Endokrynologia Pediatryczna Pediatric Endocrinology

Transkrypt

1 Vol. 8/2009 Nr 3(28) Endokrynologia Pediatryczna Pediatric Endocrinology Masa i funkcja lewej komory serca oraz grubość warstwy środkowej i wewnętrznej tętnicy szyjnej u dzieci i młodzieży z zespołem metabolicznym Left Ventricle Mass / Function and Intima-Media Thickness in Children and Adolescents with Metabolic Syndrome Mirosława Urban, Włodzimierz Łuczyński, Andrzej Hryniewicz, Edyta Pietrewicz, Barbara Głowińska-Olszewska, Wojciech Szczepański II Klinika Chorób Dzieci, Uniwersytet Medyczny w Białymstoku 2 nd Department of Children s Diseases, Medical University of Bialystok, Poland Adres do korespondencji: Mirosława Urban, II Klinika Chorób Dzieci, Uniwersytecki Dziecięcy Szpital Kliniczny, Białystok, ul. J. Waszyngtona 17, tel/fax: , miroslawaurban@op.pl Słowa kluczowe: zespół metaboliczny, dzieci, masa i funkcja lewej komory serca, wskaźnik IMT Key words: metabolic syndrome, children, left ventricle mass and function, intima media thickness STRESZCZENIE/ABSTRACT Zespół metaboliczny (ZM), z uwagi na zbiór współdziałających czynników ryzyka pochodzenia metabolicznego, stanowi zagrożenie rozwojem chorób sercowo-naczyniowych u dorosłych. Celem pracy była próba odpowiedzi na pytanie, czy u pacjentów młodocianych z zespołem metabolicznym (w którym współistniały dwa lub więcej czynniki ryzyka) istnieją różnice w zachowaniu się masy i funkcji lewej komory serca oraz wskaźnika IMT (intima media thickness). Materiał i metody. Badaną grupę stanowiło 47 pacjentów w wieku lat z ZM. Grupę kontrolną stanowiło 39 pacjentów w porównywalnym wieku nieobciążonych czynnikami ryzyka. Masę lewej komory serca obliczano ze wzoru: Masa LV = 1.05 [5/6(A 1 (L+ t) 5/6 A 2 L)]. Funkcję skurczową lewej komory oceniano w oparciu o wskaźnik frakcji wyrzutowej (EF) oraz skracanie wymiaru lewej komory odsetkowe (SF%) przy użyciu aparatu ECHO Hewlett Packart SONOS Wskaźnik IMT wg P. Pignoli. Analizę statystyczną przeprowadzono w oparciu o program komputerowy Statistica. Wyniki. W grupie dzieci z ZM wykazano istotnie większą masę lewej komory serca (mlk) p < 0,05. Najwyższe wartości mlk (158,41 ± 32,39) zanotowano w grupie chorych z ZM, u których współistniało nadciśnienie tętnicze, otyłość i oporność na insulinę, u pacjentów tych wykazano również najwyższe wartości SF (38,44 ± 3,25) i EF (69,91 ± 4,42%, p < 0,05). Stosunek fali napływu mitralnego E/A był większy u pacjentów z ZM, a czas IVRT wyraźnie wydłużony (93,30 ± 7,04 ms), p < 0,05, podobnie jak wskaźnik IMT. Wnioski. 1. Pacjenci z ZM wykazywali wyższe wartości masy lewej komory serca oraz zaburzenie jej funkcji i wydłużenie wskaźnika IMT. 2. Młodociani z ZM oraz współistniejącymi subklinicznymi zmianami w układzie krążenia wymagają podjęcia działań prewencyjnych i terapeutycznych oraz objęcia priorytetowym programem profilaktycznym, realizującym założenia prozdrowotnego stylu życia. Endokrynol. Ped. 8/2009;3(28):

