Статус курения и его взаимосвязь с ранним сосудистым старением

Резюме

Введение. Статус курения связан со структурно-функциональными изменениями сосудов, которые могут приводить к повышению жесткости артерий и, как следствие, к формированию раннего сосудистого старения.

Цель - ​изучить взаимосвязь маркеров жесткости артерий и раннего старения сосудов с сосудистыми факторами риска (ФР).

Материал и методы. Материалом исследования послужили данные обследования 783 мужчин от 20 до 92 лет (средний возраст - ​48,2±10,32 года), проходящих диспансеризацию в группе клиник МЦ "СОГАЗ". Для оценки сосудистого возраста (СВ) использовали метод фотоплетизмографии "АнгиоСкан‑01". Оценивали следующие показатели: индекс жесткости (SI), индекс отражения (RI), индекс аугментации (Alp75), возрастной индекс (AGI) и типы пульсовой волны (PV-тип). Для определения СВ строили корреляционное поле зависимости фактического (паспортного) возраста от AGI, а затем по величине возрастного индекса рассчитывали возраст сосудистой системы. Критериями синдрома раннего сосудистого старения (EVA-синдром) считались значения AGI, выходящие за пределы 90-го процентиля.

Результаты. Оценка вклада сосудистых ФР в СВ показала, что лидирующие позиции занимают артериальная гипертензия [отношение шансов (ОШ) =4,4; р<0,05], гипергликемия (ОШ=3,2; р<0,05), гипертриглицеридемия (ОШ=2,9; р<0,05) и курение (ОШ=2,2; р<0,05).

Курение следует рассматривать как самый агрессивный поведенческий ФР. Его вклад в раннее сосудистое старение был значительно больше, чем таких ФР, как абдоминальное ожирение, отсутствие физической активности, напряженный режим работы, неограниченное питание и злоупотребление алкоголем. Значения артериальной жесткости у сопоставимых по возрасту лиц в зависимости от статуса курения выявило достоверное снижение артериального комплаенса и увеличение артериальной жесткости по данным фотоплетизмографии. Длительный (>20 лет) стаж курения был связан с 11,6 потенциально утраченными годами жизни.

Заключение. Полученные данные подтверждают важность разработки алгоритма действий терапевта и кардиолога в борьбе с курением как ключевым поведенческим ФР развития атеросклеротических сердечно-сосудистых заболеваний и сокращения продолжительности жизни.

Ключевые слова:артериальная ригидность; сосудистый возраст; курение; раннее сосудистое старение

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов. Данная публикация осуществлена при поддержке проекта PMI Science. PMI Science не участвовал в сборе данных, анализе, интерпретации данных и решении о публикации результатов исследования. В публикации отражено собственное мнение авторов.

Для цитирования: Филиппов А.Е., Лазуренко Е.В., Туктаров А.М., Статус курения и его взаимосвязь с ранним сосудистым старением // Кардиология: новости, мнения, обучение. 2022. Т. 10, № 2. С. 38-44. DOI: https://doi.org/10.33029/2309-1908-2022-10-2-38-44

В Российской Федерации от 400 тыс. до 500 тыс. человек умирают от болезней, ассоциированных с употреблением табака, причем порядка 40% составляют мужчины молодого и среднего возраста. Отказ от курения снижает риск смерти от сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ), а также положительно влияет на показатели сердечно-сосудистой системы. Известно, что ряд процессов, таких как активация симпатической нервной системы или вазоконстрикция коронарных артерий, снижаются после отказа от курения, несмотря на увеличение массы тела, возникающее в ответ на воздержание от курения [1].

Курение сигарет также влияет на эластичность артерий, способствуя прогрессированию сосудистой жесткости - ​независимого предиктора ССЗ [2]. Неблагоприятные эффекты курения обладают дозозависимым эффектом, однако даже употребление <5 сигарет в день, а также пассивное курение снижают артериальный комплаенс. Ранее сообщалось, что статус курения в общей популяции ускоряет старение сосудов. Риск выявления повышенной артериальной ригидности у курильщиков в 2 раза выше, чем у некурящих [3]. Однако в настоящий момент недостаточно исследований, оценивающих вклад курения в развитие раннего сосудистого старения, или EVA-синдрома, что и определило цель настоящего исследования.

