Путь к сердцу человека: как гормон роста влияет на работу сердечно-сосудистой системы

DOI: 10.18508/endo1911

Авторы: К.В. Раскина1, Ю.Е. Потешкин2

Информация об авторах: 1Первый МГМУ им. И.М. Сеченова, Клиника эндокринологии, 119435, Россия, Москва, Погодинская ул. 1-1., 2ООО «Актуальная медицина», 129515, Россия, Москва, ул. Академика Королёва, д. 13-1-IV/1.

Authors: K.V. Raskina1, Y.E. Poteshkin2

Authors affiliation: 1I.M. Sechenov First MSMU, Department of endocrinology, 119435, Pogodinskaya str. 1-1, Moscow, Russia., 2LLC “Relevant medicine”, 129515, Akademika Koroleva Str. 13-1-IV/1, Moscow, Russia.

Abstract:

In addition to all well-known functions such as the long bones growth stimulation in childhood and lipolysis activation, growth hormone contributes greatly to the development of a healthy heart. Growth hormone (GH) affects the growth of cardiac muscle and its ability to contract. GH activates the production of insulin-like growth factor 1 (IGF-1) cells by cardiomyocytes and vascular endothelium. GH and IGF-1 affect both the structure of the heart and vascular smooth muscle cells. Both together and separately, these hormones can increase the vascular tone and, consequently, strengthen the resistance of the peripheral bloodstream. The use of GH and IGF-1 in the heart failure treatment is being studied. But we cannot omit the fact that an inadequate dosing regimen of GH and IGF-1 can lead to hypertrophy of the left ventricular wall, which leads to the risk of heart ischemia.

• Гормон роста (ГР) влияет на рост сердечной мышцы и ее способность к сокращению.
• ГР активирует выработку инсулиноподобного фактора роста 1 (ИФР-1) кардиомиоцитами и клетками сосудистого эндотелия.
• Как вместе, так и по отдельности ГР и ИФР-1 способны увеличивать тонус сосудов и, следственно, усиливать периферическое сопротивление кровеносного русла.
• С возрастом концентрация ГР и ИФР-1 снижается.

Механизмы влияния ГР и ИФР-1 на сосуды

• Регуляция периферического сосудистого сопротивления Внутривенное введение ИФР-1 снижало артериальное давление в течение нескольких минут в опыте на крысах
• В исследовании с участием здоровых людей однократная инъекция ИФР-1 приводила к увеличению сердечного выброса, однако на давление не влияла
• У людей с хронической сердечной недостаточностью (ХСН) ИФР-1 увеличивал (↑) сердечный выброс и снижал (↓) периферическое сопротивление сосудов
• В недавнем исследовании достигнут аналогичный результат для здоровых людей: усиление кровотока в предплечье на фоне расширения резистивных сосудов.
• Для выяснения эффекта от долгосрочного снижения ИФР-1 в крови были проведены исследования на трансгенных мышах: снижение циркулирующего ИФР-1 приводило к значительному увеличению артериального давления.
• Предложено несколько вариантов механизмов сосудорасширяющего действия ИФР-1: активация системы оксида азота (NO) в эндотелии
• выброс эйкозаноидов клетками эндотелия
• активация Na+-K+-АТФ-азы в гладкомышечных клетках сосудов
• увеличение количества АТФ-зависимых K+ каналов в гладкомышечных клетках сосудов

Причины тахикардии

Учащение или усиление сердцебиения далеко не всегда означает наличие проблем с сердечно-сосудистой системой. Например, в дошкольном возрасте оно считается нормой и не требует специальной помощи. Симптомы тахикардии сердца могут появляться и у практически здоровых людей в результате активации физиологических компенсаторных механизмов, то есть как ответ организма на воздействие того или иного внешнего фактора. Реакция нервной и сердечно-сосудистой систем, сопровождаемая выбросом в кровь адреналина, и становится причиной учащения сердечных сокращений. Возникновение тахикардии могут спровоцировать следующие факторы:

• стресс, физические нагрузки и эмоциональное возбуждение;
• повышение температуры окружающего воздуха;
• употребление кофеиносодержащих напитков, алкоголя, некоторых лекарственных препаратов;
• резкая смена положения тела и т. д.

