Стан систолічної та діастолічної функції міокарда при сепсисі в дітей: клінічні та прогностичні аспекти

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 616.831.9-002-053.2/6

СТАН СИСТОЛІЧНОЇ ТА ДІАСТОЛІЧНОІ ФУНКЦІЇ МІОКАРДА ПРИ СЕПСИСІ В ДІТЕЙ: клінічні та прогностичні аспекти

ГЕОРПЯНЦ М.А., КОРСУНОВ В.А., СТОЛЯРОВ К.Є. Харківська медична академія післядипломної освіти

Резюме

У статті обговорюється проблема гемодинамічних розладів при сепсисі та септичному шоку в дітей. Наведено результати досліджень серцевого викиду, систолічної, діастолічної функції лівого шлуночка серця при сепсисі та септичному шоку в дітей. Продемонстровано розвиток різних типів діастолічної дисфункції та зниження серцевого викиду при септичному шоку в дітей. Надано докази негативного впливу діастолічної дисфункції на перебіг та прогноз при сепсисі й синдромі поліорганної недостатності в дітей.

Ключові слова: діти, сепсис, діастолічна дисфункція, гемодинаміка.

В статье обсуждается проблема гемодинамических нарушений при сепсисе и септическом шоке у детей. Приводятся результаты исследования сердечного выброса, систолической и диастолической функции левого желудочка сердца при сепсисе и септическом шоке у детей. Продемонстрировано развитие разных типов диастолической дисфункции и снижение сердечного выброса при септическом шоке у детей. Представлены доказательства негативного влияния диастолической дисфункции на течение и прогноз сепсиса и полиорганной недостаточности удетей.

Ключевые слова: дети, сепсис, диастолическая дисфункция, гемодинамика.

The article discusses the problem of hemodynamic disorders in sepsis and septic shock in children. The results of studies of cardiac output, systolic, diastolic left ventricular function in sepsis and septic shock in children are presented. The development of different types of diastolic dysfunction and reduced cardiac output in septic shock in children are shown. The paper provides evidence of diastolic dysfunction negative impact on the course and prognosis in sepsis and multiple organ failure syndrome in children.

Key words: children, sepsis, diastolic dysfunction, hemodynamics.

Вступ

Сепсис та його ускладнення є однією з актуальних проблем інтенсивної терапії в дітей. Частота захворюваності на тяжкий сепсис (ТС) у дітей у США становить 0,56 на 1000 населення, а серед дітей першого року життя -- 5,2 на 1000. Госпітальна летальність сягає 10,3 %, що при загальній щорічній кількості захворілих понад 42 000 осіб визначає 4400 летальних кінців у дітей від тяжкого сепсису [1]. За сучасними даними, смертність від сепсису в розвинутих країнах становить 5,9 на 100 000 немовлят, а в країнах СНД смертність від сепсису становить 12-15 % [2].

Одним з головних факторів, що визначає градації тяжкості сепсису, є серцево-судинна дисфункція, яка свідчить про наявність у пацієнта ТС або септичного шоку (СШ). Роль дисфункції міокарда та її прогностичне значення у хворих на ТС значно менше вивчені, ніж у хворих на СШ. Варто відзначити, що в доступній літературі містяться результати досліджень переважно систолічної функції лівого шлуночка (ЛШ), у той час як діастолічна функція при септичних станах досліджена значно менше. Між тим існують теоретичні передумови, що дають можливість прогнозувати наявність не лише систолічної, але й діастолічної дисфункції (ДД) ЛШ. Певна кількість зарубіжних досліджень підтверджують наявність ДД міокарда в дорослих, хворих на сепсис [3-5]. У той же час ДД при сепсисі в дітей не вивчалася. Вважається, що ДД розвивається раніше за систолічну, що, імовірно, може бути використано для прогнозування наслідків гемодинамічних розладів та терапевтичної корекції [6]. Серед можливих чинників ДД відзначаються: ішемія міокарда, скорочення часу діастоли через тахікардію, електролітні розлади та синдром «капілярного витоку», розлади споживання міокардом ацильних фрагментів через ушкодження «карнітинового човника» та деякі інші фактори [7-10]. Також наочним є той факт, що тривалість діастоли та кінцево-діастолічний тиск є факторами, які лімітують кровопостачання ЛШ, що, у свою чергу, забезпечує кисневий баланс та ефективність його роботи в умовах підвищеного гемодинамічного попиту.

