В современном мире ожирение признано новой «глобальной неинфекционной эпидемией» ввиду высокой распространенности и неуклонного роста заболеваемости — по данным ВОЗ, более 1,6 млрд человек имеют избыточный вес, приблизительно треть из них страдают ожирением [1, 2]. С конца прошлого века количество страдающих ожирением удвоилось [3].
Патогенез и диагностика ожирения
Фундаментальные представления о механизмах развития ожирения основаны на физическом законе сохранения энергии и в качестве основных причин заболевания рассматривают повышенную калорийность питания и низкий уровень энерготрат, как по отдельности, так и в сочетании друг с другом [4]. Однако патогенез ожирения является сложным процессом с участием поведенческих, экологических и генетических факторов. Многими авторами наследственность рассматривается как условие предрасположенности к ожирению [5]. С другой стороны, нельзя не учитывать тот факт, что геном человека не претерпел существенных изменений за последние годы, а число людей с ожирением неуклонно возрастает [6]. Это свидетельствует о значимой, если не доминирующей, роли образа жизни и характера питания человека.
Современная диагностика ожирения не ограничивается измерением массы тела больного, вычислением ИМТ, определением окружностей тела и их соотношений. В последние годы рутинным методом диагностики ожирения во многих медицинских учреждениях стала биоимпедансометрия [7], которая позволяет оценивать содержание висцеральной жировой ткани, мышечную и активную клеточную массу, что важно при стратификации кардиоваскулярных рисков при ожирении. В связи с этим актуальна диагностика так называемого «ожирения без ожирения» (obesity without obesity), при котором ИМТ находится в пределах нормальных значений, а количество жировой массы существенно выше нормы [8].
С появлением и широким распространением в клинике непрямой респираторной калориметрии (метаболометрии) стали накапливаться знания об особенностях пищевого (метаболического) статуса больных с ожирением. Учитывая, что основной обмен составляет 75–80% среднесуточных энерготрат человека, по этому показателю с высокой степенью достоверности может быть оценен риск прогрессирования заболевания, а также спрогнозирована эффективность лечения.
Дополнительную информацию несет расчет скоростей окисления углеводов и жиров, проводимый по результатам оценки потребления кислорода и выделения углекислого газа при метаболометрии [9]. Эти данные позволяют разработать наиболее успешную тактику диетологического ведения больного путем редукции потребления заинтересованного макронутриента.
Не менее важно измерение интенсивности катаболизма белка в организме для определения индивидуальной квоты белка в рационе и предотвращения нежелательной редукции мышечной массы на фоне низкокалорийной диеты [10].
Осложнения ожирения
Наибольший урон состоянию здоровья наносят осложнения ожирения, которые являются одной из основных причин ранней инвалидизации и летальности больных трудоспособного возраста. С ожирением в той или иной мере ассоциировано развитие таких заболеваний, как СД [11], АГ, синдром обструктивного апноэ сна (СОАС) [12], нарушения ритма и проводимости сердца, сердечная недостаточность (СН), внезапная сердечная смерть, ТЭЛА [13].
Одно из наиболее доказательных исследований по изучению взаимосвязи ИМТ и смертности проведено в США среди взрослых американцев [14]. В него были включены 4 576 785 мужчин и 588 369 женщин. Конечными точками были приняты летальный исход, вызванный любыми причинами, а также вследствие сердечнососудистых заболеваний (ССЗ). Было показано, что высокий ИМТ является надежным предиктором смертности от ССЗ, особенно у мужчин (ОР = 2,9; 95%ный ДИ: 2,37–3,56). На основании полученных данных сделан вывод, что риск смертности от любых причин, включая ССЗ и рак, повышался во всем диапазоне от умеренной до значительной степени ожирения у мужчин и женщин всех возрастных групп. Результаты этого исследования подтверждают установленную ранее взаимосвязь между риском смерти и выраженным ожирением, а также увеличение риска смерти при умеренном избытке массы тела.
Среди основных причин преждевременной смерти больных ожирением фигурируют острая или декомпенсированная ХСН, инфаркт миокарда, внезапная сердечная смерть [11], ОНМК, ТЭЛА.
Связь между ожирением и различными формами ССЗ сложна и ассоциирована с различными патофизиологическими механизмами и участием большого числа взаимодействующих факторов. Избыток жира в организме ассоциируется с системным воспалением [15, 16], увеличением преднагрузки и постнагрузки на миокард [17, 18], развитием резистентности к инсулину [19], АГ и гипертрофии ЛЖ (ГЛЖ) [20].
