Разработка и анализ использования системы кардиореспираторного анализа для диагностики, объективизации тяжести сердечно-легочной недостаточности и оценки эффективности терапии и реабилитации больных с хронической сердечной недостаточностью и хронической обструктивной болезнью легких

Научное направление: клинические исследования в кардиологии

1 место

Проект представил: Токмачев Роман Евгеньевич

Авторы: Токмачев Роман Евгеньевич

Научный руководитель: Будневский Андрей Валериевич

Организация: Воронежский ГМУ им. Н.Н. Бурденко

Актуальность, научная новизна: 

Хроническая сердечная недостаточность (ХСН)является одним из наиболее широко распространенных сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ). Количество больных ХСН возрастает с каждым годом как в РФ, так и в мире в целом. В России диагноз ХСН установлен у 7-10 % всего населения страны (в 21 веке число пациентов с ХСН увеличилось в 2 раза: с 7,18 до 14,92 млн., а пациентов с тяжелой ХСН III–IV ФК – в 3,4 раза: с 1,76 до 6 млн. человек). Декомпенсация ХСН, как причина госпитализации в кардиологические отделения, играет главенствующую роль: это одна из ведущих причин госпитализации в кардиологические отделения (почти 49% пациентов) и сопутствующая патология у 92% пациентов. Годовая смертность среди госпитализированных больных ХСН составляет 17%, а среди амбулаторных – 7%. Стоит отметить тот факт, что количество госпитализаций по причине сердечно-сосудистых заболеваний не менялось с 2000 по 2010 годы, в то время как по другим причинам увеличивалось. Именно поэтому особую актуальность приобретает разработка терапевтических стратегий ведения пациентов с ХСН и коморбидной патологией, так как сочетание ХСН с другими заболеваниями значительно ухудшает прогноз.
Другой глобальной проблемой 20-21 века является ХОБЛ, распространенность которой во взрослой популяции составляет в среднем 10-12%, причем заболеваемость имеет тенденцию к увеличению с возрастом от 2,6% в возрастной группе 18-34 до 12,5 % у 75-летней популяции. Многие исследования демонстрируют, что более 50 % взрослого населения имеют ту или иную легочную дисфункцию, игнорируя это, поэтому распространенность ХОБЛ может быть недооценена.
Часто оба заболевания (ХОБЛ и ХСН) являются коморбидными. Считается, что ХОБЛ страдают около трети больных с ХСН. Наличие ХОБЛ ассоциируется с повышенным риском повторной госпитализации и летального исхода. В свою очередь, ХСН встречается у 8-27% ХОБЛ [5,6]. Как и ХСН, ХОБЛ относится к широко распространенным заболеваниям, что объясняется курением табака, загрязнением окружающей среды и частой заболеваемостью острыми респираторными вирусными инфекциями (ОРВИ). Распространенность ХОБЛ у лиц старше 40 лет, по данным исследования BOLD, составляет 10,1±4,8%. Традиционно, ведущей причиной смерти больных ХОБЛ считается дыхательная недостаточность (ДН), однако это справедливо лишь для тяжелого течения заболевания. У пациентов с легкими и среднетяжелыми формами ХОБЛ на первое место по летальности выходят сердечно-сосудистые заболевания — ишемическая болезнь сердца (ИБС) и ХСН. Риск сердечно-сосудистой смерти таких больных выше в 2-3 раза, чем в популяции. Так, D.D. Sin и соавт. установили, что при снижении объема форсированного выдоха за первую секунду (ОФВ1) на каждые 10% общая смертность возрастает на 14%, сердечно-сосудистая смертность — на 28%, а риск развития нефатального коронарного события — почти на 20%. Согласно исследованию TORCH, причины смертельного исхода среди пациентов с ХОБЛ могут быть представлены следующим образом: 27% летальных исходов обусловлены сердечно-сосудистыми осложнениями, 35% - респираторными причинами, 21% связан со злокачественными новообразованиями, 10% - какими-либо другими причинами.
