Морфофункциональные изменения тонкой кишки и поперечнополосатой мускулатуры у больных с хронической сердечной недостаточностью (пилотное исследование)

Г.П.Арутюнов, Р.А.Серов, О.И.Костюкевич, Н.В.Рылова

Российский государственный медицинский университет, Научный центр сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н.Бакулева РАМН, Москва

URL

Summary
Topicality: There is recent evidence for that the enhanced secretion of aldosterone and angiotensin II results in fibroblast stimulation and increased collagen synthesis in the viscera and tissues. It can be assumed that collagen accumulation in the small bowel wall and striated muscles diminishes functional activity and leads to the development of the malabsorption syndrome and to lower exercise tolerance. Aim. To study morphological changes in the small bowel wall and striated muscles in patients with varying chronic heart failure (CHF) and their association with the functional status of the small bowel and striated muscles. Materials and Methods: The study covered 44 CHF patients (26 males and 18 females aged 60 to 79 years. Of them there were 14 and 13 patients with functional class III-IV and I-II CHF, respectively, and 17 patients without signs of CHF (a control group).
The trophological status and the small intestinal absorption of fat, protein, and carbohydrates were evaluated in the patients and the biopsy specimens of their small bowel and musculus gastrocnemius were explored.
Results: There were significant increases in the relative area of collagen in the small bowel wall up to 31.70±3.20% in patients with FC III-IV CHF (12.97±1.97% in the controls) and in the striated muscles up to 24.46±1.36% in FC III-IV CHF patients (9.6±0.98% in the controls). There was a close correlation between morphological and functional changes in the organs: patients with FC III-IV CHF showed decreased absorption of fat, protein, carbohydrate by 25.5, 36.1, and 41.8%, respectively. The results of a 6-min tests in the patients were 40% worse than those in the controls.
   С современной точки зрения, ХСН – это системная полиорганная патология. Органами-мишенями традиционно считались сердце, почки, головной мозг. Однако малый сердечный выброс, высокий уровень ангиотензина (АТ) II, приводящие к вазоспазму и ишемии, не могут не сказаться на функциях других органов, в том числе тонкой кишки и поперечнополосатой мускулатуры. В соответствие с данными, полученными в последние годы [1], избыточная секреция альдостерона и АТ II приводит к стимуляции фибробластов и повышенному синтезу коллагена. Можно предположить, что накопление коллагена в стенке тонкой кишки, а также нарушения кровотока снижают ее функциональную активность и обусловливают развитие синдрома мальабсорбции. Это в свою очередь ведет к нарушению белково-энергетического метаболизма, что усугубляет клиническую картину ХСН.
   Изменения тонкой кишки у больных с ХСН до настоящего времени остаются практически неизученными, данные литературы отечественных и зарубежных авторов малочисленны и разноречивы.
   Впервые указания на нарушение функционального состояния кишечника у больных с заболеваниями сердца встречаются в работах Г.Ф.Ланга. Э.И.Белобородова (1981) установила связь нарушений всасывания в тонкой кишке с тяжестью ХСН.
   В последние годы были предприняты попытки количественной оценки нарушений всасывания белков, жиров, углеводов и связи этих нарушений с дистрофическими процессами в тонкой кишке (Н.Б.Крюкова, 1998).
   Тем не менее морфофункциональные изменения в тонкой кишке, их связь с тяжестью сердечной недостаточности (СН) и выраженностью белково-энергетической недостаточности остаются неизученными. В патогенетической концепции ХСН и сердечной кахексии изменения тонкой кишки пока не нашли свое отражение.
   Кроме того, в последние годы появились работы, в которых сообщается о нарушениях толерантности к физическим нагрузкам у больных с ХСН высоких ФК [2-5]. По нашему мнению, эти изменения в определенной мере обусловлены дисфункцией поперечнополосатых мышц, одной из причин которой является избыточное накопление коллагена в них.   

Рис 1. Слизистая оболочка тонкой кишки. Ув. 400.	Рис 2. Ворсинки тонкой кишки. Ув. 100.	Рис 3. Икроножная мышца. Ув. 400.

