Хроническая сердечная недостаточность (ХСН), преимущественно ишемического происхождения, — одна из значимых социально-экономических проблем мирового здравоохранения [1]. Прогноз этого осложнения сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) существенно ухудшается в условиях сахарного диабета (СД) 2-го типа. Во всем мире отмечается неуклонный рост популяции больных СД 2-го типа. В Российской Федерации в 2009 г. было 3029 тыс. больных СД 2-го типа, что на 1 млн больше, чем в 2000 г. [2].
Накоплен большой клинический опыт изучения оксидантного стресса (ОС) как одной из важнейших составляющих дисфункции эндотелия, лежащей в основе развития и прогрессирования ХСН [3, 4]. В условиях стойкого нейрогуморального дисбаланса у больных с ХСН и СД 2-го типа такие эндогенные факторы, как катехоламины, гипергликемия приводят к избыточной продукции активных форм кислорода за счет активации свободнорадикальных процессов [5]. Они способствуют повреждению клеточных мембран, в первую очередь эндотелиоцитов и кардиомиоцитов, посредством окислительной модификации белков и перекисного окисления липидов (ПОЛ) [6]. Это приводит к снижению синтеза эндогенного оксида азота, доминированию процессов вазоконстрикции, гиперкоагуляции и пролиферации гладких мышечных клеток, активации цитокинового звена воспаления, дисфункции эндотелия и ремоделированию сосудистого русла [7, 8]. Прямое повреждающее действие ОС на мембраны кардиомиоцитов (увеличение внутриклеточного Ca2+, гиперпродукция внеклеточного матрикса, апоптоз кардиомиоцитов) последовательно ведет к нарушению диастолической и систолической функции сердца, способствуя его ремоделированию (см. рисунок) [4, 9].
Рисунок. Роль ОС и дисфункции эндотелия в развитии и прогрессировании ХСН.
РААС - ренин-ангиотензин-альдостероновая система; САС - симпатико-адреналиновая система; НУП - натрийуретические пептиды; АТ II - ангиотензинII; СРБ - С-реактивный белок; ОС - оксидантный стресс; АФК - активные формы кислорода; ЕТ1 - эндотелин-1; VSMC GF - фактор роста гладких мышечных клеток сосудов; NFχβ - нуклеарный факторχβ; VCAM-1 и ICAM-1 - молекулы адгезии; NO - оксид азота; ПОЛ - перекисное окисление липидов; ПО - перекисное окисление; TNF-α - фактор некроза опухолиα; IL-1 - интерлейкин-1;IL-6 - интерлейкин-6; КМЦ - кардиомиоциты; ГМК - гладкие мышечные клетки.
Доказано, что гиперактивация симпатико-адреналовой системы (САС) является мощным фактором, способствующим ПОЛ, иммунно-воспалительным процессам и экспрессии цитокинов [10, 11]. Известно, что применение модуляторов этой нейрогуморальной системы (β-адреноблокаторы) ведет к уменьшению выраженности ОС за счет угнетения липопероксидации пропорционально выраженности липофильных свойств конкретного препарата. Однако подобное антиоксидантное действие β-адреноблокаторов достигается лишь при использовании доз, в несколько раз превышающих терапевтические [12].
Небиволол — наиболее селективный липофильный блокатор β1-адренорецепторов, один из рекомендуемых β-адреноблокаторов для лечения ХСН, обладает вазодилатирующей способностью вследствие модулирующего влияния на синтез оксида азота. Известно, что процессы ПОЛ и окисления белков зависят от многих факторов (исходная белковая дисфункция, ожирение, влияние фармакотерапии, тяжелая сопутствующая патология), значительно затрудняя интерпретацию результатов лабораторных исследований [13, 14]. Поэтому более детальное изучение антиоксидантного эффекта небиволола и выделение достоверных маркеров дисфункции эндотелия и ОС, на которые можно было бы ориентироваться при оценке клинико-функциональной тяжести состояния пациентов, эффективности фармакотерапии и прогноза у больных с ХСН и СД 2-го типа, является актуальным направлением современной кардиологии.
Цель исследования: оценить влияние небиволола в составе комплексной терапии на клинико-функциональное состояние и параметры ОС у больных с ХСН и сопутствующим СД 2-го типа и без него.
