Влияние ингаляционного оксида азота и небиволола на клинико-гемодинамический и нейро-гуморальный статус больных с легочной гипертензией различной этиологии

ФГБУ «Российский кардиологический научно-производственный комплекс» МЗ РФ

На правах рукописи

кандидата медицинских наук

Москва 2014

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список сокращений………………………………………………………………...4

Введение…………………………………………………………………………….7

Глава 1. Литературный обзор…...............................................................................9

1. 
   . Классификация ЛАГ…………………………………………………..............9
   
2. 
   . Этиология и патогенез ЛАГ……....................................................................11
   
3. 
   . Клинические особенности ЛАГ…………………………………………….14
   
4. 
   . Особенности ЛАГ при врожденных пороках сердца ……………………..16
   

2. 
   Роль ингаляционного оксида азота в лечении больных с легочной гипертензией…………………………………………………………………..20
   

1. 
   . Механизм действия iNO……………………………………………………..20
   
2. 
   . Влияние NO на функцию миокарда желудочков сердца…………………..23
   
3. 
   . Фармакология и токсичность iNO…………………………………………..24
   
   1. 
      . Доставка и мониторирование iNO………………………………………...24
      
   2. 
      . Метаболизм iNO……………………………………………………………24
      
   3. 
      . Эффективная концентрация……………………………………………….25
      
   4. 
      . Токсичность iNO…………………………………………………………...25
      
4. 
   . Применение iNOв кардиологии…………………………………………….26
   
   1. 
      . Применение iNO при легочной гипертензии…………………………….27
      
   2. 
      . Применение iNO при легочной гипертензииу больных с врожденными и клапанными пороками сердца………………………………………………28
      
   3. 
      . Влияние iNO на показатели гемодинамики и правый желудочек………29
      
   4. 
      . Антитромбоцитарное действие iNO………………………………………30
      
   5. 
      . Длительная ингаляционная терапияNO при легочной гипертензии…....31
      

3. 
   Применение бета-блокаторов при легочной гипертензии………………….31
   
   1. 
      Механизм эндотелий-зависимой вазодилатации при применении небиволола………………………………………………………………….32
      
   2. 
      Влияние небиволола на эндотелиальную дисфункцию в условиях оксидативного стресса……………………………………………………..34
      
   3. 
      Влияние небиволола на агрегацию тромбоцитов тромбообразование…35
      
   4. 
      Антипролиферативные эффекты небиволола……………………………35
      
   5. 
      Применение небиволола при легочной гипертензии……………………35
      

2.1. Алгоритм обследования больных с легочной гипертензией……………...38

2.2. Клинико-инструментальные методы обследования……………………….39

2.3.Лабораторные методы исследования……………………………………….42

2.3.1.Общие методы лабораторного исследования……………………………..42

2.3.2. Специальные методы лабораторного исследования……………………..42

2.4.Лечение больных с ЛАГ……………………………………………………...43

2.5. Статистическая обработка…………………………………………………...44

Глава 3. Результаты……………………………………………………………….46

1. 
   .Сравнительный анализ клинико-функционального статуса, эхокардиографических и лабораторных данных у больных с ЛАГ различной этиологии…………………………………………………………..46
   
2. 
   . 2-х недельная терапия ингаляционным NO у больных с легочной гипертензией различной этиологии…………………………………………..52
   
3. 
   . Применение небиволола у больных с легочной артериальной гипертензией…………………………………………………………………...58
   

