6 курс / Кардиология / Карпов_Р_С_,_Дудко_В_А_Атеросклероз_патогенез,_клиника,_функциональная

231

ГЛАВА 4

МЕТОДЫ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ОЦЕНКИ КОРОНАРНОГО, МОЗГОВОГО И ПЕРИФЕРИЧЕСКОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ ПРИ АТЕРОСКЛЕРОЗЕ

Внастоящее время признается неоспоримым тот факт, что в целях поиска новых методов функциональной диагностики следует отдавать предпочтение и направлять усилия на разработку неинвазивных мето дов исследований, которые, прежде всего, должны обеспечить возмож ность точного измерения физиологических показателей. Необходимость таких разработок обусловлена тем, что совершенствование ранней ди агностики заболеваний сердечно сосудистой системы заключается в рас ширении возможностей регистрации самых начальных изменений, ха рактерных для того или иного патологического процесса. Это показы вает, насколько важно знать, что из себя представляют эти начальные изменения, и к каким из двух разрядов изменений – структурным или функциональным – они относятся. На первый взгляд, такая постанов ка вопроса может показаться ошибочной в методологическом отноше нии, поскольку принцип единства структуры и функции получил дос таточно четкое обоснование [1]. Однако разнообразие соотношений деструктивных изменений органа, с одной стороны, и компенсаторно приспособительных процессов, с другой, – могут на разных этапах бо лезни обусловливать заметное превалирование морфологических изме нений над функциональными, либо наоборот, тем самым создавая впе чатление о пресловутой “функциональной патологии”. Поэтому воп рос о сущности изменений, происходящих в органах и тканях организ ма в момент возникновения болезни, которые должны являться глав ной точкой приложения диагностических исследований, имеет прин ципиальное значение.

Вто же время болезнь недопустимо сводить лишь к совокупности на блюдаемых явлений или симптомов. Под симптомом в данном случае

тей, сформулированная П.К.Анохиным: “...На любое воздействие орга низм отвечает изменением ряда физиологических функций и выбором оптимального режима жизнедеятельности в новых условиях. Характер переходных реакций при этом отражает особенности соответствующих регуляторных механизмов и может служить критерием их качества” [4].

Следует подчеркнуть, что по механизмам своего действия и степени мобилизации компенсаторных резервов систем кровообращения нагру зочные пробы неравнозначны, а в количественном отношении вообще трудно сопоставимы между собой [5]. Мы не можем назвать ни одного возмущающего воздействия, которое в физиологических условиях по влияло бы изолированно на функцию отдельного элемента сердечно сосудистой системы. При оценке результатов различных нагрузок речь может идти лишь о доминировании, но не об исключительности влия ния различных стресс тестов на основные звенья системы гемоцирку ляции. Это диктует необходимость понимания врачом тех происходя щих в организме больного патофизиологических процессов, которые в данном конкретном случае являются объектом изучения. Поэтому пред ставляется целесообразным предложить рабочую патофизиологическую классификацию функциональных нагрузочных проб (возмущений) с учетом преобладающего влияния каждой на них на отдельные элемен ты системы кровообращения и адаптационно компенсаторные механиз мы.

1.Коронароселективные (перфузионные) возмущения: фармаколо гические пробы с дипиридамолом и эргометрином. Дипиридамол (ку рантил) оказывает сосудорасширяющее действие на уровне коронарного артериолярного сфинктера. Дилатация артериол ведет к увеличению кровотока в зонах миокарда, снабжаемых непораженными коронарны ми артериями. В участках миокарда, снабжаемых стенозированными ар териями, снижается перфузионное давление ниже места стеноза и раз вивается ишемия миокарда в результате возникновения так называемо го феномена “межкоронарного обкрадывания”. Эргометрина малеат (эргоновин) усиливает тонус гладкой мускулатуры. Сосудосуживающее действие эргометрина объясняют его альфа адреномиметическими свойствами, а также возможным непосредственным включением пре парата в метаболизм гладкомышечных клеток артерий. Проба с эрго метрином показана в тех случаях, когда в генезе стенокардии предпола гается то или иное участие ангиоспазма.

2.Кардиоселективная (хронотропная) нагрузка моделируется при те сте предсердной (сейчас, как правило, чреспищеводной) электрокар дио стимуляции, не сопровождающейся существенным вовлечением других органов и систем. Укорочение диастолы, а следовательно, вре мени коронарного кровотока и повышение сократимости миокарда (ле стница Боудича) под влиянием регулируемого увеличения частоты сер

дечных сокращений, определяющего величину нагрузки, позволяют оценивать коронарный и миокардиальный резервы.

