diaendoСахарный диабетDiabetes mellitus2072-03512072-0378Endocrinology research centre10.14341/DM12484diaendo-12484Research ArticleОригинальные исследованияOriginal StudiesСтруктурно-функциональные показатели сердца пациентов с ишемической болезнью сердца и сахарным диабетом 2 типа. Ритмоинотропная реакция изолированного миокарда при разном уровне гликированного гемоглобинаStructural and functional indicators of the heart of patients with ischemic heart disease and type 2 diabetes mellitus. Rhythmoinotropic response isolated myocardium at different levels of glycated hemoglobinhttps://orcid.org/0000-0002-4004-2497КондратьеваД. С.KondratievaD. S.

Кондратьева Дина Степановна, к.б.н., н.с.; eLibrary SPIN: 4628-2021634012, Томск, ул. Киевская, д. 111а

Dina S. Kondratieva, PhD in Biology, research associate; eLibrary SPIN: 4628-2021111a Kievskaja street, 634012 Tomsk

dina@cardio-tomsk.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6066-3998АфанасьевС. А.AfanasievS. A.

Афанасьев Сергей Александрович, д.м.н., профессор; eLibrary SPIN: 7625-0960Томск

Sergey A. Afanasiev, MD, PhD, Professor; eLibrary SPIN: 7625-0960Tomsk

tursky@cardio-tomsk.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5004-1896БудниковаО. В.BudnikovaO. V.

Будникова Олеся Викторовна, аспирант; eLibrary SPIN: 1885-8802Томск

Olesya V. Budnikova, PhD student; eLibrary SPIN: 1885-8802Tomsk

budnikovaolesya@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4706-893XВорожцоваИ. Н.VorozhtsovaI. N.

Ворожцова Ирина Николаевна, д.м.н., профессор; eLibrary SPIN: 6049-0102Томск

Irina N. Vorozhcova, DM, PhD, Professor; eLibrary SPIN: 6049-0102Tomsk

vin@cardio-tomsk.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2758-7107АхмедовШ. Д.AkhmedovS. D.

Ахмедов Шамиль Джаманович, д.м.н.; eLibrary SPIN: 5895-2005Томск

Shamil D. Akhmedov, MD, PhD; eLibrary SPIN: 5895-2005Tomsk

shamil@cardio-tomsk.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0217-7737КозловБ. Н.KozlovB. N.

Козлов Борис Николаевич, д.м.н.; eLibrary SPIN: 9265-9432Томск

Boris N. Kozlov, DM, PhD; eLibrary SPIN: 9265-9432Tomsk

kbn@cardio-tomsk.ruHayчно-исследовательский институт кардиологии, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наукРоссияCardiology Research Institute, Tomsk National Research Medical Center, Russian Academy of SciencesRussian Federation2021210120212414554Copyright © Кондратьева Д.С., Афанасьев С.А., Будникова О.В., Ворожцова И.Н., Ахмедов Ш.Д., Козлов Б.Н., 20212021Кондратьева Д.С., Афанасьев С.А., Будникова О.В., Ворожцова И.Н., Ахмедов Ш.Д., Козлов Б.Н.Kondratieva D.S., Afanasiev S.A., Budnikova O.V., Vorozhtsova I.N., Akhmedov S.D., Kozlov B.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.dia-endojournals.ru/jour/article/view/12484ОБОСНОВАНИЕ

ОБОСНОВАНИЕ. Адекватный гликемический контроль может существенно снизить риск развития сердечно-сосудистых осложнений. Однако до сих пор целевые значения уровня гликемии у пациентов старшего возраста остаются предметом дискуссии, особенно в условиях сочетанного развития сахарного диабета 2 типа (СД2) и ишемической болезни сердца (ИБС).

ЦЕЛЬ

ЦЕЛЬ. Изучить структурно-функциональные показатели сердца пациентов, имеющих ИБС, ассоциированную с СД2, и ритмоинотропные реакции их изолированного миокарда в зависимости от уровня гликированного гемоглобина.