Выводы…………………………………………………………………………….85

Практические рекомендации……………………………………………………..87

Список литературы………………………………………………………………..88

BMPR2 – рецепторный костный морфогенетический протеин 2

eNOS – эндотеоиальная NOS

iNO – ингаляционный NO

iNOS – индуцибельная NOS

L-NA – N-нитро-L-аргинин

L-NAME – N-нитро-L-аргинин метилэстра

L-NMMA – N-монометил-L-аргинина

nNOS – нейрональная NOS

NO – оксид азота

NOS – NO-синтаза

NYHA – Нью-Йоркская Ассоциация Сердца

SaO₂ – насыщение артериальной крови кислородом

SvO₂ – насыщение венозной крови кислородом

АГ – артериальная гипертензия

АД – артериальное давление

БАВ – биологически активное вещество

ВИЧ – вирус иммунодефицита человека

ВОЗ – Всемирная Организация Здравоохранения

ВПС – врожденные пороки сердца

ГМФ – гуанилатциклаза

ДДЛА – диастолическое давление в легочной артерии

ДЗЛА – давление заклинивания в легочной артерии

ДЛАср. – среднее давление в легочной артерии

ДМПП – дефект межпредсердной перегородки

ДПП – давление в полости ПП

ЗСЛЖ – задняя стенка ЛЖ

ИБС – ишемическая болезнь сердца

ИЛГ – идиопатическая легочная гипертензия

ИФА – иммуноферментный анализ

КДО – конечно-диастолический объем

КДР – конечно-диастолический размер

КПОС – катетеризация правых отделов сердца

КСО – конечно-систолический объем

КСР – конечно-систолический размер

КТИ – кардиоторакальный индекс

ЛАГ – легочная артериальная гипертензия

ЛАГ-ВПС – легочная артериальная гипертензия при врожденных пороках сердца

ЛГ – легочная гипертензия

ЛЖ – левый желудочек

ЛП – левое предсердие

ЛСС – легочное сосудистое сопротивление

МСКТ – мультиспиральная компьютерная томография

НПВ – нижняя полая вена

ОЛСС – общее легочное сосудистое сопротивление

ОПСС – общее периферическое сосудистое сопротивление

ОРДС – острый респираторный дистресс-синдром

ОФП – острая фармакологическая проба

ПЖ – правый желудочек

ПЗР – передне-задний размер

ПП – правое предсердие

СВ – сердечный выброс

СДЛА – систолическое давление в легочной артерии

СИ – сердечный индекс

СНС – симпатическая нервная система

Т6МХ – тест 6-ти минутной ходьбы

ТЛГД – транслегочный градиент давления

ТМ ПЖ – толщина миокарда ПЖ

ТМЖП – толщина межжелудочковой перегородки

УЗИ – ультразвуковое исследование

УО – ударный объем

ФВ – фракция выброса

ФК – функциональный класс

ХСН – хроническая сердечная недостаточность

ХТЭЛГ – хроническая тромбоэмболическая легочная гипертензия

ЦЭК – циркулирующие эндотелиальные клетки

ЧСС – частота сердечный сокращений

ЭДТА – этилендиаминтетраацетат

ЭТ-1 – эндотелин-1

ЭхоКГ – эхокардиография

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы: Легочная гипертензия (ЛГ) является прогрессирующим и часто фатальным заболеванием. Как при идиопатической (первичной ЛГ – ПЛГ), так и при ЛГ вследствие целого ряда других заболеваний (вторичной ЛГ – ВЛГ) различные инициирующие факторы болезни приводят к постепенному увеличению легочного сосудистого сопротивления и развитию правожелудочковой недостаточности. Известно, что повышенный вазомоторный тонус легочных сосудов возникает вследствие дисбаланса между продуцируемыми эндотелием вазоконстриктивными и вазодилатирующими веществами. Среди последних особое место занимает нарушение продукции оксида азота (NO). В связи с этим актуальным представляется изучение эффективности высокоселективного β-1 блокатора небиволола, который обладает способностью индуцировать продукцию NO после ингаляции NO у больных с ЛГ различной этиологии.

Цель исследования: Изучить влияние ингаляционного оксида азота и небиволола на клинико-гемодинамический и нейрогуморальный статус у больных с легочной гипертензией различной этиологии.

Задачи исследования:

1. 
   Изучить влияние 2-х недельной ингаляции оксида азота на толерантность к физической нагрузке, систолическое давление в легочной артерии, структурно-функциональные параметры сердца, уровень метаболитов оксида азота и вязкость крови у больных с легочной гипертензией различной этиологии.
   
2. 
   Изучить влияние 2-х недельной ингаляции оксида азота на концентрацию вазоактивных медиаторов (эндотелин-1, тромбоксан В2 и 6-кето-простагландин) у больных с легочной гипертензией различной этиологии.
   
3. 
   Изучить влияние небиволола в суточной дозе 5 мг/сутки в течение 6 месяцев на толерантность к физической нагрузке, систолическое давление в легочной артерии, структурно-функциональные параметры сердца, уровень вазоактивных медиаторов, вязкость крови и метаболиты оксида азота у больных с идиопатической легочной гипертензией.
   
4. 
   Изучить влияние небиволола в суточной дозе 5 мг/сутки в течение 6 месяцев на толерантность к физической нагрузке, систолическое давление в легочной артерии, структурно-функциональные параметры сердца, уровень вазоактивных медиаторов, вязкость крови и метаболиты оксида азота у больных с легочной артериальной гипертензией при врожденных пороках сердца.
   
5. 
   Оценить переносимость приема небиволола в суточной дозе 5 мг/сутки в течение 6 месяцев у больных с легочной гипертензией различной этиологии.
   

Продемонстрировано, что применение небиволола в дозе 5 мг/сут в течение 6 месяцев у больных с ЛАГ различной этиологии приводит к существенному увеличению толерантности к физической нагрузке, снижению СДЛА и улучшению реологических свойств крови.

1. 
   Лёгочная гипертензия: этиология, патогенез и подходы к лечению.
   

Несмотря на значительные современные достижения в лечении, смертность при легочной ЛАГ остается высокой: 2-х годичная выживаемость с момента постановки диагноза составляет около 85% [6, 7]. Современная патогенетическая терапия ЛАГ позволяет замедлить темпы прогрессирования заболевания. Вместе с тем, ЛАГ остается неизлечимой патологией, что требует разработки новых подходов к рациональной терапии [8].

В 2007 году в России были опубликованы Национальные рекомендации по диагностике и лечению легочной гипертензии [1], в которых отражена действующая в настоящее время в России классификация ЛАГ. Классификация разделяет различные формы легочной гипертензии в зависимости от патофизиологии и ответа на лечение. В таблице №1 представлена группа 1, которая объединяет в себе заболевания, при которых поражаются мелкие легочные артерии и включает в себя ИЛГ, легочную гипертензию при заболеваниях соединительной ткани и врожденных пороках сердца. Диагноз ИЛГ ставится методом исключения при отсутствии поражения левых отделов сердца, заболеваний легких или тромбоэмболии легочной артерии, эта группа заболеваний характеризуется такими специфическими гемодинамическими показателями, как повышение среднего давления в легочной артерии >25 мм рт. ст. при давлении заклинивания легочной артерии (или конечно-диастолическим давлением левого желудочка) <15 мм рт. ст. и повышении легочного сосудистого сопротивления >3 ед. Wood.

