Микроциркуляция глазного дна при хронической сердечной недостаточности (обзор литературы)

    Актуальность

    Сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) занимают первое место среди причин смертности во всем мире уже более 20 лет [1]. В России смертность от сердечно-сосудистой патологии занимает первое место, в 2022 г. на ее долю приходилось 43,7% от общего числа умерших [2]. Бо́льшую часть составляет хроническая сердечная недостаточность (ХСН), развивающаяся как следствие длительных патологий сердечно-сосудистой системы, таких как гипертоническая болезнь, ишемическая болезнь сердца (ИБС) и др. ХСН, в свою очередь, может приводить к ряду серьезных последствий для организма, в частности, к развитию кардиомегалии, хронической почечной недостаточности, а также поражению сосудов глазного дна [3, 4].

    Визуализация сетчатки как инновационный метод диагностики привлекает все большее внимание благодаря своей способности выявлять предрасположенность к сердечной недостаточности на ранних стадиях [5]. Исследования D.K. Prasad и соавт. и J.B. Gavin и соавт. показывают, что изменения в сосудистой структуре сетчатки могут быть индикаторами системных заболеваний, включая сердечную недостаточность [5, 6]. Функциональная и морфологическая оценка сосудов сетчатки с помощью современных методов диагностики, таких как фоторегистрация глазного дна и оптическая когерентная томография (ОКТ) с ангиографией (ОКТ-А), позволят установить корреляцию между микрососудистыми изменениями и состоянием сердечно-сосудистой системы. ОКТ с многослойной визуализацией как наиболее точный метод открывает широкие возможности для анализа состояния сетчатки, т.к. детализированное изображение позволяет специалистам выявлять патологические изменения, которые могут предшествовать клиническим симптомам сердечной недостаточности [5, 7].

    Таким образом, диагностика, основанная на визуализации сетчатки с помощью офтальмоскопии, фоторегистрации глазного дна и ОКТ-А, предоставляет собой перспективный инструмент, который может не только улучшить раннюю диагностику ССЗ, но и оптимизировать подходы к профилактике ССЗ, направленные на снижение риска развития серьезных осложнений и улучшение качества жизни пациентов. Это подчеркивает важность междисциплинарного подхода в современном здравоохранении, где офтальмология играет важную роль в общих стратегиях диагностики [8].

    Взаимосвязь ретинопатии и сердечной недостаточности

    ХСН представляет с собой комплекс характерных симптомов (одышка, утомляемость, снижение физической активности, отеки), которые связаны с неадекватной перфузией органов и тканей в покое или при нагрузке и часто с задержкой жидкости в организме. Первопричиной является ухудшение способности сердца к наполнению или опорожнению, обусловленное повреждением миокарда, а также дисбалансом вазоконстрикторных и вазодилатирующих нейрогуморальных систем [9, 10]. ХСН является конечной точкой пути развития множества болезней, поражающих сердце (ИБС, гипертоническая болезнь и др.) [11].

    Несмотря на множество современных исследований, патогенез сердечной недостаточности до конца не изучен [12]. Но основным патогенным фактором выделяют микрососудистую дисфункцию, ведущую роль в которой отводят эндотелиальным клеткам, регулирующим вазодилатацию и целостность стенки сосудов [13, 14]. Полученные данные в работе T. Chaikijurajai и соавт. указывают на то, что метод визуализации сетчатки может стать полезным инструментом для выявления людей, которые находятся в группе риска развития сердечной недостаточности, а также для определения различных типов этого заболевания. Параметры, полученные при фоторегистрации глазного дна, были связаны с субклиническим изменением левого желудочка сердца (ЛЖ) и возникновением сердечной недостаточности [15]. На рисунке 1 изображен патогенез нарушения микроциркуляции глазного дна и потенциальная роль визуализации сетчатки в диагностике и прогнозировании течения сердечной недостаточности.