При прекращении действия провоцирующего фактора сердечный ритм постепенно приходит в норму.

Однако тахикардия нередко сопровождает наличие некоторых патологических состояний. Она может быть проявлением различных сердечно-сосудистых заболеваний – артериальной гипертензии, инфаркта миокарда, порока сердца (ревматического или врожденного), кардиосклероза и т. д. Кроме того, тахикардия может иметь неврогенный характер, то есть быть связанной с нарушениями работы вегетативной нервной системы и головного мозга. Среди других причин – лихорадка, развивающаяся на фоне инфекционно-воспалительного процесса (пневмонии, ангины и т. п.).

Механизмы влияния ГР и ИФР-1 на структуру сердца

• Рост и развитие ИФР-1 усиливает синтез белка и стимулирует увеличение размера кардиомиоцитов in vitro.
• ИФР-1 стимулирует усиленную выработку коллагена фибробластами, в то время как ГР увеличивает скорость поглощения коллагена кардиомиоцитами. Таким образом, суммарное количество коллагена в сердце остается неизменным.
• ИФР-1 является ингибитором апоптоза кардиомиоцитов. Было выдвинуто предположение, что ИФР-1 и ГР могут служить для защиты миокарда в условиях ишемии.

Тест тематического контроля по теме «Кровеносная система»

Тест по теме «Кровеносная система»

Часть А.

К каждому заданию части А дано несколько ответов, из которых один только верный. Выберите верный, по вашему мнению, ответ.

1

.
Гемоглобин — это:
1) белок лейкоцитов 2) белок плазмы 3) белок эритроцитов

2

.
Кровеносные сосуды, по которым кровь движется от сердца, — это:
1) вены малого круга кровообращения 2) вены большого круга кровообращения; 3) артерии малого и большого кругов кровообращения 4) капилляры большого и малого кругов кровообращения

3

.
Какая кровь течет в венах большого круга кровообращения:
1) венозная; 2) артериальная; 3) насыщенная кислородом; 4) смешанная.

4. Вены — это:

1) сосуды, несущие венозную кровь; 2) сосуды, несущие артериальную кровь; 3) сосуды, несущие кровь к сердцу; 4) сосуды, несущие кровь от сердца.

5. К малому кругу кровообращения относятся вены:

1) печени; 2) легких; 3) верхних конечностей; 4) нижних конечностей.

Малый круг кровообращения заканчивается

1) правом предсердии 2) правом желудочке 3) левом предсердии 4) левом желудочке

7.
Клапан сердца, препятствующий движению крови из правого желудочка в правое предсердие, называется:
1) двустворчатый 2) кармановидный 3) полулунный 4) трёхстворчатый

8.
Сердце человека имеет камерное строение. Количество камер
:

1) 3 2) 2 3) 4 4) 5

9. Сколько времени длится расслабление желудочков в течение одного сердечного цикла?

1) 0,3 с 2) 0,8 с 3) 0,5 с 4) 0,4 с

10.
Вещество, усиливающее работу сердца:
1) адреналин 2) ацетилхолин 3) соли калия 4) вода

11.
Самое высокое кровяное давление в
1) в верхней полой вене 2) в аорте 3) в артерии 4) в сосудах головного мозга

12. Причина непрерывного движения крови по сосудам:

1) высокое кровяное давление в капиллярах по сравнению с артериями;

2) одинаковое давление в артериях и венах;

3) увеличение давления при движении крови по сосудам от артерий к венам;

4) высокое давление в артериях и низкое в венах;

13.Самым опасным является… кровотечение

1) артериальное 2) венозное 3) внутреннее 4) капилярное

14.
Причина неутомляемости сердечной мышцы заключается в
1) чередовании ее сокращения и расслабления

