Среди сердечно-сосудистых заболеваний, ассоциированных с атеросклерозом, остается высокой доля цереброваскулярных заболеваний, в первую очередь патологии экстракраниальных артерий, приводящей к хронической и/или острой ишемии головного мозга. Экстракраниальные отделы брахиоцефальных артерий (БЦА) поражаются атеросклерозом в 2—5 раз чаще, чем интракраниальные. Классическим местом локализации стенотических атеросклеротических бляшек является бифуркация общей сонной артерии, где возникают вихревые потоки крови, поражающие сосудистый эндотелий [1—4]. Показано, что стеноз внутренней сонной артерии (ВСА) более 60% свидетельствует о нарушении нормальных математических связей между геометрическими параметрами артерий и поступательным движением крови в области каротидной бифуркации, приводя к значимому снижению мозгового кровотока.
Клинически выделяют 4 степени хронического нарушения мозгового кровообращения (ХНМК) [5]. I степень — бессимптомное течение или отсутствие признаков ишемии мозга на фоне доказанного клинически значимого поражения сосудов головного мозга; II степень — преходящие нарушения мозгового кро- вообращения, или транзиторная ишемическая атака; III степень — так называемое хроническое течение сосудисто-мозговой недостаточности, т.е. наличие общемозговой неврологической симптоматики без перенесенного очагового дефицита в анамнезе или его последствий; IV — перенесенный завершенный или полный инсульт. Данная классификация отражает прогрессирование нарушения перфузии мозга от I к IV степени и, соответственно, снижение обеспечения кислородом головного мозга.
В большинстве исследований ограничиваются в основном степенью стеноза артерий и выраженностью клинических проявлений ХНМК [6]. Между тем оценка рисков и показаний к хирургическому лечению у пациентов с патологией БЦА должна основываться не только на степени стеноза артерии и клинических признаках ишемии мозга, но и на исходном состоянии кислородного статуса головного мозга, а также на объективной оценке компенсаторных резервных возможностей церебрального кровообращения. Сопоставление клинической классификации ХНМК с количественными параметрами кислородного статуса является актуальным также с точки зрения прогнозирования течения заболевания и оценки интра- и послеоперационного риска.
Целью настоящего исследования являлась оценка кислородного обеспечения головного мозга у пациентов с патологией БЦА в зависимости от выраженности сосудисто-мозговой недостаточности.
Материал и методы
В исследование включены 469 пациентов с мультифокальным атеросклерозом, гемодинамически значимым поражением БЦА, поступившие в ННИИПК им. акад. Е.Н. Мешалкина для хирургической реваскуляризации артерий брахиоцефального бассейна в объеме каротидной эндартерэктомии. Группу включенных в исследование составили 361 (77%) мужчина и 108 (23%) женщин. Средний возраст больных составлял 62,0±8,4 года.
Критериями исключения из исследования являлись: наличие сахарного диабета, системных аутоиммунных заболеваний, а также гемодинамически значимых стенозов подключичных артерий.
В предоперационный период пациентам не проводилась медикаментозная терапия сосудистыми, метаболическими, а также ноотропными препаратами. Пациенты получали по показаниям гипотензивную терапию: препараты из групп β-адреноблокаторов, диуретиков, антагонистов кальция, ингибиторов ангиотензинпревращающего фермента. С целью коррекции липидного состава крови назначались статины.
Диагноз верифицирован на основании клинико-инструментальных данных. Всем пациентам проводили дуплексное сканирование БЦА и мультиспиральную компьютерную ангиографию ветвей дуги аорты. Степень стеноза ВСА оценивали согласно рекомендациям NASCET и ECST [7, 8].
Оценку кислородного статуса головного мозга выполняли с помощью транскраниальной спектроскопии прибором INVOS-5100 («Somanetics», США) с билатеральным измерением церебральной оксигенации (ЦО, %) в лобно-височных областях головного мозга. На основе полученных данных рассчитывали индекс гемодинамического соответствия (ИГС, усл. ед.) как отношение ЦО к системному артериальному давлению, коэффициент экстракции кислорода (КЭК, %). Толерантность головного мозга к гипоксии оценивали по длительности пробы с задержкой дыхания. Длительность пробы Штанге менее 30 с расценивали как значительное снижение толерантности к гипоксии, от 30 до 60 с — как умеренное снижение толерантности к гипоксии, более 60 с — как высокую толерантность к гипоксии.
