Введение

Кальцификация стенок артерий отражает развитие атеросклероза и не встречается в нормальных артериях. Мультиспиральная компьютерная томография (МСКТ) позволяет выявлять и количественно оценивать даже небольшие количества коронарного кальция и оценивать наличие и тяжесть коронарного атеросклероза. Установлена связь между величиной индекса коронарного кальция (ИКК) и риском наличия гемодинамически значимых коронарных стенозов или развития коронарных осложнений. По этой причине скрининг коронарного кальция все шире используется в кардиологической практике [1].

Кальций — структурообразующий макроэлемент, имеющий большое значение для жизнедеятельности организма. Помимо формирования гидроксиапатита, основного минерального компонента кости, кальций взаимодействует более чем с 1700 белками и является необходимым участником различных процессов, включая апоптоз, сокращение мыщц, секрецию нейромедиаторов, контроль всех этапов свертывания крови [2—4].

Считается, что уровень цитозольного кальция поддерживается в узких пределах, но при определенных условиях (нарушение путей выведения, избыточное поступление кальция) он растет. Нарушение метаболизма кальция увеличивает риск остеопороза, атеросклероза и кальцификации артерий. Часто сложностью молекулярных каскадов, в которых участвует кальций, пренебрегают и считают, что «кальций нужен только для костей, но опасен для артерий». Важно, что у лиц пожилого возраста, в частности у женщин с постменопаузальном периоде, по мере развития остеопороза отмечается параллельное усиление проявлений дислипидемии и атеросклероза [5]. Принято рассматривать остеопороз и атеросклероз у одного и того же пациента как независимые друг от друга процессы. При этом упускается из виду, что на уровне тканей оба процесса стартуют практически одновременно и всегда включают значительные нарушения обмена и кальция, и витамина D₃.

В последние несколько лет проблема кальциноза коронарных артерий (ККА) волнует многих специалистов. Эндоваскулярные хирурги рассматривают эту проблему с позиции специфики коронарной анатомии, которая представляет определенные сложности в процессе принятия решения о выборе способа реваскуляризации — в процессе чрескожного коронарного вмешательства (ЧКВ) кальциноз часто затрудняет выполнение процедуры. Специалисты по лучевой диагностике акцентируют внимание на необходимости выбора наиболее информативного и доступного метода выявления и количественной оценки ККА. Наибольшее количество публикаций по вопросам ККА в последние годы связано с обсуждением механизмов развития, выбором наиболее чувствительных и специфичных биологических маркеров, характеризующих данный патологический процесс, а также подходов к управлению рисками его развития [6].

Патогенез атеросклероза и кальцификации артерий

Кальциноз артерий и атеросклероз — взаимосвязанные патологические процессы, протекающие синхронно. Считается, что атерогенез на всех этапах в той или иной форме сопровождается нарушениями фосфорно-кальциевого обмена и отложением депозитов кальция внутри атеросклеротической бляшки либо в медии артерии. При этом до сих пор отсутствует единство мнений о том, является ли кальцификация артерий финальной стадией атеросклероза или развитие ККА возможно на начальных этапах формирования атеросклероза.

Современные возможности визуализационных технологий показывают тот факт, что кальций играет разную роль на протяжении всей жизни атеросклеротической бляшки. ККА может быть отражением различных патологических состояний, присутствуя на этапе формирования нестабильной, уязвимой бляшки и в периоды ее стабилизации — делипидации, например на фоне статинотерапии [7].

Как и любой микронутриент, кальций необходим организму в строго определенном количестве, в физиологических дозах. Изменение физиологически необходимого количества потребления кальция и его синергиста витамина D₃ (как снижение, так и увеличение) приводит к патологии. Именно поэтому с точки зрения риска развития атеросклероза кальций, несомненно, играет двойственную роль.

Витамин D — один из главных посредников кальциевого метаболизма. Рецептор витамина D, подобно рецепторам эстрогена, является фактором транскрипции, который регулирует синтез белков, вовлеченных в гомеостаз кальция и фосфора [8].

