Автор
Цинхун Ли (Qinghong Li).
Соавторы: Эллисон Хини (Allison Heaney)2, Натали Лангенфельд-Маккой(Natalie Langenfeld-McCoy)1, Бриттани Вестер Болер (Brittany Vester Boler)1 и Дороти П. Лафламме (Dorothy P. Laflamme)3.
Общая информация. Миксоматозная дегенерация митрального клапана у собак (MMVD) — наиболее распространенное сердечное заболевание естественного происхождения — связана с изменениями энергетического обмена, окислительным стрессом и воспалением. Энергетическое голодание играет причинную роль в развитии сердечной недостаточности. Цель настоящего исследования — определить, может ли кардиопротекторная смесь (КПС) питательных веществ, содержащая среднецепочечные триглицериды в качестве альтернативного источника энергии, рыбий жир для уменьшения воспаления, антиоксиданты и другие ключевые питательные вещества, необходимые для здоровья и функции сердца, замедлить или предотвратить прогрессирование MMVD. Девятнадцать собак с MMVD на ранней стадии и 17 здоровых собак той же породы, возраста и пола были включены в 6-месячное слепое плацебо-контролируемое исследование. Собакам из каждой группы сердечно-сосудистых заболеваний случайным образом назначали либо контрольный рацион (КОН), либо рацион, дополненный КПС. Эхокардиография проводилась на исходном уровне, а также через 3 и 6 месяцев.
Результаты. У здоровых собак изменений не выявлено. По сравнению с показателем исходного уровня через6 месяцев у собак с MMVD в группе КОН отмечено увеличение (в среднем на 10 %) диаметра левого предсердия (ДЛП) и отношения диаметров левого предсердия и корня аорты (ЛП/Ао), при этом у собак с MMVD в группе КПС наблюдалось уменьшение этих показателей на 3 %, что выразилось в увеличении значений взаимодействия«рацион — время» (P = 0,037, P = 0,005 соответственно). За время исследования у собак с MMVD в группе КОН чаще отмечалось прогрессирование от стадии B1 до B2. Установлена положительная корреляция между изменением диаметра левого предсердия (ДЛП) за 6 месяцев и артериальным давлением у собак с MMVD в группе КПС (систолическое: P = 0,050, диастолическое: P = 0,035), но не у собак с MMVD в группе КОН.
Выводы. Наши результаты продемонстрировали эффективность применения основанного на КПС рациона на такие показатели как: уменьшение ДЛП и регургитация митрального клапана у собак, а также на замедление или предотвращение прогрессирования MMVD на ранних стадиях у собак.
Ключевые слова: Изменение рациона (Dietary intervention), дегенерация митрального клапана (Mitral valve disease), собаки (Dogs), среднецепочечные триглицериды (Medium chain triglycerides), застойная сердечная недостаточность (Congestive heart failure), рандомизированное контролируемое исследование (Randomized controlled trial)
Миксоматозная дегенерация митрального клапана (MMVD) является распространенным заболеванием естественного происхождения у собак, характеризующимся медленно прогрессирующей дегенерацией клапана, что приводит к развитию митральной регургитации. Согласно консенсусным заключениям Американского колледжа внутренних болезней животных (American College of Veterinary Internal Medicine, ACVIM) [1], собаки с шумом в сердце на доклинической стадии, связанным с митральной регургитацией, но без клинических признаков застойной сердечной недостаточности (CHF) классифицируются как имеющие стадию B, которая далее подразделяется на B1 и B2, в зависимости от наличия или отсутствия ремоделирования сердца. Собаки с явными клиническими признаками сердечной недостаточности классифицируются как имеющие стадию В. Как правило, MMVD развивается медленно и отличается длительным доклиническим периодом. Однако при переходе к стадии В с хронической сердечной недостаточностью (CHF) болезнь развивается быстрее, при этом среднее время выживания составляет менее 12 месяцев [2]. Таким образом, очень важно замедлить или предотвратить прогрессирование MMVD на ранних доклинических стадиях, чтобы увеличить продолжительность жизни и повысить качество жизни собак с этим заболеванием.
В нормальных условиях приблизительно 70–90% АТФ, образующейся в сердце взрослого млекопитающего, является продуктом окисления жирных кислот, а оставшаяся часть — продуктом окисления глюкозы, лактата и других энергетических субстратов [3–5]. Имеются существенные доказательства того, что митохондриальная дисфункция, приводящая к энергетическому голоданию миокарда, играет причинную роль в развитии сердечной недостаточности [6–10]. Сдвиг к усилению зависимости от гликолиза в качестве основного пути образования энергии при снижении объема окисления жирных кислот был зарегистрирован на моделях сердечной недостаточности у грызунов [11]. Кроме того, окислительный стресс на фоне митохондриальной дисфункции или других причин тесно связан с заболеваниями сердца и сердечной недостаточностью [10,12,13].
MMVD у собак связана со множественными метаболическими изменениями, которые могут быть причиной или следствием этого заболевания. В ходе предыдущих метаболомических и транскриптомных исследований, в которых оценивали образцы сыворотки и тканей сердца, у собак с MMVD был зафиксирован ряд клеточных и метаболических изменений [14]. Большинство этих изменений можно совместно классифицировать как изменения энергетического обмена, окислительный стресс, воспаление и изменения гомеостатических путей внеклеточного матрикса [14–16]. Маркеры энергетического обмена у собак с MMVD показали нарушение окисления жирных кислот и кетоз, а также повышенную зависимость от анаэробного метаболизма глюкозы. Цель данного исследования заключалась в оценке клинического воздействия содержащего смесь питательных веществ рациона, предназначенного для решения проблем, связанных с этими метаболическими изменениями у собак с MMVD естественного происхождения на ранних стадиях.
