Введение

Ожирение в современном мире достигло масштабов эпидемии во всех возрастных группах и в настоящее время рассматривается как одна из основных проблем здравоохранения в связи с высоким уровнем ассоциированных с ним заболеваемости и смертности, а также медицинскими затратами [1, 2].

У пациентов с ожирением увеличена распространенность коморбидных заболеваний, включая некоторые формы рака, сердечно-сосудистую патологию, стеатогепатит, артрит и сахарный диабет (СД) 2-го типа [3]. Ожирение представляет собой гетерогенное заболевание, при котором сложное взаимодействие биологических, поведенческих и средовых факторов приводит к состоянию постоянного положительного энергетического баланса с накоплением жировой ткани и увеличением массы тела. Особенно важно полностью раскрыть патофизиологические основы этого заболевания для создания методов диагностики и лечения, направленных на снижение массы тела и уменьшение неблагоприятного воздействия ожирения на здоровье человека. Результаты последних исследований указывают на значимую роль эндотелиальных клеток (ЭК) в регуляции системного метаболизма и наличие двусторонней коммуникации между эндотелием и органами, в которых ЭК расположены.

Роль эндотелиальной дисфункции при ожирении

Эндотелиальная дисфункция — одно из наиболее ранних сосудистых изменений, наблюдающихся при ожирении, при котором ЭК подвергаются активации и приобретают проатеросклеротический фенотип [4]. Такое состояние сопровождается снижением доступности оксида азота (NO) в результате ускорения разрушения молекулы как вследствие образования активных форм кислорода (АФК) в сосудистом русле, так и изменения его синтеза под воздействием эндотелиальной NO-синтетазы (eNOS) [5, 6].

Аргиназа-1 и -2 — внутриклеточные ферменты цикла мочевины, обеспечивающие гидролиз L-аргинина до мочевины и L-орнитина. В результате конкуренции за субстрат реакции L-аргинин увеличение активности этих ферментов приводит к разъединению молекул eNOS и снижению способности к синтезу NO. Таким образом, активация аргиназы-1 и -2 вносит вклад в развитие сосудистой патологии за счет стимуляции эндотелиальной дисфункции [7, 8]. Помимо изменения функционирования внутриклеточных сигнальных путей, развитию эндотелиальной дисфункции также способствуют аутокринные, паракринные и эндокринные сигналы, а также системное воспаление [9]. В частности, провоспалительный цитокин ФНО-α играет ключевую роль в снижении доступности NO при ожирении у человека преимущественно за счет стимуляции образования АФК [10]. Вышеуказанные механизмы в основном были продемонстрированы на уровне микроциркуляторного русла благодаря использованию сложных методологических подходов, позволяющих изучить патофизиологические изменения на молекулярном уровне.

Жесткость сосудистой стенки

Связанная с ожирением эндотелиальная дисфункция и увеличение активности симпатической нервной системы приводят к повышению жесткости сосудистой стенки, которая представляет собой патологический процесс, определяющий увеличение распространенности сердечно-сосудистой патологии при ожирении, независимо от других классических факторов риска [11].

Повышение жесткости сосудистой стенки отражает дегенеративные изменения во внеклеточном матриксе медии, характеризуемые разрушением эластина и отложением коллагена с образованием поперечных сшивок. С патофизиологической точки зрения, ригидность сосудистой стенки у пациентов с ожирением отличается от процессов, наблюдаемых при атеросклерозе, в рамках которых происходит интимы, накопление липидов, воспалительных клеток и миграцией гладкомышечных сосудистых клеток с формированием пенистых клеток. С другой стороны, оба процесса часто сосуществуют в одной и той же области и имеют общие факторы риска, относящиеся к старению сосудистой системы [12].

Эндотелиальная дисфункция также приводит к «функциональному» увеличению жесткости сосудистой стенки, так как постоянное выделение ЭК NO обеспечивает функциональную регуляцию эластичности стенки артерий, чтобы обеспечить адаптацию механики периферического артериального русла к изменениям кровотока [13, 14]. Некоторые патофизиологические изменения, связанные со «структурным» увеличением жесткости сосудистой стенки (отложение коллагена, стойкое снижение пульсового растяжения и повышение осциллирующего напряжения сдвига), могут приводить к снижению синтеза NO, активности и количества eNOS [15—17], обусловливая дальнейшее утяжеление патологического процесса сосудистой стенки.

Цель настоящего обзора — обобщение данных литературы, касающихся изменения параметров жесткости сосудистой стенки у пациентов с ожирением и возможности их использования в качестве дополнительных маркеров для улучшения диагностики и оценки эффективности лечения этой категории пациентов.

Методы оценки жесткости сосудистой стенки

Жесткость сосудистой стенки определяется различными факторами, в том числе возрастом, полом и уровнем артериального давления (АД) [18, 19]. Повышение жесткости сосудистой стенки предшествует изменениям структуры сосудов, поэтому раннее выявление этого состояния играет важную роль в профилактике сердечно-сосудистых заболеваний и ожирения [20, 21].

