Естественные патофизиологические процессы старения сердца как фактор развития сердечно-сосудистых заболеваний

Авторы: Степанова Н.М., Сергуладзе С.Ю.

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: Обзоры литературы

DOI: https://doi.org/10.24022/1997-3187-2021-15-1-72-86

УДК: 616-092:616.1

Для цитирования:  Степанова Н.М., Сергуладзе С.Ю. Естественные патофизиологические процессы старения сердца как фактор развития сердечно-сосудистых заболеваний. Креативная кардиология. 2021; 15 (1): 72–86. DOI: 10.24022/1997-3187-2021-15-1-72-86

Поступила / Принята к печати:  19.03.2021 / 26.03.2021

Ключевые слова: сердце, патофизиология старения, фибрилляция предсердий, сердечная недостаточность, дисфункция эндотелия, артериальная жесткость

Оформить подписку 🔒

 

Аннотация

Рост сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) напрямую ассоциирован с возрастом пациента. Сердечно-сосудистые заболевания возникают как результат различных модифицируемых (образ жизни) и немодифицируемых (возраст, наследственность) факторов риска. Увеличение продолжительности жизни и доли возрастного населения в развитых странах привлекло внимание исследователей к проблеме немодифицируемых факторов риска развития ССЗ. В процессе старения происходят изменения на микрои макроскопическом уровнях сердечно-сосудистой системы, в гомеостазе кальция, регуляции адренергической и ренин-ангиотензиновой систем и работе внутриклеточных структур. Это приводит к возрастному ремоделированию миокарда, нарушению работы проводящей системы сердца, изменениям систолической и диастолической функций сердца. Структурные и функциональные изменения сосудов накапливаются в течение всей жизни человека, и, как следствие, повышается риск развития ССЗ. Средний возраст населения мира увеличивается беспрецедентными темпами, и этот факт меняет мир. «Серебряное цунами» подчеркивает необходимость повышения квалификации специалистов в области эпидемиологии и увеличения штата экспертов по изучению старения. В настоящем обзоре рассматриваются исследования механизмов патофизиологических процессов естественного старения сердца и их роль в развитии ССЗ.

