The functional state of the cardiovascular system in pregnant women with type 1 diabetes mellitus

Kanus I.I., Rimashevsky V.V., Skriplenok T.N.

Belorussian Medical Academy of Postgraduate Education, Minsk 220013, p. Brovki str. 3, bld. 3, Republic of Belarus; Mother and Child Republican Scientific and Practical Center, Minsk, Republic of Belarus, Minsk 220053, Orlovskaya str. 66, Republic of Belarus
Objective. To establish the specific functions of the cardiovascular system in pregnant women with diabetes mellitus (DM) during gestation.
Subjects and methods. The results of examinations were analyzed in 204 women with type 1 DM, including 45 (22%), 110 (54%), and 49 (24%) patients in the first, second, and third trimesters of pregnancy, respectively. A control group comprised 30 women with uncomplicated pregnancy, including 10 (33.3%), 10 (33.3%), and 1 (33.3%) patients in the first, second, and third trimesters, respectively. The patients underwent instrumental examination: echocardiography and Doppler echocardiography; the standard echocardiographic characteristics were assessed in relation to the presence of diabetic nephropathy. The examined pregnant women had neither respiratory nor heart failure. The findings were statistically analyzed.
Results. The paper gives new evidence for the functional status of the cardiovascular system in pregnant women with type 1 DM. The examined patients with DM were ascertained to have a significant increase in glycated hemoglobin and to have no protective hypervolemia or hyperdynamic circulation inherent to the development of pregnancy.
Conclusion. The course of pregnancy in patients with DM was characterized by hyperglycemia. Glycated hemoglobin levels during gestation were elevated and ranged from 9.54 to 8.18%.
The course of pregnancy in the women with DM was unattended by significant echo-CG morphometric changes provided that DM was corrected. The patients with this condition were found to have no protective hypervolemia or hyperdynamic circulation typical of the development of pregnancy. The function of the cardiovascular system in pregnant women with diabetic nephropathy during gestation is characterized by the decreased cardiac output; the required minute volume is maintained by increased heart rate.

Keywords

pregnant women
diabetes mellitus
diabetic nephropathy
cardiovascular system

Сахарный диабет (СД) – это группа заболеваний, характеризующихся гипергликемией, которая развивается вследствие абсолютного или относительного дефицита инсулина и проявляется также глюкозурией, полиурией, полидипсией, нарушениями липидного, белкового и минерального обменов. СД занимает одно из ведущих мест в мире по медико-социальной значимости и стоит в ряду первых приоритетов национальных систем здравоохранения практически всех стран мира [1–4].

Социальная значимость СД определяется большим количеством тяжелых хронических осложнений данного заболевания, которые приводят к инвалидизации и преждевременной смерти пациентов. СД является также важнейшим независимым фактором риска неблагоприятных исходов в акушерстве, поскольку определяет высокую частоту осложнений беременности у материи и плода [5].

Течение СД сопровождается развитием микроангиопатий – генерализованным дегенеративно-дистрофическим поражением мелких сосудов (капилляров, артериол и венул) – основой сосудистой патологии органов: сосудов, миокарда, глаз, почек, кожи, мышц, нервной системы, желудочно-кишечного тракта, далее развивается диабетическая макроангиопатия, поражающая сосуды среднего и крупного калибра. В развитии ангиопатий имеют значение состояние свертывающей системы крови – гиперкоагуляция и частые перепады содержания сахара в крови, свойственные периоду беременности. Диабет также входит в число основных причин почечной недостаточности, которая приводит к инвалидизации и смертности больных СД [6, 7]. Она развивается у 30–50% больных СД I типа (достигая через 15 лет у 80% из них хронической почечной недостаточности). Диабетическая нефропатия ведет к развитию терминальной стадии хронической болезни почек. Прогрессирование диабетической нефропатии еще больше способствует негативному влиянию на функционирование сердечно-сосудистой системы вследствие появления дополнительных патофизиологических механизмов депрессии гемодинамики [7–9].

В настоящее время СД страдает 2,9% взрослого населения Республики Беларусь, а улучшение результатов ведения беременности и родов у женщин с СД входит в «Перечень приоритетных направлений научных исследований Республики Беларусь на 2011–2015 гг.» Акушерские и эндокринологические задачи включают профилактику осложнений беременности, выбор срока и метода родоразрешения и ведение СД на всех периодах гестации. В плане перинатальной охраны плода решаются вопросы создания условий для развития и рождения ребенка с минимально выраженными признаками диабетической фетопатии [10].

