Современные представления о влиянии сахарного диабета у детей на сердечно-сосудистую систему

Т. А. Полилова
М. С. Савенкова, доктор медицинских наук, профессор
В. В. Смирнов, доктор медицинских наук, профессор
ГБОУ ВПО РНИМУ им. Н. И. Пирогова МЗ РФ, Москва

По данным Международной диабетической федерации по состоянию на 2011 г. около 366 млн человек в мире больны сахарным диабетом (СД), среди них 3 млн россиян. Всемирная Организация Здравоохранения характеризует СД как эпидемию неинфекционного заболевания.

Эпидемиология СД у детей и подростков быстро меняется. Средний годовой темп прироста заболеваемости у детей по РФ в последние 5 лет составляет 2,8%, кроме того, наблюдается снижение возраста манифестации СД [1]. Хороший уход и квалифицированная врачебная помощь ребенку с СД предотвращает развитие многих осложнений, однако продолжительность жизни больных с СД, заболевших в детстве, остается ниже среднепопуляционной [2]. В среднем по РФ распространенность СД среди детей и подростков составляет 55–58, заболеваемость — 9–10, смертность — 0,04–0,08 случая на 100 тыс. детского населения [3]. В то время как смертность от острых осложнений СД (диабетических ком) сейчас не превышает 1%, на первый план выходит новая проблема — сердечно-сосудистые осложнения СД [4].

Возникающие у детей с СД кардиоваскулярные нарушения становятся основной причиной смертности взрослых пациентов. Миокардиодистрофия в большинстве случаев приводит к развитию сердечной недостаточности, артериальная гипертензия (АГ) — к прогрессированию макро- и микрососудистых осложнений у этих больных. Диабетическая кардиальная автономная нейропатия (ДКАН) играет главную роль в развитии внезапной сердечной смерти [2, 4, 5]. Важность изучения сердечно-сосудистых осложнений у детей с СД отмечают как отечественные, так и зарубежные авторы [2, 6]. На сегодняшний день существуют только единичные работы, посвященные данной проблеме у детей. Основная же масса представленных работ проводилась на взрослых пациентах, несмотря на то, что формирование осложнений начинается в детском возрасте, когда данные изменения еще обратимы и есть возможность предотвратить их прогрессирование. Также имеет место неоднозначная трактовка результатов исследований ввиду их малочисленности и отсутствия единой комплексной оценки всех звеньев патогенеза сердечно-сосудистых осложнений.

В современной литературе для обозначения поражения сердечно-сосудистой системы (ССС) при СД используются различные термины: «диабетическая кардиопатия», «диабетическая кардиомиопатия», «диабетическое сердце», «автономная нейропатия сердца», «кардиальная автономная нейропатия», «диабетическая микроангиопатия сердца», «специфическая диабетическая микроангиопатия сердца», «миокардиодистрофия», все это затрудняет правильное понимание патологического процесса [5, 7, 8].

Под «диабетической миокардиодистрофией» в отдельных публикациях понимают функциональное состояние миокарда у детей с СД при отсутствии специфических симптомов [2]. Другие авторы рассматривают «кардиальную автономную нейропатию» (КАН) как специфическое поражение сердца, выражающееся в нарушении сердечного ритма [8]. Сведения о распространенности КАН, миокардиодистрофии и АГ у детей с СД в отечественной педиатрии немногочисленны из-за отсутствия специфических клинических проявлений, субъективности симптоматики, небольшого количества жалоб и унифицированных рекомендаций по доклинической диагностике данных осложнений. При СД в детском возрасте распространенность диабетической миокардиодистрофии с нарушением парасимпатической иннервации сердца составляет 25% и симпатической — 9%; частота миокардиодистрофии с нарушением диастолической функции левого желудочка — 20% и систолической — 4,5% [2]. Частота АГ при СД у детей, по данным различных авторов, колеблется в пределах 10–30% [5, 9].