2 Praca oryginalna Endokrynol. Ped., 8/2009;3(28):9-24 Background. Metabolic syndrome (MetS) can be additional risk factor for developing cardiovascular diseases in adulthood. The aim of the study was to assess the mass and function of left ventricle in patients with metabolic syndrome (with the presence of 2 or 3 risk factors) comparing to the healthy subjects. Material and methods. 47 patients with metabolic syndrome were enrolled into the study (aged years). The control group consisted of 39 patients with no evidence of risk factors for cardiovascular diseases. Left ventricle (LV) mass was calculated according to the formula: LV=1.05 [5/6 (A 1 (L + t) - 5/6 A 2 L)]. The systolic function of left ventricle was assessed according to the ejection fraction (EF) and percentage of shortening fraction (SF%) with the use of echocardiograph Hewlett Packard Sonos Intima media thickness (IMT) was measured as defined by Pignoli. Results. In the group of patients with MetS we noted the significantly higher left ventricle mass (p < 0.05). The highest LV mass, shortening fraction and ejection fraction (EF) were observed in patients with MetS with coexistence of hypertension, obesity and insulin resistance. E/A, IVRT and IMT were also higher in patients with MetS as compared to controls. Conclusions. Patients with MetS showed higher left ventricle mass and disturbances in its function and higher IMT in carotid artery. The adolescents and young adults with MetS and coexistance of subclinical disturbances in cardiovascular system need urgent preventive and therapeutical interventions. Pediatr. Endocrinol. 8/2009;3(28):9-24. Zespół metaboliczny (ZM) jest zbiorem współdziałających czynników, które odzwierciedlają nadmierne odżywianie, sedatywny tryb życia i w efekcie prowadzą do otyłości. Klinicznie manifestuje się otyłością, aterogenną dyslipidemią, podwyższonym ciśnieniem tętniczym, upośledzoną tolerancją glukozy, opornością na insulinę, stanem prozakrzepowym i prozapalnym oraz stłuszczeniem niealkoholowym wątroby. Ponieważ ZM jest zgrupowaniem różnych stanów patologicznych, a nie pojedynczą chorobą, na przestrzeni ostatnich lat cytowane były różne jego definicje, zarówno u ludzi dorosłych, jak również w odniesieniu do populacji wieku rozwojowego [1, 7]. Z uwagi na zwiększoną zachorowalność na ZM, nie tylko w Stanach Zjednoczonych i krajach uprzemysłowionych, lecz również w krajach rozwijających się, większość badań wykazuje, że otyłość brzuszna, oporność na insulinę, hiperglikemia na czczo i nadciśnienie tętnicze (składowe ZM) determinują ryzyko wystąpienia przedwczesnej miażdżycy już u dzieci, zaś w późniejszym życiu choroby niedokrwiennej serca, zawałów i udarów mózgu. Z drugiej strony otyłość może też bezpośrednio wpływać na układ krążenia, bowiem m.in. nadmiar tkanki tłuszczowej trzewnej powoduje wzrost objętości krwi krążącej i zwiększenie rzutu serca, co prowadzi do poszerzenia jamy lewej komory, wzrostu napięcia jej ścian i kompensacyjnego (ekscentrycznego) przerostu z następowymi zaburzeniami funkcji skurczowo-rozkurczowej lewej komory serca [1, 8, 9, 10]. Obecny stan wiedzy dotyczący wpływu ZM na funkcję i masę lewej komory serca, jak również grubość warstwy wewnętrznej i środkowej tętnic szyjnych (wskaźnik IMT intima media thickness) u dzieci jest niewystarczający. Zatem pomiary IMT mogą być czułym wskaźnikiem stopnia zaawansowania procesu miażdżycowego także u dzieci i młodzieży, a wyselekcjonowanie wczesnych przedklinicznych markerów procesu miażdżycowego u dzieci z ZM może mieć znaczenie praktyczne dla podjęcia profilaktyki przeciwmiażdżycowej u zagrożonych pacjentów z ZM [11, 12, 13, 14, 15]. Cel pracy Próba odpowiedzi na pytanie czy w przebiegu zespołu metabolicznego u dzieci i młodzieży dochodzi do zaburzeń funkcji skurczowo-rozkurczowej lewej komory serca i zmian wielkości jej masy. Czy zespół metaboliczny wpływa na wzrost grubości warstwy środkowej i wewnętrznej tętnic szyjnych (IMT). Materiał i metody Pacjenci Do badania zakwalifikowano prospektywnie 47 pacjentów w wieku lat z rozpoznaniem zespołu metabolicznego (ZM) wg kryteriów IDF 2007 (otyłość centralna + dwa spełnione spośród kryteriów: nadciśnienie tętnicze, hipertriglicerydemia, obniżone stężenie HDL oraz hiperglikemia na czczo / nietolerancja glukozy / cukrzyca) [2]. Pacjentów z zespołem metabolicznym podzielono na trzy grupy, biorąc pod uwagę czynniki ryzyka sercowo-naczyniowe (otyłość, nadciśnienie tętnicze, zaburzenia lipidowe, glukoza na czczo, insulinooporność): grupa A (n = 23) dwa czynniki ryzyka, grupa B (n = 18) trzy czynniki ryzyka, grupa C (n = 6) trzy lub więcej czynników oraz wywiad rodzinny obciążony czynnikami ryzyka (nadciśnienie tętnicze, otyłość, zespół metaboliczny, cukrzyca typu 2). Grupę 10

3 Urban M. i inni: Masa i funkcja lewej komory serca oraz grubość warstwy środkowej i wewnętrznej tętnicy szyjnej u dzieci i młodzieży z zespołem metabolicznym kontrolną stanowili pacjenci II Kliniki Chorób Dzieci bez cech otyłości, zaburzeń metabolicznych, endokrynologicznych, immunologicznych, infekcji oraz chorób przewlekłych. Każde dziecko miało oceniony wzrost, masę ciała, BMI, obwód talii i bioder, wskaźnik talia/biodro (WHR) oraz wartości centylowe powyższych parametrów. Dane antropometryczne obu grup zawarto w tab. I. U każdego chorego przeprowadzono badanie echokardiograficzne aparatem Agilent Technology SONOS 4500 z użyciem głowicy o częstotliwości w zakresie 3-8 MHz. Masę lewej komory (LVM) obliczano ze wzoru: Masa LV = 1.05 [5/6 (A 1 (L+ t)) 5/6 A 2 L], gdzie: pole powierzchni lewej komory, łącznie z epicardium w przekroju poprzecznym na poziomie mięśni brodawkowatych (A1); pole powierzchni jamy lewej komory w przekroju poprzecznym na poziomie mięśni brodawkowatych, z wyłączeniem mięśnia sercowego (A2) oraz długość wewnętrzną lewej komory od pierścienia zastawki mitralnej do koniuszka w rozkurczu (LVLd ); t - A 1 /π - A 2 /π reprezentuje grubość mięśnia sercowego. Wskaźnik masy lewej komory (LVMI) otrzymywano przez znormalizowanie masy lewej komory Tabela I. Charakterystyka antropometryczna dzieci z grupy kontrolnej i z rozpoznaniem zespołu metabolicznego; wartości wyrażone jako mediana (i percentyl w nawiasach) Table I. Antropometric characteristics of children from control group and metabolic syndrome, vaules shown as median (25 th and 75 th percentile in brackets) Chłopcy/Dziewczynki Boys/Girls Wiek (lata) Age (years) Wzrost (cm) Height (cm) Wzrost (percentyle) Height (percentile) Masa ciała (kg) Weight (kg) Masa ciała (percentyle) Weight (percentile) BMI (kg/m 2 ) BMI (percentyle) (percentile) Obwód talii (cm) Waist circumference (cm) Grupa kontrolna Control group Zespół metaboliczny Metabolic syndrome N Obwód talii (percentyle) Waist circumference (percentile) Obwód bioder (cm) Hip circumference (cm) Obwód bioder (percentyle) Hip circumference (percentile) WHR Analiza statystyczna (p) Statistics 25/14 28/19-16 (15-17) 169 ( ) (25-90) 59 (53-63) (25-75) 20,2 (19,1-21,8) (25-75) 72 (66-76) (25-75) 92 (88-97) (25-75) 0,7690 (0,719-0,811) 15,5 (13,25-17) 168,5 (160,3-180,5) (25-90) 74 (64-89,5) > 95 26,66 (23,97-28,48) > 95 (> 95) 88 (80,5-96,25) > 95 (> 95) 102,5 (96-108,3) (75- > 95) 0,857 (0,8315-0,8839) 0,2469 0,8550 0,