МЕТОДЫ

МЕТОДЫ. В исследование включены 44 пациента с диагнозом «хроническая ИБС, ассоциированная с СД2», из которых сформировали 2 группы. Пациенты с уровнем гликированного гемоглобина (НbА1с) <8% составили 1-ю группу, а пациенты с НbА1с ≥8% были включены во 2-ю группу. Анализировали структурно-функциональные показатели сердца, полученные при ультразвуковом исследовании, и ритмоинотропные реакции миокарда пациентов ex vivo, используя фрагменты ушка правого предсердия, полученного во время плановой операции коронарного шунтирования. Оценивали инотропную реакцию мышечных полосок при базовой частоте стимуляции 0,5 Гц на тестирующие воздействия. Проводили экстрасистолический тест и тест на периоды покоя (post-rest тест).

РЕЗУЛЬТАТЫ

РЕЗУЛЬТАТЫ. Обнаружено, что у пациентов 2-й группы экстрасистолические сокращения изолированных полосок миокарда появлялись на более коротких экстрасистолических интервалах, что свидетельствует о большей возбудимости миокарда пациентов этой группы. Постэкстрасистолические сокращения мышц пациентов 2-й группы имели значимую потенциацию. Амплитуда сокращений мышечных полосок пациентов обеих групп была потенцированной после коротких периодов покоя. Однако с увеличением длительности покоя потенциация сокращений наблюдалась только в группе с более высоким уровнем HbA1c. По данным ультразвукового исследования было обнаружено, что у пациентов 1-й группы значения конечных систолического и диастолического объемов, толщины межжелудочковой перегородки и массы миокарда левого желудочка (ЛЖ) были значимо меньше в сравнении с соответствующими показателями пациентов 2-й группы. Скорость раннего наполнения ЛЖ (пик Е) была значимо меньше у больных 1-й группы, что свидетельствует о более медленной релаксации ЛЖ. При этом скорость быстрого наполнения ЛЖ не имела значимого межгруппового различия, но в обеих группах этот показатель не превышал референсные величины.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. При умеренно повышенном уровне гликемии (9,2 [8,0; 10,3]%) сохраняются структурно-функциональные параметры сердца как на уровне изолированной ткани миокарда, так и на уровне целого сердца.

BACKGROUND

BACKGROUND: Adequate glycemic control can significantly reduce the risk of developing cardiovascular events. However, until now, glycaemic targets in aged patients remain a subject of discussion, especially in the conditions of the combined development of Type 2 Diabetes Mellitus (T2DM) and ischemic heart disease (IHD).

AIMS

AIMS: To examine the structural and functional heart parameters in patients with IHD associated with T2DM and the rhythmoinotropic responses of their isolated myocardium depending on glycated hemoglobin level.

MATERIALS AND METHODS

MATERIALS AND METHODS: The study included 44 patients with a diagnosis of "chronic IHD associated with T2DM", of which 2 groups were formed. Patients with glycated hemoglobin level (HbA1c) <8% were included in the 1st group, and patients with HbA1c ≥8% were included in the 2nd group. The structural and functional heart parameters obtained with ultrasonography, and the rhythmoinotropic responses of myocardium in patients ex vivo were analyzed using the right atrial appendage fragments obtained during elective coronary artery bypass graft. The inotropic response of muscle strips at a basic stimulation frequency of 0,5 Hz to testing influences was assessed. An extrasystolic test and post-rest test were performed.