Анестезиологическое обеспечение и интенсивная терапия во время родоразрешения у беременных с данной патологией играет ключевую роль, позволяя сохранить стабильное течение СД во время родов или операции кесарева сечения. Интенсивная терапия нарушений углеводного обмена (кетоацидоз, гипо-, гипергликемия) позволяет стабилизировать состояние женщин, часто улучшить фето-плацентарный кровоток и пролонгировать беременность [11–13]. При планировании ведения родов, анестезии и интенсивной терапии всегда учитывается функциональное состояние сердечно-сосудистой системы, поскольку данные характеристики определяют выбор метода родоразрешения, анестезии, объемно-скоростные характеристики инфузионной терапии, реакцию всего организма на операционный стресс, возможную кровопотерю и послеоперационное состояние [13–15]. Учитывая неблагоприятное воздействие СД на сердце, сосуды и почечную функцию, а также значительные изменения гормонального статуса, центральной и периферической гемодинамики при беременности необходимо установить особенности функционирования сердечно-сосудистой системы в динамике гестации [16].

Цель исследования: установление особенностей функции сердечно-сосудистой системы беременных с СД I типа в динамике гестации.

Материал и методы исследования

Набор материала проводился на базе отделения патологии беременности №1, № 2, отделения экстрагенитальной патологии беременных, отделения анестезиологии, реанимации и интенсивной терапии ГУ РНПЦ «Мать и дитя» г. Минск, Республика Беларусь. Объект исследования: беременные женщины с СД 1-го типа. Для проведения анализа и статистической обработки полученных результатов исследования использованы истории родов форма № 096/у за период наблюдения 2009–2014 гг.

Для решения поставленной задачи в динамике беременности было проведено обследование 204 женщин страдающих СД 1-го типа (исследуемая группа): 45 (22%) пациенток в I триместре беременности (среднее значение срока гестации составило 12,4±3,83 недель); 110 пациенток (54%) во II триместре (среднее значение срока гестации было 26,4±3,75 недель) и 49 (24%) в III триместре беременности (среднее значение срока гестации составило 36,6±2,07 недель). Учитывая выраженное неблагоприятное действие диабетической нефропатии, как наиболее тяжелого осложнения СД, отражающего наличие микро- и макроангиопатии, на сердечно-сосудистую систему, исследуемая группа была разделена на две подгруппы: 1-я – пациенты без нефропатии и 2-я – пациенты, имеющие диабетическую нефропатию (IV ст. по Mogensen). Диабетическая нефропатия была у 11 (24,4%) человек в первом триместре, у 19 (17,3%)человек во втором и у 10 (19,4%) человек в третьем триместре беременности в исследуемой группе. В контрольную группу было включено 30 женщин с неосложненным течением беременности: 10 (33,3%) пациенток в I, 10 (33,3%) во II и 10 (33,3%) в III триместре беременности. Средний возраст беременных женщин с СД 1-го типа составил 26,7±4,92 года, средний возраст пациентов контрольной группы составил 22,1±3,82 года. Группы были однородны по возрастному составу.

Всем пациенткам обследованных групп проведено определение индекса массы тела (ИМТ). Среднее значение ИМТ у беременных женщин с СД 1-го типа в I триместре составило 24,1±3,67 кг/м2, во II – 26,4±3,90 кг/м2 и в III – 28,2±3,60 кг/м2 и имело значимое отличие (р<0,05) от среднего значения ИМТ у пациенток контрольной группы – 22,6±2,98 кг/м2 соответственно.

Компенсация СД у беременных оценивалась по уровню гликированного гемоглобина (HbA1c). Нормальный уровень этого показателя у здоровых беременных составляет 4,3–4,7%, для беременных с СД – до 6,1%. Все обследованные пациентки находились под динамическим наблюдением врача акушера-гинеколога, врача эндокринолога и анестезиолога-реаниматолога, получали лечение в соответствии с протоколами и методическими рекомендациями [17].

Всем пациенткам выполнено инструментальное исследование: эхокардиография (ЭХОКГ) с допплер-ЭХОКГ. Доплер-ЭХОКГ проводили на аппарате ультразвуковой системы экспертного класса Aplio XG (Toshiba) Medical Sistems Corporation (Япония), строение и функции сердца в М-Б-режимах, проводилось тканевое допплеровское исследование.

Статистический анализ полученных результатов выполнен при помощи компьютерного пакета программ Statistica (версия 7.0).