Исследования с использованием комплексных неинвазивных методов, таких как МСКТ, показали, что кальцификация сосудов может возникнуть в результате двух патологических процессов: атеросклероза и васкулярной оссификации. Атеросклероз, происходящий, как правило, в интиме сосуда, соответствует пассивной кальцификации и включает отложения кальция вследствие некротических и апоптотических поражений на поздних стадиях формирования атеросклеротических бляшек. Оссификация сосудов (как правило, медиальной области) рассматривается как активная кальцификация в результате процессов, имеющих некоторое сходство с остеогенезом [9].

В процессе пассивной кальцификации кальций и неорганический фосфат-анион образуют нерастворимый осадок фосфатов кальция в области дегенерации тканей, обусловленной воспалением и последующим некрозом. Этот процесс усиливается макрофагами. Существует несколько потенциальных ингибиторов кальцификации, которые могут действовать локально или системно. К ним относятся матриксный Gla-белок (ген MGP), витамин-K-зависимый ингибитор кальцификации, действующий в области атеросклеротических бляшек, и фетуин-А, усиливающий фагоцитоз минеральных осадков.

Активная кальцификация (оссификация) подтверждается гистологическими образованиями, напоминающими костную ткань; наличием в зоне кальцификации остеобласт-подобных и остеокласт-подобных клеток; повышенными уровнями секреции белков-маркеров кости в зоне артериальной кальцификации. Активной кальцификации препятствуют факторы, подавляющие остеогенную дифференцировку стволовых клеток. Отметим, что активная кальцификация артерий является более тяжелой стадией кальцификации, обусловленной как генетическим фоном пациента, так и степенью прогрессии атеросклероза. Витамин D «направляет» кальций в ткани костей, поэтому в случае активной кальцификации у данного пациента следует с осторожностью относиться к дозировке препаратов кальция и витамина D [10].

Кальцификация любых артерий при отсутствии тяжелых гормональных нарушений и терминальной почечной недостаточности является объективным маркером старения. У обследуемых в возрасте старше 60 лет регистрируется увеличение площади кальциевых депозитов в аорте, в створках аортального клапана, в коронарных артериях. Кальциноз аорты приводит к изменению ее податливости и эластичности, формированию гипертрофии левого желудочка и развитию впоследствии сердечной недостаточности. При кальцификации аорты повышаются скорость пульсовой волны, уровни систолического и пульсового артериального давления. Кальцификация аортального клапана влечет за собой развитие дегенеративного аортального стеноза. В коронарных артериях отложения кальция снижают вазодилататорные эффекты, влияют в ту или иную сторону на стабильность атеросклеротической бляшки [11].

В возрасте от 70 лет и старше ККА выявляется более чем у 90% мужчин и 67% женщин. При этом степень кальцификации артерий выше у мужчин по сравнению с женщинами вплоть до 6-го десятилетия жизни, а в более позднем возрасте ККА не имеет гендерных различий. Наступление менопаузы ассоциируется с 3-кратным увеличением риска выявления кальцификатов в артериях [12].

В качестве факторов риска (ФР) развития ККА рассматривают сахарный диабет (СД). Более высокий уровень гликированного гемоглобина связан с любым прогрессированием ИКК (увеличением на 10 единиц и более по Агатстону) в течение 5 лет наблюдения и выраженным прогрессирование ККА (увеличением более чем на 100 единиц). После ряда наблюдений выяснилось, что пациенты с СД по сравнению с лицами без СД имеют более высокое содержание кальцинированных бляшек и более высокую степень выраженности кальциноза. При этом инфильтрация бляшек макрофагами и Т-клетками у них также была более интенсивной, что свидетельствует о наличии хронического внутрисосудистого воспаления при СД, провоцирующего процесс прогрессирования кальциноза бляшек как механизма их заживления [13].

