Существуют фундаментальные гендерные различия в анатомии, физиологии и функции сердца с момента его формирования и на протяжении всей жизни, на клеточном и молекулярном уровне, обусловленные как половыми гормонами, так и хромосомным генотипом клеток [1]. По мнению ряда авторов, снижение уровня эстрогенов в постменопаузе способствует развитию коронарной микрососудистой дисфункции [2] и превалированию в нарушении диастолической функции сердца у женщин [3]. S. Meyer и соавт. и другие исследователи продемонстрировали зависимую от пола прогностическую ценность N-концевого фрагмента натрийуретического пропептида В-типа (NT-proBNP), синдекана, галектина 3 и т.д. [4]. Продолжаются дискуссии о половых различиях в эффективности многих кардиопротективных препаратов для лечения сердечно-сосудистой патологии [5]. По данным C. Barth и соавт., половые гормоны воздействуют на нейромедиаторные системы, в том числе на окситоцинергические сигнальные пути, влияя на скорость высвобождения окситоцина (Ох), активность и плотность его рецепторов [6].

Пол — один из ведущих факторов, определяющих фенотип пациентов с сердечной недостаточностью (СН) [7]. Известно, что сердечная недостаточность с сохраненной фракцией выброса (СНсФВ) наиболее распространена в женской субпопуляции и чаще ассоциирована с артериальной гипертонией (АГ), ожирением и сахарным диабетом (СД), характеризующимися системной эндотелиопатией и повышенным провоспалительным статусом [8]. Диабетическая кардиомиопатия у женщин приводит к значимо большему риску развития ишемической болезни сердца (ИБС) и СН, чем у мужчин [9]. С этих позиций актуальным является изучение новых патофизиологических механизмов при диабетическом фенотипе (ДФ) СНсФВ у женщин, к которым можно отнести окситоцинергическую систему, ранее продемонстрировавшую важную роль при различной кардиометаболической патологии [10][11].

Цель исследования — определить патогенетическую роль окситоцинергической системы в развитии структурно-функциональных изменений миокарда у женщин с ДФ СНсФВ.

В исследование включены 60 женщин в возрасте 67,0±4,9 лет с СНсФВ I-IIА стадии, I-III ФК и многососудистым поражением коронарных сосудов атеросклеротического генеза, поступивших в кардиохирургическое отделение ГАУЗ "ООКБ им. В. И. Войнова" для проведения планового аортокоронарного шунтирования (АКШ) в период с февраля 2021 г. по декабрь 2022 г. Критерии включения: женский пол, возраст от 45 до 75 лет, СНсФВ, I-III ФК (симптомы+признаки ХСН; уровень NT-proBNP>125 пг/мл; эхокардиографические показатели: ФВ≥50%, наличие структурных изменений сердца — увеличение левого предсердия и/или гипертрофия левого желудочка (ЛЖ); диастолическая дисфункция на фоне ИБС, стенокардии напряжения III-IV ФК, АГ с/без сахарного диабета 2 типа (СД2Т); наличие показаний для выполнения планового АКШ (многососудистое поражение с критическими стенозами коронарных артерий) и подписание добровольного информированного согласия до начала исследования. Критерии исключения: первичные кардиомиопатии, врожденные пороки сердца, инфекционный эндокардит, острые воспалительные заболевания и хронические заболевания в стадии обострения, тяжелая почечная и печеночная недостаточность, значимые поражения опорно-двигательного аппарата, онкологические заболевания любой локализации и болезни крови, хронический алкоголизм и психические расстройства; нарушение гликемии натощак, нарушение толерантности к глюкозе, СД 1 типа и вторичный СД, нейропатическая и нейроишемическая форма синдрома диабетической стопы, отказ от участия в исследовании.

Исследование одобрено локальным этическим комитетом ФГБОУ ВО ОрГМУ Минздрава России (протокол №256 от 25.09.2020г.). Все пациенты подписали добровольное информированное согласие.

