Спасительный клапан для сердца. Член-корреспондент РАН С.Т. Мацкеплишвили о новой разработке ученых, не имеющей аналогов в мире

Сердечно-сосудистые заболевания, несмотря на значительные достижения в их диагностике и лечении, остаются главной причиной смертности во всем мире. В большинстве случаев эти заболевания можно предотвратить, считает член-корреспондент РАН, заместитель директора по научной работе Медицинского научно-образовательного центра МГУ им. М.В. Ломоносова Симон Теймуразович Мацкеплишвили. В интервью «Научной России» кардиолог рассказал о том, как можно предотвратить эти заболевания, а также о новой совместной разработке МГУ и зарубежных ученых ― искусственном клапане для имплантации в сердце без вскрытия грудной клетки по уникальной технологии.

─ Какую роль в развитии сердечно-сосудистых заболеваний играет наследственность, а какую ─ образ жизни?

― Сердечно-сосудистые заболевания могут иметь наследственный характер, когда генетические дефекты, имеющиеся у родителей, передаются их детям. Это могут быть как самостоятельные болезни, например кардиомиопатии или нарушения ритма сердца, так и часть сложных наследственных заболеваний: синдрома Марфана, Элерса — Данлоса и множества других. Отдельно выделяются врожденные пороки сердца, формирование которых может иметь генетическую причину, но чаще они становятся следствием нарушения внутриутробного развития. Причина ― определенные неблагоприятные факторы и внешнее воздействие на формирование организма ребенка во время беременности, преимущественно в ее первом триместре. Это, например, определенные вирусные заболевания (в первую очередь, краснуха), вредные привычки у матери, применение некоторых лекарственных средств, воздействие ионизирующей радиации. Одним из немаловажных факторов развития врожденных пороков сердца может стать и здоровье отца. Среди факторов риска рождения ребенка с врожденным пороком сердца — возраст матери, эндокринные заболевания супругов, токсикоз, угроза прерывания беременности и др.

Однако в подавляющем большинстве случаев сердечно-сосудистые заболевания становятся следствием сочетания генетической предрасположенности и неправильного образа жизни. Причем вклад первого фактора не превышает 20%, а остальные 80% объясняются приобретаемыми в течение жизни факторами риска, основные из которых ― повышенное артериальное давление, курение, неправильная диета, избыточная масса тела и ожирение, злоупотребление алкоголем, низкий уровень физической активности. А поскольку практически со всем вышеперечисленным можно эффективно и успешно справиться, то и большинство болезней системы кровообращения можно считать предотвращаемыми.

─ Примерно таково же соотношение наследственности и факторов риска и при онкологических заболеваниях.

― Именно. А что касается значимости воздействия внешних факторов, скажем, стресса, могу привести интересный пример из собственной практики. Будучи студентом Московской медицинской академии (ныне ― Сеченовский университет) на кафедре психиатрии в знаменитой клинике им. С.С. Корсакова, я вел историю болезни пациентки с эпилепсией. Это была женщина 50 лет с тяжелыми и частыми эпилептическими приступами и выраженными патологическими изменениями на электроэнцефалограмме. У этой женщины была сестра-близнец, причем с такими же нарушениями на энцефалограмме, но у нее за всю жизнь не было ни одного эпилептического приступа! Так что же спровоцировало эпилепсию у моей пациентки? Когда я ее опрашивал, узнал, что в возрасте шести лет она пережила серьезную психологическую травму: во время новогодних праздников на ней из-за искры от бенгальского огня загорелось платье Снегурочки. Она обгорела, конечно же, пережила очень сильный стресс, после чего ее генетическая предрасположенность реализовалась в клинически проявляющуюся эпилепсию. Хотя, повторюсь, у ее сестры была абсолютно такая же генетика и такая же измененная энцефалограмма.

