Диабетический кетоацидоз у взрослых пациентов с сахарным диабетом 1 типа: роль биомаркеров и параметров деформации миокарда в диагностике острого повреждения миокарда

Введение

У пациентов с сахарным диабетом (СД) 1 типа риск сердечной недостаточности и других неблагоприятных сердечно-сосудистых исходов повышен уже в молодом возрасте. Субклиническая миокардиальная дисфункция может формироваться у них задолго до клинической манифестации хронической сердечной недостаточности [1]. Диабетический кетоацидоз (ДКА) относится к тяжелым острым осложнениям СД 1 типа. Согласно действующим российским и международным документам, он характеризуется сочетанием гипергликемии, кетоза и метаболического ацидоза [2]. В условиях ДКА миокард подвергается выраженному кардиометаболическому стрессу вследствие дегидратации, гиповолемии, электролитных нарушений, ацидемии и катехоламинового ответа [3]. Повышенный в крови уровень сердечного тропонина во время эпизода ДКА связан с острым повреждением миокарда (ОПМ) и при отсутствии острого коронарного синдрома. Однако исключение последнего при ДКА требует обязательного сопоставления повышенного уровня тропонина с клинической картиной, данными электрокардиографии (ЭКГ) и визуализирующих методов [4][5].

Возможности рутинной эхокардиографии (ЭхоКГ) в остром периоде метаболической декомпенсации не позволяют выявить ранние зависимые от нагрузки изменения механики миокарда. Современная методика спекл-трекинг ЭхоКГ обеспечивает более чувствительную оценку сократительной функции миокарда с параметрами глобальной продольной деформации обоих желудочков, левого предсердия и энергетической эффективности миокарда [6][7]. Несмотря на это, четкие критерии субклинической дисфункции миокарда при диабете, в том числе осложненном ДКА, отсутствуют, а роль биомаркеров повреждения миокарда в комплексе с расширенным эхокардиографическим исследованием в диагностическом процессе таких пациентов описана лишь в ограниченном числе работ.

Цель исследования — охарактеризовать клинико-лабораторные особенности взрослых пациентов с СД 1 типа, госпитализированных по поводу ДКА, и оценить показатели стандартной и спекл-трекинг ЭхоКГ в зависимости от тяжести ДКА и наличия ОПМ.

Материал и методы

Проведено одно­центровое одномоментное (поперечное) исследование, выполненное в 2023-2025 гг. на базе Университетской клиники. В него включены 160 взрослых пациентов с декомпенсированным СД 1 типа, госпитализированных в состоянии ДКА. В рамках исследования использовались материалы, полученные в отделении реанимации и интенсивной терапии в первые 24 ч госпитализации, в период острой метаболической декомпенсации.

Исследование проводилось в соответствии со стандартами надлежащей клинической практики и принципами Хельсинкской декларации. Протокол исследования 0301-08/03 был одобрен локальным этическим комитетом 23.11.2023. Все пациенты подписали форму добровольного информированного согласия на участие в нем.

Критерии включения: возраст 18 лет и старше, наличие декомпенсированного СД 1 типа и клинико-лабораторных признаков ДКА. Критерии исключения: СД 2 типа, острый коронарный синдром, диагностированная ишемическая болезнь сердца, фибрилляция или трепетание предсердий, гемодинамически значимые клапанные или врожденные пороки сердца, а также обострение хронических заболеваний.

В первые 24 ч после поступления у всех пациентов проводились сбор анамнеза с оценкой сопутствующей патологии; физикальное обследование; стратификация тяжести состояния с использованием шкал Sequential Organ Failure Assessment (SOFA), Acute Physiology and Chronic Health Evaluation II (APACHE II) и шкалы комы Глазго; регистрация систолического и диастолического артериального давления, частоты сердечных сокращений, объёма введённых кристаллоидов для оценки волемического статуса и ЭКГ.

Лабораторное обследование включало общий анализ крови и мочи, биохимические показатели (глюкоза, гликированный гемоглобин (HbA1c), высокочувствительный тропонин I (hs-cTnI), N-концевой промозговой натрийуретический пептид (NT-proBNP), креатинин, мочевина, С-реактивный белок (СРБ), ­венозные показатели кислотно-щелочного состояния, лактат).