Больные СНсФВ были разделены на 2 группы: 1-я группа — женщины с СНсФВ (n=30), 2-я группа — женщины с СНсФВ в сочетании с СД2Т (n=30). Помимо стандартного лабораторно-инструментального обследования у пациентов определяли содержание уровня окситоцина (Cloud-Сlоnе Corp., КНР) и NT-proBNP (Вектор-Бест, Россия) в плазме крови методом иммуноферментного анализа. ЭхоКГ проводили за день до оперативного лечения на аппарате ACUSON Sequoia (Германия) с оценкой объемных и линейных размеров сердца, фракции выброса (ФВ) ЛЖ [12]. На основании полученных данных определены типы ремоделирования миокарда ЛЖ [12] и нарушения диастолической функции сердца [13].

Биоптаты миокарда ушка правого предсердия (УПП), полученные во время выполнения АКШ на этапе канюляции полых вен, после стандартной гистологической обработки были изучены методами световой микроскопии, морфометрии [14] и иммуногистохимического исследования с использованием программы "ImageJ 1,48v" (США). Уровень экспрессии ki-67 (Affinity Biosciences, КНР) определяли, как отношение числа иммунопозитивных (окрашивание ядра) сердечных миоцитов к общему числу клеток, выраженное в %. Экспрессию окситоциновых рецепторов (OхR) (Cloud-Clone Corp., КНР) оценивали полуколичественным методом: (-) — нет иммунопозитивных клеток; (+) — легкая экспрессия (1-5 кардиомиоцитов (КМЦ)); (++) — умеренная экспрессия (более 5 КМЦ); (+++) — высокая экспрессия (почти все КМЦ позитивны) под микроскопом МХ-300Т MikroOptix (тринокулярный) (Австрия). Объем выборки для морфометрии и ИГХ-анализа составлял не менее 20 полей зрения для каждого наблюдения.

Все пациенты получали лечение СН [13], СД2Т [15] и другой сопутствующей патологии в соответствии с современными клиническими рекомендациями.

Статистический анализ данных проводили с использованием программы Statistica 12.0 (Statsoft, США). Нормальность распределения признаков оценивали с помощью критерия Шапиро-Уилка (при числе данных >50) и критерия Колмогорова-Смиронова (при числе данных <50). Количественные данные представлены в виде среднего (М) и стандартного отклонения (SD) (при нормальном распределении) или медианы (Ме) и межквартильного интервала (Q1;Q3) (при отсутствии нормального распределения). Качественные переменные представлены в виде относительных долей (%). Статистическую значимость различий количественных данных определяли по U-критерию Манна-Уитни (при распределении, отличном от нормального) и по t-критерию Стьюдента (в случае нормального распределения), качественных данных — с использованием χ2 Пирсона. Изучение взаимосвязи между отдельными количественными показателями проводили путем расчета коэффициента корреляции Спирмена. Различия считали статистически значимыми при р<0,05.

Ведущими причинами развития СНсФВ у женщин были АГ и ИБС (табл. 1). У больных с СД2Т определялась тенденция к более тяжелому течению СН и статистически значимо высокая коморбидная нагрузка (р=0,015). При этом наличие СД у пациенток с СН существенно не влияло на большинство стандартных лабораторных показателей.

Наиболее часто используемые препараты у женщин обеих групп — блокаторы рецепторов ангиотензина II (65%) и бета-блокаторы (83,3%). Среди гипогликемической терапии ведущие позиции занимали бигуаниды (90%) и препараты сульфонилмочевины (56,7%), препараты из группы глифлозинов получали 13,3% пациентов.

Обнаружена тенденция к увеличению уровня NT-proBNP у женщин с СД2Т в сравнении с пациентами без СД (р=0,06) (см. табл. 1). При этом для Ох показано значимое снижение концентрации (р=0,002) в условиях СН и хронической гипергликемии (рис. 1). Вместе с тем увеличение концентрации глюкозы сопровождалось снижением содержания Ох крови не только в группе с ДФ СНсФВ (r=-0,54, р=0,002), но и в общей группе женщин с СНсФВ (r=-0,80, р<0,001).

