Оценка выраженности субклинического артериосклероза у лиц с предиабетом и сахарным диабетом среди городских рабочих японского происхождения и их семей: поперечное исследование

Абстракт

Фон

• Считается, что сахарный диабет (далее «диабет») ускоряет прогрессирование артериосклероза, ведущего к ИБС и инсульту.
• Отсюда следует необходимость количественной оценки его [артериосклероза] выраженности.
• Был разработан новый метод, позволяющий судить о ригидности артериальной стенки вне зависимости от АД на момент измерения, — сердечно-лодыжечный сосудистый индекс (CAVI).
• Далее исследовалась возможность применения CAVI для дифференцировки выраженности артериосклероза у лиц с предиабетом (или «пограничным» диабетом) и диабетом среди городских рабочих японского происхождения и их семей.

Методы

• В выборку вошли служащие компаний: 9881 мужчина и 12033 женщины — и их семьи. Всем им проводился скрининг сердечно-сосудистых заболеваний.
• Предиабет и диабет у испытуемых диагностировались на основании критериев Американской Диабетической Ассоциацией.
• Величина CAVI измерялась посредством VaSera VS-1000.
• Использовались определённые пороговые точки величины CAVI, установленные в зависимости от возраста и пола. Превышающий их уровень артериосклероза считался аномально высоким или высоким.
• С целью определения взаимосвязи между предиабетом, диабетом и CAVI, в отношении индекса была применена бинарная система: 1- для показателей ниже пороговых точек и 2- для значений, равных им или превышающих их (это касается аномально высоких значений CAVI).
• Для оценки наличия корреляции между предиабетом, диабетом и CAVI после выравнивания по основным факторам сердечно-сосудистого риска (ССР) применялся анализ порядковой логистической регрессии.

Результаты

• Распространённость аномально высокого CAVI была существенно выше у лиц старше 40 лет, страдающих СД, по сравнению с показателями испытуемых с предиабетом или здоровых участников обоих полов.
• У лиц с предиабетом отмечалось существенное увеличение отношения шансов (ОШ) аномально высокого CAVI: 1.29 (95% ДИ, 1.11-1.48) у мужчин и 1.14 (ДИ, 1.01-1.28) у женщин.
• Аналогично, значимое увеличение ОШ выявлено среди испытуемых с СД: 2.41 (ДИ, 1.97-2.95) у мужчин и 2.52 (ДИ, 1.94-3.28) у женщин.

Заключение

• Выраженность субклинического артериосклероза (включая артериальную ригидность и атеросклероз) умеренно выше у участников с предиабетом и существенно выше у испытуемых с СД.
• Таким образом, необходима более ранняя коррекция образа жизни и рациона лиц с предиабетом затем, чтобы предотвратить у них развитие диабета и дальнейшее прогрессирование артериосклероза.

Ключевые слова: сердечно-лодыжечный сосудистый индекс (CAVI), сахарный диабет, предиабет, артериосклероз, эпидемиология, японская популяция.

Введение

• Одно из наиболее серьёзных осложнений у пациентов с СД, — это ускорение прогрессирования артериосклероза, которое в прошлом было довольно затруднительно оценить.
• Количественная оценка выраженности артериосклероза проводится с помощью скорости распространения пульсовой волны (PWV).
• Впервые предположение о наличии корреляции между PWV и артериосклерозом предположил Moens в экспериментах на искусственных кровеносных сосудах (1878).
• Вслед за ним Bramwell и коллеги в серии экспериментов в 1922-23 годах продемонстрировали зависимость PWV от объёмной упругости артерий.
• Полученные ими результаты легли в основу разработки измерительного устройства PWV-200 (Fukuda-Denshi Co., Tokyo), которое позволило оценивать PWV по аорте (грудной, брюшной и части общей подвздошной артерии) от аортального клапана до точки пульсации бедренной артерии (Hasegawa, 1970).
  • Поскольку PWV сильно коррелирует с диастолическим АД, Hasegawa создал номограмму, демонстрирующую эту зависимость.
  • Он предложил скорректировать любые значения PWV на 80 мм рт ст. Операция выполнялась PWV-200.
  • Этот шаг очень важен, так как позволяет и клиницистам, и исследователям сравнивать величины PWV у разных людей, а также у разных популяций.
• В ходе сердечно-сосудистого профилактического скрининга американцев японского происхождения в Сиэтле Namekata et al. выявили:
  • положительную корреляцию между PWV и:
    • возрастом (≥60);
    • гипертензией;
    • диабетом;
    • отношением общего холестерина(ОХ) к ЛПВП;
    • курением в прошлом.
  •  отрицательную корреляцию между PWV и употреблением алкоголя.
• Кроме того, схожие выводы были сделаны в отношении городских рабочих — выходцев из Японии.
• Цель введения в 2004 году седечно-лодыжечного сосудистого индекса в качестве нового индикатора артериосклероза — преодоление некоторых технических сложностей, связанных с измерением PWV.
• В основе количественной характеристики выраженности атеросклероза аорты, бедренных и большеберцовых артерий CAVI лежат уравнение Bramwell-Hill и параметр ригидности. Последний может быть рассчитан из PWV (пульсовая волна распространяется от аортального клапана до лодыжки).

