Важнейшей проблемой современной кардиологии остается неуклонное увеличение количества больных сердечно-сосудистыми заболеваниями, более половины из них составляют пациенты с ишемической болезнью сердца (ИБС). В связи с этим увеличивается потребность в хирургическом лечении ИБС. Следует отметить, что более 50% проводимых хирургических реваскуляризаций приходится на аортокоронарное шунтирование (АКШ), и более половины из них выполняются в условиях искусственного кровообращения (ИК). Во время процедуры ИК запускается ряд патологических реакций, приводящих к нарушению микроциркуляции (МЦ), окислительному стрессу и клеточному повреждению. При развитии системной воспалительной реакции на повреждение тканей цитокиновая сеть является коммуникатором между нейроэндокринной, иммунной, кроветворной и другими системами для организации единой защитной реакции [1, 2, 3]. Точно так же процесс регенерации и репарации тканей зависит от баланса выделяющихся ростовых факторов [4].
В нашем исследовании мы применяли методику лазеротерапии (ЛТ) с целью уменьшения микроциркуляторных нарушений и активации за счет воздействия на зоны висцеральных жировых депо, ряда цитокинов и факторов роста. В предшествующих исследованиях доказаны многие эффекты ЛТ, в том числе противовоспалительный, иммунокорригирующий и реологический [5, 6]. В ряде исследований ранее изучалась цитокиновая активность в ответ на воздействие низкоинтенсивным лазерным излучением (НИЛИ), например у больных с плевральным выпотом различной этиологии (М.Е. Батырова, 2019), при хронической патологии сердца (А.П. Парахонский, 2011). Но на сегодняшний день изучение многих механизмов ЛТ не подкреплено фундаментальными исследованиями.
Возникает необходимость в изучении и внедрении в практику в раннем послеоперационном периоде немедикаментозных методов восстановительной терапии с целью уменьшить выраженность таких побочных эффектов ИК, как нарушение МЦ. Применимая в нашем исследовании методика ЛТ включала воздействие лазерным излучением на проекции висцерального жирового депо с целью активации синтеза и выделения адипокинов из жирового депо в кровоток и продукции факторов роста, что должно привести к активации ангиогенных и васкулогенных механизмов.
Изучение механизма влияния НИЛИ на состояние больных ИБС, прооперированных в условиях ИК, позволит выявить влияние изменений МЦ на качество жизни, клинический и психоэмоциональный статус. Необходимо отметить, что изучение паттерна ростовых факторов и цитокинов имеет важное прогностическое значение, поскольку их соотношение отражает интенсивность альтеративно-деструктивных и регенераторно-восстановительных процессов, динамику и прогрессирование многих заболеваний.
Цель исследования: изучить взаимосвязь паттерна цитокинов, состояния микроциркуляции и клинического статуса больных ИБС после АКШ на фоне применения комплексной реабилитации с включением лазеротерапии в раннем послеоперационном периоде.
Материалы и методы исследования
Исследование проводилось на базе ФГБУ ФЦССХ им. С.Г. Суханова (г. Пермь). В исследование были включены 52 пациента, перенесших АКШ в условиях ИК. На I этапе (предоперационный период) и на II этапе (12–14-е сутки послеоперационного периода) проводилось клинико-диагностическое исследование: анкетирование пациентов; оценка гемодинамических показателей (регистрация артериального давления (АД), частоты сердечных сокращений (ЧСС), пульсоксиметрия), оценка качества жизни (КЖ) (обработка результатов опросника SF-36); оценка состояния когнитивных функций (по шкале MMSE); оценка психоэмоционального состояния (по госпитальной шкале тревоги и депрессии HADS); общеклиническое обследование (общий анализ крови, биохимический анализ крови, коагулограмма), электрокардиография, эхокардиография (ЭхоКГ), оценка системы МЦ.
На I и II этапах исследования из специальных методов применялся метод иммуноферментного анализа (ИФА) для определения в динамике сывороточной концентрации интерлейкина-6 (IL-6), интерлейкина-10 (IL-10), трансформирующего фактора роста (TGF-b1), фактора некроза опухоли (TNF-a), циркулирующего фактора роста гепатоцитов (HGF), фактора 1, производимого из стромальных клеток (SDF-1), фактора роста эндотелия сосудов (VEGF).
