Введение
За последние десятилетия возрос интерес к изучению нарушений функции правого желудочка (ПЖ) [1]. В многочисленных исследованиях было показано неблагоприятное прогностическое значение диастолической и систолической дисфункции правых отделов сердца в выживаемости пациентов с легочной гипертензией и сердечной недостаточностью [2; 3].
Необходимо учитывать, что нарушение работы правых отделов сердца может быть вызвано не только гемодинамическими причинами, связанными с заболеваниями сердечно-сосудистой системы, но и при развитии дыхательной недостаточности, хронически протекающем воспалительном процессе с накоплением и активацией макрофагов и тучных клеток в дыхательной системе [4]. Например, работники коксохимического производства, сталкиваясь в трудовом процессе с воздействием ароматических углеводородов, высокодисперсной пыли, имеют высокий риск развития нарушений альвеолярной вентиляции, диффузной способности легких, изменений в малом круге кровообращения от непостоянной легочной гипертензии до недостаточности правых отделов сердца, главным образом за счет фиброгенного действия аэрозолей и поддержания ими хронического вялотекущего воспалительного процесса в дыхательных путях [5].
В литературе недостаточно отражена динамика течения профессиональных заболеваний легких, изменения клинико-функциональных показателей, состояния гемодинамики малого круга кровообращения, влияющего на прогноз для жизни. В связи этим представляется актуальным раннее выявление гемодинамических нарушений у лиц с факторами риска заболеваний легких. Своевременная диагностика нарушений систолической и диастолической функций правого желудочка у данной группы пациентов будет способствовать предотвращению развития хронического легочного сердца, улучшать качество жизни и снижать смертность.
Цель исследования: выявить структурно-функциональные изменения сердца с помощью эхокардиографического исследования у работников коксохимического производства г. Губаха Пермского края.
Материал и методы исследования
В данное одномоментное наблюдательное исследование вошли 89 работников химического производства Коксового завода в г. Губаха, которым были проведены периодические медицинские осмотры в июле-сентябре 2022 г. У данных лиц ретроспективно, на основании анализа эхокардиографического исследования изучалось наличие структурно-функциональных изменений сердца.
Ретроспективно на основании анализа данных клинического обследования, консультации кардиолога и выполнения эхокардиографии все исследуемые пациенты были разделены на 3 группы. Основную группу (1-я группа) составили работники коксохимического производства с гипертонической болезнью (ГБ) и воздействием вредного фактора (ВФ) (n-36). Группу сравнения (2-я группа) составили работники с ГБ, трудовая деятельность которых не связана с вредными и опасными условиями труда (n-40). Группу контроля (3-я группа) составили 13 относительно здоровых лиц (n-13).
Всем обследуемым проводилась эхокардиография с доплеровским анализом. Для оценки работы левых отделов сердца оценивались размеры левого предсердия (ЛП), конечно-диастолический размер (КДР), конечно-диастолический объем (КДО), ударный объем (УО) и фракция выброса левого желудочка (ФВ).
Для характеристики правых отделов сердца оценивались размеры правого предсердия (ПП) по длинной и короткой оси из апикального доступа, систолическое движение кольца трикуспидального клапана от конца диастолы до конца систолы (TAPSE – Tricuspidal Anular Plane Systolic Excursion).
С помощью доплеровской эхокардиографии и метода визуализации сердца на основе ультразвука рассчитывается соотношение пиков E/A правого и левого желудочков. Оно представляет собой отношение максимальной скорости кровотока при расслаблении желудочка в раннюю диастолу (волна Е) к максимальной скорости кровотока в позднюю диастолу, вызванной сокращением предсердий (волна А).
Статистическая обработка результатов проведена с помощью методов описательной статистики и программы Statistica 13 с учетом t-критерия Стьюдента при нормальном распределении признаков (M±SD) и с учетом критерия Манна-Уитни при неправильном распределении признаков (Me [Q1; Q3]). Статистически значимыми считали различия при р< 0,05. Качественные признаки отображены в виде абсолютной частоты проявления признака и частоты выявления признака в процентах (%). Качественные переменные сравнивали с помощью критерия χ² Пирсона.
Результаты исследования и их обсуждение
В таблице 1 представлены исходные данные пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями и здоровых (табл. 1).
