Резервные возможности кардиореспираторной системы и физическая работоспособность у больных аортальными пороками до и после хирургического лечения

На правах рукописи

ЛОГИНОВА ИРИНА ЮРЬЕВНА

РЕЗЕРВНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ КАРДИОРЕСПИРАТОРНОЙ СИСТЕМЫ И ФИЗИЧЕСКАЯ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ У БОЛЬНЫХ АОРТАЛЬНЫМИ ПОРОКАМИ ДО И ПОСЛЕ ХИРУРГИЧЕСКОГО ЛЕЧЕНИЯ

14.00.16 – патологическая физиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук

Новосибирск – 2008

Работа выполнена в Федеральном государственном учреждении «Новосибирский научно-исследовательский институт патологии кровообращения имени академика Е.Н. Мешалкина Федерального агентства по высокотехнологичной медицинской помощи»

Научный руководитель:

доктор медицинских наук

профессор Окунева Галина Николаевна

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук Макарова Ольга Петровна

доктор медицинских наук Гришин Олег Витальевич

Ведущая организация: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный университет" (Барнаул)

Защита состоится «____» __________________ 2009г. в ______ часов на заседании диссертационного совета Д 001.048.01 в Научном центре клинической и экспериментальной медицины СО РАМН по адресу:
ул. Академика Тимакова, д. 2, г. Новосибирск, 630117.

Тел/факс 8 (383) 333-64-56

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НЦКЭМ СО РАМН.

Автореферат разослан «___» __________2008 г.

Ученый секретарь
диссертационного совета, д.б.н. Пальчикова Н.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Пороки аортального клапана представляют социальную проблему, так как приводят к стойкой потере трудоспособности (Косарева Т.И., 2008). В структуре приобретенных пороков сердца доля заболеваний аортального клапана составляет 30 – 35% от всей клапанной патологии (Горбаченков А.А. и др., 2007).

В настоящее время большое внимание уделяется хирургическим технологиям в лечении аортальных пороков, подробно рассматриваются хирургическая тактика и анализируются послеоперационные осложнения (Бокерия Л.А. и др., 2002; Чагоров Н.В. и др., 2003; Караськов А.М. и др., 2004). Разными авторами приводятся данные клинической оценки больных, характеристика внутрисердечной гемодинамики до и после лечения (Милованин Д.А., 1998; Бокерия Л.А. и др., 2002; Кнышов Г.В. и др., 2004; Добротин С.С., 2004). Следует отметить, что многие показатели получены в покое и не позволяют оценить резервные возможности организма больного. После хирургического лечения происходят сложная перестройка кардиореспираторной системы и изменения состояния ее резервных возможностей, что в конечном итоге и определяет физическую работоспособность и качество жизни больных с аортальными пороками.

Важной проблемой в изучении аортальной патологии является отсутствие четких критериев стадийного развития механизмов компенсации нарушений кровообращения и легочного газообмена. Предложены различные классификации стадий, как аортального стеноза, так и недостаточности (Daley R., 1957; Соколов Б.П., 1963, 1967; Василенко В.Х. и др., 1983; Амосов Н.М., Бендет Я.А., 1983). Все эти классификации – лишь условный ориентир для принятия решения, так как субъективные жалобы при аортальной патологии мало соответствуют объективному состоянию больных и не имеют прямого отношения к прогнозу (Дземешкевич С.Л. и др., 2004).

Таким образом, остаются неразрешенными следующие проблемные вопросы данной патологии: оценка стадийности механизмов развития аортальных пороков по данным резервных возможностей кардиореспираторной системы, оценка механизмов восстановления физической работоспособности и кардиореспираторных резервов после хирургического лечения.

Решение перечисленных вопросов определяет актуальность настоящего исследования.

Цель исследования. Изучить механизмы компенсации нарушения кровообращения при развитии приобретенных аортальных пороков сердца по данным физической работоспособности и оценить возможность реабилитации резервов кардиореспираторной системы после хирургического лечения.

Задачи исследования:

1. Оценить стадийность механизмов развития аортального стеноза и аортальной недостаточности на основе состояния резервных возможностей кардиореспираторной системы по данным физической работоспособности.
2. Изучить взаимосвязь системной гемодинамики и кислородного обеспечения головного мозга у больных в зависимости от стадии развития аортального порока до операции и после аортального протезирования.
3. Оценить степень реабилитации резервных возможностей кардиореспираторной системы у больных приобретенными аортальными пороками в ранние и отдаленные сроки после аортального протезирования.
4. Разработать функциональную классификацию состояния резервных возможностей кардиореспираторной системы больных аортальными пороками сердца по данным физической работоспособности.
5. Сравнить данные субъективной оценки качества жизни больных аортальными пороками сердца с объективными показателями физической работоспособности.

Научная новизна. Получены новые знания о стадийном развитии механизмов компенсации нарушений кровообращения и легочного газообмена у пациентов с аортальным стенозом и аортальной недостаточностью на основании резервных возможностей кардиореспираторной системы.

Получены данные о динамике реабилитации резервных возможностей кардиореспираторной системы в ранние и отдаленные сроки после аортального протезирования, на основании которых определен период максимальной эффективности хирургического лечения в сроки от 2 до 5 лет.

На основании количественной оценки резервных возможностей кардиореспираторной системы выделены четыре функциональных класса физической работоспособности пациентов с аортальными пороками. Разработанная функциональная классификация отражает механизмы развития аортального порока и восстановления резервных возможностей кардиореспираторной системы после аортального протезирования.

Сравнительный анализ субъективной оценки качества жизни и объективных данных по физической работоспособности больных аортальными пороками сердца показал значительное завышение пациентами функционального состояния организма.