3.Хроноинотропная нагрузка моделируется путем внутривенного ка пельного введения синтетического катехоламина изопротеренола (изад рина, новодрина), который избирательно активирует бета адренорецеп торы, обладает положительным хроно и инотропным действием, что в совокупности вызывает повышение потребности миокарда в кислороде

испособствует выявлению скрытой коронарной недостаточности.

4.Статическая (изометрическая) нагрузка при ручной или ножной динамометрии сопровождается увеличением периферического сосуди стого сопротивления (постнагрузки), вследствие чего повышается со кратительная активность левого желудочка по преодолению сопротив ления (феномен Анрепа), и возрастают кислородные запросы миокар да.

5.Объемные нагрузки основаны на повышении венозного притока крови к сердцу. При этом увеличение диастолического растяжения мио карда (преднагрузки) приводит к повышению сократительной функции сердца (механизм Франка Старлинга). Объемная нагрузка моделирует ся во время антиортостатической пробы, путем введения дозированных объемов жидкости непосредственно в кровяное русло, при выполнении контрастной вентрикулографии, а также в момент снятия декомпрессии при пробе с отрицательным давлением вокруг нижней части тела. Про бы с нагрузкой объемом вызывают относительно небольшие сдвиги в системе коронарного кровообращения, поэтому их использование бо лее целесообразно для выявления диастолической дисфункции миокар да, которая в настоящее время считается ранним признаком сердечной недостаточности.

6.Рефлекторные возмущения при холодовой, синокаротидной, пси хоэмоциональной пробах обусловливают изменения симпатикоадрена ловой регуляции тонуса коронарных артерий с последующим наруше нием перфузии миокарда [5,6]. Эти пробы имеют низкую чувствитель ность в выявлении ИБС и чаще используются в дифференциальной ди агностике вариантной стенокардии.

7.Проба с гипервентиляцией может быть отнесена к метаболичес ким и электролитным возмущениям. Форсированное дыхание, вызы вая внеклеточный алкалоз, ведет к изменению содержания ионов водо рода и кальция в гладкомышечных клетках коронарных артерий, что может провоцировать ангиоспазм. В связи с этим проба чаще применя ется в диагностике ангиоспастической стенокардии.

8.Гипоксические пробы. Дозированное снижение содержания кис лорода во вдыхаемом воздухе без увеличения концентрации двуокиси углерода (гипоксическая изокапническая гипоксия), либо с одновре менным дозированным повышением содержания СО2 (гиперкапничес

кая гипоксия), позволяет оценивать реактивность коронарных и цереб ральных сосудов в ответ на изменения химизма крови.

9.Пробы с дозированной физической нагрузкой обладают самой низ кой избирательностью, так как при их выполнении мобилизуются прак тически все адаптационно компенсаторные механизмы кардиореспи раторной системы. Это, с одной стороны, затрудняет дифференциро ванную оценку отдельных элементов системы кровообращения, с дру гой, – в наиболее физиологичных условиях позволяет определить фун кциональное состояние организма в целом и его физическую работос пособность.

10.Парциальные периферические пробы: 1) проба на реактивную ги перемию, которая моделируется 3 5 минутной механической окклюзи ей магистральных артерий ног; 2) электрическая стимуляция мышц ниж них конечностей, моделирующая рабочую гиперемию скелетной муску латуры.

Справедливости ради надо указать, что имеются и иные классифи кации функциональных проб в кардиологии [5,6], хотя патофизиологи ческие механизмы влияния стресс тестов на сердечно сосудистую систе му от классификации не зависят. Здесь же мы должны отметить, что цикл лекций и статей Д.М.Аронова (1995 1997), посвященных функциональ ным пробам, является большим событием для клинической кардиоло гии, в частности – для повышения эффективности функциональной ди агностики ИБС.

