К МОРФОЛОГИИ ИШЕМИЧЕСКОЙ КАРДИОМИОПАТИИ:

ИНФОРМАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ

Волков Владимир Петрович

канд. мед. наук,

РФ, г. Тверь

E-mail: patowolf@yandex.ru

TO MORPHOLOGY OF THE ISCHEMIC СARDIOMYOPATHY:

INFORMATION ANALYSIS

Vladimir Volkov

сandidate of medical sciences,

Russia, Tver

АННОТАЦИЯ

Методом информационного анализа изучены морфологические данные, характеризующие изменения сердца при ищемической кардиомиопати, обусловленной побочным кардиотоксическим действием антипсихотических препаратов. Установлено, что почти все морфометрические показатели патоморфологии сердца являются достаточно информативными и объективно отражают значимость различий с условной нормой.

ABSTRACT

By the method of the information analysis the morphological data characterizing the changes of heart at the ischemic cardiomyopathy caused by side cardiotoxic effect of antipsychotic preparations are studied. It is established that almost all morphometric indicators of a pathomorphology of a heart are rather informative and objectively reflect the importance of distinctions with conditional norm.

Ключевые слова: ишемическая кардиомиопатия, патоморфология, уровни исследования, морфометрия, информационный анализ.

Keywords: ischemic cardiomyopathy, pathomorphology, levels of research, morphometry, information analysis.

Ишемическая кардиомиопатия (ИКМП) – это поражение миокарда, обусловленное значительно выраженным атеросклерозом коронарных артерий, проявляющееся кардиомегалией и симптомами застойной хронической сердечной недостаточности (ХСН) [13; 20; 23]. В классификации кардиомиопатии (ВОЗ/МОФК, 1995) ИКМП отнесена в группу специфических дилатационных кардиомиопатий [20; 23; 27]. В Международной классификации болезней 10-го пересмотра (МКБ-10) она представлена в классе IX «Болезни системы кровообращения» в рубрике I25.5 как форма хронической ишемической болезни сердца (ИБС) [6; 20; 23].

Термин «ИКМП», предложенный G.E. Burch в 1979 году, получил повсеместное распространение в зарубежной литературе и стал общепризнанным [20]. Иностранные исследователи под ИКМП понимают заболевание миокарда, характеризующееся увеличением всех камер сердца до степени кардиомегалии, с неравномерным утолщением его стенок и явлениями диффузного или очагового фиброза, развивающееся на фоне атеросклеротического поражения коронарных артерий.

Отечественные клиницисты, рассматривая критерии указанной патологии примерно с тех же позиций, больше привыкли к термину «атеросклеротический кардиосклероз», традиционно относимый к рубрике МКБ-10 «Атеросклеротическая болезнь сердца» (шифр I25.1).

Больные ИКМП составляют около 5–8 % от общего количества пациентов, страдающих клинически выраженными формами ИБС. Среди всех случаев кардиомиопатий на долю ишемической приходится около 11–13 %. ИКМП встречается преимущественно в возрасте 45–55 лет, среди всех больных мужчины, составляют 90 % [20; 23].

ИКМП характеризуется дилатацией, прежде всего, ЛЖ [4], а на поздних стадиях – и других камер сердца, прогрессированием ХСН по типу систолической и диастолической дисфункций [20]. Как правило, при ИКМП ремоделирование ЛЖ происходит медленно, в течение длительного времени, при этом включаются долгосрочные компенсаторные механизмы, постепенно увеличиваются камеры сердца, изменяется их геометрия [20; 21]. Характерными морфологическими признаками ИКМП являются увеличение массы сердца до 500–700 г, бивентрикулярная дилатация, диспропорциональное истончение стенок левого желудочка, диффузное тяжелое атеросклеротическое поражение венечных артерий; типичен крупноочаговый, диффузный и заместительный фиброз миокарда [20].

