Методология флоуметрии, 1997 г. стр.63-80.
Тканевой кровоток и симпатическая реактивность при облитерирующем атеросклерозе артерий нижних конечностей.
Е.П.Кохан, О.В.Пинчук
ЦВКГ им. А.А.Вишневского г.Красногорск
Материалы и методы
Изучение тканевой микроциркуляции проводилось у больных с различными стадиями облитерирующего атеросклероза нижних конечностей на уровне кожи, мышечной ткани и костного мозга при помощи лазерной доплеровской флоуметрии. Для исследования использовался одноканальный лазерный флоуметр BLF 21 фирмы "Transonic Systems Inc." (США).
При исследовании кожной микроциркуляции использовались датчики для измерения поверхностных кровотоков типа R (right angle/ правый угол) диаметром 15 мм. Датчики фиксировались липким кольцом к поверхности кожи в двух стандартных областях:
а) на подошвенной поверхности ногтевой фаланги I пальца стопы;
б) на тыле стопы в первом межпальцевом промежутке.
Данные области были выбраны в связи с принципиальной разностью гистологического строения микроциркуляторного сосудистого слоя. Кожа ногтевой фаланги пальца стопы является зоной с чрезвычайно богато представленной сетью артерио-венозных анастомозов, а на тыльной поверхности стопы таковые практически отсутствуют [3,8].
Глубина проникновения лазерного луча в кожную ткань до 1 мм обеспечивала попадание в поле зрения всех составных частей микроциркуляторного русла, включая артерио-венозные анастомозы.
Для изучения мышечного кровотока использовался интраоперационный датчик типа N (18 gauge needle). В асептических условиях на уровне границы средней и нижней третей голени в медиальную головку икроножной мышцы пункционно устанавливалась одноразовая игла, по внутреннему просвету которой проводился датчик.
В качестве контрольной группы проведено исследование кожной и мышечной микроциркуляции у 10 здоровых субъектов (20 нижних конечностей) в возрасте, сопоставимом с основной группой.
Костномозговой кровоток исследовался у 15 пациентов со II - III стадиями облитерирующего атеросклероза во время операции реваскуляризирующей остеотрепанации. Через перфорационное отверстие в костной пластине большеберцовой кости диаметром 5 мм в костномозговой канал асептически устанавливался датчик типа N. Исследования проводились на уровне границы средней и нижней третей голени.
Регистрировался исходный уровень тканевого кровотока, а так же изменения при выполнении пробы Вальсальвы и после приема нифедипина.
Полученные результаты
Абсолютные показатели тканевого кровотока в различных тканях имели тенденцию к снижению с прогрессированием облитерирующего заболевания. Однако, статистически достоверные различия (р<0,05) получены только для терминальных стадий с выраженной тканевой ишемией. Данными о костномозговой микроциркуляции у здоровых субъектов и начальной стадии патологии мы не располагаем. Полученные результаты представлены в таблице 1.
Таблица 1. Абсолютные показатели тканевого кровотока при различных стадиях облитерирующего атеросклероза и в контрольной группе (условные единицы перфузии (мл/мин/100г).
Исследуемая область |
Контрольная группа |
I стадия заболевания |
II стадия заболевания |
III-IV стадии заболевания |
Тыл стопы |
10,4±2,12 |
10,2±1,88 |
6,81±1,6 |
0,208±0,086 |
I палец стопы |
11,5±3,32 |
14±1,84 |
6,77±1,3 |
0,585±0,109 |
Икроножная мышца |
6,34±0,57 |
7,96±2,63 |
3,76±0,9 |
0,65±0,06 |
Костный мозг |
*** |
*** |
2,38±0,42 |
3,05±0,16 |
В настоящий момент простейшим методом симпатической стимуляции является выполнение пробы Вальсальвы [5]. Проба сопровождается тахикардией и периферической вазоконстрикцией в период повышения внутригрудного давления. Изучена реакция тканевого кровотока на усиление симпатического влияния при различных стадиях облитерирующего атеросклероза. Полученные результаты представлены в таблице 2.