В практическом аспекте функциональные нагрузочные пробы явля ются вполне безопасными при правильном отборе больных и соблюде нии всех условий их выполнения. Несмотря на относительно невысо кую частоту серьезных осложнений, при проведении стресс тестов не обходимо тщательно выполнять определенные меры предосторожнос ти. Обязательным требованием безопасности является проведение на грузочных проб силами, как минимум, двух квалифицированных меди цинских работников (врач и медсестра), владеющих методом электро кардиографии и освоивших комплекс мероприятий при ургентных со стояниях, таких, как непрямой массаж сердца, искусственная вентиля ция легких, внутрисердечное введение лекарственных препаратов, де фибрилляция. В помещении, где проводятся исследования, должны на ходиться готовые к применению медикаменты в постоянном своевре менно пополняемом наборе и медицинское оборудование для диагнос тики и оказания неотложной помощи.

Оборудование: электрокардиограф (желательно многоканальный), осциллоскоп, аппарат для измерения артериального давления, фонен доскоп, дефибриллятор с увлажненными электродами, портативный прибор для искусственного дыхания, ларингоскоп с набором интуба ционных трубок, стерильные шприцы с иглами, в том числе для внут

рисердечных инъекций, система для внутривенного капельного введе ния лекарственных средств, кушетка.

Медикаменты: нитроглицерин в таблетках, нашатырный спирт, анальгетики (ампулированные растворы анальгина, промедола, морфи на, фентанила, дроперидола), атропин, вазопрессорные препараты и ды хательные аналептики (кордиамин, мезатон, норадреналин), спазмоли тики (папаверин, эуфиллин), противоаритмические препараты (лидо каин, ново каинамид, обзидан), стерильные 4% ный раствор гидрокар боната натрия и изотонический раствор хлорида натрия.

Для правильной оценки результатов функциональных нагрузочных проб при подготовке больного к исследованию необходимо за две неде ли до его проведения отменить сердечные гликозиды и кордарон, за одну неделю – бета адреноблокаторы и антагонисты кальция, за двое суток

– все лекарственные препараты, кроме нитроглицерина для купирова ния приступов стенокардии. В день исследования исключить курение, прием чая и кофе. При возникновении у больного приступа стенокар дии проба проводится не ранее, чем через 2 3 часа после его купирова ния. Любая нагрузочная проба должна проводиться в утренние часы натощак или через 2 3 часа после приема пищи.

4.1.1.Пробы с дозированными физическими нагрузками

Внастоящее время нагрузочные пробы в кардиологии применяются настолько широко, что Американская коллегия по кардиологии и Аме риканская ассоциация сердца создали объединенную рабочую группу по нагрузочным пробам. Эта группа определила 8 основных направле ний, в каждом из которых выделено множество классов и подклассов показаний к применению нагрузочных проб.

Основные области применения нагрузочных проб следующие: 1) мас совые (эпидемиологические) обследования различных контингентов на селения с целью раннего выявления сердечно сосудистой патологии, в первую очередь ИБС; 2) дифференциальная диагностика ИБС и отдель ных ее форм; 3) выявление и идентификация нарушений ритма сердца;

4)выявление лиц с гипертензивной реакцией на нагрузку; 5) определе ние индивидуальной толерантности к физической нагрузке у больных с установленным диагнозом ИБС; 6) оценка эффективности лечебных и реабилитационных мероприятий; 7) экспертиза трудоспособности боль ных с сердечно сосудистыми заболеваниями; 8) профессиональный от бор для работ в экстремальных условиях и для работ, требующих высо кой физической работоспособности [7].

Среди физических нагрузок различают динамическую, или изотони ческую, и статическую, или изометрическую, нагрузки. Для выполне ния первой используют велоэргометрическую пробу, тест на тредмиле;

для выполнения второй – ручной либо ножной динамометр.

Реакция центрального и периферического звеньев кровообращения на физическую нагрузку связана с внутренними и внешними нервно рефлекторными механизмами, которые находятся под непосредствен ным контролем центральной нервной системы. Доминирование тех или иных механизмов зависит от типа физической нагрузки, ее интенсив ности и способности организма адаптироваться к ней.

Участие больших мышечных групп в выполнении динамической на грузки на велоэргометре или тредмиле вызывает значительное увеличе ние потребности в кислороде, которая реализуется посредством значи тельного возрастания ударного объема (УО) сердца и ЧСС с одновре менным уменьшением периферического сосудистого сопротивления. При этом минутный объем кровообращения (МОК) достигает высокого уровня, а среднее АД меняется незначительно. Следовательно, динами ческая нагрузка представляет собой объемную (диастолическую) пере грузку сердца.