Отже, метою нашого дослідження було вивчення інтегральних показників гемодинаміки, стану систолічної та діастолічної функції ЛШ, показників структурного ушкодження міокарда, вазоактивних медіаторів і зв'язків між ними та визначення прогностичної значущості діастолічної дисфункції міокарда при С, ТС та СШ у дітей.

Матеріали і методи

Дослідження проведено у 2006-2010 рр. на кафедрі дитячої анестезіології та інтенсивної терапії Харківської медичної академії післядипломної освіти, на базі відділення анестезіології та інтенсивної терапії (ВАІТ) КЗОЗ «Харківська обласна дитяча інфекційна клінічна лікарня». У роботі проаналізовано й узагальнено результати обстеження й лікування 170 хворих, середній вік 32,1 ± 3,7 міс., із сепсисом, ТС та СШ, діагноз яких визначався за критеріями консенсусу SCCM/ESICM/ACCP/ATS/ SIS International Sepsis Definitions Conference, 2002. Хлопчиків було 95 (55,8 %), дівчаток -- 75 (44,2 %). Контрольну групу становили 44 практично здорові дитини, середній вік 40,7 ± 8,5 міс. Хлопчиків було 20 (45,0 ± 8,0 %), дівчаток -- 24 (55,0 ± 8,0 %).

Моніторниг включав електрокардіографію, визначення частоти серцевих скорочень (ЧСС), пуль- соксиметрію (SpO₂), вимірювання систолічного (АТс), діастолічного (АТд) та середнього артеріального тиску (САТ) осцилометричним методом, контроль центрального венозного тиску (ЦВТ) (монітори UM-300, Україна).

При надходженні до ВАІТ усім хворим проводили ехокардіоскопію у М-режимі та імпульсно-хвильове допплерівське сканування трансмітрального кровотоку за допомогою ультразвукових сканерів Ultima PA (Україна) та Sono-Sayt Titan (США). Вимірювали кінцево-діастолічний (КДР) та кінцево-систолічний (КСР) розміри ЛШ з наступним розрахунком за L. Teichholz et al. (1976) індексів кінцево-систолічного (ІКСО) та кінцево-діастолічного об'ємів (ІКДО) ЛШ, ударного індексу (УІ), фракції викиду (ФВ). Серцевий індекс розраховували за формулою:

СІ = УІ * ЧСС.

Також вимірювали параметри трансмітрального кровотоку: максимальні швидкості хвиль раннього діастолічного наповнення (Е) (Vmax E) та передсердної систоли (А) (Vmax A), мінімальні швидкості Е (Vmin E) та А (Vmin A), час уповільнення DT (deceleration time) хвилі Е, час ізоволемічної релаксації IVRT (isovolumic relaxation time), час ізоволемічного скорочення IVCT (isovolumic contraction time) ЛШ та ПШ; Em -- пікову швидкість раннього діастолічного зсуву трикуспідального фіброзного кільця на боці латеральної стінки правого шлуночка. На підставі отриманих даних розраховували середні швидкості хвилі Е (Vmean E) та А (Vmean A). Тиск заклинювання легеневих капілярів (ТЗЛК) визначали за формулою:

ТЗЛК = 1,24 * Vmax E/Em + 1,9,

де Vmax Е -- максимальна швидкість транстрикуспі- дального діастолічного потоку (Nagueh S., 1998). Розраховували відношення максимальної швидкості хвилі раннього діастолічного наповнення до максимальної швидкості хвилі передсердної систоли

Е/А ЛШ = Vmax E ЛШ/Vmax А ЛШ.