Практическая значимость. Комплексный подход в изучении резервных возможностей кардиореспираторной системы больных приобретенными аортальными пороками сердца отражает стадийность механизмов компенсации нарушений кровообращения и легочного газообмена при развитии порока, что имеет важное значение при определении риска хирургического вмешательства и послеоперационного прогноза.

Функциональная классификация физической работоспособности может быть использована при разработке индивидуальных программ физической реабилитации больных приобретенными аортальными пороками и позволяет рекомендовать для них оптимальный режим физической и профессиональной нагрузки.

При определении двигательного режима пациентов с приобретенными аортальными пороками необходимо учитывать свойственное данной диагностической группе завышение субъективной оценки функционального состояния организма по сравнению с объективными данными физической работоспособности.

Положения, выносимые на защиту:

1. Исследование резервных возможностей кардиореспираторной системы при развитии приобретенных аортальных пороков позволило выявить 4 стадии компенсаторных процессов, которые характеризуются прогрессирующим ухудшением структурно-функциональных параметров левого желудочка, параметров гемодинамики и легочного газообмена.
2. Анализ резервных возможностей кардиореспираторной системы и физической работоспособности после аортального протезирования позволил выявить 3 временных периода: от 0,5 до 2 лет – процессы интенсивной адаптации к новым условиям гемодинамики; от 2 до 5 лет – оптимальные сроки восстановления резервных возможностей кардиореспираторной системы и физической работоспособности; от 5 до 9 лет – тенденция к снижению резервных возможностей кардиореспираторной системы.
3. Сопоставление данных физической работоспособности и качества жизни пациентов с аортальными пороками показало, что субъективный компонент, вложенный в оценку качества жизни, приводит к значительному завышению истинного функционального состояния организма пациента.

Апробация работы и публикации по теме диссертации. Основные положения диссертации были представлены и обсуждены на десятой ежегодной сессии научного центра сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева РАМН, Москва (2006), всероссийской научно-практической конференции «Стандартизация медицинских технологий, реабилитация в ангиологии и сосудистой хирургии», Новокузнецк (2006), тринадцатом всероссийском съезде сердечно-сосудистых хирургов научного центра сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева РАМН, Москва (2007).

Внедрение результатов исследования. Результаты проведенных исследований по определению резервных возможностей кардиореспираторной системы и физической работоспособности у больных аортальными пороками до и после хирургического лечения внедрены в практическую деятельность Центра хирургии приобретенных пороков сердца и биотехнологий ФГУ «ННИИПК им. акад. Е.Н. Мешалкина Росмедтехнологий».

Публикации. По материалам исследования имеется 10 печатных работ, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации. Работа изложена на 144 страницах машинописного текста, иллюстрирована 26 таблицами, 21 рисунком, 2 схемами, состоит из введения, трех глав, обсуждения полученных результатов, выводов и списка литературы. Библиографический указатель включает 189 научных публикаций, в том числе 101 отечественных и 88 иностранных авторов.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Обследовано 299 пациентов мужского пола с приобретенными АоП. Среди них 100 пациентов с аортальным стенозом (средний возраст 43±1,9 года) и 94 пациента с аортальной недостаточностью (средний возраст 39±1,9 года). Диагноз верифицирован специалистами ФГУ «ННИИПК Росмедтехнологий» (г.Новосибирск) на основании клинико-инструментальных методов исследования. После операции протезирования аортального клапана механическим двустворчатым протезом обследовано 105 человек: 35 пациента (средний возраст 43±1,7 года) – в ранние послеоперационные сроки (10–18 суток), 70 человек (средний возраст 45±2,7 года) – в отдаленные сроки от 0,5 до 9 лет. Обследование больных с приобретенными аортальными пороками проводили по назначению лечащего врача (специалиста ФГУ «ННИИПК Росмедтехнологий») и в его присутствии.

В качестве группы контроля обследовано 50 практически здоровых лиц мужского пола без специальной спортивной подготовки, у которых получено добровольное информированное согласие. Данные, полученные при исследовании группы контроля, были приняты за норму. Достоверных различий по возрасту, индексу массы тела между диагностическими группами и группой контроля не отмечено (p>0,05).

Всех больных с аортальными пороками сердца до и после хирургического лечения и группа контроля обследовали по 9 методикам: 1) исследование функции внешнего дыхания; 2) исследование легочного газообмена; 3) велоэргометрия; 4) ЭКГ-контроль; 5) контроль АД; 6) ушная оксиметрия; 7) церебральная оксиметрия, 8) эхокардиография, 9) анкетирование по качеству жизни. Количество показателей, полученных и рассчитанных на основе проведенных методик – 682993.

Толерантность к физической нагрузке оценивали с помощью велоэргометрического тестирования в условиях дозированной непрерывной ступенчато-возрастающей нагрузки различной мощности из расчета 0.5, 1.0, 1.5 Вт/кг массы тела и т.д. (длительность ступеньки составляла 3 мин при постоянной частоте педалирования 60 оборотов в минуту). Параллельно проводили регистрацию электрокардиограммы с определением частоты сердечных сокращений, измерение артериального давления по методу Короткова, легочного газообмена, насыщения артериальной крови кислородом, церебральной оксигенации. На основании измеренных величин рассчитывали:

• показатели центральной гемодинамики (минутный объем кровообращения, ударный объем, общее периферическое сопротивление сосудов);
• показатели энергетической эффективности обеспечения нагрузки (коэффициент полезного действия, кислородный долг);
• показатели, характеризующие миокардиальный резерв (мощность ЛЖ, коэффициент расхода резерва миокарда, индекс энергетических затрат сердца);
• показатели церебральной оксиметрии (церебральная оксигенация, индекс доставки кислорода к тканям, индекс потребления кислорода, коэффициент экстракции кислорода).

