Введение
Исследование процессов, происходящих на микроциркуляторном уровне, определение степени вовлеченности микроциркуляторного русла (МЦР) в патологический процесс и оценка эффектов воздействия различных методов лечения на его морфофункциональное состояние являются актуальными вопросами не только для физиологов и патофизиологов, но и для врачей-клиницистов, поскольку именно МЦР первым вовлекается в патологические процессы и во многих случаях является основной «мишенью» для разных групп фармакологических препаратов [1].
До недавнего времени возможности неинвазивного исследования МЦР у человека были ограничены по техническим причинам. Благодаря развитию микроэлектроники и компьютерных технологий в последние десятилетия у ученых появился целый ряд новых методов, которые позволяют неинвазивно исследовать структурное и функциональное состояние микрососудистого русла разных органов человека. Кожа ввиду своей доступности является наиболее удобным объектом для исследования МЦР. Более того, при исследовании микрососудов кожных покровов имеется возможность проведения ряда функциональных и фармакологических провокационных тестов, которые отражают реакции микрососудов на разные стимулы как в норме, так и при различных патологических состояниях. Имеющиеся данные позволяют говорить о том, что МЦР кожи может отражать состояние микроциркуляции в других органах и системах [2—6].
Ввиду относительной новизны неинвазивные методы исследования микроциркуляторного кровотока сегодня еще не получили широкого клинического применения, однако работы в этом направлении активно ведутся во всем мире [7]. В Российской Федерации наибольшее распространение получили методы видеокапилляроскопии (ВКС) и лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ). ВКС позволяет проводить прижизненную оценку морфофункциональных характеристик капиллярного русла кожи, а ЛДФ дает возможность получать информацию как об уровне тканевого кровотока, так и о функциональном состоянии регуляторных механизмов на уровне резистивных прекапиллярных артериол. Эти методы исследования, дополняя друг друга, позволяют получать широкий спектр диагностической информации о структурно-функциональном состоянии МЦР кожных покровов человека.
Цель исследования — изучить структурно-функциональное состояние микрососудистого русла в разных областях кожи верхних конечностей и взаимосвязь параметров микроциркуляции с показателями центральной гемодинамики у здоровых мужчин трудоспособного возраста по данным ВКС и ЛДФ.
Материал и методы
Объект исследования. Анализируемая группа сформирована в рамках проспективного научного исследования «Сердечно-сосудистый континуум» мужского населения Москвы. Исследование выполнено в соответствии со стандартами надлежащей клинической практики (GCP) и принципами Хельсинкской декларации. Протокол исследования одобрен локальным этическим комитетом. Все мужчины дали письменное согласие на участие в исследовании.
В исследование были включены 60 мужчин в возрасте от 30 до 60 лет (средний возраст 43,0±7,9 года) с низким и умеренным сердечно-сосудистым риском по шкале SCORE [8], которые в соответствии с рекомендациями Европейского общества кардиологов по лечению артериальной гипертензии от 2018 г. [9] имели нормальный уровень артериального давления (АД) (систолическое АД (САД) <140 и диастолическое АД (ДАД) <90 мм рт.ст. при офисном измерении, а по данным суточного мониторирования АД (СМАД) среднесуточные значения САД<130 и ДАД<80 мм рт.ст.) и не имели отклонений от нормативных значений по результатам других лабораторно-инструментальных методов исследования. Все мужчины субъективно считали себя абсолютно здоровыми, не предъявляли жалоб и не принимали лекарственных препаратов на постоянной основе.
Дизайн исследования. За сутки до исследования были исключены интенсивная физическая нагрузка и прием алкоголя, работа в ночную смену. За 6 ч до начала исследования — прием тонизирующих напитков (чай, кофе и др.), минимум за 2 ч — курение. Комплекс обследований начинался натощак в 9:00 утра и проходил в нижеуказанной последовательности: 1) осмотр; антропометрия — масса тела, рост, окружность талии (ОТ), окружность бедер (ОБ), расчет индекса массы тела (ИМТ) по формуле Кетле; сбор анамнеза; трехкратное измерение АД; 2) ВКС на пальцах левой кисти; 3) ЛДФ на левом предплечье и среднем пальце левой кисти с констрикторными и дилататорными тестами; 4) забор венозной крови для лабораторных исследований; 5) эхокардиография (ЭхоКГ); 6) ультразвуковое исследование магистральных артериальных сосудов (брахиоцефальные и бедренные артерии); 7) определение уровня поток-зависимой вазодилатации (ПЗВД); 8) СМАД.
Первые три этапа обследования проводили в лаборатории с постоянно поддерживаемым микроклиматом (температура воздуха +23±1 °C; влажность воздуха 40—60%).
ЭхоКГ в М- и В-режимах и ультразвуковое сканирование магистральных артерий с определением ПЗВД по методике Целермайера с нижним наложением манжеты проводили на аппарате экспертного класса Toshiba Xario SSA 660A (Япония). СМАД осуществляли в амбулаторных условиях с использованием аппарата BpLab (ООО «Петр Телегин», Россия) после проведения всех этапов исследования. Манжету тонометра располагали на левом плече. Интервалы измерения АД в активное время суток составлял 20 мин, в ночные часы — 40 мин. Антропометрические данные и результаты инструментальных методов исследования приведены в табл. 1.