Материалы и методы
   Дизайн исследования
   Исследование открытое когортное проспективное.
   В исследование включали больных, госпитализированных в терапевтические отделения 4 ГКБ. Обследовано 44 человека (26 мужчин и 18 женщин) в возрасте от 60 до 79 лет, средний возраст 58±4,7. Были сформированы 3 когорты пациентов:
   1. Больные с тяжелой ХСН (14 человек). Критериями включения в эту группу являлись: ХСН III–IV ФК (NYHA) или НК IIБ–III (по классификации Образцова–Стражеско), фракция выброса (ФВ) <35%. Из них была выделена подгруппа больных с признаками сердечной кахексии (4 человека): индекс массы тела (ИМТ) <19, прогрессирующая потеря массы тела – 6,5 % за 6 мес.
   2. Больные с относительно легким течением ХСН (13 человек). Критерии включения: СН I–II ФК или НК I, ФВ >35%.
   3. Группа контроля: больные без признаков ХСН (17 человек).
   Критериями невключения являлись: острые и хронические заболевания желудочно-кишечного тракта – ЖКТ (хронические атрофические гастриты и энтериты, резекция тонкой кишки, острый и хронический панкреатит), хроническая почечная недостаточность (ХПН), психическая недееспособность, циррозы печени, первичные дегенеративные заболевания поперечнополосатой мускулатуры, злокачественные опухоли любой локализации, СПИД, туберкулез.
   Исследование проводили с письменного добровольного согласия больного. Дизайн исследования одобрен Этическим комитетом РГМУ.
   Комплекс обследования больных включал оценку:
   1) функциональных нарушений ЖКТ;
   2) морфологических изменений в стенке тонкой кишки;
   3) морфологических изменений в поперечнополосатых мышцах;
   4) клинических проявлений (нарушение питательного статуса, снижение физической активности).
   Для оценки питательного статуса всем больным проводили 1) измерение массы тела и ИМТ: ИМТ(кг/м²) = масса тела (кг)/рост² (м²); 2) определение жировой и тощей массы тела (ТМТ) по методу Durnin–Womersley (метод кожно-жировых складок); 3) определение в крови общего белка, альбумина, абсолютного числа лимфоцитов, мочевины, креатинина; 4) функциональные пробы: степ-тест, динамометрию кистей.
   Для оценки функциональной активности кишечника проводили:
   1. Исследование всасывания жиров (методом определения экскреции жира с калом). Больным назначали диету, содержащую 100 г жира, за 2 дня до начала и во время сбора кала. Кал собирали в течение 3 сут, затем определяли содержание жира в нем по стандартной методике.
   2. Исследование всасывания белков (определение общего и белкового азота методом сжигания по Кьедалю). За 2 дня до и во время исследования больные получали 120 г белка.
   3. Исследование всасывания углеводов (по тесту с Д-ксилозой). Больные принимали 5 г Д-ксилозы, через 2 и 5 ч собирали мочу и определяли содержание Д-ксилозы стандартным методом.
   Для оценки толерантности к физической нагрузке проводили 6-минутный тест. Оценивали расстояние в м, которое пациент проходил за 6 мин.   

Гистологическое исследование биоптатов тонкой кишки и икроножной мышцы
   Окраску препаратов производили двумя методами: 1) гематоксилин-эозином и 2) по Ван-Гизону (окраска на коллаген), после чего осуществляли морфометрическое исследование.
   Обработку изображений и подсчет отдельных структур производили с помощью специальной компьютерной программы Image-Pro Plus version 3.0 for Windows.
   С помощью данной методики оценивали следующие признаки: 1) относительная площадь коллагена, 2) расстояние от базальной мембраны эпителиоцитов до стенки капилляра, 3) атрофия ворсинок (высота и ширина), 4) расстояние от базальной мембраны капилляра до мышечного волокна.   