Для оценки вклада системной гемодинамики в кислородное обеспечение головного мозга всем пациентам проводили эхокардиографию. Анализировали структурно-функциональные параметры левого желудочка (ЛЖ): конечный диастолический размер (КДР, см), конечный диастолический объем (КДО, мл) ЛЖ, фракцию выброса (ФВ, %) ЛЖ, массу миокарда (ММ, г) ЛЖ и сердечный индекс (СИ, л/мин/м2).
Статистическую обработку данных проводили с помощью пакета программ Statistica 6.0 (США). Результаты представлены в виде среднего значения и стандартного отклонения (M±σ). Сравнение параметров нескольких независимых групп выполняли по методу Крускала—Уоллиса. Парное сравнение проводили с использованием критерия Манна—Уитни. Различия считали статистически значимыми при p<0,05.
Результаты
В зависимости от степени ХНМК (по классификации А.В. Покровского) пациенты с патологией БЦА распределились следующим образом: ХНМК I степени — 15 (3%), II степени — 45 (10%), III степени — 299 (64%), IV степени — 110 (23%). Анализ параметров внутрисердечной и системной гемодинамики показал, что вклад данного фактора в эффективность мозговой перфузии во всех группах пациентов одинаков (см. таблицу).
Степень стеноза ВСА с оперируемой (ипсилатеральной) стороны составила в среднем 72,0±10,7%. Среди обследованных пациентов у 15% зарегистрировано одностороннее гемодинамически значимое поражение ВСА, у 70% — двустороннее поражение ВСА, у 15% — значимый стеноз ВСА ипсилатеральной стороны с контралатеральной окклюзией.
Хроническая сосудисто-мозговая недостаточность характеризуется изменениями в кислородном обеспечении головного мозга. Прогрессирование ХНМК у пациентов с патологией БЦА сопровождается снижением эффективности кислородного обеспечения головного мозга (рис. 1—3).
Согласно представленным данным, ХНМК I степени характеризуется практически нормальными значениями ЦО, что обеспечивается повышением потребления кислорода тканями мозга (КЭК 40—50% при норме <30%). Компенсацию кислородного дефицита берет на себя в том числе контралатеральное полушарие, экстракция кислорода которым на 15% выше, чем ипсилатеральным полушарием мозга.
При ХНМК II степени уровень экстракции кислорода из крови повышается в 2—2,5 раза по сравнению с нормой, однако это не обеспечивает эффективного кислородного обеспечения головного мозга пациентов — ЦО в среднем на 10% по сравнению с пациентами с патологией БЦА и ХНМК I степени.
При ХНМК III степени кислородный статус головного мозга еще более ухудшается, что наиболее четко отражает уровень ЦО, отнесенный к системному артериальному давлению, т.е. ИГС. При этом отмечено еще большее по сравнению с ХНМК II степени повышение КЭК ипсилатерального полушария мозга. Компенсаторные возможности кровотока контралатерального полушария при ХНМК III степени, по-видимому, исчерпаны.
Состояние кислородного статуса головного мозга при ХНМК IV степени, т. е. после перенесенного инсульта, характеризуется декомпенсацией механизмов повышения потребления кислорода, о чем свидетельствует снижение КЭК в данной группе пациентов.
Показатели пробы на устойчивость головного мозга к гипоксии также различаются в зависимости от степени сосудисто-мозговой недостаточности (рис. 4).
Таким образом, степени выраженности ХНМК соотносятся со стадийным снижением эффективности кислородного обеспечения головного мозга и уровнем толерантности мозга к гипоксии.
Обсуждение
ХНМК — патологическое состояние, основным патогенетическим звеном которого является хроническая гипоперфузия головного мозга. Механизмы компенсации нарушения кровоснабжения при прогрессировании ХНМК могут истощаться, энергетическое обеспечение мозга становится недостаточным, в результате чего сначала развиваются функциональные расстройства, а затем его необратимое морфологическое повреждение [9].
Головной мозг характеризуется высокой чувствительностью к недостатку кислорода, что связано с недостаточностью запасов энергоресурсов в мозговой ткани и аэробным типом обменных процессов [10]. Одну из основных групп риска по ишемии головного мозга представляют собой больные с окклюзирующими заболеваниями БЦА. Особенно высок риск ишемического повреждения головного мозга у этих больных в ходе хирургической реваскуляризации [11]. Поэтому дооперационное определение состояния кислородного статуса головного мозга, сопоставление клинической классификации ХНМК и объективных данных представляется актуальным для определения факторов прогноза неблагоприятного исхода заболевания и риска, связанного с хирургическим лечением.
