Несвоевременная диагностика начальных стадий когнитивного расстройства и, соответственно, отсутствие адекватной терапии приводят к его дальнейшему прогрессированию (снижение памяти, внимания, интеллекта, замедление психических процессов) и постепенному развитию деменции. Особое внимание в этом отношении должно быть уделено больным с кардиальной патологией [6, 8, 9, 11, 14].
Ранее нами проводилось исследование связей когнитивных нарушений, тяжести хронической сердечной недостаточности с состоянием серого вещества головного мозга у пациентов с ХСН ишемического генеза и без какой-либо сопутствующей патологии, способной самостоятельно влиять на развитие когнитивного дефицита. Было установлено, что с увеличением клинической тяжести и ухудшением инструментально-лабораторных характеристик ХСН отмечается ухудшение показателей когнитивных функций головного мозга, а также уменьшение толщины коры и нарастание коэффициентов диффузии (КД) молекул воды в сером веществе [1]. Довольно логично предположить связь между нарушением когнитивных функций и изменением состояния белого вещества головного мозга у подобных больных, ведь процессы, в которых задействовано белое вещество, а именно механизм и скорость передачи нервных импульсов, являются немаловажными в исполнении когнитивных функций [2]
Цель исследования: изучение связи хронической сердечной недостаточности с когнитивными нарушениями и изменениями белого вещества головного мозга.Материалы и методы исследования
Критерием включения в исследование являлась хроническая сердечная недостаточность I-IV функционального класса (ФК) на фоне ишемической болезни сердца.
В исследование не включались больные, у которых отмечались острые формы ишемической болезни сердца (ИБС), выраженная экстракардиальная патология, сахарный диабет, острое нарушение мозгового кровообращения в анамнезе, гемодинамически значимые стенозы и атеросклеротические бляшки артерий головы и шеи по данным дуплексного ультразвукового исследования, признаки деменции по шкале mini mental score examination (MMSE), а также пациенты в возрасте старше 65 лет. Кроме того, в исследование не включались больные с противопоказаниями к ЯМРТ.
Выбор таких критериев включения и исключения обусловлен необходимостью максимально исключить все возможные заболевания и состояния, способные быть самостоятельной причиной повреждения головного мозга. Исключать по этой причине АГ посчитали нецелесообразным, т.к. АГ, как и ИБС, - одна из наиболее частых причин ХСН. По данным литературы, распространенность АГ среди населения по возрасту, соответствующему нашей исследуемой группе, достигает 62 %, а среди больных ИБС - 70 % [6].
В результате в группу исследуемых включено 57 больных с ХСН в возрасте от 49 до 65 лет (средний возраст составил 54,5 года), из них мужчин - 31, женщин - 26, в т.ч. больных с АГ - 53.
Группу сравнения составили 20 пациентов ‒ 8 женщин и 12 мужчин не старше 65 лет (средний возраст 52,5 года), без ИБС и ХСН, и по всем остальным характеристикам соответствующие критериям включения и исключения пациентов основной группы. Все пациенты контрольной группы имели артериальную гипертензию, по поводу которой получали базисную гипотензивную терапию и АПФ, бетаблокаторами, часть пациентов получала малые дозы диуретиков. Таким образом, контрольная группа по основным характеристикам была максимально приближена к группе исследуемых и фактически отличалась от нее только отсутствием ишемической болезни сердца и ХСН, что позволяет уточнить независимость связи ХСН ишемического генеза с микро- и макроморфологическими изменениями головного мозга и нарушением когнитивных функций у пациентов основной группы.
Данные анамнеза и клинического осмотра заносились в формализованную историю болезни. Кроме общеклинического обследования проводились электрокардиография, стандартная эхокардиография, ультразвуковое исследование сосудов головы и шеи, ЯМРТ головного мозга и определение концентрации NT-pro-BNP в венозной крови пациентов. Все ультразвуковые исследования проводились на аппарате VIVID 3 PRO. Фракция выброса левого желудочка определялась по Симпсону.
ЯМРТ проводилась на аппарате PHILIPS ACHIEVE 1,5 Tl. Соответственно стандартной диффузионно-взвешенной методике визуализации головного мозга посредством ЯМРТ определялась толщина белого вещества средних ножек мозжечка, кроме того, дополнительно проводилось вычисление коэффициентов диффузии молекул воды в белом веществе затылочного, лобного, теменного и височного отделов головного мозга.
Когнитивные функции оценивались посредством вербального и невербального субтестов Векслера (5 и 7 варианты), корректурной пробы Бурдона. Для исключения деменции использовалась шкала MMSE. Выбор именно этих тестов обусловлен их широкой распространенностью и хорошей валидностью [6].