Жесткость сосудистой стенки можно оценивать неинвазивно по нескольким параметрам. Золотым стандартом считается каротидно-бедренная скорость пульсовой волны (CF-PWV), определяемая с помощью тонометрии [19]. CF-PWV зависит от АД в момент измерения и отражает жесткость сосудистой стенки нисходящего отдела аорты, подвздошных артерий, первого сегмента бедренной артерии, брахиоцефального ствола и общей сонной артерии, но не позволяет оценить восходящий отдел аорты [21].

Одним из наиболее часто используемых методов для оценки жесткости сосудистой стенки является объемная сфигмография [22]. Аппарат VaSera, широко применяемый в клинической практике, проводит измерение пульсовой волны с помощью манжет в нескольких местах — на левой и правой лодыжке и на левом и правом плече. Его широко используют для оценки жесткости сосудистой стенки с помощью сердечно-лодыжечного сосудистого индекса (CAVI), позволяющего оценить жесткость сосудистой стенки на уровне аорты (включая восходящий отдел), подвздошных, бедренных и берцовых артериях. Значение CAVI не зависит от уровня АД на момент измерения [23] и позволяет прогнозировать новые сердечно-сосудистые события у пациентов с ожирением [24].

CAVI измеряют следующим образом: скорость пульсовой волны (СПВ) вычисляют путем деления длины сосуда (L) на время (T), требующееся для прохождения пульсовой волны от клапана аорты до лодыжки. Фактически, оценить Т достаточно сложно, поскольку начало движения крови от аортального клапана сложно отличить от звука открытия клапана. По этой причине Т вычисляют путем суммирования tb и tba (не t’b и tba), так как t’b и tb теоретически равны (tba — время между подъемом пульсовой волны на плече и подъемом пульсовой волны на лодыжке; tb —время между звуком закрытия аортального клапана и зубцом пульсовой волны на плече; t’b — время между звуком открытия аортального клапана и подъемом пульсовой волны на плече) [25, 26] (см. рисунок).

Методика измерения индекса CAVI.

CAVI Index Measurement Technique.

Для обнаружения пульсовой волны на плече и лодыжке с помощью манжеты в ней поддерживают низкое давление (от 30 до 50 мм рт.ст.), чтобы минимально повлиять на гемодинамику. После процедуры также измеряют АД. В итоге CAVI оценивается по следующей формуле:

CAVI=a{(2p/∆P)·ln(САД/ДАД)СПВ²}+b,

где САД — систолическое АД; ДАД — диастолическое АД; ∆P — разница между САД и ДАД; p — плотность крови; a и b — константы.

Другой показатель, основанный на осциллометрии — СПВ на плече и лодыжке (baPWV), позволяет оценить жесткость стенки периферических артерий на уровне голени и плеча [27]. Он рассчитывается по следующей формуле:

baPWV=(0,5934×рост (см)+14,4724)/tba,

где tba — время прохождения пульсовой волны от сердца до лодыжки.

Имеются данные, свидетельствующие, что CAVI коррелирует с избыточной массой тела и ожирением. H. Park и соавт. (2012) продемонстрировали положительную связь между уровнем висцерального жира, особенно эпикардиально расположенного, с индексом CAVI. С подкожно расположенным жиром связи выявлено не было [28]. Эти результаты позволяют предполагать, что с помощью индекса CAVI можно дифференцировать висцеральное ожирение от подкожного. N. Satoh и соавт. (2008) сообщили о повышении CAVI при метаболическом синдроме (МС), при котором висцеральное отложение жира считается основным фактором риска развития таких состояний, как гипертония, нарушение толерантности к глюкозе и гиперлипидемия [29].

Однако в исследовании B. Czippelova и соавт. (2019) были получены противоположные результаты. Авторы провели исследование, включавшее 29 подростков и взрослых пациентов молодой возрастной группы с ожирением (ИМТ=33,2±4,4 кг/м²) и 29 обследуемых без ожирения, которые были сопоставимы по полу и возрасту (ИМТ=21,02±2,3 кг/м²). В группе пациентов с ожирением индекс CAVI был значительно ниже, чем у пациентов без ожирения (4,59±0,88 против 5,18±0,63, p<0,002). Полученные авторами результаты демонстрируют, что индекс CAVI находится под влиянием сосудистого тонуса. Сосудистое сопротивление может влиять на уровень CAVI и затруднять интерпретацию данных [30].

В работе Е.А. Железновой и соавт. (2018), в которой приняли участие 68 пациентов с абдоминальным ожирением в возрасте от 18 до 45 лет, было показано, что наиболее значимое влияние на CAVI оказывают возраст, САДср, ИМТ и объем периаортального жира [31].

В исследовании ЭССЕ-РФ (2018) в общей выборке, включавшей 1617 пациентов, CAVI положительно коррелировал с возрастом (r=0,526, p<0,001), СД 2-го типа (r=0,128, p<0,001), предиабетом (r=0,071, p=0,002), окружностью талии (r=0,125, p<0,001), висцеральным ожирением (r=0,097, p<0,001), но не с ИМТ (r=0,042, p=0,132) [32].