Ожирение и сердечная недостаточность
Наиболее характерным сердечнососудистым проявлением ожирения является ГЛЖ. Вероятность ее возникновения у лиц с нормальной массой тела составляет 5,5%, а у лиц с ожирением — 29,9%. Фрамингемское исследование продемонстрировало статистически значимую связь между ИМТ, размерами полостей сердца и толщиной стенок ЛЖ. Статистическая значимость указанных взаимосвязей сохранялась даже с учетом поправок на возраст, пол и уровень АД [21]. Неотъемлемыми следствиями ГЛЖ становятся диастолическая дисфункция ЛЖ и постепенное формирование СН с сохраненной систолической функцией ЛЖ — диастолической СН (ДСН).
Несмотря на пристальное внимание мирового кардиологического сообщества к этой нозологической форме, до сих пор не удалось решить проблему диагностики и лечения ДСН [22]. Существует множество теорий, среди которых наибольшей поддержкой пользуются представления о роли нейрогуморальных нарушений при данной патологии [23], активно обсуждается возможная наследственная предрасположенность.
В основе возникновения диастолической дисфункции ЛЖ лежат две причины: нарушение активного расслабления миокарда желудочка, что связано с повреждением энергоемкого процесса диастолического транспорта кальция [24]; ухудшение податливости стенок ЛЖ, которое обусловлено изменением механических свойств кардиомиоцитов, состоянием соединительнотканной стромы (фиброза), перикарда, а также изменением геометрии желудочка [25].
У некоторых больных структурнофункциональные изменения сердца протекают по типу преобладания дилатации полостей сердца над гипертрофией, что зачастую сопровождается нарушением систолической функции желудочков [26]. Частота выявления таких изменений существенно ниже. Исходом почти всегда является вторичная дилатационная кардиомиопатия с хронической систолической СН. Очевидно, что такое течение кардиальных осложнений ожирения имеет существенно более неблагоприятный прогноз вследствие более быстрой декомпенсации ХСН. Причины, по которым преобладает тот или иной путь патогенеза кардиального ремоделирования, неясны. По мнению некоторых авторов, они лежат в плоскости генетической предрасположенности.
Очевидно, что объединяют оба патогенетических пути последующие закономерности развития СН в виде воспаления и эндотелиальной дисфункции, хронотропной некомпетентности (депрессии сердечного ритма), изменений энергетики миокарда, метаболических и перфузионных нарушений в скелетной мускулатуре, легочной гипертензии, гиперкатаболизма белка и почечной недостаточности [21]. Эти изменения определяют исход заболевания.
Патогенез сердечной недостаточности при ожирении
Ведущей концепцией развития СН является избыточная активация нейрогормональных систем, прежде всего ренинангиотензинальдостероновой (РААС) и симпатоадреналовой [27]. Важную роль в патогенезе фиброза и апоптоза миокарда напрямую или через каскад сигнальных посредников играют ангиотензин II (АТ II), ренин и альдостерон. Так, АТ II, образующийся в миокарде под влиянием тканевой РААС, повышает проницаемость эндотелия коронарных артерий, облегчая диффузию ростовых факторов к месту их действия, регулирует процессы апоптоза, активирует митогены и факторы роста, участвующие в ремоделировании сердца, стимулирует продукцию цитокинов и других нейрогормонов (альдостерона, вазопрессина, эндотелина) [28].
В ряде работ показана роль активации РААС при ожирении [29]. Существуют доказательства того, что повышение на фоне ожирения уровней АТ II и альдостерона приводит к инсулинорезистентности, снижению синтеза оксида азота в эндотелиальных клетках и синтеза аденозинтрифосфорной кислоты в миокарде [12].
На сегодняшний день как минимум два механизма могут объяснить взаимодействие жировой ткани с РААС. Вопервых, жировая ткань человека инкретирует несколько гуморальных компонентов РААС, в основном ангиотензиноген. Вовторых, рост уровней жирных кислот у тучных пациентов, особенно неэстерифицированных жирных кислот, может стимулировать инкрецию альдостерона независимо от ренина [30]. АТ II и альдостерон также увеличивают выработку активных форм кислорода в различных тканях, включая миокард, что усиливает окислительный стресс [29].
Не меньшее потенциальное значение в регуляции тканевых процессов миокарда имеет альдостерон, системные эффекты которого сформулированы в теории так называемой «новой биологии альдостерона» [31]. Гиперальдестеронизм лежит в основе двух главных патогенетических паттернов. Вопервых, это один из механизмов атерогенеза, который реализуется за счет формирования дисфункции эндотелия, снижения биодоступности оксида азота, системного воспаления и гиперкоагуляции (стимуляция ингибитора активатора плазминогена) [32]. Вовторых, это возможный механизм инициации прогрессирующего фиброза миокарда (снижения плазменного уровня Nконцевого пептида коллагена III типа, активации профибротического цитокина ТФРβ) и формирования ригидной стенки ЛЖ. Такое сочетание нарушенного кровоснабжения и процессов фиброза матрикса миокарда может служить основой для развития патологического ремоделирования сердца с исходом в ХСН.