С8 и С10 жирные кислоты (каприловая кислота и каприновая кислота соответственно) из группы среднецепочечных триглицеридов (СЦТГ) являются потенциальным альтернативным источником энергии. СЦТГ легко перевариваются и усваиваются. Полученные в результате жирные кислоты могут проходить через митохондриальный барьер, не требуя присутствия карнитина, и быстро окисляются. Показано, что включение СЦТГ в рацион предотвращает прогрессирование ремоделирования сердца у крыс со спонтанной гипертензией, возможно, путем поддержания энергетического обмена в миокарде и снижения окислительного стресса [17]. СЦТГ были предложены для возможного клинического применения при лечении сердечных заболеваний у человека [18].
Недостаточность энергетической функции митохондрий может способствовать окислительному стрессу за счет увеличения выработки свободных радикалов [19]. Альтернативные источники энергии, например СЦТГ, митохондриальные кофакторы, такие как карнитин или прекурсоры карнитина, а также антиоксиданты могут помочь решить эту проблему путем уменьшения выработки свободных радикалов и нейтрализации уже продуцированных [12,13,20–22]. Таурин, питательное вещество, необходимое для нормальной сердечной функции, также выступает в качестве антиоксиданта [20,23]. Витамин Е, давно известный как клеточный антиоксидант, также обладает противовоспалительными свойствами [24–26]. Многочисленные исследования показали обратную связь между потреблением витамина Е и риском сердечно-сосудистых заболеваний у человека [26]. Длинноцепочечные омега-3 жирные кислоты, особенно эйкозапентаеновая кислота, способствуют снижению выработки медиаторов воспаления, уменьшению окислительного стресса и сердечных аритмий, ремоделирования сердца и его дисфункции, а также снижению артериального давления [27,28].
Магний (Mg) крайне важен для нормальной функции сердца и обладает антиаритмическим действием [29,30]. Он также способствует снижению артериального давления и оказывает антиоксидантный и гиполипидемический эффект [31,32]. У человека недостаток Mg коррелирует с сердечной недостаточностью и повышенным риском развития различных сердечно-сосудистых заболеваний [30,33–35]. Дефицит Mg способствует возникновению пролапса митральных клапанов, он также ассоциируется с повышением кальцификации митральных клапанов и увеличением толщины интима-медиа у пациентов с сахарным диабетом [36,37].
Вместо того чтобы заменять одно питательное вещество за раз, в испытанный в этом исследовании рацион включили смесь из нескольких дополнительных питательных веществ (табл. 1). Предыдущие исследования показали, что комбинации питательных веществ могут быть эффективнее, чем отдельные пищевые добавки [38,39]. Было проведено слепое рандомизированное плацебо-контролируемое интервенционное исследование с использованием данных эхокардиографии в качестве основной конечной точки для оценки влияния рациона на прогрессирование MMVD на ранней стадии у собак. Клинические показатели, в наибольшей степени связанные с прогрессированием MMVD легкой степени, включают степень митральной регургитации (МР) и эхокардиографические переменные: диаметр и размер левого предсердия, измеряемые как отношение диаметров левого предсердия и корня аорты (ЛП/Ао) [40,41]. Это исследование проводилось на собаках, страдающих MMVD естественного происхождения. Для оценки изменений, связанных с применением этой питательной смеси, была включена группа здоровых собак соответствующего возраста, пола и породы.
Таблица 1. Состав контрольного рациона (КОН) и рациона с кардиопротекторной смесью (КПС):
| Ингредиенты | КОН | КПС |
| % в рационе | ||
| Состав базового рациона1 | 90,70 | 86,00 |
| Яичный белок | 1,99 | 0 |
| Говяжий жир | 9,30 | 0 |
| Масло MCT | 0 | 5,00 |
| Рыбий жир | 0 | 2,85 |
| Рыбная мука | 0 | 3,39 |
| L-лизин | 0 | 1,26 |
| DL-метионин | 0 | 1,02 |
| Таурин | 0 | 0,13 |
| Сульфат магния | 0 | 0,20 |
| DL-альфа-токоферол, дополнительный | 0 | 0,15 |
| Содержание питательных веществ2 | % сухого вещества | На 100 Ккал ОЭ | ||
| КОН | КПС | КОН | КПС | |
| г/100 Ккал | ||||
| Сырой протеин | 28,70 | 29,92 | 7,16 | 7,67 |
| Жир (кислотный гидролиз) | 16,65 | 14,88 | 4,16 | 3,82 |
| Сырая клетчатка | 3,82 | 3,92 | 0,95 | 1,01 |
| Зола | 5,49 | 5,92 | 1,37 | 1,52 |
| Углеводы (по классам) | 45,33 | 45,35 | 11,31 | 11,63 |
| Лизин | 1,16 | 2,12 | 0,29 | 0,54 |
| Метионин | 0,61 | 1,49 | 0,15 | 0,38 |
| ЭПК и ДГК | 0,06 | 0,72 | 13,88 | 183,57 |
| мг / 100 ккал | ||||
| Na | 0,23 | 0,24 | 58,55 | 61,46 |
| Mg | 0,11 | 0,14 | 28,02 | 35,20 |
| Таурин | 0,07 | 0,20 | 17,30 | 52,21 |
| Витамин Е (α-токоферол)3 | 0,15 | 0,84 | 3,80 | 21,46 |
| ОЭ (расч.), ккал/г | 4,00 | 3,89 | ||
| ОЭ - обменная энергия; ЭПК (эйкозапентаеновая кислота) и ДГК (декозагексаеновая кислота) представляют собой жирные кислоты омега-3 из рыбьего жира. 1 - Базовый рацион, включающий зерновые (кукуруза, рис, пшеница), белки (мясо птицы, кукурузный глютен и мука из зародышей кукурузы), пищевые волокна (свекольный жом, целлюлоза), витамины и минералы, а также вкусовые добавки. 2 - Анализ среднего содержания питательных веществ основан на средних показателях трех разных партий корма. 3 - Уровень витамина Е выражается либо в МЕ / г (в сухом веществе), либо в МЕ/100 ккал. | ||||
В 6-месячное исследование были включены девятнадцать собак с MMVD (17 — породы бигль и 2 — породы цвергшнауцер) и 17 здоровых собак соответствующих возраста, пола, физического состояния и породы (15 — породы бигль и 2 — породы цвергшнауцер). Одна собака с MMVD из группы КОН была удалена из исследования в связи с лимфомой, выявленной при оценке через 3 месяца. Все остальные собаки были здоровыми на протяжении всего исследования. Пять собак с MMVD получали эналаприл, а две из них также получали пимобендан как минимум в течение 3 месяцев до включения в исследование. Эти собаки были примерно поровну распределены в две группы: в группе КПС была одна собака, получавшая только эналаприл, и одна, получавшая оба препарата. Остальные три собаки находились в группе КОН. Препараты применялись постоянно на протяжении всего исследования.