Материал и методы

Всего обследованы 783 лиц мужского пола от 20 до 92 лет (средний возраст - ​48,3±10,18 года), не имеющих анамнеза по атеросклеротическим ССЗ. Гипертоническую болезнь имели 298 (38%), активными курильщиками были 357 (45%). Избыточный масса тела [индекс массы тела (ИМТ) >25 кг/м2] зарегистрирован у 590 (75,6%) обследуемых лиц, абдоминальное ожирение - ​у 405 (51%) пациентов. Гипертриглицеридемия отмечалась у 213 (26,8%) больных. Сахарный диабет был диагностирован у 33 (4,2%) пациентов. Для дальнейшего исследования была сформирована репрезентативная выборка пациентов (n=153) от 40 до 59 лет с низким и умеренным сердечно-сосудистым риском по шкале SCORE в альтернативные по сосудистому возрасту (СВ) группы: 1-я группа с ранним сосудистым старением (EVA, AGI >90-го перцентиля) (n=46), 2-я группа со сверхнормальным сосудистым старением (SUPERNOVA, AGI <10 перцентиля) (n=50), 3-я группа контроля с нормальным сосудистым старением (NOVA, AGI в диапазоне 10-го и 90-го перцентиля) (n=57). Сформированные группы не имели значимых различий по возрасту (р>0,05).

Критерии исключения: врожденные и приобретенные пороки сердца в анамнезе, кардиомиопатии, нарушения сердечного ритма, наличие искусственного водителя ритма, сопутствующие хронические заболевания в стадии обострения.

Лабораторно-инструментальное обследование включало оценку липидного спектра, уровня креатинина с расчетом скорости клубочковой фильтрации (по формуле CKD-EPI), глюкозы натощак, коагулограммы, печеночных ферментов, электрокардиограмму, эхокардиографию и дуплексное сканирование брахиоцефальных артерий.

Для оценки состояния артериальной ригидности использовали метод фотоплетизмографии, проводимой с помощью диагностического комплекса для автоматизированного анализа состояния сосудистой системы "АнгиоСкан‑01". СВ оценивали по возрастному индексу (AGI) [10].

Статистический анализ полученных данных прово­дили, применяя стандартные пакеты прикладных программ: Statistica для Windows (версия 10) и Microsoft Excel. Методы описательной статистики представлены для количественных показателей средним значением (М) и стандартной ошибкой среднего (m), для качественных данных определяли частоту (%).

Предварительно все распределения количественных данных выборки были проверены на нормальность с помощью критерия χ2. Сопоставимость сформированных групп по количественным показателям оценивали с помощью двустороннего t-критерия Стьюдента, по качественным показателям - ​с помощью критерия Пирсона или Фи­шера. Выводы основаны исключительно на статистически достоверных различиях, которые считали статистически значимыми при p<0,05.

Для оценки взаимосвязи ≥2 переменных использовали метод корреляционного анализа. Сила коэффициента корреляции r интерпретировалась следующим образом: <0,3 - ​слабая, от 0,3 до 0,7 - ​средняя, >0,7 - ​сильная. Достоверность взаимосвязи считалась значимой при р<0,05. Для определения степени детерминированности критериальной переменной предикторами и вклада отдельных независимых переменных в вариацию зависимой применяли линейный регрессионный анализ.

Результаты собственных исследований

Характеристика групп в зависимости от величины СВ представлена в табл. 1. При сравнении лабораторных показателей было обнаружено, что уровень триглицеридов (ТГ) был значимо выше в 1-й группе, чем во 2-й. По остальным показателям липидограммы: общий холестерин (ОХС), липопротеины низкой плотности (ЛПНП), липопротеины высокой плотности (ЛПВП) - ​достоверных различий не получено, но определяется тенденция увеличения ОХС и ЛПНП в группе с EVA-синдромом. При сравнении 1-й и 3-й групп обнаружено, что уровень глюкозы натощак был значимо выше в группе с EVA-синдромом, чем в группе контроля, - 5,8±0,23 vs 5,3±0,07 ммоль/л (p<0,05).