2. 
   Этиология и патогенез ЛАГ.
   

Ключевую роль в указанных процессах играет дисфункция или повреждение эндотелия, приводящая к нарушению баланса между сосудосуживающими и сосудорасширяющими веществами. Освобождение хемотаксических агентов из поврежденных клеток эндотелия вызывает миграцию гладкомышечных клеток в интиму легочных артериол. Секреция вазоактивных медиаторов с выраженным вазоконстрикторным действием способствует развитию тромбоза in situ, трансформируя состояние легочного сосудистого русла из обычного изокоагулянтного состояния (вследствие освобождения простациклина и ингибитора тканевого активатора плазминогена) в прокоагулянтное. В результате образуется порочный круг, когда повреждение эндотелия неуклонно прогрессирует и приводит к ремоделированию легочных сосудов, нарастанию сосудистой обструкции и облитерации. Патологические процессы затрагивают все слои сосудистой стенки, различные типы клеток - эндотелиальные и гладкомышечные клетки, фибробласты [200, 207, 219]. В адвентиции отмечается повышенная продукция экстрацеллюлярного матрикса, включая коллаген, эластин, фибронектин и тенасцин. У больных с ЛГ в плазме крови повышены уровни провоспалительных цитокинов, в тромбоцитах нарушается метаболизм серотонина [10, 111, 155, 201]. Таким образом, дисбаланс между тромботическими, митогенными, провоспалительными, вазоконстриктивными факторами и механизмами обратного действия - антикоагулянтными, антимитогенными, вазодилатирующими, способствует вазоконстрикции и тромбозам, пролиферативным и воспалительным изменениям в легочном микроциркуляторном русле. Развитие и прогрессирование патологических обструктивных процессов в легочных сосудах приводит к повышению легочного сосудистого сопротивления (ЛСС), перегрузке и декомпенсации ПЖ [8, 17, 95, 100, 166, 208].

1.3. Клинические особенности ЛАГ

Идиопатическая ЛГ – спорадически развивающееся заболевание, которое диагностируется в тех случаях, когда не удается обнаружить ни отягощенный по ЛГ семейный анамнез, ни провоцирующие факторы риска [9]. Когда у больных с ИЛГ удается выявить отягощенный семейный анамнез, в 60% случаев удается обнаружить мутации рецепторного костного морфогенетического протеина 2 (BMPR2). Мутации были также обнаружены у 10-25% больных с ИЛГ и у 9% больных с ЛАГ, развившейся после приема фенфлурамина – регулятора аппетита [10]. Семейная ЛГ наследуется аутосомно-доминантно с варьирующей пенетрацией и выявленной генной антиципацией [11]. У асимптомных носителей BMPR2-мутации определяется повышение давления в легочной артерии выше нормальных значений при физической нагрузке [12]. При неблагоприятном воздействии окружающей среды или наследственности у таких больных может развиться ЛГ. BMPR2 – трансформирующий фактор роста семейства бета-рецепторов, регулирующих апоптоз и рост клеток. Несмотря на то, что точный механизм, объясняющий снижение сигнальной активности BMPR2 и развития ЛАГ не известен, полная потеря активности BMPR2 у животных приводит к развитию ЛГ [13]. Было установлено снижение экспрессии BMPR2-рецепторов у животных с монокроталиновой моделью ЛГ [14] и снижение экспрессии BMPR2-ко-рецептора у больных с ИЛГ и другими формами приобретенной ЛГ [15]. Введение в классификацию новой формы наследственной ЛАГ, не подразумевает обязательный генетический анализ на BMPR2-мутацию у больных с идиопатической или семейной ЛАГ, так как такой анализ не меняет тактику ведения больных. Генетический анализ может быть использован как отдельная составляющая комплексного подхода, включающего в себя консультацию генетика, обсуждение риска, преимуществ и ограничений генетического тестирования [16, 223].

Риск развития ЛАГ существенно повышен у лиц с заболеваниями соединительной ткани, врожденными пороками сердца, портальной гипертензией и инфицированных вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ).

Риск развития ЛАГ при различных ассоциированных состояниях различен, наиболее высок он при таких врожденных пороках сердца как дефект межжелудочковой перегородки или открытый артериальный проток. У больных с врожденными пороками сердца на момент постановки диагноза уровень давления в легочной артерии и сердечный выброс выше, чем у больных с ИЛГ [17]. По мере развития дисфункции миокарда, прогноз ухудшается [18]. Большие предикторы прогноза при ассоциированных с ЛАГ состояниях формально не отличаются от ИЛГ и включают в себя повышение давления в правом предсердии и снижение сердечного выброса. При склеродермии ЛАГ развивается наиболее часто, при этом прогноз – наиболее плохой [19]. В опубликованном исследовании Chang B. и соавт. частота развития ЛАГ у больных с системной склеродермией составила 30%, наибольшая встречаемость ЛАГ была отмечена у больных с ограниченной склеродермией и так называемым CREST-синдромом (кальциноз, феномен Рейно, нарушение функции пищевода, склеродактилия и телеангиэктазия) [20]. Среди других системных заболеваний соединительной ткани риск развития ЛАГ также повышен при системной красной волчанке и смешанных заболеваниях соединительной ткани [21]. Частота встречаемости ЛАГ у больных с портальной гипертензией, ожидающих трансплантацию печени, составляет от 1% до 6% (портопульмональная гипертензия). Высокая неконтролируемая ЛАГ является противопоказанием к пересадке печени [22, 23, 24]. Патоморфология при портопульмональной ЛАГ схожа с ИЛГ, что, вероятно, связано с нарушением баланса вазоактивных субстанций при этом заболевании.