На исходном уровне по данным эхокардиографии или по переменным физического состояния не было обнаружено различий между двумя группами (табл. 2). На исходном уровне все собаки с MMVD находились либо на стадии B1 (N = 15), либо на стадии B2 (N = 4) согласно классификации ACVIM. Среднее значение исходного уровня для ЛП/Ао составило 1,19 для собак с MMVD и 1,04 для здоровых собак (P = 0,008), при этом значения ДЛП составили 2,01 см и 1,90 см соответственно (P = 0,38). Показатели биохимического анализа сыворотки и общего анализа крови на исходном уровне находились в диапазоне нормальных значений (данные не приводятся). Р-значение 0,05 считается статистически значимым.
Таблица 2. Исходные значения и характеристики собак:
| MMVD | p-значение | Здоровые | p-значение | |||
| КОН | КПС | КОН | КПС | |||
| Общее число | 9 | 10 | Н/О | 8 | 9 | Н/О |
| Пол (м/ж) | 5/4 | 6/4 | Н/О | 4/4 | 5/4 | Н/О |
| Возраст, годы | 11,2 (7,9–13,7) | 10,5 (8,1–12,5) | 0,45 | 9,9 (1,6–12,9) | 10,3 (8,1–13,0) | 0,79 |
| Порода (Бигль/Цвергшнауцер) | 8/1 | 9/1 | Н/О | 7/1 | 8/1 | Н/О |
| Показатели физикального обследования | ||||||
| Масса тела, кг | 10,4 (7,43–12,94) | 9,8 (6,52–12,69) | 0,55 | 11,0 (7,84–13,58) | 12,0 (7,53–15,94) | 0,35 |
| ОФС | 5,2 (4–6) | 5,0 (4–6) | 0,48 | 5,8 (5–7) | 5,6 (5–6) | 0,55 |
| Частота сердечных сокращений | 118 (95–140) | 112 (95–153) | 0,57 | 120 (93–152) | 120 (87–156) | 0,99 |
| САД (мм рт. ст.) | 190,8 (150–219) | 171,0 (133–218) | 0,10 | 171,2 (146–211) | 191,9 (164–217) | 0,04 |
| ДАТ (мм рт. ст.) | 104,9 (91–131) | 106,2 (77–133) | 0,84 | 99,5 (77–131) | 114,3 (73–139) | 0,11 |
| Интенсивность шума в сердце (1/2/3/4) | 0/4/4/1 | 1/3/5/1 | 0,46 | 0/0/0/0 | 0/0/0/0 | Н/О |
| Стадии по ACVIM (B1/B2) | 7/2 | 8/2 | Н/О | 0/0 | 0/0 | Н/О |
| Переменные эхокардиограммы | ||||||
| ДЛП (см) | 1,97 (1,47–2,58) | 2,04 (1,39–2,67) | 0,70 | 1,87 (1,46–2,3) | 1,93 (1,37–2,26) | 0,70 |
| ЛП/Ao | 1,16 (0,91–1,56) | 1,22 (1,1–165) | 0,54 | 1,00 (0,77–1,16) | 1,07 (0,93–1,24) | 0,28 |
| ДЛЖ (см) | 3,11 (2,57–3,57) | 3,17 (2,62–3,59) | 0,69 | 2,92 (2,54–3,38) | 3,00 (2,39–3,49) | 0,64 |
| СМР (м/с) | 5,50 (5,03–6,28) | 5,75 (5,40–6,32) | 0,14 | Н/О | Н/О | Н/О |
| ФВ (%) | 74 (67–86) | 70 (60–81) | 0,14 | 70 (63–83) | 68 (59–74) | 0,50 |
| МР (нет или незначительная/ легкая/умеренная/тяжелая) | 0/2/5/2 | 05.05.05 | Н/О | 01.07.09 | 1/8/0/0 | Н/О |
| MMVD - миксоматозная болезнь митрального клапана; КОН - контрольная диета; КПС - кардиопротекторная смесь; ОФС - оценка физического состояния; ДЛП - диаметр левого предсердия; ЛП/Ao, соотношение левого предсердия и корня аорты; ДЛЖ - диаметр левого желудочка; СМР - скорость митральной регургитации; ФВ - фракция выброса; МР - митральная регургитация; САД - систолическое артериальное давление; ДАД - диастолическое артериальное давление; ACVIM - Американский колледж внутренних болезней животных; Н/О - не обнаружено или не определяли. У одной собаки с MMVD в группе контрольной диеты через три месяца развилась лимфома, и впоследствии она была исключена из исследования. Непрерывные переменные представлены как среднее значение (диапазон). Значения P были рассчитаны с использованием t-критерия. | ||||||
За 6 месяцев исследования у здоровых собак, получавших любой из видов корма, не было отмечено никаких существенных изменений в измеряемых параметрах (за исключением оценки физического состояния в баллах (ОФС) и САД) (дополнительный файл 1: таблица S1). Среднее значение ОФС было немного, но незначительно (P = 0,14), ниже на исходном уровне в группе КПС и немного снизилось в ходе исследования, в результате чего через 6 месяцев среднее значение КПС у собак в группе КПС было на 0,7 балла ниже по сравнению с группой КОН (P = 0,03). Разница в значениях ОФС на исходном уровне и через 6 месяцев в обеих группах отсутствовала. Среднее значение САД увеличилось на 12,9 мм рт. ст. (P