Статистически значимые различия эхокардиографических показателей в исследуемых группах пациенток с СНсФВ не обнаружены. Однако наблюдалась тенденция к увеличению толщины межжелудочковой перегородки (МЖП), задней стенки ЛЖ (ЗСЛЖ) и массы миокарда ЛЖ (ММЛЖ) в группе с СД2Т. При ДФ СН статистически значимо чаще встречался 2-й тип диастолической дисфункции (ДД) (р=0,003), а в группе без СД — 1-й тип (р=0,003). Преобладающим типом ремоделирования миокарда ЛЖ у пациенток с ДФ СНсФВ была эксцентрическая гипертрофия.

Обнаружены положительные корреляционные связи Ох с толщиной МЖП (r=0,479, p=0,017), ЗСЛЖ (r=0,443, p=0,030), индексом ММЛЖ (r=0,401, p=0,030), распространенностью эксцентрического ремоделирования (r=0,440, p=0,015) и отрицательные корреляционные связи — с нормальной геометрией сердца (r=-440, p=0,016) у женщин с СН, ассоциированной с СД2Т.

Комплексное гистологическое исследование миокарда биоптатов УПП женщин с СНсФВ выявило ряд структурно-функциональных изменений (табл. 2). При ДФ СН в миокарде преобладали гипертрофированные КМЦ, характеризующиеся увеличением диаметра клеток, площади их ядер и цитоплазмы в отличие от женщин без СД. Выявлялись участки атрофированных, безъядерных и КМЦ с парануклеарным просветлением цитоплазмы. Значимые нарушения наблюдались в сосудах микроциркуляторного русла: утолщение стенок артериол и венул, переполнение их форменными элементами крови, участки сладжа эритроцитов (рис. 2). При этом отмечалась тенденция к увеличению стромальных компонентов и снижению числа функционирующих КМЦ, о чем свидетельствует статистически значимое снижение паренхиматозно-стромального отношения у пациенток с ДФ СН (см. табл. 2).

При корреляционном анализе взаимосвязей уровня Ох и структурно-функциональных показателей миокарда УПП выявлена значимая отрицательная корреляционная связь умеренной силы Ох с диаметром КМЦ (r=-0,10, p=0,020), площадью ядер (r=-0,11, p=0,015) и площадью их цитоплазмы (r=-0,16, p<0,001) в общей группе женщин с СН.

При проведении иммуногистохимического анализа не обнаружены статистически значимые различия числа ki-67-позитивных КМЦ в биоптатах УПП в исследуемых группах (см. табл. 2). Вместе с тем, наблюдалась положительная динамика в экспрессии ki-67 в КМЦ, сопровождавшаяся снижением объемной плотности стромы (r=-0,30, p=0,048) и увеличением паренхиматозно-стромального отношения (r=0,31, p=0,035) в группе без СД и увеличением площади ядер КМЦ (r=0,22, p=0,030) в группе с СД2Т. В свою очередь, уровень экспрессии ОхR статистически значимо различался в условиях гипергликемии. У пациенток с СД2Т преобладали КМЦ с высоким уровнем экспрессии рецепторов к Ох (р<0,001), у больных с СНсФВ без диабета — КМЦ с низкой (р<0,001) и умеренной (р<0,001) экспрессией OxR. Обнаружены положительные корреляционные связи Ох в плазме крови и числа КМЦ с легкой (r=0,48, p<0,001) и умеренной (r=0,50, p<0,001) экспрессией ОхR. Содержание Ох отрицательно коррелировало с числом КМЦ с высоким уровнем экспрессии ОхR (r=-0,63, p<0,001) женщин с ДФ СНсФВ.

Накапливаются данные о том, что женщины и мужчины имеют разные фенотипы СН с уникальными для каждого пола факторами риска, эпидемиологией, прогнозом и эффективностью терапии [4]. Многие исследователи считают СНсФВ женским фенотипом, особенно, ее самую частую и неблагоприятную кардиометаболическую форму [7]. Известно, что при СД2Т в 2 раза чаще встречается СН, а 30-40% пациентов с СН страдают СД, что представляет собой порочный круг, тесные патогенетические взаимосвязи которого являются предметом активных изучений [8]. В метаанализе 47 когортных исследований, включавших более 12 миллионов человек, СД 1 типа и СД2Т были связаны с 47% и 9% большим дополнительным риском развития СН у женщин, чем у мужчин [16]. Причины половых различий в риске СН, связанной с диабетом, остаются неясными.