Также на I и II этапах исследования из специальных инструментальных методов применялся метод термометрии для исследования диагностических ритмов колебаний кровотока в микроциркуляторном русле. Диагностика проводилась на аппарате «Microtest LTN-100WF» (РУ Росздравнадзора № ФСР 2012/14175). Действие данного прибора основано на регистрации низкоамплитудных колебаний кожной температуры, вызванных изменением тонуса микрососудов кожи. В одинаковых температурных условиях пациент подключался к аппарату путем фиксации выносного датчика на ладонной поверхности дистальной фаланги указательного пальца левой кисти. Протокол измерения ответа системы кожной микроциркуляции на локальный нагрев состоял из 3 фаз. Во время первых 3–5 мин кожа разогревается до 42оС, далее разогрев длится 10 мин, а в последующие 10 мин нагреватель отключается. Все это время непрерывно с частотой опроса 1 Гц происходит регистрация кожной температуры T(t). Обработка полученного материала проводилась с помощью компьютерной программы с применением математического метода вейвлет-анализа и получением вейвлет-спектрограмм (Пат. 2664626 Российская Федерация. Способ диагностики нарушений эндотелиального, нейрогенного и миогенного механизмов регуляции тонуса микрососудов и электронный терморегистратор для его осуществления).
Определялись следующие параметры:
Ahm – амплитуды колебаний кожной температуры в фазу нагревания в миогенном диапазоне частот; Abm – амплитуды колебаний кожной температуры в фазу охлаждения в миогенном диапазоне частот; Km – коэффициент относительного изменения амплитуд колебаний в миогенном диапазоне частот, рассчитанный по формуле: Km = (Ahm – Abm) /Abm; Ahn – амплитуды колебаний кожной температуры в фазу нагревания в нейрогенном диапазоне частот; Abn – амплитуды колебаний кожной температуры в фазу охлаждения в нейрогенном диапазоне частот; Kn – коэффициент относительного изменения амплитуд колебаний в нейрогенном диапазоне частот; Ahе – амплитуды колебаний кожной температуры в фазу нагревания в эндотелиальном диапазоне частот; Abn – амплитуды колебаний кожной температуры в фазу охлаждения в эндотелиальном диапазоне частот; Kn – коэффициент относительного изменения амплитуд колебаний в эндотелиальном диапазоне частот.
Статистическая обработка полученных данных проводилась на ПК с использованием встроенного пакета анализа табличного процессора Excel® 2016 MSO (© Microsoft, 2016), пакета прикладных электронных таблиц (ППЭТ) «Stat2015». Отдельные расчеты проводились с помощью статистической программы MedCalc® 15.8 Portable (© MedCalc Software, 1993–2014). Определение зависимости между изучаемыми количественными признаками проводилось с помощью коэффициента корреляции Спирмена (r).
Критерии включения: пациенты с ИБС стабильной стенокардией напряжения, потребность в реваскуляризации посредством АКШ.
Критерии невключения: нестабильная стенокардия, фибрилляция предсердий, сопутствующие онкологические заболевания, хроническая болезнь почек (ХБП) выше С3а, значимая клапанная патология, хроническая сердечная недостаточность (ХСН) с фракцией выброса левого желудочка (ФВЛЖ) менее 40%, ХСН III и IV ФК (функционального класса), острые сосудистые события (инфаркт миокарда, острое нарушение мозгового кровообращения) в последние 3 месяца, предшествующих реваскуляризации.
Все пациенты методом блочной рандомизации были разделены на две группы: группа 1 (вмешательства) (n=26) и группа 2 (сравнения) (n=26). Средний возраст пациентов 1-й группы составил 57,8±2,3 года, 2-й группы – 59,9±2,8 года (p>0,05). В обеих группах распределение по гендерному признаку получилось одинаковым: 30,8% мужчин и 69,2% женщин. Среднее количество наложенных коронарных шунтов в обеих группах – 2,8±0,3. Длительность операции в группе 1 – 166,3±13,3 мин, в группе 2 – 171,7±14,4 мин, длительность ИК – 57,2±7,3 мин и 59,1±7,0 мин соответственно. Объем кровопотери – 288,5±19,8 ml и 307,7±15,1 ml соответственно. По всем показателям статистических межгрупповых различий не было (р>0,05).
