Введение
Периодическое дыхание Чейна—Стокса является одним из наиболее часто встречающихся вариантов синдрома центрального апноэ сна (ЦАС). Среди пациентов с хронической сердечной недостаточностью (ХСН) этот тип нарушения дыхания во время сна, по данным различных авторов, выявляется с частотой от 15 до 50% и рассматривается как прогностически неблагоприятный фактор [1—3].
Хотя этот вариант патологического дыхания был описан Д. Чейном и В. Стоксом еще в середине позапрошлого века [4, 5], механизм центрального апноэ сна при ХСН до настоящего времени остается недостаточно изученным, а скудная клиническая симптоматика затрудняет диагностику и, следовательно, своевременное начало лечения данного патологического состояния. Ранее проводившиеся исследования в этой области отмечают большое количество факторов, потенциально влияющих на развитие дыхания Чейна—Стокса при ХСН, однако результаты этих исследований часто не подтверждаются другими авторами [6—15].
Цель нашего исследования — определить распространенность дыхания Чейна—Стокса среди больных с ХСН и выявить факторы риска нарушений дыхания центрального генеза во время сна у этих больных.
Материал и методы
В исследование включали пациентов с ХСН II—IV функциональных классов (ФК) по NYHA (New York Heart Association), госпитализированных в отделение кардиологии Университетской клинической больницы №1 ПМГМУ им. И.М. Сеченова с 2016 по 2019 г., которым на госпитальном этапе была подобрана оптимальная лекарственная терапия. Всего обследованы 928 пациентов, из них в исследование включены 47 больных (женщин — 4, мужчин — 43), соответствовавших критериям включения (рис. 1).
Рис. 1. Дизайн исследования.
В исследование включали совершеннолетних пациентов, подписавших информированное согласие. Критерии исключения: фракция выброса (ФВ) левого желудочка (ЛЖ) более 50%, психиатрические и когнитивные нарушения, препятствующие исследованию, коморбидные состояния, ассоциированные с риском обструктивного апноэ сна, дыхательной недостаточности и гипоксии (ожирение с индексом массы тела (ИМТ) >30 кг/м2, хронические легочные заболевания с дыхательной недостаточностью, хроническая болезнь почек (ХБП) ≥3Б ст., анемия с гемоглобином крови <110 г/л, острое нарушение мозгового кровообращения в анамнезе, активное онкологическое заболевание).
После включения в исследование проводили общий осмотр, стандартное общеклиническое и лабораторно-инструментальное обследование, включавшее эхокардиографию (ЭхоКГ) с определением параметров систолической и диастолической функций левого желудочка, суточное мониторирование ЭКГ с подсчетом желудочковых нарушений ритма сердца, определение парциального давления углекислого газа в артериальной крови (РаСО2) и водородный показатель крови (pH). Также больные выполняли тест с 6-минутной ходьбой для оценки частоты сердечных сокращений (ЧСС), частоты дыхания (ЧД) и сатурации артериальной крови кислородом (SpO2) до и после нагрузки. С целью оценки качества сна все пациенты заполняли разработанный нами опросник качества сна и бодрствования (оценивали вероятность уснуть в различных ситуациях и качество сна в баллах) [16]. Кроме того, с помощью визуально-аналоговой шкалы (ВАШ) проводили субъективную оценку самочувствия пациентов (пациенту предлагали провести вертикальную линию на шкале от 0 до 10, где 0 соответствует наихудшему самочувствию в представлении пациента, а 10 — наилучшему). Для оценки качества жизни и сна пациентам предлагали заполнить Канзасский опросник пациентов с кардиомиопатией (Kansas City Cardiomyopathy Questionnaire — KCCQ) [17] и Миннесотский опросник качества жизни больных с хронической сердечной недостаточностью (Minnesota Living with Heart Failure Questionnaire — MLHFQ) [18].