Отмечено значительное взаимодействие «рацион — время» в отношении ЛП/Ао и ДЛП (P = 0,005 и P = 0,037 соответственно) (рис. 1, дополнительный файл 1: таблица S2). Собаки в группе КОН продемонстрировали значительное увеличение отношения ЛП/Ао по сравнению с исходным уровнем через 3 и 6 месяцев (P = 0,012 и P = 0,010 соответственно), в то время как у собак в группе КПС наблюдалась тенденция к уменьшению (P > 0,05) этого показателя. Что касается ДЛП, у собак в группе КОН через 3 и 6 месяцев отмечено увеличение по сравнению с исходным уровнем (P = 0,06; P = 0,022 соответственно).
У собак в группе КПС никаких изменений по сравнению с исходным уровнем обнаружено не было (P > 0,05). Далее мы рассчитали для каждой собаки процентные изменения через 3 или 6 месяцев по сравнению с исходным уровнем. Хотя между группами не наблюдалось различий в ДЛП или отношении ЛП/Ао на исходном уровне, эффект от рациона стал очевидным через 3 месяца и оставался неизменным на протяжении всего 6-месячного исследования (ДЛП: P = 0,054 и P = 0,025; ЛП/Ао: P = 0,006, P = 0,049 соответственно) (рис. 2, дополнительный файл 1: таблица S3). У собак в группе КОН среднее увеличение ДЛП за 3 месяца и 6 месяцев составило 6,6 и 10,8% соответственно, а увеличение отношения ЛП/Ао — 9,0 и 9,5% соответственно. У собак в группе КПС за те же периоды в 3 и 6 месяцев отмечено уменьшение ДЛП на 3,7 и 2,9% соответственно, а отношения ЛП/Ао — на 7,1 и 2,9% соответственно. У 6 из 10 собак в группе КПС через 6 месяцев зафиксировано уменьшение ДЛП и отношения ЛП/Ао по сравнению только с одной (ДЛП) или двумя (ЛП/Ао) собаками в группе КОН. Существенных изменений диаметра левого желудочка не выявлено.
В то время как у большинства собак в группе КОН не отмечалось никаких изменений степени тяжести (отсутствие или незначительная/умеренная/выраженная/ тяжелая) МР, у двух (2/8) состояние ухудшилось к концу исследования и ни у одной собаки в группе КОН оно не улучшилось (рис. 3, дополнительный файл 1: таблица S4): И наоборот, только у одной (1/10) собаки в группе КПС степень тяжести прогрессировала от умеренной до тяжелой, при этом у трех собак (3/10) в этой группе состояние улучшилось: у двух собак степень тяжести снизилась с умеренной до легкой, а у одной собаки — с тяжелой до легкой (Pрацион за 6 месяцев = 0,041). Согласно этому у собак в группе КОН через 6 месяцев отмечено прогрессирование MMVD от стадии B1 до B2, однако ни у одной из собак в группе КПС прогрессирование не зафиксировано (рис. 4, Pрацион за 6 месяцев = 0,001, дополнительный файл 1: таблица S4). Исходя из отношения шансов вероятность того, что через 3 месяца собака в группе КОН будет находиться на стадии B2, была в 2 раза выше, чем такая вероятность для собаки в группе КПС. Причем через 6 месяцев этот показатель превышал аналогичный для собаки в группе КПС в 4 раза.
Хотя через 6 месяцев показатель артериального давления немного превысил показатель исходного уровня в обеих группах, эти изменения не достигли статистической значимости. Изменения ДЛП положительно коррелировали с изменениями САД и ДАД у собак в группе КПС (r = 0,63 и 0,67; P = 0,050 и 0,035 соответственно), однако у собак в группе КОН никакой корреляции не наблюдалось (рис. 5). Интересно отметить, что у тех же шести собак в группе КПС, у которых отмечено уменьшение расширения ЛП, также зафиксировано снижение артериального давления.