4 Praca oryginalna Endokrynol. Ped., 8/2009;3(28):9-24 Ryc. 1. Przekrój poprzeczny lewej komory serca na poziomie mięśni brodawkowatych linią przerywaną obrysowano pola A1 i A2 do obliczenia masy lewej komory serca Fig. 1. Left ventricular epicardial area at the level of the apillary muscle tips at end diastole (MetS) Ryc. 2. L długość wewnętrzna lewej komory serca od zastawki mitralnej do koniuszka rozkurczu Fig. 2. Apical left ventricular lenght at end diastole (MetS) 12

5 Urban M. i inni: Masa i funkcja lewej komory serca oraz grubość warstwy środkowej i wewnętrznej tętnicy szyjnej u dzieci i młodzieży z zespołem metabolicznym Ryc. 3. Funkcja skurczowa lewej komory Fig. 3. Left ventricular systolic function (LVM) do powierzchni ciała BSA (ang. body surface area): LVMI (g/m 2 ) = LVM/BSA oraz do wzrostu (w metrach) do potęgi 2,7. Funkcję skurczową lewej komory oceniano na podstawie następujących wskaźników: a) frakcji wyrzutowej lewej komory EF = (LVDD)3 (LVDS)3 / (LVDD)3 x 100; b) skracanie wymiaru lewej komory odsetkowe %SF = (LVDD-LVDS) / LVDD x 100% Przepływy wewnątrzsercowe analizowano w oparciu o metodę znakowania przepływu krwi kolorem (Color-Doppler), z wykorzystaniem spektralnej fali dopplerowskiej fali pulsacyjnej (PW) oraz fali ciągłej (CW). Obliczono maksymalną prędkość fali wczesnego napełniania E (m/s), maksymalną prędkość fali późnego napełniania (fala przedsionkowa) A (m/s), stosunek maksymalnej prędkości fali wczesnego do późnego napełniania E/A, czas deceleracji fali wczesnego napełniania (tdcc) (ms). Dla wszystkich wymienionych pomiarów uśredniono kilka (3) kolejnych cykli. Czas relaksacji izowolumetrycznej (IVRT) mierzono umieszczając bramkę dopplerowską CW w projekcji koniuszkowej pięciojamowej między drogą napływu i odpływu lewej komory, uzyskując jednoczesną rejestrację przepływu aortalnego i mitralnego. Pomiaru dokonywano od momentu zakończenia przepływu aortalnego do początku przepływu mitralnego. Badanie ultrasonograficzne tętnic szyjnych u każdego dziecka było poprzedzone pełnym badaniem echokardiograficznym serca w celu wykluczenia wad serca i dużych naczyń. Badanie wykonywano w Pracowni Echokardiografii II Kliniki Chorób Dzieci UDSK. Do badań wykorzystano aparat USG firmy Hitachi EUB-6500 z przetwornikiem liniowym ultaradźwięków emitującym fale o częstotliwości 13-6 MHz. Badanie tętnic szyjnych (lewej i prawej, po trzy pomiary z każdej strony) odbywało się w pozycji leżącej na wznak z głową lekko odchyloną do tyłu i do boku w stronę przeciwną do kierunku padania ultradźwięków (najlepsza wizualizacja badanego naczynia). Badania ograniczano jedynie do dalszej ściany naczynia na odcinku poza opuszką aorty (lepsza wizualizacja badanego miejsca). Uzyskany obraz tętnicy szyjnej przedstawia się jako układ równoległych linii przedzielonych ciemną przestrzenią (światło naczynia). Wskaźnik IMT to odległość wyrażona w milimetrach pomiędzy pierwszą jasną warstwą od strony światła naczynia (intima) a granicą pomiędzy drugą jasną warstwą (adventitia) i ciemną warstwą środkowa (media). 13

6 Praca oryginalna Endokrynol. Ped., 8/2009;3(28):9-24 Badania dodatkowe W obu grupach pacjentów wykonywano następujące badania laboratoryjne: doustny test tolerancji glukozy z oznaczeniem stężenia glukozy i insuliny na czczo i dwie godziny po obciążeniu, wyliczano wskaźnik HOMA, oceniano gospodarkę lipidową (cholesterol całkowity, triglicerydy, HDL, LDL), kwas moczowy, mocznik, kreatyninę, aminotransferazy, TSH oraz dobowy profil kortyzolu. W celu oceny wartości ciśnienia tętniczego wykonywano 24-godzinne monitorowanie (ABPM). Najważniejsze parametry odnotowywane w tym badaniu to: średnie ciśnienie skurczowe i rozkurczowe (całkowite, w dzień, w nocy) oraz odsetki obserwowanych pomiarów powyżej 95 centyla (skurczowe, rozkurczowe, w dzień i w nocy). Wyniki badań dodatkowych obu grup badanej i odniesienia przedstawiono w tab. II. Analiza statystyczna Uzyskane wyniki wprowadzono do bazy danych w programie Microsoft Access for Windows 2007, następnie, po uporządkowaniu, przeniesiono do programów Statistica 8.0 i GraphPad 5.0, gdzie dokonano analizy statystycznej. Celem określenia różnic pomiędzy badanymi grupami a grupą kontrolną w przypadku zmiennych spełniających warunki rozkładu normalnego zastosowano test t-studenta. Natomiast dla zmiennych niespełniających warunków rozkładu normalnego do porównania uzyskanych wyników w grupach badanych i w grupie kontrolnej stosowano test U Manna-Whitneya. Za istotne statystycznie uznano różnice, dla których p < 0,05. Na przeprowadzenie badań uzyskano zgodę Komisji do Spraw Etyki i Nadzoru nad Badaniami na Ryc. 4. Ocena wskaźnika IMT tętnicy szyjnej wspólnej Fig. 4. IMT carotid artery 14