Всем 47 пациентам было проведено кардиореспираторное мониторирование (КРМ) с целью выявления нарушений дыхания центрального генеза во время сна, при котором регистрировали назальный воздушный поток, храп, дыхательные движения грудной клетки и положение тела, а также SpO2 и частоту пульса посредством пульсоксиметрии [19].
При расшифровке ЦАС определяли как дыхательную паузу длительностью более 10 с с отсутствием дыхательного потока в верхних дыхательных путях и дыхательных движений грудной клетки. Гипопноэ определяли через снижение воздушного потока на 30% и более со снижением SpO2 на 3% и более в течение как минимум 10 с (рис. 2). Для оценки выраженности дыхательных нарушений рассчитывали индекс апноэ/гипопноэ (ИАГ) — количество эпизодов апноэ и гипопноэ в час. Дыхание Чейна—Стокса при расшифровке КРМ характеризуется специфическим веретенообразным паттерном дыхания с чередованием периодов нарастания и уменьшения вентиляции легких вплоть до апноэ [20]. Пациентами, страдающими синдромом ЦАС, считались те, у кого ИАГ составил более 5 и более 50% нарушений дыхания носили центральный характер.
Рис. 2. Кардиореспираторное мониторирование во время сна у пациента с дыханием Чейна—Стокса. Наблюдается характерный дыхательный рисунок с чередованием фаз гипервентиляции, гиповентиляции и центрального апноэ.
При статистическом анализе использовали непараметрические критерии. Для описания количественных признаков рассчитывали медиану (Ме), нижний и верхний квартили [LQ; UQ], минимальное и максимальное значения. Для определения достоверности различий количественных показателей в независимых выборках использовали критерий Манна—Уитни, качественных показателей — точный двусторонний тест Фишера. С целью выявления взаимосвязи между ИАГ и такими факторами, как показатель, отражающий давление заполнения левого желудочка (E/e’), ФВ ЛЖ, интеграл линейной скорости потока в выносящем тракте левого желудочка (VTI), скорость изменения давления в левом желудочке во время его изоволюмического сокращения (dP/dt), ударный объем (УО), сердечный выброс (СВ), ударный индекс (УИ), систолическое давление в легочной артерии (СДЛА), PaCO2, pH крови и SpO2, проводили многофакторный анализ. Для оценки связи между величинами рассчитывали коэффициент корреляции Спирмена. При p<0,05 результаты считали статистически значимыми. Статистический анализ проводили с помощью программы Statistica 10.
Результаты
Дыхание Чейна—Стокса выявлено у 27 (58%) из 47 больных. Сравнительная характеристика пациентов с патологическим дыханием и без него представлена в таблице.
Таблица. Сравнительная характеристика пациентов
| Параметр | ХСН без ЦАС (n=20) | ХСН с дыханием Чейна-Стокса (n=27) | p-критерий |
| М/Ж, n (%) | 18/2 (90/10) | 25/2 (93/7) | н/д |
| Возраст, годы | 67,5 [61,0; 79,0] | 70,0 [65,0; 76,0] | н/д |
| Индекс массы тела, кг/м2 | 24,2 [23,6; 27,1] | 25,7 [24,0; 27,4] | н/д |
| ФК ХСН (NYHA): | н/д | ||
| II, n (%) | 8 (40) | 7 (26) | |
| III, n (%) | 11 (55) | 12 (44) | |
| IV, n (%) | 1 (5) | 8 (30) | |
| ИБС, n (%) | 16 (80) | 21 (78) | н/д |
| Гипертоническая болезнь, n (%) | 14 (70) | 17 (63) | н/д |
| Фибрилляция предсердий, n (%) | 9 (45) | 13 (48) | н/д |
| ХБП<3Б ст., n (%) | 3 (15) | 11 (41) | н/д |
| Сахарный диабет, n (%) | 3 (15) | 5 (19) | н/д |