ИКМП свойственно многообразие форм повреждений кардиомиоцитов (КМЦ) [16; 25], а также интерстициальных структур миокарда [20]. Однако имеющиеся сведения по морфологии ИКМП носят в основном описательный характер. Это вносит элемент субъективизма в оценку степени выраженности тех или иных патологических изменений и в значительной мере препятствует сравнительному изучению различных видов дилатационной кардиомиопатии (ДКМП). Вместе с тем, такие исследования весьма важны для клинической дифференциальной диагностики с использованием метода эндокардиальной биопсии миокарда [13].

Патоморфологическая картина ИКМП на всех уровнях организации сердца (органном, тканевом и клеточном), не является специфической, но имеет определённые достаточно характерные особенности, выявленные объективными количественными методами исследования [7; 8].

Вместе с тем, ещё более полно характеризовать патоморфологию ИКМП позволяет информационный анализ, устанавливающий информативность (I_х) отдельного признака х, представленную в цифровом выражении и показывающую его диагностическую значимость среди прочих признаков [2; 10–12; 15; 17; 18; 28–30]. При этом необходимо отметить, что расчёт I_х можно производить лишь при наличии статистически значимых различий между сравниваемыми средними величинами, а также не следует учитывать признаки с показателем I_х меньше 0,5 [2; 4; 10–12; 18].

Поэтому целью настоящего исследования является изучение в аспекте информационного анализа морфологических данных, характеризующих состояние сердца на разных уровнях его организации при ИКМП сравнительно с показателями условной нормы (УН).

Материал и методы.

Для характеристики кардиальных изменений при НКМП исследованы две группы наблюдений: группа I (сравнения) – 100 пациентов общесоматического стационара в возрасте от 18 до 82 лет (по 50 мужчин и женщин), умерших от некардиальных причин и не имевших сопутствующей сердечной патологии, что верифицировано на аутопсии; показатели этой группы приняты за УН; группа II – 50 умерших (мужчин – 36, женщин – 14; возраст от 58 до 77 лет), у которых на секции выявлена ИКМП (патологоанатомический диагноз – «Атеросклеротический кардиосклероз»).

При изучении сердца на макроскопическом (органном) уровне согласно собственному методу, разработанному для подобных исследований [9], анализировались следующие параметры: мерные признаки – масса сердца (m), его внешний объём без предсердий (V), масс-объёмное отношение (МОС), индекс плотности миокарда (ИПМ); альтернативные (относительные) признаки – коэффициент объёма (К_о), коэффициент левого желудочка (К_л).

Морфометрически изучен миокард в 80 наблюдениях: I группа – 22, II группа – 35. Парафиновые срезы образцов из различных отделов левого желудочка сердца окрашивались гематоксилином и эозином. Соответствующие объекты изучались в 10 разных полях зрения микроскопа при необходимых увеличениях. Объём различных структур миокарда определялся методом точечного счёта [3; 4; 14]. Вычислялись такие показатели, как зона перикапиллярной диффузии (ЗПД), индекс Керногана (ИК), стромально-паренхиматозное отношение (СПО), частота интерстициального отёка (ЧИО). Проведена карио- и цитометрия кардиомиоцитов (КМЦ), определен удельный объём гипертрофированных (УОГК), атрофированных (УОАК), а также (методом поляризационной микроскопии) дистрофичных (УОДК) КМЦ. Приведённые параметры характеризуют состояние трёх структурных составляющих миокарда: сосудистой сети (ЗПД и ИК), стромы (СПО и ЧИО) и паренхимы (УОГК, УОАК и УОДК). Описание методик выполненного исследования подробно изложено в соответствующей литературе [3; 14; 16; 26].

Выполнен информационный анализ полученных данных, то есть проведена количественная оценка диагностической значимости неспецифических, но характерных морфологических признаков НКМП на этапах её морфогенеза. С этой целью использованы соответствующие формулы С. Кульбака [19], показывающие уровень I_x того или иного признака.