По-моему, хотя это и пример из другой медицинской специальности, но он наглядно иллюстрирует, что наследственность не всегда определяет развитие заболевания, и в первую очередь это касается болезней системы кровообращения. Определенные генетические факторы, касающиеся обмена холестерина, активности системы свертывания крови и тромбообразования, строения и функционирования стенки кровеносных сосудов могут быть значительно усилены или, наоборот, ослаблены образом жизни человека, режимом его питания, наличием или отсутствием физической нагрузки, его реакцией на стрессы и т.д.

─ А все-таки насколько сильно связаны между собой стресс и сердечно-сосудистые заболевания?

― Наличие стресса четко коррелирует с вероятностью развития основных сердечно-сосудистых заболеваний. Согласно данным ВОЗ, основная причина смерти на Земле ― это болезни, связанные с повышенным артериальным давлением: то есть не артериальная гипертензия сама по себе, а все, к чему она приводит: инфаркт миокарда, инсульт, сердечная недостаточность и т.д. А в большинстве случаев артериальная гипертензия ― следствие стресса, чаще хронического. Да, есть небольшое количество гипертензий, максимум 5–10%, которые вызваны другими заболеваниями: поликистозом почек или сужением почечных артерий, нарушением функции щитовидной железы, надпочечников, но все остальное ― прямое следствие стресса и постоянного напряжения. Хронический стресс реализуется в том числе и в ишемическую болезнь сердца, и в мозговые катастрофы ― инсульты, и, помимо этого, в сахарный диабет, различные болезни желудочно-кишечного тракта и т.д. Стресс считается одним из самых важных факторов риска, не менее значимым, чем курение, высокий уровень холестерина и глюкозы или избыточная масса тела, поэтому, обследуя пациента, мы должны определить уровень его стресса и снизить его.

─ Как вы относитесь к идее о том, что высокий уровень сердечно-сосудистых заболеваний связан в том числе с дисбалансом полиненасыщенных жирных кислот омега-3 и омега-6, который возникает в организме человека из-за того, что в его рационе стала преобладать мясная продукция, а рыбы, напротив, мало? Ведь известно, что, например, эскимосы не так подвержены сердечно-сосудистым заболеваниям, как европейцы.

― Да, это действительно так. Известно, что жители стран с высоким потреблением рыбы и морепродуктов имеют относительно низкий риск развития сердечно-сосудистых заболеваний. Это касается не только эскимосов или жителей Японии, но и приверженцев так называемой средиземноморской диеты, включающей, помимо рыбы, и другие источники полиненасыщенных жирных кислот. Такая диета популярна в Италии, Португалии, Франции и других странах средиземноморского региона. Более того, недавно опубликованы результаты крупного исследования, в ходе которого выяснилось, что добавление омега-3-полиненасыщенных жирных кислот к терапии статинами у пациентов очень высокого риска сердечно-сосудистых осложнений с высоким уровнем триглицеридов привело к снижению смертности от инфаркта миокарда и инсульта на целых 26%. Это стало основанием для одобрения этой ранее пищевой добавки на основе эйкозапентаеновой кислоты, относящейся к незаменимым жирным кислотам и представляющей собой основной компонент омега-3-полиненасыщенных жирных кислот в рыбе и морских моллюсках, в качестве лекарственного препарата для улучшения прогноза у пациентов с ишемической болезнью сердца и гипертриглицеридемией.

Возвращаясь к японцам или эскимосам, важно помнить еще и о том, что, помимо употребления в пищу большого количества рыбы, они живут в определенных условиях окружающей среды, которая привычна для их организма с раннего детства. Интересно, что у тех же японцев, переехавших в Европу или США, резко увеличивается вероятность развития тяжелых сердечно-сосудистых заболеваний. Поэтому одним употреблением полезных продуктов не обойтись; думаю, что имеет значение и проживание в той географической области, для которой употребление этих продуктов ― часть жизненного уклада.

─ Если человек на протяжении всей жизни ел мясо, а потом перешел на рыбу, то риск развития сердечно-сосудистых заболеваний у него снизится?