| ИАПФ/БРА, n (%) | 20 (100) | 22 (82) | н/д |
| Бета-адреноблокаторы, n (%) | 19 (95) | 25 (93) | н/д |
| Антагонисты кальция, n (%) | 2 (10) | 3 (11) | н/д |
| Амиодарон, n (%) | 3 (15) | 6 (22) | н/д |
| Антиагреганты/антикоагулянты, n (%) | 18 (90) | 24 (89) | н/д |
| Диуретики, n (%) | 17 (85) | 25 (93) | н/д |
| АМКР, n (%) | 10 (50) | 22 (82) | p<0,05 |
| Дигоксин, n (%) | 1 (5) | 6 (22) | н/д |
| Статины, n (%) | 16 (80) | 21 (78) | н/д |
| ФВ ЛЖ, % | 36 [31; 41] | 33 [26; 42] | н/д |
| E/e’ | 10,6 [7,4; 12,0] | 14,2 [10,3; 20,0] | 0,021 |
| VTI, см | 13,0 [10,1; 14,5] | 11,8 [8,4; 13,2] | н/д |
| dP/dt, мм рт ст. | 783 [699; 888] | 699 [625; 750] | н/д |
| СДЛА, мм рт.ст. | 37 [29; 50] | 40 [37; 55] | н/д |
| УО, мл | 59 [49; 63] | 54 [44; 64] | н/д |
| СВ, л/мин | 4,2 [3,3; 4,8] | 3,8 [3,3; 4,8] | н/д |
| УИ, мл/м2 | 29 [25; 33] | 28 [24; 35] | н/д |
| ИАГ | 7 [5; 12] | 27 [21; 36] | 0,0001 |
| SpO2 ср., % | 95 [94; 96] | 93 [92; 94] | 0,002 |
| SpO2 min, % | 88 [83; 90] | 85 [82; 87] | н/д |
| %t SpO2<90%, % | 0,4 [0,0; 1,8] | 5,8 [1,2; 19,5] | 0,001 |
| pH | 7,43 [7,41; 7,44] | 7,44 [7,43; 7,46] | 0,047 |
| РаСО2, мм рт.ст. | 35,5 [33,5; 38,5] | 34,6 [33,3; 36,8] | н/д |
| Дистанция в ТШХ, м* | 350 [282; 435] | 332 [219; 374] | н/д |
| ЧД после ходьбы, мин–1 | 19 [18; 20] | 22 [21; 24] | 0,024 |
| ЧСС после ходьбы, уд/мин | 87 [70; 95] | 81 [70; 91] | н/д |
| SpO2 после ходьбы, % | 97 [95; 98] | 95 [93; 97] | н/д |
| ЖЭС за сутки, n | 265 [21; 1159] | 279 [22; 6080] | н/д |
| ЖЭС за день, n** | 377 [4; 955] | 1706 [68; 3703] | н/д |
| ЖЭС за ночь, n*** | 127 [0; 199] | 872 [17; 1951] | н/д |
| KCCQ (СКП), баллы | 760 [475; 859] | 694 [617; 791] | н/д |
| KCCQ (ПФС), баллы | 434 [271; 566] | 394 [334; 457] | н/д |
| Анкета качества сна, баллы | 3 [2; 5] | 4 [3; 5] | н/д |
| Анкета бодрствования, баллы | 6 [3; 6] | 6 [3; 9] | н/д |
| MLHFQ, баллы | 39 [29; 54] | 39 [31; 49] | н/д |
| ВАШ самочувствия, баллы | 4,5 [3,0; 6,0] | 3,5 [2,3; 5,0] | н/д |
Примечание. * — учтены данные 19 пациентов из 1-й группы (ХСН без ЦАС) и 24 больных из 2-й группы (ХСН с дыханием Чейна—Стокса) (остальные не выполнили ТШХ в связи патологией суставов); ** — дневное время (с 7:00 до 22:00); *** — ночное время (с 22:00 до 7:00); dP/dt — скорость изменения давления в левом желудочке во время его изоволюмического сокращения; Е — скорость раннего диастолического наполнения левого желудочка, е’ — скорость подъема основания левого желудочка в раннюю диастолу; KCCQ — Канзасский опросник пациентов с кардиомиопатией; MLHFQ — Миннесотский опросник качества жизни больных с хронической сердечной недостаточностью; РаСО2 — парциальное давление углекислого газа в артериальной крови; SpO2 — насыщение артериальной крови кислородом, измеренное при помощи пульсоксиметрии; %t SpO2<90% — процент времени снижения SpO2 менее 90%; VTI — интеграл линейной скорости потока в выносящем тракте левого желудочка; АМКР — антагонисты минералокортикоидных рецепторов; БРА — блокаторы рецепторов ангиотензина; ВАШ — визуально-аналоговая шкала; ЖЭС — желудочковые экстрасистолы; ИАПФ — ингибиторы ангиотензинпревращающего фермента; ИБС — ишемическая болезнь сердца, ПФС — показатель функционального статуса; СКП — суммарный клинический показатель, ТШХ — тест с 6-минутной ходьбой, н/д — различия недостоверны.