В другое исследование был включен в общей сложности 1301 пациент в возрасте от 20 до 60 лет с метаболическим МС. У пациентов с МС уровень CAVI был значительно выше, чем у пациентов без МС, отмечалось линейное нарастание показателя по мере увеличения количества компонентов МС у женщин при отсутствии такой взаимосвязи у мужчин. С помощью множественного регрессионного анализа авторы обнаружили корреляцию ИМТ с CAVI у пациентов обоих полов. Уровень липопротеидов высокой плотности (ЛПВП) обнаруживал взаимосвязь с CAVI у мужчин, в то время как у женщин CAVI коррелировал с количеством компонентов МС. Отмечалось линейное увеличение CAVI с возрастом у пациентов обоих полов (p<0,001), причем указанная корреляция была сильнее у мужчин [33].

В исследовании L. Gomez-Sanchez и соавт. (2016) все компоненты МС, за исключением сниженного уровня ЛПВП обнаруживали взаимосвязь с CAVI. Уровень холестерина ЛПВП (p=0,075) и окружность талии (p=0,315) были взаимосвязаны с baPWV. Повышенный уровень АД коррелировал с повышением отношения шансов (ОШ) как baPWV ≥17,5 м/с (ОШ=6,90, 95%ДИ 3,52—13,52), так и CAVI ≥9 (ОШ=2,20, 95% ДИ 1,63—1,90). МС и все его компоненты обнаруживали взаимосвязь с baPWV и CAVI (за исключением отсутствия взаимосвязи уровня ЛПВП с baPWV и CAVI и окружности талии с baPWV). Выявлены различия по полу во взаимосвязи МС и его компонентов с baPWV и CAVI. Результаты исследования указывают на более выраженную взаимосвязь CAVI и значений baPWV с компонентами МС у мужчин, чем у женщин, а также на более высокую степень жесткости сосудистой стенки в случае одновременного повышения АД, уровня глюкозы в плазме натощак и окружности талии [34].

Кроме того, у пациентов с МС CAVI значимо коррелирует с показателями липидного состава крови (общий холестерин, липопротеины низкой плотности), а также с ИМТ и окружностью талии [35].

Однако связь ожирения и жесткости сосудистой стенки остается противоречивой. Существуют исследования, которые демонстрируют, что ИМТ независимо связан с жесткостью сосудистой стенки в общей популяции [36]. В то же время другие исследования не обнаружили этой ассоциации [37] или продемонстрировали исчезновение взаимосвязи после коррекции по потенциальным смещающим факторам. Некоторые авторы отметили отрицательную взаимосвязь [38, 39].

Часть исследований указывает на более сильную корреляцию с жесткостью сосудистой стенки показателей центрального или висцерального ожирения по сравнению с общим ожирением как в общей популяции [11, 40, 41], так и у пациентов с диабетом и пациентов с артериальной гипертензией [42]. Наконец, когортное исследование Уайтхолл II (Whitehall II), проведенное в 2015 г., выявило, что все показатели общего ожирения, центрального ожирения и процентного содержания жира в организме являются предикторами увеличения жесткости сосудистой стенки у взрослых [43]. В этом контексте анализ взаимосвязи между жесткостью сосудистой стенки и различными показателями ожирения может объяснить роль ожирения в развитии сердечно-сосудистой патологии.

В ходе различных исследований проводилась оценка влияния снижения массы тела на жесткость сосудистой стенки. Результаты большинства из этих исследований были собраны в рамках двух метаанализов. В ходе первого метаанализа была проведена оценка 20 исследований (1259 участников) и было показано, что снижение массы тела на 8% в результате коррекции диеты и образа жизни обеспечивает уменьшение скорости пульсовой волны. Диета и изменение образа жизни также, по-видимому, положительно влияют на скорость пульсовой волны [44]. Второй метаанализ включал 43 исследования (4231 участника), среднее снижение массы тела составило 11% от исходного уровня; снижение массы тела приводило к уменьшению CAVI (SMD= –0,48; p=0,04) [45].

Заключение

Ожирение приводит к снижению эластичности сосудов вследствие повышения активности внутрисосудистого воспаления и изменения эндотелиальной функции, с увеличением толщины интимы—медии в артериях и уменьшением просвета сосуда.

Повышение жесткости сосудистой стенки повышает риск развития сердечно-сосудистых событий. CAVI представляет собой индекс, не зависящий от уровня АД, позволяющий надежно прогнозировать жесткость сосудистой стенки и развитие атеросклероза на ранних этапах. Во многих исследованиях показано, что CAVI взаимосвязан с ИМТ и может использоваться в качестве дополнительного маркера для диагностики и эффективности лечения ожирения, в связи с чем в клинической практике, помимо оценки различных факторов риска ожирения рекомендуется рутинное определение CAVI.

Участие авторов: концепция и дизайн исследования — В.А. Дадаева, А.А. Федорович, О.М. Драпкина; сбор и обработка материала — В.А. Дадаева, М.А. Михайлова; написание текста — В.А. Дадаева, М.А. Михайлова, О.Т. Ким; редактирование — О.М. Драпкина.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflict of interest.