Основными патогенетическими механизмами, участвующими в развитии кардиоваскулярных нарушений при СД, являются диффузный генерализованный патологический процесс, который поражает всю систему микроциркуляции, — микроангиопатия с нарушением метаболизма сердечной мышцы, изменение нервной регуляции сердца, развитие изменений в рамках кардиоренального синдрома и эндотелиальная дисфункция сосудов.

У больных СД нарушения функции миокарда могут выявляться при отсутствии атеросклеротических изменений. Диабетическая кардиомиопатия, или миокардиодистрофия, — это поражение сердца, независимо от атеросклеротического поражения коронарных сосудов. В основе данной патологии лежит изменение сосудов сердца в виде микроангиопатий, сопровождающееся нарушениями микроциркуляции с морфологическими и функциональными изменениями миокарда. Микроангиопатии при СД носят генерализованный характер. Процессы выраженного неферментативного гликозилирования белков, коллагена, компонентов свертывающей системы, гемоглобина и др. являются основными механизмами развития микроангиопатий, приводящих к образованию необратимых конечных продуктов гликозилирования. Кроме того, в патогенезе диабетической кардиопатии играет роль активизирующаяся система перекисного окисления липидов и ослабление антиоксидантной защиты, что вызывает накопление потенциально токсических продуктов промежуточных звеньев окисления свободных жирных кислот внутри миокардиоцитов и развитие патологических изменениий в клетках миокарда [8]. Эти патогенетические механизмы вызывают энергетический дефицит миокардиоцитов, что способствует развитию функциональных и ультраструктурных изменений миокарда и является метаболической основой кардиомиопатии [5].

Исследование электрокардиограмм (ЭКГ) при СД выявили, что изменения не являются специфичными, но в 68–84% случаев наблюдаются чаще у детей, больных СД, по сравнению с общей популяцией [10]. При анализе показателей ЭКГ у детей с СД нарушения ритма были выявлены в 83% случаев, нарушения проводимости — в 24%, реполяризационные нарушения — в 40%. Изменения сердечного ритма наблюдались чаще и регистрировались в виде синусовой тахикардии (68%), нарушения процессов реполяризации (72%) с наличием низковольтажных комплексов QRS (16%) и признаками повышения электрической активности левого желудочка (21%), свидетельствующими о наличии обменно-дистрофических и электролитных изменений в миокарде [11]. В 47% случаев при СД у детей было выявлено удлинение интервала QT при кетоацидозе [10]. Известно, что удлинение интервала QT является маркером электрической нестабильности миокарда и предшественником развития жизнеугрожающих желудочковых аритмий.

Важное диагностическое значение для обнаружения ранних признаков миокардиодистрофии имеет допплер­эхокардиография (ДЭхоКГ) с оценкой параметров центральной гемодинамики и диастолической функции левого желудочка (ЛЖ) [12]. Было установлено, что среди детей, страдающих СД в возрасте от 1 до 5 лет, изменения касались диастолического наполнения ЛЖ (Va) без изменения скорости потока в фазу раннего диастолического наполнения (Ve) и увеличения соотношения Ve/Va. Среди детей, страдающих СД более 5 лет, наблюдалось увеличение скорости потока в фазу позднего диастолического наполнения (Va), то есть увеличение вклада предсердия в диастолическое наполнение левого желудочка, а также снижение Ve/Va соответственно [6]. Выявленные изменения являются свидетельством напряжения механизмов адаптации ССС [5]. В качестве неспеци­фических проявлений при СД у детей на ДЭхоКГ были обнаружены малые аномалии развития структур сердца. В 25,9% случаев встречался пролапс митрального клапана, из них в 20,5% случаев — с регургитацией I степени, в 27,6% — дополнительные хорды, в 3,5% — пролапс трикуспидального клапана I степени [8].

Этот метод дает возможность авторам подтвердить, что развитие ДКАН у детей оказывало значительное влияние на диастолическую функцию сердечной мышцы больного сахарным диабетом ввиду того, что уменьшение парасимпатического влияния сопровождается усилением функции левого предсердия, а превалирование эффектов симпатического отдела вегетативной нервной системы способствует увеличению вклада предсердия в диастолическое наполнение левого желудочка, что стимулирует прогрессирование диастолической дисфункции по гипертрофическому типу [5].