Первый этап анализа количественных показателей включал рассчет основных параметров описательной статистики (среднее арифметическое, медиана, 25-й и 75-й процентили, доверительный интервал – 95,00% – +95,00%, стандартное отклонение, стандартная ошибка).

На следующем этапе обработки данных проводили проверку правильности распределения величин. При этом использовали Shapiro-Wilk’s W-test и Kolmogorov-Smirnov test.

В случае соответствия распределяемых величин параметрическим критериям, применяли методы параметрической статистики. Результаты обработаны методом вариационной статистики с определением среднего арифметического, стандартного отклонения и ошибки среднеквадратичного отклонения для каждой группы сравниваемых показателей. Достоверность различия (Р) между сравниваемыми группами признана значимой (p<0,05) по критерию t (Стъюдента-Фишера).

Обследованные беременные женщины не имели дыхательной и сердечной недостаточности (отсутствие заболеваний органов дыхания, пороков сердца, ишемической болезни сердца, нарушений сердечного ритма).

Различий по сопутствующей экстрагенитальной и акушерской патологии и тяжести исходного состояния у обследованных групп пациенток выявлено не было.

Результаты исследования и обсуждение

Неблагоприятное воздействие СД на сердце и сосуды, особенно при наличии нефропатии на фоне беременности, требует точного знания характера функции сердца на протяжении всей гестации.

Действительную компенсацию СД у обследованных пациенток оценивали по уровню гликированного гемоглобина (HbA1c).

Результаты оценки компенсации СД по уровню HbA1c и данные ЭХОКГ беременных с СД приведены в табл. 1 и 2 соответственно.

При анализе углеводного обмена у пациенток с СД отмечены достоверно более высокие показатели гликированного гемоглобина на всех этапах исследования по сравнению со здоровыми беременными. У здоровых беременных уровень гликированного гемоглобина был менее 5%, что характеризует содержание гликемии в течение последних 60 суток перед исследованием не превышающее 5,4 ммоль/л. У всех беременных с СД, независимо от наличия нефропатии, уровень HbA1c на всех этапах исследования был повышенным – соответственно 8,67±1,80, 8,18±1,66 и 8,35±1,94% у пациенток без нефропатии и 9,54±2,12, 8,82±2,20 и 8,52±1,40% у беременных с нефропатией в первом, втором и третьем триместрах соответственно. Данные уровни гликированного гемоглобина показывают колебания уровня гликемии достигающие в среднем 10–11ммоль/л в течение 60 суток перед исследованием. Выявленные особенности характеризуются как недостаточно хорошо компенсированный СД, указывают на недостаточную компенсацию гликемии в группе беременных с СД и являлись показанием для коррекции инсулинотерапии. Вместе с тем, у пациенток не было отмечено изменений кислотно-основного состояния и кетонов в моче. Параметры функции сердечно-сосудистой системы приведены в табл. 2.

При оценке функции левого желудочка (ЛЖ) раздельно оценивались систолическая или насосная функция и диастолическая функция, которая связана с соотношением диастолического давления и объема ЛЖ.

Основным параметром глобальной систолической функции ЛЖ являются фракция выброса (ФВ) и фракция укорочения (ФУ).

При оценке ФВ у здоровых беременных и у пациенток с СД установлены следующие особенности: ФВ здоровых беременных в первом и втором триместрах беременности была 68,25±2,54 и 69,4±4,16% и достоверно увеличивалась до 74,24±3,86% в третьем. ФВ беременных с СД в динамике гестации также была в пределах физиологических значений как у пациенток без нефропатии 71,39±3,86%, 69,76±3,52%, 69,56±3,74%, так и у пациенток с нефропатией – 66,45±4,86%, 63,55±3,78%, 65,50±5,20% однако, не было отмечено достоверного увеличения в третьем триместре, характерного для нормально развивающейся беременности. ФУ ЛЖ у всех пациенток колебалась в физиологических пределах – 38–42%.

Практически у всех пациенток (и здоровых и с СД) не было выявлено нарушенной глобальной систолической функции. При клиническом исследовании ни в группе здоровых беременных ни у пациенток с СД не были выявлены симптомы сердечной недостаточности. Вместе с тем, у беременных с СД не выявлено характерного роста ФВ в третьем триместре. Установленная особенность систолической функции сердца у беременных с СД показывает отсутствие резервных возможностей миокарда для обеспечения гипердинамического варианта кровообращения, необходимого для обеспечения метаболизма в третьем триместре беременности.