ЛАГ встречается у 0,5% больных с ВИЧ-инфекцией [25]. Не было обнаружено взаимосвязи между репликацией вируса и риском развития ЛАГ [26], хотя активная антивирусная терапия может приводить к умеренному снижению ДЛА в ряде случаев [27]. Как и другие формы ЛАГ, при ВИЧ-ассоциированной ЛАГ лечение должно быть направлено на снижение ЛСС.

4. 
   Особенности ЛАГ при врожденных пороках сердца (ВПС)
   

Распространенность ЛАГ при ВПС по данным разных регистров варьирует. По данным Европейского регистра общая распространенность ЛАГ у взрослых с ВПС составляет 4-28%, синдром Эйзенменгера встречается у 1-6% [33, 34]. Частота встречаемости ЛАГ зависит от размера и локализации дефекта [35]. По данным датского регистра CONCOR, включавшего как оперированных, так и не оперированных пациентов, ЛАГ встречалась от 3% (открытый артериальный проток) до 100% случаев (аорто-легочное соустье) [33].

Критическим моментом в развитии ЛАГ при ВПС является время выполнения реконструктивной хирургии. При отсутствии оперативного лечения, персистирующая ЛАГ постепенно прогрессирует, развивается эндотелиальная дисфункция, вазоконстрикция и ремоделирование легочной сосудистой стенки [36]. Оперативное вмешательство на ранних этапах (несколько месяцев жизни) приводит к нормализации ЛСС через 1 год от вмешательства [37], тогда как при откладывании операции на более поздние сроки - после 2-х лет жизни - ЛСС может снижаться, но часто не до нормальных значений [38]. Хирургическое же вмешательство у пациентов с уже существующей ЛАГ может ускорить прогрессирование заболевания и развитие правожелудочковой недостаточности [37]. Предполагается, что существует «точка не возврата», когда изменения легочных сосудов становятся необратимыми и ЛАГ сохраняется даже после коррекции ВПС [39]. Шунтирование крови в правые отделы сердца при ВПС приводит к перегрузке объемом малого круга кровообращения, эндотелиальной дисфункции и спазму легочных артериол. Нарушение выработки таких вазоактивных медиаторов как эндотелин-1, простациклин и NO приводит к вазоконстрикции, тогда как избыточная экспрессия факторов роста эндотелия и фибробластов «фиксирует» ремоделирование сосудов (включая гипертрофию и пролиферацию гладких мышц сосудистой стенки) [40]. В дальнейшем происходит повышение ЛСС и последующее увеличение давления в правом желудочке. Когда давление в правых отделах сердца начинает превышать давление в левых – происходит реверсия сброса через дефект, развивается синдром Эйзенменгера. Реверсия кровотока несколько разгружает малый круг кровообращения, однако это сопровождается развитием цианоза вследствие сброса деоксигенированной крови в большой круг кровообращения.

Раннее закрытие дефекта – главное условие профилактики развития ЛАГ при ВПС. Увеличение ДЛА при нормальных значениях ЛСС указывает на то, что изменения легочных артериол минимальны и можно рассчитывать на хороший эффект хирургического вмешательства [41]. У пациентов с высоким ДЛА и ЛСС изменения в легочных артериолах носят уже необратимый характер и операция будет неэффективна. Наибольшую сложность в принятии решения о тактике ведения представляют пациенты со средними/большими дефектами и умеренным повышением ДЛА и ЛСС, преимущества хирургического вмешательства у таких пациентов неясны. В настоящее время отсутствуют маркеры обратимости изменений сосудистой стенки при ЛАГ-ВПС, наиболее перспективным неивазивным маркеров повреждения сосудистой стенки можно считать циркулирующие эндотелиальные клетки (ЦЭК). В опубликованной работе Smadja DM и соавт. [42] было показано, что ЦЭК значительно повышены у пациентов с ВПС и сохраняющейся высокой ЛАГ после хирургического вмешательства.

2. 
   Роль ингаляционного оксида азота в лечении больных с легочной гипертензией.
   

1. 
   Механизм действия iNO
   

L-аргинин

NO-синтаза

Оксид азота

Эндотелий-зависимые вазодилататоры

Напряжение сдвига и/или потока

Гуанилат-циклаза

ГТФ

цГМФ

Протеин фосфорилирование

Са²⁺

Вазодилатация

В большинстве случаев это приводит к расслаблению гладкомышечных клеток сосудов, вазодилатации и снижению давления в легочной артерии. В ряде случаев вазодилатация не происходит, т.к. iNO может как улучшать [56, 57], так и ухудшать проходимость бронхиального дерева [58]. После связывания NO с оксигемоглобином образуется метгемоглобин, который расщепляется редуктазой в присутствии кислорода на NO₃ и NO₂, выводящихся с мочой [59].