Диабетическое сердце формируется как вследствие микрососудистого поражения, так и вследствие изменений нервной регуляции [9]. В норме функция сердца в основном находится под контролем парасимпатической нервной системы, а в периоды, когда требуется мобилизация энергии, функция контролируется соответствующим тонусом симпатической нервной системы. Эти обе системы осуществляют тонкую регуляцию и адаптацию сердечной мышцы к постоянно меняющимся условиям внутренней и внешней среды, быстро восстанавливая адекватное снабжение кислородом периферических тканей [4].

ДКАН усугубляет возможности адаптации ССС у этих больных. Патогенез данного осложнения до конца не изучен. При СД отмечается смешанное поражение нервов — как аксонов, так и миелиновых оболочек (демиелинизация). Известны две основные теории, которые объясняют механизм развития ДКАН: метаболическая, связанная с повреждающим действием хронической гипергликемии, гиперлипидемии и активацией полиолового пути окисления глюкозы, и гемодинамическая, связанная с нарушением микроциркуляции, микроангиопатией, хронической гипоксией нервных стволов [4, 8].

На доклинической стадии ДКАН использовали оценку вариабельности ритма сердца (ВРС) по данным холтеровского мониторирования (ХМ), ЭКГ и кардиоинтервалографии (КИГ) с применением компьютерных программ обработки результатов [9, 13]. Влияние СД на ВРС проявлялось по-разному у детей различных возрастных групп. У детей с СД младшего возраста параметры ВРС в среднем меньше, чем у здоровых детей, среди подростков — значения одинаковы. Ухудшение степени компенсации СД у детей и у подростков сопровождалось снижением общей ВРС в течение суток. У данной группы детей наблюдалась тенденции к вариабельности частоты сердечных сокращений в течение суток. При нарастании гликированного гемоглобина увеличивался процент участков ритмограммы с высокой ЧСС и уменьшался процент участков ритмограммы с низкой ЧСС [13]. Таким образом, в начальных стадиях формирования КАН у детей с СД выявляется снижение ВРС и развитие тахикардии, уменьшение циркадного ритма сердечных сокращений. Изменения на КИГ характеризуются снижением ВРС с резким увеличением индекса напряжения регуляторных систем (у 25% детей), что свидетельствует о парасимпатической недостаточности. При этом у 9% детей при высоком исходном напряжении регуляторных систем, обусловленных снижением парасимпатического тонуса, отмечаются признаки недостаточности симпатической активности, что свидетельствует об истощении компенсаторных механизмов адаптации ССС и прогрессировании формирования ДКАН [2]. У детей с СД с различными сосудистыми осложнениями выявляется гиперсимпатикотония в покое в 28,5% случаев, гиперсимпатикотоническая вегетативная реактивность (ВР) при проведении клинико-ортостатической пробы (характеризует напряжение адаптационно-компенсаторных механизмов регуляции ССС) — в 54,3% случаев, асимпатикотоническая ВР — в 10,9% случаев, что указывает на истощение механизмов адаптации. У детей с впервые выявленным СД наблюдались в покое гиперсимпатикотония — в 15,4% случаев, гиперсимпатикотоническая ВР — в 84,6%, асимпатикотоническая ВР не была выявлена [14]. Из этого следует, что необходимо исследовать вегетативный статус у детей с СД с целью раннего выявления возможных изменений и проведения своевременной их коррекции.

По результатам исследований ХМ ЭКГ были выявлены нарушения вегетативной регуляции ССС, являющиеся критериями для диагностики диабетической автономной кардиоваскулярной нейропатии. Так, общий средний, средний дневной и средний ночной показатели pNN50 (процентная представленность эпизодов различия последовательных интервалов RR более чем на 50 мсек) были достоверно меньше у детей с длительностью заболевания более 5 лет, что свидетельствует о снижении чувствительности синусового узла к парасимпатическим влияниям у детей с большей длительностью сахарного диабета. Общий средний, средний дневной и средний ночной интервал rMSSD (квадратный корень суммы разностей последовательных интервалов RR) также были достоверно меньше у пациентов с длительностью заболевания более 5 лет [5]. Данные изменения указывали на появление ригидности сердечного ритма у детей с длительностью сахарного диабета более 5 лет и о повышении роли симпатического отдела вегетативной нервной системы в регуляции деятельности ССС.