Таблица 1. Характеристика групп в зависимости от типа сосудистого старения

Примечание. Здесь и в табл. 3-5: ≠ - ​значимость различий, p>0,05; ДАД - ​диастолическое артериальное давление; ИМТ - ​индекс массы тела; ОТ - ​окружность талии; ОХС - ​общий холестерин; САД - ​систолическое артериальное давление; ТГ - ​триглицериды; ХС ЛПВП - ​холестерин липопротеидов высокой плотности; ХС ЛПНП - ​холестерин липопротеидов низкой плотности.

Результаты анкетирования по раннему выявлению ССЗ, рекомендованного Минздравом России для популяционного скрининга, также показали, что общий суммарный балл, характеризующий риск развития атеросклеротических ССЗ, был значимо выше в группе с ранним артериальным старением, чем у лиц 2-й группы (22,2±0,85 vs 16,5±0,82; p<0,05). Наибольший вклад вносили такие факторы риска (ФР), как курение, избыточная масса тела, низкая физическая активность и наличие артериальной гипертензии. Отягощенная наследственность по ССЗ, гиподинамия >75% рабочего времени также значимо чаще выявлялись в 1-й группе обследованных мужчин.

Оценка показателей, характеризующих упруго-эластические свойства артериального русла в альтернативных по СВ группах (табл. 2), показала значимые различия для индекса аугментации, индекса отражения, возрастного индекса и типа пульсовой волны. Тип волны А, характерный для лиц пожилого возраста, демонстрировали 94,4% пациентов с EVA-синдромом, тогда как в альтернативной по сосудистому возрасту группе - ​только 40,5%. C-тип пульсовой волны, типичный для молодых лиц, в 1-й группе пациентов также встречался значимо реже (p<0,001). Исследование линейной скорости кровотока по экстракраниальным артериям выявило достоверное увеличение сосудистого сопротивления внутренних и наружных сонных артерий у лиц с ранним сосудистым старением (p<0,05) по сравнению с группой SUPERNOVA, что является отражением различий в эластических свойствах сосудов. Толщина комплекса "интима-медиа" сонных артерий в группе раннего сосудистого старения была значимо (p<0,05) больше, чем у субъектов, классифицированных в группы сверхнормального и нормального сосудистого старения. Кроме того, группа лиц с EVA-синдромом чаще демонстрировали признаки диастолической дисфункции левого желудочка сердца в сравнении с группами SUPERNOVA и NOVA (соотношение E/A 0,9±0,23 vs 1,1±0,09 и 1,1±0,06; p<0,05).

Таблица 2. Маркеры артериальной жесткости

Примечание. Здесь и в табл. 4: AGI - ​возрастной индекс; Alp75 - ​индекс аугментации при частоте сердечных сокращений 75/мин; A-wave - ​тип пульсовой волны А; С-wave - ​тип пульсовой волны С; E/A - ​соотношение раннего и позднего пика; RI - ​индекс резистивности; Ri - ​индекс резистентности; ВСА - ​внутренняя сонная артерия; НСА - ​наружная сонная артерия; ТКИМ - ​толщина комплекса "интима-медиа".

Таблица 3. Вклад факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний в раннее сосудистое старение

Примечание. ОШ - ​отношение шансов; ДИ - ​доверительный интервал; АГ - ​артериальная гипертензия; МС - ​метаболический синдром; ГХС - ​гиперхолестеринемия.

Оценка вклада сосудистых ФР в сосудистое старение показала, что лидирующие позиции занимают артериальная гипертензия и гипергликемия [отношение шансов (ОШ) =4,4 и 3,1 соответственно; p<0,05]. Значимый вклад вносили гипертриглицеридемия (ОШ=2,9; p<0,05) и статус курения (ОШ=2,2; p<0,05).

Курение относится к числу самых жестких поведенческих ФР. По результатам сравнительного анализа взаимосвязи тканевых маркеров сосудистого старения со статусом курения было установлено, что показатели упруго-эластических свойств сосудов (VA, AGI, тип пульсовой волны С) в группе активных курильщиков значимо (p<0,05) различались по сравнению с некурящими субъектами, что характеризовало определенную эволюцию сосудистого русла в строну повышенной жесткости (табл. 4).