    В последнее время все больше внимания уделяется пониманию роли микроциркуляторного русла в развитии сердечной недостаточности. Однако по-прежнему не хватает неинвазивных и не требующих облучения методов оценки дисфункции микрососудов. Сетчатка, являясь продолжением центральной нервной системы, открывает уникальное окно в микроциркуляторное русло и дает ценную информацию о системном кровообращении [16].

    Понимание сложной взаимосвязи между микроциркуляцией сетчатки и сердечной деятельностью может революционизировать диагностику и лечение сердечной недостаточности, открывая новые возможности для раннего вмешательства и персонализированных стратегий лечения. Оценка микроциркуляции глазного дна, особенно с помощью таких методов, как ОКТ-А, является неинвазивным и потенциально ценным инструментом для оценки микрососудистых изменений у пациентов с ХСН [17, 18].

    Исследования последних лет [19–24] все чаще подчеркивают значительное патофизиологическое влияние микроциркуляции на органную недостаточность. В работе M.A. Gdowski и соавт. представлен систематический обзор и метаанализ совокупных данных, посвященных связи изолированной коронарной микрососудистой дисфункции (КМД) со смертностью и основными неблагоприятными сердечными событиями. Это исследование посвящено влиянию дисфункции коронарных микрососудов на исходы лечения пациентов. Основное внимание уделялось неблагоприятным сердечным событиям, которые включали такие исходы, как смерть, вызванная сердечно-сосудистой патологией, нефатальный инфаркт миокарда и госпитализация пациента по кардиогенным причинам или выполнение коронарной реваскуляризации. КМД связана с более высоким риском смертности (почти в 4 раза) и более высоким риском серьезных неблагоприятных сердечных событий (в 5 раз), что свидетельствует о значимости микрососудистого русла [19].

    Оценка состояния микроциркуляторного русла при ХСН остается ограниченной, в первую очередь из-за недостатка методов, позволяющих визуализировать эти сосуды in vivo. В работе T. Chaikijurajai и соавт. (2022) описаны некоторые признаки и характеристики микроциркуляторного русла сетчатки, связанные с ССЗ и сердечной недостаточностью. На рисунке 2 изображены признаки микрососудистых изменений сетчатки, ассоциированные с сердечной недостаточностью.

    Калибры сосудов сетчатки позволяют проводить измерения на основе диаметров артериол и венул сетчатки, включая центральные артериолярные эквиваленты сетчатки (CRAE), центральные венулярные эквиваленты сетчатки (CRVE) и соотношение артериол и венул. Дополнительные признаки микрососудистых изменений сетчатки включают очаговое или распространенное сужение артериол, артериовенозные сужения, изменения в структуре сосудов сетчатки, геометрии сосудов сетчатки, углов разветвления артериол и вен сетчатки, генерализованного или очагового сужения артериол сетчатки, артериовенозной ретинопатии и динамические измерения дилатации артериол сетчатки (красные) и венул (синие) вызванной мерцанием. Отличительными признаками диабетической или гипертонической ретинопатии являются микроаневризмы сетчатки, кровоизлияния, ватообразные очаги, мягкий и твердый экссудат и неоваскуляризация, которые могут возникать независимо от ранее упомянутых особенностей микрососудов сетчатки [12].

