Диагноз «порок сердца» встречается не так уж часто и в большинстве случаев не смертелен. Спешим обнадежить еще больше: даже самые опасные его варианты постепенно превращаются в просто врагов человека, которых можно победить. Руки-роботы, операции на плоде прямо во время беременности, генетическая инженерия – медицина дает людям все больше шансов дожить до глубокой старости.
Прежде всего, определимся с терминами. Пороки сердца – патологические изменения его анатомии, которые приводят к нарушению функции органа. Чаще всего такие дефекты поражают сердечные перегородки и клапаны. Они могут преследовать с рождения (ВПС) или приобретаться в течение жизни (ППС). Первые – самые частые пороки развития у новорожденных, хотя в целом встречаются редко (у 0,8–1,2 % всех младенцев). Приобретенные же, напротив – болезнь пожилых: от них страдают приблизительно 10–15 % людей старше 75 лет. Хотя сердечно-сосудистые заболевания являются главной причиной смертей взрослых землян, конкретно пороки сердца влекут летальный исход довольно редко. Все – благодаря хирургическому вмешательству и лечению.
«Я таким родился»
Среди врожденных пороков самый популярный – дефект межжелудочковой перегородки (ДМЖП) – отверстие между желудочками. Буквально, дырка в сердце. Если она маленькая, то нарушений движения крови может и не быть, а часто такие дефекты и вовсе «закрываются» сами. Если же отверстие большое, то кровь будет протекать из одного желудочка в другой. Левый и правый желудочки отличаются и функционально, и анатомически. Например, в них разное давление, поэтому при наличии отверстия жидкость поступает из области высокого в область низкого. То есть из левого желудочка в правый, из-за чего богатая кислородом артериальная кровь разбавляет венозную. Кислородного голодания при этом нет. Но на правый желудочек оказывается повышенная нагрузка, он работает на износ – постепенно развивается сердечная недостаточность.
Вдобавок, так как кровь постоянно течет в правый желудочек, в нем растет давление. Со временем оно может стать больше, чем в левом. Тогда кровь потечет в обратном направлении, и начнется кислородное голодание из-за подмешивания бедной кислородом венозной крови к артериальной. Избавить младенца от этого может, например, заплатка из наружной оболочки сердца, перикарда. Операция не экстренная, но сделать ее нужно как можно раньше, пока «правое» давление не обогнало «левое».
Похожий дефект может поразить и перегородку между правым и левым предсердиями. Эта аномалия сама точно не уйдет, последствия у нее похожи на таковые при ДМЖП. Лечение аналогичное – шов или заплатка. Менее инвазивный метод – введение заплатки-окклюдера через бедренную вену.
Другой порок – транспозиция магистральных сосудов (ТМС). При нем аорта отходит от правого желудочка, а легочный ствол – от левого (в норме наоборот). При этом возникают разобщенные круги кровообращения: один гоняет венозную кровь через органы, другой – артериальную через легкие. В итоге организм не получает кислорода. Это один из самых тяжелых пороков сердца, который совместим с жизнью, только если у ребенка остается открытым так называемое овальное окно – естественный дефект между желудочками, который позволит артериальной и венозной крови смешаться, чтобы кислород поступал к органам хотя бы в таком виде. Иронично, но в таком случае хорошо, если есть и дефект перегородки между предсердиями, – круги будут объединены еще больше. Впрочем, этого все равно недостаточно, и поможет только операция.
Есть и другие пороки: неправильное положение сердца, единственный желудочек, стеноз аорты. Или даже комбинация из четырех разных – тетрада Фалло. Но и она не смертельна. И лечится даже редкая и опасная аномалия Эбштейна, которая составляет 1 % всех ВПС. Но не все настолько радужно. Ложка дегтя – это возможность осложнений после любых хирургических операций при пороках сердца. Например, может отойти уголок заплатки, и хоть в таком случае вместо большого дефекта будет малый, о полном здоровье все равно говорить нельзя. А пересаженные клапаны иногда требуется заменять не один раз из-за роста ребенка. Поэтому нередко даже после успешной операции пациент не может вести нормальный образ жизни. Остаются ограничения, требуется наблюдение – диагноз ВПС преследует даже после устранения аномалии.
Приобретение порока
Совершенно иные проблемы у взрослых. Приобретенные пороки сердца почти всегда связаны с сужением (стенка утолщена) или недостаточностью (стенка истончена) одного или нескольких из четырех сердечных клапанов. Эти состояния возникают из-за ревматических болезней, эндокардита или у инфицированных сифилисом.
Изначально функция клапанов в том, чтобы кровь текла куда надо и не заливалась обратно. Всего в сердце человека их четыре, они отделяют предсердия от желудочков и желудочки от главных сосудов – аорты и легочной артерии. Стеноз (сужение) приводит к тому, что кровь при сокращении сердечной мышцы выталкивается неэффективно: как вода в душе с плохим напором. При недостаточности клапанов кровь затекает обратно. Чтобы как-то компенсировать это, желудочкам или предсердиям приходится сокращаться сильнее, в результате в них повышается давление. Оно постепенно передается и на нижележащие сосуды, в том числе и питающие органы. В случае стеноза аортального или митрального клапана (левая половина сердца) давление повышается в легких, трикуспидального или митрального (правая половина) – везде, кроме легких. Появляется одышка при нагрузке, а затем и в покое, повышенная утомляемость и другие симптомы.
