Структура расслабления левого желудочка у пациентов при вентрикулографии

Цель. Изучение структуры расслабления левого желудочка (ЛЖ) у пациентов, которым выполняли вентрикулографию.

Материал и методы. Вентрикулография ЛЖ выполнена у 37 пациентов. Перед катетеризацией каждому выполняли эхокардиографическое исследование; у 6 пациентов фракция выброса (ФВ) ЛЖ была ниже 40 %, эти пациенты с систолической дисфункцией не были включены в исследование. У 31 пациента ФВ ЛЖ была выше 50 %. В этой группе у 13 пациентов имелась хроническая сердечная недостаточность (ХСН) II–III функционального класса (ФК) по классификации NYHA, у остальных – ХСН I ФК. У 18 пациентов из 31 имелась стабильная ишемическая болезнь сердца, 50 % этих пациентов перенесли инфаркт, у остальных отмечались гипертоническая болезнь, предсердные и желудочковые аритмии. Анализировали динамику снижения давления в ЛЖ с момента максимума скорости падения давления, который обычно совпадает с закрытием аортальных клапанов. Кривую спада давления логарифмировали с помощью натуральных логарифмов и разбивали на 4–5 участков с разной степенью наклона кривой. Для каждого участка вычисляли константу скорости расслабления. Обратная ей величина характеризует константу времени расслабления (tau).

Результаты. У 31 пациента с ФВ ЛЖ 52–60 % выявлены 3 типа динамики константы скорости расслабления при снижении давления в изоволюмической фазе: у 9 пациентов изоволюмическая константа расслабления (ИКР) неуклонно повышалась по мере снижения давления, у 13 пациентов она непрерывно снижалась, а у 9 пациентов динамика изменения ИКР была промежуточной – начальное увеличение сменялось снижением.

Заключение. При диастолической дисфункции одна группа пациентов имела тип адаптации, связанный с повышением упругости стенки ЛЖ, а другая – иной тип адаптации, связанный с ее снижением. Каждый тип имеет преимущества и недостатки. Вероятно, это связано с изменениями структуры саркомерного белка коннектина (титина).

1. Агеев Ф.Т., Овчинников А.Г. Диастолическая сердечная недостаточность: 20 лет спустя. Актуальные вопроса патогенеза, диагностики и лечения сердечной недостаточности с сохраненной ФВЛЖ. Кардиология. 2023;63(3):3-12. DOI: 10.18087/cardio.2023.3.n2376

2. Periasamy M, Janssen PML. Molecular Basis of Diastolic Dysfunction. Heart Failure Clinics. 2008;4(1):13–21. DOI: 10.1016/j.hfc.2007.10.007

3. Janssen PML, Stull LB, Marbán E. Myofilament properties comprise the rate-limiting step for cardiac relaxation at body temperature in the rat. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 2002;282(2):H499–507. DOI: 10.1152/ajpheart.00595.2001

4. Капелько В.И. Почему расслабление всегда замедляется при патологии сердца. Кардиология. 2019;59(12):44-51. DOI: 10.18087/cardio.2019.12.n801

5. Paulus WJ, Tschöpe C, Sanderson JE, Rusconi C, Flachskampf FA, Rademakers FE et al. How to diagnose diastolic heart failure: a consensus statement on the diagnosis of heart failure with normal left ventricular ejection fraction by the Heart Failure and Echocardiography Associations of the European Society of Cardiology. European Heart Journal. 2007;28(20):2539–50. DOI: 10.1093/eurheartj/ehm037

6. Gibbs CL, Loiselle DS, Wendt IR. Activation heat in rabbit cardiac muscle. The Journal of Physiology. 1988;395(1):115–30. DOI: 10.1113/jphysiol.1988.sp016911

7. Helmes M, Trombitás K, Granzier H. Titin develops restoring force in rat cardiac myocytes. Circulation Research. 1996;79(3):619–26. DOI: 10.1161/01.res.79.3.619

8. Weiss JL, Frederiksen JW, Weisfeldt ML. Hemodynamic determinants of the time-course of fall in canine left ventricular pressure. Journal of Clinical Investigation. 1976;58(3):751–60. DOI: 10.1172/JCI108522

9. Капелько В.И., Новикова Н.А. Изоволюмическая и ауксоволюмическая константы расслабления сердца в оценке его инотропизма. Бюллетень Всероссийского кардиологического научного центра АМН СССР. 1986;9(1):37-45. PMID: 3085691

10. Орлова Ц.Р., Капелько В.И. Константы скорости расслабления левого желудочка: влияние механических и инотропных факторов. Кардиология. 1986;26(6):79-83. PMID: 3761810

11. Katz LN. The role played by the ventricular relaxation process in filling the ventricle. American Journal of Physiology-Legacy Content. 1930;95(3):542–53. DOI: 10.1152/ajplegacy.1930.95.3.542

12. Kapelko VI, Abramov AA, Lakomkin VL. Analysis of Relaxation Phase in the Rat Heart. Journal of Evolutionary Biochemistry and Physiology. 2023;59(5):1862–7. DOI: 10.1134/S0022093023050290

13. Stehle R, Solzin J, Iorga B, Poggesi C. Insights into the kinetics of Ca2+-regulated contraction and relaxation from myofibril studies. Pflügers Archiv - European Journal of Physiology. 2009;458(2):337–57. DOI: 10.1007/s00424-008-0630-2