Результаты и их обсуждение
   I. Морфологические изменения в стенке тонкой кишки в зависимости от ФК ХСН.
   1. Измерение относительной площади коллагена
   У больных тяжелой ХСН по сравнению с контрольной группой значительно увеличена площадь, занимаемая коллагеновыми волокнами, которые диффузно пронизывают слизистую оболочку тонкой кишки и имеют более грубую структуру (рис. 1). Если в контроле относительная площадь коллагена составила 12,97±1,97%, то у больных с ХСН III–IV ФК эта величина достигает 31,70±3,20% (р=0,05), что говорит о выраженных склеротических процессах в стенке тонкой кишки. При ХСН I–II ФК площадь коллагена также несколько выше, чем в контроле, и составляет 18,67±2,10% (р=0,05).
   Таким образом, выявлена тесная связь между степенью развития склероза в стенке тонкой кишки и тяжестью ХСН.
   2. Определение расстояния от базальной мембраны эпителиоцитов до стенки капилляра
   За счет выраженной коллагенизации слизистой оболочки расстояние между стенкой кишки и капиллярами увеличилось, что, несомненно, ведет к нарушению всасывания. В контрольных биоптатах это расстояние составило 8,4±0,7 мкм, у больных с ХСН III–IV ФК – 18,6±1,4 мкм (р=0,05). При ХСН I–II ФК существенного увеличения выявлено не было – 10,2±0,8 мкм (р<0,05).
   3. Измерение высоты (от основания до верхушки) и ширины ворсинок
   Уменьшение средней длины и ширины ворсинок у больных с ХСН свидетельствует об атрофических процессах в слизистой тонкой кишки (рис. 2). Наибольшие изменения выявлены у больных с тяжелой ХСН.
   Средняя длина ворсинок в группе контроля составила 437,2±39,4 мкм, ширина – 122,3±4,4 мкм, а при ХСН III–IV ФК – 228,6±24,1 мкм и 87,6±2,4 мкм соответственно (р=0,05). В группе с ХСН I–II ФК существенных изменений не обнаружено: средняя длина составила 389,6±21,1 мкм, а ширина – 109,9±5,6 мкм (р=0,05).
   Морфологические изменения выявляются уже на ранних стадиях ХСН, однако наибольшие изменения наблюдали при тяжелой ХСН. Относительная площадь коллагена у больных с ХСН III–IV ФК превышала контрольные значения в 2,4 раза, а длина ворсинок и, следовательно, всасывательная поверхность была меньше в 1,9 раза. Важно отметить, что максимальные изменения были зарегистрированы в подгруппе больных с низкими значениями ИМТ и ТМТ.
   II. Функциональные нарушения тонкой кишки в зависимости от тяжести ХСН
   А. Всасывание жиров
    У больных с ХСН отмечено увеличение потерь жира с калом, которое коррелировало с тяжестью ХСН. Нарушалось всасывание и свободных и общих жирных кислот. Показатели потерь жира наиболее выражены у больных с ХСН III–IV ФК. В группе контроля потери жира составили 5,5±0,2г/сут, при ХСН III–IV ФК – 6,9 г/сут, что превышало контрольные показатели на 25,5%. При ХСН I-II ФК потери жира были на верхней границе нормы (до 5 г/сут) и составили 5,3±0,2 г/сут.
   Б. Всасывание белков
   При анализе показателей всасывания белков была выявлена следующая картина: в контрольной группе колебания общего и растворимого азота составили соответственно 6,1±0,2 и 1,9±0,1 г/сут (при нормальных до 6,9 и 2,7 г/сут). У больных с ХСН I-II ФК эти показатели практически не превышали нормальные и составили 6,9±0,2 и 2,5±0,2 г/сут. При ХСН III-IV ФК потери белка были достаточно выраженными и составили 8,3±0,4 и 2,9±0,1 г/сут, что превышало контрольные показатели на 36,1%.
   В. Всасывание углеводов
   В контрольной группе экскреция Д-ксилозы за 2 и 5 ч составила 1,0±0,1 и 1,4±0,1 г соответственно (норма: за 2ч – 0,75–1,0 г и за 5 ч - 1,2–2,4 г). Снижение всасывания углеводов выявлено в основном у больных с ХСН III–IV ФК и составило 0,5±0,1 г и 0,7±0,2 г, что ниже нормы на 33,4 и 41,8%. При ХСН I–II ФК показатели практически не отличались от нормальных и составили 0,7±0,3 г и 1,2±0,4 г.
   Таким образом, у больных с ХСН выявлены нарушения всасывания основных питательных веществ. Степень нарушения всасывания находится в прямой зависимости от выраженности морфологических изменений и тяжести ХСН. При тяжелой ХСН всасывание нарушается в среднем на 41,8%. Состояние питательного статуса пациента зависит от степени морфофункциональных изменений тонкой кишки и ФК СН.
   Показатели ТМТ прогрессивно уменьшаются с нарастанием ФК ХСН и степени изменений в тонкой кишке, даже при нормальном или повышенном ИМТ. Это говорит о преимущественной потере массы тела за счет мышечного компонента.
   В группе контроля ТМТ была незначительно ниже нормальных значений у 3 (1,9%) пациентов. При ХСН III–IV ФК ТМТ была снижена у все больных и составляла в среднем 86,5% от нормы. При ХСН I–II ФК колебания ТМТ были незначительны. Степень снижения ТМТ соответствовала степени нарушения всасывания в тонкой кишке.
   Результаты проведенного исследования показывают, что патологические процессы, происходящие в тонкой кишке, существенно влияют на течение ХСН, так как приводят к сдвигам белково-энергетического обмена, а затем и к развитию сердечной кахексии.
   Роль тонкой кишки в патогенезе ХСН и сердечной кахексии представлена на схеме.