В неразрывной связи с активацией РААС и других гуморальных факторов находится гиперсимпатикотония [33], которая определяется у большинства больных с выраженным ожирением. Выявлена корреляция повышения тонуса симпатической нервной системы с висцеральным ожирением [15], а также СОАС [2].
Реализация кардиотропного действия жировой ткани осуществляется за счет ее паракринной и эндокринной активности, что подтверждается наличием рецепторов в сосудистой системе, которая имеет рецепторное поле для большинства гуморальных факторов, секретируемых адипоцитами [34]. Избыточное содержание висцеральной жировой ткани, обладающей максимальной гуморальной активностью, считается более неблагоприятным фактором сердечнососудистого риска, чем ожирение как таковое.
В некоторых исследованиях указывается на потенциальную важность анатомической близости висцеральных жировых отложений к сердцу [24]. В настоящее время быстро развивается концепция ожирения сердца как нового фактора сердечнососудистого риска [35]. Жировая ткань эпикарда может непосредственно взаимодействовать с тканью миокарда — обе они имеют общее коронарное кровоснабжение, и между ними нет анатомических барьеров [24, 36]. Биомолекулярные исследования на людях показали, что эпикардиальная жировая ткань является метаболически активным и важным источником про (ФНОα, ИЛ1, ИЛ6) и антивоспалительных (адипонектин) адипокинов, которые могут существенно влиять на сердечную функцию и морфологию [37].
Большое значение в развитии процессов фиброза сердечнососудистой системы придается активности матриксных металлопротеиназ (ММП) и их тканевых ингибиторов (ТИМП) [38]. За способность специфически гидролизовать основные компоненты экстрацеллюлярного матрикса эти ферменты и были названы матриксными металлопротеиназами, или матриксинами [39]. Активность ММП регулируется на разных уровнях, включая транскрипцию, активацию белка и взаимодействие с эндогенными ингибиторами, такими как ТИМП [40].
Последние исследования свидетельствуют о локализации ММП и ТИМП в структурах сердца. Активно анализируются нарушения в системе ММП/ТИМП при ряде острых и хронических заболеваний сердца, определены возможные направления коррекции этих нарушений. Коллагеназы в здоровой ткани миокарда впервые были обнаружены экспериментально в 1975 г. [41]. На сегодняшний день известно несколько типов клеток сердца, включая базофилы, нейтрофилы, гладкомышечные, эндотелиальные клетки и активированные макрофаги, которые под действием провоспалительных цитокинов секретируют ММП.
Одной из функций системы ММП/ТИМП миокарда, вероятно, является обеспечение адаптации сердца к различным условиям гемодинамики путем моделирования жесткости его стенок. При ожирении возникает хроническая гемодинамическая перегрузка за счет увеличения пред и постнагрузки на сердце. При этом состояние системы ММП/ТИМП у лиц с различной степенью ожирения не исследовано.
Наиболее изученными типами ММП в когорте кардиологических больных являются ММП1, ММП2, ММП3 и ММП9 [3, 42]. Плазменное содержание ММП обычно измеряют у пациентов с дилатационной кардиомиопатией. Считается доказанной роль дисбаланса ММП/ТИМП в патогенезе данной патологии. ММП, присутствующие в миокарде, способны активно разрушать компоненты экстрацеллюлярного матрикса сердечной мышцы и функционально участвовать в нарушении структуры соединительной ткани [43]. Повидимому, схожие процессы происходят и у больных ожирением при развитии так называемой вторичной кардиопатии ожирения.
Изучение семейства ММП системы протеолиза в кардиологической практике существенно расширяет представления о патогенетических механизмах возникновения сердечнососудистой патологии. Следует отметить, что роль системы ММП/ТИМП в формировании патологии сердца при ожирении практически не изучалась.
Клиническая картина и особенности диагностики сердечной недостаточности при ожирении
Постановка диагноза ХСН при ожирении может быть ошибочной ввиду частого возникновения одышки и отеков у людей, страдающих ожирением, без нарушения функции сердца. В связи с этим в последнее время большое значение придают разработке инструментальных и лабораторных методов дифференциальной диагностики ДСН у пациентов с ожирением, позволяющих на более раннем этапе определиться с диагнозом и тактикой терапевтического вмешательства.