NO опосредованно влияет на множество различных органов и систем. Участие в регуляции сосудистого тонуса - только одна из его функций (см. таблицу 2).

После открытия механизма вазодилатирующего действия NO было проведено множество исследований по изучению клинического значения ингаляции NO. Frostel C G и соавт., Pepke-Zaba J и соавт. первыми показали, что ингаляции NO в дозе 40 ppm пациентам с первичной легочной гипертензией может селективно снижать давление в легочной артерии и легочное сосудистое сопротивление без значимого влияния на системный кровоток [66, 67]. В дальнейшем в результате разностороннего изучения NO была показана возможность применения iNO в диагностике, лечении и определении прогноза больных с легочной гипертензией как новорожденных, так и взрослых, включая больных с респираторным дистресс-синдромом [49, 50, 68].

Вскоре после открытия роли NO как вазодилататора, было также показано, что он играет важную роль в моделировании функции миокарда [69]. В ряде работ показано, что NO обладает отрицательным инотропным действием на изолированной папиллярной мышце [38, 70] и препаратах миоцитов [71, 72, 73]. NO также вовлечен в процесс миокардиальной дисфункции при кардиомиопатиях [74], отторжении донорского сердца [75, 76] и сепсисе [69]. Кроме того, увеличение продукции и активности NO-синтазы было показано у больных с дилатационной кардиомипатией и миокардитом [74]. Исследования in vivo показали, что NO может быть вовлечен в процесс снижения чувствительности бета-адренорецепторов у больных с застойной сердечной недостаточностью [77]. Тогда как в перечисленных выше исследованиях было отмечено отрицательное инотропное действие NO, недавно было обнаружено, что NO может оказывать концентрация-зависимый эффект на сократимость с положительным инотропным действием при очень низких концентрациях [78, 79].

Исследования с радиоактивной меткой показали, что примерно 75% iNO абсорбируется [80, 81]. В связи с тем, что NO быстро трансформируется в высшие оксиды азота (NOx) в присутствии кислорода, NO часто доставляется в смеси с инертным газом N2. В ряде работ было показано, что концентрация доставленного NOx зависит не только от концентрации вдыхаемого NO, но и от концентрации кислорода во вдыхаемой смеси и времени их контакта [82]. В то время как наиболее широко распространен метод определения электрохимического градиента, индуцированного NO (погрешность 1 ppm), золотым стандартом определения концентрации NO во вдыхаемом воздухе остаётся хемолюминисцентный метод (точность несколько ppm) [83].

После попадания в кровоток NO быстро связывается с гемом в гемоглобине и тиоловыми группами белков плазмы крови [84, 85]. Сродство NO к этим сайтам отражает период его полужизни и равняется примерно 100 мсек (почти в 30 раз быстрее, чем в условиях in vitro) [86]. Именно связь NO с гемоглобином и обуславливает как локальность действия эндотелий-продуцируемого NO [87], так и инактивацию высоких концентраций NO при вдыхании его в составе сигаретного дыма [88]. Одним из основных путей метаболизма NO считается образование MetHb и нитрата (NO₃) из окисгемоглобина и NO [89]. Альтернативные пути: образование NOHb при нитрозилировании гемоглобина в условиях низкого парциального давления кислорода [90] и образование S-нитрозо-аддуктов при взаимодействии тиоловых групп [91, 92]. В большинстве исследований было показано отсутствие какого бы то ни было значимого влияния iNO на системную циркуляцию при вдыхании в терапевтических концентрациях.

В ряде ранних работ было показано, что разброс эффективной терапевтической концентрации iNO при лечении легочной гипертензии составляет 5-80 ppm [93, 94]. Позже было показано, что небольшое дополнительное влияние на гемодинамику отмечается при концентрации 10-20 ppm [95, 96, 97], а эффективная дозировка у больных с острой гипоксической дыхательной недостаточностью составляет 100 ppm [98, 99]. Необходимо отметить, что дозировка iNO для снижения легочного сосудистого сопротивления может быть выше, чем для улучшения оксигенации крови [100].

Токсичность вдыхаемого NO обусловлена непосредственно действием самого NO и его метаболитов. Чрезмерно высокая концентрация NO вызывает оксидативный стресс в легких с развитием воспалительной реакции, десквамации и интерстициального отека [101]. Одним из отрицательных свойств сигаретного дыма также принято считать высокую концентрацию содержащегося в нем NO (до 500 ppm), приводящего к нитрозилированию белков, выработке пероксинитритов и снижению активности антиоксидантов, связанных с ключевыми ферментами и сигнальными системами [102]. Тем не менее, экспериментальные исследования не выявили гистологических повреждений легочной ткани или оксидативного повреждения при 2-х недельной ингаляции NO (20-80 ppm) [46, 103, 104]. При 2-х недельной ингаляции NO в концентрации 20 ppm в течение 53 дней [105] и 50 ppm в течение 68 дней [106] у больных с респираторным дистресс-синдромом не было выявлено признаков токсического действия iNO на легочную ткань.

Вторым по значимости следует отметить токсическое действие высших оксидов NO (NOx), в связи с чем рекомендуется контроль концентрации не только непосредственно самого NO, но и NOx. Тогда как в Girard C и соавт. [107] рекомендуют не превышать уровень вдыхаемого NO более 1 ppm, в английских рекомендациях по применению iNO в блоках интенсивного наблюдения рекомендуемый верхний уровень NO – 3 ppm [83].