Пациенты обеих групп в послеоперационном периоде получали физическую реабилитацию, которая заключалась в постепенном расширении двигательного режима начиная с 1–2-х суток. С 5-го дня послеоперационного периода в комплекс реабилитации пациентам группы 1 включался курс ЛТ, состоявший из 6 процедур суммарной продолжительностью 11 мин. Параметры НИЛИ: длина волны – 890 нм; режим работы – импульсный; мощность излучения – 10 Вт (для 1–5-й зоны) и 40 Вт (для 6-й зоны); частота повторения импульсов – 80 Гц; длительность светового импульса – 70–180 нс; количество зон воздействия – 6; площадь освечивания 6-й зоны – 100 см2 (10х10 см). Зоны воздействия: 1-я, 2-я зоны – надвенно (проекции кубитальных вен справа и слева); 3-я, 4-я зоны – надартериально на синокаротидную зону симметрично справа и слева; 5-я зона – надключичная область слева; 6-я зона – передняя брюшная стенка (с целью воздействия на проекцию висцерального жирового депо); 1–5-я зоны – по 1 мин на зону, 6-я зона – 6 мин.
Результаты исследования и их обсуждение
В ходе проведения комплексной реабилитации с включением в программу ЛТ отмечается положительная динамика клинического и психологического статуса, а также КЖ пациентов. К концу стационарного периода реабилитации у пациентов 1-й группы отмечается уменьшение числа жалоб на одышку при физической нагрузке с 65,4 до 26,9% (р=0,01), в группе 2 – с 69,2 до 30,8% (р=0,01). Также в обеих группах достоверно уменьшилось количество жалоб на ангинозные боли, но отмечается более выраженное абсолютное уменьшение подобных жалоб в группе 1 – с 84,6 до 7,7% (р=0,0001). По результатам исследования психологического состояния у пациентов обеих групп отмечено достоверное снижение уровня тревоги, но наибольшее снижение повышенной тревожности достигнуто в группе 1 (р=0,042). Сопоставление показателей КЖ показало, что общее состояние здоровья пациентами группы 1 на II этапе исследования оценивалось выше, чем перед операцией (до операции – Ме =60 (50;74,25), после операции – Ме =68,5 (56,25;80,75) (р=0,012)). Достоверной динамики данного показателя в группе 2 не наблюдалось. Отмечается также улучшение психоэмоционального компонента здоровья (МН) в раннем послеоперационном периоде у пациентов группы 1 (до операции – Ме =75 (56,25; 85), после операции – Ме = 78 (65;95) (р=0,03)). В группе 2 достоверных изменений не выявлено. В обеих группах достоверных изменений уровня депрессии и когнитивного статуса не выявлено.
При интерпретации результатов сравнительного анализа показателей МЦ на I, II этапах исследования (табл. 1) отмечаются статистически значимое увеличение в группе 1 амплитуды колебаний в миогенном контуре в фазу охлаждения (Abm) (р=0,01), отражающее качество регуляции в данном контуре, и снижение амплитуды колебаний в фазу охлаждения в эндотелиальном контуре микротока (Abе) в группе 2 (р=0,04). Таким образом, в группе пациентов, получивших курс ЛТ, имели место улучшение миогенного компонента регуляции микротока и отсутствие ухудшения в эндотелиальном контуре. Полученные изменения в системе МЦ можно рассматривать как протективный эффект от воздействия НИЛИ, так как операция АКШ с применением ИК оказывает мощное повреждающее действие на МЦ периферических тканей.
Таблица 1
Динамика показателей микроциркуляции в ходе медицинской реабилитации
|
Показатель |
Этапы исследования |
Группа 1 (n=26) Ме (25-й;75-й перцентиль) |
Группа 2 (n= 26) Ме (25-й;75-й перцентиль) |
р 1-2 критерий Манна–Уитни |
|
Нейрогенный контур Kn (норма>1,1) |
Исходно (1) |
2,47 (1,29;4,66) |
1,81 (0,49;3,74) |
