Факторы, определяющие физическую работоспособность больных с недостаточностью кровообращения и анемией

Авторы: А.А. Купряшов, М.И. Ривняк, Н.Н. Колоскова, Л.А. Глушко, В.А. Мироненко, Л.А. Бокерия

Организация:
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева» (президент – академик РАН и РАМН Л.А. Бокерия) Минздрава России, Рублевское ш., 135, Москва, 121552, Российская Федерация

Для корреспонденции: Сведения доступны для зарегистрированных пользователей.

Тип статьи: Оригинальные статьи

DOI: https://doi.org/10.24022/1997-3187-2019-13-4-349-362

УДК: 616.12-008.46+616.12-072

Цитировать как: А.А. Купряшов, М.И. Ривняк, Н.Н. Колоскова, Л.А. Глушко, В.А. Мироненко, Л.А. Бокерия. Факторы, определяющие физическую работоспособность больных с недостаточностью кровообращения и анемией. . DOI: 10.24022/1997-3187-2019-13-4-349-362

Поступила / Принята к печати:  03.12.2019/11.12.2019

Ключевые слова: хроническая сердечная недостаточность, дефицит железа, анемия, физическая работоспособность.

Оформить подписку 🔒

Аннотация

Цель исследования – изучение зависимости физической работоспособности от нарушений гемодинамики и выраженности анемии.

Материал и методы. В проспективное обсервационное когортное исследование включены 79 пациентов с хронической сердечной недостаточностью. Зависимыми (прогнозируемыми) переменными являлись: функциональный класс физической работоспособности, оцененный в тесте 6-минутной ходьбы и на ос- новании пикового потребления кислорода при помощи кардиореспираторного теста. В качестве независимых переменных (ковариат) рассматривались показатели морфофункционального состояния левого желудочка, гематологические параметры и характеристики метаболизма железа (сывороточные концентрации железа, трансферрина, ферритина).

Результаты. При оценке физической работоспособности на основании теста 6-минутной ходьбы показано, что более высокое пиковое потребление кислорода (с=0,767), бóльшие сывороточные концентрации железа (с=0,524) и трансферрина (с=0,368) обеспечивали более высокую толерантность к нагрузке. Тогда как зависимость от анаэробного порога (с=–0,066) и гематокрита (с=–0,024) была обратной. При оценке физической работоспособности на основании кардиореспираторного теста выявлено, что более высокие потребление кислорода в покое (с=0,288) и анаэробный порог (с=0,608), а также гематокрит (с=0,266) позволяют предполагать бóльшую толерантность к физической нагрузке, тогда как VE/VO2 (с=–0,326), VE/VCO2 (с=–0,199), конечный диастолический объем левого желудочка (КДО ЛЖ) (с=–0,218), сывороточное железо (с=–0,061) имели негативное прогностическое значение. Установлено, что в зависимости от КДО ЛЖ, гематокрита, концентрации сывороточного железа и трансферрина больные с сердечной недостаточностью могут быть объединены в три кластера: с минимальными лабораторными и гемодинамическими нарушениями, преимущественно с гемодинамическими нарушениями и преимущественно с дефицитом железа.

Заключение. Уровень трансферрина менее 200 мг/дл у больных с НК-ассоциированной анемией указывает на необходимость лабораторного изучения обмена железа, а КДО ЛЖ более 300 мл – на преимущественный вклад гемодилюции в снижение концентрации гемоглобина.