Литература

  1. Eurostat Statistics Explained. https://ec.europa.eu/eurostat/statistics-explained (Available at March 26, 2021)
  2. Sidney S., Quesenberry C.P. Jr, Jaffe M.G., Sorel M., Nguyen-Huynh M.N., Kushi L.H. et al. Recent trends in cardiovascular mortality in the United States and public health goals. JAMA Cardiol. 2016; 1 (5): 594–9. DOI: 10.1001/jamacardio.2016.1326. PMID: 27438477
  3. Sidney S., Go A.S., Jaffe M.G., Solomon M.D., Ambrosy A.P., Rana J.S. Association between aging of the US population and heart disease mortality from 2011 to 2017. JAMA Cardiol. 2019; 4 (12): 1280–6. DOI: 10.1001/jamacardio.2019.4187
  4. Ehrlich P.R., Ehrlich A.H. Can a collapse of global civilization be avoided? Proc. Biol. Sci. 2013; 280 (1754): 20122845. DOI: 10.1098/rspb.2012.2845
  5. United Nations. Department of Economic and Social Affairs. http://www.un.org/en/development/desa/news/population/2015-report.html (Available at 26.03.2021).
  6. Centers for Disease Control and Prevention. National Diabetes Statistics Report, 2020. Atlanta, GA: Centers for Disease Control and Prevention, U.S. Dept of Health and Human Services. http://wonder.cdc.gov/ucd-icd10.html (Available at 26.03.2021).
  7. Fryar C.D., Ostchega Y., Hales C.M., Zhang G., Kruszon-Moran D. Hypertension prevalence and control among adults: United States, 2015–2016. NCHS Data Brief. 2017; (289): 1–8. PMID: 29155682
  8. Wright S.P., Doughty R.N., Pearl A., Gamble G.D., Whalley G.A., Walsh H.J. et al. Plasma amino-terminal pro-brain natriuretic peptide and accuracy of heart-failure diagnosis in primary care: a randomized, controlled trial. J. Am. Coll. Cardiol. 2003; 42 (10): 1793–800. DOI: 10.1016/j.jacc.2003.05.011
  9. Oudejans I., Mosterd A., Bloemen J.A., Valk M.J., van Velzen E., Wielders J.P. et al. Clinical evaluation of geriatric outpatients with suspected heart failure: value of symptoms, signs, and additional tests. Eur. J. Heart Fail. 2011; 13 (5): 518–27. DOI: 10.1093/eurjhf/hfr021
  10. Goodnough L.T., Schrier S.L. Evaluation and management of anemia in the elderly. Am. J. Hematol. 2014; 89 (1): 88–96. DOI: 10.1002/ajh.23598
  11. Anker S.D., Kirwan B.A., van Veldhuisen D.J., Filippatos G., Comin-Colet J., Ruschitzka F. et al. Effects of ferric carboxymaltose on hospitalisations and mortality rates in iron-deficient heart failure patients: an individual patient data meta-analysis. Eur. J. Heart Fail. 2018; 20 (1): 125–33. DOI: 10.1002/ejhf.823
  12. Bansal N., Katz R., Robinson-Cohen C., Odden M.C., Dalrymple L, Shlipak M.G. et al. Absolute rates of heart failure, coronary heart disease, and stroke in chronic kidney disease: An analysis of 3 community-based cohort studies. JAMA Cardiol. 2017; 2 (3): 314–8. DOI: 10.1001/jamacardio.2016.4652
  13. Thadhani R., Appelbaum E., Pritchett Y., Chang Y., Wenger J., Tamez H. et al. Vitamin D therapy and cardiac structure and function in patients with chronic kidney disease: the PRIMO randomized controlled trial. JAMA. 2012; 307 (7): 674–84. DOI: 10.1001/jama.2012.120
  14. Evans M., Methven S., Gasparini A., Barany P., Birnie K., MacNeill S. et al. Cinacalcet use and the risk of cardiovascular events, fractures and mortality in chronic kidney disease patients with secondary hyperparathyroidism. Sci. Rep. 2018; 8 (1): 2103. DOI: 10.1038/s41598-018-20552-5
  15. Antonicelli R., Spazzafumo L., Scalvini S., Olivieri F., Matassini M.V., Parati G. et al. Exercise: a "new drug" for elderly patients with chronic heart failure. Aging (Albany NY). 2016; 8 (5): 860–72. DOI: 10.18632/aging.100901