Прослежена связь между нарушением автономной регуляции ССС при СД и АГ в популяционных исследованиях. Вызванное парасимпатической дисфункцией, особенно на ранних стадиях формирования, повышение активности симпатического отдела нервной системы является фактором развития АГ. При СД у взрослых происходят циркадные изменения вариабельности артериального давления (АД) [11].

Определенное значение в клинической практике и научных исследованиях приобретает метод амбулаторного суточного мониторирования АД (СМАД), т. к. однократные случайные измерения АД не могут дать полного представления о характере АГ и уровне АД ночью. При этом отдельные показатели суточного профиля более тесно коррелируют с поражением органов-мишеней, чем традиционные разовые измерения АД. Такие показатели, как средние значения систолического АД (САД) и диастолического АД (ДАД) за сутки, день и ночь, вариабельность АД, перегрузка давлением (индекс времени гипертензии САД, ДАД, за сутки, день и ночь), степень ночного снижения САД и ДАД, имеют большое значение для дальнейшего прогноза [11, 15].

При суточной регистрации АД у детей с СД было выявлено отсутствие полноценного снижения САД и ДАД в ночные часы, что может рассматриваться как предиктор формирующейся АГ у больных с большим стажем СД вследствие истощения резервов депрессорных систем и повышения тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы [11]. Аналогичные данные были получены при изучении циркадных изменений вариабельности АД детей с СД: выявлено достоверное увеличение коэффициента вариабельности САД и ДАД [5, 15].

Таким образом, особенностью АГ при СД 1-го типа, связанной с автономной нейропатией, является ортостатическая гипотензия, вызванная дефицитом симпатической регуляции, что в свою очередь может приводить к гиподиагностике АГ у больных СД.

Причиной АГ при СД является также активация ренин-ангиотензин-альдостероновой системы (РААС), причем появление АГ у пациентов с СД свидетельствует о развитии диабетической нефропатии (ДН); увеличение частоты гипертензии наблюдается по мере нарастания тяжести поражения почек. Частота ДН у больных СД зависит от длительности заболевания. У детей при длительности СД менее 5 лет вероятность развития ДН минимальна и регистрируется в единичных случаях, у детей, страдающих СД 5–10 лет, ДН выявляется в 37%, а свыше 10 лет — у 60% обследованных. В развитии сердечно-сосудистой патологии за последние 10 лет активно обсуждается роль поражения почек. В связи с этим появился термин — «кардиоренальный синдром». В развитии нефрокардиального синдрома при СД у детей играет важную роль почечная РААС. Гиперактивность РААС характеризуется избыточной секрецией сильнейшего вазоактивного пептида — ангиотензина II. Механизмы патогенного действия ангиотензина II обусловлены его мощным вазоконстрикторным действием и пролиферативной, прооксидантной и протромбогенной активностью. Артериальная гипертензия при СД — прямое следствие гиперактивации почечной РААС. Повышение АД при СД обычно можно наблюдать на стадии ДН. При этом показатели гемодинамики при СД могут меняться еще до развития явной ДН, на стадии микроальбуминурии (МАУ) и даже при нормальной экскреции альбумина с мочой (НАУ). К развитию этих изменений имеет отношение дисфункция ВНС.

Некоторые исследователи считают, что для больных СД без ДН изменения системной гемодинамики нехарактерны. АГ развивается у 20% больных СД на стадии МАУ, у 50–70% — на стадии протеинурии (ПУ) и у 70–100% — на стадии хронической почечной недостаточности [16]. При этом взаимосвязь между суточными профилями гемодинамики и стадией ДН может быть обусловлена нарушением вегетативной регуляции работы ССС, вызванной КАН. Автономная нейропатия диагностируется у 38,1% больных с НАУ, у 60,8% — с МАУ и 88,8% — с протеинурией (ПУ). Снижение активности парасимпатического отдела ВНС, способствуя нарушению суточного ритма АД, создает дополнительную нагрузку на ССС и может вызвать развитие патологии почек, которая в свою очередь усугубляет АГ [4].