Еще одно неблагоприятное побочное действие iNO может быть связано с увеличением уровня MetHb. И хотя небольшое увеличение MetHb и было зарегистрировано [48], значимого влияния на состояние здоровья это не оказывало. В исследовании по изучению взаимосвязи дозировки iNO и образования MetHb Young J D и соавт. обнаружили, что при вдыхании терапевтических концентраций NO (32 ppm) пиковый уровень MetHb составил лишь 1%, а значимый подъём MetHb (5% от общего гемоглобина) развивался при концентрации iNO 512 ppm [108].

Еще одним непрямым побочным действием NO принято считать феномен отмены при резком прекращении вдыхания газовой смеси, проявляющийся увеличением давления в легочной артерии и декомпенсацией недостаточности правого желудочка [109, 110, 111, 112]. Одним из возможных механизмов синдрома отмены может быть подавление выработки собственного NO в легочном кровотоке [113]. В любом случае, даже при развитии синдрома отмены изменения легочной гемодинамики не критичны и ряд исследователей считает, что возобновлять ингаляцию NO не стоит, если пациент гемодинамически стабилен [111].

4. 
   Применение iNO в кардиологии
   

Несмотря на то, что iNO при остро возникшей легочной гипертензии различной этиологии эффективно снижает ЛCC [47, 116], его влияние на длительно существующую ЛГ менее предсказуемо. В то время как у ряда больных с длительно существующей ЛГ сохранен резерв вазодилатации при ингаляции NO, в ряде случаев такой эффект отсутствует [128, 117, 118]. Наиболее вероятно, что этот эффект зависит от соотношения степени гипертрофии мышечной стенки и гиперплазии эндотелия легочных артериол и тромбоза in situ при длительно существующей ЛГ [128]. Благодаря быстрому эффекту и короткому периоду выведения iNO с успехом применяется как эффективный и безопасный тест для выявления больных с ЛГ и с сохраненным резервом вазодилатации для последующего длительного назначения антагонистов кальциевых каналов [117, 118]. В этих работах при инвазивном контроле легочной гемодинамики была отмечена четкая зависимость между степенью снижения ДЛА при iNO и эффективностью последующего назначения антагонистов кальциевых каналов. Так как 30 – 40% больных с ЛГ «отвечают» на iNO [117, 118], тест на вазодилатацию получил широкое распространение как определяющий тактику лечения этой категории больных. Ингаляционный NO так же может использоваться у больных с высокой легочной гипертензией при декомпенсации ЛГ, как «мост» перед пересадкой легких.

Врожденные пороки сердца сами по себе часто осложняются развитием легочной гипертензии и могут быть связаны с гипертоническими кризами в системе легочной артерии сразу после оперативного лечения. Селективная легочная вазодилатация с успехом применяется как у новорожденных [119, 120], так и у детей более старшего возраста [121, 122].

Митральные пороки у взрослых также нередко сопровождаются развитием легочной гипертензии. Girard C и соавт. показали, что даже 10-минутное вдыхание NO в средней дозе 37 ppm на 22% снижает ЛСС в раннем послеоперационном периоде после операции по замене митрального клапана у больных с митральным стенозом [123]. В смешанной группе больных (преобладали больные с митральным стенозом) Rich G F и соавт. показали 35% снижение ЛСС, причем это снижение было связано с исходным уровнем ЛСС [124]. В небольшом исследовании на 9 пациентах с незначительным повышением ЛCC перед операцией (в среднем 274 dynes.s.cm-5) Snow и соавт. показали, что после операции по замене митрального клапана ингаляция NO снижала ЛСС на 42% [125]. Помимо положительного влияния NO на легочную гемодинамику в исследовании Fullerton D A и соавт. было показано отсутствие влияния NO на ЛCC после оперативной замены митрального клапана [126]. Скорее всего, эти, не совпадающие с предыдущими исследованиями данные, объясняются различной степенью тяжести и обратимости легочной гипертензии. Так в исследовании Fullerton D A и соавт. включались более тяжелые больные (ЛCC составило в среднем 622 dynes.s.cm-5), у которых более вероятно развитие необратимого фиброза в легочных артериолах, что могло резко снизить способность легочных сосудов к дилатации. Похожие данные были получены и у больных с длительно существующей легочной гипертензией различной этиологии [127, 128].