Определение резервных возможностей и механических свойств легочной ткани проводили методом спирографии.

Субъективная оценка качества жизни проводили с помощью опросника «Ноттингемский профиль здоровья».

Статистическая обработка полученных результатов проводили с использованием программного пакета Statistica 6.0 (США). Для определения статистической значимости различий для множественных сравнений после проведения дисперсионного анализа использовали t-критерий Стьюдента с поправкой Бонферрони. Для определения статистической значимости различий параметров до и после хирургического лечения использовали парный t-критерий Стьюдента. Для всех проведенных анализов различия считали достоверными при уровне значимости p<0,05. Данные в таблицах и на рисунках представлены как среднее значение ± ошибка среднего (M±m).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Кардиореспираторные резервы и физическая работоспособность у больных приобретенными аортальным стенозом и аортальной недостаточностью до хирургического лечения

По мере прогрессирования аортального порока формируются механизмы, компенсирующие или минимизирующие вызванные пороком нарушения внутрисердечной гемодинамики и кислородного обеспечения организма в целом. Формирование механизмов компенсации зависит от анатомического типа аортального порока (стеноза или недостаточности).

Для аортального стеноза характерна нагрузка на ЛЖ давлением, а для аортальной недостаточности – объемом, что приводит к различным нарушениям внутрисердечной гемодинамики и находит отражение в структурно-функциональных особенностях ЛЖ больных АоП (табл. 1).

В обеих диагностических группах отмечено достоверное увеличение массы миокарда (ММ) ЛЖ, конечного диастолического объема (КДО) и конечного систолического объема (КСО) ЛЖ. При этом АоС характеризуется достоверным увеличением относительной толщины стенки (ОТС) ЛЖ, что свидетельствует о развитии концентрической гипертрофии миокарда ЛЖ, а при АоН развивается эксцентрическая гипертрофия миокарда ЛЖ, при которой увеличение ММ ЛЖ происходит на фоне нормальной ОТС ЛЖ.

Таблица 1.

Эхокардиографические параметры левого желудочка больных аортальными пороками сердца

показатель группа	ФВ ЛЖ, %	КДР ЛЖ, см	КСР ЛЖ, см	КДО ЛЖ, мл	КСО ЛЖ, мл	ОТС ЛЖ, см	ММ ЛЖ, г
контроль (n=50)	67±1,2	5,0±0,10	3,0±0,10	117±4,6	38±2,4	0,41±0,01	219±8,6
АоС (n=100)	70±5,7	5,5±0,11	3,7±0,14	158±7,6 #	70±0,7 #	0,63±0,02 #	546±21,4 #
АоН (n=94)	64±1,7	6,4±0,15 # *	4,1±0,15 #	220±12,0 # *	80±7,7 #	0,42±0,01 *	517±31,5 #

Примечание: # – достоверность различий с группой контроля (p<0,05),

* – достоверность различий с больными аортальным стенозом (p<0,05).

Исследование гемодинамики малого круга кровообращения показало, что максимальное давление в легочной артерии, вычисленное при эхокардиографии как сумма систолического транстрикуспидального градиента давления и давления в правом предсердии, у пациентов с АоС и АоН умеренно повышено (41±1,9 мм рт.ст.) без достоверных отличий между диагностическими группами. Следствием является нарушение легочной вентиляции у больных АоП, что приводит к снижению эффективности легочного газообмена (рис. 1).

Рис. 1. Легочная вентиляция у пациентов с аортальным стенозом и с аортальной недостаточностью.

Примечание: # – достоверность различий с группой контроля (p<0,05).

Параметры гемодинамики по большому кругу кровообращения у больных АоП имеют свои особенности в зависимости от наличия стеноза или недостаточности аортального клапана (табл. 2).

У больных с АоС по сравнению с АоН гиперфункция ЛЖ обеспечивает достоверное увеличение частоты сердечных сокращений в состоянии покоя. У больных АоН в результате гемодинамических особенностей порока снижен уровень среднего АД, что приводит к компенсаторному снижению периферического сосудистого сопротивления.

Таблица 2.

Гемодинамическое обеспечение организма больных с аортальным стенозом и с аортальной недостаточностью в состоянии покоя

показатель группа		ЧСС, цикл/мин	АДср, мм рт.ст.	УО, мл	МОК, л/мин	ОПСС, дин*с/см5	Мощность ЛЖ, Вт
контроль (n=50)		75±1,5	90±1,2	100±2,7	7,3±0,13	998±20,4	1,4±0,04
	АоС (n=100)	81±2,2 #	90±1,5	96±3,5	7,5±0,2	994±35,2	1,5±0,05
	АоН (n=94)	78±1,9	75±2,3 # *	103±3,9	7,9±0,3	796±39,9 # *	1,3±0,07 *

Примечание: # – достоверность различий с группой контроля (p<0,05),

* – достоверность различий с аортальным стенозом (p<0,05).

При выполнении физической нагрузки показатели системной гемодинамики у больных АоП значительно отличаются от нормальной физиологической реакции без достоверных различий между АоС и АоН (табл. 3).

Таблица 3.

Гемодинамическое обеспечение большого круга кровообращения больных с аортальным стенозом и с аортальной недостаточностью при выполнении физической нагрузки

показатель группа	Прирост ЧСС на 1 кГм, уд/мин/кГм	Прирост УО на 1 кГм, %	Прирост ОПСС на 1 кГм, %	Прирост МОК на 1 кГм, %	Прирост мощности ЛЖ на 1кГм, у.е.
контроль (n=50)	10±0,4	1±0,05	-27±2,3	28±3,8	3,2±0,17
АоС (n=100)	20±2,6#	-24±2,5#	25±5,4#	6±4,9#	-2,1±1,6#
АоН (n=94)	14±1,1#	-21±3,6#	18±8,4#	11±6,5#	-0,1±1,2#

Примечание: # – достоверность различий с группой контроля (p<0,05).