Насколько нам известно, это первый случай, когда изменение рациона позволяет успешно сдерживать прогрессирование MMVD у собак. Рацион с КПС был разработан для обеспечения поступления питательных веществ, признанных полезными при сердечных заболеваниях, в том числе антиоксиданты, прекурсоры карнитина, таурин, магний и длинноцепочечные омега-3 жирные кислоты. Уникальность рациона состоит в том, что в качестве альтернативного источника энергии были включены СЦТГ. Предварительные данные метаболомических и транскриптомных исследований, полученные в нашей лаборатории, показали, что у собак с MMVD нарушен липидный и глюкозный энергетический обмен [14]. Используемое триглицеридное масло с цепочками средней длины обеспечило источник среднецепочечных (С8 и С10) жирных кислот. В отличие от длинноцепочечных жирных кислот, среднецепочечные жирные кислоты не требуют карнитин-опосредованного транспортного пути для прохождения через клеточную и митохондриальную мембраны и таким образом могут легко всасываться и преимущественно окисляться для синтеза АТФ без увеличения окислительного стресса [18,21,42,43]. Несмотря на потенциальную пользу, было проведено лишь ограниченное количество исследований для изучения применения СЦТГ при сердечных заболеваниях, в основном на крысиных моделях спонтанной гипертензии. Насколько нам известно, ни в одном из предыдущих исследований применение СЦТГ при сердечных заболеваниях у собак не исследовалось.
В группе животных с MMVD, получавших КПС, отмечена положительная динамика показателя, характеризующего расширение левого предсердия, что было выявлено с помощью эхокардиографии. Эхокардиография — это наиболее часто используемый неинвазивный метод оценки сердечной функции у собак. Увеличение левого предсердия является самым надежным независимым показателем прогрессирования сердечного заболевания у собак с MMVD [41]. Риск развития CHF возрастает с увеличением размера левого предсердия [44]. Отношение ЛП/Ао, нормализованное по диаметру корня аорты, более корректно характеризует ДЛП у взрослых собак и не зависит от массы тела [44,45]. Хотя MMVD считается медленно прогрессирующим заболеванием, на протяжении этого 6-месячного исследования у собак с MMVD в группе КОН отношение ЛП/Ао и ДЛП увеличились в среднем на 10% по сравнению с исходным уровнем. Важно, что в группе собак с MMVD, получавших КПС, отмечено обратное: значения отношения ЛП/Ао и ДЛП уменьшились. У шести (6/10) собак с MMVD, получавших КПС, зафиксировано уменьшение как отношения ЛП/Ао, так и ДЛП, кроме того, у этих же шести собак отмечено снижение артериального давления. Изменения значений ЛП/Ао и ДЛП были заметны через 3 месяца и оставались значительными и через 6 месяцев. Как и ожидалось, значение ЛП/Ао на исходном уровне было значительно выше у собак с MMVD, чем у здоровых собак.
Прогрессирование митральной регургитации, которая усиливает работу сердца, может привести как к ремоделированию предсердий и желудочков, так и к их расширению [1]. Хотя аналогичная тенденция наблюдалась для уменьшения левого желудочка (ЛЖ) как в M-режиме (3 и 6 месяцев), так и в 2-D (3 месяца), различия не были статистически значимыми. Большинство собак с MMVD в этом исследовании находились на ранней стадии B1. Следовательно, возможно, что либо у собак на стадии B1 ЛЖ был в норме, либо увеличение ЛЖ было незначительным, а изменения слишком малы, чтобы их можно было обнаружить. Тем не менее в нашем исследовании изменение в ЛП или ЛП/Ао было явным и систематическим. Наши данные позволяют предположить, что собаки, находящиеся в группе риска, уже испытывали энергетическое голодание миокарда до MMVD и что митральная регургитация может привести к увеличению ЛП уже на стадии B1. Было бы очень интересно проверить гипотезу, может ли КПС задержать развитие MMVD.
Увеличение левого предсердия при MMVD отражает степень тяжести и прогрессирование регургитации митрального клапана [46]. Согласуясь с положительной динамикой показателя, характеризующего увеличение левого предсердия у собак в группе КПС, МР уменьшилась: у 3/10 собак в группе КПС отмечено уменьшение МР по сравнению с отсутствием улучшения у собак в группе КОН. Кроме того, у 2/8 собак в группе КОН зафиксировано увеличение этого показателя по сравнению с исходным уровнем в отличие от 1/10 собак в группе КПС. Эти изменения также нашли отражение в стадии заболевания согласно классификации ACVIM: у трех собак в группе КОН отмечено прогрессирование от стадии B1 до B2 по сравнению с отсутствием прогрессирования в группе КПС. В целом наши результаты показали эффективность КПС в отношении уменьшения размера левого предсердия у собак с MMVD на ранней стадии, а также замедления или инвертирования прогрессирования заболевания на доклинической стадии.
Хотя рекомендуется измерять и контролировать АД у собак с MMVD, включая бессимптомных пациентов, [1], отчеты о связи изменений АД с прогрессированием MMVD у собак встречались редко и не были единообразными [47,48]. Значения САД, зарегистрированные в нашем исследовании, превышали значения, о которых сообщалось ранее [46–49], хотя на исходном уровне у собак с MMVD и у здоровых собак не было отмечено никакой разницы. Мы также зафиксировали значительные внутригрупповые вариации АД, которые могут быть связаны с синдромом «белого халата», телодвижениями или возбуждением животных во время измерений. Несмотря на это, у собак с MMVD в группе КПС изменения САД и ДАД за 6 месяцев в значительной степени коррелировали с изменениями ДЛП. Стоит отметить, что у тех же шести собак, у которых наблюдалось уменьшение размера увеличенного ЛП, также наблюдалось снижение артериального давления. В недавнем продольном исследовании с участием 5,5 млн взрослых жителей Соединенного Королевства было высказано предположение о связи между повышенным САД и риском развития митральной регургитации [50]. Хотя в нашем исследовании отмечено отсутствие корреляции между изменениями ДЛП и МР, корреляция между ДЛП и САД, зафиксированная в нашем исследовании, поставила интересные вопросы: Связано ли повышенное САД с повышенным риском развития МР у собак? Является ли МР неизбежным следствием старения собаки? Для получения ответов на эти вопросы необходимы дальнейшие исследования с более многочисленными когортами собак.