Для мерных признаков применена формула, где исходными параметрами являются средние арифметические показатели (х₁ и х₂) и средние квадратические отклонения (σ₁ и σ₂):

I_х1-х2= 1,0857 · [(σ₁/σ₂)² + (σ₂/σ₁)² – 2 + (1/σ₁² + 1/σ₂²) · (x₁ – x₂)²] (1)

I_х альтернативных (относительных) признаков оценивалась по другой формуле того же автора, основанной на их частотной характеристике:

I_х1-х2= 10lg (P₁/P₂) · (P₁ – P₂)                                                   (2),

где: Р₁ – относительная частота признака в верифицируемой группе, выраженная в долях единицы; Р₂ – относительная частота признака в контрольной группе.

Для статистического обеспечения исследования использована компьютерная программа “Statistica 6,0” с уровнем значимости различий 95 % и более (p≤0,05).

Результаты и обсуждение.

На органном уровне исследования обнаружены статистически значимые различия с УН четырех из шести изученных морфометрических показателей (табл. 1). Исключение составляют К_о и К_л.

Таблица 1.

Макроскопические параметры сердца при ИКМП

В частности, при ИКМП по сравнению с УН наблюдается заметное нарастание m и отчётливо выраженная дилатация полостей сердца, в первую очередь желудочков.

Так, при ИКМП величины m и V статистически значимо превышают УН (прирост +20,7 % и +37,5 % соответственно). Согласно этому объём желудочков также больше УН, что документирует динамика значений К_о (прирост +28,0 %). Показатель К_л тоже нарастает, но выраженность этого процесса на порядок ниже (+4,6 %). Это говорит о довольно равномерном расширении обоих желудочков с некоторым незначительным преобладанием дилатации левого. Все же указанные изменения обоих коэффициентов статистически достигают лишь уровня тенденции.

Напротив, в отличие от рассмотренных показателей, значение МОС в условиях патологии значимо уменьшается (снижение –12,3 %), свидетельствуя о некотором преобладании темпов расширения сердца над его гипертрофией, что характерно для нарастающей миогенной дилатации сердечных полостей (эксцентрическая гипертрофия) и отражает приближение или наступление периода декомпенсации [1].

Величина ИПМ, значительно и достоверно превышая при ИКМП уровень УН (прирост +39,1 %), косвенно свидетельствует о развитии стромальных изменений миокарда, что находит своё подтверждение при его микроскопическом исследовании, о чём будет сказано далее.

Информационный анализ, проведённый относительно макроскопических параметров сердца (органный уровень) при ИКМП, показывает, что все мерные показатели (m, V, МОС и ИПМ) вполне информативны (табл. 1). При этом наиболее информативным показателем является ИПМ; вторую, третью и четвертую позиции занимают соответственно m, V и МОС. В то же время альтернативные показатели (К_о и К_л) в информационном плане не представляют какого-либо интереса, так как они при ИКМП существенно не отличается от УН.

Таблица 2.

Морфометрические показатели миокарда при ИКМП

Морфометрическое изучение миокарда при ИКМП (тканевой и клеточный уровни исследования) выявляет статистически значимые отличия почти всех (кроме УОГК) количественных показателей от УН. Выявленные патологические сдвиги отражают глубокие структурные изменения компенсаторно-приспособительного, дистрофически-дегенеративного и склеротического характера, происходящие в миокарде по ходу процесса формирования клинико-морфологической картины заболевания (табл. 2).

При этом прежде всего существенные изменения претерпевают количественные характеристики взаимосвязи паренхимы миокарда и обменного звена МЦР, что наглядно показывают статистически значимо и довольно резко возрастающие величины ЗПД и ИК (прирост соответственно +149,1 % и +40,2 %). Эти находки свидетельствуют о глубоких нарушениях микроциркуляции в миокарде в процессе морфогенеза ИКМП.

С указанными гемодинамическими сдвигами тесно связано нарастание степени выраженности фиброза миокарда (значительный рост СПО) и прогрессирование интерстициального отёка (выраженное увеличение ЧИО). Прирост указанных показателей +643,2 % и +780,3 % соответственно.

Как межуточный отёк, так и миофиброз серьёзно ухудшают трофику КМЦ [22; 24], которые представляют собой активно функционирующую часть миокарда. В этом плане наши данные согласуются с фактами, известными из литературы, в частности касающимися идиопатической ДКМП [5; 22].