У больных обеих диагностических групп при нагрузке происходит снижение УО до 20–25% и повышение ОПСС на 45–50% по сравнению с нормой. Как при АоС, так и при АоН отмечено повышение показателей КРРМ и ИЭЗС в 2–4 раза по сравнению с нормой. Однако неадекватно высокие энерготраты сердечной мышцы не в состоянии обеспечить должного прироста мощности ЛЖ, что свидетельствует об ограничении миокардиального резерва у больных АоП. Происходит значительное снижение энергетической эффективности работы: КПД организма при АоС и АоН составляет всего 46% и 36% от нормы соответственно. В результате удельная выполненная работа у больных АоС и АоН составляет 29±3,0 кГм/кг и 38±3,8 кГм/кг соответственно, что в 2,5–3 раза ниже нормы.

Стадии компенсации нарушений кровообращения и легочного газообмена при приобретенных аортальных пороках

В зависимости от степени снижения энергетического обеспечения нагрузки при АоП были выделены 4 стадии развития механизмов компенсации нарушения кровообращения и легочного газообмена. Для 1 стадии характерно адекватное энергетическое обеспечение нагрузки (КПД более 15%), что практически соответствует данным группы контроля. Во 2 стадии энергетическая эффективность умеренно снижено (КПД 10–15%), в 3 стадии КПД снижено до 5–10%, и в 4 стадии снижение КПД характеризовалось критически низкими значениями (менее 5%).

Гемодинамическое обеспечение нагрузки в зависимости от стадий компенсации нарушений кровообращения и легочного газообмена имеет одинаковый характер при АоС и АоН (табл. 4).

Таблица 4.

Показатели центральной гемодинамики, миокардиального резерва и толерантности к физической нагрузке у больных аортальными пороками в зависимости от стадии компенсации

Тип порока	Стадия компенсации	Прирост УО на 1кГм, %	Прирост ОПСС на 1кГм, %	Прирост мощности ЛЖ на 1кГм, у.е.	КРРМ, у.е.	Ауд., кГм/кг
АоС	1 стадия (n=50)	0,9±0,05	-27±2,3	3,2±0,17	2,6±0,11	85±2,2
	2 стадия (n=17)	-17,2±3,26 #	2±4,8 #	2,6±0,33	3,6±0,34 #	46±3,1 #
	3 стадия (n=48)	-37,6±4,57 # 1	52±9,9 # 1	-3,1±0,82 # 1	4,6±0,92 #	12±1,1 # 1
	4 стадия (n=35)	-43,1±2,03 # 1	72±7,9 # 1	-11,5±8,54 # 1	16,5±8,49 # 1	7±1,6 # 1 2
АоН	1 стадия (n=50)	0,9±0,05	-27±2,3	3,2±0,17	2,6±0,11	85±2,2
	2 стадия (n=29)	-12,4±3,83 #	-3±6,8 #	2,9±0,22	3,6±0,28 #	53±3,3 #
	3 стадия (n=51)	-34,1±5,03 # 1	48±16,4 # 1	-3,1±1,67 # 1	4,7±1,09 #	15±2,2 # 1
	4 стадия (n=14)	-45,5±6,25 # 1	98±26,5 # 1	-15,3±4,93 # 1 2	6,1±1,94 # 1	7±1,7 # 1 2

Примечание: # – достоверность различий с 1 стадией (p<0,05), 1– достоверность различий со 2 стадией (p<0,05), 2– достоверность различий с 3 стадией (p<0,05).

Как видно из таблицы, у больных АоП отмечается стадийное снижение УО и увеличение ОПСС при нагрузке. Снижение мощности ЛЖ при нагрузке на фоне неадекватно высоких энерготрат миокарда приводит к снижению толерантности к физической нагрузке больных.

Показатели легочного газообмена при АоС по сравнению с больными с АоН имеют практически одинаковую динамику в зависимости от стадии компенсации. При АоП наблюдается стадийное увеличение уровня гипервентиляции (увеличение МОД от 140% до 200–250% от должного) за счет увеличения дыхательного объема. При 4 стадии высокий уровень гипервентиляции поддерживается не только высоким дыхательным объемом, но и достоверным увеличением ЧД – в 1,4 раза по сравнению с третьей стадией. Представленные нарушения легочного газообмена приводят к снижению его эффективности, что подтверждается динамикой коэффициента использования кислорода от 2 к 4 стадии (рис. 2). Таким образом, у больных АоП происходит снижение эффективности легочного газообмена за счет прогрессирования нарушений вентиляции.

Рис. 2. Эффективность легочного газообмена в зависимости от стадии компенсации у больных приобретенными аортальными пороками.

Примечание: 1– достоверность различий со 2 стадией (p<0,05), 2– достоверность различий с 3 стадией (p<0,05).

В результате снижения эффективности кислородного обеспечения организма от 1 к 4 стадии страдает перфузия головного мозга больных, что проявляется в ухудшении показателей церебральной оксигенации (табл. 5).

Таблица 5.