7 Urban M. i inni: Masa i funkcja lewej komory serca oraz grubość warstwy środkowej i wewnętrznej tętnicy szyjnej u dzieci i młodzieży z zespołem metabolicznym Tabela II. Charakterystyka kliniczna dzieci z grup: kontrolnej i z rozpoznaniem zespołu metabolicznego; wartości wyrażone jako mediana (i percentyl w nawiasach) Table II. Clinical characteristics of children from control group and children with metabolic syndrome, values shown as median (and 25 th -75 th percentile in brackets) Grupa kontrolna Control group Zespół metaboliczny Metabolic syndrome P glikemia na czczo fasting glycemia (mmol/l) 4,44 (4,05-4,77) 4,83 (4,58-5,33) 0,001 glikemia 2h 2h glycemia (mmol/l) 5,77 (4,83-6,53) 6,11 (5,50-7,05) 0,0591 insulinemia na czczo fasting insulinemia (pmol/l) 57 (32,7-73,2) 81,6 (38,4-102,9) 0,0448 insulinemia po posiłku postprandial insulinemia (pmol/l) 230,4 (140,7-338,4) 369,6 (183,9-642) 0,0244 HOMA 1,730 (1,075-2,495) 3,150 (1,450-4,350) 0,0251 cholesterol całk. total cholesterol (mmol/l) 4,02 (3,46-4,49) 4,26 (3,89-5,03) 0,0205 triglicerydy triglycerides (mmol/l) 0,90 (0,68-0,89) 1,35 (0,89-1,78) 0,0170 LDL (mmol/l) 2,17 (1,78-2,63) 2,33 (2,17-3,38) 0,0433 HDL (mmol/l) 1,26 (1,11-1,57) 1,23 (0,97-1,34) 0,0380 kw. moczowy uric acid (mg/dl) 5,41 (4,62-5,99) 5,65 (4,79-6,54) 0,1394 mocznik urea (mg/dl) 25,5 (22-30) 27 (22,5-32) 0,1923 kreatynina creatynine (mg/dl) 0,7 (0,62-0,81) 0,72 (0,58-0,76) 0,7720 GOT (IU) 23 (17,5-26,5) 20 (15,25-31,75) 0,555 GP (IU) 22 (20-25,5) 26,5 (19-32) 0,0921 TSH (mj.m/l) 2,115 (1,52-2,545) 2,04 (1,745-2,700) 0,5925 kortyzol rano cortisol morning (nmol/l) 424 (325,5-477) 431 (305,5-518) 0,7516 kortyzol noc cortisol night (nmol/l) 90 (52-106,5) 103 ( ) < 0,

8 Praca oryginalna Endokrynol. Ped., 8/2009;3(28):9-24 Grupa kontrolna Control group Zespół metaboliczny Metabolic syndrome P ABPM średnie skurczowe ABPM mean systolic (mmhg) 115 ( ) 126 (118,3-130,8) ABPM średnie rozkurczowe ABPM mean diastolic (mmhg) 66 (62,75-68,25) 72,5 (69,25-76) ABPM dzień skurczowe ABPM day systolic (mmhg) 119 (112,8-124,3) 129 (122,3-135) ABPM dzień skurczowe ABPM day systolic (%) 6 (2-14) 38 (20-65,5) ABPM dzień rozkurczowe ABPM day diastolic (mmhg) 67 (63-71,25) 75 (72,25-79,75) ABPM dzień rozkurczowe ABPM day diastolic (%) 2,5 (0-5,25) 26 (12-42) ABPM noc skurczowe ABPM night systolic (mmhg) 105 (99,5-110,3) 113 ( ) ABPM noc skurczowe ABPM night systolic (%) 0 (0-12) 37 (18-60) ABPM noc rozkurczowe ABPM night diastolic (mmhg) 56 (55-60,25) 64 (56,5-68) ABPM noc rozkurczowe ABPM night diastolic (%) 0 (0-11,25) 33 (13-57) Ludziach i Zwierzętach przy Uniwersytecie Medycznym w Białymstoku (R-I-002/123/2009). Rodziców oraz dzieci poinformowano o charakterze przeprowadzonych badań. Rodzice wyrazili pisemną zgodę na przeprowadzenie badań, natomiast pacjenci wyrazili ustną, a niektórzy (po 18 r.ż.) i pisemną zgodę przed badaniem. Wyniki Dane antropometryczne Grupy badana i odniesienia nie różniły się w zakresie rozkładu płci, wieku oraz wzrostu. Pacjentów z rozpoznaniem ZM charakteryzowały: istotnie statystycznie wyższa masa ciała (zarówno wartości bezwzględne, jak i przedziały centylowe), wskaźnik BMI, obwód talii i bioder oraz wskaźnik WHR. Wartości uzyskanych danych oraz analizę statystyczną przedstawiono w tab. I i II. Wyniki badań dodatkowych Nie zanotowano różnic w stężeniach kwasu moczowego, mocznika, kreatyniny, aktywności aminotransferaz oraz TSH, a także profilu dobowego kortyzolu w surowicy pomiędzy ocenianymi grupami dzieci. Obserwowano natomiast wyższe stężenie: cholesterolu całkowitego, LDL i triglicerydów, wyższą glikemię na czczo, wskaźnik HOMA oraz insulinemię przed i po doustnym obciążeniu glukozą w grupie dzieci z rozpoznaniem zespołu metabolicznego w porównaniu z dziećmi zdrowymi (różnice istotne statystycznie). Zanotowano również niższe stężenie HDL w surowicy dzieci z ZM w stosunku do grupy odniesienia. Wartości ciśnienia tętniczego uzyskane za pomocą 24-godzinnego monitorowania były znamiennie wyższe w grupie pacjentów z zespołem metabolicznym w porównaniu z wartościami odnotowanymi w grupie kontrolnej. 16