Материал и методы
Проведен сравнительный анализ результатов двух открытых рандомизированных клинических исследований. В первое исследование были включены 52 пациента (24 мужчины, 28 женщин) со стабильным течением ХСН и нарушением углеводного обмена, средний возраст которых составил 63,2±8,2 года. Критериями включения в исследование были ХСН I—III функционального класса (ФК) по классификации NYHA ишемического происхождения, с нарушением систолической — фракция выброса (ФВ) левого желудочка (ЛЖ) <50%) и/или диастолической функции (Е/А <1) ЛЖ, СД 2-го типа или нарушение толерантности к глюкозе (НТГ). Во второе исследование были отобраны 30 больных (25 мужчин, 5 женщин) также со стабильным течением ХСН II—III ФК ишемического происхождения (87%) с нарушением систолической функции ЛЖ; средний возраст пациентов составил 60,6±9,3 года. Критериями исключения для обоих исследований были ХСН IV ФК, первичные поражения клапанов сердца, миокардиты, перикардиты, гипертрофическая/дилатационная кардиомиопатия, рестриктивные поражения миокарда, инфаркт миокарда, мозговой инсульт, нестабильная стенокардия или коронарная реваскуляризация менее чем за 3 мес до исследования, тяжелые заболевания печени, почек, стандартные противопоказания к назначению β-адреноблокаторов. Анализ клинической характеристики больных двух групп свидетельствует об их статистической сопоставимости по основным критериям (табл. 1).
Таблица 1. Клиническая характеристика обследованных пациентов.
Дизайн исследования. До момента включения в исследование пациенты, страдающие СД 2-го типа, проходили лечение в условиях эндокринологического стационара с целью коррекции гипогликемической терапии. Следующим этапом был скрининг согласно критериям включения и «отмывочный» период (2 нед), в течение которых отменялись только β-адреноблокаторы. После этого больным назначали небиволол в начальной дозе 2,5 мг/сут. При хорошей переносимости препарата под контролем артериального давления (АД), частоты сердечных сокращений (ЧСС) и электрокардиограммы, выполняли ступенчатое титрование его дозы максимально до 5 мг/сут в группе больных СД 2-го типа (средняя доза 3,18 мг/сут) и до 5—10 мг/сут для пациентов без нарушения углеводного обмена (средняя доза 5,75 мг/сут; р=0,046). Необходимо отметить, что небиволол в обоих исследованиях получали все 100% пациентов. Помимо проводимого лечения все пациенты получали стандартную рекомендованную терапию ХСН: ингибитор ангиотензинпревращающего фермента /блокатор рецепторов ангиотензина II (периндоприл/телмисартан), диуретики, антагонисты альдостерона, при наличии постоянной формы фибрилляции предсердий — сердечные гликозиды, а также периферические вазодилататоры, статины, антиагреганты (при необходимости — антикоагулянты). Пациенты с сопутствующим нарушением углеводного обмена получали гипогликемическую терапию: преимущественно метформин или производные сульфанилмочевины второго поколения, 6 пациентов находились на постоянном лечении инсулином. Продолжительность исследования составила 32 и 24 нед для больных СД 2-го типа и без него соответственно. Клинико-функциональные характеристики, инструментальные показатели и лабораторные параметры ОС оценивали исходно и по окончании периода наблюдения.
Оценку клинического статуса больных проводили на основании изменения ФКХСН, динамики АД и ЧСС, результатов теста с 6-минутной ходьбой по стандартному протоколу. Качество жизни пациентов оценивали по результатам Миннессотского опросника качества жизни (МОКЖ) и шкале оценки клинического состояния в модификации В.Ю. Мареева (ШОКС). Во время наблюдения проводили контроль за эхокардиографическими параметрами по стандартному протоколу.
Определяли параметры ОС.
- Оценка процессов окисления белков.
А. Определение окисления альбумина в плазме. При различных сердечно-сосудистых заболеваниях изменяется состояние связывающих центров альбумина — важнейшего транспортного белка и участника ОС. Альбумин способен связывать свободные радикалы в плазме крови, однако даже при его нормальном уровне связывающая способность центров может уменьшаться, что необходимо контролировать посредством определения конформационных изменений в молекуле альбумина [14]. Применяли метод флюоресцентных зондов К35, изменяющих свое свечение при изменении молекулы альбумина. Метод основан на определении функциональной активности альбумина, его антиоксидантной способности; позволяет измерить общую концентрацию альбумина (ОКА) и эффективную концентрацию альбумина (ЭКА). ОКА характеризует общее число центров связывания на сывороточном альбумине для зонда К35, ЭКА — число и свойства свободных мест связывания альбумина сыворотки. В норме ОКА совпадает с ЭКА (Н >35 г/л). При патологии ЭКА значительно снижается, даже в тех случаях, когда общее количество альбумина находится в пределах нормы. Индекс функциональной активности выражается как соотношение ЭКА/ОКА (Н 0,9—1).