Кислородное обеспечение головного мозга при нагрузке в зависимости от стадии компенсации у больных приобретенными аортальными пороками

Тип порока	Стадия компенсации	Церебральная оксигенация, %	Индекс доставки кислорода, у.е.	Индекс потребления кислорода, у.е.	Коэффициент экстракции кислорода, %
АоС	1 стадия (n=50)	74±0,7	970±20,2	190±11,8	30±5,6
	2 стадия (n=17)	59±8,4 #	1000±98,3	327±79,4 #	86±22,5
	3 стадия (n=48)	53±5,2 #	666±55,6 #	287±37,6 #	96±19,1 #
	4 стадия (n=35)	44±6,4 #	569±91,4 # 1	298±39,7 #	177±77,7 # 1
АоН	1 стадия (n=50)	74±0,7	970±20,2	190±11,8	30±5,6
	2 стадия (n=29)	72±2,5	794±108,0	239±50,6 #	41±4,9
	3 стадия (n=51)	67±1,7 #	747±90,1 #	205±28,5 #	49±4,2
	4 стадия (n=14)	46±1,4 #	505±90,0 # 1	271±35,2 #	123±30,4 # 1

Примечание: # – достоверность различий с 1 стадией (p<0,05), 1– достоверность различий со 2 стадией (p<0,05).

Как видно из таблицы, при 2 стадии адекватное кислородное обеспечения головного мозга поддерживается за счет повышения потребления кислорода. На 3-4 стадиях за счет прогрессирования нарушений системной гемодинамики в 1,5-2 раза снижается индекс доставки кислорода. В результате этого снижение потребления кислорода мозгом на 20-30% по сравнению со 2 стадией сопровождается значительным увеличением коэффициента экстракции кислорода.

Механизмы восстановления резервных возможностей кардиореспираторной системы и физической работоспособности у больных аортальными пороками после клапанного протезирования

Операция имплантации механического протеза в аортальную позицию приводит к снятию патологической нагрузки с ЛЖ, в результате чего в ранние сроки после операции (15±2,7 суток) отмечается тенденция к улучшению структурно-функциональных показателей ЛЖ (табл. 6).

Таблица 6.

Динамика структурно-функциональных показателей ЛЖ больных АоП в ранние сроки после хирургического лечения

Тип порока	Группа	КДР ЛЖ, см	КСР ЛЖ, см	КДО ЛЖ, мл	КСО ЛЖ, мл	ОТС ЛЖ, см	ММ ЛЖ, г
АоС	До операции	5,5 ±0,11	3,7 ±0,14	158 ±7,6	70 ±0,7	0,63 ±0,02	546 ±21,4
	Ранние сроки после операции	5,2 ±0,16	3,5 ±0,18	133 ±10,1	55 ±6,8	0,63 ±0,04	519 ±42,9
АоН	До операции	6,4 ±0,15 *	4,1 ±0,15	220 ±12,0 *	80 ±7,7	0,42 ±0,01 *	517 ±31,5
	Ранние сроки после операции	6,2 ±0.22 *	4,4 0,28	207 ±18,7 * #	101 ±14,7 *	0,42 ±0,03 *	437 ±40,2

Примечание: * – достоверность различий с аортальным стенозом (p<0,05), # – достоверность различий с данными до операции (p<0,05).

В ранние послеоперационные сроки отмечается тенденция к нормализации показателей КДР и КДО ЛЖ у больных обеих диагностических групп и КСР и КСО ЛЖ у больных с исходным АоС.

В ранние сроки после аортального протезирования происходит повышение эффективности работы миокарда за счет повышения мощности ЛЖ и снижения расхода резервов миокарда (табл. 7).

У пациентов с исходной АоН повышаются хронотропный и инотропный резервы, для пациентов с исходным АоС характерно повышение только инотропного компонента. Расход резервов миокарда снижается у пациентов с АоС незначительно (до 10%), а у пациентов с АоН в среднем на 23%, что на фоне увеличения прироста мощности ЛЖ свидетельствует о более эффективном энергетическом обеспечении организма больных.

Таблица 7.

Миокардиальный резерв больных аортальными пороками в ранние сроки после хирургического лечения

Тип порока	Группа	Прирост ЧСС на 1кГм, %	Прирост АДср. на 1кГм, %	Прирост мощности ЛЖ на 1кГм, у.е.	КРРМ, у.е.	ИЭЗС, у.е.
АоС	До операции	11±2,1	15±2,7	-0,8±0,22	6±0,7	21±4,1
	Ранние сроки после операции	12±2,9	19±3,2	-0,2±0,12 #	6±0,9	19±4,1
АоН	До операции	12±2,1	8±1,8	-1,4±0,05	11±1,1	22±5,0
	Ранние сроки после операции	17±4,1	15±3,7	-1,1±0,10 #	7±2,4	16±3,6

Примечание: # – достоверные различия с данными до операции (p<0,05).

Если состояние кардиореспираторной системы больных АоП в ранние сроки после аортального протезирования можно считать ранней адаптацией организма к новым условиям гемодинамики, когда коррекция порока является положительным фактором, а морфологические изменения, сформировавшиеся за время существования порока, а также тяжесть перенесенного хирургического вмешательства – отрицательными, то в отдаленные сроки после хирургического лечения происходит более полная адаптация функционального состояния кардиореспираторной системы. Поэтому в отдаленные сроки после аортального протезирования можно проследить этапы и механизмы восстановления гемодинамики и газообмена после операции.

По данным физической работоспособности и резервным возможностям кардиореспираторной системы в отдаленные сроки после протезирования аортального клапана механическим двустворчатым протезом были выделены 3 периода восстановления функционального состояния организма больных (табл. 8).

Таблица 8.