2.4.3. Влияние iNO на показатели гемодинамики и правый желудочек

Вследствие гемодинамического удаления места начала действия iNO от правого желудочка (ПЖ), эффекты NO на правый желудочек являются опосредованными. Так как ЛСС, в основном, определяет постнагрузку на правый желудочек, то ПЖ очень чувствительно реагирует на любые изменения ЛСС. В ряде исследований показано, что функция ПЖ существенно улучшается при ингаляции NO, в основном, за счет непосредственного снижения ЛСС и вторично за счет изменений сократимости самого ПЖ [129, 130]. Chen E P и соавт. показали, что в ответ на ингаляцию NO происходит увеличение времени расслабления ПЖ, хотя это было в ответ на снижение нагрузки на ПЖ и не было четкого сравнения за счет чего это происходило: за счет уменьшения наполнения ПЖ или постнагрузки на ПЖ [131]. Важность такого сопоставления была показана в последующей работе Girard C и соавт., которые отметили, что увеличение ЛСС само по себе вызывает увеличение времени расслабления ПЖ, которое частично приходило в норму (снижалось) при ингаляции NO [117]. Ударный объем уменьшался вследствие увеличения ЛСС и снова частично восстанавливался при ингаляции NO по мере улучшения показателей легочной гемодинамики и независимо от изменений сократимости ПЖ. Исследования на людях с нарушенной функцией ПЖ в сочетании с ЛГ также показали преимущества iNO [132]. В исследовании Koelling T M и соавт. на 14 пациентах с ХСН и ЛГ было показано, что чем более выражены нарушения работы ПЖ, тем более эффективно действует iNO [133]. Ингаляция NO у 7 больных с ХСН под контролем велоэргометрии в другом исследовании статистически значимо увеличивала оксигенацию крови и максимальное потребление кислорода по мере увеличения толерантности к физической нагрузке [134]. Авторы объяснили такой эффект iNO положительным влиянием на перфузию легких вследствие улучшения вентиляции, что позже было доказано при использовании вентиляционно-перфузионной сцинтиграфии легких у больных с тяжелой сердечной недостаточностью [135, 136].

2.4.4. Антитромбоцитарное действие iNO

Антитромбоцитарное действие NO обусловлено активацией растворимой гуанилатциклазы с цитозоле тромбоцитов [137]. Позже этот эффект NO был доказан и при ингаляции NO [138]. Основные клинически эффекты iNO на функцию тромбоцитов заключаются в увеличении времени кровотечения, отмеченного при изучении лабораторных показателей как у взрослых здоровых добровольцев [139], так и у новорожденных [140]. Исследования in vitro показали, что дозо-зависимый эффект ингибирования активации тромбоцитов экспрессии Р-селектина и связи фибриноген-гликопротеин IIb/IIIa [141]. Эти работы изучали влияние высоких доз NO на тромбоциты (100 – 884 ppm), но такое же влияние было обнаружено и при ингаляции физиологических концентраций iNO у больных с острым респираторным дистресс-синдромом (ОРДС) [142]. В работе Gries A и соавт. было показано снижение активации и агрегации тромбоцитов в ответ на ингаляцию NO при массивной легочной гипертензии [143]. Таким образом, ингаляция NO может иметь двоякое положительное влияние у больных с ЛГ: снижать ЛСС и блокировать тромбоциты. В некоторых случаях антитромбоцитарное действие iNO может даже быть побочным эффектом, так в двух случаях были зарегистрированы клинически значимые кровотечения у больных после химиотерапии при ингаляции NO [144].

На животной модели (собаки) тромболизиса Adrie C и соавт. показали существенное увеличение времени до закрытия коронарной артерии при ингаляции NO [145]. В то же время как не было отмечено влияния iNO на коронарный кровоток, тогда как время до закрытия коронарной артерии тромбом при ингаляции 20 – 80 ppm NO существенно увеличивалось. Несмотря на короткий период выведения iNO, антитромбоцитарный эффект продолжался не менее 45 минут после прекращения ингаляции 80 ppm NO. Авторы этой работы не обнаружили каких-либо преимуществ при ингаляции высоких концентраций NO (200 ppm). При вдыхании NO в дозе 200 – 400 ppm в исследовании in vitro было отмечено значимое подавление АДФ-индуцированной агрегации тромбоцитов, но в работах in vivo значимого увеличения времени кровотечения не происходило. Одним из объяснения отсутствие влияния NO на агрегацию в высоких концентрациях может быть образование пероксинитрита, что приводит к повышению агрегации тромбоцитов [146].

В то время как применение NO для определения легочного резерва вазодилатации успешно и давно применяется в реальной клинической практике, исследования по изучению эффективности длительной ингаляции NO при ЛГ разрозненны и малочисленны [147, 148]. В литературе удалось найти лишь единичные данные на небольшой выборке больных по влиянию NO на показатели легочной гемодинамики и функциональный статус этой категории больных. В работе Channick R и соавт. при изучении длительной ингаляции NO у 8 больных с ИЛГ только у 2 больных ингаляция продолжалась более 15 минут: у одного – 24 часа, у второго – 9 месяцев [148]. Perez-Penate G и соавт. показали, что ингаляция NO в течение 12 месяцев была безопасна и эффективна: среднее ДЛА снизилось на 9%. При этом не было отмечено значимых побочных эффектов и проявлений токсичности NO [149].

Следует отметить, что, несмотря на повышенное внимание к токсичности iNO, при тщательном мониторинге NO с успехом применяется в реальной клинической практике в качестве селективного легочного вазодилататора. Особенно ощутима польза iNO при ведении больных с ЛГ после хирургического вмешательства и при определении легочного резерва вазодилатации не только перед планируемой трансплантацией сердца, но и при определении тактики ведения больных с различными формами ЛГ.