Розраховували показник процентної частки систоли лівого передсердя в наповненні лівого шлуночка (ФП ЛШ) за формулою:

ФП ЛШ = Vmax A/(Vmax A + Vmax E) * 100

Кінцево-діастолічний тиск ЛШ (КДТЛШ) розраховували за формулою:

КДТЛШ = 1,06 + 15,15 * VTI peak А/VTI Peak Е

Податливість ЛШ (AP/aV) визначали за відношенням КДТЛШ/КДоЛш (Marino P., 2010). Коронарний перфузійний тиск (КПТ) розраховували за формулою:

КПТ = КДТЛШ -- -- АТд.

Час систоли (Tsist) визначали за формулою:

Tsist = ET A + IVCT MK,

час діастоли (Tdiast) за формулою:

Tdmst = ET Peak Ea + ET Peak Aa + iVRT MK.

Індекс «напруга -- час» (ІНЧ) -- за формулою:

ІНЧ = АТс * Tsist.

Індекс «діастолічний тиск -- час» (ІДТЧ) -- за формулою:

ІДТЧ = КПТ * Tdiast.

На підставі цих показників визначали індекс життєздатності міокарда:

ІЖМ = ІДТЧ/ІНЧ

Оцінку вірогідності відмінностей величин між групами проводили на підставі критерію t (Стьюдента).

Результати та їх обговорення

За критеріями SCCM/ESICM/ACCP/ATS/SIS International Sepsis Definitions Conference (2002) усіх хворих було розподілено на три групи: група сепсису (група С) -- 71 дитина (41,8 %), група тяжкого сепсису (ТС) -- 64 дитини (38,2 %) та група септичного шоку (група СШ) -- 34 дитини (20,0 %). За антропометричними показниками та віком хворі, які увійшли до груп С, ТС та СШ, вірогідно не відрізнялися (р > 0,05) (табл. 1).

Аналіз показників тяжкості органних розладів свідчить, що в групі С порівняно з групою ТС та СШ була вірогідно меншою кількість хворих, які потребували респіраторної підтримки (р < 0,001). Кількість хворих, які потребували респіраторної підтримки, у групах ТС та СШ вірогідно не відрізнялась (р > 0,05). Загальна кількість хворих, які отримували симпатоміметики, дорівнювала 67 (39,4 ± 3,7 %). У групі С вони використовувалися вірогідно рідше, ніж у групах ТС та СШ (р < 0,001). У свою чергу, застосування симпатоміметиків у групі СШ порівняно із групою ТС також було вірогідно частішим (р < 0,001). Тяжкість органних розладів за SOFA була вірогідно меншою у групі С порівняно із групами ТС та СШ, а у групі ТС, у свою чергу, порівняно з групою СШ (р < 0,001) (табл. 2).

Вивчення показників центральної гемодинаміки свідчить, що одним з найбільш поширених гемо- динамічних симптомів С, ТС або СШ є тахікардія, адже ЧСС у всіх досліджуваних групах була вірогідно вищою порівняно з контрольною (p < 0,001). САТ також був вірогідно нижчим порівняно з групою контролю у всіх досліджуваних групах, проте в групі СШ він був вірогідно нижчим, ніж у групі С та ТС (p < 0,001) (табл. 3).

Таблиця 1. Гендерна та антропометрична характеристика обстежених хворих (х ± Sx)

Стан переднавантаження оцінювався за показниками тиску (ЦВТ, ТЗЛК) та об'єму ЛШ (КДР, КДО, ІКДО), а післянавантаження -- за показником ІЗПСО. Аналіз отриманих даних свідчить, що ЦВТ у досліджуваних групах хворих не мав відмінностей від групи контролю, але він був вірогідно нижчим у групі С порівняно із групами СШ та ТС (р < 0,05 та р < 0,001 відповідно). Також ми не знайшли вірогідних відмінностей ТЗЛК між досліджуваними групами та порівняно із контролем (р > 0,05). У всіх обстежених групах КДР та ІКДО були вірогідно меншими, ніж у контролі (р < 0,01 та р < 0,001). Між досліджуваними групами вірогідних відмінностей цих показників ми не спостерігали (р > 0,05).