  16. Dokainish H., Nguyen J.S., Bobek J., Goswami R., Lakkis N.M. Assessment of the American Society of Echocardiography – European Association of Echocardiography guidelines for diastolic function in patients with depressed ejection fraction: An echocardiographic and invasive haemodynamic study. Eur. J. Echocardiogr. 2011; 12 (11): 857–64. DOI: 10.1093/ejechocard/jer157
  17. Ponikowski P., Voors A.A., Anker S.D., Bueno H., Cleland J.G., Coats A.J. et al.; Authors/Task Force Members; Document Reviewers. 2016 ESC Guidelines for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure: The Task Force for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure of the European Society of Cardiology (ESC). Developed with the special contribution of the Heart Failure Association (HFA) of the ESC. Eur. J. Heart Fail. 2016; 18 (8): 891–975. DOI: 10.1002/ejhf.592
  18. Redfield M.M. Heart failure with preserved ejection fraction. N. Engl. J. Med. 2016; 375 (19): 1868–77. DOI: 10.1056/NEJMcp1511175
  19. Bozkurt B., Khalaf S. Heart failure in women. Methodist DeBakey Cardiovasc J. 2017; 13 (4): 216–23. DOI: 10.14797/mdcj-13-4-216 20. Smulyan H., Mookherjee S., Safar M.E. The two faces of hypertension: role of aortic stiffness. J. Am. Soc. Hypertens. 2016; 10 (2): 175–83. DOI: 10.1016/j.jash.2015.11.012
  20. Angeli F., Reboldi G., Verdecchia P. Heart failure, pulse pressure and heart rate: Refining risk stratification. Int. J. Cardiol. 2018; 271: 206–8. DOI: 10.1016/j.ijcard.2018.07.072
  21. Tunbridge M., Holdaas H., Jardine A.G. Pulse pressure: A risk factor for renal transplant failure or a useful therapeutic target? Transplantation. 2019; 103 (4): 662–3. DOI: 10.1097/TP.0000000000002441
  22. Böckmann I., Lischka J., Richter B., Deppe J., Rahn A., Fischer D.C. et al. FGF23-Mediated Activation of Local RAAS Promotes Cardiac Hypertrophy and Fibrosis. Int. J. Mol. Sci. 2019; 20 (18): 4634. DOI: 10.3390/ijms20184634
  23. Travers J.G., Kamal F.A., Robbins J., Yutzey K.E., Blaxall B.C. Cardiac fibrosis: The fibroblast awakens. Circ. Res. 2016; 118 (6): 1021–40. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.115.306565
  24. Tesauro M., Mauriello A., Rovella V., Annicchiarico-Petruzzelli M., Cardillo C., Melino G., Di Daniele N. Arterial ageing: From endothelial dysfunction to vascular calcification. J. Intern. Med. 2017; 281 (5): 471–82. DOI: 10.1111/joim.12605
  25. Staessen J.A., Gasowski J., Wang J.G., Thijs L., Den Hond E., Boissel J.P. et al. Risks of untreated and treated isolated systolic hypertension in the elderly: Meta-analysis of outcome trials. Lancet. 2000; 355 (9207): 865–72. DOI: 10.1016/s0140-6736(99)07330-4
  26. Cook N.R., Appel L.J., Whelton P.K. Sodium intake and all-cause mortality over 20 years in the trials of hypertension prevention. J. Am. Coll. Cardiol. 2016; 68 (15): 1609–17. DOI: 10.1016/j.jacc.2016.07.745
  27. Bhatt D.L. Troponin and the J-curve of diastolic blood pressure: When lower is not better. J. Am. Coll. Cardiol. 2016; 68 (16): 1723–6. DOI: 10.1016/j.jacc.2016.08.007
  28. Beckett N.S., Peters R., Fletcher A.E., Staessen J.A., Liu L., Dumitrascu D. et al.; HYVET Study Group. Treatment of hypertension in patients 80 years of age or older. N. Engl. J. Med. 2008; 358 (18): 1887–98. DOI: 10.1056/NEJMoa0801369
  29. Khan N.A., Rabkin S.W., Zhao Y., McAlister F.A., Park J.E., Guan M. et al. Effect of lowering diastolic pressure in patients with and without cardiovascular disease: Analysis of the SPRINT (Systolic Blood Pressure Intervention Trial). Hypertension. 2018; 71 (5): 840–7. DOI: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.117.10177