    В 2019 г. американскими учеными в рамках популяционного исследования Atherosclerosis Risk in Communities (ARIC) опубликованы результаты исследования глазного дна (фоторегистрация) у пациентов, которые наблюдались в течение 18 лет (n=10 692). Авторы указали на наличие более широкого центрального венулярного эквивалента сетчатки и более узкого центрального артериолярного эквивалента сетчатки, которые, в свою очередь, после корректировки с учетом возраста, пола и расы достоверно и линейно были связаны с возникновением сердечной недостаточности [20]. Эта связь наводит на мысль о том, что нарушения микроциркуляции могут играть определенную роль в возникновении сердечной недостаточности. В исследовании M.P. Nägele и соавт. рассматриваются структурные и функциональные характеристики артериол и венул сетчатки у пациентов с застойной сердечной недостаточностью и нарушением функции ЛЖ, оцениваемые с помощью мерцающего свето-индуцированного расширения артериол сетчатки. У пациентов с дилатационной кардиомиопатией по сравнению с ишемической кардиомиопатией нарушения функции расширенных артериол сетчатки были меньше. Не было обнаружено существенных различий в артериовенозном соотношении и дилатации, обусловленной кровотоком [21]. E. Khalilipur и соавт. наблюдали снижение плотности сосудов парафовеальной области в поверхностном капиллярном сплетении у пациентов с сердечной недостаточностью со сниженной фракцией выброса. Толщина подфовеальной хориоидеи у данных пациентов была значительно ниже, чем в контрольной группе, что указывает на потенциальное структурное изменение сосудистой оболочки [22]. В статье C. Topaloglu и соавт. [23] показаны изменения плотности сосудов сетчатки у пациентов с сердечной недостаточностью. Выявлено уменьшение толщины хориоидеи. Среди групп с сердечной недостаточностью отмечено статистически значимое уменьшение плотности глубоких капиллярных сплетений. Кроме того, по плотности глубоких капиллярных сплетений была обнаружена статистически значимая разница между группами с сердечной недостаточностью.

    Таким образом, изменения в структуре, функциях сосудов сетчатки, наличие ретинопатии могут быть результатом системного воспаления, эндотелиальной дисфункции и связанной с этим сопутствующей сердечной недостаточности.

    Микрососудистые изменения сетчатки при сердечной недостаточности

    Некоторые микрососудистые изменения сетчатки выделяют ведущими в патогенетическом звене сердечной недостаточности [14], в частности, расширение артериол и венул, вызванные мерцанием [23], артериовенозная ретинопатия [39] и неоптимальная геометрия сосудов сетчатки. В работе китайских коллег отмечено, что уменьшение пиковой систолической скорости септально-митрального кольца (e’septal), отражающей ухудшение функции левого предсердия, было связано с меньшем углом разветвления венул сетчатки, а так же за каждую единицу увеличения пиковой скорости кровотока в позднюю диастолу за счет сокращения предсердий, указывающего на ухудшение функции левого предсердия, было связано с уменьшением фрактальной размерности венул сетчатки [38].

    Структурная и функциональная целостность сетчатки имеет решающее значение для качественного восприятия света и формирования четкого изображения. Сеть капилляров, состоящая из крупных и средних сосудов, расположенных в слое ганглионарных клеток, создает поверхностное капиллярное сплетение. Это сложное образование играет ключевую роль в питании клеток сетчатки, обеспечивая их необходимыми веществами и кислородом. Глубокое капиллярное сплетение, сформированное двумя сосудистыми слоями, присутствующими с каждой стороны внутреннего ядерного слоя, усиливает микрососудистую сеть, еще более углубляя доставку нутриентов [26]. Эти сосуды, несмотря на свою малую величину, обладают исключительной эластичностью и способностью к регенерации, что позволяет им адаптироваться к изменяющимся условиям и требуемой активности. Наружная часть сетчатки в здоровом глазу остается полностью бессосудистой. Это отсутствие сосудов защищает фоточувствительные клетки от возможного повреждения, обеспечивая при этом оптимальные условия для восприятия световых сигналов и трансформации в нервные импульсы [25]. В пределах фовеальной ямки имеется область без кровеносных сосудов сетчатки, известная как фовеолярная аваскулярная зона диаметром примерно 0,5 мм, но показывающая значительное различие в размерах среди здоровых глаз. Геометрический центр фовеолярной аваскулярной зоны считается центром фовеа [27]. Ветви сосудов, принадлежащих к капиллярному сплетению, образуют регулярные сети вокруг сосудистой зоны ямки, формируя уникальное анатомическое и функциональное единство. Эта структура играет ключевую роль в визуальном восприятии, обеспечивая высокую четкость и детализированность изображения, что особенно важно для различения мелких деталей. Поскольку сосуды глазного дна примерно такого же размера, как и коронарная микроциркуляция, и имеют те же физиологические и эмбриологические характеристики, они могут служить маркерами для процессов, происходящих при сердечных заболеваниях [28, 31].