― Я думаю, что такое возможно. Но недостаточно просто взять и перейти с мяса на рыбу: если вы эту рыбу будете класть на толстый кусок хлеба, от души намазанный сливочным маслом, то глобально ничего не изменится. Рыба ― лишь часть большой диеты и образа жизни, которые, возможно, придется кардинально пересмотреть, если мы говорим о сохранении здоровья на долгие годы. Мы знаем довольно много случаев долгожительства и низкой сердечно-сосудистой заболеваемости и смертности в регионах, довольно далеких от моря и крупных рек, где основной рацион питания состоит из мяса животных или птицы. Сегодня многие люди, продолжая есть мясо, меняют другие пищевые привычки: значительно снижают употребление соли, продуктов с трансжирами, отказываются от полуфабрикатов и переработанной пищи, тем самым значительно улучшая свое здоровье, резко снижая вероятность развития сердечно-сосудистых заболеваний.

─ На развитие сердечно-сосудистых заболеваний, безусловно, влияет множество факторов. Но можете ли вы выделить какой-то один, самый главный?

― Могу, но обо всем по порядку. Есть несколько ключевых факторов риска, которые всем известны. Это повышенное артериальное давление, курение, высокий уровень холестерина и сахара в крови. Но если нужно выделить какой-то один фактор, то я бы на первое место поставил стресс ― бич современного человечества. На второе ― низкий уровень физической активности. Это очень взаимосвязанные вещи. Высокий уровень стресса и тревожности ― основная причина развития артериальной гипертензии, зависимости от табака, избыточной массы тела с сопровождающим ее повышением холестерина, сахара в крови и т.д. Конечно, высокое давление может быть следствием других заболеваний, курить можно начать еще в школе, а диабет может быть наследственным, но чаще всего это последствие серьезной психоэмоциональной перегрузки. Вы спросите: а как с этим бороться? Лучший способ ― регулярная физическая активность. Это очень важный постулат, поскольку отсутствие или недостаток физической активности ― важнейший фактор риска развития огромного количества заболеваний, не только сердечно-сосудистых, но и онкологических, метаболических, опорно-двигательного аппарата и т.д. У меня есть большая надежда, что государственная программа по развитию физической культуры и спорта, проводимая в нашей стране, будет стимулировать людей, например, чаще ходить пешком или кататься на велосипеде и таким образом сможет радикально повлиять на ситуацию.

Сегодня мы прекрасно знаем, как справиться с высоким давлением, с повышенным уровнем сахара и холестерина, но пока не можем привлечь людей активнее заниматься физкультурой и спортом. Чем больше человек двигается, тем дольше он живет.

 

─ По-прежнему ли сердечно-сосудистые заболевания обгоняют все остальные заболевания на планете, включая онкологические? Возможно ли, что такая статистика связана с тем, что просто не все, как говорится, доживают до своего рака?

― Это очень интересный вопрос. Действительно, на сегодня болезни системы кровообращения остаются главной причиной смертности на нашей планете, обгоняя онкологические и инфекционные заболевания, а также заболевания дыхательной системы, желудочно-кишечного тракта, сахарный диабет. При этом они молодеют и все больше пациентов умирают в относительно раннем возрасте. Если же говорить об онкологических заболеваниях, то здесь тоже есть прямая связь между возрастом и риском развития рака как у женщин, так и у мужчин: чем старше человек, тем выше этот риск. Поэтому если пациент умирает от инфаркта, инсульта или сердечной недостаточности в относительно молодом возрасте, то, возможно, он и не дожил до онкологического заболевания. С другой стороны, крайне важно понимать и помнить, что в отличие от злокачественных новообразований болезни сердца и сосудов в большинстве случаев можно успешно предотвращать. Если бы мы смогли эффективно и массово внедрить в нашу жизнь культуру здорового образа жизни, регулярных плановых обследований, полноценного контроля факторов риска, то значительно снизили бы смертность от большинства заболеваний сердечно-сосудистой системы во всем мире.  

