Ожирение: кардиальные проблемы

Дедов И.И., Александров А.А., Кухаренко С.С. Ожирение является одной из важнейших проблем здравоохранения. Эпидемиологические исследования свидетельствуют: ожирение и сердечно–сосудистые заболевания тесно связаны между собой. Наиболее характерным сердечно–сосудистым проявлением ожирения является гипертрофия левого желудочка сердца (ГЛЖ). Вероятность развития ГЛЖ у лиц с нормальной массой тела cоставляет 5,5%, а у лиц с ожирением – 29,9% (рис. 1) [22]. Фрамингемское исследование продемонстрировало наличие высокодостоверной связи между индексом массы тела, полостными размерами и толщиной стенок ЛЖ. Указанные взаимосвязи сохраняли свою достоверность даже с учетом поправок на возраст, пол и уровень артериального давления [23,24]. Первые сведения об увеличении сердца при ожирении были получены при проведении патологоанатомических исследований и оценки размеров сердца с помощью рентгенографии грудной клетки. Внедрение в 60–е годы прошлого века в клиническую практику катетеризации полостей сердца позволило оценить вклад гемодинамических сдвигов в нарастании массы сердца и развитии нарушений геометрии миокарда больных с ожирением. Было обнаружено, что у больных с ожирением, даже при отсутствии у них сахарного диабета, артериальной гипертонии и каких–либо других заболеваний сердца и легких, сердечный выброс и его ударный объем значительно увеличены и достоверно коррелируют с весом больных [25]. Считают, что нарастание сердечного выброса при ожирении физиологически связано с удовлетворением метаболических потребностей возросшей тканевой массы тела. При сохранении прежней частоты сердцебиений повышение сердечного выброса происходит за счет увеличения ударного объема сердца (3–6). По мере накопления жировой ткани частота сердечных сокращений в покое растет, что связывают с сопутствующим увеличением активности симпатической нервной системы и с первичным снижением тонуса парасимпатической нервной системы. Увеличение числа сердечных сокращений способствует дальнейшему нарастанию сердечного выброса. Повышение ударного объема и сердечного выброса происходит в результате постепенного роста объема циркулирующей крови (ОЦК). Считается, что увеличение ОЦК при ожирении носит адаптивный характер и возникает в ответ на расширение объема сосудистого русла при увеличении массы тела. В ответ на рост объема циркулирующей крови и сердечного выброса периферическое системное сосудистое сопротивление снижается. При этом величина снижения периферического сосудистого сопротивления обратно пропорциональна нарастанию массы тела. В результате, несмотря на повышенный сердечный выброс, систолическое, диастолическое и среднее давление в аорте, а также общее артериальное и легочное сопротивление могут долго оставаться нормальными [25]. Для объяснения механизмов, определяющих зависимость между объемом циркулирующей крови и структурными изменениями сердца, необходимо напомнить, что величина ОЦК формируется в организме пропорционально объему сосудистой сети периферических тканей. Различные типы тканей, как правило, имеют различный уровень кровоснабжения. Основное различие в уровне кровоснабжения отмечается при сравнении жировой ткани организма и тканей, свободных от жира. В физиологических условиях масса безжировых, обильно кровоснабжаемых тканей является определяющей в формировании показателей объема системной сосудистой сети организма и соответственно величины ОЦК. Использование импедансных методов в исследованиях Strong Heart и Augsburg MONICA позволило отдельно изучать процессы в жировой ткани и остальной метаболически активной части организма. Исследования подтвердили, что размеры полости ЛЖ, непосредственно зависящие от ОЦК, в первую очередь определяются массой безжировой ткани организма [26,27]. Нарастание массы тела при ожирении связано не только с количественным ростом массы жировой ткани, но и нарастанием массы метаболически активных тканей, свободных от жира: скелетных мышц, внутренних паренхиматозных органов и кишечника. Рост жировых и нежировых масс происходит примерно в соотношении 8:2 [28]. Результаты исследований животных и людей подтвердили, что при ожирении кровоток во внутренних органах, скелетной мускулатуре и кишечнике значительно увеличивается. Потенциальные возможности роста безжировых тканей физиологически ограничены и не превышают у отдельных из них способности увеличить свою массу в 0,5–2,5 раза. При развитии выраженного ожирения потенциал увеличения массы безжировых тканей может быть исчерпан задолго до прекращения роста жировой ткани, масса которой способна возрастать в десятки раз по сравнению с физиологической нормой. Эта способность жировой ткани к практически неограниченному росту принципиально отличает ее от всех других тканей организма. Есть все основания полагать, что потенциальные физиологические возможности сердца по обеспечению адекватного объема кровотока в периферических тканях соответствуют потенциалу роста безжировой массы тела. Это предположение вытекает из общебиологического принципа симморфизма, который был сформулирован Тейлором и Вейбелем в 1981 году [29]. Этот принцип гласит, что каждая функциональная система подстраивается к уровню, необходимому для максимальной работы, и что в организме нет ни одной структуры, которая не была бы способна удовлетворять максимальные потребности. Общая концепция симморфоза относится ко всем уровням биологической организации, поскольку создание и поддержание конструкции, которой никогда не пользуются, дорого и расточительно. Из этого следует, что структуры организма формируются и поддерживаются в количестве не большем, чем в этом имеется необходимость. Таким образом, объем резервных возможностей увеличения массы сердца, по сути, не может значительно превышать резервных возможностей роста массы основных метаболически активных органов жизнеобеспечения. При развитии ожирения сердце вынуждено снабжать кровью не только органы жизнеобеспечения, но и поддерживать метаболизм в «складированных запасах» жировой ткани. Жировая