По данным других исследований, ККА в общей популяции напрямую связан с неблагоприятными исходами и является гораздо более точным маркером будущих событий, чем все другие ФР. Однако до сих пор неясно, является ли кальцинированная бляшка источником будущих коронарных событий или кальцинированные бляшки служат исключительно маркерами глобального кардиоваскулярного риска.

Наиболее перспективны в отношении ответа на этот вопрос данные коронарной визуализации в сочетании с анамнестическими и клиническими характеристиками пациентов. Исследования последних лет позволяют говорить о том, что ККА не может рассматриваться как качественная переменная (есть/нет), скорее имеют значение тип, место расположения кальцината, его объем и плотность. Таким образом, будущее в отношении выявления и рисковой интерпретации ККА за инструментальными методами, которые позволят одновременно охарактеризовать как количественные характеристики ККА, так и качественные, морфологические критерии прогноза ишемической болезни сердца (ИБС).

Ключевую роль в развитии как ККА, так и нарушений минеральной плотности костной ткани играют факторы субклинического воспаления. Воспалительные реакции носят локальный (тканевый) и системный характер, общий провоспалительный фон хорошо отражается повышением активности С-реактивного белка и ряда интерлейкинов [1, 6]. Высокая активность системного воспаления на фоне атерогенеза носит персистирующий характер и приводит к фиброзу и кальцинозу в межклеточном субэндотелиальном пространстве артерий. Параллельно в костной ткани происходят активация остеокластов и сложная гормональная перестройка. На ранних стадиях развития ККА воспалительные цитокины активируют остеогенную дифференцировку и минерализацию сосудистой стенки, на последующих стадиях повышение минерализации сопровождается уменьшением содержания макрофагов и дальнейшей деструкцией костной ткани. К маркерам процессов костной деструкции можно отнести остеокальцин, кальцитонин, катепсин, повышение концентрации инсулина, снижение уровня андрогенов у мужчин и эстрогенов у женщин. Эти же маркеры показали связь с тяжестью ККА и кальцификацей аорты. Общими патогенетическими факторами формирования атерокальциноза и остеопороза у мужчин с риском развития ИБС являлись: низкий уровень витамина D и ионизированного кальция, повышение уровня щелочной фосфатазы, фосфора и остеокальцина [14—16]. В связи с этим перспективным представляется обсуждение роли липидснижающей терапии, направленной на замедление прогрессирования атеросклероза, в отношении развития коронарного кальциноза и остеопенического синдрома. По мнению ряда авторов, использование статинов ассоциируется со стабилизацией атеросклеротической бляшки за счет повышения плотности фиброзной капсулы и увеличения количества и размеров кальцинатов в бляшке [17—19].

Коронарный кальций как важный инструмент оценки риска сердечно-сосудистых заболеваний

В настоящее время коронарный кальций является важным инструментом стратификации риска ИБС, сердечно-сосудистых осложнений [20]. Основным методом количественной оценки ИКК и расчета индекса Агатстона является МСКТ коронарных артерий, обладающая высокой чувствительностью и специфичностью.

Применение в практической деятельности высокой рентгеновской плотности кальцинатов в проекции коронарного русла предложил Артур Агатстон, представивший в 1990 г. протокол количественной оценки ККА на электронно-лучевом томографе. Стандартизированная методика, в основе которой лежит верификация структур плотностью >130 единиц Хаунсфилда, активно используется и в настоящее время, но уже на современных мультиспиральных томографах, обладающих более высокой разрешающей способностью, скоростью сканирования и синхронизацией с электрокардиографическим сигналом сердца.

Индекс Агатстона является полуавтоматическим методом вычисления степени кальцификации коронарных артерий с помощью низкодозной КТ, который применяют при исследовании сердца с помощью МСКТ. Благодаря расширенному и частому применению данный метод позволяет выявить ранний риск ИБС у пациентов с показателем Агатстона более >160. Хотя данный метод не позволяет оценить мягкие некальцинированные бляшки, он все равно хорошо соотносится с данными, получаемыми при КТ-ангиографии с использованием контрастных препаратов. Вычисление производится путем умножения взвешенной плотности (фактора плотности) для участка с высоким ослаблением излучения (бляшки с высокими показателями в единицах Хаунсфилда, HU) на площадь кальцинированной бляшки [7, 21].