За продолжительный период мы отметили очень мало различий в состоянии здоровых собак. Побочные эффекты не были зафиксированы. Особый интерес вызвало следующее наблюдение: САД снизилось у здоровых собак, получавших рацион c КПС. Это изменение также произошло у некоторых собак с MMVD в группе КПС. Мы также отметили значительно более низкий балл ОФС в конце исследования у собак в группе КПС по сравнению с собаками в группе КОН. Однако средний балл ОФС в обеих группах находился в оптимальном диапазоне. Значение этого, если оно имеет место, еще предстоит определить.
Для текущего исследования имелись некоторые ограничения. Одним из них было относительно малое количество собак в каждой группе, большинство из которых были породы бигль. В будущие исследования необходимо включать больше собак разных мелких пород. Важными конечными точками станут разница в выживании или времени, необходимом для перехода к стадии B2 или развития CHF, однако это потребует проведения весьма долгосрочного исследования. В этом исследовании в качестве суррогатных маркеров прогрессирования MMVD мы использовали ДЛП и ЛП/Ао. Кроме того, пять собак с MMVD в обеих группах получали препараты длительно. Ни у одной из этих собак не наблюдалось улучшения статуса МР. Из этих пяти собак у трех в группе КОН через 6 месяцев было отмечено увеличение отношения ЛП/Ао (среднее = 16,7%), у одной в группе КПС было увеличение на 1,8%, а у другой — уменьшение на 2,7%. Хотя эти собаки принимали данные препараты до исследования и на всем его протяжении и тенденция изменения размера ЛП у этих собак была сходной с тенденцией в бóльших группах, мы не можем исключить потенциального искажающего эффекта препаратов. Наконец, такие факторы, как направление струи и давление в левом предсердии, могут повлиять на появление регургитационного потока в полуколичественной оценке митральной регургитации с помощью цветового допплеровского картирования потока. Измерения АД, проведенные в этом исследовании, включали косвенные оценки осциллометрическим методом. Хотя этот метод часто используется в клинической практике, он оценивает амплитуду колебаний давления манжеты и является менее точным, чем инвазивные способы измерения артериального давления [51,52]. Любое движение собаки может помешать устройству дать точную оценку. Клиническое исследование с бóльшим количеством собак, несомненно, позволит точнее оценить клиническую пользу этого рациона.
Наше исследование показало, что применение рациона со смесью питательных веществ, предназначенных для решения проблем метаболических изменений, которые ассоциируются с MMVD у собак, смогло замедлить или инвертировать изменения в сердце у собак с доклинической MMVD на ранней стадии. В этом исследовании не было возможности экстраполировать эффект какого-либо одного питательного вещества, входящего в состав КПС. Более того, мы считаем, что достижение задокументированной эффективности обусловлено синергическим действием основных нутриентов.
Протокол исследования был одобрен Комитетом по содержанию и использованию животных (Animal Care and Use Committee) компании Nestlé Purina® PetCare и отвечает всем правилам, изложенным в Законе о благополучии животных (Animal Welfare Act) министерства сельского хозяйства США. Это было рандомизированное плацебо-контролируемое двухфакторное исследование по определению воздействия рациона, времени и их взаимодействия на собак с MMVD или здоровых собак того же возраста, пола и породы. Исследование проводилось в течение 6 месяцев, клинические показатели были получены на исходном уровне, затем через 3 и 6 месяцев. Первичной конечной точкой эффективности было изменение размеров левого предсердия (ДЛП и ЛП/Ао) в группах за период начиная с исходного уровня до истечения 6 месяцев. На всем протяжении исследования рацион оставался замаскированным для кардиолога.
Для включения в исследование были рассмотрены две группы живущих в центре Nestlé Purina® PetCare собак малого и среднего размера с массой тела менее 15 кг: группа собак, у которых был обнаружен систолический шум над верхушкой сердца слева (группа MMVD), и группа здоровых контрольных собак соответствующего пола, возраста и породы без признаков сердечно-сосудистых заболеваний (группа здоровых животных). Рандомизация была проведена с использованием генератора случайных чисел в программном обеспечении для статистических вычислений. Алгоритм состоял из четырех шагов. 1. Две собаки породы цвергшнауцер были случайным образом распределены в группу КОН или КПС. 2. Суки и кобели породы бигль были случайным образом распределены в группу КОН или КПС. 3. В отношении возраста, массы тела и интенсивности шума (для группы MMVD) применяли t-критерий Стьюдента. 4. Если на шаге 3 не наблюдалось никаких различий, рандомизацию завершали. В противном случае повторяли шаги 1–4.
Впоследствии все собаки прошли повторную оценку в виде эхокардиографии, выполненной сертифицированным врачом-ветеринаром (Эллисон Хини). Все собаки с MMVD были отнесены либо к стадии B1, либо к B2 в соответствии с руководством ACVIM по диагностике MMVD [1]. Собаки, принимавшие кардиологические препараты до включения, получали эти препараты и на протяжении всего исследования. Здоровые собаки были определены как здоровые на основе стандартного физикального обследования, результатов биохимического анализа сыворотки и эхокардиографии. Собаки в каждой группе были разделены на две подгруппы и рандомизированы по возрасту, полу, породе, массе тела и интенсивности шума (для группы с MMVD), а затем случайным образом были распределены в группы, получавшие в течение 6 месяцев один из двух видов исследуемого рациона.