2) возможности рефлекторного изменения в работе сердца

3) многоядерности клеток мышечной ткани

15. Транспорт углекислого газа от тканей к легким осуществляют

1) лейкоциты 2) лимфоциты 3)фагоциты 4)эритроциты

16. При наружном кровотечении в первую очередь необходимо

1) наложить давящую повязку или жгут 2) наложить сухую стерильную повязку 3) обработать рану йодом 4)обработать участок тела вокруг раны перекисью водорода

17.
Наиболее развитой мышечной стенкой обладает:
1) левое предсердие; 2) левый желудочек; 3) правый желудочек; 4) правое предсердие.

18.
Главное отличие сердечной мышечной ткани от скелетной:
1) может генерировать нервные импульсы; 2) способна к непроизвольному сокращению;

3) в ее клетках есть актин и миозин; 4) ее деятельность контролируется головным мозгом.

19.
Основной функцией тромбоцитов является:
1) перенос кислорода от легких ко всем органам 2) защита организма 3) перенос питательных веществ 4) участие в свертываемости крови

20. Сосуды большого круга кровообращения НЕ несут кровь к

1) головному мозгу 2)коже 3) легким 4) почкам

Часть В.

1

.
В задании необходимо установить, в какой последовательности в организме человека кровь передвигается по большому кругу кровообращения:
A) вены большого круга; Б) артерии головы, рук и туловища; B) аорта;

Г) капилляры большого круга; Д) левый желудочек; Е) правое предсердие.

Ответ: …

2.Установите соответствие между желудочком сердца и характеристиками вытекающей из него крови.

3.Установите соответствие между особенностями строения и типом кровеносных сосудов, для которого они характерны.

4.Вставьте в текст «Строение и функционирование кровеносной системы» пропущенные термины из предложенного перечня, используя их порядковые номера.

Перечень терминов

Ответы

Часть А

Часть В

1.
Ответ: ДВБГАЕ
2

.

3.

4.

А – двум; Б – большому; В — малому; Г –легочному; Д –кислородом; Е – питательные вещества; Ж –артериям; З- капиллярам; И- артерии; К — вены.

Нормы оценок

:

«5» — 0-1 ошибки

«4» — 3-5 ошибок

«3» — 6-8 ошибок

«2» > 8 ошибок

ГР, ИФР-1 и сократимость сердечной мышцы

• Большинство исследований указывают на то, что ИФР-1 увеличивает сократительную способность миокарда. Данных о непосредственном влиянии ГР (не опосредованном ИФР-1) на сократимость сердечной мышцы нет. Есть и парадоксальные результаты: у мутантных мышей со сниженной концентрацией ИФР-1 сократимость миокарда оказалась повышенной.

Аспекты влияния ГР на сердечно-сосудистую систему

• Факторы риска Риски, связанные с дефицитом ГР Инсулинорезистентность
• Повышение уровня ЛПНП
• Замедление фибринолиза
• Увеличение симпатической активности
• Уменьшение объема внеклеточной жидкости и, как следствие, уменьшение преднагрузки на сердце
• Изменение композиционного состава тела
• Нарушение терморегуляции

«Щитовидные» причины «беспокойного» сердца

Когда сердце «не на месте», речь обычно о переживаниях психологического характера. Но, если сердце колотится по поводу, и без — причина состояния уже не только в эмоциях, а первыми в списке «сердечных провокаторов» значатся гормоны щитовидной железы.

Заставит побеспокоиться не только сердце

Аритмия – это группа нарушений сердечного ритма, имеющих приступообразный характер и способных возникать как после нагрузки, так и в состоянии покоя.

Во время такого «приступа» сердце начинает биться быстрее или с перебоями, а минутный объем крови, проходящий через сердце в норме, значительно снижается. «Падает» артериальное давление. А пациенты в такие моменты могут ощущать одышку, головные боли, головокружение и даже терять сознание.

Причины такой патологии могут скрывать в дефектах проводящей системы самого сердца, изменении объема и реологических свойств крови (например, при обезвоживании или анемии) или избытке гормонов щитовидной железы.