0,90 |
|
10–14-й день после операции (2) |
1,99 (0,75;3,37) |
1,97 (0,76;3,83) |
0,25 |
|
|
р1-2 (парный критерий Вилкоксона) |
0,15 |
0,91 |
|
|
|
Нейрогенный контур Ahn
|
Исходно (1) |
0,007 (0,004;0,012) |
0,01 (0;0,01) |
0,70 |
|
10–14-й день после операции (2) |
0,009 (0,005;0,012) |
0,006 (0,004;0,009) |
0,45 |
|
|
р1-2 (парный критерий Вилкоксона) |
0,96 |
0,29 |
|
|
|
Нейрогенный контур Abn
|
Исходно (1) |
0,002 (0,001;0,005) |
0,0026 (0,002;0,005) |
0,37 |
|
10–14-й день после операции (2) |
0,004 (0,002;0,01) |
0,0025 (0,001;0,004) |
0,67 |
|
|
р1-2 (парный критерий Вилкоксона) |
0,25 |
0,73 |
|
|
|
Эндотелиальный контур Kе (норма>0,7) |
Исходно (1) |
1,46 (0,77;2,14) |
1,44 (0,61;2,62) |
0,08 |
|
10–14-й день после операции (2) |
1,16 (0,93;2,21) |
0,77 (0,19;1,87) |
0,47 |
|
|
р1-2 (парный критерий Вилкоксона) |
0,48 |
0,04 |
|
|
|
Эндотелиальный контур Ahе
|
Исходно (1) |
0,02 (0,01;0,04) |
0,01 (0,01;0,03) |
0,18 |
|
10–14-й день после операции (2) |
0,02 (0,01;0,03) |
0,01 (0,01;0,02) |
0,48 |
|
|
р1-2 (парный критерий Вилкоксона) |
0,79 |
0,22 |
|
|
|
Эндотелиальный контур Abе
|
Исходно (1) |
0,007 (0,005;0,012) |
0,009 (0,005;0,01) |
0,75 |
|
10–14-й день после операции (2) |
0,01 (0,006;0,013) |
0,007 (0,004;0,01) |
0,52 |
|
|
р1-2 (парный критерий Вилкоксона) |
0,55 |
0,04 |
|
|
|
Миогенный контур Km (норма>1,3) |
Исходно (1) |
2,36 (1,09;3,45) |
1,83 (1,06;3,14) |
0,39 |
|
10–14-й день после операции (2) |
1,61 (1,2;3,46) |
2,24 (1,21;6,99) |
0,55 |
|
|
р1-2 (парный критерий Вилкоксона) |
0,85 |
0,21 |
|
|
|
Миогенный контур Ahm |
Исходно (1) |
0,001 (0,001;0,003) |
0,0018 (0,001;0,003) |
0,89 |
|
10–14-й день после операции (2) |
0,002 (0,001;0,004) |
0,0017 (0,001;0,002) |
0,85 |
|
|
р1-2 (парный критерий Вилкоксона) |
0,25 |
0,64 |
|
|
|
Миогенный контур Abm |
Исходно (1) |
0,0005 (0,0003;0,0010) |
0,0006 (0,0004;0,0009) |
0,21 |
|
10–14-й день после операции (2) |
0,0008 (0,0004;0,0013) |
0,0008 (0,0004;0,001) |
0,70 |
|
|
р1-2 (парный критерий Вилкоксона) |
0,01 |
0,53 |
|
Для уточнения механизмов наблюдаемых нами явлений выполнен корреляционный анализ. Данные I этапа 1-й и 2-й групп были объединены, так как эти группы исходно были полностью сопоставимы. На II этапе анализ проводился по отдельности в каждой группе.
На I этапе исследования исходно из всех изученных в нашем исследовании цитокинов и ростовых факторов только концентрация IL-10 напрямую коррелировала с показателем КЖ (жизнеспособность) (r=0,392; р=0,047) и обратно – с частотой встречаемости болевого синдрома в грудной клетке (r=–0,458; р=0,018). Это может свидетельствовать о протективном значении данного противовоспалительного цитокина.
В объединенной группе исходно нами установлена прямая взаимосвязь показателя КЖ (общее здоровье) и величиной Kn в нейрогенном контуре МЦ (r=0,398; р=0,043). Величина скорости клубочковой фильтрации имела положительную умеренной силы взаимосвязь с большинством показателей эндотелиального (Ke – r=0,489; р=0,011, Ahe – r=0,555 р=0,003), нейрогенного (Ahn – r=0,405 р=0,040) и миогенного (Ahm – r=0,551 р=0,003) контуров МЦ, такой же характер взаимосвязи имел уровень диастолического артериального давления (миогенный контур Km – r=0,481 р=0,012, нейрогенный контур Kn – r=0,487 р=0,011, эндотелиальный контур Ke – r=0,487 р=0,011). Величина ФВ ЛЖ напрямую коррелировала с амплитудой колебания в фазу охлаждения кожного микротока в нейрогенном контуре (Abn – r=0,440 р=0,024) и в фазу нагрева в эндотелиальном контуре (Ahe – r=0,412 р=0,036).