RESULTS

RESULTS: It was found that extrasystolic contractions of isolated myocardial strips in patients of the 2nd group appeared at shorter extrasystolic intervals, which indicates a greater excitability of the myocardium in patients of this group. Postextrasystolic muscle contractions in patients of the 2nd group had significant potentiation. The amplitude of the muscle strips contractions in patients of both groups was potentiative after short rest periods. However, with an increase in the rest duration, potentiation of contractions was observed only in the group with a higher HbA1c level. According to the ultrasonography data, it was found that the values of the endsystolic and diastolic volumes, the interventricular septum thickness and the left ventricular (LV) myocardium mass were significantly lower in the patients of the 1st group compared with the corresponding indicators in the patients of the 2nd group. The early LV filling velocity (peak E) was significantly lower in the patients of the 1st group, which indicates a slower LV relaxation. At the same time, the rapid LV filling velocity did not have a significant intergroup difference, but this indicator exceeded the reference values in both groups.

CONCLUSIONS

CONCLUSIONS: With a moderately increased glycemic level (9,2 [8,0; 10,3]%), the structural and functional heart parameters are preserved both at the level of the isolated myocardial tissue and at the level of the whole heart.

сахарный диабетишемическая болезнь сердцагликированный гемоглобинструктурно-функциональные показатели сердцасократительная активность миокардаэкстрасистолические и постэкстрасистолические сокращенияpost-rest инотропная реакцияdiabetes mellituscoronary heart diseaseglycated hemoglobinstructural and functional parameters of the heartmyocardial contractilityextrasystolic and post-extrasystolic contractionspost-rest inotropic reactionИсследование проведено в рамках выполнения темы фундаментальных исследований № АААА-А15-115123110026-3 НИИ кардиологии Томского НИМЦReferencesДедов И.И., Шестакова М.В., Викулова О.К., и др. Сахарный диабет в Российской Федерации: распространенность, заболеваемость, смертность, параметры углеводного обмена и структура сахароснижающей терапии по данным Федерального регистра сахарного диабета // Сахарный диабет. — 2018. — Т. 21. — No3. — С. 144-159. https://doi.org/10.14341/DM9686Dedov II, Shestakova MV, Vikulova OK, et al. Diabetes mellitus in Russian Federation: prevalence, morbidity, mortality, parameters of glycaemic control and structure of glucose lowering therapy according to the Federal Diabetes Register, status 2017. Diabetes Mellitus. 2018;21(3):144-159. (In Russ.). https://doi.org/10.14341/DM9686Singh RM, Waqar T, Howarth FC, et al. Hyperglycemia-induced cardiac contractile dysfunction in the diabetic heart. Heart Fail Rev. 2018;23(1):37-54. https://doi.org/10.1007/s10741-017-9663-ySingh RM, Waqar T, Howarth FC, et al. Hyperglycemia-induced cardiac contractile dysfunction in the diabetic heart. Heart Fail Rev. 2018;23(1):37-54. https://doi.org/10.1007/s10741-017-9663-yStratton IM, Adler AI, Neil HA, et al. Association of glycaemia with macrovascular and microvascular complications of type 2 diabetes (UKPDS 35): prospective observational study. BMJ. 2000;321(7258):405-412. https://doi.org/10.1136/bmj.321.7258.405Stratton IM, Adler AI, Neil HA, et al. Association of glycaemia with macrovascular and microvascular complications of type 2 diabetes (UKPDS 35): prospective observational study. BMJ. 