    В своих исследованиях многие авторы отмечают связь между сосудами глаза и сердца [28, 32]. Также в настоящее время выделяют несколько микрососудистых признаков, связанных с сердечной недостаточностью:

    1. Статические измерения сосудистого калибра сетчатки (центральный артериолярный эквивалент сетчатки, центральный венозный эквивалент сетчатки и артериолярно-венулярное соотношение). В 1974 г. J.C. Parr и G.F.S. Spears предложили единый алгоритм количественной оценки сосудов сетчатки. Авторами было введено понятие «центральный артериолярный эквивалент сетчатки» (Central retinal arteriolar equivalent, CRAE) и разработана формула для его вычисления [33]. Также уже модифицированные формулы Knudston и соавт. использовались в нескольких крупных популяционных исследованиях, продемонстрировав высокую точность. Вычисления имеют начало с артериол 4–5-го порядка, на фотографиях измеряют ширину двух ветвей, далее по формуле высчитывают ширину материнского сосуда, который, в свою очередь, являлся ветвью другого сосуда. Попарные вычисления повторяют, пока не будет получено итоговое значение эквивалента, являющегося суммарной оценкой аретриолярного русла [34]. В 2006 г. N. Patton и соавт. предложили модифицированную формулу для расчета коэффициента бифуркации артериол с учетом индекса асимметрии [35].

    Исследования показывают, что сосудистый калибр сетчатки имеет более сильную корреляцию с ИБС у женщин, чем у мужчин, что, возможно, отражает большой вклад микрососудистых заболеваний в развитие ИБС у женщин [36].

    В исследовании ARIC меньшее артериовенозное соотношение было связано с повышением риска инцидентной ИБС и острого инфаркта миокарда у женщин, но не у мужчин. Также бо́льший венулярный калибр сетчатки был связан с 3-кратным повышенным риском инцидентной ИБС, независимо от факторов сердечно-сосудистого риска [36].

    Меньший артериолярный калибр сетчатки так же был связан с 2-кратным риском инцидентной ИБС, при сравнении самого большого с наименьшими квартилями артериолярного калибра.

    2. Сосудистая геометрия сетчатки. Она включает кривизну сосудов сетчатки, углы ветвления, диаметры сосудов и другие геометрические индексы [35]. В исследовании Lihua Huang и соавт. [36] показана связь между неблагоприятными изменениями в сердечной функции, которые могут быть отражены в неоптимальной геометрии сосудов сетчатки.

    3. Венулярные углы ветвления сетчатки. В исследовании Lihua Huang и соавт. [38] средний угол венозного ветвления 82,82° был у исследуемого с лучшей функцией ЛЖ, напротив средний угол венозного ветвления 71,66°, показал участник с худшей функцией ЛЖ.

    4. Артериовенозная ретинопатия. Микрососудистая дисфункция сетчатки проявляется изначально фазой вазоконстрикции [37], происходит спазм сосудов и сужение артериол сетчатки, тем самым уменьшая соотношение артерий к вене; склеротическая фаза проявляется после постоянного увеличения артериального давления, вызывает определенные изменения в стенке сосуда: утолщение интимы слоя, гиперплазию среднего слоя и гиалиновую дегенерацию артериолярной стенки. Экссудативная фаза характеризуется нарушением гематоэнцефалического барьера, пропитыванием плазмой крови стенки сосуда, нарушающей механизмы ауторегуляции.

    На этом этапе возникают кровоизлияние сетчатки (пламенная форма и точечные пятна), образование твердых экссудатов, некроз клеток гладкой мускулатуры и ишемия сетчатки (ватообразные очаги) [39, 40].

    5. Динамические измерения, вызванные мерцанием (артериол и венул сетчатки с использованием стандартизированного протокола мерцания) [37].