Показник КДО був вірогідно меншим порівняно з контролем у групі ТС (р < 0,05) і не мав вірогідних відмінностей між досліджуваними групами та контролем (р > 0,05). Показники КСР, КСО та ІЗПСО у досліджуваних групах та порівняно із контролем не мали вірогідних відмінностей (р > 0,05) (табл. 4). Отже, зважаючи на вірогідне зменшення об'ємних показників переднавантаження ЛШ та відсутність вірогідних відмінностей показників тиску заповнення камер серця, мусимо дійти попередньої гіпотези щодо імовірної ролі зміни діастолічної функції серця при септичних станах у дітей.

Серцевий викид оцінювався за показниками УО, УІ, ФВ та СІ. Аналіз отриманих даних свідчить, що показник УО у групах С, ТС та СШ був вірогідно меншим, ніж у групі контролю (р < 0,05, р < 0,01 та р < 0,001 відповідно). У групі СШ він також був вірогідно нижчим порівняно із групою С (р < 0,05). УІ у групах С, ТС та СШ також був вірогідно меншим, ніж у групі контролю (р < 0,001). Доцільно звернути увагу на те, що в групі СШ він був також вірогідно нижчим, ніж у групах С та ТС (р < 0,001). У групах С та ТС СІ не зазнавав вірогідних змін порівняно із контролем та не мав вірогідних відмінностей між групами (р > 0,05). Натомість у групі СШ СІ був вірогідно меншим, ніж у контролі та групах С і ТС (р < 0,05 та р < 0,01 відповідно). ФВ ЛШ у групах С, ТС та СШ була вірогідно меншою порівняно із контролем (р < 0,01, р < 0,05 та р < 0,001 відповідно).

У групі СШ вона також була вірогідно меншою, ніж у групах С та ТС (р < 0,05).

При цьому необхідно відзначити, що середні значення ФВ не сягали загрозливо критичного рівня (менше від 45 %), але у групі С вона була нижче за 45 % у 1 (1 ± 1 %), у групі ТС -- у 3 (5 ± 3 %), а у групі СШ -- у 6 (18 ± 7 %) хворих. Отже, у групі СШ кількість хворих із критично зниженою ФВ ЛШ була вірогідно більшою, ніж у групі С, і не відрізнялася вірогідно від групи ТС (р < 0,05 та р > 0,05 відповідно) (табл. 5).

Отже, зниження серцевого викиду відбувається паралельно з прогресуванням септичного стану й стає загрозливим при СШ. Провідну роль у розвитку СШ у дітей відіграє саме погіршення передна- вантаження.

Таблиця 2. Частота розвитку та показники тяжкості органних розладів (х ± Sx)

Примітка: тут і в табл. 3-5, 7, 8: вірогідність відмінностей між групами С та ТС: * -- p < 0,05; ** -- p < 0,01; *** -- p < 0,001; ТС та СШ: # -- p < 0,05; ## -- p < 0,01; ### -- p < 0,001; С та СШ: ~ -- p < 0,05; ™ -- p < 0,01; "" -- p < 0,001

систолічний серце сепсис недостатність

Таблиця 3. Показники гемодинаміки у великому колі кровообігу (х ± Sx)

Таблиця 4. Показники переднавантаження та післянавантаження (х ± Sx)

Діастолічну функцію ЛШ було вивчено у 92 хворих середнім віком 43,6 ± 5,7 міс., з масою тіла 15,7 ± 1,4 кг, довжиною тіла 97,8 ± 3,4 см. З них хлопчиків було 52 (57,0 ± 5,0 %), дівчаток -- 40 (43,0 ± 5,0 %). Хворих на С було 37 (40,0 ± 5,0 %), ТС -- 36 (39,0 ± 5,0 %) та СШ -- 19 (21,0 ± 5,0 %). Дослідження проводилось лише за умов чіткого диференціювання хвиль Е та А трансмітрального кровотоку, адже при тахікардії це не завжди можливо.

