Нагрузочная проба с газовым анализом, или эргоспирометрия (ЭСМ), — наиболее точный метод оценки функционального статуса, результаты которого обладают высокой прогностической значимостью при хронической сердечной недостаточности (ХСН). От привычных проб с физической нагрузкой ЭСМ отличается тем, что помимо контроля электрокардиограммы (ЭКГ), частоты сердечных сокращений (ЧСС) и артериального давления (АД) в процессе ее выполнения регистрируются показатели легочного газообмена [4]. По результатам ЭСМ определяется почти 50 параметров, основными из которых являются потребление кислорода (VO₂), выделение углекислого газа (VCO₂), их разница — коэффициент легочного газообмена (respiratory exchange ratio или RER), вентиляторный анаэробный порог (уровень потребления кислорода, при котором продукция энергии начинает дополняться анаэробными механизмами), минутная вентиляция легких (VE) и отношение VE/VCO₂, характеризующее эффективность вентиляции легких. В последние годы большое значение также придается наличию феномена нагрузочной осцилляторной вентиляции (exercise oscillatory ventilation, EOV), характеризующейся колебаниями минутной вентиляции и дыхательного объема по типу крещендо-декрещендо с амплитудой ≥15% от исходных значений в течение ≥60% времени от продолжительности теста [1, 2, 4, 10].

Впервые достоинства ЭСМ в оценке функционального статуса пациентов с ХСН продемонстрированы в работе K. Weber [24]. Обобщив показатели максимального потребления кислорода (VO₂max), вентиляторного анаэробного порога (ВАП) и VE, К. Weber сформулировал функциональную классификацию сердечной недостаточности по степени тяжести (табл. 1).

С конца 80-х годов прошлого века появилось множество работ, свидетельствовавших о прогностической ценности ряда показателей ЭСМ у больных с ХСН [11]. В первую очередь это касается максимального (пикового) потребления кислорода (VO₂peak). Исходя из результатов, полученных D. Mancini в 1991 г. [21], VO₂peak менее 14 мл/кг/мин при условии достижения пациентом ВАП свидетельствовало о неблагоприятном ближайшем прогнозе и было одобрено АСС/АНА в качестве порогового для отбора пациентов с ХСН на трансплантацию сердца.

Существует ряд вопросов, касающихся пороговых значений VO₂peak в отношении неблагоприятного прогноза. Не следует забывать, что этот показатель зависит от таких внекардиальных факторов, как пол (у женщин оно меньше, чем у мужчин), возраст (с годами снижается), уровень исходной физической подготовки, соотношение мышечной и жировой массы, транспортная способность крови [8, 10, 11, 23]. Кроме того, за последние 20 лет благодаря изменению тактики фармакотерапии (широкое внедрение β-адреноблокаторов и ингибиторов ренин-ангиотензин-альдостероновой системы) и совершенствованию электрофизиологических методов лечения и профилактики (установка ресинхронизирующих устройств, имплантация кардиовертеров-дефибрилляторов) наметилась отчетливая тенденция к снижению смертности больных с ХСН [3, 5, 6, 17, 25]. В связи с этим VO₂peak <14 мл/кг/мин перестало считаться столь однозначной пограничной величиной для отбора пациентов на трансплантацию сердца. В настоящее время большинством исследователей VO₂peak <10 мл/кг/мин при достижении ВАП расценивается как пограничное в отношении неблагоприятного исхода в короткие сроки и рассматривается как одно из показаний к пересадке сердца. Не вызывает сомнений уровень VO₂peak, ассоциированный с хорошим прогнозом — более 18 мл/кг/мин; VO₂peak от 10 до 18 мл/кг/мин остается достаточно большой «серой зоной» прогностической неопределенности [8].

Еще одной проблемой является выполнение информативного нагрузочного теста. Значения VO₂peak могут быть занижены по субъективным причинам, в том числе в связи с недостаточной мотивацией пациента или преждевременной остановкой теста врачом, проводящим исследование. Усилие больного считается достаточным и тест информативным, если достигнут ВАП, обычно составляющий 50—70% от VO₂peak [4]. Помимо ВАП, судить об информативности теста можно по достижению хотя бы 85% от максимальной для возраста ЧСС (ЧСС=220 – возраст). Вместе с тем максимальная ЧСС — показатель вариабельный (в популяции различия составляют ±12 уд/мин). Повсеместное использование β-адреноблокаторов для лечения ХСН дополнительно снизило информативность этого показателя [3].