Для оценки давления наполнения ЛЖ (характеристика диастолической функции) были исследованы и интегрированы в динамике беременности параметры левого предсердия (ЛП).

Увеличение ЛП наиболее часто обнаруживают при повышении давления наполнения ЛЖ (диастолическая дисфункция ЛЖ); митральной регургитации или митральном стенозе, фибрилляции предсердий, дефекте межпредсердной перегородки, дилатации правого предсердия. У всех обследованных пациенток независимо от срока гестации размеры ЛП не были увеличены (не превышали 34,75 мм), что исключает длительное повышение давления наполнения ЛЖ и характеризует отсутствие выраженной диастолической дисфункции, при отсутствии пороков сердца и аритмии.

Исследование размеров ЛЖ и толщины межжелудочковой перегородки (МЖП) не выявили отклонений от нормальных значений ни у здоровых беременных, ни у беременных с СД, что характеризует физиологические условия функционирования миокарда и отсутствие артериальной гипертензии. Диастолический размер ЛЖ и толщина МЖП не превышали соответственно 49,75 и 9,0 мм у здоровых и 50,18 и 9,12 мм у беременных с СД.

У всех обследованных беременных размер правого желудочка (ПЖ) и систолическое давление в легочной артерии (СДЛА) находились в пределах нормы, что характеризует отсутствие патологии в системе легочной артерии, нормальную функцию ПЖ и удовлетворительную адаптацию правых отделов сердца и малого круга кровообращения к возрастающей нагрузке во время беременности. СДЛА и здоровых и беременных с СД на разных этапах исследования колебалось в пределах 21, 33–26, 57 мм рт. ст.

При изучении параметров, характеризующих сис­темную гемодинамику – ударного объема (УО), частоты сердечных сокращений (ЧСС) и минутного объема (МО) в развитии беременности у здоровых пациенток выявлены закономерные изменения. У здоровых пациенток отмечено достоверное, по сравнению с пациентами с СД, увеличение МО кровотока в третьем триместре до 8,47±0,96 л/мин, которое было обусловлено ростом УО до 92,24±9,87 мл и ЧСС до 93,44±9,6/мин. Данные показатели достоверно повышались в третьем триместре по сравнению с первым и вторым только у здоровых беременных, тогда как у всех пациенток с СД величина УО достоверно не изменялась в течение беременности и составляла от 58,8 до 79,71 мл. Не выявлено характерных отличий в динамике развития беременности и величины МО крови у беременных с СД. Показатели МО в первом, втором и третьем триместрах у беременных без нефропатии составили соответственно 5,78, 6,54 и 6,37 л/мин. У беременных с диабетической нефропатией МО сердца был достоверно ниже, чем у здоровых, и недостоверно ниже, чем у беременных с СД без нефропатии и составил 6,02, 6,28 и 5,62 л/мин соответственно в 1-м, 2-м и 3-м триместрах. Величина УО и ЧСС у беременных с СД были в пределах физиологических значений, однако, в группе пациенток с нефропатией отмечено достоверное уменьшение величины УО по сравнению с группой здоровых и беременных с СД без нефропатии. Нормальный уровень МО кровообращения у пациенток с СД и наличием диабетической нефропатии при сниженном УО поддерживался за счет достоверно более высокой ЧСС – 93,44±9,6 уд/мин.

Заключение

Развитие беременности у пациенток с СД характеризовалось повышенным уровнем гликемии. Уровень гликированного гемоглобина в динамике гестации был повышенным и колебался от 9,54 до 8,18%.

Развитие беременности у женщин на фоне СД не сопровождается значительными изменениями морфометрических параметров ЭХОКГ при условии коррекции СД. У пациенток с СД установлено отсутствие протективной гиперволемии и гипердинамического варианта кровообращения, характерного развитию беременности. Функционирование сердечно-сосудистой системы в динамике гестации у беременных при наличии диабетической нефропатии характеризуется сниженной величиной УО, необходимый уровень МО поддерживается увеличением ЧСС.