Средний возраст обследованных работников 1-й группы составил 43,7 ± 17,5 лет, во 2-й группе – 44,4 ± 20,5 лет, в 3-й группе – 44,5 ± 14,0 лет. Соотношение мужчин и женщин в 1-й группе оказалось одинаковым, в группах 2 и 3 преобладали женщины (87,5% и 61,5% соответственно). Показатель индекса массы тела (ИМТ) у пациентов групп 1 и 2 был идентичен (р=0,387) и соответствовал избыточной массе тела. Из сердечно-сосудистых заболеваний все обследуемые имели ГБ 1-3 стадии, в 1-й группе с вредным фактором производства было значительно больше людей с ишемической болезнью сердца, чем в группе без воздействия вредного фактора (р=0,045). Группы были идентичны по количеству больных с хронической сердечной недостаточностью 2-й стадии и 2-го функционального класса (р=1,000 и р=0,664) соответственно. Количество больных, отмечающих слабость, боль в груди, боль в сердце и кашель, в обеих группах было одинаково. Одышка отмечалась чаще в группе с вредным фактором производства (р=0,038). Количество курящих пациентов было больше в группе с вредным фактором производства (р=0,010).
Таблица 1
Сравнительная клиническая характеристика групп
|
Показатель |
1-я группа (ГБ с ВФ) n-36 |
2-я группа (ГБ без ВФ) n-40 |
3-я группа (отн.здоровые) n-13 |
р (1-я и 2-я группы) |
|
Муж. |
18 (50,0%) |
5 (12,5%) |
5 (38,5 %) |
0,001 |
|
Жен. |
18 (50,0%) |
35 (87,5%) |
8 (61,5%) |
0,001 |
|
Возраст |
43,7 [61,0-26,0] |
44,4 [64,0-23,0] |
44,5 [62,0-34,0] |
0,003 |
|
ИМТ |
28,6 [43,4-20,5] |
28,4 [45,0-17,9] |
25,9 [31,5-20,8] |
0,387 |
|
ИБС |
11 (30,6%) |
3 (7,5%) |
0 (0%) |
0,001 |
|
ГБ |
36 (100%) |
40 (100%) |
0 (0%) |
1,000 |
|
ХСН |
14 (38,9%) |
15 (37,5%) |
0 (0%) |
0,929 |
|
ХСН II ст. |
1 (2,8%) |
1 (2,5%) |
0 (0%) |
1,000 |
|
ХСН II ФК |
8 (22,2%) |
7 (17,5%) |
0 (0%) |
0,664 |
|
Слабость |
9 (25%) |
10 (25%) |
0 (0%) |
1,000 |
|
Боли в груди |
9 (25%) |
7 (17,5%) |
0 (0%) |
0,459 |
|
Боли в сердце |
22 (61,1%) |
23 (57,5%) |
0 (0%) |
0,791 |
|
Одышка |
20 (55,5%) |
13 (32,5%) |
0 (0%) |
0,038 |
|
Кашель |
3 (8,3%) |
2 (5%) |
0 (0%) |
0,008 |
|
Курение |
21 (58,3%) |
11 (27,5%) |
4 (30,8%) |
0,010 |
Примечания: таблица 1 составлена авторами по результатам исследования, ИМТ – индекс массы тела, ИБС – ишемическая болезнь сердца, ГБ – гипертоническая болезнь, ХСН – хроническая сердечная недостаточность.
В исследовании оценивались структурно-функциональные и гемодинамические показатели кардиогемодинамики (табл. 2).
Таблица 2
Сравнительная характеристика групп по данным эхокардиографии
|
Показатель |
1-я группа (ГБ с ВФ) n-36 |
2-я группа (ГБ без ВФ) n-40 |
3-я группа (отн.здоровые) n-13 |
Р (1 и 2) |
р (1 и 3) |
р (2 и 3) |
|
ЛП 1, мм |
38,46±4,83 |
36,64±5,62 |
33,84±3,13 |
0,136 |
0,002 |
0,094 |
|
ЛП 2, мм |
48,80±5,48 |
47,83±4,87 |
45,85±3,65 |
0,417 |
0,079 |
0,185 |
|
ПП 1, мм |
47,98±5,09 |
47,03±4,91 |
45,00±3,24 |
0,411 |
0,055 |
0,170 |
|
ПП 2, мм |
36,90±4,94 |
36,10±4,34 |
34,77±3,47 |
0,455 |
0,160 |
0,320 |
|
КДР, мм |
46,78±7,15 |
44,60±3,87 |
45,96±3,36 |
0,098 |
0,694 |
0,262 |
|
КДО, мм |
97,37±18,29 |
92,05±19,27 |
97,15±18,07 |
0,222 |
0,970 |
0,404 |
|
УО, мм |
61,68±14,32 |
59,50±12,70 |
64,77±11,28 |
0,484 |
0,486 |
0,188 |
|
ФВ, % |
65,27±4,89 |
65,85±4,46 |
67,08±3,09 |
0,619 |
0,220 |
0,361 |
|
МЖП, мм |
11,20±1,78 |
10,50±1,85 |
9,37±0,84 |
0,098 |
0,001 |
0,039 |
|
ЛЖ (Е/А) |
1,03±0,29 |
1,12±0,31 |
1,36±0,39 |
0,197 |
0,003 |
0,027 |
|
ПЖ (Е/А) |
1,24±0,21 |
1,34±0,22 |
1,62±0,25 |
0,047 |
0,001 |
0,001 |
|
СДЛА, мм рт.ст. |
18,87±7,15 |
17,44±5,53 |
17,85±4,26 |
0,330 |
0,632 |
0,808 |
|
СрДЛА, мм рт.ст. |
15,12±7,80 |