Відомо, що існує перший тип ДД (порушення релаксації), який характеризується зниженням показника E/A < 1,0--1,3 та пролонгацією часу DT, другий тип ДД (псевдонормальний) -- E/A у нормі (1,3--2,0), але DT менше за норму, та третій тип (рестриктивний) -- E/A > 2,0 і DT менше за норму. Оскільки в контрольній групі хворих було отримано значення Е/А (Х ± ст) -- 1,66 ± 0,13, що загалом відповідає літературним даним, усіх обстежених хворих із С, ТС та СШ за показником Е/А було розподілено саме на такі підгрупи: E/A < 1,3, Е/А = 1,3--2,0 та E/A > 2,0 та проаналізовано головні показники діастолічної функції ЛШ відповідно до змін співвідношення Е/А.

Перш за все привертає увагу віковий розподіл хворих, адже середній вік хворих у групі E/A < 1,3 був вірогідно нижчим, ніж у групах Е/А = 1,3--2,0 та E/A > 2,0 (р < 0,05 та p < 0,01 відповідно) (табл. 6).

Vmax Peak E не мала вірогідних відмінностей між групами E/A < 1,3 та Е/А = 1,3--2,0 (р > 0,05). Але у групі E/A > 2,0 Vmax Peak E була вірогідно вищою, ніж у групах E/A < 1,3 та Е/А = 1,3--2,0 (р < 0,001).

Vmax Peak A у групі E/A < 1,3 була вірогідно більшою, ніж у інших групах, а в групі Е/А = 1,3--2,0 -- вірогідно більшою, ніж у групі E/A > 2,0 (р < 0,001). ET Peak E у групі E/A < 1,3 не відрізнявся вірогідно від групи Е/А = 1,3--2,0 та був вірогідно коротшим, ніж у групі E/A > 2,0 (р > 0,05 та р < 0,001 відповідно). У групі Е/А = 1,3--2,0, у свою чергу, ET Peak E був вірогідно меншим, ніж у групі E/A > 2,0 (р < 0,001). ET Peak A був вірогідно меншим порівняно із іншими групами лише в групі E/A < 1,3 (р < 0,05). Показники Е/А та ФПН ЛШ у групі E/A < 1,3 були вірогідно меншими, ніж у групах Е/А = 1,3--2,0 та E/A > 2,0, а в групі Е/А = 1,3--2,0 меншими, ніж у групі E/A > 2,0 (р < 0,001). DT MK у групі E/A < 1,3 був вірогідно меншим, ніж у групі Е/А = 1,3--2,0 та E/A > 2,0 (р < 0,05 та р < 0,001 відповідно). У свою чергу, у групі E/A > 2,0 DT MK був вірогідно більшим, ніж у групі Е/А = 1,3--2,0 (р < 0,001). IVCT MK та IVRT МК не мали вірогідних відмінностей між групами (р > 0,05). Комплайєнс ЛШ ДР/AV у групі E/A < 1,3 був вірогідно меншим, ніж у інших групах, а у групі Е/А = 1,3--2,0 -- вірогідно меншим, ніж у групі E/A > 2,0 (р < 0,001) (табл. 6).

Вивчення показників діастолічної функції ЛШ при розподілі за групами С, ТС та СШ дало підстави констатувати, що Vmax Peak E у групі С була вірогідно вищою, ніж у контролі (р < 0,01). У групах ТС та СШ цей показник від контролю вірогідно не відрізнявся (р > 0,05). У групі СШ Vmax Peak E була вірогідно меншою, ніж у групі С (р < 0,01). Vmax Peak A у групах С, ТС та СШ була вірогідно вищою, ніж у групі контролю (р < 0,01, p < 0,001 та р < 0,05 відповідно).