В представленном исследовании изучен особый женский субфенотип СНсФВ, развившийся на фоне АГ, ИБС и СД2Т. Пациентки с СД имели более тяжелое течение СНсФВ и более высокий уровень NT-proBNP, что согласуется с данными других работ [8]. Известно, что у пациентов с СН без СД натрийуретические пептиды (НУП) представляют большую прогностическую точность в отношении сердечно-сосудистой смертности и декомпенсации СН [13]. K. Benomar и соавт. отмечают, что хотя пороговые значения НУП не различаются в актуальных клинических рекомендациях в зависимости от пола в общей популяции СН, увеличение концентрации NT-proBNP приводит к более высокому риску смертности вследствие СНсФВ у женщин, но не у мужчин [17]. Представляется, что более высокий уровень NT-proBNP при СНсФВ, ассоциированной с СД2Т, служит у пациенток с диабетической кардиомиопатией дополнительным неблагоприятным фактором, влияющим на ремоделирование миокарда и тяжесть заболевания. Это подтверждает более высокую долю эксцентрической гипертрофии ЛЖ, а также выраженного нарушения диастолической функции сердца среди женщин с ДФ СНсФВ. Вместе с тем, по литературным данным для фенотипа СНсФВ преобладающим типом реорганизации миокарда является концентрическое ремоделирование [13]. Предполагается, что разнонаправленность результатов по распределению типов ремоделирования в исследованиях можно объяснить, как особенностью критериев включения пациентов, вариабельностью инструментальных методов, так и неоднородностью, лежащей в основе патофизиологии самого синдрома СНсФВ, и половыми различиями, которые редко учитываются при изучении СН. Характер ремоделирования миокарда у пациенток в представленном исследовании, вероятно, также связан с изучением клинически более тяжелой когорты СНсФВ, нуждающейся в плановой АКШ по поводу критического стеноза коронарных артерий.

Поиск общих патофизиологических сигнальных путей, объединяющих СНсФВ и СД2Т, привел к исследованию окситоцинергической системы, имеющей плейотропный протективный потенциал при различной кардиометаболической патологии [10][11]. Важность Ох в регуляции сердечно-сосудистой системы связана с открытием его локального синтеза в сердце и наличие OxR на КМЦ и эндотелии сосудов [11]. Роль Ох в метаболизме глюкозы, синтезе инсулина в поджелудочной железе и регуляции массы тела предполагает его участие в патофизиологии СД, что продемонстрировано как в экспериментальных моделях, так и некоторых клинических исследованиях [10]. В ряде работ показано, что окситоцинергическая система и НУП тесно взаимодействуют между собой, контролируя сосудистый гомеостаз и участвуя в кардиопротекции через центральные и периферические механизмы [18].

В проведенном исследовании впервые установлено, что ДФ СНсФВ у женщин характеризовался более низкой концентрацией Ох и высоким уровнем NT-proBNP в плазме крови. Данный факт, вероятно, обусловлен повышенным расходом Ох при СД и истощением центральных и локальных резервов его синтеза в условиях хронической гипергликемии и длительного "вялотекущего" воспаления. Известно, что рост концентрации глюкозы крови стимулирует выработку Ох, выступающего в роли регулятора ее метаболизма с целью устранения энергетического дисбаланса, формирующегося в миокарде при СД. С одной стороны, это происходит в результате повышения чувствительности β-клеток поджелудочной железы к инсулину [10], а с другой, за счет активного поглощения глюкозы непосредственно сердечными миоцитами через активацию PI3-киназного пути, независимого от инсулина [18].