Таблица 2. Сравнительная динамика тканевого кровотока при проведении пробы Вальсальвы при различных стадиях облитерирующего атеросклероза и в контрольной группе (% от исходного кровотока).
| Исследуемая область | Контрольная группа | I стадия заболевания | II стадия заболевания | III-IV стадии заболевания |
| Тыл стопы | 82,4±8,48 | 92,6±7,68 | 91±6,39 | 96,2±4,22 |
| I палец стопы | 72,2±9,33 | 90,3±4,75 | 82,2±5,39 | 93,8±1,02 |
| Икроножная мышца | 80,1±7,22 | 81,9±10,3 | 86,6±9,41 | 95,4±8,46 |
| Костный мозг | *** | *** | 83±0,69 | 82,6±3,9 |
Нифедипин (nifedipin) является представителем антагонистов кальция - производных 1,4-дигидропиридина. Антагонисты кальция тормозят прохождение ионов кальция через "медленные" кальциевые каналы и поступление их в клетку. Нифедипин прежде всего влияет на клетки гладких мышц коронарных артерий и периферических сосудов. Данный препарат использовался для оценки выраженности эффекта ослабления симпатического влияния на тканевой кровоток. Полученные данные представлены в таблице 3.
Таблица 3. Сравнительная динамика тканевого кровотока при проведении пробы с нифедипином при различных стадиях облитерирующего атеросклероза и в контрольной группе (% от исходного кровотока).
| Исследуемая область | I стадия заболевания | II стадия заболевания | III-IV стадии заболевания |
| Тыл стопы | 92±10,4 | 68,7±9,6 | 9,2±0,8 |
| I палец стопы | 132±12,8 | 86,9±14,7 | 8,2±1,2 |
| Икроножная мышца | 79,2±7,8 | 78,8±8,2 | 11,4±1,6 |
| Костный мозг | *** | 49±21,4 | 30±15,4 |
Обсуждение
В качестве контрольной группы нами проведено исследование кожной микроциркуляции у 10 здоровых субъектов (20 нижних конечностей). Качественный характер регистрируемой кривой напоминал артериальную плетизмограмму (Рис.1.). Отмечался быстрый анакротический подъем и пологий дикротический задний фронт с характерным вторым максимумом при закрытии митрального клапана. Однако, имелись и существенные различия, так от одного колебания к другому значительно варьирует амплитуда и период колебания. Снижение кожного кровотока на высоте пробы с симпатической стимуляцией представлено на рис.2. Следует отметить выраженную мозаичность абсолютных значений кровотока и широкий диапазон колебаний показателей. Разница показателей кожного кровотока в покое в двух исследуемых областях стопы статистически недостоверна (р>0,05). Однако, отмечалось достоверная (р<0,05) разница при сравнении показателей динамики кровотока при проведении пробы с симпатической стимуляцией.
Рис.1. Лазерная флоуграмма кожного кровотока в норме.
Рис.2. Лазерная флоуграмма в норме. Снижение кожного кровотока на высоте пробы Вальсальвы.
Таким образом, кожный кровоток на стопе в покое у здоровых субъектов достоверно не отличается в зонах богатых и бедных артерио-венозными анастомозами. Однако, значительное уменьшение кровотока по артерио-венозным анастомозам вследствие симпатической стимуляции проявляется в более выраженном снижении суммарной кожной микроциркуляции при проведении пробы Вальсальвы в областях богатых артерио-венозными шунтами - на пальце стопы.
Качественно кривая, характеризующая кожный кровоток при I стадии облитерирующего заболевания, не отличается от таковой у здоровых субъектов. Обращает на себя внимание некоторое увеличение показателей кожной перфузии при начальной стадии облитерирующей патологии. Однако, данная разница статистически не достоверна (р>0,05).
