислипидемию (ДЛ) и IV гр. – 15 подростков, имеющие АО, ИР и АГ. В качестве контрольной группы (КГ) обследованы 15 практически здоровых подростков, не имеющих никаких признаков МС.
Результаты исследования. Клиническая характеристика обследованных подростков представлена в табл. 1. У всех подростков, за исключением контрольной группы отмечено АО, на что указывает увеличение ОТ. У подростков II, III и IV группы имелась ИР, свидетельством чему является превышение у них соотношения инсулин / глюкоза ≥4,0 отн. Ед. III группа подростков отличалась высоким уровнем ОХС и ХС ЛПНП, а также сравнительно низким содержанием в крови ХС ЛПВП. Подростки IV группы кроме наличия АО и ИР отличались сравнительно высокими цифрами САД и ДАД.
Таблица 1. Клиническая характеристика обследованных подростков
Результаты исследования эндотелиальной функции представлены в табл. 2. Как видно из представленных данных, в исходном состоянии у подростков основных групп в отличие от КГ имелось незначительное увеличение диаметра ППА и это различие в IV группе подростков было статистически значимым (Р<0,05). На 15 секунде декомпрессии в КГ отмечается увеличение скорости кровотока на 86,2 %, что способствует увеличению диаметра плечевой артерии на 14 %. В I-ой группе в ответ на увеличение Vs на 115,3 % D1 увеличивается на 10,5 %.
Таблица 2. Показатели эндотелиальной функции правой плечевой артерии подростков с МС
Примечание: * - Р <0,05 ; ** - Р <0,01; *** - Р<0,001 различие между КГ и основными группами.
Во II группе регистрируется более выраженное ускорение кровотока (на 138,3%), что проявляется менее выраженным увеличением диаметра ППА (на 7,7%). В III и IV группах выявляется более выраженное нарушение соотношения между увеличением скорости кровотока и диаметром плечевой артерии, показатели которых составили 150% против 7,3% и 152,5% против 7,3% соответственно.
Таким образом, после декомпрессии скорость кровотока в плечевой артерии у подростков основных групп статистически достоверно была выше, чем у подростков КГ. Причем, эта скорость прямо пропорцианально возрастала в связи с увеличением представленности компонентов МС.
Однако, в основной группе подростков отмечается несоразмерное увеличение диаметра ППА в ответ на ускорение кровотока, т.е. у подростков с МС имеется нарушение эндотелийзависимой вазодилятации. Свидетельством этому являются сравнительно низкие показатели ∆D. Наиболее выражено это было во II (Р < 0,01), в III и IV (Р<0,001) группах.
Нарушение реакции сосудов на ускорение кровотока проявляется и при анализе показателей пульсационного индекса и индекса резистентности. Являясь примерно одинаковыми с контрольной группой в исходном состоянии, после декомпрессии у подростков с МС показатели Pi и Ri становятся выше, что во II, III и IV группах, является статистически достоверным (Р<0,05 и Р<0,01). Это является проявлением возрастания сосудистого сопротивления у подростков с МС. Причем, выраженность данного процесса возрастает в соответствии с компонентами МС.
В условиях различного характера изменения диаметра сосудов при ускорении кровотока в сравниваемых группах для оценки эндотелийзависимой функции имеет важное значение определение чувствительности плечевой артерии к изменению механического стимула – напряжения сдвига на эндотелии [5]. Как показывают результаты наших исследований, у подростков с МС имеется возрастание напряжения сдвига плечевой артерии, свидетельством чему является увеличение τ1 в исследуемых группах. Наряду с этим у подростков с МС установлено снижение чувствительности плечевой артерии к напряжению сдвига, свидетельством этому являются низкие показатели К в основной группе. Присоединение ИР к АО статистически достоверно увеличивает напряжения сдвига и уменьшает чувствительность плечевой артерии к нему. Наличие ДЛ и АГ на фоне АО и ИР в ещё большей степени способствуют развитию эндотелиальной дисфункции.
Заключение. В литературе имеются противоречивые данные о характере влияния ожирения (абдоминальное ожирение) на эндотелиальную функцию. Результаты наших исследований указывают на то, что АО без других компонентов МС не может способствовать развитию ЭД. Свидельством этому являются полученные данные о диаметре ППА до манжеточной пробы и после декомпрессии в условиях ускоренного кровотока, пульсационном индексе и индексе резистентности сосуда, напряжении сдвига на эндотелии и чувствительности сосуда к изменению механического стимула. По данным показателям не найдено существенного различия между I группой и КГ. Наряду с этим имеются данные о прямой взаимосвязи между ЭД и сахарным диабетом 2-го типа [12]. Исходя из утверждения о том, что в основе сахарного диабета 2 типа лежит ИР, имеет важное значение изучение ЭФ у этой категории лиц. Результатами наших исследований установлено наличие ЭД у подростков с ИР, что выражалось в неадекватном увеличении диаметра плечевой артерии в ответ на ускорение кровотока, низким показателем эндотелийзависимой вазодилятации (∆D), повышении показателей сосудистого сопротивления, возрастании напряжения сдвига на эндотелии и снижении чувствительности эндотелии на изменение напряжения сдвига. Результаты многочисленных исследований указывают, что нарушение функции эндотелия является одним из основных механизмов становления артериальной гипертензии и атеросклероза у взрослых [5, 6, 19]. Установлено, что при этом имеет значение не только уменьшение вазодилятирующих факторов, основным из которых является оксид азота (NO), но и нарушение его утилизации, а так же увеличение секреции эндотелина-1.На сегодняшний день роль ЭД в развитии АГ и атеросклероза хорошо изучена и путем применения неинвазивного метода исследования эндотелиальной функции. Если исходить из утверждения о том, что истоки АГ необходимо искать в детском и подростковом возрасте то, станет очевидным значимость полученных нами данных о развитии ЭД у подростков с АГ. Результатами нескольких крупных эпидемиологических исследований доказано, что компоненты МС: инсулинорезистентность, абдоминальное ожирение, дислипидемия и артериальная гипертония являются независимыми факторами риска развития ишемической болезни сердца (ИБС) [8, 14, 15]. Нарастание выраженности МС усиливает патогенетические механизмы ИБС, в том числе и эндотелиальную дисфункцию [11, 13, 17, 18]. Это подтверждается и результатами наших исследований. Присоединение ДЛ к ИР сопровождается более выраженнми проявлениями ЭД. Имеющиеся данные о том, что МС на сегодняшний день является распространённой патологией не только среди взрослых, но и среди детей и подростков [21], указывают на актуальность изучения эндотелиальной функции у подростков с компонентами МС, что будет иметь важное значение в разработке профилактики ИБС.
Выводы:
- У подростков с наличием таких компонентов метаболического синдрома, как инсулинорезистентность, дислипопротеинемия и артериальная гипертензия имеется нарушение эндотелиальной функции, проявляющееся снижением эндотелийзависимой вазодилятации и чувствительности плечевой артерии к напряжению сдвига.
- Сочетание инсулинорезистентности с дислипопротеинемией и артериальной гипертензией у подростков сопровождается более выраженными проявлениями эндотелиальной дисфункции.