2000;321(7258):405-412. https://doi.org/10.1136/bmj.321.7258.405Holman RR, Paul SK, Bethel MA, et al. 10-year follow-up of intensive glucose control in type 2 diabetes. N Engl J Med. 2008;359(15):1577-1589. https://doi.org/10.1056/NEJMoa0806470Holman RR, Paul SK, Bethel MA, et al. 10-year follow-up of intensive glucose control in type 2 diabetes. N Engl J Med. 2008;359(15):1577-1589. https://doi.org/10.1056/NEJMoa0806470Macisaac RJ, Jerums G. Intensive glucose control and cardiovascular outcomes in type 2 diabetes. Heart Lung Circ. 2011;20(10):647-654. https://doi.org/10.1016/j.hlc.2010.07.013Macisaac RJ, Jerums G. Intensive glucose control and cardiovascular outcomes in type 2 diabetes. Heart Lung Circ. 2011;20(10):647-654. https://doi.org/10.1016/j.hlc.2010.07.013The ACCORD Study Group Long-term effects of intensive glucose lowering on cardiovascular outcomes. N Engl J Med. 2011;364(9):818-828. https://doi.org/10.1056/NEJMoa1006524The ACCORD Study Group Long-term effects of intensive glucose lowering on cardiovascular outcomes. N Engl J Med. 2011;364(9):818-828. https://doi.org/10.1056/NEJMoa1006524Skyler S, Bergenstal R, Bonow R, et al. Intensive Glycemic Control and the Prevention of Cardiovascular Events: Implications of the ACCORD, ADVANCE, and VA Diabetes Trials: a position statement of the American Diabetes Association and a Scientific Statement of the American College of Cardiology Foundation and the American Heart Association. Diabetes Care. 2009;32(1):187-192. https://doi.org/10.2337/dc08-9026Skyler S, Bergenstal R, Bonow R, et al. Intensive Glycemic Control and the Prevention of Cardiovascular Events: Implications of the ACCORD, ADVANCE, and VA Diabetes Trials: a position statement of the American Diabetes Association and a Scientific Statement of the American College of Cardiology Foundation and the American Heart Association. Diabetes Care. 2009;32(1):187-192. https://doi.org/10.2337/dc08-9026Zoungas S, Chalmers J, Neal B, et al. Follow-up of blood-pressure lowering and glucose control in type 2 diabetes. N Engl J Med. 2014;371(15):1392-1406. 10.1056/NEJMoa1407963Zoungas S, Chalmers J, Neal B, et al. Follow-up of blood-pressure lowering and glucose control in type 2 diabetes. N Engl J Med. 2014;371(15):1392-1406. 10.1056/NEJMoa1407963Bejan-Angoulvant T, Cornu C, Archambault P, et al. Is HbA1c a valid surrogate for macrovascular and microvascular complications in type 2 diabetes? Diab Metabol. 2015;41(3):195-201. https://doi.org/10.1016/j.diabet.2015.04.001Bejan-Angoulvant T, Cornu C, Archambault P, et al. Is HbA1c a valid surrogate for macrovascular and microvascular complications in type 2 diabetes? Diab Metabol. 2015;41(3):195-201. https://doi.org/10.1016/j.diabet.2015.04.001Wang P, Huang R, Lu S, et al. HbA1c below 7 % as the goal of glucose control fails to maximize the cardiovascular benefits: a meta-analysis. Cardiovasc Diabetol. 2015;14:124. https://doi.org/10.1186/s12933-015-0285-1Wang P, Huang R, Lu S, et al. HbA1c below 7 % as the goal of glucose control fails to maximize the cardiovascular benefits: a meta-analysis. Cardiovasc Diabetol. 2015;14:124. https://doi.org/10.1186/s12933-015-0285-1Ishihara M, Kojima S, Sakamoto T, et al. Japanese Acute Coronary Syndrome Study (JACSS) Investigators. Comparison of blood glucose values on admission for acute myocardial infarction in patients with versus without diabetes mellitus. Am J Cardiol. 