    Заключение

    Микрососудистая дисфункция сетчатки играет важную роль в патогенезе ХСН, т.к. именно через повреждение микроциркуляторного русла проявляются системные сосудистые изменения, возникающие при данной патологии. Изменения в микроциркуляции сетчатки могут служить маркерами не только сердечно-сосудистых заболеваний, но и других органов, нарушая их функцию. Клинические исследования многих авторов разных стран показывают, что у пациентов с ХСН наблюдаются характерные изменения в структурной организации сетчатки, включая изменение кривизны сосудов сетчатки, углов ветвления, диаметра сосудов и другие геометрические индексы. Эти патоморфологические изменения могут предшествовать или совпадать с клиническими проявлениями сердечной недостаточности, указывая на системное воспаление и ухудшение кровоснабжения. Важно отметить, что раннее обнаружение микрососудистых нарушений в сетчатке может способствовать своевременной диагностике и лечению ХСН. Это открывает новые горизонты для применения офтальмологических методов исследования в кардиологии, позволяя глубже понять механизмы взаимодействия сердечно-сосудистой системы и сетчатки. Таким образом, изучение микрососудистых изменений в сетчатке предоставляет ценную информацию о ХСН и ее патогенезе.

    Информация об авторах

    Фролов Александр Михайлович – к.м.н., доцент кафедры глазных болезней ФГАОУ ВО РУДН, Москва, https://orcid.org/0000-0003-0988-1361

    Дулани Фаваз Тарек – аспирант кафедры глазных болезней ФГАОУ ВО РУДН, врач-офтальмолог ГБУЗ «ГКБ № 52» ДЗМ, Москва, https://orcid.org/0000-0001-9171-6095

    Фролов Михаил Александрович – д.м.н., профессор, зав. кафедрой глазных болезней ФГАОУ ВО РУДН, Москва, https://orcid.org/0000-0002-9833-6236

    Копченова Юлия Геннадьевна – ассистент кафедры глазных болезней ФГАОУ ВО РУДН, Москва; зав. офтальмологическим отделением ГБУЗ «ГКБ № 52» ДЗМ, Москва, https://orcid.org/0000-0003-3940-0178

    Information about the authors

    Aleksandr M. Frolov – PhD, Associate Professor of the Department of Eye Diseases People’s Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba, Moscow, https://orcid.org/0000-0003-0988-1361

    Dulani Favaz Tarek – postgraduate student of the Department of Eye Diseases People’s Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba, Moscow; Ophthalmologist Moscow City Clinical Hospital 52, Moscow, https://orcid.org/0000-0001-9171-6095

    Mihail A. Frolov – Med. Sc. D., Professor, Head of the Department of Eye Diseases People’s Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba, Moscow, https://orcid.org/0000-0002-9833-6236

    Yulija G. Kopchenova – Assistant Professor of the Department of Eye Diseases People’s Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba, Moscow; Head of the Department of Ophthalmology Moscow City Clinical Hospital 52, Moscow, https://orcid.org/0000-0003-3940-0178

    Вклад авторов:

    Фролов А.М. – концепция и дизайн исследования, редактирование.

    Дулани Ф.Т. – концепция и дизайн исследования, написание текста, редактирование.

    Фролов М.А. – концепция и дизайн исследования.

    Копченова Ю.Г. – концепция и дизайн исследования.

    Contribution of the authors:

    Frolov A.M. – concept and design of research, editing.

    Dulani F.T. – research concept and design, text writing, editing.

    Frolov M.A. – research concept and design.

    Kopchenova Yu.G. – concept and design of the study.

    Финансирование: Авторы не получали конкретный грант на это исследование от какого-либо финансирующего агентства в государственном, коммерческом и некоммерческом секторе.

    Funding: The authors have not declared a specific grant for this research from any funding agency in the public, commercial, or non-profit sector.

    Конфликт интересов: Отсутствует.

    Conflicts of interest: None.

    Поступила 23.01.2025

    Переработана: 05.02.2025

    Принята к печати: 12.02.2025

    Originally received: 23.01.2025

    Final revision: 05.02.2025

    Accepted: 12.02.2025