Таблица 4. Показатели артериальной ригидности, толщины комплекса "интима-медиа", E/A в зависимости от статуса курения

VA (Visual Age) - визуальный возраст.

Таким образом, статус курения ассоциировался с прогрессирующим увеличением СВ (табл. 5). СВ был выше в группах курения (<11 и >11 сигарет в сутки) по сравнению с группой контроля (51,5±15,21 и 52,4±17,88 vs 44,9±15,04 лет, p<0,05). Аналогично СВ в группе бывших курильщиков был выше, чем в контрольной (51,5±15,65 vs 44,9±15,04 лет, p<0,05).

Таблица 5. Сопоставление групп по паспортному и сосудистому возрасту

Статистически значимых отличий по СВ между группами с различным количеством выкуриваемых сигарет в сутки не обнаружено. Однако стоит отметить, что отказ от курения ассоциировался со снижением СВ, который был практически сопоставим с паспортным. Статус курения ассоциировался с 11,6 потенциально утраченными годами жизни.

Обсуждение

Многие из традиционных сердечно-сосудистых ФР, включая курение, ассоциированы с повышенной артериальной ригидностью, которая может быть патологическим процессом, ответственным за развитие ССЗ [4]. Следуя современным тенденциям концепции крайностей кардиометаболических рисков при оценке старения артериального русла, были выделены пациенты с аномально высокой жесткостью артерий для их возраста и пола - ​Early Vascular Aging (EVA) и с исключительно низкой ригидностью артерий - ​Supernormal Vascular Aging (SUPERNOVA).

Сосудистое старение можно исследовать неинвазивно, измеряя артериальную ригидность, толщину комплекса "интима-медиа" в бассейне сонных артерий, эндотелиальную дисфункцию и др. Данные маркеры рассматриваются как функция накопления повреждающего действия модифицируемых и немодифицируемых ФР. Отличительной чертой является их возраст-зависимая градация [5].

Жесткость артерий определяется тремя составляющими: количественными структурными (процентное соотношение коллагена и эластина) [6], качественными структурными (сшивание гликированного коллагена) [7] и функциональными компонентами (вазоконстрикция) [8]. Курение влияет на все физиологические аспекты жесткости артерий посредством таких механизмов, как эндотелиальная дисфункция, повышенный окислительный стресс и воспаление [9]. В настоящем исследовании установлено, что курение ассоциировано с повышением артериальной жесткости. Наиболее информативные фотоплетизмографические показатели - ​возрастной индекс (AGI), отражающий артериальный комплаенс, и тип пульсовой волны С, отражающий демпферные свойства сосудистого русла. Однако в литературе отсутствует информация о взаимосвязи данных показателей с курением, что, вероятно, может послужить основой для будущих проспективных исследований.

Ранее сообщалось об увеличении жесткости сонной артерий и индекса аугментации после воздействия табачного дыма. В 2003 г. A. Mahmud и J. Feely продемонстрировали, что курение одной сигареты приводит к резкому увеличению артериальной жесткости у хронических курильщиков и у некурящих, а индекс аугментации отраженной волны (Alx) был значительно выше у курильщиков, что указывало на увеличение отражения волны [10].

Следующий логический вопрос: обратим ли этот эффект при отказе от курения? Есть некоторые доказательства того, что улучшение эндотелиальной функции следует за прекращением курения. Одно исследование показало значительное снижение уровня оксида азота (NO) в плазме у нынешних курильщиков, а также отсутствие разницы у бывших курильщиков и никогда не куривших. Период после прекращения курения варьировал от 6 мес до 12 лет, не было никакой связи с базальным уровнем NO. Это говорит о том, что улучшение эндотелиальной функции может произойти в первые несколько месяцев [11].