2. 
   Применение бета-блокаторов при легочной гипертензии
   

Небиволол (,-[иминодиметил]бис[6-флюоро-2-хромметанол]) относится к третьему поколению бета-адреноблокаторов с вазодилатирующими свойствами. В отличие от карведилола, вазодилатирующее действие которого обусловлено блокадой -адренорецепторов, гемодинамический эффект небиволола прежде всего обусловлен прямым стимулирующим влиянием на эндотелиальную NO синтазу (eNOS), что было продемонстрировано в работе Gao Y S и соавт. Авторы убедительно показали, что вазодилатирующее дозозависимое действие небиволола исчезало после удаления эндотелия или блокады eNOS [154]. Было предложено множество механизмов влияния небиволола на эндотелий, включая эстроген-зависимую транслокацию eNOS и фосфорилирование серина 1177 [155] или стимулирование серотониновых рецепторов [156], но наиболее вероятными механизмами вазодилатирующего действия небиволола принято считать активацию eNOS посредством связывания метаболитов небиволола с 2-рецепторами [155], прямое взаимодействие небиволола с 3-рецепторами [157] и/или стимуляцию выделения аденозинтрифосфата клетками эндотелия (см. рисунок №2) [158].

L-аргинин

цГМФ

L-аргинин

eNOS

Небиволол

Небиволол

Метаболиты небиволола

Механочувств. ионные каналы

Р2Y

В клинических исследованиях было показано, что небиволол действует через eNOS как в артериальном, так и венозном русле, оказывая прямое эндотелий-зависимое вазодилатирующее действие и увеличивая чувствительность к таким стимулам, как гиперемия [159, 160, 161]. Интересно, что вазодилатирующий эффект был одинаков как у больных с артериальной гипертензией, так и здоровых добровольцев, что говорит о том, что эндотелий-зависимый (и гемодинамически значимый) эффект небиволола не ограничивается патологией сосудов. Tzemos N и соавт. в двойном слепом плацебо-контролируемом исследовании у больных с системной артериальной гипертензией (АГ) показали, что, несмотря на сопоставимый с атенололом антигипертензивный эффект, небиволол высоко достоверно улучшал NO-зависимую функцию эндотелия [162]. Положительное действие небиволола при эндотелиальной дисфункции было продемонстрировано у курильщиков [163], у больных с АГ [164] и ишемической болезнью сердца (ИБС) [165].

В отличие от других бета-блокаторов, небиволол улучшает эндотелиальную функцию, снижая продукцию сосудистых супероксидативных молекул через предотвращение инактивацииe NOS, уменьшая инфильтрацию макрофагами сосудистой стенки и ингибируя NAD(P) моноксидазо-зависимую продукцию супероксидов в нейтрофилах, выделенных из крови кроликов с гиперлипидемией [166]. Похожим образом на примере модели ангиотензин-II-индуцированного оксидативного стресса было показано, что небиволол в отличие от метопролола нормализует эндотелиальную функцию, снижает формирование супероксидов, увеличивает биодоступность NO и ингибирует ап-регуляцию активности и экспрессию сосудистой NAD(P)H оксидазы [167], что предотвращает инактивацию eNOS.

Еще одним интересным последствием назначения небиволола может быть ингибирование окисления ЛПНП-индуцированной NO [168] и снижение уровня циркулрующего ингибитора eNOS – ассиметричного диметиларгинина, что приводит к увеличению биодоступности сосудистого NO [169].

3.3. Влияние небиволола на агрегацию тромбоцитов и тромбообразование.

Было показано, что в исследованиях in vitro небиволол, пропранолол и карведилол ингибируют как аденозиндифосфат-, так и коллаген-индуцированную агрегацию тромбоцитов, хотя эффект небиволола был больше выражен и исчезал после ингибирования eNOS [170]. Небиволол вызывал достоверное снижение среднего объема тромбоцитов и уровня sP-селектина плазмы, приводил к положительной модификации гемостатического и фибринолитического статуса [171, 172], включая снижение уровня фибриногена плазмы, активатора ингибитора-1, гомоцистеина и эндотелина-1 [172, 173].

Небиволол приводит к подавлению ряда генов, ответственных за воспалительный процесс, оксидативный стресс и пролиферацию гладкомышечных клеток сосудов [174, 175, 176, 177]. Интересно, что антипролиферативное действие небиволола, реализуемое через NO, не зависит от циклического гуанозинамонофосфата [178], небиволол ингибирует экспрессию воспалительных белков и факторов, отвечающих за моделирование сосудистой стенки, таких как металлопротеиназы и ингибиторы протеазы [175, 176, 179]. На примере экспериментальной модели сосудистого повреждения небиволол блокирует формирование неоинтимы [176] и предотвращает изменения в сердце и почках на примере крысиной модели инсулиновой резистентности [180]. Кроме того, небиволол ингибирует развитие атеросклероза у крыс с гиперхолестеринемией [181].

В литературе не обнаружено работ по изучению влияния небиволола на давление в легочной артерии у больных с легочной гипертензией. Положительное влияние небиволола на эндотелиальную дисфункцию при системной артериальной гипертензии, процессы ремоделирования сердца при сердечной недостаточности дают основания для применения его у больных с ЛАГ, что и определило выбор этого препарата для лечения пациентов с ЛГ. Кроме того, перед началом исследования была выдвинута гипотеза, что длительная ингаляция NO с последующим назначением небивалола как уникального бета-блокатора со свойствами NO-зависимой вазодилатации, окажет положительное влияние на морфо-функциональные характеристики правых отделов сердца посредством как влияния на бета-рецепторы, так и благодаря NO-зависимой вазодилатации легочных артерий.

Таким образом, представляется актуальным изучение эффективности небиволола после 2-х недельной ингаляции NO у больных с ЛГ различной этиологии.