Таблиця 5. Показники систолічної функції та серцевого викиду (х ± Sx)

Таблиця 6. Характеристика основних показників діастолічної функції лівого шлуночка залежно від типу співвідношення Е/А (х ± Sx)

Примітка: вірогідність відмінностей між групами: E/A < 1,3 і Е/А = 1,3-2,0: * -- р < 0,05, ** -- p < 0,01, *** -- p < 0,001; E/A < 1,3 і E/A > 2,0: # -- р < 0,05, ## -- p < 0,01, ### -- p < 0,001; Е/А = 1,3-2,0 і E/A > 2,0: ° -- р < 0,05, 00 -- p < 0, 01, 000 -- p < 0,001.

1. Watson R.S. The Epidemiology of Severe Sepsis in Children in the United States/R.S. Watsons//Am. J. of Resp. and Critical Care Med. -- 2003. -- Vol. 167. -- P. 695-701.

2. Исаков Ю.Ф. Сепсис у детей/Ю.Ф. Исаков, Н.В. Белобородова -- М.: Издатель Мокеев, 2001. -- 369 с.

3. Diastolic dysfunction and mortality in severe sepsis and septic shock/ G. Landesberg, D. Gilpn, Meroz Y. [et al]. // Europen Heart Journal. -- 2012. -- Vol. 33. -- P. 895-903.

4. Diastolic dysfunction and mortality in early severe sepsis and septic shock: a prospective, observational echocardiography study /

S.M. Brown, J.E. Pittman, E.L. Hirshberg [et al.]// Clinical Ultrasound Journal. -- 2012. -- Vol. 4. -- P.2-9.

5. Left ventricular diastolic dysfunction in the intensive care unit: trends and perspectives. Review Article / L. Elisen, P. Davlou- ros, D. Karakitsos [et al.]// Critical Care Research and Practice. -- 2012. -- Vol. 3. -- 34-39. doi:10.1155/2012/964158

6. Пыков М.И. Детская ультразвуковая диагностика / М.И. Пыков, К.В. Ватолин. -- М.: Видар-М, 2001. -- 680 с.

7. Management of Myocardial Dysfunction in Severe Sepsis / M. Jozwiak, R. Persichini, X. Monnet [et al.] // Respir. Crit. Care Med. -- 2011. -- Vol. 32(2). -- P. 206-214.

8. Huntr J.D. Sepsis end heart. Review article / J.D. Huntr, M. Doddi//Br. J. Anaesth. -- 2010. -- Vol. 104. -- P. 3-11.

9. Pathophysiology of Sepsis-Related Cardiac Dysfunction: Driven by Inflammation, Energy Mismanagement, or Both?/ D. Kon- stantinos, A. Lymperopoulos, P. Johannes Kennel [et al.] // Curr. Heart Fail. Rep. -- 2015 Apr. -- 12(2). -- 130-40. doi 10.1007/ s11897-014-0247-z..

10. Sepsis-induced Cardiomyopathy / J. Francisco Romero-Ber- mejo, M. Ruiz-Bailen, J. Gil-Cebrian [et al.]// Current Cardiology Reviews. -- 2011. -- Vol. 7. -- P. 163-183.

11. Troponin Elevation in Severe Sepsis and Septic Shock: The Role of Left Ventricular Diastolic Dysfunction and Right Ventricular Dilatation / G. Landesberg, A. Jaffe, D. Gilon [et al.]// Crit. Care Med. -- 2014. -- Vol. 42. -- P. 790-800.

12. Морган-мл. ДжН. Клиническая анестезиология. Кн 2. -- Пер. с англ. / ДжН. Морган-мл., М.С. Михайл. -- М.: Издательство БИНОМ; СПб.: Невский Диалект, 2010. -- 366 с.