Показатели центральной гемодинамики и миокардиальный резерв в зависимости от срока после аортального протезирования

Группы		Прирост ОПСС на 1кГм, %.	Прирост УО на 1кГм, %	Прирост мощности ЛЖ на 1кГм, у.е.	ИЭЗС, у.е.	КРРМ, у.е.
Общая группа до операции		21±6,7	-22±2,6	-1,1±0,7	14±2,1	4,6±0,52
После операции	от 0,5 до 2 лет	-7±2,2 #	-6,4±3,38 #	3,1±0,47 #	7,9±1,39 #	3,9±0,67
	от 2 до 5 лет	-13±1,5 #	-7,5±3,18 #	3,1±0,28 #	6,9±0,57 #	3,4±0,30 #
	от 5 до 9 лет	-5±1,9 #	-8,4±6,87	1,9±0,81 #	9,8±2,71 #	3,5±0,67 #

Примечание: # – достоверность различий с группой до операции (p<0,05).

Первый период соответствует срокам после хирургического лечения от 0,5 до 2 лет (1,1±0,07 года) и характеризуется наиболее интенсивным восстановлением резервных возможностей миокарда. По сравнению с данными до операции снижается расход резервов миокарда, что приводит к увеличению физической работоспособности пациентов на 33% по сравнению с дооперационным фоном. Повышение миокардиального резерва обеспечивает положительные изменения в гемодинамическом обеспечении организма.

В эти же сроки происходит наиболее значительное снижение ММ ЛЖ у пациентов с АоП не зависимо от исходной диагностической группы (на 34–38% по сравнению с данными до хирургического лечения).

Второй период соответствует срокам после операции от 2 до 5 лет (2,6±0,14 года) и характеризуется наиболее близкими к норме показателями резервных возможностей кардиореспираторной системы и гемодинамики. Физическая работоспособность повышается на 45% по сравнению с данными до операции. В данные сроки остаются повышенными конечные размеры ЛЖ (на 10–17% по сравнению с нормой) и конечные объемы (на 15–30%). Масса миокарда ЛЖ не имеет достоверных отличий с данными первого периода.

Улучшение гемодинамики по большому кругу кровообращения приводит к положительным изменениям кислородного обеспечения головного мозга. По сравнению с данными до операции происходит увеличение показателя церебральной оксигенации (в среднем на 5–10%), а также индекса доставки кислорода к головному мозгу (на 15–20%). Показатель КЭК снижается, но остается по-прежнему выше нормы (p>0,05). Соответственно, эффективность кислородного обеспечения головного мозга спустя 2-5 лет после аортального протезирования улучшается за счет положительной динамики гемодинамического обеспечения.

Параметры легочного газообмена в сроки после операции от 2 до 5 лет также наиболее приближаются к норме. Снижение МОД до 127% от должного (норма МОД 100–125%) обеспечивает эффективность вентиляции наиболее близкую к норме (КИО2 33±1,7 мл/л). Однако, в силу того, что эластичность легочной ткани остается сниженной (ЖЕЛ 85% от нормы), полного восстановления легочной вентиляции у больных АоП после операции не происходит.

Третий период соответствует срокам после операции от 5 до 9 лет (6,2±0,40 года). В данный период мощность ЛЖ и резервные возможности миокарда сохраняются на высоком уровне по сравнению с дооперационными данными, однако отмечается тенденция к снижению резервных возможностей миокарда и снижение толерантности к физической нагрузкой на 24% по сравнению со вторым периодом после операции.

Функциональная классификация физической работоспособности как критерий оценки функционального состояния кардиореспираторной системы больных аортальными пороками

В результате анализа кислородного обеспечения организма у больных АоП до и после протезирования аортального клапана были выделены 4 состояния. Каждое состояние характеризовалось своими функциональными особенностями кардиореспираторной системы при выполнении физической нагрузки, поэтому данное деление рассматривается как функциональная классификация резервных возможностей кардиореспираторной системы (табл. 9).

Функциональные классы по физической работоспособности отражают механизмы компенсации нарушений при развитии АоП, а также восстановление функционального состояния кардиореспираторной системы после протезирования аортального клапана.

Таблица 9.

Толерантность к физической нагрузке и состояния кардиореспираторной системы в зависимости от функционального класса по физической работоспособности

Показатели	I ФК	II ФК	III ФК	IV ФК
Ауд., кГм/кг	92,5 ±2,15	60,5 ±0,97 1	38,0 ±1,01 1 2	14,3 ±1,38 1 2 3
Прирост ЧСС на 1 кГм работы, усл.ед.	10,2 ±0,43	11,9 ±0,63 1	15,2 ±0,87 1 2	20,6 ±3,79 1 2
Прирост МОК на1 кГм работы, %	6,3 ±0,38	4,0 ±0,21 1	2,0 ±0,221 2	1,0 ±0,41 1 2 3
Прирост УО на1 кГм работы, %	1,2 ±3,34	-5,3 ±2,29 1	-14,1 ±2,30 1 2	-27,6 ±3,41 1 2 3
Прирост ОПСС на1 кГм работы, %.	-26,6 ±2,94	-8,6 ±2,21 1	6,7 ±3,18 1 2	21,6 ±6,06 1 2 3
Прирост мощности ЛЖ на 1 кГм работы, усл.ед.	3,2 ±0,19	2,7 ±0,14 1	-2,1 ±0,22 1 2	-12,2 ±1,56 1 2 3
ИЭЗС, усл.ед.	3,7 ±0,12	5,2 ±0,19 1	7,4 ±0,38 1 2	19,5 ±2,51 1 2 3
КРРМ, усл.ед.	2,4 ±0,10	2,9 ±0,15 1	3,8 ±0,25 1 2	6,3 ±0,80 1 2 3
КПД, %	17,1 ±0,35	14,6 ±0,26 1	12,0 ±0,29 1 2	7,3 ±0,55 1 2 3
О2-долг, %	20,7 ±0,55	23,8 ±0,81	28,8 ±0,81 1 2	38,2 ±2,21 1 2 3

Примечание: 1 – достоверность различий с I ФК (p<0,05), 2– достоверность различий с II ФК (p<0,05), 3 – достоверность различий с III ФК (p<0,05).