Таблица 1. Клинические характеристики группы исследования
| Параметр | Значение | |
| Антропометрические данные | ||
| Рост, см | 178 [175; 183] | |
| Масса тела, кг | 80,2 [72; 89,5] | |
| ИМТ, кг/м2 | 25 [22,8; 28] | |
| ОТ, см | 91 [86; 98,5] | |
| ОБ, см | 103,5 [97,5; 107] | |
| Офисные АД и ЧСС | ||
| САД, мм рт.ст. | 124 [117; 134,5] | |
| ДАД, мм рт.ст. | 77,5 [72; 83] | |
| ЧСС, уд/мин | 63 [57; 68] | |
| Ультразвуковое сканирование сердца | ||
| ЛП, см | 3,4 [3,3; 3,6] | |
| Объем ЛП, мл | 48 [43; 55] | |
| КДР ЛЖ, см | 4,8 [4,7; 5,2] | |
| КСР ЛЖ, см | 2,6 [2,4; 3] | |
| КДО ЛЖ, мл | 109,5 [92; 124] | |
| КСО ЛЖ, мл | 37 [29; 41] | |
| ТМЖП, см | 0,99±0,1 | |
| ЗстЛЖ, см | 0,92±0,09 | |
| ММ ЛЖ, г | 151 [129; 178] | |
| ИММ ЛЖ, г/м2 | 76 [66; 84] | |
| Ультразвуковое сканирование артерий | ||
| ТИМ ОСА справа, мм | 0,7 [0,6; 0,8] | |
| ТИМ ОСА слева, мм | 0,7 [0,5; 0,8] | |
| ТИМ ОБА справа, мм | 0,7 [0,5; 0,9] | |
| ТИМ ОБА слева, мм | 0,7 [0,5; 0,9] | |
| ПЗВД,% | 9 [6; 11,7] | |
| Суточное мониторирование АД и ЧСС | ||
| День | САД, мм рт.ст. | 119 [114; 127] |
| ДАД, мм рт.ст. | 77,5 [74; 80] | |
| ЧСС, уд/мин | 73 [68,5; 80,5] | |
| Ночь | САД, мм рт.ст. | 104 [97,5; 109] |
| ДАД, мм рт.ст. | 65 [61; 68] | |
| ЧСС, уд/мин | 60 [56; 67] | |
| Сутки | САД, мм рт.ст. | 115 [111; 121,5] |
| ДАД, мм рт.ст. | 75 [72; 77] | |
| ЧСС, уд/мин | 70 [65,5; 76,5] | |
Примечание. ЧСС — частота сердечных сокращений; ЛП — левое предсердие; ЛЖ — левый желудочек; КДР ЛЖ — конечный диастолический размер ЛЖ; КСР — конечный систолический размер ЛЖ; КДО ЛЖ — конечный диастолический объем ЛЖ; КСО ЛЖ — конечный систолический объем ЛЖ; ТМЖП — толщина межжелудочковой перегородки; ЗстЛЖ — задняя стенка ЛЖ; ММ ЛЖ — масса миокарда ЛЖ; ИММ ЛЖ — индекс ММ ЛЖ; ТИМ — толщина комплекса «интима—медиа»; ОСА — общая сонная артерия; ОБА — общая бедренная артерия.
Толщина комплекса «интима—медиа» (ТИМ) более 1,3 мм выявлена у 11 обследуемых с максимальным степенью стеноза просвета брахиоцефальных и/или бедренных артерий не более 20%.
Клинический и биохимический анализы крови проводили на автоматическом гематологическом анализаторе MEK-8222 K («Nihon Kohden», Япония), автоматическом анализаторе Architect C8000 («Abbott», США) и автоматическом анализаторе ACL Elite («Instrumentation Laboratory», США). Полученные данные лабораторных методов исследования приведены в табл. 2.
Таблица 2. Результаты лабораторных методов исследования
| Параметр | Значение |
| Лейкоциты, 109/л | 6,2 [5,4; 7,3] |
| Тромбоциты, 109/л | 212 [186; 240] |
| Эритроциты, 1012/л | 4,92 [4,76; 5,18] |
| Гемоглобин, г/л | 151 [146; 157] |
| Гематокрит, % | 43,9 [42,3; 45,1] |
| ОХС, ммоль/л | 5,2 [4,8; 5,8] |
| ХС ЛПВП, ммоль/л | 1,29 [1,13; 1,49] |
| ХС ЛПНП, ммоль/л | 3,3 [2,86; 3,62] |
| ХС ЛПОНП, ммоль/л | 0,47 [0,37; 0,68] |
| ТГ, ммоль/л | 1,03 [0,77; 1,49] |
| Индекс атерогенности | 3,07 [2,19; 3,87] |
| Мочевая кислота, мг/дл | 6 [5; 6,9] |
| Фибриноген, г/л | 3,4 [3; 3,8] |
| Глюкоза, ммоль/л | 5,81 [5,5; 6,1] |
| СРБ, мг/л | 0,93 [0,49; 1,37] |
| Креатинин, мкмоль/л | 80 [72; 95] |
| АЛТ, ед/л | 20 [15; 31] |
| АСТ, ед/л | 19 [17; 22] |
Примечание. ОХС — общий холестерин; ХС ЛПВП — холестерин липопротеидов высокой плотности; ХС ЛПНП — холестерин липопротеидов низкой плотности; ХС ЛПОНП — холестерин липопротеидов очень низкой плотности; ТГ — триглицериды; СРБ — C-реактивный белок; АЛТ —аланинаминотрансфераза; АСТ — аспартатаминотрансфераза.