Б. Оценка количества неокисленных сульфгидрильных групп белков (SH-групп). Известно, что SH-группы защищают белки от окислительной модификации, обладают антиоксидантными свойствами, значительной реакционной способностью в окислительно-восстановительных реакциях. В условиях ОС отмечается снижение их содержания в плазме крови [15]. Количество SH-групп определяли посредством флуоресцентной метки Tio-Glo TM5, специфичной для SH-групп (Н 400-600 мкмоль/л).
В. Оценка интенсивности окислительной деструкции белков. Белки повреждаются практически на всех уровнях организации белковой молекулы, что ведет к ее фрагментации [16]. Карбоксильные группы белков превращаются в карбонильные за счет окисления определенных аминокислот (лизин, аргинин и пролин). Они являются химически стабильной структурой и достаточно долго циркулируют в крови (от нескольких часов до дней) [17]. Именно поэтому карбонильные группы являются наиболее распространенными белковыми маркерами ОС. Их оценку проводили на основании динамики карбонильных производных, регистрируемых в реакции с 2,4-динитрофенилгидразином (ДНФГ). Метод основан на реакции взаимодействия окисленных аминокислотных остатков белков с ДНФГ с образованием производных 2,4-динитрофенилгидразонов. Оценивали уровень карбонильных групп исходно и после 20-часового окисления. Результаты представлены в пересчете на 1 мг белка. При ХСН уровень карбонильных групп белков составляет около 0,2 нмоль/мг [18].
Г. Определение окисляемости альбумина. Осуществляли с помощью водного раствора CuSO4 — индуктора свободных радикалов, который добавляют в плазму in vitro, затем повторно через 24 ч измеряют уровень карбонильных групп. В норме показатель окисляемости составляет 1,2—1,6.
2.Оценка процессов окисления липидов
А. Определение уровня вторичных продуктов ПОЛ, реагирующих с тиобарбитуровой кислотой — ТБК-реактивных продуктов (ТБК-РП). При свободнорадикальном окислении полиненасыщенных жирных кислот в гидрофобном ядре липопротеинов низкой (ЛНП) и липопротеинов высокой плотности (ЛВП) образуются перекисные соединения [19]. Малоновый диальдегид (МДА) — вторичный продукт ПОЛ, содержание которого в плазме крови служит показателем выраженности ПОЛ, а, следовательно, ОС. МДА обладает выраженной цитотоксичностью, подавляет активность гликолиза и окислительного фосфорилирования, ингибирует синтез белка, окисляет белковые SH-группы. В итоге модифицированные формы липопротеидов способствуют избыточной активности макрофагов за счет активации молекул адгезии, пролиферации гладких мышечных клеток, а, следовательно, усугублению дисфункции эндотелия. Концентрация ТБК-РП отражает уровень МДА в плазме. Для оценки интенсивности ОС наряду с исходным уровнем стабильных продуктов окисления измеряли предрасположенность к окислению — окисляемость. Метод аналогичен определению окисляемости альбумина. В норме концентрация МДА без окисления не превышает 1 нмоль/мл, а МДА, индуцированного окислением, — менее 100 нмоль/мл.
Б. Определение окислительной резистентности ЛНП и липопротеидов очень низкой плотности. Проводили при помощи железоиндуцированной хемилюминесценции. Метод основан на регистрации интенсивности сверхслабого свечения, возникающего в результате генерации ионами Fe2+ свободных радикалов в препаратах ЛНП и липопротеидов очень низкой плотности сыворотки. Определяли интенсивность быстрой вспышки (h), которая прямо пропорциональна исходному уровню накопленных продуктов ПОЛ в липопротеинах. Латентный период (L), следующий за быстрой вспышкой, свидетельствует о резистентности липопротеинов к последующему окислению. Максимальная интенсивность медленной вспышки (H) отражает способность липопротеинов к окислению [20].
Статистическую обработку данных выполняли с помощью пакета прикладных статистических программ Statistica 6.0. Для количественных признаков рассчитывали медиану, 25-й и 75-й процентили, т.е. межквартильный размах (Me (Lq; Uq). Некоторые данные представляли в виде средней ±стандартное отклонение (М±SD). Для качественных показателей определяли частоту выявления показателя в процентах. Достоверность динамики показателей оценивали с помощью критерия Вилкоксона для парных измерений. Результаты считали достоверными при р<0,05.