Литература

  1. Adams K.F., Patterson J.H., Oren R.M., Mehra M.R., O'Connor C.M., Pin~a I.L. et al. Prospective assessment of the occurrence of anemia in patients with heart failure: results from the Study of Anemia in a Heart Failure Population (STAMINAHFP) Registry. Am. Heart J. 2009; 157 (5): 926–32. DOI: 10.1016/j.ahj.2009.01.012
  2. Androne A.S., Katz S.D., Lund L., LaManca J., Hudaihed A., Hryniewicz K. et al. Hemodilution is common in patients with advanced heart failure. Circulation. 2003; 107 (2): 226–9. DOI: 10.1161/01.cir.0000052623.16194.80
  3. Hung M., Ortmann E., Besser M., Martin-Cabrera P., Richards T., Ghosh M. et al. A prospective observational cohort study to identify the causes of anaemia and association with outcome in cardiac surgical patients. Heart. 2015; 101 (2): 107–12. DOI: 10.1136/heartjnl-2014-305856
  4. Sanders J., Jackie A.C., Farrar D., Braithwaite S., Sandhu U. et al. Pre-operative anaemia is associated with total morbidity burden on days 3 and 5 after cardiac surgery: a cohort study. Perioper. Med. (Lond). 2017; 6: 1. DOI: 10.1186/s13741-017-0057-4
  5. Okonko D.O., Mandal A.K., Missouris C.G., Poole-Wilson P.A. Disordered iron homeostasis in chronic heart failure: prevalence, predictors, and relation to anemia, exercise capacity, and survival. J. Am. Coll. Cardiol. 2011; 58: 1241–51. DOI: 10.1016/j.jacc.2011.04.040
  6. Opasich C., Cazzola M., Scelsi L., De Feo S., Bosimini E., Lagioia R. et al. Blunted erythropoietin production and defective iron supply for erythropoiesis as major causes of anaemia in patients with chronic heart failure. Eur. Heart J. 2005; 26: 2232–7. DOI: 10.1093/eurheartj/ehi388
  7. Trey J.E., Kushner I. The acute phase response and the hematopoietic system: the role of cytokines. Crit. Rev. Oncol. Hematol. 1995; 21: 1–18. DOI: 10.1016/1040-8428(94)00141-3
  8. Virani S.A., Khosla A., Levin A. Chronic kidney disease, heart failure and anemia. Can. J. Cardiol. 2008; 24 (Suppl. B): 22B–24B. DOI: 10.1016/s0828-282x(08)71026-2
  9. Go A.S., Yang J., Ackerson L.M., Lepper K., Robbins S., Massie B.M. et al. Hemoglobin level, chronic kidney disease, and the risks of death and hospitalization in adults with chronic heart failure: the Anemia in Chronic Heart Failure: Outcomes and Resource Utilization (ANCHOR) Study. Circulation. 2006; 113: 2713–23. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.105.577577
  10. Wali R.K., Henrich W.L. Chronic kidney disease: a risk factor for cardiovascular disease. Cardiol. Clin. 2005; 23: 343–62. DOI: 10.1016/j.ccl.2005.03.007
  11. Al-Ahmad A., Rand W.M., Manjunath G., Konstam M.A., Salem D.N., Levey A.S. et al. Reduced kidney function and anemia as risk factors for mortality in patients with left ventricular dysfunction. J. Am. Coll. Cardiol. 2001; 39: 955–62. DOI: 10.1016/s0735-1097(01)01470-x
  12. Witte K.K., Desilva R., Chattopadhyay S., Ghosh J., Cleland J.G., Clark A.L. Are hematinic deficiencies the cause of anemia in chronic heart failure? Am. Heart J. 2004; 147 (5): 924–30. DOI: 10.1016/j.ahj.2003.11.007
  13. Berry C., Poppe K.K., Gamble G.D., Earle N.J., Ezekowitz J.A., Squire I.B. et al. Prognostic significance of anaemia in patients with heart failure with preserved and reduced ejection fraction: results from the MAGGIC individual patient data meta-analysis. QJM. 2016; 109 (6): 377–82. DOI: 10.1093/qjmed/hcv087
  14. Jankowska E.A., Rozentryt P., Witkowska A., Nowak J., Hartmann O., Ponikowska B. et al. Iron deficiency predicts impaired exercise capacity in patients with systolic chronic heart failure. J. Card. Fail. 2011; 17 (11): 899–906. DOI: 10.1016/j.cardfail.2011.08.003