В другом исследовании обнаружили, что AIx снижался после 4 нед отказа от курения. И наоборот, испытуемые, которые возобновили регулярное курение, продемонстрировали увеличение AIx через 4 нед, а разница в ответе AIx через 4 нед значительно отличалась между бросившими курить и курильщиками (p=0,013) [1]. В нашем исследовании достоверных различий по индексу аугментации между статусом курения и его отсутствием не получено, однако стоит отметить тенденцию к увеличению у курильщиков.

У бывших курильщиков продолжительность отказа от курения имела достоверную линейную зависимость с улучшением скорости пульсовой волны (p<0,001), AIx (p<0,001) при этом параметры жесткости артерий возвращались к первоначальным уровням после десятилетнего отказа от курения [12].

Другим механизмом, связанным с обратимым эффектом прекращения курения, является вегетативная нервная система (ВНС), активируемая воздействием курения. Активация ВНС коррелирует с повышением артериального давления и с периферической резистентностью [13]. Благодаря острому воздействию курения никотин приводит к преобладанию симпатической нервной активности, которая способствует повышению периферической вазоконстрикции и ускорению сердечного ритма [14]. При этом никотин - ​единственный известный компонент табачного дыма, вызывающий формирование зависимости. Роль никотина в гемодинамических эффектах курения хорошо изучена, его влияние на тромбогемостатические факторы, такие как тромбоциты, фибриноген, t-PA или PAI‑1, небольшое, вероятно, оно вносит незначительный вклад в развитие атеротромботических событий [15].

В связи с этим отдельного внимания заслуживает электронная система нагревания табака (ЭСНТ), которая базируется на основании концепции пониженного вреда, в частности на том, что основными факторами, ответственными за проатерогенную, протромбогенную и провоспалительную активность эндотелия, а также канцерогенез, являются продукты горения. Так, в исследовании 2021 г. было выявлено, что ЭСНТ показала меньший неблагоприятный эффект на эластичность артерий по сравнению с курением табачных сигарет, изменение скорости пульсовой волны составило 0,54 vs 1,1 м/с (p<0,05) [16].

Тем не менее следует рассмотреть несколько ограничений. Во-первых, как и во всех популяционных исследованиях, мы не можем сделать вывод о том, что существует причинно-следственный эффект прекращения курения на возрастной индекс. Неизмеренные факторы, такие как пассивное курение, могут быть причиной этой взаимосвязи. Во-вторых, мы использовали интегральный показатель - ​СВ, отражающий сосудистую жесткость и старение, это не может рассматриваться как стандартное измерение артериальной жесткости. В-третьих, информация о курении, включая текущее состояние, продолжительность и количество выкуренных сигарет, была получена со слов пациента, что может привести к неправильной классификации. В-четвертых, интерпретация результатов этого исследования ограничена участниками-мужчинами. В-пятых, отсутствует информация о продолжительности отказа от курения, что ограничило возможности нашего статистического анализа. Наконец, мы не нашли в литературе исследования, оценивающего одновременные изменения в синтезе NO и активации симпатической нервной системы при курении, а это может ограничить наше объяснение возможных механизмов.

Мы обнаружили значительную связь между СВ и статусом курения у мужчин, поэтому наши результаты могут вдохновить нынешних курильщиков изменить свои привычки, чтобы задержать или обратить вспять прогрессирование артериального старения посредством отказа от курения. Если курильщики не мотивированы на отказ и не готовы отказаться от своей привычки, они могут рассмотреть переход на продукты пониженного риска. Тем не менее влияние прекращения курения на артериальную жесткость должно быть дополнительно оценено в будущих исследованиях.

Заключение

Полученные данные подтверждают важность разра­ботки алгоритма действий терапевта и кардиолога в борьбе с курением как ключевым поведенческим фактором риска развития атеросклеротических ССЗ и сокращения продолжительности жизни.

Исследование выполнено на базе ООО "Международный медицинский центр "СОГАЗ", Санкт-Петербург, Российская Федерация.

Литература/References

1. Rehill N., Beck C.R., Yeo K.R., Yeo W.W. The effect of chronic tobacco smoking on arterial stiffness. Br J Clin Pharmacol. 2006; 61 (6): 767-73.