Nakamura et al., применив анализ порядковой логистической регрессии, установили сильную корреляцию между величиной CAVI и выраженностью коронарного артериосклероза.

• В исследовании Kadota et al., генеральная совокупность которого представлена 1.014 взрослыми испытуемыми, после выравнивания по возрасту и полу была показана значимая сильная корреляция между CAVI и:
  • толщиной комплекса интима-медиа (ТКИМ);
  • концентрацией гомоцистеина.
• С учётом полученных результатов было предложено использовать CAVI в качестве скринингового метода по диагностике атеросклероза.
  • CAVI характеризует ригидность артерий, атеросклероз и артериосклероз.
• В настоящем исследовании CAVI применялся с целью представления степени выраженности субклинического артериосклероза, в том числе, для оценки артериальной ригидности и степени атеросклероза.
• С целью практического применения CAVI как диагностического метода по определению степени выраженности артериосклероза за норму были приняты значения индекса в определённых поло- возрастных группах с низким сердечно-сосудистым риском, полученные авторами статьи в предыдущем исследовании.
• В настоящей работе определение CAVI и выявление лиц с аномально высоким его показателем среди городских рабочих японского происхождения и их семей основывались на критериях, выработанных в ходе испытаний.
• Оценка выраженности субклинического артериосклероза среди больных предиабетом и диабетом производилась после выравнивания по основным факторам ССР.

Методы

Испытуемые

• Испытуемые набирались с помощью скрининговой программы Японского центра по укреплению здоровья с января 2006 года по май 2009. Цель скрининга — выявление сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний в крупных городах Японии.
• Участниками исследования стали рабочие компаний и члены их семей: 9881 мужчина и 12033 женщины — в возрасте от 17 до 87 лет.
• В соответствии с законом о защите персональных данных в Японии анонимный характер скрининга, преследующего научные цели, был одобрен комитетом Японским центром по укреплению здоровья.
• Исследование было одобрено коллегией Тихоокеанским центром по профилактике заболеваний.

Выявление предиабета и сахарного диабета

• В соответствии с рекомендациями Американской Диабетической Ассоциации сахарный диабет ставился лицам с (и/или):
  • этим заболеванием в анамнезе (по данным медицинской документации);
  • принимающим препараты для лечения СД;
  • уровнем глюкозы крови натощак ≥126 мг/дл;
  • гликированным гемоглобином ≥6.5% по методике Национальной программы по стандартизации гликогемоглобина (48 ммоль/ моль по методике IFCC).
• Предиабет диагностировался у людей с:
  • уровнем глюкозы крови натощак в диапазоне 100-125 мг/дл;
  • гликированным гемоглобином 5.7-6.4% по методике Национальной программы по стандартизации гликогемоглобина (39 ммоль/ моль — 47 ммоль/моль в соответствии с методикой IFCC).
• «Здоровыми» считались лица, не страдающие диабетом и предиабетом.