9 Urban M. i inni: Masa i funkcja lewej komory serca oraz grubość warstwy środkowej i wewnętrznej tętnicy szyjnej u dzieci i młodzieży z zespołem metabolicznym Wyniki te dotyczyły zarówno ciśnienia tętniczego skurczowego, jak i rozkurczowego, w dzień, jak i w nocy, mierzone jako średnie wartości oraz odsetki pomiarów powyżej 95 centyla. Podsumowanie danych badań laboratoryjnych oraz ABPM zawarto w tab. II. Masa lewej komory Średnia masa lewej komory serca u wszystkich chorych z zespołem metabolicznym wyniosła średnio 166,66 ± 31,3 g i była znamiennie wyższa w porównaniu z grupą kontrolną: 143,56 ± 27,08 g (p < 0,05). Najwyższą masę lewej komory serca (175,52 g ± 31,50) odnotowano w grupie C z trzema lub więcej czynnikami ryzyka i obciążonej wywiadem rodzinnym (matka/ojciec nadciśnienie tętnicze i/lub otyłość i zaburzenie gospodarki lipidowej). W grupie tej wykazano znamienność statystyczną w odniesieniu do grupy kontrolnej (p < 0,05). Indeks masy lewej komory (LVM indeksowana do BSA) wynosił średnio 89,29 ± 15,17 g/m 2 powierzchni ciała i był najwyższy w grupie C 92,04 ± 17,02. Średni indeks masy lewej komory, uwzględniając alometryczną zależność od wzrostu m 2.7 (LVM/H 2.7 ), wynosił dla grup A, B, C średnio 37,59 ± 6,42 g/m 2.7. Najwyższą wartość wskaźnika odnotowano w grupie C 40,43 ± 5,22 g/m 27 i była to różnica statystycznie istotna w stosunku do grupy kontrolnej. Analiza wariancji nie wykazała różnic pomiędzy grupami A, B, C (tabl. III., ryc. 5). Funkcja lewej komory serca Frakcja skurczowa lewej komory serca SF u wszystkich pacjentów z zespołem metabolicznym wyniosła średnio 36,94 ± 3,69% i nie różniła się istotnie w porównaniu z grupą kontrolną. Najwyższe jednak wartości SF (38,40 ± 3,20) odnotowano w grupie pacjentów z trzema lub więcej czynnikami ryzyka, u których wywiad rodzinny był obciążony ryzykiem nadciśnienia tętniczego, cukrzycy typu 2 lub/i otyłości. (tab. III) Frakcja wyrzutowa lewej komory EF% wykazywała różnice istotne statystycznie w porównaniu z pacjentami zdrowymi tylko w grupie B i C (p < 0,001). Średnia wysokość fali E w badanych grupach była zbliżona, przy czym najwyższe wartości stwierdzono w grupie C (0,84 ± 0,13 m/s). Różnice te były istotne statystycznie w porównaniu z grupą kontrolną (p < 0,001). Stosunek fal napływu mitralnego E/A (maksymalna prędkość napływu w fazie wczesnego napełniania E, maksymalna prędkość napływu w fazie przedsionkowej A) różnił się istotnie w badanych grupach w odniesieniu do grupy kontrolnej (p < 0,001). Najwyższe wartości E/A stwierdzano w grupie C. Czas deceleracji fali E (TD ms) wynosił średnio 215,37 ± 33,22 w badanych grupach, był istotnie wyższy w grupie C (226,82 ± 33,22). Różnice były istotne statystycznie w porównaniu z grupą kontrolną (p < 0,001) (tabl. III, ryc. 7). Czas relaksacji izowolumetrycznej (IVRT) wynosił od 88,31 ms (grupa A) do 93,30 ms (Grupa C) i istotnie różnił się od grupy kontrolnej. Najwyższe wartości IVRT zanotowano w grupie C, analiza wariancji pomiędzy grupami A, B, C nie wykazała różnic statystycznie istotnych (tabl. III, ryc. 5, 8). Ocena wskaźnika IMT (intima media thickness) Wartości wskaźnika IMT tętnic szyjnych u pacjentów z zespołem metabolicznym wynosiły: w lewej tętnicy szyjnej średnio 0,46 mm ± 0,05 (maximum 0,60 mm, minimum 0,38 mm), w prawej tętnicy szyjnej średnio 0,45 ± 0,05 (maximum 0,59 mm, minimum 0,35 mm). W grupie dzieci zdrowych w lewej tętnicy szyjnej średnio 0,40 mm ± 0,02 (maximum 0,45 mm, minimum 0,35 mm), w prawej tętnicy szyjnej średnio 0,40 ± 0,02 (maximum 0,45 mm, minimum 0,35 mm). Średnie wartości wskaźnika IMT (lewa + prawa tętnica szyjna) w całej grupie badanej z zespołem metabolicznym były statystycznie wyższe w porównaniu z grupą kontrolną (p = 0,004). Analiza porównawcza wskaźnika IMT w grupach A, B i C nie wykazywała istotności statystycznej. Grupa A 0,45 ± 0,04, Grupa B 0,46 ± 0,04, Grupa C 0,46 ± 0,06 (ryc. 5). Omówienie Badania oceniające zarówno masę, jak i czynność skurczowo-rozkurczową lewej komory dowiodły, iż po kilku latach trwania ZM (szczególnie u pacjentów z czynnikami ryzyka w rodzinie) dochodzi do zaburzeń w układzie sercowo-naczyniowym [10, 16, 17]. Głównymi objawami w początkowej fazie rozwoju tych zaburzeń, są subkliniczne symptomy pod postacią wzrostu masy, dysfunkcji rozkurczowej lub/i skurczowo-rozkurczowej lewej komory serca, jak również zmiany miażdżycowe tętnic szyjnych wykrywane już w wieku rozwojowym [15, 18, 19, 20]. W badaniach własnych wykazano, że pacjentów z ZM, którzy posiadali trzy lub więcej czynników ryzyka w porównaniu z pacjentami 17

10 Praca oryginalna Endokrynol. Ped., 8/2009;3(28):9-24 Ryc. 5. IMT, LVMI oraz IVRT z badanych grupach A, B i C i grupie kontrolnej Fig. 5. IMT, LVMI and IVRT in the study, A, B, C groups and control group Ryc. 6. Fala E wczesnego napeniania lewej komory serca. Fala A (przedsionkowa) napełniania lewej komory serca. Stosunek E/A Fig. 6. Mitral inflow velocities. E wave / A wave ratio 18