Больные с дыханием Чейна—Стокса и без него значимо не различались по возрасту, полу, ИМТ, коморбидным состояниям, ФК ХСН, систолической дисфункции ЛЖ, толерантности к физическим нагрузкам (пройденному расстоянию в тесте с 6-минутной ходьбой), SpO2 и ЧСС в покое и после нагрузки, уровню РаСО2 и pH крови, ФВ, VTI, dP/dt, УО, СВ (УО×ЧСС), УИ (УО/ППТ (площадь поверхности тела)), СДЛА, количеству желудочковых нарушений ритма как за сутки в целом, так и в течение дня и ночи по отдельности. Также не было получено значимых различий между группами по результатам анкетирования о качестве жизни и сна, субъективной оценке самочувствия.
Тем не менее у пациентов с дыханием Чейна—Стокса отмечалась более высокая частота дыхания после нагрузки при тесте с 6-минутной ходьбой, а также более высокие значения pH крови, определяемого при анализе кислотно-щелочного состояния. При ЭхоКГ показатель E/e’ был значимо ниже в группе без центральных нарушений дыхания во время сна. Во время сна дыхание Чейна—Стокса сопровождалось значимым снижением средней SpO2 и увеличением времени десатурации артериальной крови менее 90%.
При корреляционном анализе Спирмена наиболее тесная связь выявлена между: средней SpO2 и VTI (R=0,664, p=0,001), ИАГ и E/e’ (R=0,475, p=0,034), ИАГ и РаСО2 (R=–0,513, p=0,006), а также ИАГ и расстоянием, пройденным при тесте с 6-минутной ходьбой (R=–0,602, p=0,002).
По данным многофакторного анализа относительно независимым предиктором ИАГ оказался только показатель E/e’ (p=0,042), в то время как в отношении других гемодинамических параметров и показателей газового анализа статистическая значимость не была достигнута.
Обсуждение
Механизм ЦАС, в частности дыхания Чейна—Стокса, при ХСН на данный момент остается не до конца изученным [21, 22]. Согласно одной из версий патогенеза, повышение давления в сосудах легких на фоне застойных явлений при ХСН может приводить к накапливанию СО2 в крови, что сопровождается гипервентиляцией и снижением уровня РаСО2. Хеморецепторы головного мозга чувствительны к изменениям РаСО2 крови и колебаниям pH крови и церебральной жидкости. Соответственно, гиперкапния и ацидоз приводят к стимуляции дыхания, а гипокапния и алкалоз, напротив, его тормозят [23]. Вследствие этого сниженное РаСО2 приближается к пороговому значению для возникновения апноэ во время сна, и даже несущественные колебания СО2 в крови приводят к чередованию эпизодов гипервентиляции и гиповентиляции вплоть до периодов остановки дыхания во сне, то есть к возникновению дыхания Чейна—Стокса и апноэ сна [24].