Клинические анализы

• Забор крови производился после 12ч голодания.
• Измерялось содержание следующих показателей:
  • общий холестерин (ОХ) и триглицеридов (ТАГ) — в ходе ферментного анализа;
  • ЛПВП — в ходе модифицированного ферментного анализа;
  •  глюкозы (глк) — гексокиназным методом;
  •  гликированного гемоглобина A1c (HbA1c) – с помощью латекс-агглютинации.
• В соответствиями с критериями Американской Кардиологической Ассоциации 2007 года артериальная гипертензия устанавливалась на основании:
  • данных анамнеза;
  •  данных о приёме антигипертензивных средств;
  •  САД ≥140 мм рт ст;
  •  ДАД ≥90 мм рт ст.

Сердечно — лодыжечный сосудистый индекс

• CAVI, ригидность, степень выраженности артериосклероза грудной и брюшной частей аорты, общих подвздошных, бедренных и большеберцовых артерий измерялись с помощью VaSera VS-1000, произведённого Fukuda-Denshi Compani, LTD (Tokyo, Japan).
• Shirai et al. предложили следующую формулу для расчёта CAVI по величине PWV :

где Ps и Pd — САД и ДАД, соответственно;

PWV — скорость распространения пульсовой волны от сердца до лодыжки;

∆P — это Ps-Pd;

ρ — плотность крови

a и b — константы.

• Настоящее уравнение выведено на основании уравнения Bramwell-Hill и параметра ригидности.
• Константы преобразования величин определялись таким образом, чтобы возможно было установить соответствие между СAVI и PWV методом Hasegawa.
• Анализ и подсчёты автоматически производились VaSera VS-1000.
• В предыдущем исследовании авторами статьи устанавливались поло-возрастные пороговые точки CAVI, выше которых степень выраженности артериосклероза считалась аномально высокой или высокой.
• Пороговые точки, полученные у лиц с низким сердечно-сосудистым риском (средняя величина CAVI + 1 SD (стандартное отклонение)):
  • Для мужчин:
    • 7.39 20-29 лет;
    •  7.80 30-39 лет;
    •  8.29 40-49 лет;
    •  8.83 50-59 лет;
    • 9.54 60-69 лет;
    •  10.35 70 и более лет.
  • Для женщин:
    • 7.23 20-29 лет;
    • 7.42 30-39 лет;
    • 7.95 40-49 лет;
    • 8.52 50-59 лет;
    • 8.98 60-69 лет;
    • 9.46 70 и более лет.
• С целью определения корреляции между предиабетом, диабетом и CAVI методом анализа порядковой логистической регрессии была применена бинарная система:
  • 1 — для показателей ниже пороговых точек;
  • 2 — для значений, равных или превышающих пороговые точки, или для аномально высокого CAVI.

Опросник

• Каждый испытуемый в ходе скрининга самостоятельно заполнял опросник.
• Он включал вопросы, касающеся:
  • анамнеза;
  • факторов риска, ассоциированных с образом жизни:
    • курение,
    • употребление алкоголя.

Статистические методы

• Статистический анализ проводился с учётом пола участников.
• Для того, чтобы характеризовать здоровых испытуемых, участников с предиабетом и диабетом, использовались t-критерий Стьюдента и хи-квадрат — они позволили установить значимые различия в средних и распространённости, соответственно.
• Тест Кохрана-Армитажа применялся для оценки дозозависимой корреляции между гликемическим статусом и распространённостью аномально высокого CAVI.
• Методом анализа логистической регрессии были рассчитаны предварительные, скорректированные на возраст и на множественность параметров ОШ и 95% ДИ аномально высоких CAVI в соответствии с выраженностью нарушений углеводного обмена, в то время как лица без нарушения толерантности к ним использовались в качестве группы сравнения.
• В программу, осуществляющую выравнивание по возрасту, возраст вводился в качестве переменной, представленной 10-летними интервалами (50-59, 60-69, 70+ против <50).
• Многопараметрическая модель в дальнейшем корректировалась по основным факторам риска сердечно-сосудистых заболеваний:
  • артериальная гипертензия (есть/нет);
  • ЛПВП (≥40 мг/дл или <40 мг/дл для мужчин, ≥50 мг/дл или <50 мг/дл для женщин);
  • ТАГ (150-199 мг/дл, ≥200 мг/дл или <150 мг/дл);
  • ИМТ (20-22.9, 23-24.9, 25-27.9, 28-29.9, 30+ или <20);
  • употребление алкоголя (≤4 раз/неделю, ≥5 раз/неделю или не употребляет);
  • курение (бывший курильщик, курит или не курит).