Собаки размещались по отдельности в смежных крытых и открытых вольерах с естественным и дополнительным освещением (12-часовой цикл). Между соседними вольерами, за исключением времени кормления, был обеспечен открытый доступ. Кроме того, все собаки получали регулярную нагрузку, например во время прогулок и на игровых площадках, а также ежедневно контактировали с другими собаками и опекунами. Собаки в течение 6 месяцев получали назначенный им рацион в качестве единственного источника питания, потребление воды не ограничивалось. Клинические измерения были проведены на исходном уровне, а также через 3 и 6 месяцев. По завершении исследования собаки остались в центре Nestlé Purina® PetCare, где им по-прежнему предоставляли полный уход, обеспечивающий благополучие, и ветеринарную помощь от персонала по уходу за животными и ветеринаров.
Исследуемые виды рациона были составлены таким образом, чтобы обеспечить изокалорийность и изонитрогенность, а также предоставить полноценное сбалансированное питание взрослым собакам (Nestlé Purina® PetCare Company, Сент-Луис, Миссури). Один рацион содержал кардиопротекторную смесь (КПС) питательных веществ, которые включали СЦТГ; длинноцепочечные омега-3 жирные кислоты; лизин и метионин (прекурсоры карнитина); витамин Е (антиоксидант); магний; и таурин (табл. 1). Жиры в рационе с КПС был представлены СЦТГ и рыбьим жиром, их содержание было сбалансировано путем замены говяжьего жира в контрольном корме (КОН). На протяжении всего исследования собак кормили по отдельности один раз в сутки для поддержания стабильной массы тела [53]. Во время обучения не допускалось никаких угощений или других добавок.
Основными результатами этого исследования стали измерения для оценки динамики прогрессирования MMVD, в частности степени митральной регургитации (МР) и эхокардиографических переменных диаметра левого предсердия (ДЛП) и размера левого предсердия, измеряемых как отношение левого предсердия к диаметру корня аорты (ЛП/Ао).
Все клинические обследования, включая физикальное обследование, эхокардиографию и косвенное измерение артериального давления, проводились на исходном уровне и через 3 и 6 месяцев в тихом кабинете без седации. Собак представляли для клинических оценок в случайном порядке. ОФС оценивалось по 9-балльной шкале, где балл 4 или 5 считался оптимальным [54]. Все кардиологические обследования, включая аускультацию сердца, стандартную двухмерную (2-D) эхокардиографию, эхокардиографию в М-режиме и цветовую допплеровскую эхокардиографию, выполнял один и тот же ветеринар-кардиолог, для которого назначенные собакам рационы были замаскированы. Оценка проводилась с использованием ультрасонографического модуля Mylab Alpha, оснащенного преобразователем 1–4 МГц, и ЭКГмониторинга. И отношение ЛП/Ао, и ДЛП были измерены в 2-D. Отношение размера левого предсердия к корню аорты измеряли как отношение максимального размера левого предсердия, который был измерен по короткой оси, и внутреннего диаметра аорты, который был измерен путем продления линии от выпуклой стороны стенки правого синуса аорты до противоположной стенки аорты параллельно комиссуре некоронарной и левой коронарной створок клапана на первом кадре после закрытия аортального клапана [55]. Диаметр левого предсердия (ДЛП) измерялся путем продления той же линии до дальней границы левого предсердия [44]. Измерения левого желудочка (ЛЖ) в 2-D были проведены в соответствии со стандартным протоколом [56]. Эхографические измерения проводились в автономном режиме после того, как пациента посетил тот же кардиолог (Эллисон Хини), для которого назначенные рационы были замаскированы во время измерения. Интенсивность систолического шума над верхушкой слева оценивалась по шкале от 1 до 6, где 1 балл — самый слабый звук, выслушивается с трудом в тихом кабинете, а 6 баллов — самый громкий с ощутимым дрожанием, выслушиваемый стетоскопом при его удалении от грудной клетки пациента [57]. Степень тяжести митральной регургитации (МР) оценивалась с помощью анализа принимающей камеры путем расчета максимального отношения зоны регургитационного потока к зоне левого предсердия с использованием цветового доплеровского картирования потока, как было описано ранее [58,59]. Если отношение составляло 0–5 %, МР оценивалась как отсутствующая или незначительная, при значении менее 20 % — как умеренная, от 20 до 50 % — как выраженная, а более 50 % — как тяжелая. Скорость митральной регургитации (СМР) измерялась по четырехкамерному срезу в левой парастернальной и апикальной позиции с помощью непрерывно-волнового допплеровского сканирования. Артериальное давление (АД), включая систолическое артериальное давление (САД), диастолическое артериальное давление (ДАД) и среднее артериальное давление (СрАД), а также частоту сердечных сокращений (ЧСС) измеряли с помощью автоматического осциллометрического устройства petMAP graphic (Ramsey Medical, Inc., Тампа, штат Флорида). Собак помещали на смотровой стол стоя, на левом предплечье закрепляли манжету. Рассчитывали среднее из трех последовательных измерений.
Образцы венозной крови для биохимического анализа сыворотки и общего анализа крови брали натощак на исходном уровне, затем через 3 и 6 месяцев. Общий анализ крови проводили с помощью гематологического анализатора Sysmex xs-1000i (Линкольншир, штат Иллинойс). Биохимический анализ сыворотки проводили с помощью химического анализатора Roche Cobas c311 (Индианаполис, штат Индиана).