Supplementary Materials

  1. Table 1. The level of glycated hemoglobin in pregnant women with type 1 diabetes compared with healthy patients
  2. Table 2. Echocardiography parameters in pregnant women with diabetes compared with healthy patients

References

1. Aylamazyan E.K., Kulakov V.I., Radzinskiy V.E., Saveleva G.M., Ed. Obstetrics. National guideline. Moscow: GEOTAR-Media; 2013. 1200p. (in Russian)

2. Evsyukova I.I., Kosheleva N.G. Diabetes: pregnant women and newborns. St. Petersburg; 1996. 268p. (in Russian)

3. Dedov I.I., Shestakova M.V. Diabetes. Acute and chronic complications. Monograph. Moscow: MIA; 2011: 259-326. (in Russian)

4. Dedov I.I., Shestakova M.V. Diabetes and cardiovascular disease: state of the problem. Saharnyiy diabet. 2002; 4: 2-6. (in Russian)

5. Shehtman M.M. Guide extragenital pathology in pregnant women. 3rd ed. Moscow: Triada-X; 2005. 816p. (in Russian)

6. Simmons D., Morton K., Laughton S.J., Scott D.J. A comparison of two intravenous insulin regimens among surgical patients with insulin‐dependent diabetes mellitus. Diabetes Educ. 1994; 20(5): 422 -7.

7. Thourani V.H., Weintraub W.S., Stein B., Gebhart S.S., Craver J.M., Jones E.L., Guyton R.A. Influence of diabetes mellitus on early and late outcome after coronary artery bypass grafting. Ann. Thorac. Surg. 1999; 67(4): 1045 -52.

8. Gan D., ed. Diabetes atlas. 3rd ed. International Diabetes Federation; 2006.

9. Treiman G.S., Treiman R.L., Foran R.F., Cossman D.V., Cohen J.L., Levin P.M. et al. The influence of diabetes mellitus on the risk of abdominal aortic surgery. Am. Surg. 1994; 60(6): 436-40.

10. Fedorova M.V., Krasnopolskiy V.I., Petruhin V.A. Diabetes, pregnancy and diabetic fetopathy. Moscow: Medicine; 2001 292p. (in Russian)

11. Zilber A.P., Shifman E.M. Obstetrics eyes anesthesiologist. Petrozavodsk; 1997. 397p. (in Russian)

12. Kulakov V.I., Serov V.N., Abubakirova A.M., Chernuha E.A., Baranov I.I., Fedorova T.A. Anesthesia and resuscitation in obstetrics and gynecology. Moscow: Triada-H; 2000. 384p. (in Russian)

13. Watkins E.J., Dresner M., Calow C.E. Severe vasovagal attack during regional anaesthesia for cesarean section. Br. J. Anaesth. 2000; 84(1): 118-20.

14. Eltzschig H.K., Lieberman E.S., Camann W.R. Regional anesthesia and analgesia for labor and delivery. N. Engl. J. Med. 2003; 348(4): 319-32.

15. Rawal N., Van Zundert A., eds. Highlights in regional anaesthesia and pain therapy. XII. ESRA and Cyprint Ltd; 2003.

16. Shiller N., Osipov M.A. Klinicheskaya ehokardiografiya. M.; 1993. 347p. (in Russian)

17. Kharkevich O.N., Barsukov A.N., Pankratova O.A., Rimashevsky V.V., Skriplenok T.N. The management of pregnancy in patients with type I diabetes. Minsk: Law and Economics; 2014. 40p. (in Russian)

Received 06.09.2015
Accepted 02.10.2015

About the Authors

Kanus I.I., MD, Professor, Department of Anaesthesiology and Reanimatology, Belorussian Medical Academy of Postgraduate Education. 220013, Republic of Belarus, Minsk, p. Brovki str. 3, bld. 3. Tel.: (8017) 2870068. E-mail: rimwlad@gmail.com
Rimashevsky V.V., PhD, Professor, Department of Anaesthesiology and Reanimatology, Belorussian Medical Academy of Postgraduate Education. 220013, Republic of Belarus, Minsk, p. Brovki str. 3, bld. 3. Tel.: (8017) 2870068. E-mail: rimwlad@gmail.com
Skriplenok T.N., MD, Mother and Child Republican Scientific and Practical Center. 220053, Republic of Belarus, Minsk, Orlovskaya str. 66. Tel.: (8017) 2880819. E-mail: tnskrip@yandex.ru

For citations: Kanus I.I., Rimashevsky V.V., Skriplenok T.N. The functional state of the cardiovascular system in pregnant women with type 1 diabetes mellitus. Akusherstvo i ginekologiya/Obstetrics and Gynecology. 2016; (1): 34-39. (in Russian)
http://dx.doi.org/10.18565/aig.2016.1.34-39

Similar Articles

By continuing to use our site, you consent to the processing of cookies that ensure the proper functioning of the site.