Видеокапилляроскопия. Компьютерная ВКС — метод неинвазивного исследования структурно-функционального состояния капиллярного русла кожи, основанный на высокоскоростной видеосъемке капилляров сосочкового слоя дермы. Использовали компьютерный капилляроскоп «Капилляроскан-1» (ООО «Новые Энергетические Технологии» Москва, Россия). ВКС выполняли в положении сидя в области ногтевого ложа и тыльной поверхности ногтевой фаланги IV или V пальцев левой кисти (безымянный и мизинец). Выбор пальцев обусловлен наименьшей травматизацией кожных покровов в области ногтевого ложа, что позволяет получать наиболее качественные изображения и проводить корректные расчеты структурно-функциональных показателей капиллярного русла кожи. На кожу тыльной поверхности ногтевой фаланги исследуемого пальца наносили специальное иммерсионное масло для улучшения визуализации капилляров. На плечо накладывали манжету тонометра для проведения пробы с венозной окклюзией.
На первом этапе при малом увеличении (×175) проводили исследование кожи в области ногтевого ложа (на рис. 1, а область выделена сплошным прямоугольником). Последовательно были зарегистрированы 3—4 участка для дальнейшего построения панорамного снимка (см. рис. 1, б). Затем при большом увеличении (×400) регистрировали 5-секундные видеофрагменты капиллярного кровотока для всех капилляров ногтевого ложа, которые в указанной области располагаются горизонтально, что позволяет визуализировать последние на всем их протяжении. При анализе записанных видеофрагментов определяли размер перикапиллярной зоны (ПЗ) в микрометрах (мкм) — расстояние от наиболее близкой точки переходного отдела капилляра до максимально удаленной точки кожного сосочка (см. рис. 1, в). ПЗ отражает степень гидратации интерстициального пространства и, являясь косвенным показателем состояния фильтрационно-реабсорбционного механизма тканевого обмена, отражает дистанцию «кровь↔клетка» для питательных веществ и продуктов метаболизма.
Рис. 1. Видеокапилляроскопия.
а — области исследования капиллярного русла; б — панорамный снимок капиллярного русла ногтевого ложа (сформирован из трех кадров); в — измерение размера перикапиллярной зоны; г — капилляры, функционирующие в состоянии покоя; д — максимальное количество капилляров.
Для оценки плотности капиллярной сети (кап/мм2) объектив капилляроскопа смещали по центру ногтевой фаланги проксимально к межфаланговому суставу (на рис. 1, а зона выделена пунктирным прямоугольником), где капилляры располагаются перпендикулярно и у самой поверхности кожи визуализируются только переходные отделы обменных микрососудов. В режиме стоп-кадра производили снимок, после чего в манжете тонометра повышали давление до 50—60 мм рт.ст. на 2 мин, на исходе которых делали повторный снимок исследуемой области кожи, площадь которой составляла около 1 мм2. При анализе первого стоп-кадра (см. рис. 1, г) выполняли подсчет количества функционирующих капилляров (функциональная рарефикация — ФР) в состоянии покоя. При анализе второго кадра (см. рис. 1, д) оценивали максимальное количество капилляров, способных вовлекаться в кровоток (структурная рарефикация — СР). Производили расчет коэффициента ФР/СР, который позволяет получать информацию о степени вовлеченности капилляров кожи для поддержания тканевого гомеостаза в термонейтральных условиях.
Лазерная допплеровская флоуметрия. Характер микроциркуляторного кровотока в коже оценивали в положении лежа на спине на кушетке с приподнятым на 30° головным концом после 15-минутного периода адаптации методом ЛДФ. Применяли двухканальный лазерный анализатор ЛАКК-02 (НПП «ЛАЗМА», Россия) в ближней инфракрасной области спектра (длина волны 800 нм). Используемая длина волны позволяет выполнять зондирование ткани на глубине 1—1,2 мм с последующей регистрацией обратно рассеянного излучения и определением динамических параметров микроциркуляции по допплеровскому сдвигу, возникающему при рассеянии зондирующего излучения на движущихся форменных элементах крови (эритроцитах). В связи с неравномерностью распределения эритроцитов и разностью скорости их движения в разных микрососудах (артериолы — 700—3900 мкм/с, капилляры — 100—900 мкм/с, венулы — 300—1200 мкм/с) при ЛДФ применяется алгоритм усреднения, который позволяет получить средний допплеровский сдвиг частоты по всей совокупности красных клеток крови, попадающих в зондируемую область. Амплитуда отраженного сигнала с помощью специализированного компьютерного оборудования преобразуется в виде непрерывно колеблющейся кривой (ЛДФ-грамма), позволяющей анализировать характеристики объемного кровотока в 1 мм3 кожи (рис. 2, б). Один датчик располагали на наружной поверхности левого предплечья по средней линии на 2—4 см проксимальнее лучезапястного сустава, второй — в области подушечки ногтевой фаланги среднего пальца левой кисти (см. рис. 2, а). На левое плечо накладывали манжету тонометра для проведения функциональных проб.