Статистически достоверные различия состояния кожной микроциркуляции определяются на высоте пробы Вальсальвы (р<0,05), особенно на пальце стопы. Симпатическая стимуляция вызывает у больных с начальными проявлениями патологии сосудов менее выраженное снижение кровотока покоя, чем в контрольной группе. Полученные данные в достаточной степени согласуются с представлениями о начальной стадии заболевания, когда клинические проявления (зябкость, повышенная чувствительность к холодовому воздействию, усталость нижних конечностей при значительной физической нагрузке) обусловлены в значительной степени нарушением сосудистого тонуса, в том числе вследствие избыточного симпатического влияния. Это объясняет полученные при помощи лазерной доплеровской флоуметрии данные - на находящиеся под действием значительной симпатической импульсации (в спазмированном состоянии) сосуды дополнительное симпатическое воздействие вызывает меньший вазоконстрикционный эффект. Учитывая статистическую достоверность полученных данных, применение лазерной доплерометрии с использованием пробы Вальсальвы может служить объективным критерием I стадии облитерирующего атеросклероза нижних конечностей.
Вторая стадия заболевания характеризуется значительными качественными изменениями кривой кожной микроциркуляцию [12]. Резко изменяется амплитуда осциляций, исчезает регулярная "правильная" форма кривой, появляется высокочастотный и низкоамплитудный компонент колебаний (Рис.3.). Именно появление колебаний высокой частоты при исследовании на тыле стопы характеризует появления тканевой ишемии [9].
Рис.3. Больной Р., и/б 6487 Диагноз: Облитерирующий атеросклероз артерий нижних конечностей II стадия. Лазерная флоуграмма кожного кровотока.
Вместе с тем, количественные показатели колебались в достаточно широких пределах. Это связано с одной стороны с тем, что в группу "перемежающейся хромоты" были включены пациенты с разной степенью клинических проявлений (продолжительность безболевой дистанции проходимой больным от 50 до 1000 метров). Второй причиной может быть полная компенсация кожного кровотока на уровне стопы в покое, вне нагрузки, в комфортабельных температурных условиях. Снижение абсолютных показателей кожной микроциркуляции (по сравнению с контрольной группой) статистически недостоверно (р>0,05). Полученные результаты согласуются с данными других исследователей, что при облитерирующем поражении артерий в стадии перемежающейся хромоты кожный кровоток в покое может быть сохраненным или слегка сниженным [3,10,12]. Поэтому значение абсолютных показателей кожного кровотока для идентификации пациентов с окклюзирующей патологией артерий в стадии перемежающейся хромоты невелико [7].
При проведении пробы с симпатической стимуляцией у пациентов со второй стадией отсутствуют достоверные различия динамики кожного кровотока (р>0,05) по сравнению с контрольной группой (в отличие от первой стадии заболевания).
Резкие изменения происходят при терминальных стадиях заболевания, выраженной ишемии тканей (Рис.4.). У больных этой группы регистрируется низкоамплитудная безимпульсная кривая. Различия абсолютных показателей в сравнении с контрольной группой и II стадией заболевания статистически достоверны (р<0,05).
Рис.4. Больная К., и/б 7439 Диагноз: Облитерирующий атеросклероз артерий нижних конечностей IV стадия. Лазерная флоуграмма кожного кровотока.
Крайне низкие показатели микроциркуляции характеризуют зону с высоким и скудным содержанием артерио-венозных анастомозов. Следовательно, говорить о "массивном" шунтировании крови в обход истинного капиллярного русла, по-видимому, не приходится. Хотя, безусловно, данный феномен имеет место, что находит свое отражение в факте, что микроциркуляторные показатели в более дистальных отделах стопы - на пальце, оказываются в 2-2,5 раза выше.
Обращает внимание резко сниженная, но все же сохраненная реакция на симпатическую стимуляцию не только в области ногтевой фаланги I пальца, но и на тыле стопы. Это говорит о том, что даже в условиях тяжелой ишемии симпатическое влияние все же имеет место не только в зоне артерио-венозных анастомозов, но и на уровне истинных тканевых капилляров.
Таким образом, нарастание стадии облитерирующего заболевания, ишемии сопровождается снижением показателей кожного кровотока в покое. При тяжелой ишемии, характеризующей III-IV стадию, появляется статистически достоверное резкое угнетение микроциркуляции. Полученные результаты согласуются с данными других исследователей [6,7,9].