Диагноз ДКА устанавливали при сочетании декомпенсации СД 1 типа с гипергликемией, кетонурией и метаболическим ацидозом в соответствии с алгоритмами специализированной медицинской помощи больным сахарным диабетом [2] и современными международными рекомендациями по гипергликемическим кризам у взрослых [3][4]. Тяжесть ДКА стратифицировали по значениям pH и концентрации гидрокарбоната в соответствии с указанными документами: выделены группы легкого (pH 7,25-7,30; HCO₃⁻ 15–18 ммоль/л; n=31), среднетяжелого (pH 7,00-7,24;HCO₃⁻ 10–15 ммоль/л; n=94) и тяжелого (pH <7,00; HCO₃⁻ <10 ммоль/л; n=35).

Определение hs-cTnI выполняли на аналитической платформе Abbott Laboratories (ARCHITECT i2000SR): верхний референсный предел (99-й перцентиль) составлял 26,2 нг/л (15,6 нг/л у женщин и 34,2 нг/л у мужчин) с серийным измерением по протоколу «0–3 часа», при этом относительное изменение (Δ) >20% считали значимым для дифференциации острого и хронического повреждения миокарда. Повышение hs-cTnI выше 99-го перцентиля расценивали как признак ОПМ [5], по наличию или отсутствию которого всех пациентов разделили на две группы: ОПМ «+» и ОПМ «-». При этом группу пациентов с ОПМ формировали также на основании отсутствия клинико-инструментальных признаков острого коронарного синдрома.

Трансторакальную ЭхоКГ выполняли на ультразвуковой системе Vivid IQ с программным обеспечением EchoPAC (GE HealthCare Technologies Inc., США). Проводились измерения камер сердца, индекса массы миокарда левого желудочка, относительной толщины стенки, фракции выброса левого желудочка (по Simpson) и индекса объема левого предсердия [7]. Диастолическую функцию оценивали с учетом современных рекомендаций Американского общества эхокардиографии (ASE) по интерпретации показателей отношения трансмитральной скорости раннего диастолического наполнения к ранней диастолической скорости движения фиброзного кольца митрального клапана (E/e′) [8]. Кроме того, проводилась оценка правых камер сердца, систолической экскурсии трикуспидального кольца (TAPSE), максимальной скорости потока трикуспидальной регургитации (TR Vmax) и диаметра НПВ [12].

Параметры глобальной продольной деформации (GLS), пиковой продольной деформации левого предсердия (PALS), пиковой деформации сокращения предсердий (PAСS), фракции опорожнения левого предсердия (LA EF) и эффективности глобальной работы (GWE) интерпретировали в соответствии с современными рекомендациями и консенсусными документами по клиническому применению спекл-трекинг эхокардиографии и анализу миокардиальной механики [9]. Показатели деформации миокарда обоих желудочков имеют отрицательное значение вследствие укорочения мышечных волокон в систолу. Снижение абсолютных значений этих показателей свидетельствует об ухудшении систолической функции миокарда желудочков. Эхокардиографические пороговые значения не использовали для формирования исследовательских групп: все параметры анализировали как непрерывные переменные, а их клиническую интерпретацию осуществляли с учетом действующих рекомендаций.

Статистический анализ выполняли в Microsoft Excel 2016 (Microsoft Corporation, США) и IBM SPSS Statistics 27 (IBM Corp., США). Нормальность распределения количественных показателей оценивали критерием Колмогорова-Смирнова с поправкой Лиллиефорса. Для анализа факторов, ассоциированных с развитием ОПМ, использовали одно- и многофакторную бинарную логистическую регрессию с расчетом отношения шансов (OR) и 95% доверительного интервала (ДИ). Все проверки были двусторонними; статистически значимыми считали различия при p <0,05.

Результаты

У 115 из 160 (72,0%) пациентов ДКА развился на фоне ранее установленного диагноза СД 1 типа и низкой приверженности лечению, из них у 12 (10,4%) отмечались признаки воспалительной реакции. Еще у 45 из 160 (28,0%) пациентов ДКА был первым проявлением заболевания, признаки воспалительной реакции зарегистрированы у 6 из 45 (13,3%) пациентов. При сопоставлении групп по степени тяжести ДКА статистически значимые различия среди исходных характеристик выявлены по частоте курения (p=0,016) и длительности СД 1 типа (p=0,015); наибольшая продолжительность заболевания отмечена при тяжелом ДКА. От группы легкого к группе тяжелого ДКА при поступлении снижались систолическое и диастолическое артериальное давление, возрастали частота сердечных сокращений и частота дыхательных движений (во всех случаях p <0,001). Одновременно увеличивались значения SOFA и APACHE II, тогда как показатели по шкале комы Глазго снижались (p≤0,002). ОПМ выявлено у всех пациентов с тяжелым ДКА (p <0,001) (табл. 1).