При помощи непараметрического корреляционного анализа (коэффициент Kendall) изучались взаимосвязи коэффициентов диффузии между собой, а также с такими характеристиками, как возраст, пол, наличие артериальной гипертонии, число перенесенных инфарктов миокарда, стандартные параметры эхокардиограммы, функциональный класс ХСН, уровень NT-pro-BNP. Использовалась программа STATISTICA-7 [3].
Результаты исследования и их обсуждение
Выявленные средние величины показателей, характеризующих ХСН у пациентов основной группы, соответствуют литературным данным [11, 12]. Так, среднее значение фракции выброса ЛЖ составило 46 %, средний конечно-диастолический размер левого желудочка (КДР ЛЖ) - 5,5 см, конечно-систолический размер левого предсердия (КСР ЛП) - 4,1 см, средний уровень NT-proBNP - 531,5 pg/ml. Полученные характеристики корректурной пробы Бурдона (в частности, медиана показателя концентрации внимания составила 0,88) соответствовали оценке выполнения пробы - «хорошо». Что касается результатов субтестов Векслера, их медианы результатов были чуть ниже общего среднего уровня (например, средний результат субтеста Векслера 5 составил 10,39, при считающемся нормальным среднем уровне от 12 до 14) [6].
Существенной взаимосвязи между результатами когнитивных тестов и возрастом, полом, длительностью АГ, наличием перенесенного инфаркта миокарда у пациентов, включенных в исследование, установлено не было, что, очевидно, было обусловлено особенностями отбора больных: возраст не старше 65 лет, а также исключение пациентов с заболеваниями и состояниями, способными быть самостоятельной причиной повреждения головного мозга.
В предыдущем исследовании нами были установлены статистически достоверные корреляции между ухудшением показателей когнитивных тестов и тяжестью ХСН [1]. В определенной мере эти результаты подтверждали предположение о самостоятельном влиянии ХСН на когнитивные функции.
При анализе взаимосвязей показателей, характеризующих ХСН, с параметрами белого вещества головного мозга был выявлен ряд статистически достоверных связей средней силы. Были установлены: отрицательная связь толщины средних ножек мозжечка с функциональным классом ХСН (R = -0,48) и положительная - между толщиной средних ножек мозжечка и фракцией выброса (R = 0,46). Значимыми представляются и достоверные положительные связи между ФК ХСН и коэффициентами диффузии молекул воды в белом веществе височных долей (R = 0,44), лобных (R = 0,5), теменных (R = 0,47) и затылочных (R = 0,44) и отрицательная связь между коэффициентом диффузии молекул воды в лобной доле и фракцией изгнания левого желудочка (R = -0,44).
Таким образом, прогрессирование тяжести ХСН, в частности, снижение фракции выброса левого желудочка и нарастание функционального класса, коррелирует с уменьшением толщины средних ножек мозжечка (рис. 1) и изменением величин коэффициентов диффузии молекул воды в белом веществе головного мозга (рис. 2).
Рис. 1. Толщина средних ножек мозжечка у пациентов с I-IV ФК ХСН и у пациентов контрольной группы
Рис. 2. Коэффициент диффузии белого вещества головного мозга у пациентов с I-IV ФК ХСН и у пациентов контрольной группы
Очевидно, полученные связи следует расценить как негативные макро- и микроморфологические изменения белого вещества головного мозга, в формировании которых непосредственно участвует ХСН, поскольку у данного контингента скорость диффузии в белом веществе обратно коррелирует с толщиной серого вещества головного мозга и толщиной ножек мозжечка, т.е прямо связана с признаками атрофии мозга (таблица).
Выявленные взаимосвязи коэффициентов диффузии с показателями тяжести ХСН носят нелинейный характер. При прогрессировании тяжести ХСН, в частности, при нарастании ФК, первоначально отмечается увеличение диффузии молекул воды в белом веществе, но при дальнейшем утяжелении ФК коэффициенты диффузии вновь снижаются, не достигая, однако, показателей контрольной группы (см. рис. 1). Учитывая снижение толщины средних ножек мозжечка, ассоциированное с нарастанием тяжести ХСН, можно предположить наличие некоторой атрофии белого вещества под действием ХСН, и, возможно, эта атрофия, связанная с уменьшением числа нервных волокон и увеличением межволоконных пространств, приводит к облегчению диффузии молекул воды в этих пространствах и увеличению скорости молекул. Кроме того, как упоминается в литературе, одним из универсальных факторов, способствующих развитию патологии белого вещества при различных формах церебральной микроангиопатии, развивающейся, в том числе, и под действием гипоперфузии, является нарушение целостности гематоэнцефалического барьера (ГЭБ), что сопровождается экстравазацией компонентов плазмы как непосредственно в артериальную стенку (что способствует ее утолщению и дезинтеграции), так и в прилегающие области мозга с развитием периваскулярного отека (что может быть одним из механизмов поражения белого вещества), а также активацией микроглии [5, 10]. В литературе имеются данные о том, что, в отличие от внутриклеточного отека (например, в остром периоде ишемического мозгового инсульта или при механической травме головного мозга), при котором отмечается снижение коэффициентов диффузии молекул воды в зоне поражения, при вазогенном, внеклеточном, отеке, напротив, выявляется их повышение [4, 13], и, таким образом, одной из причин увеличения коэффициентов диффузии белого вещества у больных с ХСН может быть развитие периваскулярного вазогенного отека, возможно, связанного с нарушением внутрикраниального венозного оттока, наблюдающемся при правожелудочковой недостаточности, и прогрессирующей при развитии ХСН гиперактивацией ренин-ангиотензин-альдостероновой системы, приводящими, в том числе, к увеличению проницаемости сосудистой стенки [5, 10, 12, 13].