11 Urban M. i inni: Masa i funkcja lewej komory serca oraz grubość warstwy środkowej i wewnętrznej tętnicy szyjnej u dzieci i młodzieży z zespołem metabolicznym Tabela III. Ocena funkcji skurczowo-rozkurczowej i masy lewej komory w badanych grupach (skróty w tekście) Table III. Systolic-diastolic function and mass of left ventricle in the study groups (abbreviations in the text) Parametry Parametres Fala/Wave E (m/s) Fala/Wave A (m/s) Grupa A Group A Grupa B Group B Grupa C Group C Grupa Kontrolna Control Group 0,81 ± 0,03 0,82 ± 0,02 0,84 ± 0,13 0,79 ± 0,03 0,48 ± 0,78 0,45 ± 0,40 0,49 ± 0,80 0,60 ± 0,09 E/A 1,69 ± 0,25 a 1,75 ± 0,5 a 1,81 ± 0,5 a 1,32 ± 0,49 SF (%) 36,6 ± 4,00 37,2 ± 4,14 38,40 ± 3,20 35,99 ± 2,91 EF (%) 66,21 ± 5,55 69,41 ± 4,58 a 69,91 ± 4,42 a 65,52 ± 3,63 TD (ms) 204,40 ± 32,82 214,88 ± 35,38 c 226,82 ± 33,22 c 198,82 ± 112,32 IVRT (ms) 88,31 ± 7,21 b 90,31 ± 8,21 b 93,30 ± 7,22 b 66,25 ± 10,09 LVM (g) LVMI (g/m 2 ) LVMI (g/m 2.7 ) 154,22 ± 37,66 d 170,22 ± 31,22 86,80 ± 17,22 89,02 ± 16,12 35,82 ± 7,72 36,82 ± 7,20 a p < 0,001 w porównaniu z grupą kontrolną (compared to controls) b p < 0,001 w porównaniu z grupą kontrolną (compared to controls) c p < 0,001 w porównaniu z grupą kontrolną (compared to controls) d p < 0,05 w porównaniu z grupą kontrolną (compared to controls) d d 175,52 ± 31,50 143,56 ± 27,08 d 92,04 ± 17,02 83,10 ± 13,00 d 40,43 ± 5,22 34,15 ± 17,00 Ryc. 7. Czas deceleracji (DT) zwolnienia fali E u dziecka z ZM Fig. 7. Deceleration time (DT) of slowing-down wave E in patient with MetS 19

12 Praca oryginalna Endokrynol. Ped., 8/2009;3(28):9-24 Ryc. 8. Czas relaksacji izowolumetrycznej (IVRT) u dziecka z ZM Fig. 8. Isovolumic relaxation time (IVRT) in child with MetS zdrowymi, charakteryzowała wyższa frakcja skurczowa i wyrzutowa lewej komory. Średnia wysokość fali E wprawdzie w badanych grupach była zbliżona, jednak u pacjentów z trzema lub więcej czynnikami i wywiadem rodzinnym obciążonym czynnikami ryzyka wykazano najwyższą wysokość fali E, podobnie jak stosunku fal napływu mitralnego E/A, który był najwyższy w grupie obarczonej otyłością, nadciśnieniem tętniczym, opornością na insulinę, hiperglikemią oraz wywiadem rodzinnym. Czas deceleracji fali E, podobnie jak powyższe parametry, był znacząco wydłużony w grupie pacjentów, u których odnotowano najwięcej czynników ryzyka. Badania nasze częściowo korespondują z wynikami de las Fuentes i wsp., którzy u 607 pacjentów dorosłych wykazali zaburzenie funkcji rozkurczowej lewej komory, pogarszającej się stopniowo od grupy pacjentów z małą ilością czynników ryzyka, przez zespół przedmetaboliczny do ZM. Stosunek fal napływu mitralnego E/A u badanych z ZM był, podobnie jak u naszych pacjentów, istotnie wyższy w porównaniu z grupą kontrolną, natomiast funkcja rozkurczowa w prezentowanej przez autorów pracy była prawidłowa [21]. Inni autorzy, jak Sundström i wsp., stwierdzili wzrost grubości ściany lewej komory serca, która pozostawała w korelacji do oporności na insulinę oraz poziomu glukozy na czczo [22]. Badania nasze nie odnotowały takiej patologii. Badania, których wyniki prezentuje niniejsza praca, zostały przeprowadzone u dzieci i młodzieży w momencie rozpoznania ZM, z różnym czasem jego trwania. Z przeprowadzonych wywiadów wynikało, iż u dzieci wcześniej nie stosowano leczenia niefarmakologicznego (dieta, aktywny tryb życia) i farmakologicznego (leki hipotensyjne). U większości pacjentów otyłość wystąpiła średnio w 4 6 roku życia i stopniowo nasilała się, prowokując różne konsekwencje metaboliczne, brak było natomiast informacji kiedy pojawiło się nadciśnienie tętnicze. U badanych pacjentów wprawdzie nie rozwinęły się, tak jak u dorosłych, głębsze powikłania narządowe, ale stwierdzany wzrost masy lewej komory serca oraz zaburzenie funkcji rozkurczowej i częściowo skurczowej dowodzić może, że w przebiegu ZM już w wieku rozwojowym mamy do czynienia 20