  30. Fuster V. No such thing as ideal blood pressure: A case for personalized medicine. J. Am. Coll. Cardiol. 2016; 67 (25): 3014–5. DOI: 10.1016/j.jacc.2016.05.005
  31. Konukoglu D., Uzun H. Endothelial dysfunction and hypertension. Adv. Exp. Med. Biol. 2017; 956: 511–40. DOI: 10.1007/5584_2016_90
  32. Durrant J.R., Seals D.R., Connell M.L., Russell M.J., Lawson B.R., Folian B.J. et al. Voluntary wheel running restores endothelial function in conduit arteries of old mice: direct evidence for reduced oxidative stress, increased superoxide dismutase activity and down-regulation of NADPH oxidase. J. Physiol. 2009; 587 (Pt 13): 3271–85. DOI: 10.1113/jphysiol.2009.169771
  33. Zhao Y., Vanhoutte P.M., Leung S.W. Vascular nitric oxide: Beyond eNOS. J. Pharmacol. Sci. 2015; 129 (2): 83–94. DOI: 10.1016/j.jphs.2015.09.002
  34. Wang H., Hartnett M.E. Roles of Nicotinamide Adenine Dinucleotide Phosphate (NADPH) Oxidase in angiogenesis: isoform-specific effects. Antioxidants (Basel). 2017; 6 (2): 40. DOI: 10.3390/antiox6020040
  35. Te Riet L., van Esch J.H., Roks A.J., van den Meiracker A.H., Danser A.H. Hypertension: renin-angiotensin-aldosterone system alterations. Circ. Res. 2015; 116 (6): 960–75. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.116.303587
  36. Gureev A.P., Shaforostova E.A., Popov V.N. Regulation of Mitochondrial Biogenesis as a Way for Active Longevity: Interaction Between the Nrf2 and PGC-1α Signaling Pathways. Front. Genet. 2019; 10: 435. DOI: 10.3389/fgene.2019.00435
  37. Saxena T., Ali A.O., Saxena M. Pathophysiology of essential hypertension: an update. Expert. Rev. Cardiovasc. Ther. 2018; 16 (12): 879–87. DOI: 10.1080/14779072.2018.1540301
  38. Paneni F., Diaz Cañestro C., Libby P., Lüscher T.F., Camici G.G. The Aging Cardiovascular System: Understanding It at the Cellular and Clinical Levels. J. Am. Coll. Cardiol. 2017; 69 (15): 1952–67. DOI: 10.1016/j.jacc.2017.01.064
  39. Niiranen T.J., Kalesan B., Hamburg N.M., Benjamin E.J., Mitchell G.F., Vasan R.S. Relative contributions of arterial stiffness and hypertension to cardiovascular disease: The Framingham Heart Study. J. Am. Heart. Assoc. 2016; 5 (11): e004271. DOI: 10.1161/JAHA.116.004271
  40. Fleg J.L., Strait J. Age-associated changes in cardiovascular structure and function: a fertile milieu for future disease. Heart Fail. Rev. 2012; 17: 545–54. DOI: 10.1007/s10741-011-9270-2
  41. Воробьева Н.М., Ткачева О.Н. Пожилой пациент с фибрилляцией предсердий: как повысить безопасность антикоагулянтной терапии? Доктор.Ру. 2019; 10 (165): 16–22. DOI: 10.31550/1727-2378-2019-165-10-16-22
  42. Жолбаева А.З., Табина А.Е., Голухова Е.З. Молекулярные механизмы фибрилляции предсердий: в поиске «идеального» маркера. Креативная кардиология. 2015; 2: 40–53. DOI: 10.15275/kreatkard.2015.02.04
  43. Бокерия Л.А., Шенгелия Л.Д. Изменения в сердце при фибрилляции предсердий. Часть I. Кардиопатия фибрилляции предсердий: новые дилеммы и старые проблемы. Анналы аритмологии. 2016; 13 (3): 138–47. DOI: 10.15275/annaritmol. 2016.3.2
  44. Packer M., McMurray J.J.V. Importance of endogenous compensatory vasoactive peptides in broadening the effects of inhibitors of the reninangiotensin system for the treatment of heart failure. Lancet. 2017; 389 (10081): 1831–40. DOI: 10.1016/S0140-6736(16)30969-2
  45. Pfeffer M.A., Claggett B., Assmann S.F., Boineau R., Anand I.S., Clausell N. et al. Regional variation in patients and outcomes in the Treatment of Preserved Cardiac Function Heart Failure With an Aldosterone Antagonist (TOPCAT) trial. Circulation. 2015; 131 (1): 34–42. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.114.013255