При этом, Т4 (или тироксин) заставляет «понервничать» не только сердце, ведь гормон является стимулятором абсолютно всех обменных, энергетических и восстановительных процессов в организме. А среди распространенных симптомов гипертиреоза:

• общее возбуждение и суетливость,
• немотивированное беспокойство и раздражительность,
• бессонница,
• истощение на фоне нормального питания,
• повышение температуры тела,
• потливость, даже при нормальной температуре в помещении,
• повышенная жажда учащенное мочеиспускание,
• повышение давления,
• покраснение кожи и выпадение волос,
• нарушения пищеварения спастического характера (боль в животе, диарея, запоры и другие)
• и другие.

Симптомы нарастают незаметно, при этом с каждым разом демонстрируя все большую устойчивость к стандартным схемам лечения.

Что же касается сердца, то:

• при легкой степени гипертиреоза частота сердечных сокращений во время «приступа» обычно не превышает 100 ударов/минуту;
• при средней степени тяжести – в среднем, 120-140;
• а тяжелая форма патологии сопровождается тахикардией выше 140 ударов.

Такая аритмия, как уже отмечалось, устойчива к действию обычных «сердечных» препаратов. И, в отсутствии, коррекции тиреоидных («щитовидных») гормонов может привести к развитию фибрилляции и остановке сердца.

Когда тироксина бывает много

Гипертиреоз, или избыток гормонов щитовидной железы, может быть следствием:

1. чрезмерной самостоятельной активности железы (диффузный токсический или узловой зоб, передозировка йодсодержащих препаратов)
2. или переизбытком гормона гипофиза ТТТ, контролирующего активность железы.

В первом случае причина избыточного производства гормонов может быть как в самих тиреоцитах (клетки щитовидной железы), так и стимулирующих антителах. А вот втором – в большинстве случаев, в патологии гипофиза.

Выявить же точную причину заболевания можно только с помощью анализов крови, УЗИ железы (с биопсией в некоторых случаях), а также КТ или МРТ, при необходимости.

Когда пора к эндокринологу

Наличие аритмии наряду с несколькими из перечисленных симптомов – весомый повод проверить «здоровье» щитовидной железы. И в этом случае понадобиться:

• анализ крови на ТТГ,
• и свободные,
• а также антител к рецепторам ТТГ.

Снижение ТТГ, даже на фоне еще нормальных или слегка повышенных Т4 и Т3, говорит о скрытом (субклиническом гипертиреозе); а при значимом превышении ими нормативных пределов – о клинической форме (требующей немедленного лечения) форме болезни.

Повышение же Т4 и Т3 одновременно с ТТГ – признак патологии гипофиза.

Выявление антител при наличии симптомов – свидетельствует в пользу болезни Грейвса.

Потенциальная роль ГР в лечении сердечной недостаточности

• Многократно подтверждалось, что ГР и ИФР-1 улучшают систолическую функцию сердца, в том числе у пациентов с развитой ишемической или дилатационной кардиомиопатией. В одном из опытов на мышах отмечено увеличение ударного объема даже на фоне приема ингибиторов АПФ