200915;104(6):769-774. https://doi.org/10.1016/j.amjcard.2009.04.055Ishihara M, Kojima S, Sakamoto T, et al. Japanese Acute Coronary Syndrome Study (JACSS) Investigators. Comparison of blood glucose values on admission for acute myocardial infarction in patients with versus without diabetes mellitus. Am J Cardiol. 200915;104(6):769-774. https://doi.org/10.1016/j.amjcard.2009.04.055Kosiborod M, Rathore SS, Inzucchi SE et al. Admission glucose and mortality in elderly patients hospitalized with acute myocardial infarction: Implications for patients with and without recognized diabetes. Circulation. 2005;111(23):3078-3086. https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.104.517839Kosiborod M, Rathore SS, Inzucchi SE et al. Admission glucose and mortality in elderly patients hospitalized with acute myocardial infarction: Implications for patients with and without recognized diabetes. Circulation. 2005;111(23):3078-3086. https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.104.517839Панова Е.И., Круглова Н.Е., Стронгин Л.Г. Особенности инфаркта миокарда при сахарном диабете 2-го типа в зависимости от уровня гликозилированного гемоглобина // Нижегородский медицинский журнал. — 2006. — No3. — С. 6-8.Panova EI, Kruglova NE, Strongin LG. Peculiarities of a myocardial infarction at the 2nd type diabetes mellitus depending on a glycosylized hemoglobin level. Nizhegorodsky medical journal. 2006;(3):6-8. (In Russ.).IDF Annual Report 2015 by İnternational Diabetes Federation. [Internet]. Available from: issuu.com/int.diabetes.federation/docs/idf.IDF Annual Report 2015 by İnternational Diabetes Federation. [Internet]. Available from: issuu.com/int.diabetes.federation/docs/idf.Афанасьев С.А., Кондратьева Д.С., Егорова М.В., и др. Особенности сопряжения функционального и метаболического ремоделирования миокарда при коморбидном течении ишемической болезни сердца и сахарного диабета 2 типа // Сахарный диабет. — 2019. — Т. 22. — No 1. — С. 25-34. https://doi.org/10.14341/DM9735Afanasiev SA, Kondratieva DS, Egorova MV, et al. Type 2 diabetes mellitus and multiplechronic diseases. Diabetes Mellitus. 2019;22(1):25-34. (In Russ.). https://doi.org/10.14341/DM9735Кондратьева Д.С., Афанасьев С.А., Реброва Т.Ю., Попов С.В. Сопряженность сократительной активности миокарда и уровня окислительного стресса у крыс при сочетанном развитии постинфарктного кардиосклероза и сахарного диабета // Известия РАН. Серия биологическая. — 2019. — No 2. — С. 197-203. https://doi.org/10.1134/S0002332919020085Kondratieva DS, Afanasiev SA, Rebrova TY, Popov SV. Interrelation between the Contractile Activity of the Myocardium and the Level of Oxidative Stress in Rats under Concomitant Development of Postinfarction Cardiosclerosis and Diabetes Mellitus. Biology Bulletin. 2019;46(2):193-199. (In Russ.). https://doi.org/10.1134/S0002332919020085Sprenkeler DJ, Vos MA. Post-extrasystolic Potentiation: Link between Ca(2+) Homeostasis and Heart Failure? Arrhythm Electrophysiol Rev. 2016;5(1):20-26. https://doi.org/10.15420/aer.2015.29.2.Sprenkeler DJ, Vos MA. Post-extrasystolic Potentiation: Link between Ca(2+) Homeostasis and Heart Failure? Arrhythm Electrophysiol Rev. 2016;5(1):20-26. https://doi.org/10.15420/aer.2015.29.2.Bocalini DS, Dos-Santos L, Antonio EL, et al. Myocardial remodeling after large infarcts in rat converts post rest-potentiation in force decay. Arq Bras Cardiol. 2012. https://doi.org/10.1590/S0066-782X2012005000016Bocalini DS, Dos-Santos L, Antonio EL, et al. Myocardial remodeling after large infarcts in rat converts post rest-potentiation in force decay. Arq Bras Cardiol. 