14,27±6,94 |
12,81±2,36 |
0,617 |
0,302 |
0,462 |
|
ТАРSE, мм |
16,50±1,77 |
16,37±2,01 |
19,54±1,67 |
0,767 |
0,001 |
0,001 |
Примечания: таблица составлена авторами согласно результатам исследования, жирный шрифт - статистически значимые различия (р<0,05), ГБ - гипертоническая болезнь, ВФ - вредный производственный фактор, ЛП 1 - левое предсердие (передне-задний размер из парстернальной позиции по длинной оси), ЛП2 – верхне-нижний размер ЛП из апикального доступа, ПП1 - размер ПП из апикального доступа по короткой оси, ПП2 - размер ПП из апикального доступа по длинной оси, ПЖ - размер правого желудочка из парстернальной позиции по длинной оси, СДЛА – систолическое давление в легочной артерии, Ср.ДЛА - среднее давление в легочной артерии, TAPSE – показатель продольной деформации правого желудочка, ПЖАС - правожелудочково-артериальное сопряжение (Right Ventricular-Pulmonary Arterial Coupling) - отношение TAPSE/СДЛА характеризует взаимодействие в системе «ПЖ-ЛА».
Исходя из данных результатов таблицы 2, можно сделать вывод о том, что у пациентов, подвергающихся воздействию вредного производственного фактора (1-я группа), передне-задний размер левого предсердия превалирует по сравнению с группой контроля. При этом влияние на данный показатель вредного производственного фактора подтверждается вне зависимости от наличия сопутствующей гипертонической болезни (статистически значимой разницы между 1–й и 2-й группами не получено).
Толщина межжелудочковой перегородки статистически значимо больше среди пациентов 1–й и 2-й групп по сравнению с группой контроля, что обьясняется наличием в обеих группах больных гипертонической болезни, независимо от наличия вредного производственного фактора.
Диастолическая дисфункция левых отделов сердца выявлена среди пациентов 1–й и 2-й групп и обьясняется нарушением релаксации миокарда левого желудочка ввиду наличия гипертонической болезни. Одновременно диастолическая дисфункция правых отделов сердца наиболее выражена при сочетании гипертонической болезни с воздействием вредного производственного фактора. Среднее значение показателя E/А транскуспидального потока пациентов 1-й группы составило 1,24±0,21, что статистически значимо ниже, чем в 1-й и 3-й группах.
Авторами установлено снижение показателя продольной сократимости правого желудочка TAPSE менее 17 мм в обеих исследуемых группах среди пациентов с сердечно-сосудистыми заблеваниями вне зависимости от воздействия вредного производственного фактора, что свидетельствует о развитии его систолической дисфункции.
В научной литературе разносторонне описано и изучено влияние вредных производственных факторов на развитие и течение хронических бронхолегочных заболеваний. Прослеживается четкая тенденция к увеличению частоты встречаемости хронического бронхита, токсического пневмосклероза и ХОБЛ, легочной гипертензии с увеличением стажа работы в производственных цехах [5]. Достигнутое в последние годы глубокое понимание механизмов формирования повреждения сердца при хронических заболеваниях легких и легочной гипертензии указывает на ключевую роль дисфункции ПЖ в случаях наиболее тяжелого течения этих состояний [6]. При длительно существующей венозной легочной гипертензии происходит повреждение эндотелиального слоя капиллярного русла и повышение сосудистого сопротивления в малом круге кровообращения. Вышеописанные механизмы формируют прекапиллярный компонент легочной гипертензии (ЛГ). В дальнейшем повышение давления и сосудистого сопротивления малого круга кровообращения приводят к перегрузке ПЖ постнагрузкой и формированию систолической дисфункции ПЖ [7].