Для оценки кислородного обеспечения головного мозга нами анализировались данные ЦО, которые сопоставлялись со степенью ХНМК по классификации А.В. Покровского.
При сопоставлении клинической классификации ХНМК с объективными показателями кислородного статуса головного мозга выявлено следующее. ХНМК I степени характеризуется нормальными ЦО и толерантностью к гипоксии, что обеспечивается за счет повышения экстракции кислорода тканями головного мозга относительно нормальных значений, в том числе контралатеральным полушарием. При II степени ХНМК уровень кислородного обеспечения головного мозга и его толерантность к гипоксии снижаются, несмотря на увеличение КЭК в 2—2,5 раза выше нормы. На этой стадии значительно задействованы резервные возможности контралатерального полушария, экстракция кислорода которым выше, чем ипсилатеральным. У пациентов с ХНМК III степени происходит наибольшее расходование резервных возможностей обеспечения мозга кислородом (повышение КЭК), однако резервы контралатерального полушария, вероятно, на данной стадии истощены, о чем свидетельствует более высокий КЭК ипсилатерального полушария. Повышение экстракции кислорода тканями мозга у пациентов с ХНМК III степени не обеспечивает адекватного кислородного обеспечения головного мозга, ЦО и толерантность головного мозга к гипоксии снижены. ХНМК IV степени сопровождается декомпенсацией механизмов повышения потребления кислорода тканями мозга, о чем свидетельствует значительное снижение КЭК относительно такового при III степени. При этом уровень ЦО и толерантности к гипоксии остается сниженным.
Необходимо подчеркнуть, что в условиях покоя, даже при выраженном стенозе ВСА, ЦО может быть в пределах нормы. Однако, если в ответ на функциональные пробы уровень ЦО оказывается ниже нормы, имеются все основания предполагать декомпенсацию кровообращения в пораженном полушарии [12, 13]. Так, по данным исследования, проведенного при участии 398 пациентов с атеросклеротическим поражением экстракраниальных артерий [14], показано, что у пациентов с нарушением мозгового кровообращения устойчивость к гипоксии соответствовала низкой толерантности. При первой стадии нарушения мозгового кровообращения устойчивость к гипоксии соответствовала умеренно сниженной толерантности. Самая низкая толерантность к гипоксии выявлена при II стадии. При III стадии толерантность к гипоксии оставалась низкой, но немного повышалась относительно II стадии [14], что сопоставимо и с нашими данными.
По мнению ряда авторов, изменение толерантности к гипоксии при разной степени сосудисто-мозговой недостаточности соотносится с фазами общего адаптационного синдрома по Г. Селье [15]. I степень ХНМК соответствует фазе активации общего адаптационного синдрома, при этом сохранена достаточная чувствительность центральных и периферических хеморецепторов и повышена активность симпатико-адреналовой системы. Это обеспечивает повышение активности лимфоцитарного звена, фагоцитарной активности, незначительное повышение лейкоцитарного коэффициента и некоторое снижение толерантности к гипоксии. При II степени ХНМК адаптационный процесс переходит в фазу резистентности с наибольшей активностью гипофизарно-надпочечниковой оси, проявляющейся возрастанием лейкоцитарного коэффициента, повышением фагоцитарной активности и высокой сенситивностью центральных и периферических хеморецепторов, что приводит к резкому снижению толерантности к гипоксии. При III степени ХНМК происходит истощение адаптационных механизмов, снижается реактивность рецепторного и рефлекторного аппарата, в связи с чем длительность пробы с задержкой дыхания увеличивается по сравнению с таковой при II стадии. При этом усугубляется стрессовая реакция лейкоцитов периферической крови, отмечаются элементы аутоиммунных реакций. Эти изменения свидетельствуют о выраженном снижении неспецифической резистентности организма [14].
Заключение
Оценка церебральной оксигенации и толерантности головного мозга к гипоксии у пациентов с атеросклеротическим поражением брахиоцефальных артерий позволяет охарактеризовать патофизиологические звенья кислородного метаболизма головного мозга, что, вероятно, имеет большое значение при определении риска хирургического лечения и послеоперационного прогноза.