Ни у одного из участников исследования, даже с уровнем тропонина выше 99-го перцентиля, не было клинико-инструментальных признаков острого коронарного синдрома: типичной ангинозной боли, острых ишемических изменений на ЭКГ (элевации или депрессии сегмента ST, остро возникших отрицательных зубцов T, впервые выявленной блокады левой ножки пучка Гиса), впервые возникших локальных нарушений сократимости левого желудочка по данным ЭхоКГ.

У пациентов с тяжелым ДКА зарегистрированы наиболее высокие уровни hs-cTnI, NT-proBNP, креатинина, мочевины и глюкозы (во всех случаях p <0,001), наиболее выраженный дефицит оснований (BE; p <0,001) и наиболее низкое парциальное давление углекислого газа (pCO₂) (p <0,001). Уровень СРБ в группе тяжелого ДКА был выше, чем в группе легкого ДКА (p1-3=0,003). Post hoc анализ (Dunn с поправкой Бонферрони): для СРБ p1-2=0,054; p1-3=0,003; p2-3=0,284. По сравнению с пациентами без ОПМ группа ОПМ «+» характеризовалась большей длительностью СД 1 типа (p=0,038), более низкими значениями систолического и диастолического артериального давления (p <0,001), более высокой частотой сердечных сокращений (p <0,001), а также более высокими значениями по шкалам SOFA и APACHE II и более низкими показателями по шкале комы Глазго (все p<0,001). В группе ОПМ «+» уровни hs-cTnI, NT-proBNP, креатинина, мочевины, глюкозы и лактата были выше, чем в группе ОПМ «-» (во всех случаях p <0,001); аналогичная направленность отмечена для СРБ (p=0,023). У пациентов с ОПМ регистрировались более низкие значения pH, BE и pCO₂ (во всех случаях p <0,001) (табл. 2).

По результатам ЭхоКГ и спекл-трекинг ЭхоКГ у пациентов с ОПМ выявлены более высокая фракция выброса левого желудочка (p <0,001) и больший индекс объема левого предсердия (p=0,007). При этом отмечалось снижение абсолютных значений GLS и RV strain (оба p <0,001), более низкие GWE (p <0,001), TAPSE (p=0,048) и PACS (p=0,005), а также меньший диаметр НПВ (p <0,001). Различия по E/e′, TR Vmax, PALS и LA EF статистической значимости не достигли (табл. 3).

В однофакторном логистическом анализе значимые ассоциации с развитием ОПМ выявлены для шкал APACHE II (OШ 1,17; 95% ДИ 1,09-1,25; p <0,001) и SOFA (OШ 1,90; 95% ДИ 1,28-2,82; p=0,001), уровня креатинина (OШ 1,04; 95% ДИ 1,02-1,05; p <0,001), глюкозы при поступлении (OШ 1,10; 95% ДИ 1,05-1,17; p<0,001), pH крови (OШ 78,9; 95% ДИ 10,49-592,7; p <0,001), BE (OШ 0,661; 95% ДИ 0,56-0,78; p <0,001), анионной разницы (OШ 1,30; 95% ДИ 1,18-1,47; p <0,001), pCO₂ (OШ 0,863; 95% ДИ 0,80-0,93; p <0,001) и HCO₃⁻ (OШ 0,612; 95% ДИ 0,51-0,74; p <0,001). Возраст, длительность СД 1 типа, HbA1c и СРБ статистической значимости не достигли (табл. 4). В многофакторной модели независимыми факторами, ассоциированными с развитием ОПМ, являлись глюкоза при поступлении (OШ 1,08; 95% ДИ 1,00-1,16; p=0,04) и анионная разница (OШ 1,31; 95% ДИ 1,16-1,48; p <0,001), тогда как показатели шкалы APACHE II и уровень креатинина утратили статистическую значимость (табл. 5).