  46. Solomon S.D., Zile M., Pieske B., Voors A., Shah A., Kraigher-Krainer E. et al.; Prospective comparison of ARNI with ARB on Management of heart failure with preserved ejection fraction (PARAMOUNT) Investigators. The angiotensin receptor neprilysin inhibitor LCZ696 in heart failure with preserved ejection fraction: A phase 2 double-blind randomised controlled trial. Lancet. 2012; 380 (9851): 1387–95. DOI: 10.1016/S0140- 6736(12)61227-6
  47. Butler J., Hamo C.E., Filippatos G., Pocock S.J., Bernstein R.A., Brueckmann M. et al.; EMPEROR Trials Program. The potential role and rationale for treatment of heart failure with sodiumglucose co-transporter 2 inhibitors. Eur. J. Heart. Fail. 2017; 19 (11): 1390–400. DOI: 10.1002/ejhf.933
  48. Dekkers C.C.J., Sjöström C.D., Greasley P.J., Cain V., Boulton D.W., Heerspink H.J.L. Effects of the sodium-glucose co-transporter-2 inhibitor dapagliflozin on estimated plasma volume in patients with type 2 diabetes. Diabetes Obes Metab. 2019; 21 (12): 2667–73. DOI: 10.1111/dom.13855
  49. Matsutani D., Sakamoto M., Kayama Y., Takeda N., Horiuchi R., Utsunomiya K. Effect of canagliflozin on left ventricular diastolic function in patients with type 2 diabetes. Cardiovasc. Diabetol. 2018; 17 (1): 73. DOI: 10.1186/s12933-018-0717-9
  50. Mudaliar S., Alloju S., Henry R.R. Can a Shift in Fuel Energetics Explain the Beneficial Cardiorenal Outcomes in the EMPA-REG OUTCOME Study? A Unifying Hypothesis. Diabetes Care. 2016; 39 (7): 1115–22. DOI: 10.2337/dc16-0542
  51. Crawford P.A. Refueling the Failing Heart: A Case for Sodium-Glucose Cotransporter 2 Inhibition in Cardiac Energy Homeostasis. JACC Basic Transl. Sci. 2018; 3 (5): 588–90. DOI: 10.1016/j.jacbts. 2018.08.002
  52. Packer M. SGLT2 Inhibitors Produce Cardiorenal Benefits by Promoting Adaptive Cellular Reprog-ramming to Induce a State of Fasting Mimicry: A Paradigm Shift in Understanding Their Mecha-nism of Action. Diabetes Care. 2020; 43 (3): 508–11. DOI: 10.2337/dci19-0074. PMID: 32079684
  53. Shigiyama F., Kumashiro N., Miyagi M., Ikehara K., Kanda E, Uchino H., Hirose T. Effectiveness of dapagliflozin on vascular endothelial function and glycemic control in patients with early-stage type 2 diabetes mellitus: DEFENCE study. Cardiovasc. Diabetol. 2017; 16 (1): 84. DOI: 10.1186/s12933-017-0564-0
  54. Lambadiari V., Pavlidis G., Kousathana F., Maratou E., Georgiou D., Andreadou I. et al. Effects of different antidiabetic medications on endothelial glycocalyx, myocardial function, and vascular function in type 2 diabetic patients: One year follow-up study. J. Clin. Med. 2019; 8 (7): 983. DOI: 10.3390/jcm8070983
  55. Lee T.M., Chang N.C., Lin S.Z. Dapagliflozin, a selective SGLT2 Inhibitor, attenuated cardiac fibrosis by regulating the macrophage polarization via STAT3 signaling in infarcted rat hearts. Free Radic. Biol. Med. 2017; 104: 298–310. DOI: 10.1016/j.freeradbiomed.2017.01.035
  56. Habibi J., Aroor A.R., Sowers J.R., Jia G., Hayden M.R., Garro M. et al. Sodium glucose transporter 2 (SGLT2) inhibition with empagliflozin improves cardiac diastolic function in a female rodent model of diabetes. Cardiovasc. Diabetol. 2017; 16 (1): 9. DOI: 10.1186/s12933-016-0489-z

Об авторах

  • Степанова Надежда Михайловна, аспирант, ORCID
  • Сергуладзе Сергей Юрьевич, доктор мед. наук, ст. науч. сотр., заведующий отделением, ORCID

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