Коэффициент легочного газообмена (RER) — отношение VCO₂/VO₂, является наиболее точным и надежным индикатором усилия при тестировании как здоровых лиц, так и пациентов с любой патологией. При этом RER дает возможность не учитывать ЧСС при оценке информативности пробы [4]. При интенсивной нагрузке продукция СО2 начинает обгонять потребление О2 и RER превышает 1, что может служить критерием информативности пробы. Достижение пикового RER <1,0 во время пробы, остановленной по просьбе пациента, в отсутствие изменений на ЭКГ и гемодинамических нарушений, как правило, свидетельствует о недостаточном усилии со стороны пациента. Поэтому считается, что при RER <1,0 достигнутое VO₂peak теряет свою прогностическую ценность [19].

В исследования прогностического значения VO₂peak не включались пациенты, не достигавшие целевых значений RER, и доля таких пациентов никак не учитывалась. Тем не менее в обычной клинической практике достижение RER >1,0 при ЭСМ представляет большую сложность у больных с ХСН в силу тяжести заболевания, низкой переносимости нагрузок и психологических особенностей.

Прогностическая ценность VO₂peak возрастает при его сочетании с другими предикторами [20]. На этом основании разработан ряд комбинированных прогностических моделей, например Heart Failure Survival Score:

Heart Failure Survival Score (HFSS) = [1 (при наличии ИБС) или 0 (если ИБС нет)] · 0,6931 + [1 (комплекс QRS более 120 мс) или 0 (в ее отсутствие)] · 0,6083 + (фракция выброса левого желудочка — ФВ ЛЖ, %) · (–0,0464) + ЧСС · 0,0216 + (содержание натрия в крови) · (–0,047) + (среднее АД) · (–0,0255) + (VO₂peak) · (–0,0546).

Риск неблагоприятного исхода расценивается как низкий при HFSS > 8,10, как средний при 7,20< HFSS <8,09, и как высокий — при HFSS <7,20 [12].

В целом ряде исследований продемонстрировано, что и некоторые другие показатели ЭСМ, такие как потребление кислорода на уровне ВАП, коэффициент эффективности потребления кислорода (функция наклона VO₂ к десятичному логарифму VE) [7, 18], VE/VCO₂ [23], наличие EOV, парциальное давление СO₂ в выдыхаемом воздухе (PetCO₂) также обладают прогностическим значением наравне c VO₂peak, а комбинация нескольких параметров позволяет существенно повысить точность прогноза ХСН [9, 22]. Большим достоинством этих показателей является то, что для обеспечения их информативности от пациента не требуется максимальное усилие и, соответственно, она сохраняется при пиковом RER <1,0.

В наиболее современных рекомендациях по ЭСМ при ХСН, выпущенных совместно Европейским обществом кардиологов с Американской коллегией кардиологов/Американской ассоциацией сердца в 2012 г., предложена прогностическая и диагностическая модель [16], которая учитывает ряд показателей — как специфических для ЭСМ, так и стандартных для нагрузочного тестирования (см. рисунок на цв. вклейке).

Авторы рекомендаций предлагают использовать данную модель у пациентов как со сниженной, так и с сохраненной ФВ ЛЖ, а также с сердечной недостаточностью, обусловленной врожденными пороками сердца, хотя большинство исследований в этой области включали пациентов с ХСН и ФВ ЛЖ <40%. В последние годы появились работы, посвященные прогностическому значению ЭСМ у пациентов с ХСН с сохраненной ФВ ЛЖ [8, 14, 15], однако их результаты неоднозначны и обусловливают необходимость дальнейшего накопления данных и дополнительных исследований. Кроме того, недостаточно изученными в этом отношении контингентами пациентов являются женщины и пожилые больные с ХСН.

Цель исследования — сопоставление показателей ЭСМ у пациентов с ХСН в зависимости от возраста, пола, вида ХСН (с сохраненной или сниженной ФВ ЛЖ) и достижения целевых значений RER.

Проанализированы результаты 200 ЭСМ, выполненных на базе клиники кардиологии УКБ №1 Первого МГМУ им. И.М. Сеченова у пациентов с ХСН I—III ФК различной этиологии в 2007—2012 гг. ЭСМ проводилась у пациентов в стабильном состоянии в отсутствие противопоказаний, к которым относили острую/декомпенсированную сердечную недостаточность, необходимость во внутривенной терапии диуретиками и инотропными препаратами, нестабильность гемодинамики, электролитов или креатинина, а также стандартные противопоказания к проведению нагрузочных проб: угрожающие жизни нарушения ритма и проводимости, гемодинамически значимые пороки клапанов сердца, недавний ОИМ или инсульт, нестабильная стенокардия, тяжелая сопутствующая патология, в частности неконтролируемый сахарный диабет, анемия, хроническая обструктивная болезнь легких и др., острые воспалительные заболевания, опорно-двигательные или неврологические нарушения, затрудняющие выполнение теста, и несогласие пациента или лечащего врача на исследование [11, 13]. Таким образом, среди пациентов, госпитализированных в указанные сроки по поводу ХСН, почти у 75% имелись противопоказания к проведению нагрузочного теста. Как минимум, для ¹/₃ пациентов и впоследствии, после стабилизации состояния, проведение нагрузочного теста не представлялось возможным главным образом в силу наличия клапанной, суставной или неврологической патологии.