13 Urban M. i inni: Masa i funkcja lewej komory serca oraz grubość warstwy środkowej i wewnętrznej tętnicy szyjnej u dzieci i młodzieży z zespołem metabolicznym z niemą klinicznie dysfunkcją lewej komory serca groźnym sygnałem przyszłych zdarzeń w układzie sercowo-naczyniowym, które mogą wystąpić wówczas, kiedy nie podjęte będą odpowiednie działania prewencyjno-profilaktyczne. Liczne bowiem badania wskazują, że wzrost masy lewej komory serca, jej przerost oraz dysfunkcja skurczowo-rozkurczowa i progresja do niewydolności serca zwiększa ryzyko śmiertelności [16, 23, 24, 25, 26]. Co więcej, stwierdzane dodatkowo pogrubienie błony wewnętrznej i środkowej tętnic szyjnych u badanych pacjentów może dowodzić, iż proces miażdżycowy w ZM zaczyna się prawie równolegle. Wyniki naszych badań korespondują ze spostrzeżeniami innych autorów, którzy u dzieci młodszych letnich z ZM stwierdzali wzrost wskaźnika IMT oraz obniżenie stężenia adiponektyny w surowicy krwi adipokiny mającej udowodnione działanie przeciwmiażdżycowe [11, 15, 13, 26-34]. Retnakaran i wsp. wykazali, że ZM u dzieci prezentuje się jako zgrupowanie nietradycyjnych czynników ryzyka, a niskie stężenie adiponektyny jest jednym z nich. Autorzy sugerują, że zaburzenie metabolizmu adipocytokin może być nawet jednym z wcześniejszych markerów biochemicznych ZM. Podobnego zdania są Pilz i wsp., którzy wykazali, ze niskie stężenie adiponektyny koreluje ze wzrostem wskaźnika IMT w ZM [34, 35]. Zachodzi pytanie, jaki może być patomechanizm wzrostu masy lewej komory, zaburzonej jej funkcji skurczowo-rozkurczowej, a także tworzących się zmian miażdżycowych w tętnicach dużego i średniego kalibru oraz sztywności naczyń (artery stiffnes), która według Iannuzzi i wsp. jest dość charakterystyczna w ZM szczególnie u dzieci bardzo otyłych [36]. Niektórzy autorzy przyczynę tego zjawiska upatrują w oporności na insulinę, hiperglikemii, nadciśnieniu tętniczym, dysfunkcji śródbłonka, stanie prozapalnym, prozakrzepowym, układzie renina angitensyna aldosteron (R-A-A) [8, 9, 27, 30, 34, 37, 38]. Litwin i wsp. spośród 113 dzieci z nadciśnieniem tętniczym pierwotnym u 20% stwierdzili ZM i w opinii autorów dłuższy czas trwania nadciśnienia tętniczego naraża dziecko na głębsze zaburzenia metaboliczne, zwiększające prawdopodobieństwo uszkodzenia ściany naczyniowej, zaś zmiany te są przyczynkiem do przerostu lewej komory serca i pogrubienia błony wewnętrznej i środkowej tętnic szyjnych [28]. Ostatnie badania Sundström i wsp. wskazują, że oporność na insulinę wywiera wpływ na wielkość masy lewej komory serca i grubość jej ściany. Cytowani autorzy konkludują, iż insulina może działać jako hormon wzrostu dla kardiomiocytów głównie poprzez kinazę regulowaną przez sygnały zewnątrzkomórkowe (ERK extracellular signal-regulated kinase) lub drogą białkowej kinazy C (PKC protein kinase C). Następstwem tego jest wzrost masy mięśnia sercowego [22]. W oparciu o badania eksperymentalne stwierdzono, iż insulina pobudza syntezę kolagenu w fibroblastach sercowych. Wykazano również, że hyperglikemia może sprzyjać wzrostowi masy lewej komory serca, głównie poprzez transformujący czynnik wzrostu β-1 i syntezę kolagenu przez fibroblasty serca. Na tworzące się zaburzenia w układzie sercowo-naczyniowym wywiera również wpływ stan zapalny śródbłonka, stres oksydacyjny, stres reticulum endoplazmatycznego (ER endoplasmatic reticulum), a także supresja ekspresji adiponektyny [34, 35, 37, 38]. Niektórzy autorzy sugerują, że współdziałanie insuliny z układem neurohormonalnym i aktywacja układu współczulnego prowadzą do wzrostu angiotensynyii oraz gromadzenia się matrix zewnątrzkomórkowego. Proponują, aby oporność na insulinę mogła być dodana do krótkiej listy hemodynamicznych niezależnych determinantów geometrii lewej komory wspólnie z innymi neurohormonalnymi czynnikami, takimi jak komponenty układu renina-angiotensyna-aldosteron [22]. Reasumując wyniki niniejszej pracy, można przyjąć, iż czynniki ryzyka w ZM działają synergistycznie przez różne mechanizmy powyżej wymienione i prowadzą początkowo do niemych klinicznie objawów dysfunkcji lewej komory serca, która progresywnie może pogłębiać się i poprzez remodeling prowadzić do niewydolności serca. Z drugiej zaś strony pogrubienie błony wewnętrznej i środkowej tętnic średniego i dużego kalibru to tworzące się zmiany miażdżycowe u dzieci z ZM. A zatem ZM sam w sobie może być chorobą serca wymagającą agresywnego leczenia, nie tylko dorosłych, lecz również dzieci. Wnioski 1. Pacjenci z ZM wykazywali wyższe wartości masy lewej komory serca oraz zaburzenie jej funkcji skurczowo-rozkurczowej oraz pogrubienie błony środkowej i wewnętrznej tętnic szyjnych. 2. U dzieci i młodzieży z ZM i z trzema lub więcej czynnikami ryzyka parametry czynności skurczowo-rozkurczowej lewej komory serca były 21