Классическими симптомами СН являются одышка, слабость и отеки нижних конечностей. В случае присоединения правожелудочковой СН отмечаются увеличение печени и набухание вен шеи [44]. Одышка у больных ожирением может быть связана с детренированностью, низкой сопряженностью процессов вентиляции и кровообращения и тканевого дыхания ввиду большого объема циркулирующей крови и клеточной массы [45], а легочная патология и недостаточность правых отделов сердца также могут быть ошибочно приняты за диастолическую дисфункцию. Слабость — типичный симптом полного человека, она может отмечаться при сопутствующем гипотиреозе или анемии [46]. Отеки при ожирении часто развиваются вследствие лимфовенозной недостаточности, а не нарушения насосной функции сердца. Гепатомегалия — признак неалкогольной жировой болезни печени, а набухание вен шеи наблюдается при СОАС [33].
В настоящее время известно единственное масштабное исследование, посвященное проблеме ранней диагностики ДСН, — Фрамингемское, в ходе которого ученые регистрировали ИМТ испытуемых и отслеживали во времени случаи развития ХСН по общепринятым клиническим критериям. В результате была установлена связь между избыточной массой тела и высоким риском развития СН как у мужчин, так и у женщин, и данный риск был приведен в соответствие с ИМТ. Тем не менее и в этом исследовании не было исключено влияние коморбидных факторов. Обнаружено, что диастолическая дисфункция является независимым прогностическим фактором СН [21].
В нашей стране широкое распространение получила шкала оценки клинического статуса (ШOКС) в модификации В. Ю. Мареева (2000) [47], достоинствами которой являются простота использования, высокая воспроизводимость результатов и отсутствие необходимости применения инструментальных методов исследования. По ШОКС возможно определить и функциональный класс СН. Кроме того, применение этой шкалы в динамике позволяет оценивать эффективность проводимого лечения ХСН, что было подтверждено в ходе российских многоцентровых исследований ФАСOН, БЕЗЕ, СНЕГOВИК и др. [47, 48].
ШOКС ориентирована на пациентов с классической систолической СН. Поэтому ее валидность при оценке ДСН у больных ожирением не изучена.
«Золотым стандартом» верификации СН в клинической практике служит ЭхоКГ, позволяющая выявить структурнофункциональные нарушения сердца [49]. Однако у больных с морбидным ожирением (ИМТ более 50 кг/м2) снижение возможности визуализации ультразвуковой картины приобретает ограничивающий результативность ЭхоКГ характер.
Для диагностики диастолической СН при ожирении лучшим лабораторным биомаркером является натрийуретический пептид Bтипа (brain natriuretic peptide, BNP), уровень которого оказывается, как правило, выше, чем у пациентов без СН, но ниже, чем при систолической СН [50]. BNP линейно коррелирует с диастолическим давлением ЛЖ и диастолическим напряжением стенки ЛЖ при СН с сохраненной фракцией выброса.
Таким образом, диагностика СН у лиц с ожирением в реальной клинической практике имеет определенные сложности, что, в свою очередь, отрицательно влияет на своевременность начала терапии. Очевидно, назрела необходимость выработки и стандартизации новых алгоритмов диагностики СН при ожирении.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Ожирение является причиной сердечной недостаточности (СН) и может приводить к развитию как систолической (реже), так и диастолической (чаще) ее форм. Однако необходимо отметить, что на сегодняшний день знания о влиянии ожирения на структуру и функцию сердца ограничены, это связано с небольшим объемом большинства исследований, отличиями по принципам отбора клинических случаев СН и формирования групп контроля между исследованиями, а также недостаточной коррекцией данных с учетом факторов риска. В механизме развития СН при ожирении ключевое значение имеет активация систем нейрогуморальной регуляции кровообращения: ренинангиотензинальдостероновой и симпатоадреналовой, — но необходимы дальнейшие исследования для оценки вклада указанных нарушений с целью выработки тактики патогенетического лечения и мер первичной и вторичной профилактики.
Реализация нейрогуморальных влияний осуществляется, вероятно, посредством изменений системы матриксных металлопротеиназ (ММП) и их тканевых ингибиторов. При этом исследования указанного эффекта ММП практически отсутствуют.
Клиническая картина СН при ожирении зачастую маскируется коморбидной патологией, в связи с чем общепринятые шкалы оценки клинического статуса обладают низкой чувствительностью. Инструментальная и лабораторная диагностика СН при ожирении также имеет определенные ограничения. Все это требует разработки новых скрининговых диагностических шкал, выработки и стандартизации новых алгоритмов диагностики СН при ожирении, а также проведения проспективных исследований для их валидизации.