Список литературы

References

1. Sacca L, Cittadini A, Fazio S. Growth Hormone and the Heart. Endocr Rev. 1994;15(5):555-573. doi:10.1210/edrv-15-5-555.
2. Sverrisdóttir YB, Elam M, Herlitz H, Bengtsson B-Å, Johannsson G. Intense Sympathetic Nerve Activity in Adults with Hypopituitarism and Untreated Growth Hormone Deficiency. J Clin Endocrinol Metab. 1998;83(6):1881-1885. doi:10.1210/jcem.83.6.4895.
3. Isgaard J, Arcopinto M, Karason K, Cittadini A. GH and the cardiovascular system: an update on a topic at heart. Endocrine. 2014:25-35. doi:10.1007/s12020-014-0327-6.
4. Pete G, Hu Y, Walsh M, Sowers J, Dunbar JC. Insulin-like growth factor-I decreases mean blood pressure and selectively increases regional blood flow in normal rats. Proc Soc Exp Biol Med. 1996;213(2):187-192.
5. Donath MY, Jenni R, Brunner HP, et al. Cardiovascular and metabolic effects of insulin-like growth factor I at rest and during exercise in humans. J Clin Endocrinol Metab. 1996;81(11):4089-4094. doi:10.1210/jcem.81.11.8923865.
6. Tsukahara H, Gordienko D V, Tonshoff B, Gelato MC, Goligorsky MS. Direct demonstration of insulin-like growth factor-I-induced nitric oxide production by endothelial cells. Kidney Int. 1994;45(2):598-604.
7. Haylor J, Singh I, el Nahas AM. Nitric oxide synthesis inhibitor prevents vasodilation by insulin-like growth factor I. Kidney Int. 1991;39(2):333-335.
8. Standley PR, Zhang F, Zayas RM, et al. IGF-I regulation of Na(+)-K(+)-ATPase in rat arterial smooth muscle. Am J Physiol Endocrinol Metab. 1997;273(1):E113-E121. https://ajpendo.physiology.org/content/273/1/E113. Accessed August 22, 2015.
9. Tivesten Å, Barlind A, Caidahl K, et al. Growth hormone-induced blood pressure decrease is associated with increased mRNA levels of the vascular smooth muscle KATP channel. J Endocrinol. 2004;183(1):195-202. doi:10.1677/joe.1.05726.
10. Sverrisdottir YB, Elam M, Caidahl K, Soderling A-S, Herlitz H, Johannsson G. The effect of growth hormone (GH) replacement therapy on sympathetic nerve hyperactivity in hypopituitary adults: a double-blind, placebo-controlled, crossover, short-term trial followed by long-term open GH replacement in hypopituitary adults. J Hypertens. 2003;21(10):1905-1914. doi:10.1097/01.hjh.0000084757.37215.55.
11. Rosen T, Eden S, Larson G, Wilhelmsen L, Bengtsson BA. Cardiovascular risk factors in adult patients with growth hormone deficiency. Acta Endocrinol (Copenh). 1993;129(3):195-200.
12. Borson-Chazot F, Serusclat A, Kalfallah Y, et al. Decrease in carotid intima-media thickness after one year growth hormone (GH) treatment in adults with GH deficiency. J Clin Endocrinol Metab. 1999;84(4):1329-1333. doi:10.1210/jcem.84.4.5595.
13. Pfeifer M, Verhovec R, Zizek B, Prezelj J, Poredos P, Clayton RN. Growth hormone (GH) treatment reverses early atherosclerotic changes in GH-deficient adults. J Clin Endocrinol Metab. 1999;84(2):453-457. doi:10.1210/jcem.84.2.5456.
14. Penney DG, Dunbar JCJ, Baylerian MS. Cardiomegaly and haemodynamics in rats with a transplantable growth hormone-secreting tumour. Cardiovasc Res. 1985;19(5):270-277.
15. Mosca S, Paolillo S, Colao A, et al. Cardiovascular involvement in patients affected by acromegaly: an appraisal. Int J Cardiol. 2013;167(5):1712-1718. doi:10.1016/j.ijcard.2012.11.109.
16. Otsuki M, Kasayama S, Yamamoto H, et al. Characterization of premature atherosclerosis of carotid arteries in acromegalic patients. Clin Endocrinol (Oxf). 2001;54(6):791-796.
17. Ito H, Hiroe M, Hirata Y, et al. Insulin-like growth factor-I induces hypertrophy with enhanced expression of muscle specific genes in cultured rat cardiomyocytes. Circulation. 1993;87(5):1715-1721.