Среди обследованных закономерно преобладали мужчины (84%); средний возраст составил 60,0±12,8 года, средний индекс массы тела — 27,1±6,7 кг/м². Средняя ФВ ЛЖ достигала 37,9±13,4%. Доля пациентов с сохраненной ФВ ЛЖ составила 32%. Длительность ХСН на момент тестирования составляла 2,76±2,34 года. В 53,8% случаев ХСН была обусловлена ИБС. Другими причинами были кардиомиопатии (дилатационная, воспалительная, антрациклин-индуцированная, гипертрофическая, некомпактный миокард) и гипертоническая болезнь. Постоянная форма фибрилляции предсердий имелась у 26,5% больных. У 9 (4,5%) пациентов был установлен электрокардиостимулятор, у 3 (1,5%) — устройство кардиоресинхронизирующей терапии, у 4 (2%) — устройство кардиоресинхронизирующей терапии с функцией дефибриллятора, у 1 (0,5%) больного был имплантирован кардиовертер-дефибриллятор. β-Адреноблокаторы и ингибиторы ангиотензинпревращающего фермента/блокаторы рецепторов ангиотензина получали соответственно 93,4 и 89,6% пациентов в суточной дозе, равной как минимум 50% от целевых. Пероральные петлевые диуретики получали 72,6%, антагонисты минералокортикоидных рецепторов — 69,8%, амиодарон — 22,6%, дигоксин — 20,8% больных.

До проведения ЭСМ всем пациентам выполняли эхокардиографию, а также холтеровское мониторирование для выявления потенциально злокачественных аритмий. Пациенты выполняли тест с 6-минутной ходьбой, позволявший ориентировочно оценить толерантность к нагрузке и выбрать протокол тестирования. ЭСМ проводили с помощью оборудования для проведения нагрузочных проб с газовым анализом Schiller Cardiovit CS-200 Ergo-Spiro на беговой дорожке. Пациенты с ХСН I ФК в основном выполняли протоколы Bruce — стандартный и модифицированный, с более выраженной ХСН — преимущественно модифицированный протокол Naughton со ступенчатым возрастанием нагрузки [8]. Критерием выполнения информативного теста служило появление лимитирующих симптомов — одышки и/или усталости выраженностью ≥17 баллов по шкале Борга («очень тяжело») [11] при условии достижения ВАП.

У 15 (7,5%) пациентов нагрузочное тестирование было прекращено досрочно (до достижения ВАП) в связи с индукцией частой групповой желудочковой экстрасистолии (у 5), развитием тахикардии с широкими комплексами QRS (у 3), значимой депрессией ST (у 3), головокружением (у 2), болью в ногах (у 1), предобморочным состоянием (у 1). Летальных исходов или осложнений, потребовавших экстренных врачебных манипуляций или госпитализации, отмечено не было.

Наиболее частыми причинами своевременного прекращения симптом-лимитированного теста были одышка (46,2% пациентов) и общее утомление (30,2%). Изменения на ЭКГ (нарушения ритма сердца или ишемическая динамика сегмента ST—T) послужили причиной остановки у 10,7% пациентов.

Мы проанализировали результаты тестирования и другие характеристики пациентов в зависимости от пола (табл. 2),

Особенности женской популяции пациентов с ХСН соответствовали данным эпидемиологических исследований: женщины были старше, среди них была несколько меньше распространена ишемическая этиология ХСН и больше — сохраненная ФВ ЛЖ (на уровне тенденции). Вместе с тем, судя по показателю E/e´, существенных различий по давлению заполнения ЛЖ не выявлено. Сопутствующая патология, которая могла существенно повлиять на результаты ЭСМ (хроническая обструктивная болезнь легких, фибрилляция предсердий), в целом встречалась реже. Толерантность к нагрузке у женщин была значительно ниже по всем показателям (тест 6-минутной ходьбой, время нагрузки, ВАП и пиковое VO₂), однако это было обусловлено не более тяжелой ХСН, а собственно женским полом и более старшим возрастом, поскольку женщины достигали более высокого процента от ожидаемого пикового потребления кислорода, чем мужчины. Целевых значений RER, указывающих на достаточное усилие пациентки, удавалось достичь не реже, чем у мужчин. С тенденцией к статистической значимости реже выявлялся феномен осцилляторной вентиляции при нагрузке, что также указывало на несколько меньшую тяжесть ХСН в целом. Прочие прогностически значимые показатели ЭСМ у мужчин и женщин не различались.