Просвет клапанов можно расширить с помощью специального надувного баллона, который разорвет спайки между стенками. Операцию проводят без разрезов и наркоза, вводя катетер через бедренную вену. При серьезных нарушениях клапаны могут заменить на механические или собранные из тканей животного. Кстати, исследование шведских ученых 2015 года показало, что первые надежнее. Пациенты с искусственным аортальным клапаном дольше живут, и им реже требуется повторная его замена. Конечно, есть и минус: дело в том, что при работе механического клапана происходит распад эритроцитов, что повышает риск тромбоза. А люди с механическим клапаном отмечают, что работает он не бесшумно, и в тихом помещении тиканье слышно даже другим. Неудивительно, что некоторых это тревожит. И наверняка мешает играть в покер.
Корень зла
Добраться до причины приобретенных пороков так же сложно, как и до источника старения. А наследственная склонность к развитию эндокардита (воспаление внутренних оболочек камер сердца), возрастных патологий клапанов или ревматизма сложна и регулируется работой многих генов.
С младенцами и их врожденными пороками дело обстоит попроще. Анатомическая патология – это обычно результат неправильной работы генов в эмбриогенезе: их отсутствия или других изменений в ДНК. Приведем конкретные примеры. Прочитав последовательность ДНК одиночных клеток, коллектив ученых из нескольких стран составил молекулярный каталог примерно 40 тыс. отдельных клеток сердечной мышцы. Результаты были опубликованы в Nature в 2019 году. Оказалось, что эмбрионы мышей, лишенные гена Hand2, не способны сформировать камеру правого желудочка. У людей делеция этого гена связана с тетрадой Фалло, а возможно – и стенозом легочной артерии.
Потеря участка 22-й хромосомы, а с ней гена TBX1 часто приводит не только к комбинации пороков сердца, но и к нарушениям физического и умственного развития (синдром Ди Георга). А люди с трисомией по 21-й хромосоме (синдром Дауна) чаще здоровых страдают ВПС – они встречаются у 40 %.
Помимо наличия необходимых генов, в эмбриогенезе важно, чтобы они работали слаженно, чтобы их активность менялась в такт развитию. При формировании сердца плода за это отвечают особые белки, например Tbx5 и Gata4. Инструкция по их сборке, в свою очередь, записана в других генах. Мутации в них приводят к нарушению структуры Tbx5 и Gata4. В итоге задача по управлению ансамблем генов нарушена – здорового сердца нам не видать.
Мутации могут быть вызваны и внешними факторами во время беременности – ионизирующим излучением, вирусом краснухи у матери, приемом ею лекарств с тератогенным эффектом. А в метаанализе 2020 года подтвердили связь развития ВПС с употреблением алкоголя родителями. Если за три месяца до зачатия регулярно пил отец – риск развития порока сердца у ребенка повышался на 44 %, если мать – на 16 %. Найдены ассоциации и между ВПС и лишним весом у матери, что может быть связано с дефицитом фолиевой кислоты при ожирении или каким-то еще фактором, который связан с набором веса. Впереди у ученых еще немало работы – хоть пороки сердца научились как-то лечить, разобраться в причинах их появления намного сложнее.
Инновации – наше все
Для хирургии исправление наиболее распространенных пороков сердца уже стало практически рутиной. И все же еще больше чудес ждет за углом. Только в 1981 году была проведена первая операция в истории фетальной (fetus – плод) хирургии. Тогда плоду устранили непроходимость уретры, а спустя два месяца родился здоровый мальчик. И девочка, его сестра-близнец. Фетальная хирургия сейчас распространена довольно широко, операции на плоде в утробе проводят и в России. Это, правда, порождает дискуссии об этике и юридическом положении недорожденных детей, ведь при таких операциях создается немалый риск и для женщины, и для плода.
Хирурга теперь можно посадить за штурвал робот-системы «da Vinci» для реконструкции клапанов через минимальные разрезы. Восстановление избавляет от необходимости протезирования. И сами протезы тоже меняются. Тиканье механического или отторжение клапана из тканей свиней или быка могут остаться в прошлом. Если мы научимся выращивать клапаны. Сделать это можно с помощью фибробластов – клеток, которые вырабатывают коллагеновый матрикс. Из него затем сшить клапан, и он будет расти вместе с ребенком, которому его вживят. Благодаря этому удастся избежать повторных операций. Такие клапаны уже опробовали на ягнятах, и разработка показала неплохую приживаемость.
Будущее не за горами, но все же сердца новых поколений находятся в наших руках – скрининг и ответственный подход к планированию беременности. Эти простые инструменты позволяют значительно сократить не только и без того редкие случаи пороков сердца, но и многие другие болезни новорожденных. А в будущем, хочется верить, что операции проводить будут не на сердце, а на генах.
Это новость от журнала ММ «Машины и механизмы». Не знаете такого? Приглашаем прямо сейчас познакомиться с этим удивительным журналом.