По данным американских ученых V. Valenti и соавт., нулевое значение ИКК означает не менее чем 15-летнюю «гарантию» от развития ИБС, поскольку в течение этого периода риск смерти от этой болезни остается менее 1% и у мужчин, и у женщин [22]. Применяемая на сегодняшний день градация ИКК и риск развития ИБС представлены в таблице.

Степень поражения коронарных сосудов на основании индекса коронарного кальция

Примечание. ИБС — ишемическая болезнь сердца.

Долгое время оценка индекса коронарного кальция при выполнении МСКТ применялась исключительно для прогноза, стратификации риска коронарных ишемических событий в общей популяции. Считалось, что у пациентов с документированным атеросклерозом коронарных артерий для оценки тяжести течения заболевания достаточно определить лишь анатомические особенности коронарного атеросклероза, факт наличия и степень стенозирования коронарных артерий. Клиническая и прогностическая ценность коронарного кальция у больных с подтвержденным диагнозом ИБС игнорировалась [11]. Вместе с тем в последние годы накапливается все больше данных о том, что ККА является диагностически важной дополнительной информацией и для пациентов с ИБС. Наличие ККА является отражением анатомической тяжести коронарного атеросклероза, атрибутом выраженных коморбидных состояний и, возможно, дополнительным маркером клинической тяжести и неблагоприятного исхода заболевания. Значение выявления ККА особенно ярко проявляется при выборе оптимального метода реваскуляризации миокарда.

Заключение

Процессы и механизмы формирования кальциноза коронарных артерий являются сложно регулируемым патофизиологическим феноменом, одновременно отражающим активность атерогенеза и нарушений минеральной плотности костной ткани. Выявление информативных молекулярных маркеров и факторов, объединяющих эти коморбидные состояния в единый остеокоронарный континуум, позволит в перспективе разработать эффективные стратегии медикаментозного управления риском его прогрессирования и индивидуальные программы профилактики для повышения качества жизни и ее продолжительности у пациентов с риском возникновения ишемической болезни сердца.

Количественная оценка индекса коронарного кальция является одним из ключевых инструментов в оценке прогноза, риска развития фатальных сердечно-сосудистых событий у пациентов с подозрением на наличие ишемической болезни сердца и с промежуточной предтестовой вероятностью ее развития. Тяжесть кальциноза коронарных артерий, верифицируемая по данным мультиспиральной компьютерной томографии, может быть использована в качестве элемента скринингового обследования в популяции для лиц группы промежуточного риска и как дополнительный критерий стратификации риска у пациентов, не имеющих симптомов заболевания, независимо от наличия традиционных факторов риска развития ишемической болезни сердца (артериальной гипертензии, сахарного диабета, нарушений липидного обмена и т.д.). Величина индекса коронарного кальция тесно связана с тяжестью коронарного атеросклероза и риском развития острых коронарных событий. Характеристика кальциноза коронарных артерий позволяет прогнозировать результат баллонной ангиопластики и стентирования коронарных артерий. Большая доступность и неинвазивность мультиспиральной компьютерной томографии без использования контрастного вещества делают этот метод перспективным для оценки и характеристики кальциноза коронарных артерий и при наличии ишемической болезни сердца.

Таким образом, определение индекса коронарного кальция с помощью шкалы Агатстона является неотъемлемой частью статификации риска сердечно-сосудистых осложнений.

Участие авторов: концепция и дизайн исследования — Д.В. Небиеридзе; сбор и обработка материала — К.В. Никонова, О.М. Драпкина; написание текста — Д.В. Небиеридзе, К.В. Никонова, А.С. Сафарян; редактирование — О.М. Драпкина, К.В. Никонова, Д.В. Небиеридзе.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.