Среди пациентов старше 65 лет по сравнению с более молодыми было ожидаемо больше женщин, выше распространенность сохраненной ФВ ЛЖ и фибрилляцией предсердий. Все показатели, отражающие толерантность к нагрузке, были закономерно ниже в связи с возрастом и, вероятно, полом пациентов (достигнутое VO₂, соотнесенное с нормой, даже несколько выше, чем у более молодых). Вместе с тем выявлялись более выраженные нарушения легочной вентиляции (PetCO₂, VE/VCО2), являющиеся одной из причин большей тяжести симптомов ХСН и прогностическими факторами неблагоприятного прогноза. Помимо этого, чаще отмечалось прогностически неблагоприятное отсутствие динамики АД или его снижение на фоне нагрузки.

При ХСН с сохраненной и сниженной ФВ ЛЖ не выявлено существенных различий в переносимости нагрузок и в других прогностически значимых показателях. Процент от ожидаемого пикового потребления кислорода при сохраненной ФВ ЛЖ был выше с тенденцией, близкой к статистически значимой, что также отражало роль старшего возраста и большей распространенности женского пола в снижении аэробной работоспособности у пациентов данной группы. Кроме того, гемодинамические параметры у них были «лучше» (хотя и статистически незначимо), в сумме указывая на меньшую тяжесть ХСН (выше систолическое АД, ниже ЧСС и E/e´).

Целевого значения RER (≥1,0) удалось достичь лишь у 36,8% от общего числа пациентов. Отсутствие достижения целевого RER не было связано ни с возрастом, ни с полом, ни с этиологией ХСН или ФВ ЛЖ. У пациентов, не достигших RER ≥1,0, пиковое потребление O₂ было закономерно ниже, однако это нельзя связывать лишь с субъективными причинами (недостаточным усилием пациента). В этой группе суммарно чаще встречались сопутствующие заболевания, снижающие толерантность к нагрузке. Об истинном снижении аэробной работоспособности свидетельствовал более низкий уровень потребления O₂ на уровне вентиляторного анаэробного порога — показатель, не требовавший выполнения максимальной нагрузки. Существенно ниже была эффективность легочной вентиляции, судя по более высокому VE/VCO₂ (оценка этого показателя также не зависит от RER). Большая степень вентиляторных нарушений в сочетании с более высокой ЧСС в покое (с тенденцией к статистической значимости) свидетельствовала о более значительной нейрогуморальной активации вследствие сопутствующих заболеваний, большей тяжести ХСН, либо неоптимальной терапии (в частности, недостаточной дозы β-адреноблокаторов) [3, 6], и указывала на худший прогноз.

Таким образом, ЭСМ является достаточно безопасной процедурой у пациентов с ХСН при условии тщательного отбора их в соответствии с рекомендациями ACC/AHA по проведению нагрузочных тестов [13]. Пиковое потребление кислорода остается наиболее важным показателем ЭСМ как для оценки толерантности к физическим нагрузкам, так и для определения ближайшего прогноза. Вместе с тем, как и у здоровых лиц, у больных с ХСН оно закономерно снижается с возрастом, а у женщин оно ниже, чем у мужчин. В связи с этим у пожилых пациентов и у женщин следует ориентироваться не только на абсолютные значения потребления кислорода, но и на соотнесенные с нормой, рассчитанной с учетом пола и возраста, и обязательно учитывать другие прогностически значимые показатели ЭСМ. Кроме того, требуется уточнение специфических для женщин прогностических значений пикового потребления кислорода.

Показатели ЭСМ у пациентов с ХСН с сохраненной и сниженной ФВ ЛЖ существенно не различаются, однако для определения прогностической значимости этих показателей при сохраненной ФВ ЛЖ необходимы дальнейшие исследования.

Наиболее точным показателем информативности ЭСМ является достижение коэффициента легочного газообмена (RER) ≥1,0, иначе пиковое потребление кислорода теряет свою прогностическую и диагностическую ценность. К сожалению, в реальной практике целевого значения RER удается достичь менее чем у 50% больных с ХСН. Тем не менее даже в отсутствие достижения целевого RER ЭСМ позволяет получить целый ряд показателей, которые не требуют максимального усилия пациента, и на которые можно опираться при оценке функционального статуса и прогноза.