14 Praca oryginalna Endokrynol. Ped., 8/2009;3(28):9-24 bardziej upośledzone, wykazując tendencję do remodelingu lewej komory serca. 3. Młodociani z ZM oraz współistniejącymi subklinicznymi zmianami w układzie krążenia wymagają podjęcia działań prewencyjnych i terapeutycznych oraz objęcia priorytetowym programem profilaktycznym, realizującym założenia prozdrowotnego stylu życia. PIŚMIENNICTWO/REFERENCES [1] Weiss R., Dziura J., Burgert T. et al.: Obesity and the metabolic syndrome in children and adolescents. N. Engl. J. Med., 2004: 350, [2] Zimmet P., Alberti K.G., Kaufman F. et al.: The metabolic syndrome in children and adolescents an IDF consensus report. Pediatr. Diabetes, 2007: 8, [3] Cruz M.L., Goran M.I.: The metabolic syndrome in children and adolescents. Curr. Diab. Rep., 2004: 4 (1), [4] Brandão A.P., Brandão A.A., Berenson G.S., Fuster V.: Metabolic syndrome in children and adolescents. Arq. Bras. Cardiol., 2005: 85 (2), [5] Celik T., Iyisoy A., Yuksel U.C.: Pediatric metabolic syndrome: A growing threat. Int. J. Cardiol., 2008: doi: / j.ijcard [6] Niemirska A., Litwin M.: Definicja zespołu metabolicznego u dzieci i młodzieży. Standardy Med., 2008: 5, [7] Urban M., Urban R., Krasowska I. et al.: Identyfikacja ekspresji liganda CD40 (CD154) na powierzchni konglomeratu płytka-monocyt u dzieci z zespołem metabolicznym. Endokrynol. Diabetol. Chor. Przemiany Materii Wieku Rozw., 2008:14 (2), [8] Redon J., Cifkova R., Narkiewicz K.: Hypertension in the metabolic syndrome: summary of the new position statement of the European Society of Hypertension. Pol. Arch. Med. Wewn., 2009: 119 (4), [9] Redon J., Cifkova R., Laurent S.V. et al.: Mechanisms of hypertension in the cardiometabolic syndrome. J. Hypertens., 2009: 27 (3), [10] Turhan H., Yasar A.S., Yagmur J. et al.: The impact of metabolic syndrome on left ventricular function: evaluated by using the index of myocardial performance. Int. J. Cardiol., 2009: 132 (3), [11] Pacifico L., Cantisani V., Anania C. et al.: Serum uric acid and its association with metabolic syndrome and carotid atherosclerosis in obese children. Eur. J. Endocrinol., 2009: 160 (1), [12] Koskinen J., Kähönen M., Viikari J.S.: Conventional Cardiovascular Risk Factors and Metabolic Syndrome in Predicting Carotid Intima-Media Thickness Progression in Young Adults. The Cardiovascular Risk in Young Finns Study. Circulation, 2009: 120 (3), [13] Mattsson N., Rönnemaa T., Juonala M. et al.: Arterial Structure and Function in Young Adults with the Metabolic Syndrome: The Cardiovascular Risk in Young Finns Study. Eur. Heart J., 2008: 29 (6), [14] Reinehr T., Wunsch R., de Sousa G., Toschke A.M.: Relationship between metabolic syndrome definitions for children and adolescents and intima-media thickness. Atherosclerosis, 2008: 199 (1), [15] Zhu W., Huang X., He J. et al.: Arterial intima-media thickening and endothelial dysfunction in obese Chinese children. Eur. J. Pediatr., 2005: 164, [16] Masugata H., Senda S., Goda F.: Left ventricular diastolic dysfunction as assessed by echocardiography in metabolic syndrome. Hypertens. Res., 2006: 29 (11), [17] Wong C.Y., O Moore-Sullivan T., Fang Z.Y. et al.: Myocardial and vascular dysfunction and exercise capacity in the metabolic syndrome. Am. J. Cardiol., 2005: 96, [18] Grandi A.M., Maresca A.M., Giudici E. et al.: Metabolic syndrome and morphofunctional characteristics of the left ventricle in clinically hypertensive nondiabetic subjects. Am. J. Hypertens., 2006: 19, [19] Aggoun Y.: Obesity, metabolic syndrome, and cardiovascular disease. Pediatr. Res., 2007: 61 (6), [20] Maggio A.B., Aggoun Y., Marchand L.M. et al.: Associations among obesity, blood pressure, and left ventricular mass. J. Pediatr., 2008:152 (4), [21] de las Fuentes L., Brown A.L., Mathews S.J. et al.: Metabolic syndrome is associated with abnormal left ventricular diastolic function independent of left ventricular mass. Eur. Heart J., 2007: 28 (5), [22] Sundström J., Arnlöv J., Stolare K., Lind L.: Blood pressure-independent relations of left ventricular geometry to the metabolic syndrome and insulin resistance: a population-based study. Heart, 2008: 94 (7), [23] Yasmin S., Mallick N.H., Naveed T. et al.: Metabolic syndrome in patients with ischemic heart disease. J. Coll. Physicians Surg. Pak., 2008: 18 (10), [24] Persic V., Ruzic A., Miletic B. et al.: Left ventricle diastolic dysfunction in obese patients with newly diagnosed arterial hypertension. Wien. Klin. Wochenschr., 2007: 119 (13-14), [25] Chinali M., de Simone G., Roman M.J. et al.: Cardiac markers of pre-clinical disease in adolescents with the metabolic syndrome: the strong heart study. J. Am. Coll. Cardiol., 2008: 52 (11),

15 Urban M. i inni: Masa i funkcja lewej komory serca oraz grubość warstwy środkowej i wewnętrznej tętnicy szyjnej u dzieci i młodzieży z zespołem metabolicznym [26] Brufani C., Grossi A., Fintini D. et al.: Cardiovascular Fitness, Insulin Resistance and Metabolic Syndrome in Severely Obese Prepubertal Italian Children. Horm. Res., 2008: 70 (6), [27] Toledo-Corral C.M., Ventura E.E., Hodis H.N. et al.: Persistence of the metabolic syndrome and its influence on carotid artery intima media thickness in overweight Latino children. Atherosclerosis, 2009: doi: /j.atherosclerosis [28] Litwin M., Śladowska J., Antoniewicz J. et al.: Metabolic Abnormalities, Insulin Resistance and Metabolic Syndrome in Children with Primary Hypertension. A. J. H., 2007: 20 (8), [29] Kim H.C., Kim D.J., Huh K.B.: Association between nonalcoholic fatty liver disease and carotid intima-media thickness according to the presence of metabolic syndrome. Atherosclerosis, 2009: 204, [30] Timóteo A., Santos R., Lima S. et al.: Does the new International Diabetes Federation definition of metabolic syndrome improve prediction of coronary artery disease and carotid intima-media thickness? Rev. Port. Cardiol., 2009: 28 (2), [31] Malik S., Wong N.D.: Metabolic syndrome, cardiovascular risk and screening for subclinical atherosclerosis. Expert Rev. Cardiovasc. Ther., 2009: 7 (3), [32] Adolphe A., Cook L.S., Huang X.: A cross-sectional study of intima-media thickness, ethnicity, metabolic syndrome, and cardiovascular risk in 2268 study participants. Mayo Clin. Proc., 2009: 84 (3), [33] Sipilä K., Moilanen L., Nieminen T. et al.: Metabolic syndrome and carotid intima media thickness in the Health 2000 Survey. Atherosclerosis, 2009: 204 (1), [34] Pilz S., Horejsi R., Moller R., Almar G. et al.: Early atherosclrosis in obese juveniles is associated with low serum levels of adiponectin. J. Clin. Endocrinol. Metab., 2005: 90, [35] Retnakaran R., Zinman B., Connelly P.A. et al.: Non traditional cardiovascular risk factors in pediatric metabolic syndrome. J. Pediatr., 2006: 148, [36] Iannuzzi A., Licenziati M.R., Acampora C.: Carotid artery stiffness in obese children with the metabolic syndrome. Am. J. Cardiol., 2006: 97(4), [37] Huang R.C., Mori T.A., Burke V. et al.: Synergy between adiposity, insulin resistance, metabolic risk factors, and inflammation in adolescents. Diabetes Care, 2009: 32 (4), [38] Ferreira A.P., Oliveira C.E., França N.M.: Metabolic syndrome and risk factors for cardiovascular disease in obese children: the relationship with insulin resistance (HOMA-IR). J. Pediatr. (Rio J), 2007: 83 (1),