  15. Guyatt G.H., Sullivan M.J., Thompson P.J., Ernest L.F., Stewart O.P., Taylor D.W. et al. The 6-minute walk: a new measure of exercise capacity in patients with chronic heart failure. Can. Med. Assoc. J. 1985; 132 (8): 919–23. PMCID: PMC1345899
  16. Weber K.T., Janicki J.S. Cardiopulmonary exercise testing for evaluation of chronic cardiac failure. Am. J. Cardiol. 1985; 55: 22A–31A. DOI: 10.1016/0002-9149(85)90792-1
  17. Купряшов А.А., Ривняк М.И., Колоскова Н.Н., Глушко Л.А., Плющ М.Г., Мироненко В.А., Бокерия Л.А. Взаимосвязь преднагрузки и концентрации гемоглобина у больных с сердечной недостаточностью. Клиническая физиология кровообращения. 2018; 15 (3): 178–89. DOI: 10.24022/1814-6910-2018-15-3-178-189  / Kupryashov A.A., Rivnyak M.I., Koloskova N.N., Glushko L.A., Plyushch M.G., Mironenko V.A., Bockeria L.A. Association of preload with hemoglobin level in patients with heart failure. Clinical Physiology of Circulation. 2018; 15 (3): 178–89 (in Russ.). DOI: 10.24022/1814-6910-2018-15-3-178-189
  18. Zahidova K. Indexes of the erythropoietin level in the blood plasma of chronic heart failure patients with anemia. J. Basic. Clin. Physiol. Pharmacol. 2018; 29 (1): 11–7. DOI: 10.1515/jbcpp-2016-0102
  19. Garimella P.S., Katz R., Patel K.V., Kritchevsky S.B., Parikh C.R., Ix J.H. et al. Association of serum erythropoietin with cardiovascular events, kidney function decline, and mortality: the Health Aging and Body Composition Study. Circ. Heart Fail. 2016; 9 (1): e002124. DOI: 10.1161/CIRCHEARTFAILURE.115.002124
  20. Hentze M.W., Muckenthaler M.U., Galy B., Camaschella C. Two to tango: regulation of mammalian iron metabolism. Cell. 2010; 142 (1): 24–38. DOI: 10.1016/j.cell.2010.06.028
  21. Dai L., Mick S.L., McCrae K.R., Houghtaling P.L., Sabik J.F. 3rd., Blackstone E.H. et al. Preoperative anemia in cardiac operation: does hemoglobin tell the whole story? Ann. Thorac. Surg. 2018; 105 (1): 100–7. DOI: 10.1016/j.athoracsur.2017.06.074
  22. Tkaczyszyn M., Drozd M., We,grzynowska- Teodorczyk K., Flinta I., Kobak K., Banasiak W. et al. Depleted iron stores are associated with inspiratory muscle weakness independently of skeletal muscle mass in men with systolic chronic heart failure. J. Cachex. Sarcop. Musc. 2018; 9 (3): 547–56. DOI: 10.1002/jcsm.12282
  23. Hoes M.F., Grote Beverborg N., Kijlstra J.D., Kuipers J., Swinkels D.W., Giepmans B.N. et al. Iron deficiency impairs contractility of human cardiomyocytes through decreased mitochondrial function. Eur. J. Heart Fail. 2018; 20 (5): 910–9. DOI: 10.1002/ejhf.1154
  24. Abramov D., Cohen R.S., Katz S.D., Mancini D., Maurer M.S. Comparison of blood volume characteristics in anemic patients with low versus preserved left ventricular ejection fractions. Am. J. Cardiol. 2008; 102 (8): 1069–72. DOI: 10.1016/j.amjcard.2008.05.058
  25. Otto J.M., Plumb J.O.M., Clissold E., Kumar S.B., Wakeham D.J., Schmidt W. et al. Hemoglobin concentration, total hemoglobin mass and plasma volume in patients: implications for anemia. Haematologica. 2017; 102 (9): 1477–85. DOI: 10.3324/haematol.2017.169680
  26. Miller W.L., Mullan B.P. Peripheral venous hemoglobin and red blood cell mass mismatch in volume overload systolic heart failure: implications for patient management. J. Cardiovasc. Transl. Res. 2015; 8 (7): 404–10. DOI: 10.1007/s12265-015-9650-4