По данным СМАД общая частота АГ при СМАД составляет 22,6% — при НАУ, 47,5% — при МАУ и 91,7% при — ПУ [4]. Из этого следует, что АГ является важным фактором риска поражения почек и присутствует на самых ранних стадиях развития ДН [4, 16].

Особенностью суточного ритма гемодинамики при СД является уменьшение степени ночного снижения АД [4, 5]. Среди больных СД при НАУ — 33% относятся к лицам с остаточным снижением АД в ночные часы («non-dipper»), при МАУ — 58%, а число лиц с нормальным профилем АД («dipper») — 23%. На стадиях ПУ и ХПН профиль «dipper» отсутствует, а доминируют лица с ночным повышением АД («night-peaker») — 37% и 60% соответственно [8].

В последние годы пристальное внимание исследователей обращено к изучению состояния эндотелиальных клеток сосудов не только как клеток-мишеней, страдающих при развитии различных заболеваний, но и как мощного эндокринного органа, способного продуцировать биологически активные вещества (БАВ). Эндотелиальные клетки (крупных и мелких сосудов) являются инсулиннезависимыми клетками. Таким образом, при гипергликемии глюкоза беспрепятственно может проникать в эти клетки, вызывая тем самым ряд патологических биохимических процессов внутри самих клеток, что и является причиной развития дисфункции эндотелия. При длительной дислипидемии, а также воздействии различных цитокинов, в избытке циркулирующих в крови при СД, сосудистый эндотелий также страдает. Все это способствует дисфункции эндотелия и выбросу БАВ, нарушающих нормальное функционирование органа и инициацию и прогрессирование диабетических микро- и макроангиопатий. Вазоактивные факторы (ангиотензин II, эндотелин-1 и эндотелиальный фактор релаксации — оксид азота (NO)), вырабатываемые эндотелием, принимают непосредственное участие в регуляции тонуса сосудов, внутрисосудистой коагуляции, процессах атерогенеза, регуляции роста и пролиферации клеток, различных иммунологических реакциях. В исследования последних лет показано, что cнижение биологической активности NO способствует повреждению миокарда из-за действия свободных радикалов, образующихся из катехоламинов, а также путем индукции гипертрофии и выделения факторов роста, что обуславливает повышенное отложение коллагена в миокарде [16].

С развитием ультразвуковых технологий в последнее десятилетие стало возможным неинвазивное обнаружение не только атеросклеротических бляшек, но и ранних атеросклеротических изменений сосудистой стенки общих сонных артерий — утолщения комплекса интима-медиа. А. Slyper в обзоре, посвященном ультразвуковым исследованиям сосудистой стенки в педиатрии, резюмирует, что, по данным исследований, у детей с СД 1-го типа выявляется увеличение толщины комплекса интима-медиа сонных артерий уже на ранних этапах СД [17].

Морфологические исследования сердца и сосудов, проведенные у умерших детей с впервые выявленным СД, обнаружили очаговый кардиосклероз, умеренную лимфоидную инфильтрацию миокарда, периваскулярный склероз в желудочках, интерстициальный продуктивный миокардит. Эти изменения выявили почти у 50% больных. При гистолическом исследовании отложение липидов на стенках сосудов визуализировались в 27,7% случаев, диабетическая ангиопатия — в 66,6%. Это подтверждает возможность развития диабетической ангиопатии, как аутоиммунного процесса, задолго до манифестации СД [18].

Итак, трудности ранней диагностики, профилактики и лечения ССС у детей с СД обуславливает необходимость дальнейшей разработки и внедрения в практическую деятельность врачей-эндокринологов и педиатров новых функционально-диагностических методов исследования.