Результаты
После 8-месячного курса терапии небивололом в группе больных СД 2-го типа отмечено достоверное снижение среднего ФК ХСН (с 2,5±0,58 до 2,125±0,71; р=0,001). У больных второй группы выявлена аналогичная, однако более выраженная достоверная положительная динамика ФК заболевания (с 2,3±0,5 до 1,9±0,4;р=0,01).
Об увеличении толерантности больных к физическим нагрузкам свидетельствует также достоверное увеличение расстояния, пройденного в тесте с 6-минутной ходьбой, в обеих группах. Больший прирост физической работоспособности был выявлен у пациентов без сопутствующего СД 2-го типа (табл. 2).
Таблица 2. Динамика клинико-инструментальных показателей.
По результатам ШОКС выявлено достоверное улучшение общего клинического состояния больных на 16,7% в группе СД 2-го типа и на 24,4% во второй группе. Подобные изменения зарегистрированы и в отношении динамики показателей МОКЖ: улучшение качества жизни пациентов на 13,7 и 18,7% в 1-й и 2-й группах соответственно (см. табл. 2).
Применение небиволола привело к изменению других клинико-инструментальных характеристик (см. табл. 2). В обеих группах отмечено достоверное снижение как систолического, так и диастолического АД. Эта тенденция была также сохранена и в отношении ЧСС в обеих группах. На фоне стандартной комбинированной терапии ХСН выраженной гипотонии зарегистрировано не было. При анализе эхокардиографических показателей обращает внимание, что исходные конечный диастолический размер (КДР) ЛЖ и ФВ ЛЖ в группе пациентов без СД 2-го типа были значительно ниже. Вероятно, это можно объяснить преобладанием в указанной исследуемой группе больных с III ФК ХСН, в то время как у больных СД 2-го типа преимущественным был II ФК заболевания. На фоне терапии в 1-й группе отмечена достоверная положительная динамика ФВ ЛЖ, однако в группе больных, страдающих СД 2-го типа, 32-недельная терапия небивололом приводила к прогрессированию контрактильной дисфункции миокарда, возможно, за счет избыточного снижения периферического сопротивления. И хотя формально медиана уровня ДАД не была ниже 65 мм рт.ст., вероятно, для больных с ХСН это может являться гемодинамически значимым фактором в условиях гипергликемии. Обращает внимание разница исходных показателей диастолической дисфункции в обеих группах. Выраженные нарушения диастолической функции у больных СД 2-го типа, наиболее вероятно, являются следствием поражения коронарного русла преимущественно по дистальному типу (микроангиопатия) или более выраженного фиброза миокарда на фоне стойкой гипергликемии. На фоне нейрогуморального модулирующего действия небиволола отмечено достоверное улучшение диастолической дисфункции в этой исследуемой группе.
Динамика показателей окисления липидов представлена в табл. 3. Исходные уровни МДА в обеих группах не превышали норму, однако на фоне терапии у больных СД 2-го типа отмечалась тенденция к уменьшению его уровня, что свидетельствует о возможном снижениии концентрации вторичных продуктов окисления и об уменьшении предрасположенности липидов к окислению. Такого эффекта не было выявлено в группе пациентов без СД 2-го типа.
Таблица 3. Динамика показателей окисления липидов.
При анализе свободно-радикальных реакций ненасыщенных жирных кислот с помощью хемолюминесценции выявлены достоверная динамика в виде уменьшения интенсивности быстрой вспышки (h) на фоне лечения в обеих группах, более выраженная во 2-й группе. Это отражает более интенсивное снижение уровня накопления продуктов ПОЛ в липопротеинах у больных с изолированной ХСН, т.е. без гипергликемии как дополнительного повреждающего фактора. Кроме того, отмечены следющие тенденции: уменьшался латентный период хемолюминесценции (L) на фоне терапии в группе больных без СД 2-го типа, уменьшалась максимальная интенсивность медленной вспышки (Н) в обеих группах. Эти процессы свидетельствует о снижении окисляемости липидного субстрата и о накоплении в образце липопротеинов различных антиоксидантов. Таким образом, подтверждается положительное влияние изучаемого нейрогуморального модулятора на выраженность процессов ПОЛ у больных СД 2-го типа и без него.