I функциональный класс характеризуется высокой толерантностью к физической нагрузке (100–75% от нормы), что является следствием высоких резервных возможностей кардиореспираторной системы и нормальной функции ЛЖ. Реакция гемодинамики при этом адекватна выполняемой нагрузке (сердечный выброс поддерживается на высоком уровне, уровень периферического сосудистого сопротивления снижается), что обеспечивает эффективное кислородное обеспечение организма при нагрузке в целом.

Для II функционального класса характерно умеренное снижение толерантности к нагрузке (74–50% от нормы). Работа миокарда при выполнении физической нагрузки характеризуется повышением расхода резервных возможностей в среднем на 17% по сравнению с I ФК, что приводит к умеренным нарушениям в гемодинамическом обеспечении организма.

Пациенты со значительным снижением толерантности к физической нагрузке (50–25% от нормы) составляют III функциональный класс. Значительный расход резервных возможностей миокарда (на 37% выше, чем в I ФК) и повышение периферического сопротивления сосудов пациентов данной группы не обеспечивает адекватного гемодинамического обеспечение организма при выполнении нагрузки. Отличием от II ФК является подключение анаэробных механизмов обеспечения эффективности кислородного обеспечения организма (увеличение кислородного долга на 40% по сравнению с I ФК).

Особого внимания заслуживают пациенты, вошедшие в IV функциональный класс. Для IV ФК характерна резко сниженная толерантность к физической нагрузке (менее 25% от нормы). При данном функциональном состоянии кардиореспираторной системы показатели расхода резервов миокарда превышают норму в 10–15 раз. Четвертый ФК характеризуется значительным снижением мощности миокарда ЛЖ, отсутствием прироста сердечного выброса и ростом ОПСС до 70% по сравнению с состоянием покоя, что свидетельствует о декомпенсации механизмов кислородного обеспечения организма.

Количественное распределение пациентов с АоП по функциональным классам физической работоспособности до и после хирургического лечения представлено на рисунке 3.

Рис 3. Распределение пациентов с аортальными пороками до и после хирургического лечения по функциональным классам физической работоспособности.

Как видно из рисунка, срок от 0,5 до 2 лет после хирургического лечения характеризуются появлением I ФК (4% пациентов) и сокращением количества пациентов IV ФК. В сроки 2–5 лет после операции более 50% всех пациентов переходят в группу с отсутствием или умеренными ограничениями резервных возможностей кардиореспираторной системы (I–II ФК), что свидетельствует о максимальной эффективности хирургического лечение в данный период. В сроки от 5 до 9 лет происходит некоторое увеличение доли III ФК, что, тем не менее, не приводит к увеличению группы IV ФК.

Физическая работоспособность пациента, которая определяется резервными возможностями кардиореспираторной системы, является основным критерием в определении качества жизни. Для адекватного сопоставления субъективной оценки качества жизни с уровнем физической работоспособности данные опросника «Ноттингемский профиль здоровья» также были распределены на 4 ФК: I ФК составили больные со 100–75% реализации КЖ, II ФК – больные с 74–50% реализации КЖ, III ФК – 49-25% реализации КЖ, IV ФК – менее 25% реализации КЖ (рис. 4).

Рис. 4. Распределение пациентов с аортальными пороками сердца по функциональным классам качества жизни.

Отмечено, что распределение больных АоП по ФК физической работоспособности отличается от субъективной оценки функционального состояния организма. По объективной оценке физической работоспособности основная масса больных АоП соответствует III ФК. По результатам опросника «Ноттингемский профиль здоровья» у пациентов с АоП преобладает I–II ФК. Таким образом, по сравнению с объективной оценкой физической работоспособности 100% пациентов с АоС и 94% пациентов с АоН субъективно завышают функциональные возможности своего организма. Это свидетельствует о том, что субъективный компонент опросника по качеству жизни вносит существенные искажения в оценку истинного уровня физической работоспособности пациента и может имеет негативные последствия в выборе уровня физических и профессиональных нагрузок.

ВЫВОДЫ

1. По данным резервных возможностей кардиореспираторной системы и физической работоспособности выделено 4 стадии развития механизмов компенсации кровообращения при аортальных пороках. Со 2 стадии проявляются достоверные различия в геометрии левого желудочка и при напряжении миокардиального резерва, незначительно снижается эффективность кровообращения по большому кругу, в результате чего физическая работоспособность существенно ограничена. При 4 стадии механизмы поддержания гомеостаза резко ограничены за счет резервов как малого, так и большого кругов кровообращения.

2. У больных аортальными пороками на 2 стадии компенсации адекватность кислородного обеспечения мозга реализуется за счет повышения потребления кислорода на фоне увеличения коэффициента экстракции кислорода. На 3-4 стадиях за счет изменений системной гемодинамики существенно снижается доставка кислорода и при высокой артериовенозной разнице потребление кислорода мозгом снижается.

3. Для механизмов перестройки гемодинамики и легочного газообмена в отдаленные сроки после аортального протезирования характерны 3 периода. Первый период (до 2 лет после операции) характеризуется повышением миокардиального резерва за счет восстановления структурно-функциональных параметров левого желудочка по сравнению с данными до операции. Во 2 периоде (2 – 5 лет после операции) происходит оптимизация функционального состояния кардиореспираторной системы. В 3 периоде (от 5 до 9 лет) после операции отмечается тенденция к снижению резервных возможностей миокарда и физической работоспособности пациентов.