В настоящее время активно изучаются патогенетические взаимосвязи этих двух патологий («кардиопульмональный континуум»): системное воспаление, активация нейрогуморальных систем. Пациенты с ХОБЛ имеют постоянную (хроническая дыхательная недостаточность) или интермиттирующую (физическая нагрузка, обострения, период сна) гипоксию, которая приводит к нарушению сократимости миокарда в результате изменений метаболизма кардиомиоцитов. Одним из основных факторов нарушения расслабления и формирования диастолической дисфункции является нарушение транспорта внутриклеточного кальция в кардиомиоцитах на фоне гипоксии (перегрузка кальцием). Активация нейрогуморальных систем (симпатоадреналовой и ренин-ангиотензин-альдостероновой систем) на фоне гипоксии также приводит к прямым ремоделирующим эффектам с формированием гипертрофии, фиброза миокарда и нарушению функций сердца. Повышение синтеза нейрогормонов при ремоделировании сердца приводит к активации воспалительных цитокинов, которые обладают рядом негативных эффектов. В частности, ИЛ-6 является маркером неблагоприятного прогноза при ХСН. С тяжестью клинических проявлений и активностью нейрогуморального фона при декомпенсации прямо коррелирует уровень фактора некроза опухоли-α; (ФНО-α;) (Сидоренко Б.А. и соавт., 2014; Wedel H. и соавт., 2009; Rajendiran K.S. и соавт., 2014).
В свою очередь, в патогенезе ХОБЛ основная роль отводится системному воспалению. Мелкие частицы при курении попадают глубоко в нижние дыхательные пути и оседают в респираторных бронхиолах и альвеолах, способствуя развитию легочного воспаления и бронхиолита, являющихся ранними признаками поражения дыхательных путей при ХОБЛ. Прогрессирующее накопление макрофагов, нейтрофилов, Т- и В-лимфоцитов приводит к усиленной продукции провоспалительных медиаторов: фактора некроза опухоли (ФНО), интерлейкинов (ИЛ) 1, 6, 8, гранулоцитарно-макрофагального колониестимулирующиего фактора (ГМ-КСФ), активных форм кислорода и протеаз (эластазы, матриксных металлопротеиназ 9 и 12). Эти медиаторы попадают в системный кровоток и воздействуют на эндотелий сосудов, тромбоциты и гепатоциты, вызывая системное воспаление и гиперкоагуляцию, что приводит к эндотелиальной дисфункции, способствует формированию атеросклеротических бляшек. Под влиянием данных стимулов стволовые клетки костного мозга трансформируются в моноциты и нейтрофилы. Таким образом, ХОБЛ и ХСН имеют двунаправленный характер взаимосвязи. С одной стороны, ХСН ухудшает прогноз и увеличивает частоту госпитализаций у больных ХОБЛ. С другой стороны, отмечается увеличение распространенности ХСН и сердечно-сосудистых осложнений по мере нарастания степени тяжести ХОБЛ.
Так же, стоит отметить трудности диагностики данных коморбидных патологий. В соответствии с современными рекомендациями определение натрийуретических пептидов (NP) может быть использовано в качестве начального диагностического теста при ХСН. Повышение NP позволяет произвести селекцию пациентов для дальнейшего обследования. У пациентов с нормальными значениями NP вероятность СН низкая. Для пациентов в стабильном состоянии, вне обострения верхняя граница нормальных значений для BNP составляет 35 пг/мл и для NT-proBNP- 125 пг/мл.
Уровень NTproBNP >125 пг/мл и/или BNP>35 пг/мл, в сочетании со структурной патологией сердца (например увеличение ЛП) или диастолической дисфункцией означает диагноз СН с сохраненной фракцией выброса у пациентов с симптомами и клиническими признаками. В острой ситуации максимально допустимые значения границ составляют 100 пг/мл и 300 пг/мл соответственно. Позиция современных рекомендаций – определение NP необходимо не для подтверждения СН, а для исключения ее наличия. Среди факторов, ослабляющих диагностическую ценность NP – возраст, почечная недостаточность (повышение уровня NP), при ожирении уровни NP могут снижаться. Так же, многие исследования демонстрируют тенденцию к повышению МНУП у пожилых пациентов с АГ, при легочном сердце, фибрилляции предсердий - состояниях, которые часто ассоциированы с ХОБЛ. Необходимо проведение дополнительных исследований для определения роли натрийуретических пептидов в диагностике и определении прогноза у пациентов ХОБЛ.