В нашем исследовании мы попытались определить распространенность и факторы риска дыхания Чейна—Стокса у больных с ХСН II—IV ФК с низкой и умеренно сниженной ФВ ЛЖ. Данные более ранних исследований, посвященных этому вопросу, разнородны и не всегда согласуются между собой. Так, в исследовании R. Grayburn и соавт. [6] к основным факторам риска ЦАС, в том числе дыхания Чейна—Стокса, относят мужской пол и пожилой возраст. Кроме того, отмечается, что развитие дыхания Чейна—Стокса может быть ассоциировано с более высоким уровнем натрийуретического пептида и снижением SpO2 [7]. В некоторых исследования в качестве фактора риска указывается тяжелая почечная недостаточность и анемия [8, 9]. Также отмечается, что у пациентов с инсультом в анамнезе центральные нарушения дыхания развиваются примерно в 40% случаев [10, 11]. По данным некоторых исследований, одним из главных факторов риска дыхания Чейна—Стокса при ХСН является сниженная ФВ ЛЖ [12, 13], в то время как в других исследованиях не отмечено значимой разницы в частоте выявления дыхания Чейна—Стокса у пациентов со сниженной и сохранной ФВ ЛЖ [14, 15]. Это может объясняться низкой корреляцией тяжести ХСН и ФВ ЛЖ [25].
Исходя из опыта более ранних исследований в этой области, мы исключили пациентов с сопутствующей патологией, потенциально располагающей к развитию нарушений дыхания центрального типа во сне. Кроме того, исключали больных с ожирением, поскольку оно является фактором риска обструктивного апноэ сна, а также пациентов с сохранной ФВ ЛЖ. В связи с жесткими критериями отбора в исследование было включено небольшое число пациентов (47 из 928). Тем не менее даже при отсутствии дополнительных факторов риска распространенность центральных нарушений дыхания во время сна оказалась высокой и составила 58%, что превышает данные других авторов [26].
По нашим данным, дыхание Чейна—Стокса сопровождается более высокими значениями pH крови, что подтверждает предполагаемый механизм угнетения дыхания во сне на фоне алкалоза.
Дыхание Чейна—Стокса при ХСН ассоциировано с более высокой частотой дыхания после физической нагрузки. Хотя разница в пройденном расстоянии при тесте с 6-минутной ходьбой и не достигала статистической значимости, корреляция между пройденным расстоянием и ИАГ оказалась значимой. У пациентов с центральными нарушениями дыхания во сне значимо выше соотношение E/e’ при ЭхоКГ, которое соответствует более высокому давлению заполнения ЛЖ. Эта закономерность подтвердилась при многофакторном анализе и корреляционном анализе Спирмена (наиболее тесная связь выявлена между E/e’ и ИАГ). Кроме того, значимой связью обладали средняя SpO2 во время сна и сердечный выброс (на основании VTI в выносящем тракте ЛЖ). Это подтверждает роль тяжести гемодинамических нарушений и тяжести застойных явлений в развитии дыхания Чейна—Стокса у больных с ХСН.
Частота выявления дыхания Чейна—Стокса остается низкой в связи с зачастую скудной симптоматикой и затрудненной субъективной оценкой состояния. Согласно полученным нами результатам, наиболее вероятно диагностировать ЦАС, в частности дыхание Чейна—Стокса, во время сна у больных с ХСН с диастолической дисфункцией ЛЖ, сниженной толерантностью к физическим нагрузкам и развитием после них компенсаторной гипервентиляции, а также у пациентов с алкалозом.
Заключение
Результаты исследования подтверждают, что прогностически неблагоприятное патологическое дыхание Чейна—Стокса является высоко распространенной патологией у пациентов с ХСН со сниженной и умеренно сниженной ФВ ЛЖ и может выявляться более чем у половины таких больных даже при исключении других потенциальных причин апноэ (болезней легких, центральной нервной системы, ожирения и др.). Фактором, способствующим его развитию, является прежде всего тяжесть гемодинамических нарушений (снижение сердечного выброса, повышение давления заполнения левого желудочка).
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
The authors declare no conflicts of interest.