Рис. 2. Лазерная допплеровская флоуметрия.
а — расположение датчиков в области лучезапястного сустава наружной поверхности предплечья (1) и в области подушечки ногтевой фаланги среднего пальца левой кисти (2); б — базальная перфузия (БП); в — амплитудно-частотный вейвлет-анализ колебаний кожной перфузии при БП (логарифмический масштаб).
Базальную перфузию (БП) регистрировали в состоянии покоя в течение 10 мин. Исходную ЛДФ-грамму подвергали амплитудно-частотному анализу с использованием функции вейвлет-преобразования, что позволяет оценить функциональное состояние каждого регуляторного механизма модуляции микрокровотока (вазомоций) по отдельности (см. рис. 2, в). Усредненную по времени амплитуду вазомоций оценивали по максимальным значениям (Ai) в соответствующем частотном диапазоне для эндотелиального (Аэ) (0,0095—0,02 Гц), нейрогенного (Ан) (0,021—0,052 Гц), миогенного (Ам) (0,052—0,145 Гц), венулярного (Ав) (0,145—0,6 Гц) и кардиального (Ас) (0,6—2,0 Гц) звеньев модуляции кровотока [10, 11].
В связи с невозможностью выражения среднего уровня перфузии (M) в МЦР в абсолютных единицах, например в мл/с/мм3 [12], значение средней перфузии и абсолютные значения амплитуды регуляторных механизмов представлены в условных перфузионных единицах (пф).
Помимо абсолютных значений амплитуд вазомоций оценивали функциональный вклад каждого регуляторного механизма в общий уровень тканевой перфузии по формуле:
Ai/M·100%,
где: Ai — амплитуда вазомоций регуляторного механизма; M — средний уровень тканевой перфузии.
Этот параметр позволяет делать заключение (гипотетическое) о метаболической эффективности каждого регуляторного механизма.
После регистрации БП проводили дыхательную пробу (ДП), в ходе выполнения которой обследуемые делали форсированный глубокий вдох через рот с задержкой дыхания на высоте вдоха на 15 с и последующим произвольным выдохом. Возникающий вазомоторный рефлекс обусловливает констрикцию артериол и, как следствие, кратковременное уменьшение кожного кровотока у большинства людей. Снижение перфузии характеризует симпатическую регуляцию активности гладкомышечных клеток на уровне нейромышечных синапсов [13]. Степень вазоконстрикции (снижения перфузии) (↓∆M) рассчитывали по формуле:
↓∆M=(Mисх–Mмин)/Mисх·100%,
где: Mисх — средний уровень перфузии до констрикторного стимула, Mмин — минимальный уровень перфузии при проведении пробы (рис. 3, а).
Рис. 3. Функциональные тесты при лазерной допплеровской флоуметрии.
а — констрикторная дыхательная проба; б — дилататорная проба с 5-минутной артериальной окклюзией.
После проведения ДП приступали к пробе с артериальной окклюзией (АО). В манжете тонометра, расположенной на левом плече, в течение 5 мин создавали давление на 50 мм рт.ст. выше исходного САД. После декомпрессии манжеты и восстановления кровотока наблюдался кратковременный прирост уровня перфузии, также называемый постокклюзионной реактивной гиперемией (ПОРГ). Увеличение тканевой перфузии направлено на восстановление тканевого гомеостаза и обусловлено механическим растяжением микрососудов повышенным потоком крови и дилататорным эффектом продуктов ишемического метаболизма. Максимальный прирост перфузии (↑∆M) оценивали по формуле:
↑∆M=Mмакс/Mисх·100%,
где: Мисх — средний уровень перфузии при БП; Ммакс — максимальное значение ПОРГ (см. рис. 3, б).
Статистическая обработка. Для выполнения статистической обработки данных использовали пакет прикладных программ Statistica 10.0 («StatSoft», США). Вид распределения количественных признаков анализировали с помощью теста Шапиро—Уилка. Полученные данные представлены в виде средних значений со стандартным отклонением (M±SD) или в виде медианы с 25—75% квартилями (Me [Q25; Q75]). Взаимосвязи между анализируемыми параметрами выявляли с помощью теста ранговой корреляции Спирмена (r). Различия или взаимосвязи между параметрами считали достоверными при p<0,05.
Результаты
Данные исследования капиллярного русла у мужчин анализируемой группы приведены в табл. 3. Размер ПЗ рассчитывали как среднее значение минимум для 10 капилляров (13,8±3,4) на протяжении всего ногтевого ложа.
Таблица 3. Результаты компьютерной видеокапилляроскопии в группе исследования
| Параметр | Значение |
| ПЗ, мкм | 116 [101; 134,5] |
| ФР, кап/мм2 | 80 [71; 92,5] |
| СР, кап/мм2 | 101,5 [93; 112,5] |
| ФР/СР | 0,82 [0,74; 0,84] |
Взаимосвязей с данными инструментальных методов исследования сердечно-сосудистой системы (ССС) анализируемые показатели капиллярного русла кожи не продемонстрировали, за исключением достоверной положительной корреляции коэффициента ФР/СР с уровнем офисного АД: САД (r=0,3; p=0,024), ДАД (r=0,31: p=0,021), среднего АД (r=0,33; p=0,014). Установленная связь свидетельствует о том, что чем выше уровень АД, тем больше капилляров функционирует в состоянии покоя. При этом достоверных взаимосвязей с уровнем АД по данным СМАД не выявлено.