Взаимосвязь коэффициентов диффузии молекул воды белого вещества головного мозга с коэффициентами диффузии молекул воды и толщиной коры
|
|
КД БВ лобной доли |
КД БВ теменной доли |
КД БВ затылочной доли |
КД БВ височной доли |
|
Толщина средних ножек мозжечка |
-0,43 |
-0,38 |
-0,36 |
-0,32 |
|
Толщина СВ лобной доли |
-0,28 |
-0,29 |
-0,29 |
-0,25 |
|
Толщина СВ Теменной доли |
-0,16 |
-0,21 |
-0,30 |
-0,15 |
|
Толщина СВ Затылочной доли |
-0,40 |
-0,33 |
-0,46 |
-0,35 |
|
Толщина СВ Височной доли |
-0,27 |
-0,26 |
-0,28 |
-0,21 |
|
КД СВ Лобной доли |
0,64 |
0,68 |
0,71 |
0,72 |
|
КД СВ Теменной доли |
0,74 |
0,79 |
0,83 |
0,82 |
|
КД СВ Затылочной доли |
0,82 |
0,77 |
0,87 |
0,84 |
|
КД СВ Височной доли |
0,75 |
0,80 |
0,84 |
0,77 |
|
КД СВ Базальных ядер |
0,72 |
0,81 |
0,84 |
0,78 |
Последующее снижение коэффициентов диффузии молекул воды в белом веществе головного мозга при дальнейшем прогрессировании ХСН и увеличении ФК, возможно, объясняется, в том числе, и тем, что скорость диффузии молекул воды непосредственно зависит от степени миелинизации нервных волокон, составляющих белое вещество [12], и, таким образом, установленное нами снижение коэффициентов диффузии может быть связано именно с нарушением процессов или скорости миелинизации и ремиелинизации нервных волокон. Нельзя исключить что процесс демиелинизации начинается только при далеко зашедшей стадии ХСН, для которой свойственны дистофические процессы в тканях. Очевидно, для уточнения результатов данной работы необходимо проведение более масштабных, в том числе и морфологических исследований.
Параметры белого вещества головного мозга были достоверно связаны и с результатами когнитивных тестов. Отмечено снижение скорости выполнения корректурной пробы Бурдона при увеличении коэффициента диффузии белого вещества теменной доли (R = -0,4) и ухудшение результатов субтестов Векслера 5 и 7 при уменьшении толщины средних ножек мозжечка (R = 0,42 и R = 0,41 соответственно).
Немаловажным представляются связи толщины средних ножек мозжечка с результатами когнитивных функций. Ведь именно эта структура головного мозга преимущественно образована нервными путями, несущими информацию от коры больших полушарий к мозжечку и контролирующими его деятельность вне нашего сознания [2] Не вызывает сомнений, что выполнение используемых в нашем исследовании когнитивных тестов было бы сильно затруднено при грубых нарушениях координации движений или пространственной ориентации пациентов, но, возможно, и их незначительное ухудшение, обусловленное некоторым изменением передачи информации к мозжечку при уменьшении толщины его средних ножек, также участвуют в ухудшении когнитивного дефицита.
Заключение
При нарастании ХСН отмечается уменьшение толщины средних ножек мозжечка и изменение коэффициентов диффузии молекул воды в белом веществе головного мозга. Первоначально выявляется увеличение коэффициентов диффузии молекул воды в белом веществе головного мозга (что может косвенно отражать уменьшение количества нервных волокон, увеличение межволоконных пространств белого вещества, а также развитие вазогенного отека белого вещества в результате гипоперфузии, затруднения интракраниального венозного оттока, гиперактивации системы РААС), при дальнейшем же прогрессировании ХСН отмечается последующее снижение коэффициентов диффузии молекул воды в белом веществе, возможно, связанное с нарушением процессов миелинизации, и, вероятно, имеющаяся у пациентов ХСН вызывает микроморфологические повреждения головного мозга и, вследствие этого, постепенную атрофию белого вещества головного мозга, что вносит свой вклад в формирование когнитивных нарушений.