Обнаружено, что количество гипертрофированных КМЦ возрастает, хотя и на уровне тенденции (прирост УОГК +131,4 %). В ещё большей степени и статистически значимо увеличивается число атрофированных КМЦ (прирост УОАК +710,4 %). Одновременно стремительно прогрессирует процесс дистрофически-дегенеративных изменений КМЦ – прирост величины УОДК просто зашкаливает и составляет +1177,3 % (!). Указанные процессы атрофии и дегенерации КМЦ, согласно данным литературы, расцениваются как бесспорный показатель прогрессирующей миокардиальной дисфункции [5; 22].

Информационный анализ микроскопических изменений миокарда (тканевой и клеточной уровни исследования) при ИКМП позволяет ранжировать изучаемые количественные показатели в следующей последовательности: ЧИО, СПО, УОАК, УОДК, ЗПД, ИК (табл. 2). Все они, как мерные, так и альтернативные, высокоинформативны и позволяют оценить степень важности тех или иных изменений сердечной мышцы при развитии ИКМП. Так, наиболее серьёзное влияние на патоморфологию миокарда оказывает повреждение внеклеточного матрикса (средний ранг 1,5), менее значительны паренхиматозные нарушения и микроциркуляторные сдвиги (средние ранги 2,3 и 5,5 соответственно).

Заключение.

На органном уровне исследования все мерные макроскопические признаки изменений сердца (m, V, МОС и ИПМ) при развитии ИКМП являются достаточно информативными.

На микроскопическом уровне все мерные показатели изменений миокарда и почти все альтернативные (кроме УОГК) также высоко информативны.

Полученные результаты объективно отражают I_х различий макро- и микроскопических параметров сердца с УН, выявляющихся при ИКМП. Они позволяют выделить наиболее существенные из указанных различий и оценить, как в сравнительном аспекте, так и в количественном выражении диагностическую значимость комплекса неспецифических, но характерных для ИКМП изменений сердца на всех изученных уровнях его организации.

Список литературы:

1. Абрикосов А.И. Частная патологическая анатомия. Вып. 2. Сердце и сосуды / изд. 2-е стереотип. – М., – Л.: Медгиз, 1947. – 576 с.
2. Автандилов Г.Г. Введение в количественную патологическую морфологию. – М: Медицина, 1980. – 216 с.
3. Автандилов Г.Г. Медицинская морфометрия: руководство. – М.: Медицина, 1990. – 384 с.
4. Автандилов Г.Г. Основы количественной патологической анатомии. – М.: Медицина, 2002. – 240 с.
5. Амосова Е.Н. Кардиомиопатии. Киев: «Книга плюс», 1999. – 424 с.
6. Бойцов С.А., Глухов А.А., Ильинский И.М. Ишемическая кардиомиопатия (обзор литературы) // Вест. транспл. и искусств. органов. –1999. – Т. 2, № 99. – С. 39–44.
7. Волков В.П. К морфогенезу ишемической кардиомиопатии: морфометрическое исследование // Современная медицина: актуальные вопросы: сб. ст. по материалам XX междунар. науч.-практ. конф. (01 июля 2013 г.) – Новосибирск: СибАК, 2013. – С. 7–15.
8. Волков В.П. К морфологической характеристике ишемической кардиомиопатии // Вопросы медицины: теория и практика: материалы международной заочной научно-практической конференции (03 декабря 2012 г.). – Новосибирск: СибАК, 2012. – С. 44–50.
9. Волков В.П. Новый метод органометрии сердца // Параклинические дисциплины: новые методы и диагностические возможности: коллективная монография / под ред. В.П. Волкова. – Новосибирск: СибАК, 2014. – Гл. 4. – С. 78–100.
10. Генкин А.А. Новая информационная технология анализа медицинских данных. Программный комплекс ОМИС. – СПб.: Политехника, 1999. – 191 с.
11. Гублер Е.В. Вычислительные методы анализа и распознавания патологических процессов. – Л.: Медицина, 1978. – 296 с.
12. Гублер Е.В., Генкин А.А. Применение непараметрических критериев статистики в медико-биологических исследованиях. – 2-е изд. – Л.: Медицина, 1973. – 141 с.
13. Гуревич М.А., Гордиенко Б.В. Дилатационная и ишемическая кардиомиопатия: вопросы дифференциальной диагностики // Клин. мед. – 2003. – № 9. – С. 48–53.
14. Гуцол А.А., Кондратьев Б.Ю. Практическая морфометрия органов и тканей. Томск: Изд-во Томского ун-та, 1988. – 136 с.
15. Зубрицкий А.Н. Морфометрия легочного сердца при хронических неспецифических заболеваниях легких. – М.: Медицина, 2000. – 160 с.
16. Казаков В.А. Тканевые, клеточные и молекулярные аспекты послеоперационного ремоделирования левого желудочка у больных ишемической кардиомиопатией: дис. … д-ра мед. наук. Томск, 2011. – 201 с.
17. Кактурский Л.В., Свищев А.В. Определение информативности различия средних показателей в морфометрических исследованиях // Арх. пат. – 1982. – № 7. – С. 78–79.
18. Копьева Т.Н., Кактурский Л.В. Определение диагностической информативности неспецифических морфологических признаков // Арх. пат. – 1976. – № 12. – С. 60–63.
19. Кульбак С. Теория информации и статистика / пер. с англ. – М: Наука, 1967. – 408 с.
20. Осовская Н.Ю. Ишемическая кардиомиопатия: терминология, эпидемиология, патофизиология, диагностика, подходы к лечению: лекция // Газета «Новости медицины и фармации» Кардиология (359) 2011 (тематический номер). – [Электронный ресурс]. – URL: http://novosti.mif-ua.com/archive/issue-16858/article-16868/print.html (Дата обращения 11.10.2012).
21. Соколова Р.И., Жданов В.С. Механизмы развития и проявления «гибернации» и «станинга» миокарда // Кардиология. – 2005. – № 9. С. 73–77.
22. Шумаков В.И., Хубутия М.Ш., Ильинский И.М. Дилатационная кардиомиопатия. – Тверь: Триада, 2003. – 448 с.
23. [Электронный ресурс]. – URL: http://www.eurolab.ua/diseases/2138/ (Дата обращения 11.10.2012).
24. Antipsychotic drugs and heart muscle disorder in international pharmacovigilance: data mining study / D.M. Coulter, A. Bate, R.H.B. Meyboom [et al.] // Br. Med. J. – 2001. – V. 322. – P. 1207–1209.
25. Hibernating myocardium in patients with coronary artery disease: identification and clinical importance / Ferrari R., La Canno G., Giubbini R. [et al.] // Cardiovasc. Drugs Ther. – 1992. – V. 6. – P. 287–293.
26. Relation of myocardial histomorphometric features and left ventricular contractile reserve assessed by high-dose dobutamine stress echocardiography in patients with idiopathic dilated cardiomyopathy / P. Otašević, Z.B. Popović, J.D. Vasiljević [et al.] // Eur. J. Heart Failure. – 2003. – V. 7, № 1. – P. 49–56.
27. Report of the 1995 World Health Organization/International Society and Federation of Cardiology Task Force on the Definitionand Classification of cardiomyopathies / Richardson P., McKenna W., Bristow M. [et al.] // Circulation. – 1996. – V. 93, № 5. – P. 841–842.
28. Zubricky A. Informative analysis as a quantitative method // Path. Res. Pract. – 1995. – V. 191, № 7–8. – P. 825–826.
29. Zubricky A. Informational analysis of morphometric parameters of pulmonary heart in chronic nonspecific pulmonary diseases // Path. Res. Pract. – 1993. – V. 189, № 1. – P. 42–51.
30. Zubricky A. The application of informative analysis in clinical pathology // Scripta periodica. – 2000. – V. 3, № 1. – P. 51–52.