Выполнение динамической нагрузки в зависимости от положения тела имеет некоторые особенности. В положении лежа на спине по мере повышения величины нагрузки наблюдается возрастание МОК, что пре имущественно связано с увеличением ЧСС. Более выраженная нагруз ка вызывает прирост УО на 10 15% . В положении сидя, когда исходные объемы сердца меньше, выполнение динамической нагрузки приводит к приросту УО на 30 100%, несмотря на укорочение периода изгнания. У здоровых физически активных людей отмечается более раннее и за метное увеличение УО при обоих положениях тела, а в положении сидя этот показатель нередко даже удваивается. Величина ЧСС может зна чительно опережать степень прироста УО [8].

Поддержание системного АД во время выполнения динамических нагрузок зависит от возрастания МОК и вазоконстрикции резистивных сосудов кровеносного русла неактивных органов и вазодилатации в ак тивных мышцах. Рефлекс вазоконстрикции обеспечивает перераспре деление кровотока в активные органы, а увеличение симпатического тонуса уравновешивается локально продуцируемыми метаболитами с по тенциально вазодилатирующими свойствами, сдвигами в рН, рО2, рСО2 и электролитном обмене. Как результат симпатической вазоконстрик ции и вазодилатации во время нагрузки кровоток от кожи, органов брюшной полости, почек и неактивных мышц направляется в активно функционирующие мышечные группы и миокард (табл. 4.1), а при дли тельности нагрузки более 5 мин отмечается возрастание кровотока и в коже с повышением температуры тела [8,9].

Не исключено, что во время нагрузки сначала возрастает венозный тонус (через автономные рефлексы), и кровь из полых вен оттекает в пра вые отделы сердца. В здоровом сердце правый желудочек очень растя

жим, поэтому в результате возрастания диастолического объема крови давление наполнения возрастает незначительно (давление в легочной ар терии редко превышает 30 мм рт.ст.). В результате тахикардии (рефлекс Бейн бриджа) и увеличения притока крови незамедлительно возрастает МОК.

Увеличение венозного возврата при нагрузке обеспечивается: 1) ва зодилатацией кровеносного русла активно сокращающихся мышц; 2) шунтированием крови из органов брюшной полости и почек; 3) отри цательным давлением глубокого вдоха (“торако абдоминальный насос”) [8].

Следует подчеркнуть, что ответ здорового и особенно больного сер дца на физическую нагрузку всегда базируется на законе Франка Стар линга, по которому сила сокращения является функцией степени диас толического растяжения. Кроме того, циркулирующие в крови катехо ламины также играют важную роль в повышении насосной функции сердца, поскольку активация аденилциклазы служит биохимической основой их положительного инотропного действия.

Таким образом, нормальная реакция сердца на физическую нагруз ку представляет собой интегральный результат тахикардии, симпатичес кой активации и механизма Франка Старлинга [8,9]. Причем включе ние механизмов адаптации сердечно сосудистой системы к физической нагрузке различной интенсивности происходит неодновременно [9].

В понимании реакции организма на динамическую нагрузку необ ходимо учитывать максимальное потребление кислорода организмом (VO2 max), то есть тот предел в потреблении кислорода, при котором физическая нагрузка уже не приводит к дальнейшему его приросту.

При динамической нагрузке МОК здоровых людей возрастает пря мо пропорционально приросту VO2 max . В условиях выполнения на грузки в постоянном темпе потребление кислорода организмом урав новешивается его поступлением. Такое сбалансированное состояние называется устойчивым (steady state) и может быть распознано по ста

бильной ЧСС. Как только выполняемая нагрузка становится близкой к максимальной работоспособности данного субъекта, steady state уже не достигается, и наступает накопление таких метаболитов, как молочная кислота, что является признаком кислородного дефицита и перехода энергообеспечения нагрузки на анаэробный путь гликолиза.

Величина VO2 max зависит от максимальных величин трех факторов: ЧСС, УО и артериовенозной разницы по кислороду (АВРО2), и у здоро вых людей составляет около 3 л/мин. В то время как максимальные ве личины ЧСС и АВРО2 у здоровых лиц и больных ИБС могут практичес ки не различаться, в величине максимального МОК имеются существен ные отличия: у здоровых лиц – около 20 л/мин, у физически трениро ванных – до 40 л/мин, тогда как у больных ИБС – лишь около 10 л/ мин.