Результаты ЛДФ в области подушечки среднего пальца левой кисти обследуемых мужчин приведены в табл. 4.
Таблица 4. Параметры лазерной допплеровской флоуметрии в области подушечки среднего пальца левой кисти у обследованных мужчин
| Параметр | Показатели |
| М, пф | 18,24 [13,35; 19,56] |
| эндотелиальный | |
| Аэ, пф | 0,94 [0,57; 1,29] |
| Аэ/М, % | 5,37 [2,99; 8,35] |
| нейрогенный | |
| Ан, пф | 0,81 [0,53; 1,15] |
| Ан/М, % | 4,81 [3,12; 7,57] |
| миогенный | |
| Ам, пф | 0,55 [0,35; 0,85] |
| Ам/М, % | 3,09 [2,31; 5,08] |
| венулярный | |
| Ав, пф | 0,19 [0,14; 0,26] |
| Ав/М, % | 1,25 [0,83; 1,71] |
| кардиальный | |
| Ас, пф | 0,86 [0,64; 1,01] |
| Ас/М, % | 4,89 [3,59; 6,72] |
| ↓∆М ДП, % | 46,5 [36; 57] |
| АО | |
| ↑∆М АО, % | 114 [108; 141] |
| Ммакс, пф | 20,3 [17,8; 21,9] |
Сопоставление показателей амлитудно-частотного вейвлет-анализа ЛДФ в коже пальца с данными ультразвукового сканирования сердца позволило выявить целый ряд корреляционных связей. Тонус-формирующие механизмы, которые определяют тонус и величину просвета прекапиллярных артериол, продемонстрировали следующие связи: эндотелиальный механизм — Аэ с КДО ЛЖ (r= –0,39; p<0,05) и ИММ ЛЖ (r= –0,28; p<0,05), Аэ/М с КДР ЛЖ (r= –0,29; p<0,05) и ИММ ЛЖ (r= –0,31; p<0,05); нейрогенный механизм — Ан с КДО ЛЖ (r= –0,45; p<0,01) и ИММ ЛЖ (r= –0,31; p<0,05), Ан/М с КДР ЛЖ (r= –0,33; p<0,05), КДО ЛЖ (r= –0,35; p<0,05) и ИММ ЛЖ (r= –0,34; p<0,01); миогенный механизм — Ам с КСО ЛЖ (r= –0,5; p<0,005) и с ТМЖП (r= –0,36; p<0,01). Механизмы модуляции микрокровотока, которые формируются вне МЦР и отражают его объемное кровенаполнение, продемонстрировали наличие достоверных связей только с функциональным состоянием путей оттока крови от капиллярного русла — венулярного звена: Ав с КДО ЛЖ (r= –0,41; p<0,05), КСО ЛЖ (r= –0,56; p<0,001) и ЗстЛЖ (r= –0,36; p<0,01), а перфузионный вклад венулярного отдела (Ав/М) с объемом ЛП (r= –0,32; p<0,05), КДР (r= –0,34; p<0,01), КДО (r= –0,35; p<0,05), КСО (r= –0,38; p<0,05), ЗстЛЖ (r= –0,36; p<0,01) и ИММ ЛЖ (r= –0,38; p<0,005). Показатели пульсовых колебаний кровотока, которые отражают состояние путей притока крови к капиллярному руслу, достоверных связей ни с одним из анализируемых параметров не продемонстрировали.
По данным СМАД достоверные корреляционные связи выявлены только для миогенного механизма регуляции сосудистого тонуса. Установлено, что величина базального тонуса гладкомышечных клеток прекапиллярных артериол и капиллярных сфинктеров кожи и их перфузионный вклад отрицательно взаимосвязаны только с ночными значениями САД — Ам (r= –0,29; p<0,05), Ам/М (r= –0,28; p<0,05) и ДАД — Ам (r= –0,38; p<0,005), Ам/М (r= –0,35; p<0,01). Другие механизмы модуляции микрокровотока достоверных взаимосвязей не продемонстрировали ни с данными СМАД, ни с параметрами офисного АД.
По данным провокационных тестов была обнаружена достоверная отрицательная корреляционная связь функционального резерва МЦР только между приростом перфузии при АО и КДР ЛЖ (r= –0,39; p<0,01). С данными СМАД корреляционных взаимосвязей не выявлено, но отмечалась положительная корреляционная связь уровня ДП с величиной офисного ДАД (r=0,28; p<0,05).
Результаты ЛДФ на предплечье мужчин группы исследования приведены в табл. 5.