Литература

1. Дедов И. И., Кураева Т. Л., Петеркова В. А., Щербачева Л. Н. Сахарный диабет у детей и подростков. М.: Универсум Паблишинг. 2002. 392 с.
2. Алимова И. Л., Козлова Л. В., Сухоруков В. С. Сердечно-сосудистые осложнения при сахарном диабете 1-го типа у детей и их коррекция // Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2004. Т. 49. № 4. С. 24–29.
3. Щербачева Л. Н., Ширяева Т. Ю., Сунцов Ю. И., Кураева Т. Л. Сахарный диабет 1-го типа у детей Российской Федерации: распространенность, заболеваемость, смертность // Проблемы эндокринологии. 2007. № 2. С. 24–29.
4. Дедов И. И., Петеркова В. А. Руководство по детской эндокринологии. М.: Универсум Паблишинг, 2006. 600 с.
5. Дианов О. А., Гнусаев С. Ф., Иванов Д. А., Яковлев Б. Н. Кардиоваскулярные нарушения у детей при сахарном диабете // Сахарный диабет. 2005. № 4. С. 40–44.
6. Karavanaki K., Kazianis G., Konstantopoulos I. et al. Early signs of left ventricular dysfunction in adolescents with type 1 diabetes mellitus: the importance of impaired circadian modulation of blood pressure and heart rate // J Endocrinol Invest. 2008. Apr; 31 (4). P. 289–296.
7. Эндокринология: национальное руководство / Под ред. И. И. Дедова, Г. А. Мельниченко. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008. 1072 с.
8. Чернышева Ю. А. Клинико-функциональная характеристика сердечно-сосудистой системы у детей с сахарным диабетом 1-го типа. Дис. … канд. мед. наук. Омск, 2005. 145 с.
9. Алимова И. Л., Козлова Л. В. Роль кардиальной автономной нейропатии в нарушении циркадного профиля АД при сахарном диабете 1-го типа у детей // Сибирский медицинский журнал. 2005. № 3. С. 75.
10. Kuppermann N., Park J., Glatter K. et al. Prolonged QT interval corrected for heart rate during diabetic ketoacidosis in children // Arch Pediatr Adolesc Med. 2008. Jun; 162 (6). P. 544–549.
11. Ледяев М. Я., Сафанеева Т. А., Жуков Б. И. Значение суточного мониторирования артериального давления у детей в ранней диагностике артериальной гипертензии // Актуальные вопросы педиатрии, перинатологии и репродуктологии. 2006. № 3. С. 178–182.
12. Иванов Д. А., Гнусаев С. Ф., Дианов О. А. и др. Диастолическая дисфункция левого желудочка как раннее проявление миокардиодистрофии у детей с сахарным диабетом // Вестник аритмологии. 2000. № 18. С. 85.
13. Логачев М. Ф., Созыкина М. А., Рябыкина Г. В. и др. Влияние состояния компенсации и продолжительности сахарного диабета 1-го типа на вариабельность ритма сердца у детей и подростков // Педиатрия. 2006. № 2. С. 29–35.
14. Пересецкая О. В., Козлова Л. В. Состояние адаптации у детей с сахарным диабетом 1-го типа // Вестник СГМУ. 2001. С. 108–109.
15. Sun Hee Lee, Jae Hyun Kim, Min Jae Kang, Young Ah Lee, Sei Won Yang, Choong Ho Shin. Implications of Nocturnal Hypertension in Children and Adolescents With Type 1 Diabetes // Diabetes Care. 2011, October; 34 (10): P. 2180–2185.
16. Дедов И. И., Шестакова М. В. Диабетическая нефропатия. М.: Универсум Паблишинг, 2000. 239 с.
17. Slyper А. What vascular ultrasound testing has revealed about pediatric atherogenesis, and а potential clinical role юг ultrasound in pediatric risk assessment // J. Clin. Endocrinol. & Metabol. 2004. 89 (7). Р. 3089–3095.
18. Родионова Е. М. Клиника, течение и исходы осложнений острого диабетического кетоацидоза у детей. Дис. … канд. мед. наук. М., 1999. С. 95–96, 98–99, 102–103, 106.

Статья опубликована в журнале Лечащий Врач