2012. https://doi.org/10.1590/S0066-782X2012005000016Uhl S., Freichel M., Mathar I. Contractility Measurements on Isolated Papillary Muscles for the Investigation of Cardiac Inotropy in Mice. J Vis Exp. 2015;(103):53076. https://doi.org/10.3791/53076Uhl S., Freichel M., Mathar I. Contractility Measurements on Isolated Papillary Muscles for the Investigation of Cardiac Inotropy in Mice. J Vis Exp. 2015;(103):53076. https://doi.org/10.3791/53076Kushnir A, Wajsberg B, Marks AR. Ryanodine receptor dysfunction in human disorders. Biochim Biophys Acta Mol Cell Res. 2018;1865(11 Pt B):1687-1697. https://doi.org/10.1016/j.bbamcr.2018.07.011.Kushnir A, Wajsberg B, Marks AR. Ryanodine receptor dysfunction in human disorders. Biochim Biophys Acta Mol Cell Res. 2018;1865(11 Pt B):1687-1697. https://doi.org/10.1016/j.bbamcr.2018.07.011.Kunkel GH, Chaturvedi P, Tyagi SC. Mitochondrial pathways to cardiac recovery: TFAM. Heart Fail Rev. 2016;21(5):499-517. https://doi.org/10.1007/s10741-016-9561-8Kunkel GH, Chaturvedi P, Tyagi SC. Mitochondrial pathways to cardiac recovery: TFAM. Heart Fail Rev. 2016;21(5):499-517. https://doi.org/10.1007/s10741-016-9561-8Zima AV, Kockskämper J, Blatter LA. Cytosolic energy reserves determine the effect of glycolytic sugar phosphates on sarcoplasmic reticulum Ca2+ release in cat ventricular myocytes. J Physiol. 2006;577(1):281–293. https://doi.org/10.1113/jphysiol.2006.117242Zima AV, Kockskämper J, Blatter LA. Cytosolic energy reserves determine the effect of glycolytic sugar phosphates on sarcoplasmic reticulum Ca2+ release in cat ventricular myocytes. J Physiol. 2006;577(1):281–293. https://doi.org/10.1113/jphysiol.2006.117242Stanley WC, Sabbah HN. Metabolic therapy for ischemic heart disease: the rationale for inhibition of fatty acid oxidation. Heart Fail Rev. 2005;10(4):275-279. https://doi.org/10.1007/s10741-005-7542-4Stanley WC, Sabbah HN. Metabolic therapy for ischemic heart disease: the rationale for inhibition of fatty acid oxidation. Heart Fail Rev. 2005;10(4):275-279. https://doi.org/10.1007/s10741-005-7542-4Palmieri V, Bella JN, Arnett DK, et al. Effect of type 2 diabetes mellitus on left ventricular geometry and systolic function in hypertensive subjects: Hypertension Genetic Epidemiology Network (HyperGEN) study. Circulation. 2001;103(1):102-107. https://doi.org/10.1161/01.cir.103.1.102Palmieri V, Bella JN, Arnett DK, et al. Effect of type 2 diabetes mellitus on left ventricular geometry and systolic function in hypertensive subjects: Hypertension Genetic Epidemiology Network (HyperGEN) study. Circulation. 2001;103(1):102-107. https://doi.org/10.1161/01.cir.103.1.102Fox CS. Cardiovascular disease risk factors, type 2 diabetes mellitus, and the Framingham Heart Study. Trends Cardiovasc Med. 2010;20(3):90-5. https://doi.org/10.1016/j.tcm.2010.08.001Fox CS. Cardiovascular disease risk factors, type 2 diabetes mellitus, and the Framingham Heart Study. Trends Cardiovasc Med. 2010;20(3):90-5. https://doi.org/10.1016/j.tcm.2010.08.001Королева Е.В., Хохлов А.Л. Факторы, влияющие на развитие структурно-функциональных нарушений сердца у больных сахарным диабетом 2 типа // Международный научно-исследовательский журнал. — 2017. — Т. 58. — No 4. — С. 156-159. https://doi.org/10.23670/IRJ.2017.58.152Koroleva EV, Khokhlov AL. Factors affecting the development of structural and functional heart disorders in patients with type 2 diabetes. International research journal. 2017;58(4):156-159. (In Russ.). https://doi.org/10.23670/IRJ.2017.58.152

The authors declare that there are no conflicts of interest present.