4. Разработанная классификация резервов кардиореспираторной системы на основе физической работоспособности позволяет выделить 4 функциональных класса механизмов компенсации кислородного обеспечения организма у больных приобретенными аортальными пороками сердца как до, так и после хирургического лечения.

5. При сопоставлении субъективной оценки качества жизни по данным «Ноттингемского профиля здоровья» с объективной оценкой физической работоспособности больных аортальными пороками сердца отмечено преобладание I функционального класса по качеству жизни и III функционального класса по данным физической работоспособности, что свидетельствует о субъективном завышении пациентами функционального состояния своего организма и является фактором риска при выборе уровня нагрузок.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Результаты хирургической коррекции аортального стеноза с низкой фракцией выброса в ранние сроки после аортального протезирования / Г.Н. Окунева, Е.Н. Левичева, И.Ю. Логинова, И.И. Семенов, В.В. Аминов, Д.А. Астапов // Патология кровообращения и кардиохирургия. – 2006. – №3. – С.48 – 53.
2. Оценка кардиореспираторных резервов и физической работоспособности у больных с аортальным пороком сердца до и после операции Росса / Г.Н. Окунева, А.М. Караськов, Е.Н. Левичева, И.Ю. Логинова, С.И. Железнев // Клиническая физиология кровообращения. – 2007. – №1. – С.38 – 43.
3. Стадии компенсации кровообращения при приобретенных аортальных пороках по данным физической работоспособности / И.Ю. Логинова, Е.Н. Левичева, Г.Н. Окунева, И.И. Семенов // Кардиология. – 2007. – №11. – С.19 – 25.
4. Аортальный порок сердца с низкой фракцией выброса до и в ранние сроки после протезирования / Е.Н. Левичева, И.Ю. Логинова, И.И. Семенов, В.В. Аминов, Г.Н. Окунева // Бюллетень НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН «Сердечно-сосудистые заболевания»: девятая ежегодная сессия научного центра сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева РАМН. Тезисы докладов. – 2005. – №3. – С. 18.
5. Исследование функциональной работоспособности миокарда и микроциркуляции в разных отделах сердца у больных с аортальным стенозом и аортальной недостаточностью при хирургической коррекции / Г.Н. Окунева, Л.М. Булатецкая, И.И. Семенов, В.В. Аминов, Е.Н. Левичева, А.С. Клинкова, И.Ю. Логинова // Бюллетень НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН «Сердечно-сосудистые заболевания»: девятая ежегодная сессия научного центра сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева РАМН. Тезисы докладов. – 2005. – №3. – С. 314.
6. Церебральная оксигенация у больных аортальными пороками сердца до и после протезирования клапана / Г.Н. Окунева, И.И. Семенов, Е.Н. Левичева, И.Ю. Логинова // Бюллетень НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН «Сердечно-сосудистые заболевания»: десятая ежегодная сессия научного центра сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева РАМН. Тезисы докладов. – 2006. – №3. – С.37.
7. Сравнительная оценка кардиореспираторных резервов в отдаленные сроки после аортального протезирования одно- и двухстворчатыми дисковыми клапанами / Г.Н. Окунева, И.И. Семенов, Е.Н. Левичева, И.Ю. Логинова, В.В. Аминов // Бюллетень НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН «Сердечно-сосудистые заболевания»: десятая ежегодная сессия научного центра сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева РАМН. Тезисы докладов. – 2006. – №3. – С.37.
8. Методологический подход к оценке качества жизни кардиохирургических больных / Г.Н. Окунева, Е.Н. Левичева, И.Ю. Логинова, Ю.А. Власов // Стандартизация мед.технологий, реабилитация в ангиологии и сосудистой хирургии. Всероссийская научно-практическая конференция. Тезисы докладов. – 2006. – С.26. – 27.
9. Эффективность кислородного обеспечения организма у больных приобретенным аортальным стенозом до и в отдаленные сроки после клапанного протезирования / И.Ю. Логинова, Е.Н. Левичева, Г.Н. Окунева, И.И. Семенов, Д.А. Астапов // Бюллетень НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН «Сердечно-сосудистые заболевания»: тринадцатый всероссийский съезд сердечно-сосудистых хирургов. Тезисы докладов и сообщений. – 2007. – №6. – С.39.
10. Функциональное состояние кардиохирургических больных по данным физической работоспособности, степени сердечной недостаточности по NYHA и субъективной оценки качества жизни / И.Ю. Логинова, Е.Н. Левичева, Г.Н. Окунева, И.И. Семенов, Д.А. Астапов // Бюллетень НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН «Сердечно-сосудистые заболевания»: тринадцатый всероссийский съезд сердечно-сосудистых хирургов. Тезисы докладов и сообщений. – 2007. – №6. – С.289.

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ

АоН – аортальная недостаточность

АоП – аортальный порок

АоС – аортальный стеноз

Ауд. – удельная выполненная работа

ИЭЗС – индекс энергетических затрат сердца

КДО – конечный диастолический объем

КДР – конечный диастолический размер

КЖ – качество жизни

КПД – коэффициент полезного действия

КРРМ – коэффициент расхода резервов миокарда

КСО – конечный систолический объем

КСР – конечный систолический размер

КЭК – коэффициент экстракции кислорода

ЛЖ – левый желудочек

ММ – масса миокарда

МОД – минутный объем дыхания

МОК – минутный объем кровообращения

ОПСС – общее периферическое сосудистое сопротивление

ОТС – относительная толщина стенки

УО – ударный объем

ФВ – фракция выброса

ФК – функциональный класс

ЧД – частота дыхания

ЧСС – частота сердечных сокращений

Соискатель Логинова И.Ю.