18. Bruel A, Oxlund H, Nyengaard JR. Growth hormone increases the total number of myocyte nuclei in the left ventricle of adult rats. Growth Horm IGF Res. 2002;12(2):106-115.
19. Li Q, Li B, Wang X, et al. Overexpression of insulin-like growth factor-1 in mice protects from myocyte death after infarction, attenuating ventricular dilation, wall stress, and cardiac hypertrophy. J Clin Invest. 1997;100(8):1991-1999. doi:10.1172/JCI119730.
20. Cuneo RC, Salomon F, Wiles CM, Hesp R, Sonksen PH. Growth hormone treatment in growth hormone-deficient adults. II. Effects on exercise performance. J Appl Physiol. 1991;70(2):695-700.
21. Sacca L, Napoli R, Cittadini A. Growth hormone, acromegaly, and heart failure: an intricate triangulation. Clin Endocrinol (Oxf). 2003;59(6):660-671. doi:10.1046/j.1365-2265.2003.01780.x.
22. Freestone NS, Ribaric S, Mason WT. The effect of insulin-like growth factor-1 on adult rat cardiac contractility. Mol Cell Biochem. 1996;163-164:223-229.
23. Stromer H, Cittadini A, Grossman JD, Douglas PS, Morgan JP. Intrinsic cardiac muscle function, calcium handling and beta -adrenergic responsiveness is impaired in rats with growth hormone deficiency. Growth Horm IGF Res. 1999;9(4):262-271. doi:10.1054/ghir.1999.0117.
24. Cittadini A, Ishiguro Y, Stromer H, et al. Insulin-like growth factor-1 but not growth hormone augments mammalian myocardial contractility by sensitizing the myofilament to Ca2+ through a wortmannin-sensitive pathway: studies in rat and ferret isolated muscles. Circ Res. 1998;83(1):50-59.
25. Mayoux E, Ventura-Clapier R, Timsit J, Behar-Cohen F, Hoffmann C, Mercadier JJ. Mechanical properties of rat cardiac skinned fibers are altered by chronic growth hormone hypersecretion. Circ Res. 1993;72(1):57-64.
26. Drake WM, Howell SJ, Monson JP, Shalet SM. Optimizing gh therapy in adults and children. Endocr Rev. 2001;22(4):425-450. doi:10.1210/edrv.22.4.0438.
27. Li L, Ren W, Li J, et al. Increase in serum pregnancy-associated plasma protein-A is correlated with increase in cardiovascular risk factors in adult patients with growth hormone deficiency. Endocrine. 2012;42(2):375-381. doi:10.1007/s12020-012-9697-9.
28. Gazzaruso C, Gola M, Karamouzis I, Giubbini R, Giustina A. Cardiovascular risk in adult patients with growth hormone (GH) deficiency and following substitution with GH—an update. J Clin Endocrinol Metab. 2014;99(1):18-29. doi:10.1210/jc.2013-2394.
29. Svensson J, Bengtsson B-A, Rosen T, Oden A, Johannsson G. Malignant disease and cardiovascular morbidity in hypopituitary adults with or without growth hormone replacement therapy. J Clin Endocrinol Metab. 2004;89(7):3306-3312. doi:10.1210/jc.2003-031601.
30. Hartman ML, Xu R, Crowe BJ, et al. Prospective safety surveillance of GH-deficient adults: comparison of GH-treated vs untreated patients. J Clin Endocrinol Metab. 2013;98(3):980-988. doi:10.1210/jc.2012-2684.
31. Jin H, Yang R, Gillett N, Clark RG, Ko A, Paoni NF. Beneficial effects of growth hormone and insulin-like growth factor-1 in experimental heart failure in rats treated with chronic ACE inhibition. J Cardiovasc Pharmacol. 1995;26(3):420-425.
32. Perrot A, Ranke MB, Dietz R, Osterziel KJ. Growth hormone treatment in dilated cardiomyopathy. J Card Surg. 2001;16(2):127-131.

33. Cittadini A, Saldamarco L, Marra AM, et al. Growth hormone deficiency in patients with chronic heart failure and beneficial effects of its correction. J Clin Endocrinol Metab. 2009;94(9):3329-3336. doi:10.1210/jc.2009-0533.