Научный журнал

Фундаментальные исследования

ISSN 1812-7339

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,674

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Акимова Н.С. 1 Мартынович Т.В. 2 Персашвили Д.Г. 2 Деревнина Е.С. 2 Шварц Ю.Г. 2

---

1 БОУ ВПО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского» Минздравсоцразвития России, Саратов

2 ГБОУ ВПО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского» Минздравсоцразвития России, Саратов

Проводился анализ связи хронической сердечной недостаточности ишемического генеза с когнитивными нарушениями и изменениями белого вещества головного мозга. Были обследованы 57 больных с хронической сердечной недостаточностью I-IV ФК на фоне ишемической болезни сердца. Кроме общеклинического обследования выполнялись когнитивные тесты, эхокардиография, ЯМРТ головного мозга, определялась концентрация NT-proBNP. Было установлено, что 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, при дальнейшем же прогрессировании ХСН отмечается последующее снижение коэффициентов диффузии молекул воды в белом веществе. Очевидно, 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.

Статья в формате PDF

348 KB

хроническая сердечная недостаточность

когнитивная дисфункция

белое вещество головного мозга

Взаимосвязь тяжести хронической сердечной недостаточности с состоянием центральной нервной системы при ишемической болезни сердца / Н.С. Акимова, В.В. Зуев, Т.В. Мартынович, И.М. Соколов, Ю.Г. Шварц // Фундаментальные исследования. – 2011. – № 11. – С. 467–471.

2. Дуглас Филдз. Вещественность белого вещества // В мире науки. – 2008. – №6. – С. 38–45.

3. Каримов Р.Н., Шварц Ю.Г. Статистика для врачей, биологов и не только… Часть 2. Как изучать связи. – Саратов: Изд-во Саратовского медицинского университета, 2009. – 188 с.

4. Кротенкова М.В. Диагностика острого инсульта: нейровизуализационные алгоритмы: автореф. дис. ... д-ра мед. наук. – М., 2011. – 45 с.

5. Левин О.С. Патология белого вещества при дисциркуляторной энцефалопатии: диагностические и терапевтические аспекты // Трудный пациент. – 2011. – № 12. – С. 134–136.

6. Старчина Ю.А. Ранняя диагностика и лечение когнитивных расстройств при артериальной гипертонии: автореф. дис. ... канд. мед. наук. – М., 2006. – 26 с.

7. Alain Cohen-Solal, Gerasimos Filippatos Kenneth Dickstein et al. ESC Guidelines for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure 2008. // European heart journal. – 2008. – № 29. – Р. 2388–2442.

8. Almeida OP. The mind of a failing heart: a systematic review of the association between congestive heart failure and cognitive functioning./ Almeida OP, Flicker L // Intern Med J. – 2001. – №31(5). – Р. 290–2955.

9. Caplan LR. Cardiac encephalopathy and congestive heart failure: a hypothesis about the relationship // Neurology. – 2006. – №6. – Р. 99–101.

10. Farrall A.J., Wardlaw J.M. Blood–brain barrier: Ageing and microvascular disease – systematic review and meta-analysis // Neurobiology of Aging. – 2009. – №30. – Р. 337–352.

11. George A Heckman, Christopher J Patterson, Catherine Demers et al. Heart failure and cognitive impairment: Challenges and opportunities. // Clinical interventions in aging. – 2007. – №2. – Р. 209–218.

12. Jennifer Ault, DO, DPT; Chief Editor: B Mark Keegan, MD, FRCPC. Marchiafava-Bignami Disease. – URL: http://emedicine.medscape.com/article/1146086-overview.

13. Leonardo Rangel-Castilla, MD; Chief Editor: Allen R Wyle. Closed head trauma. – URL: http://emedicine.medscape.com/article/251834-overview#a0101.

14. Mary A. Woo, Paul M. Macey, Gregg C. Fonarow et al. Regional brain gray matter loss in heart failure. // Journal of applied physiology. – 2003. – №2. – Р. 677–684.

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].

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).

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

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.

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.

Библиографическая ссылка