2. Ambrose J.A., Barua R.S. The pathophysiology of cigarette smoking and cardiovascular disease: an update. J Am Coll Cardiol. 2004; 43: 1731-7.

3. Wei Y.J., Liu H.L., Liu B., Lu Z., Zhi-Genget J. Impact of smoking and smoking cessation on arterial stiffness in healthy participants. Angiology. 2013; 64: 273-80.

4. Ben-Shlomo Y., Spears M., Boustred C., May M., Anderson S.G., Benjamin E.J., Boutouyrie P., Cameron J., Chen C.-H., Cruickshank J.K., Hwang S.-J., Lakatta E.G., Laurent S., Maldonado J., Mitchell G.F., Najjar S.S., Newman A.B., Ohishi M., Pannier B., Pereira T., Vasan R., Shokawa T., Sutton-Tyrell K., Verbeke F., Wang K.-L., Webb D.J., Hansen T.W., Zoungas S., McEniery C.M., Cockcroft J.R., Wilkinson I.B. Aortic pulse wave velocity improves cardiovascular event prediction: an individual participant meta-analysis of prospective observational data from 17,635 subjects. J Am Coll Cardiol. 2014; 63 (7): 636-46.

5. Nilsson P.M. A Tale of EVA and ADAM in cardiovascular risk assessment and prevention. Hypertension. 2009; 54: 3-10.

6. 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.

7. Cunha P.G., Cotter J., Oliveira P., Vila I., Boutouyrie P., Laurent S., Nilsson P.M., Scuteri A., Sousaet N. Pulse wave velocity distribution in a cohort study: from arterial stiffness to early vascular aging. J Hypertens. 2015; 33 (7): 1438-45.

8. Sehgel N.L., Sun Z., Hong Z., Hunter W.C., Hill M.A., Vatner D.E., Vatner S.F., Meininger G.A. Augmented vascular smooth muscle cell stiffness and adhesion when hypertension is superimposed on aging. Hypertension. 2015; 65 (2): 370-7.

9. Doonan R., Hausvater A., Scallan C., Mikhailidis D.P., Pilote L., Daskalopoulouet S.S. The effect of smoking on arterial stiffness. Hypertens Res. 2010; 33; 398-410.

10. Mahmud A., Feely J. Effect of smoking on arterial stiffness and pulse pressure amplification. Hypertension. 2003; 41: 183-7.

11. Node K., Kitakaze M., Yoshikawa H., Kosaka H., Horiet M. Reversible reduction in plasma concentration of nitric oxide induced by cigarette smoking in young adults. Am J Cardiol. 1997; 79: 1538-41.

12. Lee G.B., Shim J.S., Kim H.C. Dose-response association between smoking cessation and arterial stiffness: the cardiovascular and metabolic diseases etiology research center (CMERC) cohort. Korean Circ J. 2020; 50 (4): 361-9.

13. Middlekauff H.R., Park J., Moheimani R.S. Adverse effects of cigarette and noncigarette smoke exposure on the autonomic nervous system: mechanisms and implications for cardiovascular risk. J Am Coll Cardiol. 2014; 64: 1740-50.

14. Oren S., Isakov I., Golzman B., Kogan J., Turkot S., Peled R., Yosefyet C. The influence of smoking cessation on hemodynamics and arterial compliance. Angiology. 2006; 57: 564-8.

15. Barua R.S., Ambrose J.A. Mechanisms of coronary thrombosis in cigarette smoke exposure. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 2013; 33: 1460-7.

16. Ikonomidis I., Vlastos D., Kostelli G., Kourea K., Katogiannis K., Tsoumani M., Parissis J., Andreadou I., Alexopoulos D. Differential effects of heat-not-burn and conventional cigarettes on coronary flow, myocardial and vascular function. Sci Rep. 2021; 11: 11808.

Материалы данного сайта распространяются на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License («Атрибуция - Всемирная»)

ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР
ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР
Обрезан Андрей Григорьевич
Доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой госпитальной терапии медицинского факультета Санкт-Петербургского государственного университета, главный врач группы клиник «СОГАЗ МЕДИЦИНА», Санкт-Петербург, Российская Федерация

Журналы «ГЭОТАР-Медиа»