Таблица 5. Параметры лазерной допплеровской флоуметрии в области наружной поверхности нижней трети предплечья у обследованных мужчин
| Параметр | Значение |
| М, пф | 3,4 [2,84; 4,34] |
| эндотелиальный | |
| Аэ, пф | 0,14 [0,1; 0,25] |
| Аэ/М, % | 4,39 [2,99; 7,43] |
| нейрогенный | |
| Ан, пф | 0,16 [0,11; 0,27] |
| Ан/М, % | 5,06 [3,31; 7,69] |
| миогенный | |
| Ам, пф | 0,14 [0,095; 0,21] |
| Ам/М, % | 4,02 [2,98; 6,88] |
| венулярный | |
| Ав, пф | 0,07 [0,055; 0,105] |
| Ав/М, % | 2,11 [1,63; 3,33] |
| кардиальный | |
| Ас, пф | 0,26 [0,19; 0,31] |
| Ас/М, % | 7,21 [6,01; 11,83] |
| ↓∆М ДП, % | 41 [29; 52] |
| АО | |
| ↑∆М АО, % | 248 [212; 321] |
| Ммакс, пф | 8,6 [7,3; 10,3] |
Тонус-формирующие механизмы модуляции микрокровотока в коже предплечья продемонстрировали следующие взаимосвязи с данными ЭхоКГ: эндотелиальный механизм — Аэ/М с объемом ЛП (r= –0,3; p<0,05) и ИММ ЛЖ (r= –0,31; p<0,01); нейрогенный механизм — Ан с ТМЖП (r= –0,27 p<0,5) и ЗстЛЖ (r= –0,26; p<0,05), Ан/М с объемом ЛП (r=– 0,26; p<0,05), ТМЖП (r= –0,27; p<0,5) и ИММ ЛЖ (r= –0,33; p<0,01); миогенный механизм — Ам с ТМЖП (r= –0,27; p<0,05) и ЗстЛЖ (r= –0,3; p<0,01), Ам/М с ЗстЛЖ (r= –0,26; p<0,05) и ИММ ЛЖ (r= –0,3; p<0,05).
Механизмы модуляции микрокровотока, которые отражают объемное кровенаполнение МЦР, продемонстрировали достоверные взаимосвязи только для функционального состояния путей оттока крови от МЦР: амплитуда респираторно обусловленных колебаний кровотока (Ав) достоверно взаимосвязано только с КСО ЛЖ (r= –0,38; p<0,05), а перфузионный вклад этого механизма (Ав/М) — с объемом КСР (r= –0,31; p<0,01), КДО (r= –0,5; p<0,005), КСО (r= –0,6; p<0,0005) и ИММ ЛЖ (r= –0,28; p<0,005). При анализе состояния путей притока крови к МЦР установлено наличие достоверных корреляционных взаимосвязей только с перфузионной эффективностью механизма (Ас/М) и КСО (r= –0,4; p<0,05).
В отличие от ЛДФ в коже пальца результаты анализа амплитудно-частотного спектра в области предплечья продемонстрировали слабые корреляционные взаимосвязи с ночными значениями ДАД, но для всех тонус-формирующих механизмов: эндотелиальный — Аэ (r= –0,28; p<0,05) и Аэ/M (r= –0,28; p<0,05); нейрогенный механизм — Ан (r= –0,34; p<0,01), Ан/M (r= –0,33; p<0,01); миогенный механизм — Ам (r= –0,29; p<0,05) и Ам/M (r= –0,26; p<0,05). Из механизмов, которые определяют объемное кровенаполнение МЦР, достоверные взаимосвязи выявлены только для перфузионного вклада пульсовых колебаний (Ас/М) с дневными значениями САД (r= –0,36; p<0,005) и ДАД (r= –0,28; p<0,05).
Констрикторная активность микрососудов кожи предплечья продемонстрировала слабую недостоверную положительную связь с объемом ЛП (r=0,23; p=0,079). С параметрами СМАД достоверная взаимосвязь выявлена только для результатов АО: дневные значения САД (r= –0,32; p<0,01) и ДАД (r= –0,35; p<0,005); ночные значения САД (r= –0,29; p<0,05) и ДАД (r= –0,34; p<0,01).
Обсуждение
Ввиду относительной новизны и разнообразия неинвазивных методов исследования микроциркуляторного кровотока у человека на сегодняшний день отсутствуют стандартизированные протоколы проведения исследований и нормативные значения.
Цель работы — изучение структурно-функционального состояния МЦР в области пальца и предплечья с определением нормативных диапазонов и выявление наличия связей между параметрами микроциркуляции и показателями центральной гемодинамики у здоровых мужчин трудоспособного возраста.
Капилляроскопия является одним из самых традиционных методов исследования системы микроциркуляции у человека и насчитывает уже без малого 100 лет. Дополнение классической капилляроскопии новыми компьютерными технологиями позволяет исследователям перейти от описательного (субъективного) характера получаемых данных капиллярного русла кожи человека к получению объективных результатов, представленных в цифровом формате. Важность исследования капиллярного русла объясняется не только тем, что на уровне обменных микрососудов реализуется основная функция ССС — обменная, но и тем, что нарушения на уровне капиллярного русла кожи рассматриваются как одна из основных причин развития артериальной гипертензии как одной из самых распространенных хронических неинфекционных патологий [14].