Ну а пока в России, к сожалению, наблюдается так называемая сверхсмертность от болезней системы кровообращения. Наши показатели, даже с поправкой на статистику учета летальности, в десятки раз превышают западные, и это серьезный повод задуматься и наконец радикально пересмотреть систему профилактики и оказания медицинской помощи кардиологическим пациентам.

─ Недавно ученые МГУ вместе с зарубежными коллегами разработали уникальный искусственный клапан для имплантации в сердце без вскрытия грудной клетки. Расскажите, пожалуйста, об этой не имеющей аналогов технологии.

― Такая технология ранее нигде в мире не применялась. Для меня огромная честь быть членом замечательного коллектива в Кейптаунском университете (ЮАР), на базе которого был реализован этот международный проект, участие в котором, помимо нас, приняли Австрия, Германия, Китай, США. Часть исследований проходила в университетской больнице «Гроот Шур», где в декабре 1967 г. Кристиан Барнард впервые в мире успешно провел пересадку сердца. Руководит проектом профессор Петер Зилла, всемирно известный кардиохирург, возглавляющий центр имени Кристиана Барнарда в Кейптаунском университете.

Вы можете сказать, что сегодня в мире существуют и используются клапаны, которые можно имплантировать в сердце без вскрытия грудной клетки (с использованием так называемых транскатетерных технологий) через маленький разрез в области сердца или бедренную артерию. Но даже эти совершенные технологии имеют существенные недостатки, которые нам удалось преодолеть в ходе разработки нашего уникального устройства.

Практически все его компоненты не имеют аналогов в мире — каркас, разработанный на основе математического анализа и моделирования анатомии корня аорты и гидродинамики этой зоны; материал створок протеза из инновационного полимерного материала; система доставки клапана и раскрывающий его баллон уникальной спиральной конструкции; производство с использованием 3D-печати и многое другое.

Учитывая новую форму каркаса и механизм заякоривания протеза, его можно имплантировать не только пожилым пациентам с кальцинированным аортальным стенозом, но и молодым людям с аортальной недостаточностью, пациентам с ревматическим поражением аортального клапана ― а это огромное количество людей, которые сегодня подвергаются длительной и сложной операции на открытом сердце.

Полимер на основе совершенно нового вида полиуретана не подвержен влиянию весьма агрессивной среды организма и практически вечен в отличие от десятилетнего, максимум 15-летнего срока службы биоматериала в используемых сегодня протезах. Система доставки клапана в сердце и процесс его установки настолько просты, что позволяют выполнять процедуру в обычной хирургической операционной, без сложнейшего, крайне дорогого и не везде доступного кардиохирургического оперблока. Это значительно расширяет доступность такого вида медицинской помощи, в том числе для развивающихся стран, а также для регионов России, где пока нет мощной службы сердечно-сосудистой хирургии.

Есть много других особенностей нашей разработки, не имеющих аналогов в мире. Главное – удалось значительно расширить пул пациентов, которым можно имплантировать такое устройство, предложить простую, эффектную, доступную и, что немаловажно, недорогую технологию, позволяющую сохранить жизнь и здоровье миллионов людей. Я думаю, что если мы будем развивать эту технологию и активно ее использовать в клинической практике, к чему мы уже абсолютно готовы, это произведет революцию в лечении клапанных пороков сердца.

У нас на подходе еще одна технология, касающаяся лечения тяжелой митральной недостаточности. Это серьезнейшая проблема. Устройство, которое мы разрабатываем, также обещает стать революционным.

Я думаю, одна из первоочередных задач, которые мы как университетская клиника ведущего университета России должны решать, ― это активное внедрение технологий диагностики, лечения и сопровождения пациентов с патологией клапанов сердца. В нашей стране эта проблема крайне актуальна и не решена до сих пор. Приведу пример. Большое количество молодых девушек с пролапсом митрального клапана, которые в подавляющем большинстве случаев безосновательно опасаются развития осложнений при беременности и родах, не имеют детей. Или не меньшее количество пожилых пациентов с тяжелым критическим стенозом аортального клапана и другими, нередко очень серьезными заболеваниями, отказываются лечить, также боясь осложнений. Эту проблему обязательно нужно решать, причем максимально быстро. Мы планируем разработку и широкое внедрение образовательной программы по клапанным порокам сердца, призванной помочь очень большому количеству людей.