Рис.5. Динамика средних показателей кожного кровотока при различных стадиях облитерирующего заболевания (условные единицы перфузии)
Рис.6. Динамика снижения кожного кровотока покоя при пробе Вальсальвы при различных стадиях облитерирующей патологии (%).
Рис.7. Динамика кровотока в икроножной мышце в зависимости от стадии облитерирующей патологии (условные единицы перфузии)
Симпатическое влияние на кожный кровоток так же изменяется соответственно стадии заболевания. Наибольшее постоянное симпатическое воздействие характеризует первую стадию облитерирующего заболевания, когда дополнительная симпатическая импульсация вызывает небольшое снижение кровотока покоя. Похожая картина, наблюдаемая при тяжелой ишемии, объясняется другими механизмами. При терминальной стадии облитерирующих заболеваний сосудистый тонус определяется в первую очередь гуморальными медиаторами (недоокисленными продуктами метаболизма), симпатическое воздействие нивелируется постоянной вазодилятацией.
Исследованию мышечного кровотока посвящено значительно меньшее количество публикаций. Одна из серьезных проблем - это доставка лазерного сигнала к мышце [11].
Качественно кривая мышечного кровотока в контрольной группе представляла собой высокочастотную синусоиду, с частотой осцилляции 12-16 в каждые 10 секунд (Рис.8.). Данные колебания коррелируют с частотой сердечного ритма. Однако в отличие от кожного кровотока, сходство с артериальной плетизмограммой выражено меньше. В частности, отсутствует второй максимум, характеризующий митральный клапан. Имела место выраженная мозаичность абсолютных значений, что может быть связано в первую очередь с конкретными особенностями местоположения датчика (близость кровеносных сосудов, наличие сухожильной ткани, состояние макрогемодинамики и т.д.).
Рис.8. Лазерная флоуграмма мышечного кровотока в норме.
При увеличении степени ишемии происходили характерные качественные изменения кривой, характеризующей мышечную микроциркуляцию - уменьшение амплитуды осцилляций, вплоть до безимпульсной кривой при терминальных стадиях заболевания.
Аналогично кожному кровотоку, отмечено некоторое увеличение показателей при I стадии заболевания (в сравнении с контрольной группой), хотя данная разница статистически недостоверна (р>0,05). Выявлено резкое, статистически достоверное снижение мышечного кровотока в 10 и более раз при терминальных стадиях облитерирующего атеросклероза нижних конечностей (Рис.9., 10.).
Рис.9. Больная Г., 1922 г.р. Диагноз: Облитерирующий атеросклероз артерий нижних конечностей II ст. Лазерная флоуграмма мышечного кровотока.
Рис.10. Больной Б., 1926 г.р., и/б 8075 Диагноз: Облитерирующий атеросклероз артерий нижних конечностей IV ст. Лазерная флоуграмма мышечного кровотока.
Отмечено выраженное, статистически достоверное снижение мышечной микроциркуляции при пробе с симпатической стимуляцией (Рис.11.). Изменение характера симпатического влияния на мышечный кровоток при увеличении степени ишемии представлено на рис.12.
Рис.11. Лазерная флоуграмма. Мышечный кровоток на высоте пробы Вальсальвы.
Рис.12. Динамика снижения мышечного кровотока при пробе Вальсальвы при различных стадиях облитерирующей патологии (%).
Таким образом, прогрессирование облитерирующего атеросклероза артерий нижних конечностей характеризуется нарастающими изменениями мышечной микроциркуляции в сочетании с нарушениями симпатической реактивности.
Зависимость костномозгового кровотока от стадии облитерирующего атеросклероза изучались авторами с 70-х годов. Было установлено, что внутрикостное давление во II стадии хронической ишемии повышено, в III стадии отмечается наибольшее повышение, а в IV стадии - наступает его падение [1,4]. Выявлено, что при облитерирующем атеросклерозе в условиях покоя интенсивность внутрикостного кровотока достаточно высока и может превышать мышечный кровоток [2].