Результаты исследования показали, что у здоровых мужчин плотность капиллярной сети кожи в области ногтевых фаланг пальцев кисти составляет около 100 капилляров на 1 мм2. В термонейтральных условиях для поддержания метаболического обеспечения кожи и температурного гомеостаза организма задействовано до 80% капилляров, а средняя величина ПЗ, которая отражает степень гидратации интерстициального пространства и дистанцию «кровь↔клетка» для питательных веществ и продуктов тканевого метаболизма, составляет в среднем 115 мкм. Из всех параметров ВКС только ФР/СР продемонстрировал слабую положительную достоверную корреляционную связь с параметрами центральной гемодинамики — уровнем офисного САД (r=0,3) и ДАД (r=0,31).
В структурном плане капилляры кожи представлены монослоем эндотелиальных клеток, поэтому оказывать влияние на параметры гемодинамики могут только опосредованно через процессы фильтрации и реабсорбции. Основной вклад в формирование капиллярной гемодинамики вносят прекапиллярные артериолы и капиллярные сфинктеры. Находясь под многофакторным контролем (эндотелиальный, нейрогенный, базальный тонус), гладкомышечные клетки микрососудов за счет периодического изменения тонуса и величины просвета прекапиллярных артериол (вазомоции) по механизму положительных и отрицательных обратных связей модулируют притекающий объем артериальной крови до оптимальных для транскапиллярного обмена значений в данном месте в данное время. Оценить функциональное состояние всех регуляторных механизмов на уровне прекапиллярных артериол позволяет метод ЛДФ с амплитудно-частотным вейвлет-анализом, информативность которого продемонстрирована при целом ряде патологических состояний (артериальная гипертензия, сахарный диабет, ожирение, астма, инфаркт миокарда, сердечная недостаточность, патология церебральных сосудов, при заболеваниях ревматологического профиля и др.) [7].
Длина волны лазерного излучения является достаточно важным параметром, поскольку определяет глубину зондирования — чем больше длина волны, тем глубже проникновение излучения в ткани [15].
Не менее важной является и область кожного покрова для исследования методом ЛДФ. I. Braverman [16] в фундаментальном исследовании показал, что в неакральных участках кожного покрова 1 мм3 сосочкового слоя кожи содержит типичный микрососудистый модуль, который включает одну восходящую из глубины дермы питающую артериолу диаметром не более 30 мкм, 5 прекапиллярных артериол, формирующих сеть капилляров, переходящих в посткапиллярные венулы, которые впадают в 9 собирательных венул, сливающихся в одну нисходящую дренирующую венулу диаметром не более 50 мкм. Автор обращает внимание на то, что структурная организация МЦР идентична, за исключением возрастных различий в количестве обменных микрососудов, а на глубине 1—1,5 мм от поверхности кожи (зона досягаемости лазерного излучения при длине волны 800 нм) АВА отсутствуют, поскольку они залегают глубже. Таким образом, регистрируемый при ЛДФ характер микроциркуляторного кровотока в области предплечья характеризует нутритивную (обменную) направленность тканевого кровотока. У здоровых мужчин трудоспособного возраста функциональное состояние тонус-формирующих механизмов модуляции микрокровотока в коже предплечья (эндотелиальный, нейрогенный, миогенный) характеризуется равномерностью как по амплитуде, так и по перфузионной эффективности (см. табл. 5).
Структурной особенностью МЦР в акральных участках кожи (стопы, кисти, уши, кончик носа, губы) является обилие поверхностно расположенных АВА, основная функциональная роль которых заключается в поддержании процессов терморегуляции. АВА обильно иннервированы исключительно симпатическими адренергическими волокнами [17] и во всех участках кожи функционируют одновременно и синхронно [18, 19]. По определению N. Taylor и соавт. [20], кожа дистальных верхних и нижних конечностей выполняет в организме физиологическую роль «изолятора, радиатора и испарителя». Таким образом, микроциркуляторный кровоток в области подушечки пальца отражает терморегуляторный (шунтовой) характер тканевой перфузии. Амплитудно-частотный анализ показывает, что в акральной области кожи доминируют эндотелиальный и нейрогенные механизмы (см. табл. 4). На этом фоне отмечается более высокий относительно предплечья уровень тканевой перфузии (M), что можно объяснить большими потоками крови через АВА. На существенные различия в уровне тканевой перфузии в зависимости от области исследования указывали и В.И. Козлов и соавт. [21].
Регионарные различия в ангиоархитектонике МЦР сказываются и на результатах функциональных тестов. Вазомоторный рефлекс, запускаемый быстрым глубоким вдохом с задержкой дыхания на высоте вдоха (ДП), вызывает артериолярную констрикцию и временное уменьшение кожной перфузии у большинства людей. Центральные механизмы констрикторной реакции при ДП еще до конца не расшифрованы, но установлено, что констрикторный ответ микрососудов опосредуется симпатической адренергической системой регуляции и отсутствует при химической денервации (блокада) или хирургической симпатэктомии [22, 23]. У здоровых мужчин констрикторная реакция при ДП на предплечье незначительно ниже (41%), чем на пальце (46,5%).