─ Расскажите немного подробнее об основных компонентах вашего нового устройства для имплантации в сердце без вскрытия грудной клетки.

― Я уже говорил о совершенно новом баллоне, имеющем спиральную конструкцию, позволяющем избежать полного перекрытия просвета выводного тракта левого желудочка во время раскрытия. Это избавляет врача и пациента от серьезных проблем. Сейчас постараюсь объяснить, но начну с используемого сейчас во всем мире подхода. Представьте работающее сердце, которое с каждым сокращением под большим давлением выбрасывает кровь в аорту ― главную артерию нашего организма. В месте отхождения аорты от левого желудочка сердца и расположен аортальный клапан, в который мы должны поставить протез, примерно как стент в коронарную артерию. Поскольку искусственный клапан доставляется к месту имплантации через специальную трубку — катетер, то он первоначально сильно сжимается на специальном устройстве, чтобы занимать меньше места и поместиться в просвете катетера. Существуют две технологии установки протеза ― он либо раскрывается сам за счет эффекта памяти, либо расширяется специальным баллоном, опять же, почти как сосудистый стент. Но даже самораскрывающиеся клапаны требуют использования баллона либо для предилатации ― предварительного расширения места имплантации, либо для дополненного раскрытия клапана уже после его установки. Даже кратковременное раздувание такого баллона в работающем сердце, то есть фактически полное перекрытие пути крови из сердца в аорту, особенно при тяжелом поражении миокарда, часто сопровождающем пороки аортального клапана, может привести к тяжелым последствиям ― острому угнетению гемодинамики, тяжелым аритмиям, гипоксии головного мозга или даже летальному исходу. Чтобы этого не произошло, используется технология искусственной сверхчастой электрической стимуляции левого желудочка, при которой частота сердечных сокращений составляет 150–180 ударов в минуту, что практически означает временную механическую остановку сердца. Время такой стимуляции желательно уменьшить до минимума, что подразумевает необходимость очень быстрой манипуляции с протезом и баллоном. Поэтому иногда требуются не один, а несколько эпизодов сверхчастой стимуляции. В опытных руках она относительно безопасна, но таких рук пока немного. Разработанный же нами баллон имеет спиралевидную форму с широким внутренним просветом, что позволяет полностью отказаться от необходимости такой стимуляции и иметь практически неограниченное время для спокойной и прецизионной манипуляции и имплантации клапана в требуемую позицию. Причем наш баллон можно использовать вместе с любым существующим типом протеза, что позволяет значительно увеличить безопасность процедуры и расширить контингент пациентов с тяжелым поражением сердца, которым эта процедура подходит.

Очень важное достижение ― разработка нового полимерного материала на основе полиуретана, не подверженного воздействию агрессивной внутренней среды организма или его иммунной системы, а по механическим свойствам многократно превосходящего все существующие протезы. Если для одобрения новой модели искусственного материала требуется 250 млн циклов открывания и закрывания клапана, то наш клапан даже после 1 млрд циклов остается практически в первоначальном виде, без растрескивания поверхности или образования бахромы не концах створок. Это позволит кардинально снизить возрастные ограничения в сторону более молодых пациентов, которые сегодня чаще всего получают механические протезы клапанов сердца, требующие пожизненной терапии препаратами, разжижающими кровь, и контроля свертываемости крови не реже одного раза в месяц. Повторю, мы очень надеемся, что удастся довольно быстро доказать эффективность нашего устройства и перейти к его клиническому использованию.