Поскольку это исследование являлось первым в своем роде, никакой предшествующей информации для анализа мощности не было, и собак набирали исходя из наличия животных с MMVD. Данные рассматривались как непрерывные величины, за исключением степени тяжести митральной регургитации, стадии согласно классификации ACVIM и интенсивности шума, которые рассматривались как ординальные величины. Для каждой собаки измерения проводились в трех временных точках, поэтому для учета повторности измерений использовались смешанные модели анализа. Для сравнения значений исходного уровня у здоровых собак и собак с MMVD применяли t-критерии Стьюдента.
Непрерывные переменные анализировали с помощью линейной смешанной модели с использованием пакета lme4 в R [60]. Модель включала в себя рацион, время и взаимодействие «рацион — время» в качестве фиксированных эффектов, скорректированных для пола, породы и массы тела. Собака рассматривалась в качестве случайного эффекта для учета повторности измерений. Остатки использовались для проверки допущений моделей. Суммы квадратов типа III использовались для проверки общего уровня значимости переменной. Для оценки изменений по сравнению с исходным уровнем для каждой группы в каждой временной точке использовались оцениваемые параметры модели. Апостериорные t-критерии Стьюдента использовались для сравнения групп в каждой временной точке с корректировкой Бонферрони для многократного тестирования с помощью пакета «lsmeans» в R [61]. Значимым считалось p-значение менее 0,05/3 = 0,017.
Ординальные переменные были проанализированы с использованием смешанной модели кумулятивной связи с помощью пакета «ordinal» в R [62]. В качестве фиксированных эффектов модель включала рацион, время и взаимодействие «рацион — время». Собака рассматривалась в качестве случайного эффекта для учета повторности измерений. Остатки использовались для проверки допущений моделей. Для оценки изменений по сравнению с исходным уровнем для каждой группы в каждой временной точке использовались оцениваемые параметры модели. Для сравнения различий между группами в каждый момент времени был проведен вторичный анализ скрытой переменной с набором пороговых точек с корректировкой Бонферрони для многократного тестирования [61]. Значимым считалось p-значение менее 0,05/3 = 0,017.
Для оценки линейных связей между изменениями размера левого предсердия и изменениями артериального давления в каждой группе питания за 6 месяцев использовались корреляции Пирсона. Для изменений стадии по классификации ACVIM через 3 и 6 месяцев по сравнению с исходным уровнем рассчитывались отношения шансов.
Дополнительная информация к этой статье находится по адресу https://doi.org/10.1186/s12917-019-2169-1.
Дополнительный файл 1: Таблица S1. Систолическое артериальное давление и оценка физического состояния здоровых собак. Таблица S2. Размер левого предсердия на исходном уровне, через 3 и 6 месяцев у собак с MMVD. Таблица S3. Процентные изменения размера левого предсердия по сравнению со значением исходного уровня у собак с MMVD. Таблица S4. Интенсивность шума, степень митральной регургитации и стадия по классификации ACVIM.
ACVIM — Американский колледж внутренних болезней животных; АД — артериальное давление; CHF — застойная сердечная недостаточность; КОН — контрольный рацион; КПС — кардиопротекторная смесь; ДАД — диастолическое артериальное давление; ЧСС — частота сердечных сокращений; ЛП — левое предсердие; ЛП/Ао — отношение диаметра левого предсердия к корню аорты; ЛЖ — левый желудочек; СрАД — среднее артериальное давление; СЦТГ — среднецепочечные триглицериды; MMVD — миксоматозная дегенерация митрального клапана; МР — митральная регургитация; САД — систолическое артериальное давление
Авторы выражают благодарность Лоре Харт (Laura Hart) и Кристин Лоуэр (Kristin Lower) за помощь в исследовании рациона, д-ру Мелани Барнс (Melanie Barnes) за проведение измерений АД и ЧСС. Мы также благодарны д-рам Хуэй Сюй (Hui Xu) и Сандипу Бхатнагару (Sandeep Bhatnagar) за составление формулы и производство кормов.
Не применимо.
Цинхун Ли — идея и разработка проекта. Натали Лангенфельд-Маккой и Цинхун Ли — проведение статистического анализа; Дороти П. Лафламме — разработка рациона и дизайна эксперимента. Цинхун Ли и Бриттани Вестер Болер — проведение исследования рациона; Эллисон Хини — проведение эхокардиографии и измерений; Цинхун Ли и Дороти П. Лафламме — написание рукописи. Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.
Исследование финансировалось компанией Nestlé Purina® PetCare. Все авторы являются сотрудниками или консультантами компании и несут единоличную ответственность за разработку, анализ и интерпретацию данных и подготовку рукописи.
Наборы данных, использованные и/или проанализированные в ходе настоящего исследования, можно получить у адресата для корреспонденции по обоснованной просьбе.
Протокол исследования был утвержден Комитетом по содержанию и использованию лабораторных животных компании Nestlé Purina® PetCare.
Цинхун Ли, Натали Лангенфельд-Маккой и Бриттани Вестер Болер являются сотрудниками, а Эллисон Хини и Дороти П. Лафламме являются платными консультантами компании Nestlé Purina® PetCare.
1Nestlé Purina Research, St. Louis, MO, USA (США). 2Petcardia Veterinary Cardiology, Боулдер, штат Колорадо, США. 3Scientific Communications Consultant, Флойд, штат Вирджиния, США.
Поступила: 22 июля 2019 г. Принята к публикации: 7 ноября 2019 г. Опубликована онлайн: 27 ноября 2019 г.
Springer Nature сохраняет нейтралитет в отношении юрисдикционных претензий, касающихся опубликованных карт и принадлежности к учреждению.