Уровень ПОРГ при пробе с АО зависит от длительности окклюзии, дилататорного действия продуктов ишемического метаболизма, нейропептидов нервных окончаний системы ноцицепции, нейронального оксида азота и других биологически активных веществ [24—26]. Обращают на себя внимание существенные различия между уровнем ПОРГ на предплечье и в подушечке пальца кисти. В области предплечья дилататорная реакция микрососудов существенно выше, чем на пальце. Это можно объяснить выраженной дилатацией всех АВА в коже пальца в период 5-минутной тканевой ишемии, что при пуске кровотока приводит к «сбросу» крови через шунты и, как следствие, более низким значениям ПОРГ.
При анализе результатов АО в настоящем исследовании было установлено отсутствие корреляционных связей между уровнем ПЗВД на уровне плечевой артерии и ПОРГ на уровне МЦР кожи пальца и предплечья, несмотря на то что провокационный стимул (5-минутная ишемия) был идентичным при обеих пробах. Аналогичные результаты получены и другими исследователями [27]. Отсутствие взаимосвязей между указанными показателями можно объяснить тем, что ответ на реактивную гиперемию в области кожи зависит не только от гемодинамических параметров (напряжение сдвига), которые характерны для сосудов магистрального типа, но и от влияния разных гуморальных агентов местного механизма действия (аденозин, дилататорные нейропептиды C-афферентных нервных окончаний, эндотелий-зависимый фактор гиперполяризации, изменения кислотно-щелочного равновесия интерстициального пространства кожи и др.) и механических свойств приносящих микрососудов (миогенный ответ), которые ответственны за восстановление тканевого гомеостаза после ишемии. Кроме того, необходимо учитывать и другой очень важный физиологический аспект — трофическое обеспечение сосудистой стенки из системы «vasa vasorum». При ультразвуковом исследовании реакции плечевой артерии на ПЗВД с нижним наложением манжеты, при пробе с АО (ЛДФ) нарушается питание сосудистой стенки всех магистральных артерий (артерий предплечья и пальцевых), что в конечном итоге может сказываться на полученных результатах исследования.
Очень интересным является наличие выявленных в настоящем исследовании слабых, но тем не менее достоверных корреляционных связей между функциональной активностью тонус-формирующих механизмов микрососудов кожи с параметрами центральной гемодинамики — уровнем АД. Из классической физиологии хорошо известно, что микрососуды кожи в отличие от микрососудов поперечно-полосатой мускулатуры, не подвержены барорефлекторной регуляции. Выявленные в настоящем исследовании достоверные взаимосвязи можно назвать вполне закономерными. Из данных взаимосвязей следует — чем выше амплитуда (Ai) вазомоций регуляторных механизмов (ниже тонус) и выше их перфузионный вклад (Ai/M) в трофическое обеспечение тканей [28], тем меньше размеры камер сердца, меньше толщина стенок и ММ ЛЖ, и ниже уровень САД и ДАД в ночные часы. В отличие от кожи пальца, где кожный кровоток имеет терморегуляторную (шунтовую) направленность, на предплечье все тонусформирующие механизмы модуляции кровотока на уровне прекапиллярных артериол достоверно взаимосвязаны с уровнем ночного ДАД.
Заключение
Один из дискутабельных вопросов, который остается нерешенным и ограничивает развитие научного направления функциональной диагностики по неинвазивному исследованию системы микроциркуляции у человека, — это репрезентативность микрососудистого русла кожи как объекта для исследования ССС.
В настоящее время нет стандартизированных протоколов проведения исследований МЦР для оценки его функционального состояния, отсутствуют общепризнанные нормативные значения показателей для различных неинвазивных методов обследования. Полученные на приборах российского производства данные приведены в рамках адаптированного нами протокола, который за 30 мин позволяет получать информацию об исходном функциональном состоянии резистивных микрососудов кожи с оценкой их резистивного и дилататорного потенциала.
Ввиду гендерных различий тканевого метаболизма, обусловленных существенным влиянием половых гормонов на микроциркуляторные процессы у женщин, последние в исследование не включались. Полученные при обследовании здоровых мужчин трудоспособного возраста данные могут быть полезным ориентиром для дальнейших научных исследованиях как по комплексу инструментальных методов исследования ССС, так и по нормативным параметрам МЦР кожи на основе современных неинвазивных методов исследования.
Выявленные корреляционные связи между процессами микроциркуляции в коже и параметрами центральной гемодинамики являются слабыми, однако с точки зрения физиологии логичными и закономерными. Несмотря на функциональную специфичность кожи как органа, полученные результаты позволяют говорить о том, что ее микрососудистое русло является неотъемлемой частью большого круга кровообращения, а системные изменения в ССС отражаются на функциональном состоянии МЦР, что можно регистрировать с помощью современных неинвазивных методов исследования.
Участие авторов: концепция и дизайн исследования — А.А. Федорович, О.М. Драпкина; сбор и обработка материала — А.И. Королев, А.Ю. Горшков, М.А. Михайлова, В.А. Дадаева, Д.К. Васильев, Д.У. Акашева, О.Т. Ким, К.В. Омельяненко; статистическая обработка данных — А.И. Королев, А.А. Федорович; написание текста — А.И. Королев, А.А. Федорович; редактирование — А.А. Федорович, О.М. Драпкина; утверждение окончательного варианта статьи — О.М. Драпкина; ответственность за целостность всех частей статьи — А.И. Королев.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
The authors declare no conflict of interest.