Результаты

• Средние показатели как систолического, так и диастолического АД, а также CAVI линейно возрастают с возрастом у обоих полов. Исключение составляет ДАД мужчин старше 60 лет, средние величины которого незначительно снижаются.
• Практически все средние значения клинических показателей увеличиваются после 60 лет.
  • Исключение — уровень ЛПВП, средняя величина которого остаётся прежней у обоих полов.
• Наблюдались существенные межполовые различия в средних показателях, в частности: сердечно-сосудистый риск среди мужчин значительно выше.
  • ИМТ:
    •  22.3 — 24.2 среди мужчин;
    • 20.4 — 22.9 среди женщин.
  • Злоупотребление алкоголем и курение значительно чаще встречались в мужской популяции.
  • Среди женщин злоупотребляли алкоголем и курили, преимущественно, молодые.
  • Средние величины всех показателей и среди мужчин, и среди женщин в были ниже у здоровых лиц, выше — у людей с СД. Промежуточное положение заняли средние величины испытуемых с предиабетом.
  • В отношении ЛПВП наблюдалась обратная зависимость.
• Распространённость аномально высокого CAVI была ниже среди лиц без нарушений углеводного обмена, выше — среди испытуемых с СД. Промежуточные значения отмечались у людей с предиабетом.
• Установлено, что распространённость аномально высокого CAVI в популяции после 40 лет выше среди больных диабетом по сравнению с лицами с предиабетом и со здоровыми людьми.
• После выравнивания по большинству мешающих факторов ОШ уменьшилось среди лиц с предиабетом и диабетом. Исключение: после выравнивания по возрасту и факторам сердечно-сосудистого риска у женщин с предиабетом ОШ осталось практически таким же или несколько снизилось по сравнению с предварительным показателем.
• После корректировки по основным факторам риска сердчено-сосудистых заболеваний наблюдались существенно увеличенные ОШ у испытуемых с предиабетом:
  • 1.29 (95% доверительный интервал (ДИ), 1.11-1.48) у мужчин;
  •  1.14 (ДИ, 1.01-1.28) у женщин.
• Аналогичный вывод справедлив для участников с диабетом:
  • 2.41 (ДИ, 1.97-2.95) у мужчин;
  • 2.52 (ДИ, 1.94-3.28) у женщин.