  27. Otto J.M., Plumb J.O.M., Wakeham D., Clissold E., Loughney L., Schmidt W. et al. Total haemoglobin mass, but not haemoglobin concentration, is associated with preoperative cardiopulmonary exercise testing-derived oxygen-consumption variables. Br. J. Anaesth. 2017; 118 (5): 747–54. DOI: 10.1093/bja/aew445
  28. Shander A., Javidroozi M., Ozawa S., Hare G.M. What is really dangerous: anaemia or transfusion? Br. J. Anaesth. 2011; 107 (1): i41–59. DOI: 10.1093/bja/aer350
  29. Korolnek T., Hamza I. Like iron in the blood of the people: the requirement for heme trafficking in iron metabolism. Front Pharmacol. 2014; 5: 126. DOI: 10.3389/fphar.2014.00126
  30. Paul B.T., Manz D.H., Torti F.M., Torti S.V. Mitochondria and iron: current questions. Exp. Rev. Hematol. 2017; 10: 65–79. DOI: 10.1080/17474086.2016.1268047
  31. Semenza G.L., Koury S.T., Nejfelt M.K., Gearhart J.D., Antonarakis S.E. Cell-type-specific and hypoxia-inducible expression of the human erythropoietin gene in transgenic mice. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1991; 88: 8725–9. DOI: 10.1073/pnas.88.19.8725
  32. Mole D.R. Iron homeostasis and its interaction with prolyl hydroxylases. Antioxid. Redox Signal. 2010; 12: 445–58. DOI: 10.1089/ars.2009.2790
  33. Simpson R.J. Effect of hypoxic exposure on iron absorption in heterozygous hypotransferrinaemic mice. Ann. Hematol. 1992; 65: 260–4. DOI: 10.1007/bf01836070
  34. Peyssonnaux C., Zinkernagel A.S., Schuepbach R.A., Rankin E., Vaulont S., Haase V.H. et al. Regulation of iron homeostasis by the hypoxia-inducible transcription factors (HIFs). J. Clin. Invest. 2007; 117: 1926–32. DOI: 10.1172/JCI31370
  35. Hirota K. An intimate crosstalk between iron homeostasis and oxygen metabolism regulated by the hypoxia-inducible factors (HIFs). Free Radic. Biol. Med. 2019; 133: 118–29. DOI: 10.1016/j.freeradbiomed.2018.07.018
  36. Sanchez M., Galy B., Muckenthaler M.U., Hentze M.W. Iron-regulatory proteins limit hypoxia-inducible factor-2[alpha] expression in iron deficiency. Nat. Struct. Mol. Biol. 2007; 14: 420–6. DOI: 10.1038/nsmb1222
  37. Salahudeen A.A., Bruick R.K. Maintaining mammalian iron and oxygen homeostasis: sensors, regulation, and cross-talk. Ann. N.Y Acad. Sci. 2009; 1177: 30–8. DOI: 10.1111/j.1749-6632.2009.05038.x
  38. Mastrogiannaki M., Matak P., Keith B., Simon M.C., Vaulont S., Peyssonnaux C. HIF- 2alpha, but not HIF-1alpha, promotes iron absorption in mice. J. Clin. Invest. 2009; 119: 1159–66. DOI: 10.1172/JCI38499
  39. Shah Y.M., Matsubara T., Ito S., Yim S.H., Gonzalez F.J. Intestinal hypoxia-inducible transcription factors are essential for iron absorption following iron deficiency. Cell Metab. 2009; 9: 152–64. DOI: 10.1016/j.cmet.2008.12.012

Об авторах

  • Купряшов Алексей Анатольевич, доктор мед. наук, заведующий отделением; orcid.org/0000-0001-7673-4762
  • Ривняк Марина Ивановна, врач-кардиолог
  • Колоскова Надежда Николаевна, канд. мед. наук, заведующая отделением
  • Глушко Людмила Александровна, канд. мед. наук, руководитель группы; orcid.org/0000-0002-3583-3366
  • Мироненко Владимир Александрович, доктор мед. наук, заведующий отделением; orcid.org/0000-0003-1533-6212
  • Бокерия Лео Антонович, доктор мед. наук, профессор, академик РАН и РАМН, президент; orcid.org/0000-0002-6180-2619

Электронная подписка

Для получения доступа к тексту статей журнала воспользуйтесь услугой «Электронная подписка»:

Оформить подписку Подробнее об электронной подписке

Главный редактор

Лео Антонович Бокерия, академик РАН и РАМН

Лео Антонович Бокерия, доктор медицинских наук, профессор, академик РАН и РАМН, директор


 Если вы заметили опечатку, выделите текст и нажмите alt+A