─ Симон Теймуразович, дайте, пожалуйста, напоследок совет нашим читателям, как защитить себя от сердечно-сосудистых заболеваний? Какие анализы нужно сдавать и какой образ жизни вести?

― Полностью победить сердечно-сосудистые заболевания можно, но это непросто. Пока ни одна страна не смогла этого сделать, хотя некоторые значительно продвинулись в этом направлении. Но важно понимать, что болезни системы кровообращения в подавляющем большинстве случаев предотвращаемы, и это, с моей точки зрения, должно стать основой улучшения ситуации с болезнями системы кровообращения в нашей стране ― и, соответственно, предотвратить значительное количество случаев внезапной смерти от сердечного приступа.

─ Как?

― Минимизировав факторы риска, о которых мы уже сегодня говорили: это курение, избыточная масса тела, недостаточная физическая активность, потребление соли, сахара и быстроусвояемых углеводов, неполноценный сон. Сегодня мы стали свидетелями настоящей пандемии сахарного диабета и вызванных им же сердечно-сосудистых заболеваний. Большое влияние оказывает также стресс, уровень которого во всем мире просто зашкаливает. Если говорить о медицинской стороне вопроса, то, как известно, очень эффективна диспансеризация. Мужчины и женщины, достигшие возраста 40–45 лет, раз в год должны навещать кардиолога и проходить ряд несложных исследований ― клинический и биохимический анализы крови, липидограмму, при необходимости гликированный гемоглобин. Очень важно отслеживать состояние свертывающей системы крови ― делать коагулограмму. Конечно же, нужно измерять артериальное давление, причем на обеих руках.

И еще один простой тест, который я рекомендую, ― тест с физической нагрузкой. Такая несложная диагностика позволяет выделить пациентов с низким риском сердечно-сосудистых заболеваний или их осложнений. Если полноценно выполненный стресс-тест у пациента отрицательный, то он имеет невысокую вероятность перенести инфаркт миокарда или какое-то другое серьезное осложнение в течение ближайшего года.

Безусловно, существуют и гораздо более серьезные и сложные тесты: определение индекса коронарного кальция и контрастная ангиография коронарных артерий при использовании компьютерной томографии, магнитно-резонансная или даже позитронно-эмиссионная томография сердца, или, например, инвазивная коронарография, выполнение которой я, кстати, не приветствую. Все эти методы давно известны, правда, в нашей стране не все достаточно широко распространены. Но главный метод диагностики и, если хотите, лечения в кардиологии — непосредственное общение врача и пациента, взаимное доверие и договоренность о тактике обследования и лечения. И это именно то, на что в современной медицине чаще всего не хватает времени. А без спокойного и подробного объяснения пациенту важности изменения образа жизни, соблюдения рекомендаций, необходимости длительного, порой пожизненного, приема некоторых препаратов, выполнения серьезных диагностических или лечебных процедур или даже операции на сердце, обойтись невозможно.

В рамках совершенствования оказания медицинской помощи в первичном звене здравоохранения в Московском государственном университете разработана специальная система, позволяющая буквально за семь-десять минут собрать базовую информацию о физическом состоянии пациента, получить и проанализировать основные физиологические показатели его жизнедеятельности с использованием разрабатываемой нами программно-аппаратной платформы. Важность этого направления подчеркивается тем, что им руководит директор нашего медицинского центра академик А.А. Камалов. Благодаря разрабатываемым алгоритмам оценки риска мы можем выявить пациентов умеренного и высокого риска, которых дальше необходимо более детально обследовать и, возможно, лечить. Мне кажется, что если такие программы будут активнее внедряться в систему нашего здравоохранения, то результат обязательно будет позитивным. Пока, к сожалению, смертность от болезней системы кровообращения по-прежнему остается недопустимо высокой, еще и COVID-19 внес негативные коррективы в эту статистику. Нам есть над чем работать и к чему стремиться, и рано или поздно, я уверен, мы победим сердечно-сосудистые заболевания, но для этого нужно очень много и скрупулезно работать.