Обсуждение

• Результаты настоящего исследования, проводившегося среди городских рабочих японского происхождения и их семей, демонстрируют прямое соответствие междуолто увеличением распространённости аномально высокого CAVI и нарастанием степени нарушения углеводного обмена среди мужчин и женщин.
• Отмечено значимое увеличение ОШ аномально высокого CAVI у лиц с диабетом и предиабетом по сравнению со здоровыми людьми.
• Принимая во внимание высокую валидность сердечно-лодыжечного сосудистого индекса в качестве индикатора артериосклероза, Otsuka зарегистрировал PWV у 72 пациентов перед смертью (PWV необходима для расчёта CAVI), а также морфологические изменения, заключающиеся в диффузном фиброзном утолщении, формировании атером и кальцинозе стенки аорты.
  • Он также включил в протокол коэффициент множественной регрессии, R=0.810 между PWV и степенью выраженности морфологических изменений.
• Другими учёными установлена сильная положительная корреляция между величиной CAVI и:
  • выраженностью коронарного атеросклероза;
  • ТКИМ;
  • концентрацией гомоцистеина.
• Таким образом, применение CAVI, рассчитанного с помощью показателя PWV, — достоверный метод оценки выраженности артериосклероза.
• В настоящем исследовании использовался VaSera VS-1000, предназначенный для измерения CAVI, независимо от величины АД в текущий момент времени. Сердечно-лодыжечный сосудистый индекс характеризует степень распространённости артериосклероза между аортальным клапаном и лодыжкой.
  • Он также позволил авторам статьи в сравнительном аспекте оценить ассоциированные с CAVI процессы биологического старения крупных артерий в группе лиц с низким сердечно-сосудистым риском и связанное с наличием факторов риска патологическое старение тех же артерий в группе высокого ССР.
• Согласно результатам испытания Satoh et al. CAVI можно использовать для:
  • оценки выраженности артериосклероза крупных сосудов между аортальным клапаном и лодыжкой;
  • проведения скрининга лиц с доклинической стадией сердечно-сосудистых заболеваний;
  • модификации питания и образа жизни с целью повышения вышеобозначенного показателя.
• Таким образом, применение сердечно-лодыжечного сосудистого индекса может способствовать экономии средств на дорогостоящее лечение и продлению полноценной жизни многих людей.
• Namekata et al. доказали взаимосвязь между увеличением ОШ аномально высокой скорости распространения пульсовой волны (PWV, индикатора артериосклероза, отражающего ригидность сосудистой стенки и степень выраженности атеросклероза) и наличием сахарного диабета среди американцев японского происхождения и коренных жителей Японии (3.66 и 2.44, соответственно).
  • В том же исследовании после выравнивания по возрасту ОШ аномально высокого CAVI у больных диабетом, ОШ составили 10.02 у мужчин и 8.42 у женщин, по сравнению со здоровыми участниками.
• В последнем исследовании, проведённом авторами статьи, изучалась взаимосвязь между ОШ больных предиабетом и диабетом обоих полов и основными факторами ССР:
  • возрастом;
  •  АГ;
  • ТАГ ≥200 мг/дл;
  • ИМТ ≥25.
• Его результаты свидетельствуют о гораздо более быстром прогрессировании артериосклероза среди людей, страдающих предиабетом и диабетом, в сравнении со здоровыми испытуемыми.
• В ходе настоящего исследования установлено, что распространённость аномально высокого CAVI имеет тенденцию повышаться с возрастом, причём подобная закономерность одинаково справедлива и для здоровых участников, и для лиц с той или иной степенью выраженности нарушения углеводного обмена.
• По сравнению с лицами с нормальными значениями CAVI риск аномально высокого сердечно-лодыжечного сосудистого индекса повышается при наличии предиабета или диабета:
  • в 1.29 и в 2.41 раза, соответственно, у мужчин;
  • в 1.14 и в 2.52 раза , соответственно, у женщин.
• Результаты настоящей работы основываются на расчёте величин CAVI и подтверждают наличие взаимосвязи между предиабетом и артериосклерозом, а также более сильную корреляцию между сахарным диабетом и выраженностью артериосклероза.
• Слабые стороны исследования:
  •  описательный дизайн;
  •  поперечный одномоментный характер.
• Сильные стороны испытания:
  • большой размер выборки;
  • возможность произвести корректировку по большому количеству факторов сердечно-сосудистого риска;
  • достаточная статистическая мощность, позволяющая изучить наличие корреляции между CAVI и предиабетом/ СД.

Заключение

• Наличие предиабета и диабета сильно коррелирует с величиной CAVI.
• Степень выраженности артериосклероза (в том числе ригидности сосудистой стенки и атеросклероза) умеренно повышается среди больных предиабетом и значительно возрастает у людей, страдающих СД.
• Таким образом, с целью профилактики развития СД и дальнейшего прогрессирования артериосклероза важно проводить раннюю коррекцию образа жизни и питания у больных предиабетом.

Аббревиатуры:

ИМТ — Индекс Массы Тела;

CAVI – Сердечно-лодыжечный сосудистый индекс;

ИБС — Ишемическая Болезнь Сердца;

ДИ — Доверительный Интервал;

ССЗ — Сердечно — сосудистые заболевания;

ДАД — Диастолическое артериальное давление;

Диабет — Сахарный диабет;

HbA1c – Гликированный гемоглобин;

ЛПВП- Липопротеины высокой плотости;

ОШ — Отношение Шансов;

PWV/ СРПВ — Скорость распространения пульсовой волны;

САД — Систолическое артериальное давление;

SD- стандартное отклонение;

ОХ — общий холестерин;

ТАГ — триациглицерины;

ТКИМ — Толщина комплекса интима — медиа;

ССР — Сердечно — сосудистый риск.

Источник:

1. Namekata T, Shirai K, Tanabe N, et al. Estimating the extent of subclinical arteriosclerosis of persons with prediabetes and diabetes mellitus among Japanese urban workers and their families: a cross-sectional study. BMC Cardiovascular Disorders. 2016;16:52. doi:10.1186/s12872-016-0230-6.