Анализ показателей окисления белков также позволил выявить определенные изменения (ТАБЛ. 4). Уровень ЭКА на протяжении всего исследования находился практически в пределах нормы. Однако показатель ЭКА/ОКА, свидетельствующий об изменении конформационной структуры альбумина, недостоверно уменьшался в обеих группах. Это свидетельствует о возможном прогрессировании изменений структуры белка, несмотря на проводимую терапию, что может быть отражением необратимой белковой дисфункции у пациентов с выраженными нейрогуморальными нарушениями.
Таблица 4. Динамика показателей окисления белков.
За время наблюдения достоверно снизился уровень окисляемости альбумина в группе больных с СД 2-го типа, что может свидетельствовать об увеличении окислительной резистентности плазмы.
При оценке динамики SH-групп выявлена существенная положительная динамика в обеих группах. Необходимо отметить, что исходные уровни этого показателя были очень низкими, свидетельствующими о минимальной антиоксидантной активности плазмы. На фоне терапии количество SH-групп достоверно повышалось и в группе больных с изолированной ХСН, и в группе больных ХСН и СД 2-го типа.
При определении уровней карбонильных групп белков не выявлено четкой положительной динамики в обеих группах, что может быть обусловлено недостаточным периодом наблюдения, небольшой выборкой пациентов, наличием сопутствующей патологии, приводящей к самостоятельной дисфункции белкового субстрата.
Обсуждение
Активность ОС — один из признаков выраженности дисфункции эндотелия. Анализ представленных в этом исследовании результатов расширил наше представление о влиянии препаратов — модуляторов САС на некоторые фундаментальные патогенетические основы развития и прогрессирования ХСН в условиях нарушения углеводного обмена. Очевидно, что стойкая гипергликемия на фоне прогрессирующих нейрогуморальных изменений у больных с ХСН способствует высокой предрасположенности липидов к окислению и предрасположенности плазмы к окислению белков за счет их исходной структурной дисфункции. Большинство показателей ОС, как описано выше, представляют собой нестабильные биохимические структуры, зависящие от большого количества эндо- и экзогенных факторов. Вероятно, именно этим можно объяснить то, что для большинства анализируемых параметров не было выявлено достоверной динамики на фоне терапии. Однако обращают внимание достоверное уменьшение интенсивности быстрой вспышки (h) и увеличение концентрации SH-групп на фоне лечения в обеих группах, более выраженное у больных без сопутствующей гипергликемии. Это свидетельствует о дополнительных свойствах модулятора САС небиволола в качестве препарата, оказывающего антиоксидантный защитный эффект. Именно поэтому определение уровня свободных SH-групп в плазме крови и оценку интенсивности быстрой вспышки (h) можно рассматривать в качестве маркеров ОС у больных с ХСН и сопутствующим СД 2-го типа либо без него. Однако для определения их диагностической и прогностической значимости необходимы дополнительные исследования в условиях большей выборки пациентов и более длительного периода наблюдения. Отдельно следует отметить, что только в группе больных с ХСН и СД 2-го типа на фоне терапии отмечено достоверное снижение окисляемости альбумина. Это, возможно, свидетельствует об обратимом характере нарушений процессов окисления белков у этих пациентов, так как даже столь непродолжительная терапия небивололом позволила достичь увеличения окислительной резистентности плазмы и системной антиоксидантной защиты.
Таким образом, дополнительные свойства небиволола в виде действия, модулирующего синтез эндогенного оксида азота и уменьшения выраженности процессов ОС, положительно влияют на функцию эндотелия, что может определять клиническую эффективность и способность улучшать прогноз у больных с ХСН и СД 2-го типа и, тем более, у пациентов с ХСН без нарушения углеводного обмена.
Выводы
Гипергликемия оказывает отрицательное влияние на антиоксидантную защиту, течение и прогноз у больных с хронической сердечной недостаточностью, о чем свидетельствуют более высокие исходные уровни практически всех клинико-гемодинамических показателей и параметров оксидантного стресса в этой группе.
На фоне терапии небивололом наблюдалось значительное улучшение клинического статуса больных с хронической сердечной недостаточностью и сопутствующим сахарным диабетом 2-го типа и без него, более выраженное у представителей последней группы.
Терапия модулятором небивололом может приводить к увеличению антиоксидантной защиты, уменьшению дисфункции эндотелия и улучшению процессов ремоделирования сердечно-сосудистой системы.
Определение уровня свободных SH-групп в плазме крови и интенсивность быстрой вспышки можно рассматривать в качестве возможных маркеров оксидантного стресса у исследуемой когорты пациентов.