Снижение кардиопротективных эффектов Ох на фоне истощения резервов его синтеза при СД приводит к прогрессированию гипертрофии КМЦ, наблюдающейся, по данным морфометрии миокарда, у обследованных пациенток и, соответственно, к существенным изменениям геометрии сердца по результатам ЭхоКГ. Выраженное ремоделирование миокарда при ДФ СНсФВ на молекулярном уровне может быть обусловлено снижением активности сигнальной системы циклического гуанозинмонофосфата, активируемой НУП и оксидом азота (NO). Кроме того, поддерживаемое СД хроническое субклиническое воспаление, вероятно, запускает развитие эндотелиальной дисфункции (снижение синтеза NO и увеличение активных форм кислорода), что также приводит к снижению активности гуанилатциклазы и протеинкиназы G [19]. По данным литературы известна антигипертрофическая роль Ох [18], как через паракринные механизмы путем повышения секреции НУП, NO, циклического гуанозинмонофосфата, так и аутокринно через прямое влияние на ОхR КМЦ [18]. Данный факт подтверждается тем, что снижение уровня Ох в крови с одновременным ростом экспрессии его рецепторов в КМЦ, сопровождается неблагоприятными структурно-функциональными изменениями в миокарде у исследуемых пациентов [18].

Отсутствие статистически значимого снижения числа функционирующих КМЦ у обследованных пациенток с ДФ СНсФВ может быть обусловлено тем, что КМЦ у женщин имеют меньшую склонность к апоптозу [20] и некрозу [21], соответственно, миокард обладает большей устойчивостью к их потере в условиях повреждения [22]. Известно, что Ох способен увеличивать регенераторный потенциал сердца при СН [23]. По мнению A. P. Beltrami и соавт., именно сохранение пролиферативного потенциала сердца помогает не потерять пул функционирующих КМЦ при ишемии и гипоксии [24].

Увеличение объемной плотности соединительно-тканных компонентов и нарушения в микроциркуляторном русле в миокарде УПП приводит к прогрессированию его фиброза у больных с ДФ СНсФВ. Одной из причин фиброзирования миокарда может быть накопление конечных продуктов гликозилирования, вызывающих деформацию молекул коллагена и повышающих его объем в миокарде. Другой пол-специфической причиной может выступать снижение кардиопротективной роли эстрогенов в постменопаузе у женщин с СН [2][25]. Гипоэстрогения [25] и хроническая гипергликемия [8], вероятно, приводят к дисфункции ренин-ангиотензин-альдостероновой системы, увеличивая синтез ангиотензина II и альдостерона, поддерживая провоспалительные процессы, что способствует активации фибробластов, коронарной микрососудистой дисфункции и росту компенсаторной гипертрофии КМЦ [26]. В свою очередь, гипертрофия, нарушающая растяжимость КМЦ, и фиброз повышают жесткость миокарда, приводя к снижению его релаксации и нарушению диастолической функции сердца [20][25]. Этот факт также объясняет преобладание ДД 2 типа у пациенток с ДФ СНсФВ в представленном исследовании.

Таким образом, в настоящей работе впервые продемонстрировано отрицательное влияние снижения уровня Ох на ремоделирование миокарда как на органном, так и на клеточном уровне при ДФ СНсФВ у женщин.

Ограничения исследования

Ограничения данного исследования — одноцентровый характер и небольшое количество наблюдений.

ДФ СНсФВ у женщин, развивающийся на фоне ИБС и АГ, характеризуется более неблагоприятными структурно-функциональными изменениями миокарда, статистически значимо низким уровнем Ох сыворотки крови и высоким уровнем экспрессии ОхR в КМЦ. Полученные данные свидетельствуют о важной роли окситоцинергической системы в ремоделировании миокарда при женском фенотипе СНсФВ, ассоциированной с СД2Т. Результаты представленного исследования позволяют рассматривать Ох в качестве возможного перспективного средства активации адаптивной кардиопротекции в женской когорте с ДФ СНсФВ. Вероятно, дальнейшие исследования смогут определить роль Ох в диагностике и лечении СН.

Отношения и Деятельность. Нет.

Relationships and Activities. None.

Финансирование: Исследование выполнено при поддержке Оренбургского государственного медицинского университета.

Funding: The study was carried out with the support of Orenburg State Medical University.