Обсуждение

Полученные результаты демонстрируют, что ДКА у взрослых пациентов с СД 1 типа сопровождается не только нарастанием метаболических и гемодинамических нарушений, но и ростом частоты повреждения миокарда. Биомаркерный профиль ОПМ в этой когорте характеризовался сочетанным повышением hs-cTnI и NT-proBNP, что соответствует концепции острого кардиометаболического стресса при гипергликемических кризах.

Повышенный уровень сердечного тропонина у пациентов с ДКА на фоне СД 1 типа требует тщательного клинического анализа симптомов с целью исключения ангинального болевого синдрома, а также признаков острой ишемии миокарда с помощью ЭКГ и визуализирующего метода (ЭхоКГ). Клинико-инструментальный мониторинг участников представленного исследования не обнаружил ни у кого из них этих симптомов. По данным E.F. Carrizales-Sepúlveda и соавт. повышение тропонина при ДКА не следует автоматически отождествлять с острым коронарным синдромом [10]. Сочетание высоких уровней hs-cTnI, NT-proBNP, лактата, креатинина и мочевины у пациентов с ОПМ скорее поддерживает многофакторный механизм повреждения кардиомиоцитов, связанный с ацидозом, гиповолемией, катехоламиновым стрессом и транзиторным дисбалансом между доставкой и потреблением кислорода, чем изолированный коронарный сценарий [10].

Наиболее значимым эхокардиографическим наблюдением стало сочетание более высокой фракции выброса левого желудочка со сниженными абсолютными значениями GLS и RV strain, а также с уменьшением GWE. Подобный фенотип согласуется с гиперкинетическим вариантом гемодинамики на фоне гиповолемии и симпатической активации, при котором зависимый от нагрузки объемный показатель, такой как фракция выброса левого желудочка, может оставаться сохранным или даже повышенным, в то время как деформационные параметры уже отражают раннее ухудшение механики миокарда [11]. Снижение GWE дополнительно указывает на уменьшение эффективности преобразования миокардиальной работы в полезную механическую функцию, что соответствует ранней энергетической неэффективности миокарда у больных диабетом [12].

Одновременное снижение RV strain и TAPSE при отсутствии статистически значимых различий по TR Vmax позволяет предположить, что дисфункция правого желудочка в большей степени отражает системный метаболический и гемодинамический стресс, чем выраженное повышение легочного сосудистого сопротивления [12][13]. Увеличение индекса объема левого предсердия в сочетании со снижением PACS при отсутствии межгрупповых различий по PALS и LA EF может указывать на преимущественное вовлечение сократительной фазы левого предсердия на раннем этапе острой метаболической декомпенсации [14].

Связь тяжести ДКА с более неблагоприятным клиническим течением описана A. Taieb и соавт. по результатам ретроспективного исследования с 10-летним периодом наблюдения подростково-взрослой когорты пациентов с СД 1 типа [15]. С практической точки зрения сочетание выраженной гипергликемии и высокой анионной разницы может рассматриваться как сигнал к более внимательной оценке кардиальной функции даже при сохраненной или повышенной фракции выброса левого желудочка. Пациенты с ОПМ и ухудшением деформационных параметров (GLS, GWE) при поступлении требуют оценки биомаркеров в динамике, контрольной ЭхоКГ после стабилизации состояния и более частого наблюдения кардиологом после выписки для своевременного выявления структурно-функциональных изменений сердца.

К ограничениям представленной работы относятся одноцентровый дизайн, лимитирующий возможность экстраполяции полученных результатов, и умеренный объем выборки, снижающий статистическую мощность и надежность результатов. Кроме того, одномоментный характер исследования позволяет только констатировать наличие ассоциаций между факторами, но не оценивать их причинно-следственную связь.

Заключение

Взрослые пациенты с СД 1 типа, госпитализированные по поводу ДКА, представляют собой преимущественно молодую когорту высокого кардиометаболического риска, у которой эпизод декомпенсации чаще развивается на фоне ранее установленного диагноза СД 1 типа и низкой приверженности лечению.

Тяжелая степень ДКА у этих пациентов ассоциирована с выраженным ацидозом и развитием ОПМ. При этом решающую роль в диагностике ОПМ в этой клинической ситуации играют повышение в крови уровня биомаркеров (hs-cTnI и NT-proBNP) и ухудшение деформационных показателей миокарда по данным спекл-трекинг ЭхоКГ при сохраненной или повышенной фракции выброса левого желудочка.

Отношения и Деятельность. Нет.

Relationships and Activities. None.