14. Rosen BD, Gerber BL, Edvardsen T, Castillo E, Amado LC, Nasir K et al. Late systolic onset of regional LV relaxation demonstrated in three-dimensional space by MRI tissue tagging. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 2004;287(4):H1740–6. DOI: 10.1152/ajpheart.00080.2004

15. Notomi Y, Popović ZB, Yamada H, Wallick DW, Martin MG, Oryszak SJ et al. Ventricular untwisting: a temporal link between left ventricular relaxation and suction. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 2008;294(1):H505–13. DOI: 10.1152/ajpheart.00975.2007

16. Burns AT, La Gerche A, Prior DL, MacIsaac AI. Left Ventricular Untwisting Is an Important Determinant of Early Diastolic Function. JACC: Cardiovascular Imaging. 2009;2(6):709–16. DOI: 10.1016/j.jcmg.2009.01.015

17. Maruyama K, Natori R, Nonomura Y. New elastic protein from muscle. Nature. 1976;262(5563):58–60. DOI: 10.1038/262058a0

18. Granzier HL, Labeit S. The Giant Protein Titin: A Major Player in Myocardial Mechanics, Signaling, and Disease. Circulation Research. 2004;94(3):284–95. DOI: 10.1161/01.RES.0000117769.88862.F8

19. Leite-Moreira AF, Correia-Pinto J, Gillebert TC. Afterload induced changes in myocardial relaxation: a mechanism for diastolic dysfunction. Cardiovascular Research. 1999;43(2):344–53. DOI: 10.1016/s0008-6363(99)00099-1

20. Chung CS, Hoopes CW, Campbell KS. Myocardial relaxation is accelerated by fast stretch, not reduced afterload. Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 2017;103:65–73. DOI: 10.1016/j.yjmcc.2017.01.004

21. Chung CS, Ajo DM, Kovács SJ. Isovolumic pressure-to-early rapid filling decay rate relation: model-based derivation and validation via simultaneous catheterization echocardiography. Journal of Applied Physiology. 2006;100(2):528–34. DOI: 10.1152/japplphysiol.00617.2005

22. Borlaug BA, Kass DA. Invasive Hemodynamic Assessment in Heart Failure. Cardiology Clinics. 2011;29(2):269–80. DOI: 10.1016/j.ccl.2011.03.003

23. Cazorla O, Freiburg A, Helmes M, Centner T, McNabb M, Wu Y et al. Differential Expression of Cardiac Titin Isoforms and Modulation of Cellular Stiffness. Circulation Research. 2000;86(1):59–67. DOI: 10.1161/01.RES.86.1.59

24. Лакомкин В.Л., Абрамов А.А., Студнева И.М., Уланова А.Д., Вихлянцев И.М., Просвирнин А.В. и др. Ранние изменения энергетического метаболизма, изоморфного состава и уровня фосфорилирования титина при диастолической дисфункции. Кардиология. 2020;60(2):4-9. DOI: 10.18087/cardio.2020.3.n531

25. Makarenko I, Opitz CA, Leake MC, Neagoe C, Kulke M, Gwathmey JK et al. Passive Stiffness Changes Caused by Upregulation of Compliant Titin Isoforms in Human Dilated Cardiomyopathy Hearts. Circulation Research. 2004;95(7):708–16. DOI: 10.1161/01.RES.0000143901.37063.2f

26. Mannacio V, Mannacio L, Antignano A, De Amicis V, Musumeci F, Iannelli G. Aortic stenosis and aortic regurgitation express different titin isoforms: Differences and relationships with functional and geometric characteristics. International Journal of Cardiology. 2018;259:138–44. DOI: 10.1016/j.ijcard.2018.01.136

27. Janssen PML. Myocardial relaxation in human heart failure: Why sarcomere kinetics should be center-stage. Archives of Biochemistry and Biophysics. 2019;661:145–8. DOI: 10.1016/j.abb.2018.11.011

28. Zile MR, Baicu CF, Gaasch WH. Diastolic Heart Failure – Abnormalities in Active Relaxation and Passive Stiffness of the Left Ventricle. New England Journal of Medicine. 2004;350(19):1953–9. DOI: 10.1056/NEJMoa032566

29. Vikhorev PG, Smoktunowicz N, Munster AB, Copeland O, Kostin S, Montgiraud C et al. Abnormal contractility in human heart myofibrils from patients with dilated cardiomyopathy due to mutations in TTN and contractile protein genes. Scientific Reports. 2017;7(1):14829. DOI: 10.1038/s41598-017-13675-8

30. Chen M-P, Kiduko SA, Saad NS, Canan BD, Kilic A, Mohler PJ et al. Stretching single titin molecules from failing human hearts reveals titin’s role in blunting cardiac kinetic reserve. Cardiovascular Research. 2020;116(1):127–37. DOI: 10.1093/cvr/cvz043

31. Methawasin M, Hutchinson KR, Lee E-J, Smith JE, Saripalli C, Hidalgo CG et al. Experimentally Increasing Titin Compliance in a Novel Mouse Model Attenuates the Frank-Starling Mechanism But Has a Beneficial Effect on Diastole. Circulation. 2014;129(19):1924–36. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.113.005610