Исходно из всех изученных цитокинов до оперативного лечения только величина концентрации SDF-1 имела отрицательную взаимосвязь с большинством параметров кожного микротока (табл. 2). После операции в группе 2 только концентрация TGFb-1 напрямую коррелировала с амплитудой колебания кожного кровотока в миогенном контуре на нагрев. В группе больных, получавших ЛТ, установлены более сложные и обширные взаимосвязи. В целом состояние миогенного контура МЦ имело сильные прямые взаимосвязи с сывороточными концентрациями HGF, TNF-a и IL-10, умеренной силы с VEGF. Состояние нейрогенного контура МЦ напрямую коррелировало с содержанием в сыворотке крови HGF, TNF-a, IL-6 и IL-10 (умеренной силы связь), а эндотелиального контура – с VEGF и HGF (умеренной силы связь) (табл. 2).
Таблица 2
Корреляция показателей микроциркуляции с концентрацией цитокинов и ростовых факторов на I и II этапах исследования в ходе медицинской реабилитации
|
|
I этап
|
Группа 1 II этап |
Группа 2 II этап |
||||
|
|
SDF-1
|
VEGF |
HGF |
TNF a |
IL-6 |
IL-10 |
TGFb1 |
|
Миогенный контур Km |
r=-0,458 р=0,028 |
r=0,537 р=0,008 |
r=0,679 р=0,0004 |
r=0,775 р=0,0000 |
|
r=0,837 р=0,0000 |
|
|
Миогенный контур Ahm |
|
r=0,412 р=0,036 |
r=0,655 р=0,0003 |
|
|
|
r=0,421 р=0,045 |
|
Нейрогенный контур Kn |
r=-0,435 р=0,038 |
r=0,515 р=0,007 |
r=0,572 р=0,002 |
|
r=0,445 р=0,03 |
r=0,512 р=0,012 |
|
|
Нейрогенный контур Ahn |
|
r=0,486 р=0,011 |
r=0,638 р=0,0005 |
|
|
|
|
|
Эндотелиальный контур Ke |
|
r=0,492 р=0,010 |
r=0,615 р=0,0008 |
|
|
|
|
|
Эндотелиальный контур Ahe |
r=-0,414 р=0,049 |
r=0,488 р=0,011 |
r=0,645 р=0,0004 |
|
|
|
|
Примечание: r – коэффициент корреляции, р – значимость различий
Исходно выявлена обратная взаимосвязь кожного микротока с сывороточной концентрацией SDF-1. SDF-1 является мощным специфическим хемокином, участвующим во многих физиологических и патологических процессах [7]. Секреция SDF-1 связана с повреждением, ишемией или гипоксией тканей, и увеличение его производства необходимо для усиления ангиогенеза и заживления тканей. Полученная в работе корреляция может говорить о том, что данный ростовой фактор у наших пациентов был маркером тяжести ишемического повреждения тканей.
Наиболее значимые протективные изменения в ответ на применение ЛТ отмечены в миогенном контуре МЦ и в меньшей степени – в эндотелиальном. Также после проведения ЛТ установлена прямая взаимосвязь состояния регуляции миогенного контура с концентрациями HGF, TNF-a и IL-10. Прямая (умеренной силы) корреляция между параметрами миогенного, нейрогенного и эндотелиального контура регуляции микротока и VEGF является также отражением протективного механизма действия НИЛИ (в группе 2 подобной зависимости не наблюдалось). В нашем исследовании нет достоверных корреляций состояния МЦ и сывороточной концентрации TGF-b1 в группе 1, однако установлено достоверное увеличение концентрации данного цитокина на II этапе исследования. Учитывая, что TGF-b1 контролирует пролиферацию, клеточную дифференцировку и другие функции в большинстве клеток [7], то увеличение его концентрации также может свидетельствовать о протективном действии НИЛИ.
В нашем исследовании мы увидели, что включение ЛТ в комплекс реабилитации больных ИБС после АКШ позволяет уменьшить выраженность клинических проявлений. НИЛИ достоверно улучшает миогенный компонент регуляции микрокровотока и предотвращает ухудшение эндотелиальной регуляции. Нами выявлены увеличение концентрации в сыворотке крови TGFb-1, умеренное увеличение IL-6 и снижение содержания TNF-a на фоне проводимой ЛТ, что согласуется с выводами других авторов (М.Е. Батыровой, А.П. Парахонского) [8, 9]. Описанные процессы способствуют активации механизмов саногенеза, улучшающих качество жизни, клинический и психоэмоциональный статус пациентов.
Заключение
Изменение паттерна ростовых факторов и цитокинов ассоциировано с изменениями состояния микроциркуляции, что, вероятно, может быть одним из механизмов, объясняющих полученные положительные клинические результаты в случае включения лазеротерапии в программу комплексной реабилитации.