Ультразвуковое исследование сердца широко применяется в клинической практике для оценки ремоделирования и дисфункции правых отделов сердца. Данный метод исследования позволяет выявить у пациентов гипертрофию, дилатацию и дисфункцию ПЖ на ранних этапах формирования хронического легочного сердца [8; 9].
Согласно исследованию систолической дисфункции правого желудочка как предиктора неблагоприятного исхода, проведенному группой авторов (Голухова Е.З. и соавторы) в 2020 г., точкой разделения явилась ТАPSE 18 мм, также было выявлено, что увеличение СДЛА на 1 мм рт. ст. сопровождалось увеличением рисков летального исхода на 8,6%, объема ПП на 1 мл/м² - на 5,8%, а увеличение ТАPSE на 1% приводило к снижению рисков неблагоприятного исхода на 13,4% [10].
В научной публикации 2023 года авторов Мареева В.А., Клименко А.А., Шостак Н.А. в исследовании, посвященном трудностям оценки прогноза и возможным решениям при хронической сердечной недостаточности и легочной гипертензии, показана роль сокращения свободной стенки левого желудочка, а также межжелудочковой перегородки в приросте систолического давления и увеличении объема оттока крови из правого желудочка после его хирургической изоляции [2], что демонстрирует наличие сложных взаимосвязанных механизмов между желудочками сердца и обуславливает необходимость оценки правых отделов сердца [11; 12].
В 2019 г. группой авторов (Menachem J.N. и соавторы) при исследовании выживаемости после трансплантации среди взрослых с врожденным пороком сердца с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ) после катетеризации правых отделов сердца (КПОС) показана связь ПЖАС (правожелудочково-артериальное сопряжение - Right Ventricular-Pulmonary Arterial Coupling) с параметрами, отражающими дисфункцию правого желудочка у пациентов с ЛГ [13]. В настоящее время в качестве более простого и удобного эхокардиографического (ЭхоКГ) показателя, который отражает работу правых отделов сердца, используется амплитуда систолического движения кольца трикуспидального клапана (TAPSE). Данный параметр показывает продольную экскурсию латерального кольца трехстворчатого клапана к верхушке сердца. Установлено, что чем ниже уровень TAPSE у пациентов с сердечной недостаточностью, даже при условии сохранной ФВ, тем выше показатели сердечно-сосудистой смертности [14]. Авторами настоящего исследования было выявлено снижение показателя TAPSE у обследуемых пациентов, более выраженное при наличии воздействия вредных производственных факторов.
Вместе с тем легочная гипертензия может отражать постнагрузку на правый желудочек, и для ее оценки необходимо определение систолического давления в легочной артерии (СДЛА) [15]. Отношение TAPSE/СДЛА отражает взаимодействие в системе «ПЖ-ЛА» и в литературе часто обозначается как правожелудочково-артериальное сопряжение (ПЖАС). Расчёт ПЖАС показывал высокую корреляцию результатов, полученных неинвазивным (ЭхоКГ) и инвазивным (катетеризация правых отделов сердца - КПОС) методами [16]. В исследовании K. Tello и соавт., среди параметров ЭхоКГ и МРТ, TAPSE/СДЛА был единственным независимым предиктором смертности и частоты госпитализаций, статистически значимо коррелирующим с показателем E/А, полученным при КПОС, в группе пациентов с разными формами ЛГ [7; 12].
При оценке диастолической дисфункции левых и правых отделов сердца у работников промышленного предприятия и группы сравнения по соотношению пиков Е и А выявлено наличие диастолической дисфункции не только левого, но и правого желудочка, причем на раннем этапе формирования структурных изменений диастолическая дисфункция правых отделов предшествует развитию диастолической дисфункции левых отделов.
Таким образом, проведенное авторами настоящей статьи исследование показало, что у работников коксопроизводства при наличии воздействия ВФ первоначально в процесс вовлекаются правые отделы сердца с развитием диастолической дисфункции, затем левые отделы сердца с диастолической дисфункцией по типу нарушения релаксации ЛЖ, снижением КДО и УО вследствие снижения преднагрузки. При этом причинно-следственная связь структурно-функциональных изменений сердца напрямую зависит от вредности реализуемой работы.
Заключение. Вредные факторы производства оказывают влияние на структурно-функциональные изменения не только левых, но и правых отделов сердца. Отмечается причинно-следственная связь между влиянием вредного фактора производства и развитием систолической и диастолической дисфункции правого желудочка до развития клинически значимых симптомов. Причем на этапе формирования структурно-функциональных изменений сердца сначала развивается диастолическая дисфункция правых и только потом левых камер сердца.