В соответствии со стратегией GOLD критерием, используемым для диагностики ХОБЛ, является отношение ОФВ1/ФЖЕЛ<0,7. Существует опасность гипердиагностики ХОБЛ у пожилых пациентов так как спирометрические критерии ХОБЛ не скорректированы по возрасту. Часто симптомы обострения ХОБЛ принимаются за декомпенсацию ХСН, что приводит к неправильной тактики ведения пациентов с увеличением доз диуретиков, кардиотропных препаратов, в том числе низкоселективных или неселективных бета-адреноблокаторов (БАБ), которые в условиях обострения ХОБЛ могут реализовывать свои побочные эффекты (нарушение мукоцилиарного клиренса, обструкция бронхов).
Таким образом, частое сочетание ХСН и ХОБЛ, взаимное отягощение течения патологии и сложность диагностики предполагают дальнейшее изучение механизмов формирования, клинического течения, диагностики и реабилитации пациентов c кардиопульмональной патологией.
Новизна научного исследования: 1) Разработка четких диагностических критериев тяжести обострений ХОБЛ и декомпенсации ХСН с помощью комплекса кардиореспираторного анализа (Патент 2637917 RU, Устройство для кардиореспираторного анализа и способ оценки кардиореспираторного состояния / авторы Токмачев Р.Е., Максимов А.В., Будневский А.В. и др. (2017)). 2) Разработка критериев выделения пациентов высокого риска для коррекции применяемых терапевтических стратегий. 3) Разработка способа прогнозирования течения ХОБЛ и ХСН для применения адекватных терапевтических мероприятий с целью избежать излишней терапии и полипрагмазии. 4) Применение комплексного подхода к разработке системы лечебно-профилактических мероприятий, включающих обучение и физическую реабилитацию больных ХОБЛ и ХСН. 5) Применение персонифицированного подхода к контролю эффективности лечения обострения ХОБЛ/декомпенсации ХСН.
В основе исследования лежит исследование состояния кардиреспираторной системы у больных ХОБЛ и ХСН с использованием инновационного программно-аппаратного комплекса, защищенного патентом РФ 2637917 RU, Устройство для кардиореспираторного анализа и способ оценки кардиореспираторного состояния / авторы Токмачев Р.Е., Максимов А.В., Будневский А.В. и др. (2017). Изобретение включено Роспатентом в 100 лучших изобретений России (2017 год) и базу "ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ РОССИИ", награждено золотой медалью XXI Московского международного салона изобретений и инноваций «АРХИМЕД-2018» за разработку «Технология экспресс-оценки состояния кардиореспираторной системы».

Практическая значимость: 

Переход к персонализированной медицине, высокотехнологичному здравоохранению и технологиям здоровьесбережения, в том числе за счет рационального применения лекарственных препаратов. Совершенствование нейрогуморальной и иммуно-воспалительной концепции патогенеза сердечной недостаточности приведет к разработке новых фармакологических подходов к лечению ХОБЛ и ХСН (попытки разработать эффективные лекарственные средства, подавляющие системное воспаление, влияющее на апоптоз кардиомиоцитов). Усовершенствование диагностики обострений ХОБЛ/декомпенсации ХСН,прогнозирования течения ХОБЛ и ХСН с учетом клинико-инструментального и лабораторного статуса больных, планов и стандартов оказания медицинской помощи больным ХОБЛ и ХСН.