Костномозговой кровоток регистрировался нами в виде сложной периодической кривой с регулярно повторяющимися комплексами. Частота и амплитуда колебаний варьировались в широких пределах. С нарастанием ишемии амплитуда осцилляции уменьшалась. Однако, статистически достоверной разницы показателей при II и III стадии заболевания не отмечено (Рис.13., 14.).
Рис.13. Больной Б., 1948 г.р., и/б 7815 Диагноз: Облитерирующий атеросклероз артерий нижних конечностей II ст. Лазерная флоуграмма костномозгового кровотока.
Рис.14. Больной Б., 1926 г.р., и/б 8075 Диагноз: Облитерирующий атеросклероз артерий нижних конечностей IV ст. Лазерная флоуграмма костномозгового кровотока.
Рис.15. Динамика прироста тканевого кровотока на фоне нифедипина в зависимости от стадии облитерирующего заболевания (%).
При проведении проб с симпатической стимуляцией и приемом нифедипина отмечена статистически достоверная динамика кровотока. Данные наблюдения объективно демонстрируют наличие выраженного симпатического влияния на костномозговую микроциркуляцию. Отмечено выраженное уменьшение костномозгового кровотока при пробе Вальсальвы при III стадии заболевания. По-видимому, вазодилятация вследствие гуморального воздействия недоокисленных продуктов тканевого метаболизма, характеризующая кожную и мышечную микроциркуляцию при тяжелой ишемии, менее выражена в костном мозге. Статистически достоверной разницы динамики микроциркуляции при II и III стадиях на высоте пробы Вальсальвы не получено. Следовательно, даже при тяжелых ишемических нарушениях в мягких тканях конечности, изменения костномозгового кровотока соответствуют более легким степеням ишемии. Полученные данные можно объяснить особенностями гистологической структуры и кровоснабжения костного мозга.
Резкое увеличение кожного кровотока (почти в 2,5 раза) при I стадии облитерирующей патологии под действием нифедипина объяснимо с позиций высокого исходного тонуса сосудов, что характерно для начальной стадии поражения сосудов. Динамика кожной микроциркуляции под действием препарата при терминальных стадиях заболевания статистически недостоверна (р>0,05).
Менее выраженный прирост кровотока при I стадии заболевания на тыле стопы (по сравнению с подушечкой I пальца стопы) свидетельствует о проявлении феномена шунтирования уже при начальной стадии сосудистой патологии при ослаблении симпатического влияния.
Увеличение мышечного кровотока на фоне нифедипина менее выражено, чем кожного. Динамика изменений ближе к кожному кровотоку с незначительным содержанием артерио-венозных анастомозов. Прирост кровотока связан в данном случае только с изменением тонуса истинных “питательных” капилляров, так как содержание артерио-венозных шунтов в мышечной ткани незначительно.
При проведении проб с приемом нифедипина отмечена статистически достоверная (р<0,05) динамика костномозгового кровотока. Однако, изменения микроциркуляции костного мозга выражены значительно меньше, чем кожной и мышечной тканях. Мы не располагаем данными костномозговой микроциркуляции при I стадии облитерирующей патологии, так как операции остеотрепанации при начальных проявлениях заболевания нами не выполнялись.
Таким образом, нифедипин оказывает достоверное влияние на микроциркуляцию кожи, мышечной и костномозговой тканей при облитерирующем атеросклерозе нижних конечностей. Степень увеличения кровотока зависит от стадии заболевания. Изучение динамики тканевого кровотока под действием препарата позволяет отдифференцировать значение функционального спастического компонента от органического нарушения микроциркуляции.
Выводы.
Облитерирующий атеросклероз вызывает значительные статистически достоверные нарушения тканевого кровотока. Это характерно для кожной, мышечной и костномозговой ткани. Наиболее грубые изменения отмечены при III-IV стадии (по Fontaine) заболевания в мышце и коже. В сочетании с изменениями абсолютных показателей микроциркуляции при прогрессировании облитерирующего атеросклероза появляются достоверные нарушения симпатической иннервации и реактивности микроциркуляторного русла.
Литература