масса снабжается кровью хуже, чем внутренние органы и мышцы. Однако васкуляризация жировой ткани достаточно интенсивна и при накоплении массы жировой ткани в организме объем ее кровотока может существенно увеличить общий объем циркулирующей крови. Подсчитано, что сердечный выброс в состоянии покоя у больных с тяжелой степенью ожирения, достигает 10 л/мин., причем на обеспечение кровотока в жировой ткани используется от трети до половины этого объема [30,31]. При ожирении нарастание сердечного выброса и ударного объема увеличивает общую работу сердца по сравнению с расчетной величиной для идеального веса тела, при котором отсутствует избыточное накопление жировой ткани в организме [6]. Поскольку процессы в жировой ткани достаточно энергозатратны, это приводит к повышению потребности тканей в кислороде и увеличению артериовенозной разницы парциального давления кислорода [5,6]. Потребление кислорода организмом значительно увеличивается и достоверно коррелирует с весом и степенью ожирения больных [25]. У лиц с выраженным и продолжительным (обычно более 15 лет) ожирением вышеупомянутые гемодинамические сдвиги вызывают морфологические и функциональные изменения левого желудочка [11–17]. При ожирении объем циркулирующей крови растет значительно больше, чем объем кровообращения в нежировой массе тела, пропорционально которому увеличиваются размеры сердца. Это вызывает более быстрое истощение физиологического резерва, пропорционального увеличению левого желудочка. Повышение ОЦК при ожирении сопровождается нарастанием ригидности миокарда ЛЖ, ростом давления наполнения ЛЖ и результирующим нарастанием ударного объема [4]. С нарастанием ожирения изменяются и другие показатели внутрисердечной гемодинамики: повышаются конечно–диастолическое давление в правом желудочке, среднее давление в легочной артерии, давление заклинивания в легочных капиллярах и, наконец, конечно–диастолическое давление в левом желудочке [6–9,25]. Эти изменения вызывают расширение полостей левого предсердия, правого желудочка и правого предсердия [9,11]. Давление крови в правом желудочке, как правило, также повышено, прежде всего из–за сходства гемодинамических изменений или недостаточности левых отделов сердца [6–9]. Повышение объема циркулирующей крови и сердечного выброса приводит к дилатации левого желудочка [4,11] и сдвигает кривую Франка–Старлинга влево [7]. В соответствии с законом Лапласа расширение полости левого желудочка приводит к увеличению напряжения его стенок. В результате развивается «эксцентрическая» гипертрофия миокарда, которая характеризуется высоким значением отношения радиус/толщина стенки левого желудочка и отношением объем/масса левого желудочка. Данный адаптивный механизм представляет собой попытку нормализовать напряжение стенки левого желудочка [4,11]. Увеличение толщины миокарда снижает чрезмерное напряжение его волокон, что позволяет сохранить нормальную сократительную способность ЛЖ, хотя и создает предпосылки для развития диастолической дисфункции ЛЖ. В ее основе лежит относительное уменьшение количества капилляров на единицу объема мышечной ткани и ухудшение условий диффузии кислорода в гипертрофированных мышечных волокнах [14,17]. Если утолщение стенки неадекватно мало по сравнению с нарастанием дилатации полости ЛЖ, то напряжение стенки ЛЖ длительное время остается повышенным. Это ведет к развитию систолической дисфункции и появлению признаков застойной сердечной недостаточности [4,14,15]. Таким образом, один из механизмов, ведущих к развитию сердечно–сосудистых осложнений при ожирении, связан с истощением компенсаторных механизмов миокарда, обусловленным увеличением объема циркулирующей крови. Избыток жировой ткани с ее дополнительной сосудистой сетью усугубляет гемодинамическую нагрузку на левый желудочек. Причем чем больше ожирение, тем больше дополнительная гемодинамическая нагрузка и тем больше разрыв между потенциальными физиологическими возможностями миокарда и потребностями неконтролируемо увеличивающейся сосудистой сети жировой ткани организма. Нарастающее содержание жировой ткани в организме десинхронизирует физиологические взаимосвязи между сердцем и кровотоком периферических метаболически активных тканей. Координация их морфофункциональных показателей (в норме жестко детерминированная) постепенно исчезает. Функциональный «оркестр» организма начинает фальшивить. Механизмы гемодинамического воздействия ожирения на сердце не ограничены воздействием объема ее сосудистой сети. Специфические гормонально–метаболические последствия накопления этой ткани в организме существенно влияют на гемодинамические условия функционирования сердечно–сосудистой системы при ожирении. Дополнительные изменения в сердце у больных с ожирением возникают при наличии у них сопутствующей артериальной гипертонии. Присоединение артериальной гипертонии (АГ) при ожирении происходит примерно у 60% больных. Механизмы формирования АГ при ожирении связывают с развитием гормонально–метаболических отклонений, вызванных накоплением жировой ткани. Ключевую роль среди них играет развитие инсулинорезистентности и компенсаторной гиперинсулинемии. Гиперинсулинемия, усиливая задержку натрия почками, способствует дальнейшему росту ОЦК. Под влиянием гиперинсулинемии повышается активность центральной симпатической нервной системы, активируется ренин–ангиотензин–альдостероновая система [32]. Происходит подавление биологический активности и доступности натрий–уретического пептида. Непосредственно адипоциты жировой ткани освобождают большое количество биологически активных субстанций, участвующих в регуляции сосудистого тонуса. К ним относятся ангиотензиноген, ангиотензин II, интерлейкины, простагландины, эстрогены, инсулиноподобный фактор роста, фактор некроза опухоли–a, ингибитор активатора плазминогена–1, лептин. Синтезируемый в жировой ткани, лептин стимулирует гиперсимпатикотонию, способствует повышению уровня АКТГ, кортизола и альдостерона [33]. При развитии артериальной гипертонии у больных с ожирением изменяется уровень пе