Таким образом, главной детерминантой VO2 max является максималь ный УО, увеличение которого во время нагрузки наиболее отчетливо про является у здоровых и тренированных людей, в то время как у больных ИБС МОК может возрастать не за счет прироста УО, а за счет тахикар дии.

Возрастание УО и фракции выброса при физической нагрузке обес печивается, с одной стороны, увеличением конечного диастолического объема (КДО) левого желудочка, как проявление механизма Франка Старлинга, с другой, – усилением сокращения миофибрилл и улучше нием синхронности их сокращения вследствие симпатической стиму ляции. Повышение сократительной активности миокарда обусловли вает уменьшение конечного систолического объема (КСО) левого же лудочка.

Хорошо известно, что потребление кислорода миокардом (МVO2) оп ределяется тремя главными факторами: ЧСС, сократимостью, или ино тропным состоянием, и внутримиокардинальным напряжением стенок желудочка. Последнее, согласно закону Лапласа, находится в прямой зависимости от размеров сердца и внутрижелудочкового давления (по стнагрузки). В клинических условиях эквивалентом МVO2 принято счи тать двойное произведение (ДП), представляющее собой произведение ЧСС на систолическое АД:

ДП, усл.ед. = ЧСС × АДс × 10 2

В связи с этим величина ДП играет определенную роль в трактовке результатов пробы с физической нагрузкой и у здоровых лиц составляет в среднем 200 350 усл.ед.

Величина ДП соответствует МVO2 до тех пор, пока объем сердца и его сократимость остаются неизменными. Если во время нагрузки объем сердца меняется существенно, то напряжение его стенок также изменя ется для поддержания заданного уровня системного АД, что приводит к сдвигам МVO2. В то время как у здоровых людей линейная зависимость

между ДП, МVO2 и величиной нагрузки прослеживаются на всех уров нях нагрузки, у больных ИБС – только на низких и средних.

Всистеме коронарного кровотока уже в состоянии покоя имеет мес

то большая АВРО2, и экстракция кислорода близка к максимуму. При переходе из состояния покоя к выполнению интенсивной динамичес кой нагрузки потребление кислорода миокардом возрастает примерно

в4 раза, но АВРО2 коронарного кровотока меняется незначительно. Сле довательно, возрастание МVO2 во время нагрузки удовлетворяется зна чительным (примерно на 200 300%) увеличением объемной скорости самого кровотока.

Вотличие от здоровых людей, у которых снабжение миокарда кис лородом возрастает соответственно его метаболическим запросам, у больных ИБС с фиксированным стенозированием коронарных артерий нормальное соотношение доставки и потребления кислорода может со храняться только в состоянии покоя и на низких ступенях нагрузки. До стижение ишемического порога стресс теста свидетельствует о превы шении потребности миокарда в кислороде над уровнем его доставки.

Поэтому взаимосвязь между МVO2, ДП и соответствующей величиной нагрузки играет важную роль в определении функционального состоя ния сердечно сосудистой системы у здоровых людей и, особенно, у боль ных ИБС.

Всовременной клинике дозированные физические нагрузки с опре делением клинических, электрокардиографических и гемодинамичес ких изменений составляют основу объективного обследования больных ИБС для выявления ишемии миокарда, оценки функции левого желу дочка, изучения функциональной способности больных при медикамен тозном и хирургическом лечении, физических тренировках.

Вцелях диагностики ИБС чаще всего используют так называемую субмаксимальную пробу с динамической нагрузкой, при которой на грузка продолжается до достижения больным 75% ЧСС от максималь ной возрастной. В тех случаях, когда после выполнения субмаксималь ной нагрузочной пробы сохраняются подозрения на наличие у больно го ранних проявлений ИБС, Д.М.Аронов [10] рекомендует применять пробу с максимальной нагрузкой (до невозможности продолжать пробу из за резкого утомления или достижения максимальной возрастной ЧСС). Кроме диагностики ИБС, максимальная нагрузочная проба по казана практически здоровым лицам специальных профессий (пилоты, водители, водолазы, пожарные), а также при бессимптомной гиперли пидемии (уровень общего холестерина выше 260 мг/дл).

Для стандартизации условий исследования разработаны нормативы ЧСС при максимальной и субмаксимальной физических нагрузках в за висимости от пола и возраста обследуемых. Из них наибольшее распро странение получили нормативы, предложенные K.Andersen и соавт. [11]